CH692187A5

CH692187A5 - Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung als Kombination einer Kurbelwelle mit einstellbarem Hub und eines zugehörigen Werkzeuges.

Info

Publication number: CH692187A5
Application number: CH02566/97A
Authority: CH
Inventors: John B Bornhorst; Richard J Oen
Original assignee: Minster Machine Co
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 2002-03-15
Also published as: GB2321946A; US6032360A; KR19980069851A; JP2001030100A; FR2759431B1; DE19746180B4; GB2321946B; CA2208152A1; FR2759431A1; DE19746180A1; ITTO970766A1; GB9715562D0; BR9800511A; TW368471B; JPH10259818A; JP3406217B2; IT1293991B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung, bestehend aus der Kombination einer Kurbelwelle mit einstellbarem Hub und eines zugehörigen Werkzeuges, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und ein Verfahren zum Betrieb der Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung.

Bei mechanischen Pressen ist es oftmals wünschenswert, die Hublänge in einem sich hin- und herbewegenden Teil einzustellen oder zu verändern, z.B. bei einem Schlitten, in welchen das Werkzeug eingebaut ist. In einigen Zahneinstellungssystemen des Standes der Technik besteht die Gefahr, dass Teile nach einer bestimmten Zeitspanne des Betriebs verschleissen.

Eine einstellbare Hubverbindung und Kurbelwelle, wie in der US-Patentanmeldung 08/738 843 gezeigt, zeigt ein System, welches eine schnelle, einfache und genaue Art, die Hublänge des Schlittens oder andere Teile mittels des Veränderns der zeitlichen Position der Exzenter auf der Kurbelwelle einzustellen, erlaubt.

Obwohl zum Zeitpunkt der Herstellung während des Zusammenbaus Schritte unternommen werden, um zu gewährleisten, dass die exzentrische zeitliche Position eines jeden Exzenters auf der Kurbelwelle dieselbe Periode hat, besteht die Möglichkeit, dass während des Zusammenbaus oder nach Gebrauch einer oder mehrere Exzenter ihre zeitliche Position relativ zu irgendeinem der anderen Exzenter auf den Kurbelwellen verlieren oder verändern können. Die vorliegende Erfindung stellt ein Werkzeug und ein Verfahren zum Einstellen der exzentrischen zeitlichen Position und der Position der Exzenter um die Kurbelwelle dar.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die vorerwähnten Unzulänglichkeiten zu überwinden.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch die im Anspruch 1 definierte Kombination von Merkmalen einer Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung und mit dem im Anspruch 9 definierten Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemässen Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung. Bevorzugte Ausbildungsformen der erfindungsgemässen Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Werkzeug zum Einstellen der zeitlichen Position von Exzentern auf einer Kurbelwelle bereit, insbesondere solche Arten von Exzentern, welche mittels einer stufenlos veränderbaren, druckgesteuerten Verbindung verbunden sind. In Fällen, in denen es mehr als einen einzelnen einstellbaren Exzenter auf der Kurbelwelle gibt, ist es vorzuziehen, dass alle Exzenter dieselben Merkmale der zeitlichen Position relativ zu der Kurbelwelle anzeigen. Wenn eine Exzenterposition oder zeitliche Position verschieden zu den anderen Exzentern ist, kann das vorliegende Werkzeug und das vorliegende Verfahren zum Einstellen eines solchen Exzenters benutzt werden, um ihn zurück in seine bevorzugte Zeitposition relativ zu der Kurbelwelle und anderen Exzentern zu platzieren.

Das Werkzeug beinhaltet einen Stab, welcher in eine Axialbohrung in der Kurbelwelle einsetzbar ist, um einen ersten Abschnitt der Axialbohrung zu schliessen. Ein Druckmittel wird eingesetzt zum Druckbeaufschlagen eines zweiten Abschnitts der Axialbohrung, um eine Einstellung einer der Exzenter auf der Kurbelwelle zu ermöglichen. Diese Einstellung geht vonstatten, ohne die relative zeitliche Position oder Position der anderen Exzenter auf der Kurbelwelle zu beeinträchtigen.

