RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 177484 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 16.08.06 06118986.6 (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 30.12.09 Europejski Biuletyn Patentowy 09/3 EP 177484 B1 (13) T3 (1) Int. Cl. F16C33/8 F16C19/44 F16C33/66 F16C9/02 (06.01) (06.01) (06.01) (06.01) (4) Tytuł wynalazku: Ułożyskowanie promieniowe (30) Pierwszeństwo: US0072623P 13..0 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 08..08 Europejski Biuletyn Patentowy 08/41 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 30.06. Wiadomości Urzędu Patentowego 06/ (73) Uprawniony z patentu: Schaeffler KG, Herzogenaurach, DE PL/EP 177484 T3 (72) Twórca (y) wynalazku: Tisch Siegfried, Gerlingen, DE Solfrank Peter, Frensdorf, DE (74) Pełnomocnik: Polservice Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. rzecz. pat. Rogozińska Alicja 00-90 Warszawa skr. poczt. 33 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
EP 1 77 484 84P2630PL00 Opis wynalazku Dziedzina techniki Przedmiotem wynalazku jest ułożyskowanie promieniowe osadzonego w obudowie wału, która to obudowa i który to wał obracają się względem siebie wokół wspólnej osi wzdłużnej. Ułożyskowanie promieniowe zawiera gniazdo łożyskowe, które rozciąga się na obwodzie równym 360 o, jest w zasadzie nieruchome względem obciążenia promieniowego, działającego na gniazdo łożyskowe w strefie obciążenia, i ma w kierunku wzdłużnej osi zmienną na swym obwodzie szerokość, w taki sposób, że gniazdo łożyskowe, wychodząc ze strefy obciążenia, jest wyraźnie zwężone poza strefą obciążenia. Tło wynalazku W DE 37 33 982 A1 zaproponowane jest połączenie tłoka i 1 korbowodu w silniku spalinowym. Wskutek tego, że działające na połączenie tłoka i korbowodu siły ściskające są o wiele większe niż siły rozciągające, podtrzymujące sworzeń tłoka gniazdo łożyskowe w małej główce korbowodu ma kształt trapezowy, to znaczy zwęża się w kierunku dna tłoka. Z EP 0 73 678 A2 znane jest ułożyskowanie promieniowe obudowy względem osadzonego w niej wału na koła zębate, które to ułożyskowanie jest obciążane na uzębieniu obciążeniem promieniowym, nieruchomym względem obudowy. Ukształtowane w obudowie gniazdo łożyska ślizgowego dla wału na koła zębate 2 ma odpowiednio do tego usytuowaną nieruchomo na nim strefę obciążenia i jest wyraźnie zwężone poza strefą obciążenia. Taki przypadek obciążenia ułożyskowania promieniowego jest znany zasadniczo w stanie techniki, zaś w przypadku ułożyskowania tocznego znany pod nazwą tak zwanego obciąże-
2 nia punktowego, przy którym obciążenie promieniowe w zależności od parametrów ruchu jest w zasadzie nieruchome względem wewnętrznego pierścienia lub zewnętrznego pierścienia łożyska tocznego. W przeciwieństwie do tego przy tak zwanym obciążeniu obwodowym chodzi o przypadek obciążenia, przy którym obciążenie promieniowe obraca się względem wewnętrznego pierścienia lub zewnętrznego pierścienia łożyska tocznego. Pojęcie w zasadzie ma w tym miejscu wyrażać to, że obciążenie promieniowe pod wpływem czynników dynamicznych działa nie ściśle punktowo, lecz może wykazywać pewien promieniowy zakres wahań. Siły przenoszone ze spoczywającej na gnieździe łożyskowym strefy obciążenia w następstwie obciążenia promieniowego stanowią zasadnicze kryterium dla doboru szerokości gniazda 1 łożyskowego, zapewniającego