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Dokumentenidentifikation DE4127767A1 04.03.1993
Titel Vorrichtung zur stufenlosen Verstellung der Exzentrizität eines Exzenters
Anmelder Linsenmeyer, Rainer, 8990 Lindau, DE;
Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, 7990 Friedrichshafen, DE
Erfinder Linsenmeyer, Rainer;
Rowe, Gerald, 8990 Lindau, DE
Vertreter Riebling, P., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 8990 Lindau
DE-Anmeldedatum 22.08.1991
DE-Aktenzeichen 4127767
Offenlegungstag 04.03.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.03.1993
IPC-Hauptklasse F16C 3/28
IPC-Nebenklasse F16H 39/16   
Zusammenfassung Eine Vorrichtung zur stufenlosen Verstellung der Exzentrizität eines Exzenters, der von einer Antriebswelle beaufschlagt wird, besteht darin, daß an der Antriebswelle eine erste radiale Führung für ein Gleitstück angeordnet ist, welches sich mit der Antriebswelle mitdreht und daß am Gleitstück eine weitere radiale Führung für ein Führungsstück angeordnet ist, welches zentrisch in einer Mittenbohrung eines Verstellhebels drehbar gelagert ist, wobei der Verstellhebel schwenkbar an einem Gehäuse angeordnet ist. Mit der gegebenen Vorrichtung besteht der Vorteil, daß die Verstelleinrichtung selbst sich nicht mit der Antriebswelle mitdreht und relativ wenig Teile verwendet werden müssen.

Beschreibung[de]

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise mit der DE-AS 27 31 497 bekannt geworden, bei der eine Radialkolbenmaschine mit verstellbarem Exzenter gezeigt ist.

Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die stufenlose Verstellbarkeit einer oszillierenden Bewegung bei der durch derartige oszillierende Bewegungen angetriebenen Aggregaten, wie z. B. Förderaggregaten, insbesondere Klimaverdichter, Radialkolbenpumpen und dergleichen mehr.

Mit der DE-AS 27 31 497 ist eine Radialkolbenmaschine mit verstellbarem Exzenter bekannt geworden, bei welcher der Exzenter bezüglich seiner Exzentrizität einstellbar ist, mit dem Ziel, den Hub dieser Radialkolbenmaschine stufenlos einzustellen.

Als bekannte Lösung zeigt diese Druckschrift einen umlaufenden Ring, in dessen Innenumfang abgestützt auf einer rotierenden Welle sich das Verstellorgan befindet. Das Verstellorgan ist hierbei als Hydraulikkolben ausgebildet, der zwischen zwei verschiedenen Endlagen stufenlos verstellbar in einer radial angeordneten Zylinderkammer ausgebildet ist. Nachteil dieser Anordnung ist, daß das Verstellorgan mit bewegt ist und mit der rotierenden Welle mit umläuft, somit muß die Ölzuführung zu dem Verstellorgan über entsprechende Rotationsdichtungen erfolgen. Weiterer wesentlicher Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, daß die Hubverstellung symmetrisch nur zur Null-Lage möglich ist, was mit dem Nachteil verbunden ist, daß besonders bei der Verwendung einer derartigen Vorrichtung mit Gasverdichtern der Schadraum mit Rücknahme des Fördervolumens ansteigt.

Sinn der Verstellung ist, daß man bei gleichbleibender Drehzahl die Fördermenge z. B. zurücknimmt oder erhöht, um so die Fördermenge den Betriebserfordernissen anzupassen.

Wenn man nun die Vorrichtung so verstellt, daß sie nur noch eine Null-Menge fördert, dann besteht der Nachteil, daß bei geringen Über- oder Unterschreitungen dieser Null-Menge keine Förderarbeit mehr geleistet wird, sondern nur noch die entsprechende Oszillation in Wärme ungesetzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit weniger bewegten Teilen eine von außen ansteuerbare Verstellung erfolgt, so daß die Verstelleinrichtung selbst nicht mitläuft.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß eine Antriebswelle eine Radialführung aufweist, in der ein Gleitstück in radialer Richtung verstellbar geführt ist und welches sich mit der Antriebswelle mitdreht, wobei gegenüberliegend an diesem Gleitstück eine weitere Radialführung zwischen dem Gleitstück und einem Führungsstück vorhanden ist, welches Führungsstück zentrisch im Bereich eines Verstellhebels gelagert ist, der seinerseits schwenkbar an einem Gehäuse gelagert ist und die Schwenkachse dieses Verstellhebels parallel zur Achse der Antriebswelle ist.

