DE1296921B

DE1296921B - Getriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung, insbesondere zum Antrieb von Dosierpumpen

Info

Publication number: DE1296921B
Application number: DEJ27668A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-03-10
Filing date: 1965-03-10
Publication date: 1969-06-04
Also published as: US3374683A; AT258067B; NL6603076A; GB1082587A

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in hin- und hergehende Bewegung mit einstellbarem Hub, insbesondere zum Antrieb von Dosierpumpen mit einem exzentrisch angeordneten Drehlager.
Ein bekanntes Getriebe zum Antrieb einer Dosierpumpe weist einen Nocken auf, der bei seinem Umlauf einen Stößel stößt, der den Kolben der Pumpe antreibt. Der Hub wird bei diesem Getriebe dadurch geändert, daß der Abstand zwischen dem Stößel und dem Nocken eingestellt wird. Es wird also in allen Einstellungen, die unter dem Maximalhub liegen, nur ein Teil der Hubbewegung ausgenutzt. Der Stößel liegt also nicht dauernd auf der Nockeneinrichtung auf, vielmehr stößt der Nocken nur kurz an den Stößel an. Der Antrieb der Pumpeinrichtung wird dadurch ungleichmäßig und ruckartig, so daß sich ein erhöhter-Verschleiß und eine beträchtliche Geräuschentwicklung ergeben. Der Verschleiß erstreckt sich nicht nur auf die Antriebseinrichtung selbst, sondern auch auf die Pumpeinrichtung und die zugehörigen Ventile, die ruckartig in Funktion treten müssen. Außerdem können leicht in dem zugehörigen Rohrleitungssystem Schwingungen entstehen, die sich fortpflanzen, so daß die Geräusche über große Entfernungen weitergeleitet werden, außerdem leidet darunter die Dosiergenauigkeit.
Aus allen diesen Gründen ist es sehr wesentlich, daß das Getriebe möglichst eine Sinusbewegung abgibt. Eine zweckmäßige Einrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine sinusähnliche Hubbewegung ist ein Kurbeltrieb, der jedoch den Nachteil hat, daß der Hub während des Betriebs nicht einstellbar ist. Um außerdem eine möglichst sinusförmige Hubbewegung zu erzielen, muß die Pleuelstange relativ lang sein, wodurch die Baulänge des Getriebes beträchtlich wird. Bekanntlich nähert sich erst bei unendlich langer Pleuelstange die Hubbewegung einer Sinusbewegung an.
Es ist ein Kurbeltrieb für eine Pumpe bekannt, bei dem der Pumpenhub durch Einstellung der Kurbellänge geändert wird. Die Änderung der Kurbellänge erfolgt dadurch, daß auf einem auf einer Antriebswelle befestigten Exzenter ein zweiter Exzenter verdrehbar angeordnet ist, dessen Außenfläche die Lagerfläche für die Pleuelstange bildet. Die Verdrehung der Exzenter zueinander bewirkt eine Veränderung der Kurbellänge.
Es ist auch bereits bekannt, eine Drehbewegung zunächst in eine nichtsinusförmige Bewegung umzuwandeln und diese Hubbewegung mittels einer Kulissenführung in eine sinusähnliche Hubbewegung umzuwandeln, wobei die Steigung der Kulissenführung zur Einstellung der Hubamplitude veränderbar ist. Abgesehen davon, daß ein derartiges Getriebe wegen der zweimaligen Bewegungsumsetzung sehr kompliziert ist, besteht außerdem der Nachteil, daß eine über den gesamten Einstellbereich sinusförmige Hubbewegung nicht erzielbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung zu schaffen, die zur Erzielung eines ruhigen Laufes und eines geringen Verschleißes sinusförmig ist.
Der Hub des Getriebes soll in einfacher Weise ein- t stehbar sein, das Getriebe selbst einfach, kompakt und billig im Aufbau sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei weitere miteinander verbundene Drehlager vorgesehen sind, deren Achsen `parallel zueinander verlaufen und die in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Führungen gleitbar gelagert sind, wobei die Achse des exzentrisch angeordneten Drehlagers zwischen den Achsen der beiden anderen Drehlager vorgesehen ist, daß die beiden senkrecht aufeinanderstehenden Führungen zur Einstellung der Hubamplitude um die Antriebsachse verdrehbar sind, und daß eines der beiden verbundenen Drehlager am Hubglied angreift.
Das erfindungsgemäße Getriebe wandelt eine Drehbewegung in eine exakte Sinusbewegung um, deren Amplitude während des Betriebs beliebig einstellbar ist.
Ein besonderer Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Getriebe besteht darin, daß ein äußerst kompakter und gedrängter Aufbau möglich ist. Da Pleuelstangen, Hebel oder größere Kulissen nicht erforderlich sind, ist die größte Ausdehnung des Getriebes sehr viel geringer als bei herkömmlichen Getrieben.