wysoką trwałość. Kryterium to odgrywa jednak dla wymaganej szerokości poza strefą obciążenia jedynie podrzędną rolę, ponieważ gniazdo łożyskowe poddane jest tutaj znacznie mniejszemu obciążeniu mechanicznemu, a w pojedynczych przypadkach nie podlega nawet żadnemu obciążeniu. Mimo to gniazda łożyskowe znane w stanie techniki są kołowo-symetryczne i mają stałą szerokość, wobec czego mają zbyt duże wymiary dla istniejącego tutaj przypadku obciążenia punktowego pod względem obciążalności mechanicznej poza strefą obciążenia. Może to pociągać za sobą istotne wa- 2 dy, jako że gniazdo łożyskowe, najczęściej wypukłe ze względów technologicznych, ma poza strefą obciążenia masę, która jest niepożądana zarówno ze względów technicznych, jak też finansowych, i której poza tym można uniknąć. Równocześnie prowadzi to do niepotrzebne wysokich nakładów na obróbkę 30 gniazda łożyskowego, które również poza strefą obciążenia
3 należy dokładnie całkowicie obrobić na jego stałej szerokości. Cel wynalazku Celem wynalazku jest wobec tego takie ukształtowanie ułożyskowania promieniowego opisanego na wstępie rodzaju, aby przy użyciu prostych środków wyeliminowane zostały wymienione niedogodności. Budowa ułożyskowania promieniowego ma przy tym prowadzić zwłaszcza do korzyści w odniesieniu do ciężaru i kosztów w stosunku do ułożyskowań znanych ze stanu techniki. 1 Podsumowanie wynalazku Według wynalazku zadanie to rozwiązano tak, że wał ma postać wału mimośrodowego, zaś gniazdo łożyskowe o zmiennej szerokości jest ukształtowane na wale mimośrodowym. Obciążenie promieniowe porusza się przy tym obiegiem wraz z wałem mimośrodowym, którego usytuowany mimośrodowo względem wzdłużnej osi środek ciężkości masy wynika z jednego lub więcej wybrań na zewnętrznym obwodzie wału mimośrodowego. Wybrania biegną przy tym, w odniesieniu do środka ciężkości masy wału mimośrodowego, częściowo lub całkowicie z drugiej strony wzdłużnej osi wału mimośrodowego i graniczą bezpośrednio z gniazdem łożyskowym o zmiennej szerokości. W tym przypadku obciążenia chodzi o określone, poruszające się obiegiem wraz z wałem obciążenie mimośrodowe, które 2 można korzystnie wzmocnić poprzez gniazdo łożyskowe o zmiennej szerokości przy równoczesnej redukcji masy wału. Tak ukształtowane ułożyskowanie promieniowe uwzględnia optymalnie ten warunek, że podlegające działaniu obciążenia punktowego gniazdo łożyskowe poza strefą obciążenia można
4 zwęzić w znacznym stopniu, wyczerpując tym samym potencjał znanych ułożyskowań w celu redukcji poruszanych obrotowo mas, ciężaru, nakładów związanych z obróbką i kosztów, nie pogarszając przy tym własności ułożyskowania promieniowego w zakresie jego funkcjonowania. Takie pogorszenie występowałoby dopiero wówczas, gdy wskutek zwężenia gniazda łożyskowego osiągnięta zostałaby krytyczna szerokość gniazda łożyskowego, poniżej której nie jest już zapewniona wytrzymałość zmęczeniowa ułożyskowania promieniowego. Decydującym kryterium może być tutaj w przypadku łożyska tocznego niedopuszczalnie wysokie obciążenie gniazda łożyskowego poza strefą obciążenia. Przy użyciu tak ukształtowanego wału mimośrodowego można szczególnie korzystnie rozwiązać istniejący najczęściej 1 konflikt celów w postaci jak najmniejszej masy i jak największego obciążenia mimośrodowego wału. Jest to uzasadnione w zasadzie tym, że