Für Flüssigkeits- und Gasumlaufpumpen, in einigen Fällen auch für
Gasverdichter, benötigt man Kurbeltriebwerke, deren Hub von Null bis zu einem Maximum
kontinuierlich veränderbar ist. Durch eine solche Veränderung des Hubes kann man
die geförderte Flüssigkeits- bzw. Gasmenge gut reproduzierbar einregulieren.- Für
die Praxis ist hierbei wichtig, daß die Hubverstellung während des Betriebes erfolgen
kann, damit eine bestimmte, den jeweiligen Betriebsverhältnissen angepaßte Fördermenge
eingestellt werden kann.For liquid and gas circulation pumps, in some cases also for
Gas compressors, you need crank drives whose stroke from zero to a maximum
is continuously changeable. By changing the stroke like this, you can
Adjust the amount of liquid or gas conveyed in a reproducible manner
In practice, it is important that the stroke adjustment takes place during operation
can, so a certain, the respective operating conditions adapted flow rate
can be adjusted.
Es gibt für dieses Problem prinzipiell drei Lösungsmöglichkeiten:
I. Die starre Verbindung zwischen dem Kurbeltrieb und dem Kolben wird unterbrochen,
und der freie Hub des Kolbens wird durch einen einstellbaren Anschlag veränderlich
gemacht. Die Rückholung des Kolbens wird durch eine starke Feder erzielt. Der Kolben
kann jedoch der Schubstange nur so lange folgen, bis er auf den veränderlichen Anschlag
trifft. Von da ab läuft die Schubstange allein bis zum hinteren Totpunkt und wieder
vor, bis er den Kolben erreicht und gegen die Federkraft bis zum vorderen Totpunkt
schiebt. Da der Anschlag auch während des Betriebes einstellbar ist, können mit
dieser Methode die gestellten Forderungen erfüllt werden. Diese Methode kann nur
für kleinere Leistungen angewendet werden, da die mögliche Rückholkraft der Feder
beschränkt ist und die Flächenpressung am Kolben zu groß wird.There are basically three possible solutions to this problem:
I. The rigid connection between the crank mechanism and the piston is interrupted,
and the free stroke of the piston is variable by means of an adjustable stop
made. The return of the piston is achieved by a strong spring. The piston
however, the push rod can only follow until it hits the variable stop
meets. From then on, the push rod runs alone to the rear dead center and again
before until it reaches the piston and against the spring force to the front dead center
pushes. Since the stop can also be adjusted during operation, you can use
this method meets the requirements. This method can only
can be used for smaller services because of the possible return force of the spring
is limited and the surface pressure on the piston is too great.
2. Man verwendet einen Exzentertrieb, dessen Exzenterbolzen durch
einen Spindeltrieb verschiebbare Keile, Nocken oder sonstige Mechanismen während
des Betriebes verschiebbar ist. Der Aufbau derartiger Verstellmechanismen ist aber
ziemlich kompliziert und störanfällig. Es können nur kleine Kolbenkräfte damit übertragen
werden.2. One uses an eccentric drive, the eccentric pin through
a spindle drive sliding wedges, cams or other mechanisms during
of the operation is movable. The structure of such adjustment mechanisms is
quite complicated and prone to failure. It can only transmit small piston forces with it
will.
3. Bei einer anderen bekannten Lösung wird ein Pleuel von einer Exzenterscheibe
betätigt, welche in Kraftschluß mit einer hülsenartig ausgebildeten, nicht verschiebbaren
Antriebswelle gehalten wird, während sie in formschlüssiger Verbindung mit einem
sich mit der Antriebshülse mitdrehenden schrägen, abgeflachten Verstellteil steht,
welcher in der Hülse axial verschiebbar angeordnet ist. Durch Verschiebung des Verstellteiles
wird die Exzentrizität der Exzenterscheibe und damit der Hub des mit dem Pleuel
offenbar gelenkig verbundenen Pumpenkolbens verändert.3. In another known solution, a connecting rod is driven by an eccentric disk
actuated, which in a frictional connection with a sleeve-like, non-displaceable
Drive shaft is held while in positive engagement with a
inclined, flattened adjustment part that rotates with the drive sleeve,
which is arranged axially displaceably in the sleeve. By moving the adjustment part
becomes the eccentricity of the eccentric disk and thus the stroke of the connecting rod
apparently articulated pump piston changed.
