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Exzentergetrieb e Die Erfindung betrifft Exzentergetriebe, bei denen
ein hin und her schwingendes Exzenter nach Art eines. Nockens zum Antrieb eines
hin und her verschieblichen oder schwingbaren Maschinenteils (Stößel, Schwinghebel
u. dgl.) dient, der durch eine ständig wirkende, zur Exzenterumfangsfläche hin gerichtete
Kraft belastet und so geführt ist, daß er sich nur in einer zur Exzenterdrehachse
radialen oder angenähert radialen Richtung bewegen kann.
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Liegt der erwähnte Maschinenteil, in folgendem Verschiebeglied genannt,
unmittelbar am Exzenter an, so besteht der Nachteil, daß beide Teile unter der Anpreßkraft
ständig gegeneinander gleiten.- Dies führt namentlich bei hoher Gleitgeschwindigkeit
und bei starken zu übertragenden Kräften zu Schwierigkeiten (Erwärmung und Abnutzung),
da die sich berührenden Flächen sehr klein sind (nur Linienberührung), der spezifische
Druck infolgedessen sehr hoch ist und da auch eine ordnungsgemäße- Schmierung der
Gleitstelle häufig schwer durchführbar ist. Man hat, um diese Nachteile zu vermeiden:,
am Verschiebeglied eine auf der Exzenterumfangsfläche laufende Rolle angeordnet.
Bei rasch hin und her schwingendem Exzenter machen, sich
jedoch
die von der Dreht.:«; egung der Rolle herrührenden Massenkräfte nachteilig bemerkbar.
Es muß nämlich bei jedem Wechsel der Bewegungsrichtung des Exzenters auch die Rolle
ihre Drehrichtung ändern; infolge ihres Beharrungsvermögens will sie jedoch bei
jeder Bewegungsumkehr des Exzenters ihre bisherige Drehrichtung beibehalten, und
dies führt bei schnellen Schwingbewegungen des Exzenters, selbst bei hohen Andrückkräften,
erfahrungsgemäß zu einem Gleiten der Rolle auf dem Exzenter. Dieses Gleiten hat
aber wiederum eine starke Erwärmung des Getriebes und, da es immer an der gleichen
Stelle des Exzenters auftritt, eine starke Abnutzung des letzteren zur Folge.
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Erfindungsgemäß wird auf den Exzenter ein diesem gegenüber mit möglichst
geringer Reibung frei drehbarer Ring aufgesetzt. Das Verschiebeglied bzw. die an
diesem gelagerte Rolle wird also durch die an ihm wirkende äußere Kraft ständig
gegen die äußere Umfangsfläche dieses Ringes angedrückt.
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Diese Anordnung hat die Wirkung, daß bei der Bewegungsumkehr des Exzenters
auch der auf diesem sitzende Ring seine bisherige Umlaufbewegung beibehalten will;
er wird sich also relativ zum Exzenter drehen, und zwar in gleichem Sinn, in dem
sich auch die am Verschiebeglied sitzende Rolle weiter drehen will. Dadurch wird
erreicht, daß die sonst bei der Bewegungsumkehr des Exzenters auftretende Relativgeschwindigkeit
zwischen diesem und der am Verschiebeglied sitzenden Rolle ganz verschwindet (wenn
die Reibung zwischen Rolle und Ring ausreicht, um beide Teile zur gleichen Umfangsgeschwindigkeit
zu zwingen) oder zum mindesten sehr klein wird. Da weiterhin der Ring auf dem Exzenter
wandern kann, so werden sich solche etwa noch auftretende geringeVerschiebungen
über die ganze Umfangsfläche des Ringes verteilen, so daß sie keine merkbare Abnutzung
mehr hervorrufen können. In manchen Fällen, namentlich bei langsam schwingenden
Exzentern, kann die Rolle am Verschiebeglied ganz fortbleiben. Letzteres stützt
sich dann unter der Einwirkung der Andrückkraft unmittelbar gegen den Ring ab. Der
Ring wird dann durch die zwischen ihm und dem Verschiebeglied bestehende Gleitreibung
veran-Maßt, bei der Schwingbewegung des Exzenters gegenüber dem letzteren zurückzubleiben,
so daß die Gleitgeschwindigkeit zwischen ihm und dem Verschiebeglied klein wird,
im Grenzfalle, d. d. bei genügend großer Reibung zwischen diesen beiden Teilen,
sogar ganz '; verschwindet.