Wenn man nun einen Exzenterkolben auf das Gleitstück kraft- und gegebenenfalls formschlüssig aufsetzt, führt dieser Exzenterkolben Hubbewegungen aus, sofern er in einer entsprechenden Geradführung angeordnet ist.

Diese Hubbewegungen des Exzenterkolbens sind nun stufenlos durch Verstellung des Schwenkwinkels des Verstellhebels einstellbar.

Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, daß der Verstellantrieb für die Einstellung des Hubes dieses Exzenterkolbens nicht mitläuft, weil der Verstellhebel selbst nur verschwenkbar ist, nicht aber an der Rotationsbewegung der Antriebswelle teilnimmt.

Im Prinzip liegen sich also zwei zueinander parallele und mit gleicher Geschwindigkeit umlaufende Wellen gegenüber, nämlich einerseits die Antriebswelle, die in einem Gehäuse gelagert ist und andererseits die Welle des Führungsstücks, die drehbar am freien, schwenkbaren Ende des Verstellhebels gelagert ist.

Das Führungstück wird über das Gleitstück mitgenommen, wobei das Gleitstück einerseits über entsprechende Radialführungen in der Antriebswelle geführt ist und andererseits auch über eine entsprechende Radialführung in dem Führungsstück.

Die Radialführungen sind nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus ineinandergreifenden Nut-Feder-Anordnungen ausgebildet. Hierbei kann es vorgesehen sein, daß z. B. an der Stirnseite der Antriebswelle eine radiale Nut angeordnet ist, in welche das Gleitstück mit einem stirnseitig angeordneten radialen Ansatz eingreift.

Ebenso kann an der Stirnseite des Führungsstückes eine radiale Nut angeordnet sein, in welche das Gleitstück mit einem zugeordneten radialen Ansatz eingreift.

In Umkehrung dieser Anordnung kann es vorgesehen sein, daß an der Stirnseite der Antriebswelle ein entsprechender radialer Ansatz vorgesehen ist, der in eine entsprechend radiale Nut im Gleitstück eingreift. Ebenso kann die Anordnung von Nut und Feder an der Seite des Gleitstückes in Verbindung zum Führungsstück im oben beschriebenen Sinn ebenfalls vertauscht werden.

Vorteil der gesamten Anordnung ist, daß, wenn man jetzt den Verstellhebel so verstellt, daß der Exzenterhub des Kolbens in Richtung auf einen Null-Hub verstellt wird, daß dann der Schadraum gleich bleibt und sich nicht vergrößert, wie es beim Stand der Technik der Fall war.

Das heißt, der auch in Richtung auf einen Null-Hub verstellte Exzenterkolben erreicht immer eine genau festgelegte obere Totpunktlage, die nicht verstellt wird. Damit besteht also der Vorteil, daß auch bei Verminderung des Fördervolumens dieses Kolbens durch entsprechende Hubverminderung (dieses Kolbens) dieser Kolben immer ausgehend von seiner festgelegten, oberen Totpunktlage oszilliert, wodurch das Schadraumvolumen stets gleich bleibt.

Weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, daß nur wenig bewegte Teile vorhanden sind, nämlich nur die Antriebswelle, das Gleitstück und das Führungsstück und daß die gesamte Verstelleinrichtung nicht bewegt wird. Weiterer wesentlicher Vorteil ist, daß pro Umdrehung der Antriebswelle zwei Hübe dem Exzenterkolben zugeordnet werden. Somit erfolgt hier in der Art einer Getriebeübersetzung eine Übersetzung im Verhältnis 1 : 2, was ohne aufwendiges Getriebe erreicht wird.

Weiterer Vorteil ist, daß ein Pumpendruck, der gegebenenfalls auf den Exzenterkolben wirkt, in Richtung auf eine Verstellbewegung des Verstellhebels wirkt. Damit ist es möglich, den Pumpendruck selbst für die Verstellung des Verstellhebels zu verwenden, nämlich dann, wenn man die Schwenkbewegung des Verstellhebels über eine Kolben-Zylinder-Einheit bewerkstelligt, welche von dem Pumpendruck selbst beaufschlagt wird. Hierdurch kann eine selbstregelnde Pumpe geschaffen werden, bei der der Pumpendruck als konstante Führungsgröße auf die Verstellbewegung des Verstellhebels einwirkt.

