DE2313466C3 - Exzentrisches Getriebe z.B. Schubkurbel-Getriebe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein exzentrisches Getriebe. t. B. Schubkurbelgetriebe, mit einer zentrischen Welle, um welche eine Exzenterscheibe oder ein Kurbelarm rotiert, wobei die Exzenterscheibe oder die Kurbel mit Druck-/Zugkräfte übertragenden Teilen verbunden ist. welche ihrerseits mit in Führungen hin- und herbeweglichen Bauteilen über Drehkörper in Verbindung stellen und die Druck-/Zugkräfte übertragenden Teile mit Wälzlagern in einer Ebene abgestützt und in Zugrichlung mit einem in Halteformen an diesen Teilen eingreifenden, den exzentrischen Teil konzentrisch umgekenden Ring formschlüssig gehalten sind.

Bei den bekannten Getrieben dieser Art — vgl. FR-PS 4 94 767 und 5 01369 - sind lediglich die Druck-/Zugkräfte übertragenden Teile mit Schalenflä- «hen an einem Kurbelarm abgestützt, womit die Schwingbewegungen dieser Teile durch ein den Kurbelarm umgebendes Wälzlager als Schiebesitz ermögicht wird, die mit den Teilen zusammenwirkenden Ring-Stützflächen dagegen hat man in der Regel als gleitfläche bzw. Gleitlager ausgebildet.

Diese Ausbildung ist nach der der Erfindung voran-

tegangenen Erkenntnis überall dort nachteilig, wo >ruck- und Zugkräfte gleichzeitig durch das Getriebe ibertragen werden, weil durch das offensichtliche Miß-Verhältnis der Reibungswerte ein schlechterer mechanischer Wirkungsgrad erreicht wird. Dieses bedingt aufwendige und nur umständlich anordenbare Schmierungsvorrichtungen der Gleitflächen des Ringes. Selbst aber bei einer ausreichenden Schmierung würde sich infolge der geringen Schwingbewegungen der Teile und infolge der verhältnismäßig kurzen Gleitflächen des teilweise offenen Ringes ein tragender Schmierkeil nicht ausbilden, so daß eine fast trockene Reibung vorherrschen würde.

Man hatte überdies lediglich der Druckkraftübertragung bezüglich einer Schmierung Beachtung geschenkt — wie auch die deutschen Patentschriften 8 74 537 und P 55 400 zeigen - jedoch die Zugkraftüberiragung hierbei nicht in Betracht gezogen, obwohl das unglei- -he Verhältnis der Reibungsmomente z. B. bei Anwendung sicher Getriebe bei Pressen mehr als das fünffaehe betragen kann.

Dementsprechend weisen die Getriebe dieser An größere Verluste in der Leistungsübertragung auf und sind sehr verschleißanfällig. Dieses ist gegenüber normal gleitgelagerten geschlossenen Pleueln äußers; nachteilig, was wohl ein Hindernis war, daß exzentrische Getriebe der genannten Art sich trotz vieler Vor teile gegenüber der herkömmlichen Pleuelanordnung nicht durchsetzen konnten und papierener .Stand der Technik blieben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demzufolge durin ein Getriebe der eingangs beschriebenen Art /_U schaffen, bei dem die Reibungsbeiwerte aller Druck und Zugkräfte übertragenden Teile annähernd gleich

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daU der Ring so gelagert ist, daß sein äußeren Umfang einen Abstand von der Pleuelwandung hat und daß nur ein Abschnitt seiner inneren Umfangsfläche als Reibschlußflächc (9a) ausgebildet ist, mit welcher ei mit dem Jeweils unter Zugkraftwirkung stehenden Teil in reibungsschlüssiger Verbindung steht, während zwischen dem anderen Abschnitt seiner inneren Umfangsfläche und dem exzentrischen Teil ein Wälzlager zur Abstützung des Ringes an der jeweiligen Gegenseite vorgesehen ist.

