DE555120C - Kurbelgetriebe mit selbsttaetiger Nachstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
19. JULI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47 b GRUPPE

R 83490 XII\47b Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 30. Juni

Ringfeder G. m. b. H. in Uerdingen a. Rh.*) Kurbelgetriebe mit selbsttätiger Nachstellung

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Dezember 1931 ab

Kurbel- u. dgl. Getriebe an Kraft- un,d Arbeitsmaschinen werden bekanntlich mit Stellvorrichtungen versehen, die es ermöglichen, die Lager hinsichtlich des Lagerspiels einzustellen und nach dem Eintreten eines gewissen Verschleißes auch nachzustellen. Die bekannteste Stellvorrichtung dieser Art ist der Nachstellkeil, wie er z. B. bei Kurbelgetrieben an Lokomotiven fast ausschließlich verwendet wird.

Die Benutzung dieser Nachstellvorrichtungen macht dem Personal jedoch erhebliche Schwierigkeiten, weil es gefühlsmäßig kaum möglich ist, das Lager so nachzustellen, daß einerseits keine zu großen Spielräume verbleiben, die zu einem Stoßen während des Kraftrichtungswechsels und zu vorzeitigem Verschleiß des Lagers führen würden, andererseits aber auch das Lager nicht zu fest nachgezogen werden darf, weil sonst die gleitende Reibung erheblich vermehrt und die Bildung eines ordnungsmäßigen Ölfilms verhindert wird, was wiederum zum Heißlaufen und zu schnellerem Verschleiß des Lagers führt.

Aber selbst dann, wenn es möglich wäre, die Lager gefühlsmäßig auf die richtige Weite einzustellen, würden die Bedingungen für einen ordnungsmäßigen Lauf des Lagers doch nicht erfüllt werden können, weil naturgemäß jeder einzelne Umlauf des Getriebes am Lagerverschleiß beteiligt ist. Der Verschleiß vergrößert den für den Ölfilm, vorgesehenen Raum, der Öldruck zwischen Zapfen und Lager sinkt, es kommt zu Druckwechselstößen, die den Ölfilm zerreißen und zu besonders hohem und vorzeitigem Verschleiß des Lagers und zu Heißläufern führen.

Es bedarf somit während des Betriebes einer fortwährenden selbsttätigen Nachstellung des Lagers. Derartige Nachstellvorrichtungen sind bereits in der Weise bekannt, daß die Lagerschalen durch ein in der Regel am Stellkeil angreifendes elastisches Mittel in einer gewissen Verspannung gehalten werden. Diese Einrichtungen lassen aber, selbst wenn die Verspaimungskraf t den Wert Null aufweist, die, Bildung eines Ölfilms zwischen Zapfen und Lager nicht zu. Solche Lager laufen bereits nach wenigen Umdrehungen heiß. Bei einer bekannten anderen Einrichtung dieser Art sind Vorkehrungen getroffen, daß das elastische Mittel nur auf den Stellkeil wirken und ein Nachspannen der Lagerschalen herbeiführen kann, wenn bereits ein gewisser Verschleiß am Lager eingetreten ist. Die Nachstellung erfolgt beispielsweise erst, wenn der Verschleiß etwa 0,5 bis 1 mm erreicht hat. Da bei diesen Einrichtungen die Nachstellung nicht stetig, sondern erst in gewissen Zeiträu-

*) Von dem Patetitsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Karl Veite in Köln-Bayenthal und Paul Ermert in Düsseldorf.

men erfolgt, ergeben sich naturgemäß für die zwischen zwei Nachstellungen liegenden Zeiten dieselben Nachteile, wie sie bereits für das zeitweise Nachstellen von Hand beschrie-S ben wurden.

Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung unter Vermeidung der Nachteile der bisher bekannten Einrichtungen eine selbsttätig wirkende Nachstellvorrichtung zu schaffen, die ίο das Lager kontinuierlich nachspannt und einstellt und zugleich die Bildung und Abstimmung des für einen den jeweiligen Verhältnissen angepaßten Ölfilm erforderlichen Raumes ermöglicht.

