DE4203347C2 - Exzenterantrieb mit einer eine elastische Bettung aufweisenden Lageranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Exzenterantrieb für eine Drehmasse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Drehmassen werden beispielsweise durch kreisende Bewegungen ausführende Läufer von nach dem Spiralprinzip arbeitenden Verdrängermaschinen, auch Spirallader genannt, gebildet. Solche Maschinen zeichnen sich durch eine nahezu pulsationsfreie Förderung eines beispielsweise aus Luft oder Luft-Kraftstoff-Gemisch bestehenden gasförmigen Arbeitsmittels aus und können daher unter anderem auch für Aufladezwecke von Brennkraftmaschinen mit Vorteil herangezogen werden. Während des Betriebes einer solchen als Kompressor oder Pumpe arbeitenden Verdrängermaschine werden entlang der Verdrängerkammer zwischen dem spiralförmig ausgebildeten Verdrängerkörper und den beiden Umfangswänden der Verdrängerkammer mehrere, etwa sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich von dem Einlaß durch die Verdrängerkammer zum Auslaß hin bewegen, wobei ihr Volumen ständig verringert und der Druck des Arbeitsmittels dementsprechend erhöht werden kann. Für den Antrieb einer solchen Verdrängermaschine ist es beispielsweise aus der Motortechnischen Zeitschrift MTZ 46 (1985) 323-327 bekannt, zwei im Abstand voneinander angeordnete Exzenteranordnungen vorzusehen, wobei die eine der beiden Exzenteranordnungen im wesentlichen als Antriebsanordnung und die andere im wesentlichen als Führungsanordnung ausgebildet ist. Weiterhin ist es aus der DE 35 38 522 A1 bekannt, zur Vermeidung von unzulässig hohen Belastungen, die durch Toleranzsummierung bei der Fertigung oder durch unterschiedliche Wärmedehnung zwischen beiden Angriffspunkten in dem kreisenden Läufer auftreten können, an wenigstens einem der Angriffspunkte, vorzugsweise an dem Angriffspunkt der Führungsvorrichtung, eine mit einer elastischen Bettung versehene Lageranordnung vorzusehen. Aus den nicht vorveröffentlichten DE-Patentanmeldungen DE 41 16 851 A1 und DE 41 16 827 A1 ist es bekannt, das Ausgleichselement fest mit der Lageraufnahme zu verbinden. Letztere ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet und umfaßt eine Lagerhaube, welche wiederum zur Abdeckung eines Lagers für eine der Exzenteranordnungen dient. Auf diese Weise soll verhindert werden, daß Fremdkörper in das Lager eindringen bzw. ein gegebenenfalls vorhandenes Schmiermittel aus dem Bereich des Lagers austritt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Exzenterantrieb und insbesondere die zugehörigen Lageranordnung zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu senken.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Danach ist die Lageraufnahme zusammen mit der Lagerhaube einstückig ausgebildet. Ein Teil übernimmt demnach die Funktionen beider zuvor genannten Teile. Die Lageraufnahme ist an ihrem äußeren Umfang fest mit dem elastischen Ausgleichselement verbunden und dient zugleich als Haube für das Lager mit den oben beschriebenen Schutzfunktionen gegen das Eindringen von Fremdkörpern und den Austritt eines Schmiermittels.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Vorteil­ hafte Ausführungsformen werden im folgenden an Hand von Zeichnungen näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Exzenterantriebes,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils der Führungsvorrichtung mit entsprechender Lageranordnung.

Ein exzentrisch kreisendes Bauteil, beispielsweise ein Läufer 10 aus einer in der oben genannten MTZ bekannten Spiralverdrängermaschine sitzt auf einem Ex­ zenterbund 11 einer Antriebswelle 12. Diese ist Teil einer Antriebsvorrichtung, die mit einer Führungsvorrichtung, bestehend aus einer Führungswelle 13 mit einem Exzenterzapfen 14 gekoppelt ist. In der Fig. 1 ist zu diesem Zweck ein Riemenantrieb 15 vorgesehen. Der Exzenterbund 11 und der Exzenterzapfen 14 sind jeweils über Lageranordnungen 16, 17 mit dem Läufer 10 verbunden. Der Exzenterbund 11 trägt die Hauptlast des Läufers 10, während der Exzenterzapfen 14 lediglich zur Führung der Läuferbewegung dient. Zur Darstellung der unterschiedlichen Massenverteilung ist in der Fig. 1 der Läufer 10 im Bereich des Exzenterbundes 11 mit einer größeren Fläche 18 dargestellt. Der Abstand der beiden Lageranordnungen 16 und 17 voneinander entspricht im Idealfall genau dem Abstand der beiden Wellen 12 und 13. Im laufenden Betrieb kommt es durch unterschiedliche Wellendurchbiegungen, Lagertoleranzen, Einbautoleranzen und wärmebedingte Ausdehnungen (Pfeil 19) zu Abstandsdifferenzen, die insbeson­ dere in der kleiner dimensionierten Lageranordnung 16 zu einer lokalen Er­ wärmung führen. Zum Ausgleich der beschriebenen Toleranzen und damit zur Ver­ meidung übermäßiger Erwärmung ist in der Lageranordnung 16 gemäß Fig. 2 ein gummielastisches Ausgleichselement 20 vorgesehen. Die Fig. 2 zeigt zwei von­ einander verschiedene, gleichwohl im Rahmen der Erfindung liegende Lageranord­ nungen 16. Die eine Ausführungsform ist oberhalb einer axialen Mittellinie 21 und die andere unterhalb derselben dargestellt. Ähnliche Teile verschiedener Ausführungsformen werden durch den Zusatz des Buchstaben a unterschieden. Der Exzenterzapfen 14 und der Läufer 10 sind in beiden Fällen gleich.