Die Erfindung umfasst gemäss einer Ausführungsform ein einsetzbares Werkzeugteil, wie einen Stab, welcher einsetzbar ist in eine Axialbohrung einer Kurbelwelle, um den ersten Abschnitt der Axialbohrung zu verschliessen und ein Druckmittel zum Druckbeaufschlagen eines zweiten Abschnitts der Axialbohrung, um die Einstellung einer der Exzenter auf der Kurbelwelle zu ermöglichen. Bei einer Ausführung kann das Werkzeugteil ein Stab sein, welcher einen O-Ringverschluss hat.

Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zum Einstellen der Position eines Exzenters, welche an die Kurbelwelle mittels einer druckgesteuerten Verbindung angebracht ist, wobei die Kurbelwelle eine Axialbohrung hat, durch welche sie mit der druckgesteuerten Verbindung in Verbindung steht. Eine Art der druckgesteuerten Verbindung kann die eines Presspassungsverbindungsstücks sein, welche durch Hochdruckflüssigkeit ausgelassen wird.

Das Einstellungsverfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens eines Stab-elements, zum Einsatz in die Axialbohrung derart dimensioniert, dass es einen Abschnitt der Axialbohrung verschliesst, des Einsetzens des Stabelementes in die Axialbohrung, wobei ein zweiter Abschnitt der Axialbohrungsverbindung mit der druckgesteuerten Verbindung gedrückt wird, sodass die Verbindung freigelassen wird, dann eine der Kurbelwellen und der Exzenter dreht, um die relative Position dazwischen einzustellen und dann den Druck von dem zweiten Abschnitt der Axialbohrung zu nehmen, wobei die druckgesteuerte Verbindung die Kurbelwelle wieder mit dem Exzenter verbindet.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine einfache Hubeinstellungsverbindung, betrieben durch Flüssigkeitsdruck, unabhängig gesteuert werden kann, um die relative zeitliche Position und Stellung eines Exzenters auf der Kurbelwelle zu verändern.

Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der des schnelleren Zusammenbaus und Aufstellung des pressenexzentrischen Kurbelwellenkombinationssystems. Zusätzlich werden die Erhaltungskosten der Einstellungs- und Ersatzteile verringert.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie angewandt wird, um die zeitliche Position und Stellung eines einzelnen Exzenters auf einer Kurbelwelle mit einer Vielzahl von Exzentern ohne Auseinanderbau der Maschine zu verändern.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine fragmentarische Teilansicht einer Kurbelwelle mit einstellbarem Hub mit Exzentern. Die Kurbelwelle weist ein Werkzeug gemäss der vorliegenden Erfindung auf;
Fig. 2 zeigt eine fragmentarische Teilansicht des Werkzeugs der vorliegenden Erfindung und eine Dichtverbindung zwischen dem Werkzeug und der Kurbelwelle;
Fig. 3 ist eine vergrösserte fragmentarische Ansicht des fernen Endes des Werkzeuges ist, welches eine O-Ringdichtung hat.

Entsprechende Bezugsmerkmale zeigen die entsprechenden Teile in den verschiedenen Ansichten. Das hier dargelegte Beispiel stellt eine bevorzugte Ausführung der Erfindung dar.

Das Werkzeug zum Einstellen der zeitlichen Position von Exzentern mit einer einstellbaren Hubverbindung ist in Fig. 1 gezeigt. Eine Kurbelwelle 10 beinhaltet eine Axialbohrung 20. Die Axialbohrung 20 ist verbunden mit radialen Bohrungen 22, welche durch die Kurbelwelle 10 laufen und in Verbindung sind mit einstellbaren Exzentern 30. Wie in der US-Patentanmeldung 08/738 843 beschrieben, kann unter Druck gesetzte Flüssigkeit durch die Axialbohrung 20 durch radiale Bohrungen 22 und in Verbindung mit Exzentern 30 geleitet werden. Diese unter Druck gesetzte Flüssigkeit trennt den Pressverband 40 zwischen den Exzentern 30 und der Kurbelwelle 10, was eine relative Drehung zwischen diesen ermöglicht. Diese relative Drehung verändert die zeitliche Position der Exzenter 30 auf der Kurbelwelle 20.

