DE947593C

DE947593C - Kurbeltriebwerk mit durch Schraegkurbelwelle veraenderlichem Hub

Info

Publication number: DE947593C
Application number: DET9025A
Authority: DE
Inventors: Werner Barkowski
Original assignee: Dr Thiedig GmbH and Co KG
Current assignee: Dr Thiedig GmbH and Co KG
Priority date: 1954-02-12
Filing date: 1954-02-12
Publication date: 1956-08-16

Description

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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Kurbeltrieb für Kolbenpumpen und -kompressoren mit veränderlichem Hub und mit geradegeführter Schubstange, dadurch gekennzeichnet, daB die Kurbelwelle (6) axial verschiebbar ist und ihre Achse mit der Achse des Hubzapfens (I) einen spitzen Winkel bildet und daß die Schubstange (9) in einer Gabel (Io) endet, die um die Schubstangenachse drehbar ist, während das den Hubzapfen (i) umfassende Schubstangenlager (5) mit zwei Gabelzapfen (4) versehen ist, mittels deren es in Augen (3) der Gabel (i o) drehbar und senkrecht zur Schubstangenachse verschiebbar gelagert ist. a. Kurbeltriebwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Gabel angreifende Schubstange in einer Schubstangenführung (8) gelagert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschritt Nr. 754 174; schweizerische Patentschrift Nr. 233 64o; Beyer, »Technische Kinematik« (193z), S.88.