wybrania rozciągają się teraz aż do zwężonego gniazda łożyskowego i mogą być równocześnie wykorzystane jako zwiększona negatywna masa dla wzmocnienia obcią- żenia mimośrodowego. Mimo to w stosunku do tradycyjnych wałów z gniazdami łożyskowymi o stałej szerokości istnieje nie tylko możliwość zwiększenia mimośrodowego obciążenia wału przy równoczesnej redukcji masy. Przeciwnie, w przypadku niezmienionego mimośrodowego obciążenia można osiągnąć wy- 2 chodzącą nadal znacznie poza to redukcję masy wału w ten 30 sposób, że pierwotne zwiększenie mimośrodowego obciążenia jest kompensowane przez następne, redukujące masę wybrania, które w odniesieniu do środka ciężkości masy należy jednak rozmieścić z drugiej strony wzdłużnej osi na wale mimośrodowym. Można oczywiście znaleźć także dopasowanie wału mimo-
środowego, leżące pomiędzy tymi obydwoma przypadkami granicznymi, zależnie od tego, czy obliczeniowy środek ciężkości jest nastawiony raczej na łagodną redukcję masy przy wyraźnym zwiększeniu obciążenia mimośrodowego, czy też raczej na wyraźną redukcję masy przy niezmienionym zwiększeniu obciążenia mimośrodowego. W następnej postaci wykonania wynalazku wał mimośrodowy ma należeć do urządzenia do wyrównywania sił masowych i/lub momentów bezwładności silnika spalinowego o posuwisto- zwrotnym ruchu tłoka, z ustawionym równolegle do wzdłużnej 1 osi wału mimośrodowego i napędzającym co najmniej pośrednio wał mimośrodowy, wałem korbowym silnika spalinowego o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka. Tego rodzaju urządzenie wyrównawcze jest znane specjaliście z dziedziny silników spalinowych o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka, zwłaszcza w układzie jednorzędowym lub w układzie V, jako skuteczny środek do redukcji drgań w następstwie oscylujących sił masowych. Zwłaszcza w przypadku silników spalinowych o posuwistozwrotnym ruchu tłoka, przeznaczonych do pojazdów, wzrastają jednak coraz bardziej wymagania co do jakości lekkich konstrukcji silnika spalinowego o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka, co pozwala szczególnie korzystnie zastosować możliwości redukcji masy wału mimośrodowego w tym przypadku zastosowania. Mniejszy moment bezwładności wału mimośrodowego prowa- 2 dzi ponadto do polepszonej dynamiki silnika spalinowego o 30 posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka, ponieważ wysokiemu gradientowi prędkości obrotowej przeciwstawiony zostaje mniejszy opór. Poza tym, zwłaszcza w przypadku silników Diesla o wyraźnych drganiach obrotowych wału korbowego, w dolnym zakresie prędkości obrotowej można zmniejszyć maksymalne obciąże-
6 nie mechaniczne w zakresie napędu urządzenia wyrównawczego o zmniejszonym momencie bezwładności wału mimośrodowego. Powyższe rozważania obowiązują w większym stopniu wówczas, gdy urządzenie wyrównawcze zawiera dwa wały mimośrodowe, które obracają się przeciwbieżnie z podwójną prędkością obrotową wału korbowego. Ten układ, znany specjaliście jako układ wyważania Lancastera, służy do wyrównywania wolnych sił masowych drugiego stopnia w czterocylindrowym silniku jednorzędowym. W szczególnie korzystnej następnej postaci wykonania wynalazku przewidziano ponadto, że do promieniowego ułożyskowania wału mimośrodowego przewidziane jest co najmniej jedno łożysko toczne, wykonane jako łożysko igiełkowe bez pierścienia wewnętrznego i korzystnie jako tuleja igiełkowa. 