DE2758989C3

DE2758989C3 - Kurbeltrieb mit verstellbarem Kurbelradius für schlagend wirkende Arbeitsgeräte

Info

Publication number: DE2758989C3
Application number: DE2758989A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Wacker Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Wacker Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1982-09-02
Also published as: BR7808550A; FR2413590B1; DE2758989A1; DE2758989B2; JPS54101052A; SE7813381L; SE443211B; NL7811620A; GB2011573B; NL174389B; US4294136A; CH632571A5; GB2011573A; NL174389C; JPS6029025B2; FR2413590A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kurbeltrieb mit verstellbarem Kurbelradius für schlagend wirkende Arbeitsgeräte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Ausführungsform befindet sich der Kurbelzapfen auf einem Zahnrad, das zahnparallel zu einer Kurbelscheibe am Ende der Kurbelwelle angeordnet und um eine bezüglich der Kurbelwellenachs,e exzentrisch angeordneten Drehachse mittels eines Ritzels verdrehbar ist, das sich am Ende einer die Kurbelwelle koaxial durchsetzenden Stellwelle befindet Beim Drehen des Zahnrades verändert der im Abstand von dessen Drehachse angeordnete Kurbelzapfen seinen Abstand von der Längsachse der Kurbelwelle.

Die vorstehend geschilderte bekannte Ausführung ist dem rauhen Betrieb, dem Arbeitsgeräte der eingangs erwähnten Art ausgesetzt sind, nicht gewachsen, so daß sich diese Art der Änderung des Kurbelradius zum Zwecke der optimalen Anpassung der Leistungsabgabe an die jeweils vorherrschenden Betriebsbedingungen in der Praxis nicht durchsetzen konnte.

Mangelnde Eignung für die Anwendung bei schlagend wirkenden Arbeitsgeräten zeigt wegen der Verwendung mehrerer Zahnräder und zur Wellenachse koaxialer Stellglieder mit Gleitflächen enger Passung auch der Exzenterantrieb gemäß der US-PS 25 92 237, der dort zur Veränderung des Hubes einer Pumpe vorgesehen ist

Bekannt ist schließlich noch ein Kurbeltrieb mit verstellbarem Kurbelradius, bei dem sich der Kurbelzapfen exzentrisch auf einer Drehscheibe befindet, die zentrisch auf einem außermittig an der Kurbelscheibe angebrachten Drehzapfen drehbar angeordnet ist Zwischen der Kurbelscheibe und der Drehscheibe befinden sich drehfest mit der letzteren und koaxial auf dem letztgenannten Zapfen ein Zahnrad und ein kegeliges Rad mit glattem Außenumfang, das von der Kurbelscheibe weg verjüngt ist. Das kegelige Rad übergreift ein Spannring, dessen innere Stirnfläche eine zu der Konizität des kegeligen Rades passende Form aufweist. Der Spannring ist an seinem dem Umfang der Kurbelscheibe nächstgelegenen Bereich mit erheblicher Federkraft gegen die Kurbelscheibe permanent festgezogen und an einer diametral dieser Stelle gegenüberliegenden Stelle, die mit dem Zentrum der Kurbelscheibe fluchtet, mittels einer die Kurbelwelle durchsetzenden, von außen zugänglichen Spannachse zur Kurbelscheibe hin spannbar, wodurch er über das kegelige Rad die Drehscheibe bezüglich der Kurbelscheibe festlegt. Im gelösten Zustand der Spannachse reicht die Kraft der permanenten Halterung des Ringes nicht aus, um die Drehscheibe gegen Drehen festzuhalten, so daß diese dann von außen verstellt werden kann, was mittels einer zur Spannachse koaxialen, ebenfalls von außen zugängliehen Stellwelle geschieht die bis zu dem kegeligen Rad reicht und an ihrem dort gelegenen Ende ein Ritzel trägt, das in das Zahnrad an der Drehscheibe eingreift.

