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Kolbenmaschine mit parallel zur Kurbelwelle liegenden Zylindern und
einem Taumelglied Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenmaschine mit parallel
zur Kurbelwelle liegenden Zylindern und einer auf einer schrägen Kurbel gelagerten
Taumelglied, bei der .der attf das Taumelglied ausgeübte Axialdruck mittels zweier
Stützorgane auf den Maschinenrahmen übertragen wird, von denen das eine vom Taumelglied
und das andere vom Maschinen;rahmen getragen wird, und die sich während des Betriebes
der Maschine aufeinander abwälzen, wobei zwischen dem Taumelglied und der schrägen
Kurbel ein einstellbares Axialdrucklager vorgesehen ist.
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Es hat sich bei diesen Maschinen als sehr schwierig herausgestellt,
die die Stützorgane tragenden Teile derart fein und genau zu bearbeiten und einzubauen,
daß die Stützorgane mit der notwendigen Genauigkeit zusammenarbeiten. In der Praxis
hat sich gezeigt, daß es auf die Art und Weise und die Genauigkeit der Lagerung
des Taumelgliedes auf der schrägen Kurbel in hohem Maße ankommt. Man hat daher zur
Einstellung des Taumelgliedes auf der schrägen Kurbel bereits verstellbare Axialdrucklager
vorgesehen. Die bekannten einstellbaren Axialdrucklager sind jedoch von außen nur
schwer zugänglich und besitzen insbesondere den Nachteil, daß das Verbindungsgewinde
für das Verstellglied unmittelbar auf der Kurbel bzw. auf dem um die Kurbel drehbaren
Lagerteil des Taumelgliedes angebracht ist. Dabei besteht die' Gefahr,. daß das
Verstellglieddurch die Betriebsbeanspruchungen der Kurbel verklemmt wird und später
überhaupt nicht oder nur mit Mühe nachstellbar ist: Zur Behebung der Übelstände
der bekannten einstellbaren Axialdrucklager für derartige Taumelglieder ist gemäß
der Erfindung
vorgesehen, daß das an der von der Maschinenlängsachse
abstehenden Seite einer einseitigen Kurbel befindliche Axialdrucklager eine auf
einem kegelförmigen Hals der Kurbel drehbar gelagerte, kegelförmig gebohrte Büchse
aufweist, die mittels Schraubengewinde in dem Taumelglied befestigt und von außen
her durch Drehen in bezug auf das Taumelglied einstellbar ist.
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Ein derartiges Axialdrucklager wird von der Betriebsbeanspruchung
der Kurbel nicht in Mitleidenschaft gezogen, ist daher auch nach Gebrauch noch leicht
verstellbar und zeichnet sich durch gute Schmierfähigkeit und leichte Zugänglichkeit
aus, Zwischen der Büchse und dem Hals der Kurbel kann ein Gleitlager, aber auch
ein Kugel-, Rollen- oder Nadellager vorgesehen sein.
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Das Axialdrucklager gemäß der Erfindung, das, wie in der weiteren
Beschreibung erläutert wird, sehr stark belastet ist, kann bei dieser Ausführungsform
die Belastung sehr gut tragen. Es weist eine große und zweckmäßig angeordnete Lagerfläche
auf.
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Eine derartige Ausführung ist sehr praktisch in der Herstellung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt teilweise in Ansicht einen Längsschnitt durch eine Maschine
gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der auftretenden Kräfte.
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Das Taumelglied i ist auf einer schrägen Kurbel 2, die ein Teil der
Kurbelwelle 3 bildet, gelagert.
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Das Taumelglied i ist in bekannter Weise mittels Gleitstücken q. und
5, die einerseits auf ebenen Flächen an der Verlängerung 6 des Kolbens 7 gleiten
können und andererseits ebene Flächen aufweisen, auf denen sich am Taumelglied vorgesehene
Kegelflächen 8 abwälzen, mit jedem der Kolben 7 verbunden, die in parallel zur Kurbelwelle
3 angeordneten Zylindern hin und her beweglich sind.
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Das Taumelglied i besitzt eine ringförmige Stützfläche 9, die sich
auf einer am Maschinenrahmen ii befestigten Ringfläche io abwälzt, aber derart,
daß dabei das Taumelglied sich nicht um die schräge Kurbel 2 dreht. Dies verhindert
ein am Taumelglied angebrachtes Zahnrad 12, das sich auf einem am Maschinenrahmen
i i befestigten Zahnrad 13 abwälzt.
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Zwischen dem Taumelglied i und der schrägen Kurbel 2 befinden sich
zwei Lager, und zwar ein Gleitlager 14 und das besondere Lager gemäß der Erfindung,
das eine auf einem kegelförmigen Hals 15 der schrägen Kurbel 2 drehbar gelagerte
Büchse 16 aufweist, die eine kegelförmige Bohrung 17 besitzt und mittels Schraubgewinde
18 in dem dem Taumelglied i befestigt und von außen her mittels des Ringes i9. einstellbar
ist.
