CH632571A5

CH632571A5 - Kurbeltrieb mit verstellbarem kurbelradius fuer motorisch angetriebene, schlagend wirkende arbeitsgeraete.

Info

Publication number: CH632571A5
Application number: CH1236378A
Authority: CH
Inventors: Martin Greppmair; Witloff Gruenwald
Original assignee: Wacker Werke Kg
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1982-10-15
Also published as: DE2758989C3; BR7808550A; JPS6029025B2; SE7813381L; NL174389C; GB2011573B; DE2758989B2; NL7811620A; US4294136A; NL174389B; JPS54101052A; FR2413590B1; FR2413590A1; DE2758989A1; SE443211B; GB2011573A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kurbeltrieb mit verstellbarem Kurbelradius für motorisch angetriebene, schlagend wirkende Arbeitsgeräte, insbesondere Stampfgeräte, Aufbruchhämmer oder Bohrhämmer, bei dem der zur Kurbelwellenachse exzentrische Kurbelzapfen für die Pleuelstange sich bei der Verstellung auf einer zu seiner Umlaufebene parallelen, zur Kurbelwellenachse exzentrische Kreisbahn bewegt.

Bei einer bekannten Ausführungsform befindet sich der Kurbelzapfen auf einem Zahnrad, das zahnparallel zu einer Kurbelscheibe am Ende der Kurbelwelle angeordnet und um eine bezüglich der Kurbelwellenachse exzentrisch angeordneten

Drehachse mittels eines Ritzels verdrehbar ist, das sich am Ende einer die Kurbelwelle koaxial durchsetzenden Stellwelle befindet. Beim Drehen des Zahnrades verändert der im Abstand von dessen Drehachse angeordnete Kurbelzapfen seinen Abstand von der Längsachse der Kurbelwelle.

Vorstehend geschilderte bekannte Ausführung ist dem rauhen Betrieb, dem Arbeitsgeräte der eingangs erwähnten Art ausgesetzt sind, nicht gewachsen, so dass sich diese Art der Änderung des Kurbelradius zum Zweck der optimalen Anpassung der Leistungsabgabe an die jeweils vorherrschenden Betriebsbedingungen in der Praxis nicht durchsetzen konnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurbeltrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich gegenüber der bekannten Bauform trotz einfacher Konstruktion durch eine weitaus geringere Störanfälligkeit und wesentlich grössere Lebensdauer auszeichnet.

Gemäss der Erfindung wird die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, dass das der Pleuelstange zugewendete Ende der Kurbelwelle als Kurbelscheibe ausgeführt ist und der Kurbelzapfen exzentrisch auf einer Spannscheibe angebracht ist, die bezüglich der Kurbelwellenachse exzentrisch an der dem Kurbelzapfen zugewendeten Stirnseite der Kurbelscheibe anliegt und von ausserhalb des Kurbeltriebes in gelöstem Zustand gegenüber der Kurbelscheibe drehbar und in der gewählten Betriebsstellung durch eine sie an die Kurbelscheibe anpressende Spannkraft bezüglich der Kurbelscheibe fixierbar ist.

Im Gegensatz zu der bekannten Bauform wird bei der Ausführungsform gemäss der Erfindung das den Kurbelzapfen tragende und diesen bei der Verstellung auf einer Kreisbahn bewegende Stellglied, nämlich die Spannscheibe, für den Betrieb mit der Kurbelscheibe direkt verspannt und nur zum Zwecke der Einstellung von dieser gelöst. Im verspannten Zustand können die Teile keine Relativbewegungen gegeneinander ausführen, die sonst ebenso, wie auch bei der bekannten Bauform, im rauhen Betrieb der Arbeitsgeräte, bei denen der Kurbeltrieb gemäss der Erfindung eingesetzt wird, unvermeidbar sind und zu einem unruhigen Lauf, erhöhten Verschleiss und letztlich einer stark geminderten Lebensdauer führen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Kurbelscheibe eine zur Kurbelwellenachse exzentrische, kegelstumpfförmige Vertiefung in der dem Kurbelzapfen zugewendeten Stirnseite aufweist, in die die Spannscheibe nach Form und Grösse hineinpasst. Diese Ausführung ergibt schon bei einer verhältnismässig geringen, auf die Spannscheibe einwirkende Spannkraft eine kräftige Verspannung zwischen Spannscheibe und Kurbelscheibe, die auch auf besonders einfache Weise völlige Spielfreiheit garantiert.

Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Spannscheibe beim Verstellen in verschiedenen Stellungen einrastbar sein.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Spannscheibe eine zu ihr koaxiale, die Kurbelscheibe und die Kurbelwelle axial durchsetzende Stell- und Spannachse aufweist, die nach Lösen eines Schutzdeckels von aussen zugänglich aus dem Kurbeltrieb vorragt. Über diese Stell- und Spannachse kann dann die gewünschte Verstellung des Abstandes des Kurbelzapfens von der Kurbelwellen-Längsachse von aussen besonders einfach bewirkt werden.

Über die vorgenannte Stell- und Spannachse kann auch die zwischen der Spannscheibe und der Kurbelscheibe zur Wirkung gelangende Spannkraft übertragen werden, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Stell- und Spannachse an ihrem zugänglichen Ende einen verschwenkbar an ihr gelagerten Spannnocken aufweist, der gegen eine zwischen ihm und der Kurbelscheibe angeordnete, gegen diese abgefederte Druckscheibe verspannbar ist.

Das Spannen des Spannockens erfordert eine verhältnismässig grosse Kraft, die ohne Werkzeug nicht aufzubringen ist, es sei

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denn, dass der Spannocken mit einem Spannhebel versehen wird. Damit dieser Spannhebel kein störendes, sperriges Bauteil bildet, wird gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass der Schutzdeckel mittels eines von ihm lösbaren Knebels in der Betriebsstellung gehalten ist und dieser Knebel als Spannhebel am Spannocken befestigbar ist.

Die Lebensdauer des verstellbaren Kurbeltriebs gemäss der Erfindung kann auch noch dadurch vergrössert werden, dass der Kurbeltrieb so ausgeführt wird, dass übermässige Schläge bedingt durch Federbrüche oder in Form von Blockschlägen, die auftreten, wenn die Federn des nachgeschalteten Federschwingsystems über ihr Federungsvermögen hinaus zusammengedrückt werden, weitgehend von ihm ferngehalten werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist dies bei dem erfindungsge-mässen Kurbeltrieb auf einfache Weise dadurch erreichbar, dass die Vertiefung und die Spannscheibe glatte Umfangsflächen aufweisen und die Federkraft zwischen Kurbelscheibe und Druckscheibe im gespannten Zustand des Spannockens so gross ist, dass die Spannscheibe bei Überschreiten einer vorgegebenen Gegenkraft auf den Kurbelzapfen infolge von Prellschlägen od. dgl. bezüglich der Kurbelscheibe durchrutscht. Die harten Schläge sind insbesondere dann gefährlich, wenn der Kurbelzapfen auf seinen grössten Abstand von der Kurbelwellenlängsachse eingestellt ist, und in diesem Falle führt das im Zusammenhang übermässige Rückschlägen zugelassene Durchrutschen dazu,

dass sich hierbei der Kurbelzapfen der Kurbelwellenlängsachse zwangsweise nähert, so dass sich auch hierdurch ein weniger kritischer Zustand einstellt.

Wenn andererseits eine besonders drehsichere Verspannung zwischen der Spannscheibe und der Kurbelscheibe erwünscht wird, kann dies gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung durch eine im gespannten Zustand des Spannockens zur Wirkung gelangende Verzahnung, Verrippung od. dgl. zum Herstellen eines umfangsseitigen Kraftschlusses zwischen Spannscheibe und Vertiefung erzielt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt den Kurbeltrieb in Fig. 1 im Längsschnitt bezüglich der Kurbelwellenachse und in Fig. 2 in Seitenansicht mit Blickrichtung auf die in Fig. 1 links befindlichen Deckel.

Von dem Arbeitsgerät ist in der Zeichnung, und zwar in Fig. 1 nur der Teil dargestellt, in dem die für die Erfindung wesentlichen Teile gelagert sind. Dieser Teil ist mit der Bezugszahl 1 belegt und wird im folgenden als Gerätegehäuse bezeichnet. In das Gerätegehäuse 1 ist für den Betrachter der Fig. 1 von links her eine Kurbelgetriebe-Halterung la eingesetzt und mittels eines Bolzens lb drehfest mit diesem verbunden.

In dem Gerätegehäuse 1 und dem Gehäuseeinsatz la sind die Kurbelwelle 2 und ein vom Motor angetriebenes Antriebsritzel 3 für den Kurbeltrieb mit zueinander parallelen, gegeneinander versetzten Achse in Wälzlagern gelagert. Die Kurbelwelle 2 trägt an ihrem für den Betrachter der Fig. 1 rechts befindlichem Ende eine Kurbelscheibe 2a, die als Stirnzahnrad ausgeführt ist, welches umfangsseitig mit dem Antriebsritzel 3 kämmt. In der für den Betrachter der Fig. 1 rechten Stirnseite der Kurbelscheibe 2a befindet sich eine kegelstumpfförmige, sich nach aussen zu erweiternde Vertiefung 4. Das Zentrum dieser Vertiefung liegt bezüglich der Kurbelwellen-Längsachse exzentrisch.