Die beiden jeweils an den Stirnseiten des Führungsstückes angeordneten Radialführungen müssen bezüglich ihrer Längsachsen stets einen bestimmten Winkel zueinander einnehmen; in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel stehen diese beiden Längsachsen um 90° versetzt zueinander. Es sind jedoch Konstruktionen möglich, daß dieser 90° Winkel in weiten Grenzen geändert wird und nur seine Grenze findet, wenn ein Selbsthemmungswinkel erreicht wird.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigt

Fig. 1 schematisiert eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer ersten Drehlage;

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Drehlage;

Fig. 3 geometrische Verhältnisse der Vorrichtung nach Fig. 2;

Fig. 4 die Stirnansichten des Gleitstückes;

Fig. 5 eine erste konstruktive Verwirklichung für einen Verstellhebel;

Fig. 6 eine zweite konstruktive Verwirklichung für den Antrieb eines Verstellhebels;

Fig. 7 Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Fig. 8 für eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 der Verstellantrieb für die Ausführung nach den Fig. 7 und 8.

Eine Antriebswelle 1 dreht sich um die Antriebsachse 13. An der Antriebswelle 1 ist stirnseitig eine Radialführung angeordnet, die im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 aus einer Radialnut 9 besteht.

Der Antriebswelle 1 gegenüberliegend ist ein Führungsstück 3 vorgesehen, welches sich um eine Führungsstückachse 14 dreht, welche im Bereich eines Verstellhebels 4 angeordnet ist.

Die beiden Achsen 13 und 14 bilden also einen bestimmten Versatz (Hub 15) zueinander, wobei gemäß der vorliegenden Erfindung dieser Hub 15 stufenlos verstellbar ist.

Um dies zu erreichen, ist zwischen der Antriebswelle 1 und dem Führungstück 3 ein Gleitstück 2 angeordnet, welches stirnseitig (vergleiche Fig. 4) Radialführungen aufweist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 weist das Gleitstück 2 einen Radialansatz 10 auf, der in die zugeordnete Radialnut 9 der Antriebswelle 1 eingreift.

An der gegenüberliegenden Stirnseite weist das Gleitstück 2 eine Radialnut 11 auf, in welche ein Radialansatz 12 des Führungsstückes 3 eingreift.

Das Führungsstück 3 ist - wie dargestellt - drehbar über entsprechende Lager 6 in dem Verstellhebel 4 gelagert.

Aufgrund des Versatzes der beiden parallel zueinander angeordneten Achsen 13 und 14 führt das Gleitstück 2 exzentrische Drehbewegungen aus, so daß - wenn auf dem Außenumfang des Gleitstückes 2 ein Kolben 5 aufsitzt, der Kolben 5 in den Pfeilrichtungen 7, 8 oszillierend angetrieben wird.

Hierbei wird vorausgesetzt, daß dem Kolben 5 eine entsprechende Geradführung zugeordnet ist. Der Kolben 5 kann entweder kraftschlüssig auf dem Außenumfang des Gleitstückes 2 aufsitzen, oder ist zusätzlich noch formschlüssig geführt.

In allen Fällen läuft der Kolben 5 in einem Zylinderraum, der aufgrund der Anordnung nicht näher dargestellter Ventile als Pumpenkammer ausgebildet ist.

Wird nun der Verstellhebel 4 entweder in Pfeilrichtung 17 oder in Pfeilrichtung 16 verstellt, dann kommt es zu einem mehr oder weniger großen Versatz zwischen Antriebsachse 13 und der Führungsstückachse 14. Hierbei wird demzufolge der Hub 15 des Kolbens 5 stufenlos eingestellt.

Die Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer anderen Drehlage, wo erkennbar ist, daß das Gleitstück 2 eine eigene Gleitstückachse 18 hat, welche die Exzenterbewegung für den Kolben 5 ausführt.

Die Fig. 3 gibt hierbei die geometrischen Verhältnisse wieder.

Wichtig ist, daß die Gleitstückachse 18 auf einer kreisförmigen Gleitbahn 25&min; angeordnet ist und dort mit dieser Gleitbahn 25&min; umläuft, wobei vom Punkt der Gleitstückachse 18 aus eine erste Gerade 19 die Führungsstückachse 14 schneidet und ferner eine zweite Gerade 20 die Antriebsachse 13. Die beiden Geraden 19, 20 bilden einen Winkel 22.