1 Poza korzystnymi parametrami tarcia łożyska tocznego w porównaniu do hydrodynamicznego łożyska ślizgowego, które zwłaszcza w niskich temperaturach i/lub w czynniku hydraulicznym o dużej lepkości może prowadzić do znacznych strat na tarcie w napędzie wału mimośrodowego, zalety redukcji ma- sy i/lub zwiększenia niewyważenia wału mimośrodowego można jeszcze bardziej rozszerzyć dzięki promieniowemu ułożyskowaniu, wykonanemu w postaci ułożyskowania igiełkowego, ponieważ zawarte w łożysku igiełkowym gniazdo łożyskowe może być z reguły bardziej zwężone niż w przypadku hydrodynamicznego 2 łożyska ślizgowego, przy uwzględnieniu nośnej warstewki smaru. I tak, zastosowanie tulei igiełkowej, która jest znana specjaliście jako zespół o najmniejszej wysokości promieniowej z ukształtowanym bezwiórowo pierścieniem zewnętrznym i wieńcem igiełkowym, pozwala na realizację zajmującego wyjąt- 30 kowo mało miejsca i taniego ułożyskowania promieniowego wału
7 mimośrodowego przy wystarczającej wytrzymałości zmęczeniowej. W następnej postaci wykonania wynalazku korzystne może być wreszcie, jeżeli szerokość łożyska igiełkowego odpowiada w zasadzie maksymalnej szerokości przyporządkowanego łożysku igiełkowemu gniazda łożyskowego o zmiennej szerokości, podczas gdy minimalna szerokość gniazda łożyskowego jest mniejsza niż długość igiełek łożyska igiełkowego. Równocześnie do smarowania łożyska igiełkowego ma być przewidziana jedynie bezciśnieniowa mgła smaru. Przy użyciu tej postaci wykonania 1 wynalazku można poprawić warunki smarowania na łożysku igiełkowym w ten sposób, że igiełki wystające lokalnie i czasowo poza gniazdo łożyskowe są we wzmożonym stopniu poddane działaniu mgły smaru. Odwrotnie, może to również sprzyjać wychodzeniu cząstek o działaniu ściernym z obszaru bieżni łożyska igiełkowego na korzyść zwiększonej odporności na zużycie ułożyskowania promieniowego. Aby w obszarze minimalnej szerokości gniazda łożyskowego zapewnić jego całkowity wzdłużny kontakt z igiełkami, w tej postaci wykonania ko- rzystne jest zastosowanie jednorzędowego łożyska igiełkowego w porównaniu do wielorzędowego łożyska igiełkowego. Krótki opis rysunków Inne cechy wynalazku wynikają z poniższego opisu i z rysunków, na których w uproszczeniu przedstawione jest ułożyskowanie promieniowe według wynalazku oraz ułożyskowania 2 promieniowe w innych przypadkach obciążenia, a także przykładowo ułożyskowanie promieniowe według wynalazku na podstawie wału mimośrodowego urządzenia do wyrównywania mas silnika spalinowego z tłokiem posuwisto-zwrotnym, przy czym: fig. 1 przedstawia ułożyskowanie promieniowe dla pierwsze-
8 go przypadku obciążenia w ujęciu schematycznym; fig. 2 przedstawia ułożyskowanie promieniowe dla drugiego przypadku obciążenia w ujęciu schematycznym; fig. 3 przedstawia ułożyskowanie promieniowe dla trzeciego przypadku obciążenia w ujęciu schematycznym; fig. 4 przedstawia ułożyskowanie promieniowe dla czwartego przypadku obciążenia w ujęciu schematycznym; fig. urządzenie do wyrównywania mas dla silnika spalinowego z tłokiem posuwisto-zwrotnym, w ujęciu schematycznym; fig. 6 jeden z wałów mimośrodowych z fig. w uproszonym ujęciu wzdłużnym; fig. 7 przekrój AA z fig. 6 w powiększeniu. Szczegółowy opis rysunków 1 Na fig. 1 ujawnione jest ułożyskowanie promieniowe 1a dla