Die Kurbelwelle 2 weist eine zu ihr achsparallele, zur Vertiefung 4 konzentrische und damit bezüglich der Kurbelwellen-Längsachse exzentrische durchgehende Bohrung 5 auf. In die Kurbelscheibenvertiefung 4 ist eine nach Form und Grösse in diese passende Spannscheibe 6 eingefügt, von der sich durch die Längsbohrung 5 in der Kurbelwelle 2 hindurch eine Stell- und Spannachse 7 hindurch erstreckt. Diese Stell- und Spannachse 7 ist länger als die Kurbelwelle 2 und trägt an ihrem aus der letzteren herausragenden Ende eine Druckplatte 8, die auf ihr axial gleitbar ist. Zwischen die Druckplatte 8 und die dieser

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zugewendeten Stirnseite der Kurbelwelle 2 ist eine Tellerf eder 9 eingeschaltet, die die Druckplatte 8 von der Kurbelwelle 2 wegzudrücken sucht. Gegen diesen Federdruck ist die Druckplatte 8 auf der Stell- und Spannachse mittels eines selbsthemmenden Spannockens 10 in Richtung zur Kurbelscheibe 2a hin verstellbar, wenn der Spannocken 10 aus einer gelösten Stellung in die in Fig. 1 zu sehende Spannstellung bewegt wird. Hierdurch kommt es zu einer auf die Spannscheibe 6 einwirkenden Spannkraft, die die letztere in die Vertiefung 4 in der Kurbelscheibe 2a hineinzuziehen trachtet, so dass umfangsseitig je nach Ausführung der miteinander dort in Kontakt tretenden Flächen ein Kraft- oder Reibungsschluss erzielt wird. Im Spannzustand des Nockens 10 ist also die Spannscheibe 6 mindestens bis zu einer für den normalen Betrieb ausreichenden Grösse der über die Pleuelstange 11 zu übertragenden Kräfte gegenüber der Kurbelscheibe 2a drehfest gehalten. Wenn hingegen der Spannocken 10 gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Stellung entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, kann die Druckplatte 8 auf der Stell- und Spannachse 7 für den Betrachter nach links zurücktreten, wodurch die von der Feder 9 herrührende Kraft auf die Spannscheibe 6 in Fortfall kommt und damit auch die umfangsseitige Verbindung zwischen der letzteren und der Kurbelscheibe 2a gelöst wird. In diesem Zustand kann dann die Spannscheibe 6 mit dem exzentrisch auf ihr sitzenden Kurbelzapfen 6a durch Drehen der Stell- und Spannachse 7 bei herabgeklapptem Deckel 12 willkürlich auf den gewünschten Abstand von der Kurbelwellenlängsachse eingestellt und danach durch erneutes Spannen des Nockens 10 wieder bezüglich der Kurbelscheibe 2a arretiert werden.

Zum Festhalten des Deckels 12 im hochgeklappten Zustand am Gehäuseeinsatz la ist ein Knebel 13 vorgesehen, der im gelösten Zustand des Deckels von diesem entfembar ist und dann als Hebel in eine im Spannocken 10 vorgesehene Sackbohrung 10a hineingesteckt werden kann. Auf diese Weise bildet der Knebel 13 das Spannwerkzeug für die Nocken 10 und ist jederzeit betriebsbereit vorhanden, wenn der Deckel zur Schaffung des Zugangs zum Kurbeltrieb herabgeklappt ist.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Vertiefung 4 und die Spannscheibe 6 umfangsseitig glatte Flächen auf, so dass zwischen ihnen Reibungsschluss besteht. Die Grösse der Reibungsschlusskraft hängt von der Bemessung der Feder 9 ab, die so gewählt werden kann, dass zwar die zur im normalen Betrieb nötigen Kräfte über den Kurbelzapfen übertragen werden, ohne dass sich die Spannscheibe 6 gegenüber der Kurbelscheibe 2a zu drehen vermag, dass aber die letztgenannten Teile in bezug aufeinander durchrutschen, wenn übermässige Kraftrückwirkungen beispielsweise durch Blockschläge oder infolge eines Federbruches an der Pleuelstange 11 auftreten.