Eine Weiterbildung des Getriebes besteht darin, daß die Führungen aus Schlitzen in einem Kreuzstück bestehen. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion für die weiteren Drehlager, die ganz einfach Zapfen sein können, die in den Schlitzen gleiten und sich gleichzeitig drehen.
Eine andere Weiterbildung besteht darin, daß das Kreuzstück außen eine zylindrische Form hat und in einer Bohrung gelagert ist. Dadurch ist das Kreuzstück besonders formstabil gehalten.
Zum besseren Verständnis soll die Erfindung nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei alle wesentlichen Teile auseinandergezogen dargestellt sind; F i g. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß F i g.1 im Schnitt, und F i g. 3 ist ein Schnitt III-III durch F i g. 2. In F i g.1 bilden eine Schnecke 1 und ein Schnekkenrad 2 zusammen ein Schneckengetriebe. Die Schnecke 1 ist auf einer Welle 3 gelagert und dreht sich in Richtung eines Pfeiles 4. Das Schneckenrad 2 ist auf einer Welle 5 gelagert und dreht sich in Richtung eines Pfeiles 6 um eine durch eine gestrichelte Linie angedeutete Achse 7.
In der Stirnfläche des Schneckenrades 2 befindet sich eine exzentrische Bohrung 8, in der ein Achsstück 9 drehbar gelagert ist. Das Achsstück 9 dreht sich in der Bohrung 8 um eine durch eine Strich-Punkt-Linie angedeutete Achse 10 in Richtung eines Pfeiles 11.
In dem Achsstück 9 befindet sich eine exzentrische Bohrung 12, in die ein Zapfen 13 eines Achsstückes 14 eingreift und mittels eines Stiftes 15 gesichert ist. Der Stift 15 greift in dem Achsstück 9 in eine Bohrung 16 ein. Die Mittellinie 17 des Achsstückes 14 ist durch eine Strich-Doppelpunkt-Linie angedeutet. Das Achsstück 14 gleitet in einer Nut 18 eines Kreuzstückes 19 in Richtung eines Pfeiles 20 und nimmt dabei ein Hubglied 21 mit, das dadurch Hubbewegungen in Richtung eines Pfeiles 22 ausführt. Das Hubglied ist mit Bohrungen 23 versehen, in die Führungsstangen 24 ragen. Eine Stange 25 dient zum Anschluß eines Kolbens einer Dosierpumpe.
Das Achsstück 14 greift zur Mitnahme des Hubgliedes 21 in einen Führungsschlitz 26 in dem Hubglied ein. Die Breite des Führungsschlitzes 26 entspricht dem Durchmesser des Achsstückes 14, das dadurch auch quer zum Hub in Richtung des Pfeiles 22 in dem Hubglied 21 gleiten kann.
An dem Achsstück 14 ist radial versetzt seitlich ein weiteres Achsstück 27 befestigt, das in einer Nut 28 des Kreuzstückes 19 in Richtung eines Pfeiles 29 hin-und hergleitet und sich gleichzeitig drehen kann. Die Drehachse 30 des Achsstückes 27 ist durch eine punktierte Linie angedeutet. Genau auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Achsen 17 und 30 liegt die Drehachse 10 des Achsstückes 9. Im Betrieb schwenkt daher die Drehachse 10 ebenso wie das Schneckenrad 2 in Richtung des Pfeiles 6 in Richtung eines Pfeiles 31 um die Achse 7. Die Achsstücke 14 und 27, die mittels des Stiftes 15 fest mit dem Achsstück 9 verbunden sind, drehen sich dagegen entgegengesetzt in Richtung des Pfeiles 11.
An dem Kreuzstück 19 ist eine Stellplatte 32 mittels Schrauben 33 angeschraubt. In einem radialen Schlitz 34 der Stellplatte 32 greift ein Zapfen 35 eines Verstellgliedes 36 ein, das mittels einer Gewindestange 37 verstellbar ist. An der Gewindestange 37 befindet sich ein Handrad 41, durch das der Hub des Hubgliedes 21 verstellbar ist. Die Gewindestange 37 führt seitlich an dem Drehpunkt der Stehplatte 32 vorbei, so daß bei Bewegungen des Zapfens 35 die Platte 32 und damit auch das Kreuzstück 19 in Richtung eines Pfeiles 38 gedreht wird. Die Drehung wird durch einen Zeiger 39 angezeigt, der an einem Zapfen 40 der Stellplatte befestigt ist.