pierwszego przypadku obciążenia. Przedstawiona jest, wykonana jako obudowa 2a, część zewnętrzna 3, w której ułożyskowana jest promieniowo wykonana jako wał 4a i obracająca się wokół wzdłużnej osi część wewnętrzna 6. Pomiędzy ukształtowanym w obudowie 2a gniazdem łożyskowym 7a i 2 ukształtowanym na wale 4a gniazdem łożyskowym 8a w ukazanym przykładzie wykonania umieszczone jest łożysko toczne 9, które można także zastosować jako środek łożyskowy w ułożyskowaniach promieniowych 1b, 1c, 1d według fig. 2-4. Poruszające się obiegiem wraz wałem 4a obciążenie promieniowe a prowadzi w następstwie umieszczonego na wale 4a obciążenia mimośrodowego 11a do obciążenia obwodowego na gnieździe łożyskowym 7a, natomiast obciążenie promieniowe a jest w
9 zasadzie nieruchome względem gniazda łożyskowego 8a wału 4a i ukształtowanej na nim strefy obciążenia 12a (zaznaczonej punktowo). Podczas gdy gniazdo łożyskowe 7a obudowy 2a z uwagi na obciążenie obwodowe jest kołowo-symetryczne, poddane działaniu obciążenia punktowego gniazdo łożyskowe 8a wału 8a ma zmienną na swoim obwodzie szerokość, jako że gniazdo łożyskowe 8a, wychodząc ze strefy obciążenia 12a, jest poza nią wyraźnie zwężone. Wskutek tego, że strefa obciążenia 12a rozciąga się na kącie wynoszącym maksymalnie 180 o na obwodzie gniazda łożyskowego 8a wału 4a przy czym kąt ten w przedstawionym przypadku ułożyskowania tocznego wskutek występującego w praktyce luzu łożyska może leżeć także znacznie poniżej tej wartości łożysko toczne 9 jest poza strefą obciążenia 12a znacznie słabiej obciążone, zaś w granicznym 1 przypadku nawet w ogóle nie obciążone. Przedstawiony na fig. 2 przypadek obciążenia ułożyskowania promieniowego 1b odpowiada przypadkowi obciążenia, leżącemu u podstaw ułożyskowania promieniowego, ujawnionego we wspomnianym na wstępie EP 0 73 678 A1. To ułożyskowanie promieniowe różni się od przypadku z fig. 1 tym, że osadzony w obudowie 2b wał 4b jest poddawany działaniu nieruchomego względem obudowy 2b obciążenia promieniowego b. Zgodnie z tym do kołowo-symetrycznego gniazda łożyskowego 7b wału 4b przyłożone jest obciążenie obwodowe, natomiast obudowa 2b ma 2 (przedstawione punktowo) gniazdo łożyskowe 8b o zmiennej szerokości z (przedstawioną punktowo) nieruchomą strefą obciążenia 12b. W przedstawionym na fig. 3 przypadku obciążenia ułożyskowania promieniowego 1c część zewnętrzna 3 jest wykonana w 30 postaci obracającej się wokół wzdłużnej osi piasty 13a,
zaś część wewnętrzna 6 jako osadzony w piaście 13a sworzeń osiowy 14a. Kołowo-symetryczne gniazdo łożyskowe 7c sworznia osiowego 14a jest przy tym obciążone przez obciążenie promieniowe c, wytwarzające obciążenie obwodowe, w następstwie umieszczonego na piaście 13a obciążenia mimośrodowego 11b. Obciążone obciążeniem punktowym (przedstawione punktowo) gniazdo łożyskowe 8c piasty 13a ma natomiast zmienną na obwodzie szerokość, jako że gniazdo łożyskowe 8c, wychodząc z (przedstawionej punktowo) strefy obciążenia 12c, jest poza nią wyraźnie zwężone. Wreszcie przedstawiony na fig. 4 przypadek obciążenia ułożyskowania promieniowego 1d różni się od przypadku z fig. 3 tym, że sworzeń osiowy 14b podlega działaniu nieruchomego względem niego obciążenia promieniowego d. Odpowiednio w 1 obracającej się wokół sworznia osiowego 14b piaście 13b ukształtowane jest obciążone obciążeniem obwodowym gniazdo