Beim Aufbau oder beim Betrieb kann es notwendig sein, die exzentrische Zeitvorgabe eines einzelnen Exzenters 30 relativ zu einem anderen auf der Kurbelwelle 10 einzustellen. Eine solche Einstellung macht es erforderlich, dass nur ein Presssitz 40 gelöst werden muss, um eine Veränderung der zeitlichen Position und Stellung des verbundenen Exzenters 30 zu ermöglichen.

Das Werkzeug 50 der vorliegenden Erfindung umfasst ein Stabelement 52, welches in die Axialbohrung 20 einsetzbar ist. Das Stabelement 52 umfasst ein fernes Ende 53 und ein nahes Ende 55. Die Axialbohrung 20 ist hierbei mittels des fernen Endes 53 in einen ersten Abschnitt 32 und einen zweiten Abschnitt 34 unterteilt. In Fig. 2 steht eine einzelne Radialbohrung 22 in Verbindung mit dem zweiten Abschnitt 34. Das Stabelement 52 befindet sich innerhalb und verschliesst den zweiten Abschnitt 34 der Bohrung 20 gegen den ersten Abschnitt 32.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, schliesst Stab 52 beim Einführen in eine Axialbohrung 20 in der Nähe seines nahen Endes 55 durch einen Gewindefitting 54 ab, obwohl auch andere Schliessmechanismen benutzt werden können. Stab 52 umfasst seinen eigenen Flüssigkeitsdurchgang 56, welcher es ermöglicht, dass die unter Druck gesetzte Flüssigkeit aus einem Bereich ausserhalb der Kurbelwelle 20 in das Innere der Axialbohrung 20 gelangt, wobei dieser Bereich als der zweite Abschnitt 34 der Axialbohrung 20 bezeichnet wird. Das nahe Ende 55 des Stabes 52 ist verbunden mit einer drehenden Radnabe 58, um eine drehbare, unter Druck gesetzte Verbindung zum Durchlass 56 zu bilden, wenn die Kurbelwelle 10 zur Einstellung der zeitlichen Position gedreht wird. Ein Druckmittel zum Druckbeaufschlagen eines Abschnitts der Axialbohrung 20 ist schematisch als Pumpe 60 dargestellt.

Die Pumpe 60 ist eine Quelle von Hochdruckflüssigkeit, wie \l, bei ungefähr 4000 bis 10000 PSI, um den Betrieb und die Lösung der einstellbaren exzentrischen Verbindung (Presssitz 40) eines verbindenden Exzenters 30 zur Kurbelwelle 10 zu ermöglichen. Das ferne Ende 53 des Stabes 52 schliesst innerhalb der Axialbohrung 20 ab und schliesst dabei den ersten Abschnitt 32 von dem zweiten Abschnitt 34 ab. Der Stab 52 kann eine Dichtvorrichtung umfassen, wie einen O-Ring 62, um ein Druckbeaufschlagen des ersten Abschnitts 32 während des Betriebes zu verhindern. Eine zusätzliche Schliessfunktion zwischen dem ersten Abschnitt 32 und dem zweiten Abschnitt 34 kann dadurch geschaffen werden, dass entweder der Stab 52 oder ein Abschnitt der Bohrung 20 oder beide angefast werden.

Bei Betrieb wird die vorliegende Erfindung dazu benutzt, die örtliche und zeitliche Position der Exzenter 30 relativ zu irgendeiner zeitlichen Position von anderen Exzentern 30 auf derselben Kurbelwelle zu variieren. Das Verfahren des Einstellens der Stellung der Exzenter besteht darin, dass zunächst der Stab 52 in die Axialbohrung 20 eingeführt wird, sodass das ferne Ende 53 mit der Bohrung 20 zusammenpasst, wobei der erste Abschnitt 32 vom zweiten Abschnitt 34 abgeschlossen wird. Die Radnabe 58 ist an die Welle 20 angeschlossen, um es zu ermöglichen, dass unter Druck gesetzte Flüssigkeit aus der Pumpe 60 den zweiten Abschnitt 34 unter Druck setzen kann.

Nachdem die Pumpe 60 betätigt und dabei der zweite Abschnitt 34 unter Druck gesetzt wurde, setzt dieser auch den verbundenen radialen Durchlass 22 zu dem Exzenter 30, in welchem die zeitliche Position verändert werden soll, unter Druck. Ein solches Druckbeaufschlagen löst den Presssitz 40 zwischen Exzenter 30 und Kurbelwelle 10 aus. Die Kurbelwelle 20 wird dann in die genaue Stellung verdreht, um den Exzenter 30 genau zu positionieren.