Auch der Kurbeltrieb nach der DE-PS 2 38 191 benötigt für die Veränderung der Exzentrizität Zahnräder. Außerdem sind der Stellmechanismus und der Spannmechanismus gesonderte Vorrichtungen jeweils aus mehreren Bauteilen, so daß die Mittel zum Einstellen und Fixieren der Kurbelzapfen-Exzentrizität baulich sehr aufwendig und störanfällig sind. Auch dieser Kurbeltrieb eignet sich somit nicht für die Anwendung bei schlagend wirkenden Arbeitsgeräten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurbeltrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich gegenüber den benannten Bauformen sowohl durch eine einfachere Konstruktion als auch durch eine weitaus geringere Störanfälligkeit und wesentlich größere Lebensdauer auszeichnet.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale einwandfrei gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb wird die Spannscheibe wie bei der zuletzt besprochenen bekannten Ausführung für den Betrieb mit der

Kurbelscheibe direkt verspannt, doch geschieht dies hier unter Vermeidung von Zahnrädern und mit wesentlich weniger Einzelteilen mit Hilfe der gleichen Achse, die auch dem Drehen der Spannscheibe dient Bei dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb gibt es nur eine einzige Stell- und Spannachse, die starr mit der Spannscheibe verbunden ist, welche ihrerseits starr den Kurbelzapfen trägt Der Verstellbereich des Kurbelzapfens ist ebenso unbegrenzt wie bei der zuletzt besprochenen bekannten Bauform, und im verspannten Zustand können die Teile ebenso wie bei der letzteren keine Relativbewegungen gegeneinander ausführen, so daß trotz der wesentlichen Vereinfachung der Konstruktion ein ruhiger Lauf bei kleinem Verschleiß und hoher Lebensdauer im rauhen Betrieb der schlagend wirkenden Arbeitsgeräte gewährleistet ist.

Die Unteransprüche 2—4 kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1. Die Merkmale des Patentanspruchs 4 führen dabei zu einer weiteren Erhöhung der Lebensdauer des Kurbeltrjebes, weil harte Schläge auf ihn im Betrieb vermieden werden. Harte Schläge sind insbesondere dann gefährlich, wenn der Kurbelzapfen auf seinen größten Abstand von der Kurbelwellen-Längsachse eingestellt ist, und in diesem Falle führt das bei auftretenden harten Rückschlägen zugelassene Durchrutschen zwischen Spannscheibe und Kurbelscheibe dazu, daß sich hierbei der Kurbelzapfen der Kurbelwellen-Längsachse zwangsweise nähert, so daß sich auch hierdurch ein weniger kritischer Zustand einstellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 den Kurbeltrieb im Längsschnitt bezüglich der Kurbelwellenachse, und

F i g. 2 den Kurbeltrieb in Seitenansicht mit Blickrichtung auf den in F i g. 1 links befindlichen Deckel.

In einem Gerätegehäuse 1 und einem Gehäuseeinsatz la sind die Kurbelwelle 2 und ein vom Motor angetriebenes Antriebsritzel 3 für den Kurbeltrieb mit ·*ο zueinander parallelen, gegeneinander versetzten Achsen in Wälzlagern gelagert. Die Kurbelwelle 2 trägt an ihrem für den Betrachter der F i g. 1 rechts befindlichen Ende eine Kurbelscheibe 2a, die als Stirnzahnrad ausgeführt ist, welches umfangsseitig mit dem Antriebsritzel 3 kämmt. In der für den Betrachter der F i g. 1 rechten Stirnseite der Kurbelscheibe 2a befindet sich eine kegelstumpfförmige, sich nach außen zu erweiternde Veriefung 4. Das Zentrum dieser Vertiefung liegt bezüglich der Kurbelwellen-Längsachse exzentrisch.