In den Zeichnungen sind zwei verschiedene Ausführungsbeispiele in Anwendung bei einem Stangenlager, wie es für Lokomotiven gebräuchlich ist, gezeigt.

Die Abb. 1 zeigt das Stangenlager in Ansieht mit geschnittener Keilausbildung.

Abb. 2 ist ein Querschnitt durch die Abb. 1 an der Stelle der Keilschraube.

Abb. 3 ist die Seitenansicht des Stangenkopfes.

In Abb. 4 ist eine zweite Ausführungsform wiederum an einem in Seitenansicht dargestellten Stangenlager gezeigt.

In beiden Beispielen sind in dem Stangenkopf α einer Treibstange die beiden Lagerschalen b_x und b₂ eingebaut, die zur Vermeidung von Kippbewegungen an ihren Stoßstellen überlappt sein können und die durch den Stellkeil c nachstellbar sind.

In der Aussparung d des Stellkeils c sitzt ein elastisches Mitteln, welches sich oben gegen den Stellkeil c und unten gegen eine auf der Stellkeilschraube/ sitzende Mutterg stützt. Wie ersichtlich, ist das elastische Mitteln bestrebt, die Lagerschalen b_t und b₂ gegen den Treibzapfen 2 zu pressen. In der Aussparung h des Stellkeils C ist ein zweites elastisches Mittel/ angeordnet, welches bestrebt ist, sowohl die Lagerschale b_x als auch infolge seiner Kraftwirkung auf den Stellkeil C bzw. den Stangenkopf a die Lagerschale O₂ gegen den Treibzapfen 2 zu drücken. Die Anordnung der elastischen Mittel« und i in Aussparungen d und h des Stellkeils C hat den Vorteil, daß man ohne Gewichtsvermehrung auskommt und die elastischen Mitteln und I gegen äußere Einflüsse geschützt sind. Das Wesen der vorliegenden Neuerung beruht aber nicht nur in der Anordnung zweier elastischer Mittel, sondern vor allem auch darin, daß die elastischen Mittel in bestimmter Weise zusammenarbeiten, aufeinander abgestimmt sind und das Kräfteverhältnis regelbar ist. Die Wirkungsweise ist folgende:

Die Kraft des auf den Stellkeil c wirkenden elastischen Mittels e wird so bemes&en und derart auf die Kraft des elastischen Mittels/ abgestimmt, daß das elastische Mitteln den Stellkeil c nicht ganz bis zum Anliegen an den Rücken der Lagerschale O₁ zu verschieben vermag. Es bleibt somit zwischen dem Stellkeil c und der Rückenfläche der Lagerschale O₁ ein gewisser Spalt k, beispielsweise von 0,1 mm. Dieser Spalt k ermöglicht dem Lager, infolge der bekannten Pumpwirkung zwischen Treibzapfen ζ und Lagerschalen O₁, b.₂ schon bei der ersten Umdrehung nach der Inbetriebnahme Öl aufzunehmen, wobei je nach der Richtung der Stangenkraft und der Drehrichtung des Getriebes entweder die Lagerschale O₁ nachgibt oder Lagerschale ^₁ und Zapfen 2 dem Öldruck ausweichen und den Spalte auf diese Weise zwischen Treibzapfen 2 und den Lagerschalen b_t und b.₂ verlegen.

Durch diese Wirkungsweise wird der Idealzustand erreicht, daß beide Lagerschalen b₁ und &₂ ständig an dem mit einem unter hohem Druck stehenden Ölfilm umgebenen Treibzapfen 2 anliegen und Druckwechselstöfie nicht mehr auftreten können.

Ein weiterer Vorteil für die Lebensdauer und den Lauf des Lagers besteht darin, daß die Lagerschalen b_t und b₂ durch den Öldruck entgegen der Kraft des elastischen Mittels/ gegen den Stellkeil £ bzw. gegen den Stangenkopf α gepreßt werden. Es wird also ein besonders fester Sitz der Lagerschalen b_i und &, im Stangenkopf α erreicht. Gleichzeitig wird hierdurch vermieden, daß sich das elastische Mittel/ im Takte der Hubwechsel spannt und entspannt. Es ist daher ebensowenig Ermündungserscheinungen und Abnutzungen ausgesetzt wie das elastische Mittel,*?.