Nachdem die relative Stellung des Exzenters 30 an der Kurbelwelle 10 erreicht ist, wird die Pumpe 60 abgestellt, wobei der zweite Abschnitt 34 der Axialbohrung 20 druckentlastet wird, wobei der Presssitz 40 den Exzenter 30 wieder mit der Kurbelwelle 10 verbindet.

Claims

1. Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung, bestehend aus der Kombination einer Kurbelwelle mit einstellbarem Hub und eines zugehörigen Werkzeuges zur Einstellung des Hubes durch Einstellung der zeitlichen Position von mehreren an der Kurbelwelle (10) in Abstand voneinander angeordneten Exzentern (30), die durch eine druckbetätigte Verbindung (20, 22) mit der Kurbelwelle (10) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kurbelwelle (10) mit einer Axialbohrung (20) und mehreren damit kommunizierenden transversalen Bohrungen (22) versehen ist, wobei jede transversale Bohrung (22) in axialer Richtung mit einem zugeordneten Exzenter (30) übereinstimmt;

- das Werkzeug (50) ein Werkzeugteil (52) umfasst, das in die Axialbohrung (20) einsetzbar ist und, wenn darin eingesetzt, die Axialbohrung (20) in einen ersten Abschnitt (32) und einen zweiten Abschnitt (34) unterteilt und den ersten Abschnitt (32) schliesst; und - am Werkzeug (50) ein Druckmittel (60) vorgesehen ist, welches ermöglicht, den zweiten Abschnitt (34) der Axialbohrung (20) mit Druck zu beaufschlagen und dabei einen einzelnen Exzenter (30) um die Kurbelwelle (10) elastisch zu dehnen, ohne die Kurbelwelle (10) selber zu dehnen, und dadurch ermöglicht, eine Einstellung der zeitlichen Position des einzelnen Exzenters (30) auf der Kurbelwelle (10) vorzunehmen.

2. Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeugteil (52) eine Dichtvorrichtung (62) angeordnet ist.

3.

Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtvorrichtung (62) den er sten Abschnitt (32) und den zweiten Abschnitt (34) der Axialbohrung (20) gegeneinander verschliesst.

4. Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtvorrichtung (62) ein O-Ring ist.

5. Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugteil (52) ein Stab ist.

6. Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel (60) eine Drehverbindung (58) aufweist, welche am Werkzeugteil (52) angeordnet ist und ermöglicht, unter Druck gesetzte Flüssigkeit zum Werkzeugteil (52) zu führen.

7.

Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugteil (52) mit einem axialen Durchlass (56) und einem transversalen Durchlass versehen ist, welche ermöglichen, die unter Druck gesetzte Flüssigkeit von der Drehverbindung (58) des Druckmittels (60) durch das Werkzeugteil (52) hindurch zum zweiten Abschnitt (34) der Axialbohrung (20) zu führen.

8. Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel (60) eine Hochdruckflüssigkeitspumpe ist.

9.

Verfahren zum Betrieb der Kurbelwellenhubeinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Werkzeug (50) in die Axialbohrung (20) des Werkzeugteiles (52) eingesetzt wird, wodurch die Axialbohrung (20) in einen ersten Abschnitt (32) und einen zweiten Abschnitt (34) unterteilt und der erste Abschnitt (32) geschlossen wird; - der zweite Abschnitt (34) der Axialbohrung (20) mit Druck aus dem Druckmittel (60) beaufschlagt wird, wodurch ein einzelner Exzenter (30) um die Kurbelwelle (10) elastisch gedehnt wird, ohne dass die Kurbelwelle (10) selber gedehnt wird; danach - die zeitliche Position des einzelnen Exzenters (30) auf der Kurbelwelle (10) durch relative Verdrehung von Exzenter (30) und Kurbelwelle (10) zueinander eingestellt wird;

und dann - der zweite Abschnitt (34) der Axialbohrung (20) druckentlastet wird, wodurch die elastische Dehnung des einzelnen Exzenters (30) zurückgeht mit der Folge, dass dieser einzelne Exzenter (30) wieder auf der Kurbelwelle (10) fest sitzt.