Die Kurbelwelle 2 weist eine zu ihr achsparallele, zur Vertiefung 4 konzentrische und damit bezüglich der Kurbelwellen-Längsachse exzentrische durchgehende Bohrung 5 auf. In die Kurbelscheibenverticfung 4 ist eine nach Form und Größe in diese passende Spannscheibe 6 eingefügt, von der sich durch die Längsbohrung 5 in der Kurbelwelle 2 hindurch eine Stell- und Spannachse 7 hindurch erstreckt. Diese Stell- und Spannachse 7 ist langer als die Kurbeiwelle 2 und trägt an ihrem aus der letzteren herausragenden Ende eine Druckplatte 8, die auf ihr axial gleitbar ist. Zwischen die Druckplatte 8 und die dieser zugewendeten Stirnseite der Kurbelwelle 2 ist eine Tellerfeder 9 eingeschaltet, die die Druckplatte 8 von der Kurbelwelle 2 wegzudrücken sucht. Gegen diesen Federdruck ist die Druckplatte 8 auf der Stell- und Spannachse mittels eines selbsthemmenden Spannockens 10 in Richtung zur Kurbelscheibe 2a hin verstellbar, wenn der Spannocken 10 aus einer gelösten Stellung in die in F i g. 1 zu sehende Spannstellung bewegt wird. Hierdurch kommt es zu einer auf die Spannscheibe 6 einwirkenden Spannkraft, die die letztere in die Vertiefung 4 in der Kurbelscheibe 2a hineinzuziehen trachtet, so daß umfangsseitig je nach Ausführung der miteinander dort in Kontakt tretenden Flächen ein Kraft- oder Reibungsschluß erzielt wird. Im Spannzustand des Nockens 10 ist also die Spannscheibe 6 mindestens bis zu einer für den normalen Betrieb ausreichenden Größe der über die Pleuelstange 11 zu übertragenden Kräfte gegenüber der Kurbelscheibe 2a drehfest gehalten. Wenn hingegen der Spannocken 10 gegenüber der in F i g. 1 dargestellten Stellung entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, kann die Druckplatte 8 auf der Stell- und Spannachse 7 für den Betrachter nach links zurücktreten, wodurch die von der Feder 9 herrührende Kraft auf die Spannscheibe 6 in Fortfall kommt und damit auch die umfangsseitige Verbindung zwischen der letzteren und der Kurbelscheibe 2a gelöst wird. In diesem Zustand kann dann die Spannscheibe 6 mit dem exzentrisch auf ihr sitzenden Kurbelzapfen 6a durch Drehen der Stell- und Spannachse 7 bei herabgeklapptem Deckel 12 willkürlich auf den gewünschten Abstand von der Kurbelwellenlängsachse eingestellt und danach durch erneutes Spannen des Nockens 10 wieder bezüglich der Kurbelscheibe 2a arretiert werden.

Zum Festhalten des Deckels 12 im hochgeklappten Zustand am Gehäuseeinsatz la ist ein Knebel 13 vorgesehen, der im gelösten Zustand des Deckels von diesem entfernbar ist und dann als Hebel in eine im Spannocken 10 vorgesehene Sackbohrung 10a hineingesteckt werden kann. Auf diese Weise bildet der Knebel 13 das Spannwerkzeug für die Nocken 10 und ist jederzeit betriebsbereit vorhanden, wenn der Deckel zur Schaffung des Zugangs zum Kurbeltrieb herabgeklappt ist.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Vertiefung 4 und die Spannscheibe 6 umfangsseitig glatte Flächen auf, so daß zwischen ihnen Reibungsschluß besteht. Die Größe der Reibungsschlußkraft hängt von der Bemessung der Feder 9 ab, die so gewählt werden kann, daß zwar die im normalen Betrieb nötigen Kräfte über den Kurbelzapfen übertragen werden, ohne daß sich die Spannscheibe 6 gegenüber der Kurbelscheibe 2a zu drehen vermag, daß aber die letztgenannten Teile in Bezug aufeinander durchrutschen, wenn übermäßige Kraftrückwirkungen beispielsweise durch Blockschläge oder infolge eines Federbruches an der Pleuelstange 11 auftreten.