Sobald während des Betriebes ein Verschleiß an den Gleitflächen der Lagerschalen O₁ und &₂ auftritt, z. B. derart, daß der Öldruck abnimmt, so entspannt sich das elastische Mittel /, indem es die Lagerschalen O₁ und &2 näher an den Treib'zapf en 2 schiebt. Zu gleicher Zeit drückt aber auch das elastische Mitteln den Stellkeil c so weit nach oben, bis der Gleichgewichtszustand der Spannungen beider elastischen Mitteln undi ;' wieder erreicht, d. h. der Öldruck bzw. der Spalt k wieder auf den günstigsten Wert gebracht ist. Die Vorrichtung sichert auf diese Weise nicht nur eine stetige selbsttätige Nachstellung des Lagers, sondern auch die Abstimmung auf jeden gewünschten, insbesondere den für die jeweiligen Betriebsverhältnissej günstigen Öldruck. Ferner läßt sich auch die Dicke des Ölfilms, also der Ölverbrauch, innerhalb der für die jeweiligen Betriebsverhältnisse günstigen Weise abstimmen. Auch in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Lagermetalls, des Treibzapfenstoffes und der

Art der Bearbeitung der Gleitflächen läßt sich die günstigste Lage des Lagers einstellen und während des Betriebes selbsttätig aufrechterhalten. Die genannten Abstimmungen lassen sich in einfachster Weise durch Regelung der Vorspannung des elastischen Mittelst mitteis der Stellkeilschraube/ erreichen. Auch die Vorspannung des elastischen Mittels / läßt sich erforderlichenfalls z. B. durch ίο Einbringen von Paßstücken verschiedener Stärke in die Aussparung h veränderlich gestalten.

Als elastisches Mittel e wird zweckmäßig eine Feder verwendet, deren Rückdrucklinie einen flachen Verlauf hat, damit die Rückdruckkraft des elastischen Mittelst während des gesamten Stellkeilweges konstant bleibt. Bei besonders großen Stellkeilwegen und wenn wenig Raum zur Unterbringung der Federn zur Verfügung steht, kann es vorkommen, daß das elastische Mittel e mittels der Keilschraube/ erneut gespannt werden muß, bevor der Keil e seine Endlage erreicht hat. Um dem Personal anzuzeigen, wann das elastische Mitteln zu spannen und wie weit es zu spannen ist, ist eine besondere Anzeigevorrichtung angeordnet.

An einer oder an beiden Krampen Z₁ und I₂ der SteEschraubenmutter g, welche den Stellkeile umfassen und das selbsttätige Drehen der Mutter g verhindern, ist ein Zeiger nt (Abb. 2 und 3) befestigt. Am Stellkeil c ist eine Skala« angebracht oder besonders aufgeschraubt. Auf der Skala η sind die oberen und unteren Grenzwerte für die Spannung der Federn vermerkt. Auch Zwischenwerte können angegeben sein, z. B. solche für die heiße und die kalte Jahreszeit, für die Eigenschaften verschiedener Lagermetalle, Güte und Menge des Schmieröls usw. Auch lassen sich die genannten Einflüsse durch eine verschiebbare Skala« berücksichtigen und festlegen. Ferner hat man es durch entsprechende Festlegung der Skalawerte in der Hand, das Lager beliebig oft überwachen zu lassen. Die Relativbewegung der Skala« zu dem Zeigerm kann auch zur Inbetriebsetzung von hörbaren Anzeigevorrichtungen über den Stand und den Lauf des Lagers ausgenutzt werden. Um bei Kurbelgetrieben mit großer Masse oder •hoher Umlaufszahl oder beiden die vorgesehene Wirkungsweise der Nachspann- und Einstellvorrichtung sicherzustellen, sind besondere Vorkehrungen getroffen, damit ein Ausweichen des Stellkeils c entgegen der Rückdruckkraft des elastischen Mittelst infolge von Massenwirkungen während des Betriebes unterbunden und somit jede Störung im eingestellten Kräfteverhältnis beider elastischer Mitteln und i vermieden wird. Zu diesem Zweck wird bei derartigen Kurbelgetrieben eine Reibungsfeder, z. B. eine Ringfeder, als elastisches Mittel e verwendet, deren Entspannungslinie zwecks Ausnutzung eines großen Stellkeilweges möglichst flach und deren Spannungslinie so gestaltet ist, daß der Stellkeil c auch beim Auftreten der größten Massenwirkung während des Betriebes nicht auszuweichen vermag. Auch als elastisches Mittel/ kann eine Reibungsfeder verwendet werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Abb. 4 dargestellt. Diese Ausführung mit außenliegendem elastischem Mittel e wird zweckmäßig angewendet, wenn der Nachstellkeile zur Unterbringung der Federe zu klein ist oder wenn wegen Unzulänglichkeit oder Unübersichtlichkeit des Lagers eine am Stellkeile angebrachte Skala« nicht übersehen werden könnte. Wie ersichtlich, greift das elastische Mitteln an der Stellkeilschraube/ an und ist in einem besonderen Gehäuse gegen äußere Einflüsse geschützt gelagert. Das Gehäuse besteht aus dem Oberteil ο und dem Unterteil p. Das Oberteil ο ist gegen Drehen durch einen besonderen Verschluß, beispielsweise einen Bajonettverschluß, gesichert. Der am Unterteil/7 befestigte Stift ρ des Verschlusses dient zugleich als Zeiger für die Anzeigevorrichtung. Die zugehörige Skala/· ist am Oberteil ο angebracht.