Das Ausgleichselement 20 bzw. 20a ist fest mit einer Lageraufnahme 22 bzw. 22a verbunden, vorzugsweise aufvulkanisiert. Zwischen der Lageraufnahme 22 (22a) und dem Exzenterzapfen 14 ist ein Lager 23 vorgesehen, welches durch das Ausgleichselement 20 (20a) vor der oben beschriebenen thermischen Belastung bewahrt wird. Das Lager 23 ist durch einen mit der Lageraufnahme 22 (22a) ver­ bundenen Dichtring 24 (24a) gegen das Eindringen von Fremdkörpern geschützt. Zugleich wird durch die Anlage des Dichtringes 24 am Exzenterzapfen 14 ein Austreten einer im Lager vorgesehenen Dauerfettfüllung vermieden. Weiterhin ist die Lageraufnahme 22 (22a) das Ende 25 des Exzenterzapfens 14 umfassend unter Bildung eines Raumes 26 ausgebildet. Letzterer dient ebenfalls der Ab­ dichtung des Lagers 23 und gegebenenfalls zur Aufnahme einer Schmiermittel­ reserve. Die Lageraufnahme 22 (22a) erfüllt demnach eine Doppelfunktion, nämlich einerseits eine möglichst enge Anbindung an das Ausgleichselement 20 (20a) und andererseits eine Schutzfunktion für das Lager 23. Gemäß dem be­ kannten Stand der Technik wurden die genannten Funktionen bisher von zwei ver­ schiedenen Bauteilen übernommen.

Zur Vermeidung einer axialen Verschiebung des Lagers 23 ist die Lageraufnahme 22 (22a) im Bereich des Zapfenendes 25 mit einer einwärts gerichteten umlau­ fenden Stufe 27 (27a) versehen.

Die obere Ausführungsform 22 der Lageraufnahme ist mit einer gleichmäßigen, relativ dünnen Wandstärke ausgebildet. Der Dichtring 24 ist durch Umbördeln eines Randes 28 der Lageraufnahme 22 mit dieser verbunden. Demgegenüber ist die untere Ausführungsform 22a der Lageraufnahme massiver ausgebildet und beispielsweise aus Aluminium durch Fließpressen gefertigt. Der Dichtring 24a sitzt in einer flachen, innen umlaufenden Nut 29a.

Den unterschiedlichen Wandstärken der verschiedenen Lageraufnahmen 22, 22a entsprechend sind die Ausgleichselemente 20, 20a unterschiedlich stark aus­ gebildet und den jeweiligen Konturen angepaßt. Die Lageraufnahme 22a ist im Bereich des Raumes 26 mit zusätzlichen Kühlrippen 30a zur besseren Wärmeab­ fuhr versehen.

Der Läufer 10 wird durch umlaufende Wülste 31, 31a formschlüssig auf dem Ausgleichselement 20 (20a) gehalten.

BEZUGSZEICHENLISTE

10

Läufer

11

Exzenterbund

12

Antriebswelle

13

Führungswelle

14

Exzenterzapfen

15

Riementrieb

16

Lageranordnung

17

Lageranordnung

18

Fläche

19

Pfeil

20

,

20

a Ausgleichselement

21

Mittellinie

22

,

22

a Lageraufnahme

23

Lager

24

,

24

a Dichtring

25

Ende

26

Raum

27

,

27

a Stufe

28

Rand

29

Nut

30

a Kühlrippen

31

,

31

a Wülste

Claims (5)

1. Exzenterantrieb für eine Drehmasse mit einer an wenigstens einem Punkt der Drehmasse angreifenden, durch eine erste Exzenteranordnung gebil­ deten Antriebsvorrichtung und mit einer an wenigstens einem weiteren, davon im Abstand angeordneten Punkt angreifenden, durch eine zweite Exzenteranordnung gebildeten Führungsvorrichtung, sowie mit einer an wenigstens einem der Angriffspunkte vorgesehenen Lageranordnung mit einer elastischen Bettung aus einem zwischen einer eine Ringfläche auf­ weisenden Lageraufnahme der Lageranordnung und einem an der Drehmasse vorgesehenen Lagerauge gehaltenen elastischen Ausgleichselement, wobei das Ausgleichselement zumindest mit der Lageraufnahme im Bereich der Ringfläche fest verbunden ist, und mit einem durch eine Lagerhaube ab­ gedeckten und zumindest radial wirkenden Lager, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahme (22, 22a) zusammen mit der Lagerhaube einstückig ausgebildet ist.

2. Exzenterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager­ aufnahme (22, 22a) das Lager (23) an dessen Umfangsfläche umfassend ausgebildet ist mit einem das Lager (23) einseitig in axialer Richtung und an einem Rand (28) der Lageraufnahme gehaltenen Dichtelement (24, 24a).

3. Exzenterantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dicht­ element (24) durch eine Einbördelung des Randes (28) der Lageraufnahme (22) gehalten ist.

4. Exzenterantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahme (22, 22a) sich zumindest einseitig axial über das Lager (23) hinauserstreckt und in diesem Bereich mit Kühlrippen (30a) versehen ist.

5. Exzenterantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahme (22, 22a) mit einem zumindest einseitig axial dem Lager (23) zugewandten Raum (26) zur Aufnahme eines Schmiermittels ausgebildet ist.