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Nach vorläufigem Einbau muß man noch für genaues Passen und gutes
Zusammenwirken der Flächen 9 und io, der Zahnräder 12 und 13, des Taumelgliedes
und der schrägen Kurbel sorgen. Das Taumelglied darf z. B. in der Achsrichtung der
Kurbel kein Spiel haben, denn dies veranlaßt starke Stöße und Erschütterungen und
unter Umständen eine schwere Beschädigung der Teile.
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Bei der bisherigen Bauart war es äußerst schwierig, diesen Anforderungen
hinsichtlich Passung und guten Zusammenwirkens zu genügen. Das Einstellen war sehr
zeitraubend, weil man notgedrungen das Taumelglied wiederholt einbaute und darauf
wieder abnahm, um Füllringe der richtigen Dicke anzubringen.
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Bei der Maschine gemäß der Erfindung schiebt man zuerst das Taumelglied
i von rechts auf _ die schräge Kurbel 2. Die Kurbelwelle ist noch nicht im Zylinderblock
gelagert. Man bringt dann den Deckel i i mit der Ringfläche io und- dem daran bereits
befestigten Zahnrad 13 an. Die Flächen 9 und io und die Räder 12 und 13 können schon
vor dem Zeitpunkt, in dem das Taumelglied sich auf der Kurbel befindet (vorläufig),
in bezug aufeinander eingestellt werden.
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Es können Füllringe 2o für, gutes Einstellen verwendet werden. Das
Rad 13 und das Stützorgan 21, das die Fläche io aufweist, können dann mittels Längsbolzen
22 von außen her leicht festgestellt werden.
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Nach dem Anbringen des Taumelgliedes i und des Deckels i i kann das
Taumelglied richtig gegen die Ringfläche io angelegt werden, indem die Büchse 16
gedreht wird. Infolge dieser Drehung der Büchse i6 verschiebt sich das Taumelglied
in der Längsrichtung der Kurbel.
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Es erübrigt sich nun das Anbringen von Füllringen in der Nähe des
Lagers 16, 17 zum Aufnehmen der Axialdrücke und das wiederholte Abnehmen des Taurnelgliedes
beim Einbau, das bisher nötig war, um die Füllringe überhaupt anbringen zu können.
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Das Stützorgan 21 kann auch außerhalb des Rades 13 gelagert sein.
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Da,s Lager 16, 17 ist sehr starken Belastungen ausgesetzt. Es hat
ja an erster Stelle das Drehmoment vom Taumelglied auf die Kurbel zu übertragen.
Wenn die Maschine als Motor arbeitet, und z. B. das Taumelglied durch auf die Kolben
ausgeübte Explosionskräfte (Verbrennungskraftmaschine) angetrieben wird, üben die
Kolben auf das
Taumelglied einresultierendes Kräftepaar K1,
K2 aus, das ein zwischen dem Taumelglied und der schrägen Kurbel wirkendes
Kräftepaar K3, K4 zur Folge hat, das der Einfachheit halber in der Zeichenebene
gezeichnet ist, aber selbstverständlich in Wirklichkeit unter einem Winkel mit dieser
Ebene steht, so daß die Kraft K3 mindestens eine tarigentiale Komponente hat.
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Weiter wirkt in dem Punkt P, also an diesem stark belasteten Läger,
eine Zentrifugalkraft C, die erheblich sein kann. In normalem Betriebe wirkt der
Axialkomponente CA dieser Zentrifugalkraft C aber das Kräftepaar K1, K2 entgegen,
das immer einen Überschuß in axialer Richtung im Diagramm gemäß Fig. z aufweist.
Im normalen Betriebe wird also das Taumelglied in dieser Figur immer nach rechts
gedrückt.
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Die Verhältnisse liegen aber ganz anders, wenn die Maschine bei hohen
Drehzahlen als Bremse verwendet wird, wie das beim Fahren im Gebirge mit Kraftwagen
häufig geschieht. Das Kräftepaar K1, K2 ist ' dann gleich Null, es wirkt in umgekehrter
Richtung. Die Trägheitskräfte T1 und T2 spielen dann eine große Rolle. Es resultiert
ein Kräftepaar T3, T4 zwischen dem Taumelglied und der Kurbel. Das Lager 16, 17
hat nun praktisch die ganze Axialkomponente CA der Zentrifugalkraft C sowie die
Komponente zu tragen, noch vermehrt um die Kraft T3. Die lange Kegelfläche bei der
Bauweise gemäß der Erfindung, die praktisch so günstig etwa senkrecht zur Richtung
der resultierenden Lagerbelastung C steht, kann diese Belastung ausgezeichnet aufnehmen.