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Die Lagerung des Ringes auf dem Exzenter läßt sich nach üblichen Lagerbauweisen
(Wälzlager oder Gleitlager) so gestalten, daß sie auch bei holten Schwingungszahlen
des Exzenters und bei holten. vom Getriebe zu übertragenden Kräften völlig betriebssicher
arbeitet. da am Exzenter stets rerhältnismäßig große Lagerflächen zur Verfügung
stehen. Es ist vorteilhaft, dem Ring eine verliäItnismäßig große Masse zu geben.
weil dann bei der ihre aufgezwungenen Bewegung längs des Sch-,ringweges des Exzenters
sein Beliarrungsverinögen ihn um so mehr an einer Eigendrehung um seinen -Mittelpunkt
behindert. was weiterhin dazu beiträgt, seine Umfangsgesrhtvindigheit gegenüber
der Rolle des Verschiebegliedes bzw. gegenüber dem Verschiebeglied selbst gering
zu halten.
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Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Antrieb von Bren
tistoffeinspritzpumpen bei Freiflugkolbenmaschinen. Bei dem hierbei bisher üblichen
-Nockeiantrieb. bestehend aus einem im Gleichtakt mit der Flugmassenhinundherbewegung
Iiin tind her schwingenden Nocken und einem Verschiebeglied mit einer am locken
anliegenden Laufrolle. zeigten sich sclioii nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit
am rocken und an der Laufrolle Abnutzungsnierkmale. und zwar beim -Nocken an den
Stellen. an denen die Rolle bei der Bewegung>-umkehr anliegt. Diese Abnutzung ist.
wie schob oben erwähnt, auf das Beharrungsvermögen der Laufrolle zurückzuführen
und macht sich infolge des bei Freiflug1,olbetimaschinen besonders rasch erfolgenden
Hubwechsels dort auch besonders stark bemerkbar.
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Die Zeichnung veranschaulicht Ausfülirun,-sbeispiele des Erfindungsgegenstands.
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Fig. t. 3 und ; sind Schnitte quer zur Achse der Exzenterwelle; Fig.
2 und .M sind Schnitte nach Linie II-II der Fig. i bzw. nach Linie IV-IV der Fig.
3. Die Fig. i und 2 zeigen ein Exzenterg@etriehe nach der Erfindung zum Antrieb
einer Brennstoffpumpe. Auf dem äußeren Umfang des Exzenter: 2 ist ein Ring 3 mittels
Kugeln d. gelagert. so daß er sich gegenüber dem Exzenter mit geringer Reibung drehen
kann. Gegen die äußere Umfangsfläche des Ringes 3 legt sich eine Rolle 3 an, ,velclie
am freien Ende eines 6 gelagert ist. der um einen Zapfen schwingbar ist, welcher
an einem ruhenden -Maschinenteil 9 fest gelagert ist. Gegen einen am äußeren Schwinghebelende
angeordneten Anschlag t t stutzt sich ein in der festliegenden Führung t? geführter
Stößel 13 mit seiner einen Stirnfläche ab. Gegen die andere Stirnfläche wird das
äußere Ende 15 eines Pumpenkolbens 16 mittels einer Feder 17 angedrückt.
Der Kolben 16 ist im Pumpenzylinder ifi verschieblich, welcher in dem am ruhenden
Maschinenteil 9
fest gelagerten Pumpengehäuse i9 festsitzt.