Vorteilhaft ist dabei, daß das jeweils unter Zugkraft stehende Druck-/Zugkräfte übertragende Teil mit dem Ring in Reibungsschluß steht, während die anderen Teile, die gerade unter keiner Krafteinwirkung oder unter Druckkrafteinwirkung stehen, mit dem Ring nicht in kraftschlüssiger Verbindung stehen, so daß sie ihre Schwingbewegungen frei ausüben können, und daß die vom Getriebe nach außen zu übertragende Kraft am Ring über Abwälzkörper geleitet wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Funktionsschemas und einiger Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Exzenterscheibenantrieb,

F i g. 2 das Kurbelgetriebe nach F i g. 1 im Seitenschnitt,

Fig. 3 einen Verdichter mit zwei nebeneinanderliegenden Exzenterscheiben im Längsschnitt,

F i g. 4 den Verdichter gemäß F i g. 3 im Querschnitt,

F i g. 5 und 6 ein Funktionsschema mit einem Schnittschema und einer perspektivischen Ansicht.

In den F i g. 1 und 2 ist das Kurbelgetriebe im Prinzip dargestellt. 1 ist eine Antriebswelle und 2 eine auf dieser fest angeordnete Exzenterscheibe. Mit den Bezugszeichen 3a bis 3d sind ringsum die Exzenterscheibe symmetrisch verteilt angeordnete Schwingteile 3 bezeichnet, die mit ihren Schalenflächen 4 am äußeren Lagerring 5a von Wälzlagern 5 (Drucklagern) abgestützt sind. Durch Kolbenbolzen 6 sind sie mit Kolben 7 (7a bis Td) verbunden, die in Führungszylindern 8 gleitbeweglich gelagert sind. Bogennuten 9 an den Schwingteilen 3 nehmen einen die Exzenterscheibe 2 konzentrisch umgebenden Ring 10 auf, der formschlüssig von allen Schwingteilen 3 gehalten ist.

Wie ersichtlich, sind die Bogennuten bei den Schwingteilen 3 als T-förmige Höhlung ausgebildet. Der Ring 10 ist — was nicht dargestellt ist — bajonettartig in diese mit einem Lager 11 eingeführt, das auf

den Lagerring Su aufgezogen ist. Zwischen den Drucklagern 5 ist ein Axiallager 12 eingefügt.

Bei dieser Anordnung werden beim .Antrieb an der hxzenterscneibe 2 die Druckkräfte derselben über die Drucklager 5, den Lagerring 5a über die Schalenflächen 4 in die Schwingteile 3 eingeleitet.

Die beschriebenen Teile bilden zusammen nut dem jeweils den größten radialen Druckwidersiand ausübenden Schwingten 3 zusammen während eines Arbeitsganges ein Pleuel, d. h. sie übernehmen die kinematischen Bewegungen entsprechend den sonst vorgesehenen Pleueln bz ,v. Koppeln.

Beim Rückhub wirkt die Rückstellkraft über die Schwingteiie 3. den Rückhubring 10, der gegen die Bogenschalengleitflächen 9a der Schwingteilhöhlung 9 anliegt, und das Wälzlager 11. den Lagerring 5j und die Drucklager 5 in die Exzenterscheibe 2 enigegengesetzt.

Wahrend des Ruckhubganges wirkt der Ring 10 zusammen mit den jeweils den größten radialen Zugwiderstand aufweisenden Schwingteilen 3 durch Reib-Schlußverbindung als Pleuel bzw. Koppel.

Beim Arbeitsgang des in Fig.] dargestellten Schwingteiles 3d mit dem Kolben Td haben diese den größten radialen Druckwiderstand, so daß die Schalenflache 4 des Schwingteiles 3d mit dem Lagerring 5c/ reibschlüssig verbunden und kurzzeitig ein Druckkoppel gebildet ist. Die anderen Schwingteile 3a. 3£> und 3c' haben infolge des Kraftverlaufdiagrammes gar keinen oder einen ganz kleinen radialen Druckwiderstand, so daß diese und der mit Schwingteil 3c/ gekoppelte Ring 5a mit geringster Belastung aneinander \orbeigleiten können. Die Rückhubkraft, die im dargestellten Falle am Kolben Tc wirkt, wird ebenfalls fast reibungslos übernommen, wobei ebenso nur kurzzeitig Reibungsschluß zwischen der Gleitbogenfläche des Schwingteils 3cmit dem Ringbogenstück lOcein Zugkoppel bildet.

Im nächsten Moment wiederholt sich dieses Spiel für die in Drehrichtung folgenden Kurbelgetriebeteile. Die dargestellte Reihenfolge wird man z. B. bei Pressen wählen; bei Brennkraftmaschinen wird eine andere Reihenfolge benötigt.