Wenn es hingegen in besonders gelagerten Fällen darauf ankommt, unter allen Umständen eine drehfeste Verbindung zwischen der Kurbelscheibe 2a und der Spannscheibe 6 im Spannzustand des Nockens 10 zu erhalten, dann kann dies leicht durch eine Verrippung oder Verzahnung zwischen der Kurbelscheibe und der Spannscheibe erhalten werden, die zwischen diesen Teilen jedoch zu einem mässig tiefen Eingriff führt, damit im gelösten Zustand des Spannockens 10 diese Teile ausser Eingriff kommen können.

Die Bewegung der Druckplatte 8 auf der Stell- und Spannachse 7 für den Betrachter nach links wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Konusring 14 begrenzt, der verhindert, dass die am Umfang entsprechend ausgebildete Druckplatte 8 im entspannten Zustand des Nockens 10 von der Stell- und Spannachse 7 gänzlich abrutschen kann.

Des weiteren ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine mit Vertiefungen auf der einwärtigen Stirnseite der Spannscheibe 6 zusammenarbeitende Rastnase 15 vorgesehen, die die Verstellmöglichkeit der Spannscheibe 6 bezüglich der Exzenterscheibe 2a auf diskrete Stellungen festlegt.

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1 Blatt Zeichnungen

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632 571 PATENTANSPRÜCHE

1. Kurbeltrieb mit verstellbarem Kurbelradius für motorisch angetriebene, schlagend wirkende Arbeitsgeräte, insbesondere Stampfgeräte, Aufbruchhämmer oder Bohrhämmer, bei dem der zur Kurbelwellenachse exzentrische Kurbelzapfen für die Pleuelstange sich bei der Verstellung auf einer zu seiner Umlaufebene parallelen, zur Kurbelwellenachse exzentrischen Kreisbahn bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass das der Pleuelstange f 11) zugewendete Ende der Kurbelwelle (2) als Kurbelscheibe (2a) ausgeführt ist und der Kurbelzapfen (6a) exzentrisch auf einer Spannscheibe (6) angebracht ist, die bezüglich der Kurbelwellenachse exzentrisch an der dem Kurbelzapfen (6a) zugewendeten Stirnseite der Kurbelscheibe (2a) anliegt und von ausserhalb des Kurbeltriebes in gelöstem Zustand gegenüber der Kurbelscheibe (2a) drehbar und in der gewählten Betriebsstellung durch eine sie an die Kurbelscheibe anpressende Spannkraft bezüglich der Kurbelscheibe (2a) fixierbar ist.

2. Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelscheibe (2a) eine zur Kurbelwellenachse exzentrische, kegelstumpfförmige Vertiefung in der dem Kurbelzapfen (6a) zugewendeten Stirnseite aufweist, in die die Spannscheibe (6) nach Form und Grösse hineinpasst.

3. Kurbeltrieb nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannscheibe (6) beim Verstellen in verschiedene Stellungen einrastbar (15) ist.

4. Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannscheibe (6) eine zu ihr koaxiale, die Kurbelscheibe (2a) und die Kurbelwelle (2) axial durchsetzende Stell- und Spannachse (7) aufweist, die nach Lösen eines Schutzdeckels (12) von aussen zugänglich aus dem Kurbeltrieb vorragt.

5. Kurbeltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stell- und Spannachse (7) an ihrem zugänglichen Ende einen verschwenkbar an ihr angebrachten Spannocken (10) aufweist, der gegen eine zwischen ihm und der Kurbelscheibe (2a) angeordnete, gegen diese abgefederte Druckscheibe (8) verspannbar ist.

6. Kurbeltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (4) und die Spannscheibe (6) glatte Umfangs-flächen aufweisen und die Federkraft zwischen Kurbelscheibe (2a) und Druckscheibe (8) im gespannten Zustand des Spannokkens (10) so ausgelegt ist, dass die Spannscheibe (6) bei durch blockierende Federn hervorgerufene Prellschläge auf den Kurbelzapfen (6a) gegenüber der Kurbelscheibe (2a) durchrutscht.

7. Kurbeltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine im gespannten Zustand des Spannockens (10) zur Wirkung gelangende Verzahnung oder Verrippung zum Herstellen eines umfangsseitigen Formschlusses zwischen Spannscheibe (6) und Vertiefung (4) vorgesehen ist.

8. Kurbeltrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzdeckel (12) mittels eines von ihm lösbaren Knebels ( 13) in Betriebsstellung gehalten ist und dieser Knebel als Spannhebel am Spannocken (10) befestigbar ist.