Wenn es hingegen in besonders gelagerten Fällen darauf ankommt, unter allen Umständen eine drehfeste Verbindung zwischen der Kurbelscheibe 2a und der Spannscheibe 6 im Spannzustand des Nockens 10 zu erhalten, dann kann dies leicht durch eine Verrippung oder Verzahnung zwischen der Kurbelscheibe und der Spannscheibe erhalten werden, die zwischen diesen Teilen jedoch nur zu einem mäßig tiefen Eingriff führen darf, damit im gelösten Zustand des Spannockens 10 diese Teile außer Eingriff kommen können.

Die Bewegung der Druckplatte 8 auf der Stell- und Spannachse 7 für den Betrachter nach links wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Koii^sring 14 begrenzt, der verhindert, daß die am Umfang entsprechend ausgebildete Druckplatte 8 im entspannten Zustand des Nockens 10 von der Stell- und Spannachse 7 gänzlich abrutschen kann.

Des weiteren ist bei dem dargestellten Ausführung?-

beispiel eine mit Vertiefungen auf der einwärtigen Stirnseite der Spannscheibe 6 zusammenarbeitende Rastnase 15 vorgesehen, die die Verstellmöglichkeit der Spannscheibe 6 bezüglich der Exzenterscheibe 2a auf diskrete Stellungen festlegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Kurbeltrieb mit verstellbarem Kurbelradius für motorisch angetriebene, schlagend wirkende Arbeitsgeräte, insbesondere Stampfgeräte, Aufbruchhämmer, Bohrhämmer o.dgL, bei dem der zur Kurbelwellenachse exzentrische Kurbelzapfen für die Pleuelstange sich bei der Verstellung auf einer zu seiner Umlaufebene parallelen, zur Kurbelwellenachse exzentrischen Kreisbahn bewegt, wobei das der Pleuelstange zugewendete Ende der Kurbelwelle als Kurbelscheibe ausgeführt ist und der Kurbelzapfen exzentrisch auf einer Spannscheibe angebracht ist, die bezüglich der Kurbelwellenachse exzentrisch an der dem Kurbelzapfen zugewendete Stirnseite der Kurbelscheibe anliegt und von außerhalb des Kurbeltriebes in gelöstem Zustand gegenüber der Kurbelscheibe drehbar und in der gewählten Betriebsstellung durch eine sie an die Kurbelscheibe anpressende, mittels kegelstumpfförmiger Spannfiächen an der Kurbelscheibe einerseits und an der Spannscheibe andererseits erzeugte Spannkraft bezüglich der Kurbelscheibe über Stell- und Spannachse fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelscheibe (2a) in der dem Kurbelzapfen (6a) zugewendeten Stirnseite eine zur Kurbelwellenachse exzentrische, kegelstumpfförmige Vertiefung (4) aufweist, die die Spannscheibe (6) gleicher Form und Größe aufnimmt, und daß die Stell- und Spannachse ein einziges Bauteil (7) ist, das koaxial mit der Spannscheibe verbunden ist und die Kurbelscheibe und Kurbelwelle (2) axial durchsetzt
2. Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannscheibe (6) beim Verstellen in verschiedene Stellungen einrastbar (15) ist
3. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stell- und Spannachse bildende Bauteil (7) an seinem zugänglichen Ende einen verschwenkbar an ihm angebrachten Spannocken (10) aufweist, der gegen eine zwischen ihm und der Kurbelscheibe (2a) angeordnete, gegen diese abgefederte Druckscheibe (8) verspannbar ist.
4. KurbeJtrieb nach Anspruch 3 mit einer glatten Umfangsfläche der Spannscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft zwischen Kurbelscheibe (2a) und Druckscheibe (8) im gespannten Zustand des Spannockens (10) so groß ist, daß die Spannscheibe (6) bei Überschreiten einer vorgegebenen Gegenkraft auf den Kurbelzapfen (6a) infolge von Prellschlägen o. dgl. bezüglich der Kurbelscheibe durchrutscht.