Das dritte Verfahren hat den Vorteil, daß das gesamte Triebwerk stets
kraftschlüssig ist. Man kann prinzipiell mit dieser Methode Triebwerke bis zu den
größten Leistungen bauen. Die Schwierigkeit hierbei liegt nur in der Kraftübertragung
von der Antriebswelle auf die Schubstange, da sich die Antriebshülse bei jeder Kurbelwellenumdrehung
nicht nur auf einem Kreis in einer Ebene bewegt, sondern auch noch seine Winkelstellung
zur Schubstangenachse in zwei Ebenen ständig ändert. Man ist daher gezwungen, in
den Kraftweg von der Antriebswelle zur Schubstange zwei Kreuzgelenke oder zwei Kugelgelenke
einzuschalten. Das ergibt eine Konstruktion, die nicht nur sehr teuer, sondern besonders
auch sehr störanfällig ist.The third method has the advantage that the entire engine is always
is frictional. In principle, this method can be used to drive up to the engines
build greatest achievements. The only difficulty here is the power transmission
from the drive shaft to the push rod, as the drive sleeve moves with every revolution of the crankshaft
not only moves on a circle in a plane, but also its angular position
to the push rod axis constantly changes in two planes. One is therefore forced to go into
the power path from the drive shaft to the push rod is two universal joints or two ball joints
to turn on. This results in a construction that is not only very expensive, but special
is also very prone to failure.
Erfindungsgemäß weist die zwecks Erreichung einer Hubverstellung des
Kolbens in axialer Richtung verschiebbare Kurbelwelle 6 einen Pleuelzapfen I auf,
der mit der Kurbelwelle einen Winkel α bildet, wobei die Einzelelemente an
sich bekannt sind und die Erfindung nur in der Kombination der verwendeten geläufigen
Bauelemente bei einem Kurbeltrieb für hubveränderliche Kolbenpumpen und -kompressoren
zu erblicken ist. Die Schubstange 9 ist an ihrem dem Kolbenende abgekehrten Ende
mit einer Gabel Io versehen, in deren Augen 3 die am Pleuellager 5 angeordneten
Gabelzapfen 4 gelagert sind. Die bei Verwendung dieser Bauelemente für die Bewegungsumformung
erforderlichen Freiheitsgrade sind dadurch gewährleistet, daß die Gabelzapfen 4
in den Gabelaugen um mindestens das doppelte maximale Kröpfungsmaß verschiebbar
und außerdem drehbar gelagert ist, während die Gabel Io abgesehen von der Verschiebbarkeit
um die maximale Hubhöhe auch um den doppelten Bleuelzapfenwinkel drehbar ist. Die
Schubstange 9 kann dann, falls der Kolben eine Drehbewegung ausführen darf, starr
mit dem Kolben oder wenn dies nicht möglich ist, über ein Drehgelenk verbunden werden.
Die bei der Verschiebung der Kurbelwelle 6 auftretenden Querkräfte werden von der
Schubstangenführung 8 aufgenommen.According to the invention, in order to achieve a stroke adjustment of the
Piston axially displaceable crankshaft 6 on a connecting rod pin I,
which forms an angle α with the crankshaft, the individual elements at
are known and the invention only in the combination of the familiar ones used
Components in a crank drive for variable stroke piston pumps and compressors
can be seen. The push rod 9 is at its end facing away from the piston end
provided with a fork Io, in the eyes 3 of which are arranged on the connecting rod bearing 5
Fork pin 4 are mounted. When using these components for motion conversion
The necessary degrees of freedom are guaranteed in that the fork pins 4
Slidable in the fork eyes by at least twice the maximum offset
and is also rotatably mounted, while the fork Io apart from the displaceability
can also be rotated by double the bleuel pin angle by the maximum lifting height. the
Push rod 9 can then, if the piston is allowed to execute a rotary movement, rigid
be connected to the piston or, if this is not possible, via a swivel joint.
The transverse forces occurring during the displacement of the crankshaft 6 are of the
Push rod guide 8 added.