In der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Stellung des Kreuzstückes 19 verläuft die Nut 18 in Richtung der linearen Hubbewegung des Hubgliedes 21. Dadurch wird die volle sinusförmige Gleitbewegung des Achsstückes 14 in der Nut 18 von dem Hubglied 21 mittels des Führungsschlitzes 26 abgegriffen. Bei dieser Einstellung hat also die Hubbewegung ihr Maximum. Das Achsstück 14 führt dabei in dem Führungsschlitz 26 keine seitliche Bewegung aus, es dreht sich lediglich in der Mitte des Hubgliedes 21. Absolut gesehen führt das Achsstück 14 natürlich gleichzeitig zusammen mit dem Hubglied 21 die maximale Hubbewegung in Richtung des Pfeiles 22 aus.
Wird das Kreuzstück 19 um 90° gedreht, so verschwindet die Hubbewegung des Achsstückes 14 .in Richtung des Pfeiles 22, so daß das Hubglied 21 in Ruhe bleibt, die Amplitude ist Null. In dieser Stellung dreht sich das Achsstück nicht nur, es führt vielmehr auch seine maximale Gleitbewegung innerhalb des Führungsschlitzes 26 aus.
Das dargestellte Getriebe kann auch zu einem Doppelgetriebe erweitert werden, bei dem an der Schnecke 1 um 180° versetzt eine identische Anordnung angreift, die Zeichnung ist daher also um die Achse der Welle 3 gespiegelt.
Mit der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung zur Verstellung des Kreuzstückes 19 ist nur eine beschränkte Verdrehung des Kreuzstückes 19 möglich, die jedoch ausreicht, um die Amplitude der Hubbewegung zwischen Null und dem Maximalhub zu verändern. In bestimmten Fällen kann es wünschenswert sein, die Phasenlage der Hubbewegung in bezug auf die Drehbewegung des Antriebs in weiten Grenzen zu verstellen. Dies läßt sich in einfacher Weise dadurch erzielen, daß beispielsweise die Stehplatte 32 nicht mit einem Schlitz 34, sondern an seinem Umfang mit einem Zahnkranz versehen wird, in den die Gewindestange 37 direkt eingreift. Dadurch läßt sich das Kreuzstück 19 um 360° drehen, wodurch auch die Phasenlage der Hubbewegung zu der antreibenden Drehbewegung um 360° verstellbar ist.
Die F i g. 2 und 3 zeigen die Teile gemäß F i g. 1 in konstruktivem Zusammenhang. Die Teile sind zusammengesetzt und außerdem in ein Gehäuse 42 mit Lagerschalen 43 und 44 eingebaut. In der Lagerschale 43 befinden sich zwei Rollenlager 45 und 46 zur Lagerung der Welle 5. In der Lagerschale 44 ist eine Bohrung 47 vorgesehen, in der das über seinen Umfang zylindrische Kreuzstück 19 drehbar zusammen mit der Stellplatte 32 gelagert ist. Der Zapfen 40 ragt durch die Lagerschale 44 nach außen, so daß der Zeiger 39 von außen sichtbar ist. Die Achsstücke 14 und 27 tragen zusätzliche, in der F i g. 1 nicht dargestellte Lagerbuchsen 48, 49 und 50. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleiten die Lagerbuchsen drehbar in den zugehörigen Führungsschlitzen. Natürlich ist es auch möglich, daß sich die Achsstücke in den Lagerbuchsen drehen, die dann nicht mehr rund zu sein brauchen und mit größerer Fläche an den Führungskanten der Führungsschlitze anliegen können, wodurch die Flächenpressung geringer ist. An dem Gehäuse 42 ist ein Flansch 51 zum Anflanschen einer Dosierpumpe vorgesehen. Der Antrieb erfolgt, wie bereits geschildert, über die Welle 3, die in Rollenlagern 52 und 53 gelagert ist. Die Rollenlager 52 und 53 sind in Lagerschildern 54 und 55 eingesetzt, die an dem Gehäuse 42 befestigt sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Getriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung mit einstellbarem Hub, insbesondere zum Antrieb von Dosierpumpen, mit einem exzentrisch angeordnetem Drehlager, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwei weitere miteinander verbundene Drehlager (14, 27) vorgesehen sind, deren Achsen (17, 30) parallel zueinander verlaufen und die in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Führungen (18, 25) gleitbar gelagert sind, wobei die Achse (10) des exzentrisch angeordneten Drehlagers (9) zwischen den Achsen der beiden anderen Drehlager vorgesehen ist, daß die beiden senkrecht aufeinanderstehenden Führungen zur Einstellung der Hubamplitude um die Antriebsachse (7) verdrehbar sind, und daß eines der beiden verbundenen Drehlager am Hubglied (21) angreift.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen aus Schlitzen (18, 28) in einem Kreuzstück (19) bestehen.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreuzstück außen eine zylindrische Form hat und in einer Bohrung gelagert ist.