Mittels, der Feder 17 werden sonach Pumpenkolben, Stößel, Schwinghebel und Exzenterring
ständig gegeneinandergedrückt. Die Exzenterrwelle i führt beispielsweise eine Schwingbewegung
mit dem Schwingwinkel ß um ihre Achse A aus. Der gemeinsame Mittelpunkt B des: Exzenters
2 und des Ringes 3 beschreibt, hierbei den in Abb. i gestrichelt eingetragenen Kreisbogen.
Die Rolle 5 erfährt hierbei eine Verschwenkung, deren: Größe ungefähr dem doppelten
Radius dieses Kreisbogens entsprticht. Diese Verschwenkung wird weiter auf den Stößel
13 und den Pumpenkodb-en 16. übertragen.
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Bei den Beispielen nach Abb. 3 und 4 sitzt der Ring 23 mit seiner
glatten zylindrisichen Innenfläche unmittelbar auf der glatten zylindris @chen Außenfläche
des Exzenters, 2;, ist also mit einer Gleitlagerung auf diesem- gelagert. Gegen
Seitenverschiebung ist der Ring einerseitis durch den Innenvorsprung 24., andererseits
durch eine gleichfalls über die Lagerfläche nach innen vorspringende Seitenplatte
2.5, welche durch Schrauben 26 od:. dgl. am Ring 23 befestigt ist, gesichert. Damit
die Reibung zwischen dem Ring und dem Exzenter möglichst klein wird, werden zweckmäßig-
die Laufflächen beider Teile poliert. Fernerkann eine besonders, wirksameSchmierstoffzu:fuhr,
beispielsweisie in Gestalt eiirrer Druckschmierung, vorgesehen sein. Die Welle i
trägt zu dem Zweckeine in der Exzenterlauffläche ausmündende Bohrung 27, durch welche
Schmierstoff unter Druck zugeführt wird. Dia gegen die äußere Umfangsfläche des.
Ringest 2;3 sich anlegende Rolle 5 ist unmittelbar in einem zylindrischen Körper
2,8 gelagert, welcher in der in Richtung der Achse desi Pumpenkolbens 16 sich erstreckenden.
Führung 12: gerade geführt ist. Das äußere Pumpenkolbenende 15 stützt sich unter
dem Druck der Feder 17 unmittelbar gegen den Körper 28 ab, so daß diese Feder wieder
die kraftschlüssige Verbindung der bewegten Teile 16, 2:8. und 2.3 herbeiführt.
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Bei dem Beispiel Fig. 5 ist ein in. der Führung 12 in Riclitung der
Pumpenkol.benachse gerade geführter Stößel 13 vorgesehen, welcher mit seinem dem
Exzenter zugekehrtem Stirnende sich 'unmittelbar (ohne Zwischensichaltung einer
Rolle) gegen dem Exzenterring 3 unter dem Druck der Feder 17 .abstützt. Sofern dieser
Ring eine verhältnismäßig große Maissee besitzt und gegenüber dem Exzenter, 2 eine
sehr geringe Reibung aufweist, wird er beii nicht allzuschnellem Hinundherschwingen
dein Exzenters infolge ;seiner Reibung am Stößel die Drehbewegung des Exzenters
nur in geringem Maße mitmachen, so da:ß auch seine Gle itgesch-,vindigkeit gegenüber
dem Stößel und demzufolge die Abnutzung der Berührungsflächen der beiden Körper
gering wird. Ist diese Gleitgeschwindigkeit zwischen Ring und Stößel im Grenzfall
gleich Null, so@ führt der Ring gegenüber dem Stößel nur noch die der Bewegung seines
Mittelpunktes B entsprechende Ab;wälzbewegu ng aus.
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An Stelle von Pumpenkolben können durch das. Getriebe auch andere
hin und her verschiebliche Maschinenteile, z. B. Schieber, Ventile u.. d:gl., bewegt
werden.