łożyskowe 7d o stałej szerokości, natomiast gniazdo łożyskowe 8d sworznia osiowego 14b jest obciążone obciążeniem punktowym i ma zmienną na obwodzie szerokość, jako że gniazdo łożyskowe 8d, wychodząc z (przedstawionej punktowo) strefy obciążenia 12d, jest poza nią wyraźnie zwężone. Jako alternatywa względem przedstawionego na fig. 1 łóżyska tocznego 9, pomiędzy gniazdami łożyskowymi 7d i 8d ukształtowane jest tutaj jako środek łożyskowy hydrodynamiczne łożysko ślizgowe 2 1. Oczywiście łożysko ślizgowe 1 może znaleźć zastosowanie jako środek łożyskowy także w innych przypadkach obciążenia według fig. 1-3. Przedstawiony na fig. 1 przypadek obciążenia może występować między innymi w urządzeniu 16 przedstawionym co do 30 zasady na fig.. To urządzenie 16 służy do wyrównywania sił
11 masowych drugiego stopnia, pochodzących z przedstawionego na podstawie schematu kinetycznego silnika spalinowego 17 z tłokiem posuwisto-zwrotnym o konstrukcji czterocylindrowej jednorzędowej (układ wyważania Lancaster). Silnik spalinowy 17 z tłokiem posuwisto-zwrotnym zawiera oscylujący w cylindrze 18 tłok 19, którego ruch wzdłużny jest przekształcany przez korbowód w obrót wału korbowego 21. Wał korbowy 21 napędza poprzez wał pośredni 22 dwa wały mimośrodowe 23 z obciążeniami mimośrodowymi 11a, przy czym wały mimośrodowe 23 obracają się przeciwbieżnie równolegle do wału korbowego 21 z podwójną prędkością obrotową wału korbowego. Ułożyskowanie jednego z tych wałów mimośrodowych wynika w szczegółach z ich wzdłużnego przedstawienia na fig. 6. Osiowe ułożyskowanie wału mimośrodowego 23 odbywa się od 1 strony napędu poprzez łożysko kulkowe 24, zaś jego ułożyskowanie promieniowe 1a poprzez dwa łożyska toczne 9, ukształtowane w postaci tulei igiełkowych 2 i wtłoczone w obudowę 2a silnika spalinowego 17 z tłokiem posuwisto-zwrotnym. Obejmowane przez tuleje igiełkowe 2 gniazda łożyskowe 8a wału mimośrodowego 23 mają zmienną na ich obwodzie szerokość, w ten sposób, że są one wyraźnie zwężone poza obciążonymi obciążeniem punktowym (przedstawionymi punktowo) strefami obciążenia 12a w następstwie obciążeń promieniowych a z poruszającego się obiegiem wraz z wałem mimośrodowym 23 2 obciążenia mimośrodowego 11a. Szerokość każdej tulei igiełkowej 2 jest przy tym tak dobrana, że odpowiada ona maksymalnej szerokości 26 przynależnego gniazda łożyskowego 8a w obszarze jego strefy obciążenia 12a, podczas gdy minimalna szerokość 27 gniazda łożyskowego 8a poza strefą obciążenia 30 12a jest wyraźnie mniejsza niż długość igiełek 28 tulei
12 igiełkowej 2. Ponieważ wewnątrz obudowy 2a przewidziany jest jedynie bezciśnieniowa mgła smaru, warunki smarowania mogą ulec znacznej poprawie na lokalnie i czasowo wystających igiełkach 28. Działające w kierunku strzałki obciążenie mimośrodowe 11a wału mimośrodowego 23 oparte jest na mimośrodowym względem jego wzdłużnej osi i zaznaczonym symbolicznie na fig. 6 środku ciężkości 29 masy. Jego mimośrodowość wynika z wybrań 30 na zewnętrznym obwodzie wału mimośrodowego 23, które biegną w odniesieniu do środka ciężkości 29 masy częściowo lub całkowicie z drugiej strony wzdłużnej osi. Ponieważ wybrania 30 graniczą bezpośrednio z gniazdami łożyskowymi 8a, zwężenie gniazd łożyskowych 8a z drugiej strony wzdłużnej osi prowadzi zarówno do korzystnej redukcji masy, jak 1 też do dodatkowego obciążenia