Wird nun der Hub 15 verstellt, dann geht die Gleitbahn 25 mit ihrem Mittelpunkt 24 in eine Gleitbahn 25 mit einem entsprechend veränderten Mittelpunkt 24 über, wobei sich die Mittelpunkte 24 auf einer Bogenlinie (Pfeilrichtung 29 in Fig. 6) bewegen.

Wichtig hierbei ist, daß bei Erreichung eines Nullhubes (der Hub 15 ist dann Null), der Mittelpunkt 24, 24&min; und die Gleitbahn 25, 25&min; in dem Punkt der Antriebsachse 13 zusammenfallen. Damit ist klargestellt, daß sich der Kolben 5 dann nur noch im oberen Totpunkt bewegt und demzufolge kein Schadraum entsteht, weil der Kolben 5 ja stets im oberen Totpunkt verbleibt.

In anderen Ausführungsformen, die zum Stand der Technik gehören, entfernt sich bei der Verstellung des Hubes des Kolbens dieser von seiner oberen Totpunktlage und geht z. B. in eine Mittellage zwischen der oberen und der unteren Totpunktlage, wodurch ein hohes Schadvolumen im Zylinderraum entsteht, welches in entsprechende Wärme umgesetzt wird. Dies wird nach der Erfindung vermieden.

Der Drehwinkel 23 ist der momentane Drehwinkel der Antriebswelle 1 von einem bestimmten Zeitpunkt aus gerechnet.

Der Abstand 21 zwischen den beiden horizontalen Geraden, die als Tangenten an der Gleitbahn 25 anliegen und die zueinander parallel sind, beschreibt den maximalen Hub, den der Kolben 5 ausführen kann.

In Fig. 4 sind die beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Gleitstückes 2 dargestellt, wobei die eine Stirnseite gestrichelt dargestellt ist. Es ist erkennbar, daß die beiden Radialführungen, die im Ausführungsbeispiel einmal auf der einen Seite als Radialansatz 10 und auf der anderen Stirnseite als Radialnut 11 ausgebildet sind, einen Winkel 26 zueinander einnehmen. Dieser Winkel ist bevorzugt 90°, kann aber in weiten Grenzen verändert werden. Es kommt dann zu einer Selbsthemmung, wenn der Winkel 26 an den Wert Null oder 180° herangeht.

Die Fig. 5 zeigt eine konstruktive Ausführung zur Lagerung des Verstellhebels 4. Hierbei ist erkennbar, daß das Führungsstück 3 mit einem zugeordneten Ansatz 31 in dem oberen, freien und verschwenkbaren Ende des Verstellhebels 4 drehbar gelagert ist. Der Verstellhebel 4 weist eine Schwinge 27 auf, die drehbar auf einem gehäusefesten Bolzen 28 in Pfeilrichtungen 29 verstellbar angeordnet ist.

Wird nun der Verstellhebel 4 um den im Gehäuse 30 gelagerten Bolzen 28 in Pfeilrichtung 29 verstellt, dann kommt es zu dem in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Versatz zwischen den Achsen 13 und 14.

Die Fig. 6 zeigt eine konstruktive Ausführung zur Verstellung dieses Verstellhebels 4 in Pfeilrichtung 29.

Hierbei ist vorausgesetzt, daß am freien schwenkbaren Ende des Verstellhebels 4 eine Kolben-Zylinder-Einheit 33 ansetzt, deren Kolbenstange 34 mit dem verstellbaren Ende des Verstellhebels 4 verbunden ist. Die Rückholung des Verstellhebels 4 aus seiner Verstellage erfolgt über eine Feder 32, die an ihrem einen Ende am Verstellhebel 4 und mit ihrem anderen Ende am Gehäuse 30 befestigt ist.

Zur Ausführung einer Selbstregelung kann es vorgesehen sein, daß die nicht näher dargestellte Pumpenkammer für den Kolben 5 mit der Zylinderkammer der Kolben-Zylinder-Einheit 33 verbunden ist, so daß der Arbeitsdruck in der Pumpenkammer für den Kolben 5 in die Kolben-Zylinder-Einheit 33 eingeleitet wird und somit eine Verstellung des Verstellhebels 4 durch das Arbeitsmedium selbst möglich ist. Damit kann eine Selbstregelung erreicht werden. Es entsteht dann ein Gleichgewicht zwischen der Feder 32 und dem Druck in der Kolben-Zylinder-Einheit 33 und dem Druck in der nicht näher dargestellten Zylinderkammer für den Kolben 5.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sie von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß der Kolben 5 mit seiner Wirkungslinie etwa zentral auf den Kraftantrieb wirkt und daher nur relativ geringe Biegemomente im Vergleich zu dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel übertragen werden müssen.

Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, daß nur eine relativ kurze axiale Baulänge im Vergleich zu dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel notwendig ist und ferner, daß ein zentrales Lagerteil verwendet werden kann, auf dem die gesamte Anordnung gelagert ist. Vorteil dieser Ausführung ist, daß man aufgrund der zentrischen Anordnung eines Lagerteils durch dieses Lagerteile eine zentrale Achse eines Getriebes hindurchführen kann und daß deshalb ein besonders einfacher Einbau in ein Getriebe möglich ist.

In einem konkreten Ausführungsbeispiel könnte daher die gesamte Anordnung an der Eingangsseite eines Getriebes angeordnet sein, wobei die zentrale Getriebeachse zentral durch das mittig angeordnete Lagerteil hindurchgeführt würde. Die nachfolgend beschriebene Anordnung dient dann zur feinfühligen Verstellung des Hydraulikdruckes in einem derartigen automatischen, hydraulischen Getriebe.

Der Kraftfluß der nachfolgend beschriebenen Anordnung ist hierbei wie folgt:

Die Antriebswelle 1 ist als hohlzylindrisches Teil ausgebildet und dreht um ein zentrales Lagerteil 43.

Die Antriebswelle 1 hat hierbei zwei im Winkel von 180° am Umfang gegenüberliegend angeordnete radiale Ansätze 36, die in zugeordnete Radialnuten 37 im Bereich am Innenumfang eines Gleitstückes 2 eingreifen.

Das Gleitstück 2 treibt hierbei nach dem vorher beschriebenen Prinzip der Fig. 1-6 das Führungsstück 3 an.

Gemäß Fig. 8 ist das Führungsstück 3 in gleicher Weise als hohlzylindrisches Teil, wie die Antriebswelle 1 ausgebildet, nur mit dem einzigen Unterschied, daß die stirnseitig an der Antriebswelle 1 angeordneten Klauen 35 fehlen.

Gemäß Fig. 8 liegen die beiden Teile 1 und 3 scheibenförmig aneinander und sind drehbar und im übrigen verschiebbar zueinander gelagert.

Das Führungsstück 3 weist demzufolge gleiche Ansätze 49 auf, die den Ansätzen 36 der Antriebswelle 1 entsprechen, nur daß diese Ansätze 49 um 90° versetzt zu den Ansätzen 36 der Antriebswelle 1 sind.

Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel schon dargelegt, beziehen sich die hier angegebenen Winkelgrade auf bevorzugte Ausführungsformen. Es versteht sich vonselbst, daß auch andere Winkelgrade möglich sind und daß vor allem nicht nur zwei Ansätze 36, 49 vorhanden sein können, sondern mehr als zwei Ansätze 36, 49.

Das Führungsstück 3 greift mit seinen Ansätzen 49 in zugeordnete Radialnuten 38 am Innenumfang des Gleitstückes 2 ein.

Das hohlzylindrisch ausgebildete Führungsstück 3 ist drehbar gelagert auf einer Exzenterbüchse 40. Die Exzenterbüchse 40 ihrerseits ist drehbar gelagert auf der Exzenterwelle 39. Durch Verdrehen der Exzenterbüchse 40 verlagert sich die Drehachse des Führungsstücks 3 in einem definierten Abstand zur Mittelachse 41. Der Exzenterwelle 39 ist hierbei die Exzenterachse 42 zugeordnet. Aufgrund dieser exzentrischen Drehbewegung kommt es zu einer radialen Verschiebung der Ansätze 49 im Bereich der Radialnuten 38.

Der Abstand 50 zwischen den Achsen 41 und 42 entspricht dem halben Exzenterhub des Führungsstücks 3. In der einen Extremlage - wie in Fig. 7 gezeichnet - heben sich die zwei Exzentrizitäten so auf, daß das Gleitstück 2 keine Oszillation durchführt und so der Pumpenhub 0 ist.

In der anderen Extremlage - dies entspricht dem doppelten Abstand 50 - bewegt sich das Gleitstück 2 mit maximalem Hub in den Pfeilrichtungen 7, 8, um den Hubweg, der dem doppelten des Abstandes 50 entspricht.