Der in F i g. 3 und 4 gezeigte Kolbenkompressor besitzt je zwei an einer Antriebswelle 35 nebeneinander angeordnete Exzenterscheibe % und 97. über deren senkrecht einander gegenüberliegende Kurbelgehäuse die am Fuß gabelförmig ausgebildeten Koppeln 99 bis 102 gelenkig mit den antriebiSeitig angeordneten Kolben 103 bis 106 verbunden sind. Die Führungsachsen der Arbeitsz>linder 107 bis 110 stehen dabei senkrecht aufeinander.

Die Exzentrischen der Exzenterscheiben 96 und 97 sind gegeneinander um etwa 90' '.ersetzt.

Zugringe 111 und 112 halten die Koppeln an den Exzenterscheiben % und 97.

Im Funktionsschema, veranschaulicht in den F i g. 5 und 6 ist die Wirkungsweise der Getriebeanordnung veranschaulicht.

Der Zugkräfte übertragende Ring ist hier mit 200 und zwei einander gegenüber angeordnete Druck-Zugkräfte übertragende Teile sind hier mit 201 und 202 bezeichnet. Der Ring 200 ist zwecks besserem Einbau zweiteilig ausgeführt.

Im Funktionsschema steht das Teil 202 utner Zugkrafteinwirkung F.s. Mit dem Pfeil Vi ist die relative Bewegung des Teiles zur exzentrischen Welle 203 angedeuici. Das Teil 201 sieht unter Druckkraftemw irkung fp; mit Pfeil Vp ist auch hier die Relativbewegung, welche dieses Teil beschreibt, angedeutet. Wahrend die Druckkraft Fp je nach Anwendungsi;;ll von außen oder von innen eingeleitet werden kann, werden die Zugkräfte Fs immer vom Exzenter 203 über den Ring 200 — wie durch die Pfeile Fs \ und Fs.-2 veranschaulicht — über das Teil 202 weitergeleitet. Hierbei stützt sich der Ring 200 über ein Wälzlager 205 und Wälzlager 204 am Exzenter 203 ab. so daß die Teilfläche f\ nicht unter Kraftschluß ivit dem Teil 201 steht, während die Teilfläche h mit den Flächen /: des Teiles 202, die in F i g. 5 schraffiert dargestellt ist. in diesem Mom'-TM reibschlüssig in Verbindung steht. Ebenso wie das Teil 201 stehen z. B. bei vierzylindrigen Yiertakt-Brennkraftmaschinen zwei weitere Zylindern unter Druckkrafteinwirkung und der Ring 200 kann demgemäß zusammen mit dem Teil 202 dessen Relativbewegung infolge der Wälzlagemng 204 unbehindert ausüben. Das ist dadurch möglich, daß der Ring an seinem inneren Umfang teilweise Gleilflächen und teilweise eine wälzgelagerte Absiützfläche aufweist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Exzentrisches Getriebe, z. B. Schubkurbeigetriebe, mit einer zentrischen Welle, um welche eine Exzenterscheibe oder ein Kurbelarm rotiert, wobei die Exzenterscheibe oder die Kurbel mit Druck-/Zugkräfte übertragenden Teilen verbunden ist, welche ihrerseits mit in Führungen hin- und herbeweglichen Bauteilen über Drehkörper in Verbindung stehen und die Druck-/Zugkräfte übertragenden Teile mit Wälzlagern in einer Ebene abgestützt und in Zugrichtung mit einem in Halteform an diesen Teilen eingreifenden, den exzentrischen Feil konzentrisch umgebenden Ring formschlüssig gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) so gelagert ist. daß sein äußerer Umfang einen Abstand von der Pleuelwandung (3e) hat und daß nur ein Abschnitt seiner inneren Umfangsfläche als Reibschlußfläche (9a) ausgebildet ist, mit weleher er mit dem jeweils unter Zugkraftwirkung stehenden Teil (3d) in reibungsschlüssiger Verbindung steht, während zwischen dem anderen Abschnitt seiner inneren Umfangsfläche und dem exzentrischen Teil (2) ein Wälzlager (11) zur Abstützung des Ringes an der jeweiligen Gegenseite vorgesehen ist.