mimośrodowego 11c w stosunku do wału mimośrodowego z gniazdami łożyskowymi o stałej szerokości. Zależnie od żądanych własności urządzenia 16 można to dodatkowe obciążenie mimośrodowe 11c wykorzystać w zakresie, który rozciąga się pomiędzy granicznymi przypadkami poprawionego wyrównania masy poprzez maksymalne zwiększenie obciążenia mimośrodowego 11a przy równocześnie zredukowanej masie wału mimośrodowego 23 z jednej strony i maksymalnej redukcji masy przy stałym obciążeniu mimośrodowym 11a wału mimośrodowego 23 z drugiej strony. 2 Rozwiązanie konstrukcyjne w obszarze drugiego przypadku 30 granicznego jest w niniejszym przykładzie wykonania przedstawione symbolicznie w postaci obciążenia mimośrodowego 11d, kompensującego dodatkowe obciążenie mimośrodowe 11c. Jak wynika także z fig. 7, kompensujące obciążenie mimośrodowe 11d ma postać co najmniej jednej pary wybrań 31, roz-
13 mieszczonych w układzie symetrii lustrzanej względem kierunku u obciążenia mimośrodowego. Wybrania te są umieszczone poza gniazdami łożyskowymi 8a i, w odniesieniu do środka ciężkości 29 masy, co najmniej w przeważającej mierze z tej strony wzdłużnej osi na zewnętrznym obwodzie wału mimośrodowego 23, działając w ten sposób w kierunku przeciwnym do obciążenia mimośrodowego 11 środka ciężkości 29 masy. Ze względu na maksymalną redukcję masy wału mimośrodowego 23 korzystne jest przy tym umieszczenie wybrań 31 w pobliżu płaszczyzny E, wyznaczonej przez wzdłużną oś i kierunek v prostopadły do kierunku u obciążenia mimośrodowego. Usytuowane tam wybrania 31 wykazują stosunkowo małą czynną mimośrodowość względem wzdłużnej osi, wobec czego ich masę, działającą negatywnie w kierunku u obciążenia mimośrodowego, 1 przy stałym stopniu kompensacji można dobrać odpowiednio dużą na korzyść redukcji masy wału mimośrodowego 23. Wykaz odnośników 2 30 1a, b, c, d ułożyskowanie promieniowe 2a, b obudowa 3 część zewnętrzna 4a, b wał oś wzdłużna 6 część wewnętrzna 7a, b, c, d gniazdo łożyskowe 8a, b, c, d gniazdo łożyskowe 9 łożysko toczne a, b, c, d obciążenie promieniowe 11a, b, c, d obciążenie mimośrodowe 12a, b, c, d strefa obciążenia 13a, b piasta
14 1 14a, b sworzeń osiowy 1 łożysko ślizgowe 16 urządzenie 17 silnik spalinowy z tłokiem posuwistozwrotnym 18 cylinder 19 tłok korbowód 21 wał korbowy 22 wał pośredni 23 wał mimośrodowy 24 łożysko kulkowe 2 tuleja igiełkowa 26 szerokość maksymalna 27 szerokość minimalna 28 igiełki 29 środek ciężkości masy 30 wybranie 31 wybranie E płaszczyzna u kierunek obciążenia mimośrodowego v kierunek prostopadły do obciążenia mimośrodowego 2 Schaeffler KG Pełnomocnik:
EP 1 77 484 84P2630PL00 Zastrzeżenia patentowe 1. Ułożyskowanie promieniowe (1a) osadzonego w obudowie wału (4a), która to obudowa (2a) i który to wał (4a) obracają się względem siebie wokół wspólnej osi wzdłużnej (), przy czym ułożyskowanie promieniowe (1a) zawiera gniazdo łożyskowe (8a), które się rozciąga na obwodzie równym 360 o, jest w zasadzie nieruchome względem obciążenia promieniowego (a), działającego na gniazdo łożyskowe (8a) w strefie obciążenia (12a), i ma w kierunku wzdłużnej osi () zmienną na swym obwodzie szerokość, w taki sposób, że gniazdo łożyskowe (8a), wychodząc ze strefy obciążenia (12a), jest wyraźnie zwężone poza strefą obciążenia (12a), 1 znamienne tym, że wał (4a) jest ukształtowany w postaci wału mimośrodowego (23), zaś gniazdo łożyskowe (8a) o zmiennej szerokości jest ukształtowane na wale mimośrodowym (23), przy czym obciążenie promieniowe (a) porusza się obiegiem wraz z wałem mimośrodowym (23), którego usytuowany mimośrodowo względem wzdłużnej osi () środek ciężkości (29) masy wynika z jednego lub więcej wybrań (30) na zewnętrznym obwodzie wału mimośrodowego (23), które to wybrania (30) biegną, w odniesieniu do środka ciężkości (29) masy wału mimośrodowego, częściowo lub całkowicie z drugiej 2 strony wzdłużnej osi () wału mimośrodowego (23) i graniczą bezpośrednio z gniazdem łożyskowym (8a) o zmiennej szerokości. 2. Ułożyskowanie promieniowe według zastrz. 1, znamienne tym, że wał mimośrodowy (23) należy do urządzenia 30 (16) do wyrównywania sił masowych i/lub momentów bezwładno-
16 ści silnika spalinowego (17) o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka, z ustawionym równolegle do wzdłużnej osi () wału mimośrodowego (23) i napędzającym co najmniej pośrednio wał mimośrodowy (23), wałem korbowym (21) silnika spalinowego (17) o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka. 3. Ułożyskowanie promieniowe według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie (16) zawiera dwa wały mimośrodowe (23), które obracają się przeciwbieżnie z podwójną prędkością obrotową wału korbowego. 4. Ułożyskowanie promieniowe według zastrz. 1, znamienne tym, że do ułożyskowania (1a) tocznego wału mimośrodowego (23) przewidziane jest co najmniej jedno łożysko toczne (9), wykonane jako łożysko igiełkowe bez pierścienia wewnętrznego i korzystnie jako tuleja igiełkowa (2). 1. Ułożyskowanie promieniowe według zastrz. 4, znamienne tym, że szerokość łożyska igiełkowego (2) odpowiada w zasadzie maksymalnej szerokości (26) przyporządkowanego łożysku igiełkowemu (2) gniazda łożyskowego (8a) o zmiennej szerokości, podczas gdy minimalna szerokość (27) gniaz- da łożyskowego (8a) jest mniejsza niż długość igiełek (28) łożyska igiełkowego (2), przy czym do smarowania łożyska igiełkowego (2) przewidziana jest jedynie bezciśnieniowa mgła smaru. 6. Wał (4a) z rozciągającym się na obwodzie równym 2 360 o gniazdem łożyskowym (8a) do ułożyskowania promieniowego (1a) wału (4a) w obudowie (2a), w którym wał (4a) obraca się względem obudowy (2a) wokół wspólnej osi wzdłużnej (), znamienny tym, że wał (4a) jest ukształtowany w postaci wału mimośrodowego (23), którego usytuowany mimośrodowo 30 względem wzdłużnej osi () środek ciężkości (29) masy wyni-
17 ka z jednego lub więcej wybrań (30) na zewnętrznym obwodzie wału mimośrodowego (23), które to wybrania (30), w odniesieniu do środka ciężkości (29) masy wału mimośrodowego (23), biegną częściowo lub całkowicie z drugiej strony wzdłużnej osi () wału mimośrodowego (23) i graniczą bezpośrednio z gniazdem łożyskowym (8a), przy czym gniazdo łożyskowe (8a) jest w zasadzie nieruchome względem działającego na gniazdo łożyskowe (8a) w strefie obciążenia (12a) i poruszającego się obiegiem wraz z wałem mimośrodowym (23), obciążenia promieniowego (a) i ma w kierunku wzdłużnej osi () zmienną na swym obwodzie szerokość, w taki sposób, że gniazdo łożyskowe (8a), wychodząc ze strefy obciążenia (12a), jest poza strefą obciążenia (12a) wyraźnie zwężone. Schaeffler KG Pełnomocnik:
EP 1 77 484 84P2630PL00
EP 1 77 484 84P2630PL00
EP 1 77 484 84P2630PL00
EP 1 77 484 84P2630PL00