Nachdem das Gleitstück 2 diese Hubbewegungen in den Pfeilrichtungen 7, 8 durchführt, andererseits die Antriebswelle 1 sich um die feststehende Mittelachse 41 dreht, wird die Hubbewegung zwischen dem Gleitstück 2 und der Antriebswelle 1 dadurch entkoppelt, daß die Antriebswelle 1 mit zugeordneten radialen Ansätzen 36 in zugeordnete Radialnuten 37 am Innenumfang des Gleitstückes 2 eingreift.

Gemäß Fig. 8 ist hierbei in einem Gehäuse 30 eine Bohrung 51 angeordnet, in welche ein Stift 44 eingreift, der fluchtend in eine gegenüberliegende Bohrung 45 in der Exzenterwelle 39 eingreift. Damit ist klargestellt, daß die Exzenterwelle 39 gehäusefest ist.

Stirnseitig an der Exzenterbüchse 40 ist eine Verzahnung 47 angeordnet, welche mit einer zugeordneten Verzahnung einer Zahnstange 48 in Verbindung steht.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird also die Verstellbewegung durch Verschiebung der Zahnstange 48 erreicht, wobei dieselben Antriebsmittel zur Herstellung der Verschiebung vorgesehen sind, wie sie anhand der Fig. 6 dargestellt wurden.

An der einen Seite der Zahnstange 48 kann deshalb die Kolbenstange 34 einer Kolben-Zylinder-Anordnung 33 angreifen, während an der anderen Seite der Zahnstange 48 eine Feder 32 angreift, die sich am Gehäuse 30 abstützt.

Um zu vermeiden, daß am Kolbenboden des Kolbens 5 irgendwelche Gleit- oder Reibungskräfte angreifen, ist vorgesehen, daß der Kolben 5 nicht unmittelbar auf das Gleitstück 2 arbeitet, sondern daß zwischen dem Gleitstück 2 und dem Kolben 5 eine Lagerbüchse 46 vorgesehen ist. Diese Lagerbüchse 46 ist schwimmend auf dem Gleitstück 2 angeordnet und bleibt relativ zum sich drehenden Gleitstück 2 fest stehen.

Vorteil der gesamten Anordnung ist, daß die vorher beschriebenen Teile zentral um ein Lagerteil 43 herum angeordnet sind, wobei durch dieses Lagerteil 43 hindurch dann z. B. eine sich drehende Getriebewelle hindurchgreifen kann.

Nachdem der Kolben 5 zentral in der Längsmittenachse auf die gesamte Anordnung wirkt und die Lagerbüchse 46 fluchtend zu dem Gleitstück 2 angeordnet ist, erfolgt eine günstige Krafteinleitung, die verhindert, daß das Gleitstück 2 zum Kippen veranlaßt wird, welche Gefahr bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehen könnte.

Bei einer Drehung der Antriebswelle 1 in Pfeilrichtung 52 dreht sich somit auch das Gleitstück 2 in Pfeilrichtung 52, ebenso wie das Führungsstück 3.

Wird die Zahnstange 48 in Pfeilrichtung 53 verstellt, dann verdreht sich die Exzenterbüchse 40 in Fig. 9 im Gegenuhrzeigersinn, so daß sich die Mittellage dieser Exzenterbüchse 40, die vorher z. B. in der Mittelachse 41 war, sich nun um die Exzenterachse 42 verdreht. Auf dieser gleichen Achse 42 ist das Führungsstück 3 gelagert. Wichtig ist nun, daß sich die Drehachse des Führungsstückes 3 auf einer halbkreisförmigen Bahn des Halbkreises 54 bewegt. Sie bewegt sich also einerseits von der Mittelachse 41 ausgehend nach unten, bis sie den doppelten Abstand 50 erreicht hat. Durch Verdrehung der Exzenterbuchse 40 kann man somit die Mittelachse des Führungsstückes 3 zur Mittelachse 41 stufenlos entsprechend diesem Halbkreis 54 verstellen.

Zeichnungs-Legende

1 Antriebswelle

2 Gleitstück

3 Führungsstück

4 Verstellhebel

5 Kolben

6 Lager

7 Pfeilrichtung

8 Pfeilrichtung

9 Radialnut (Antriebswelle 1)

10 Radialansatz (Gleitstück 2)

11 Radialnut (Gleitstück 2)

12 Radialansatz (Führungsstück 3)

13 Antriebsachse

14 Führungsstückachse

15 Hub (momentan)

16 Pfeilrichtung

17 Pfeilrichtung

18 Gleitstückachse

19 Gerade

20 Gerade

21 Abstand

22 Winkel

23 Drehwinkel

24, 24&min; Mittelpunkt

25, 25&min; Gleitbahn

26 Winkel

27 Schwinge

28 Bolzen

29 Pfeilrichtung

30 Gehäuse

31 Ansatz

32 Feder

33 Kolben-Zylinder-Einheit

34 Kolbenstange

35 Klaue

36 Ansatz (Antriebswelle 1)

37 Radialnut (Gleitstück 2)

38 Radialnut (Gleitstück 2)

39 Exzenterwelle

40 Exzenterbuchse

41 Mittelachse

42 Exzenterachse

43 Lagerteil

44 Stift

45 Bohrung (Exzenterwelle 39)

46 Lagerbuchse

47 Verzahnung (Exzenterbuchse 40)

48 Zahnstange

49 Ansatz (Führungsstück 3)

50 Abstand

51 Bohrung

52 Pfeilrichtung

53 Pfeilrichtung

54 Halbkreis


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur stufenlosen Verstellung der Exzentrizität eines Exzenters, der von einer Antriebswelle beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebswelle (1) eine erste radiale Führung (Radialnut 9) für ein Gleitstück (2) angeordnet ist, welches sich mit der Antriebswelle (1) mitdreht, daß am Gleitstück (2) eine weitere radiale Führung (Radialnut 11) für ein Führungsstück (3) angeordnet ist, welches zentrisch in einer Mittenbohrung eines Verstellhebels (4) drehbar gelagert ist, und daß der Verstellhebel (4) schwenkbar an einem Gehäuse angeordnet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstückachse (14) des Verstellhebels (4) parallel zur Antriebsachse (13) um einen Hub (15) versetzt angeordnet ist und daß am Außenumfang des Gleitstückes (2) ein Kolben (5) in einer Geradführung aufsitzt, dessen Hub (15) stufenlos einstellbar ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das drehende Führungsstück (3) mit einem Lager (6) in einem verschiebbaren Verstellhebel (4) gelagert ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellantrieb für die Verschwenkung des Verstellhebels (4) eine Kolben-Zylinder-Einheit (33, 34) vorgesehen ist, deren Zylinderraum von dem Pumpendruck beaufschlagt wird, den der Kolben (5) in seiner Pumpenkammer erzeugt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite radiale Führung (Radialnuten 9, 11) einen Winkel zueinander bilden.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellung eines Nullhubes (Hub 15) am Kolben (5) der Drehmittelpunkt (24, 24&min;) der Gleitbahn (25, 25&min;) in der Antriebsachse (13) zusammenfallen, (Fig. 3).
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungstück (3) mit einem zugeordneten, zentrischen Ansatz (31) in dem oberen, freien und verschwenkbaren Ende des Verstellhebels (4) drehbar gelagert ist und daß der Verstellhebel (4) eine Schwinge (27) aufweist, die drehbar auf einem gehäusefesten Bolzen (28) verstellbar angeordnet ist, (Fig. 5).
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) als hohlzylindrisches Teil ausgebildet ist und sich um ein feststehendes, zentrales Lagerteil (43) dreht, daß die Antriebswelle (1) mindestens zwei am Umfang gegenüberliegend angeordnete radiale Ansätze (36) aufweist, die in zugeordnete Radialnuten (37) am Innenumfang eines die Antriebswelle koaxial umgebenden Gleitstückes (2) eingreifen, daß am Außenumfang des Gleitstückes (2) ein Lager (46) angeordnet ist, an dem in radialer Richtung der Kolben (5) aufsitzt, (Fig. 7, 8).
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (3) mit radialen, am Umfang angeordneten Ansätzen (49) in zugeordnete Radialnuten (38) am Innenumfang des Gleitstückes (2) eingreift und daß das hohlzylindrische Führungsstück (3) auf einer Exzenterbuchse (40) drehbar gelagert ist, die auf einer Exzenterwelle (39) drehbar gelagert ist, und daß die Exzenterbuchse (40) im Sinne eines Verstellhebels (4) in ihrer Drehlage einstellbar ist, (Fig. 7-9).
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Drehlage der Exzenterbuchse (40) durch eine Zahnstange (48) erfolgt, (Fig. 9).






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