Selbstverständlich sind hinsichtlich der Anordnung der elastischen Mitteln und i sowie der verwendeten Federart und Federspannvorrichtungen zahlreiche andere konstruktive Lösungen möglich, ohne dabei von dem Wesen der vorliegenden Neuerung abzuweichen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Kurbel- u.dgl. Getriebe mit selbsttätiger Nachstellung, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Regel am Nachstellkeil (e) des Kurbelgetriebes angreifendes elastisches Mittel (e), welches die Nachstellung des Lagers bewirkt, in seiner Wirkungsweise durch ein zweites, in der Regel zwischen dem Nachstellkeil und der auf der Keilseite liegenden Lagerschale (O₁) angeordnetes elastisches Mittel (/), no welches ebenfalls auf die Nachstellung des Lagers wirkt, derart begrenzt wird, daß zwischen Treibzapfen (2) und Lagerschalen (O₁ und b₂) der zur Bildung eines Ölfilms erforderliche Raum verbleibt.

2. Kurbel- u. dgl. Getriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Kräfteverhältnis der elastischen Mittel (e und i) durch Veränderung der Vorspannungen regelbar ist.

3. Kurbel- u. dgl. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich-

net, daß durch Veränderung des Kräfteverhältnisses der elastischen Mittel (e und /) der zur Bildung eines Ölfilms zwischen Treibzapfen (z) und Lagerschalen (O₁ und &₂) verbleibende Raum sowie der Öldruck regelbar sind.

4. Kurbel- u. dgl. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des elastischen Mittels (/) niedriger bemessen ist als die durch den Öldruck auf die Lagerschalen (O₁ und b₂) bzw. auf das elastische Mittel wirkende Kraft.

5. Kurbel- u. dgl. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des elastischen Mittels (e), das Kräfteverhältnis der elastischen Mittel (e und /) und insbesondere die zulässigen oberen und unteren Grenz-

ao werte der Spannung und des Kräfteverhältnisses durch einen Zeiger {nt) auf einer Skala (κ) anzuzeigen sind.

6. Kurbel- u. dgl. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als elastische Mittel (0, I) Reibungs-, ζ. Β. Ringfedern dienen.

7. Kurbel- u. dgl. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (e und I) in Aussparungen (d, A) des Lagerstellkeiles (c) angeordnet sind.

8. Kurbel- u. dgl. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Mittel (0) von einem besonderen Schutzgehäuse (σ, ρ) umgeben ist und die Einrichtungen {q, r) zum Anzeigen der oberen und der unteren Grenzwerte und des Kräfteverhältnisses beider elastischen Mittel (ß und /) mit diesem Schutzgehäuse verbunden sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen