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Pumpe und Kraftmaschine für hydraulische Getriebe.
Die Erfindung bezieht sich auf die in hydraulischen Getrieben verwendeten Pumpen und Kraftmaschinen und bezweckt eine verbesserte und vereinfachte Konstruktion solcher Pumpen und Kraftmaschinen von hohem Wirkungsgrad, grosser Verlässlichkeit und Dauerhaftigkeit zu schaffen.
Die Erfindung umfasst die Kombination eines Ringes mit exzentrischer Bewegung mit einer Anzahl von Rollen, welche in rollendem Kontakt mit dem Exzenterring gehalten und in radialen Ausnehmungen einer festen Scheibe oder eines Ringes, welche (welcher) konzentrisch mit der Drehachse des Exzenterringes liegt, angeordnet sind, sowie mit Mitteln zur Verteilung von Flüssigkeit in den Abteilungen des Raumes zwischen dem Exzenterring und der Scheibe und in den Ausnehmungen, in welchen die Rollen hin und her gehen.
Die Erfindung umfasst ferner verbesserte Kombinationen und Anordnungen von weiter unten zu beschreibenden Teilen.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 ist ein Längsschnitt einer vorteilhaften Ausführungsform. Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie J.-. G von Fig. 1. Fig. 3 ein Querschnitt nach der Linie C-D von Fig. 1. Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen den Kurbelzapfen zur Betätigung des Motorventils. Fig. 7 eine teilweise Vorderansicht des Ventilabschluss- ringes. Fig. 8 ist eine Seiten-, Fig. 9 eine Vorderansicht eines Teiles, durch welchen die Rollen an dem Ring, auf dem sie laufen, gehalten werden. Fig. 10 zeigt einen teilweisen Schnitt eines durch ein Ventil sperrbaren Kanals, der zu einer Abteilung des um den Exzenterring gelegenen Raumes führt.
Fig. 11 ist ein teilweiser Querschnitt eines U-förmigen Federringes in grösserem Massstabe. a bezeichnet die die Pumpe treibende Welle, b die durch den Motor getriebene Welle des Getriebes.
Das verstärkte Ende der Welle a ist in Lagern c, f ! getragen und trägt an seinem Stirnende einen Kurbelzapfen e, welcher den weiter unten beschriebenen Ventilring t betätigt. In dem verstärkten Ende der Welle a ist ein Teil eines Plungers g mit vorstehenden geneigten Rippen ! an seinen gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Dieser Plunger ist mittels eines Aimes i, eines Zahnradsegmentes j, einer Ringzahn- stange k und eines Querzapfens m, welcher durch ein Langloeh t ! der Welle a und einen Schlitz im Ende des Plungers greift, hin und her bewegbar.
Die geneigten Rippen des Plungers greifen in gleichartig geneigte Nuten h1 von segmentförmigen Teilen o, die innerhalb des Ringes p aufgekeilt sind, ein, welcher somit in Verbindung mit den Teilen o als Exzenterscheibe wirkt, deren Exzentrizität durch die axiale Verschiebung des Plungers g in der Welle a geeändert werden kann. Die Exzenterscheibe wird durch die Welle a gedreht, welche an der Stelle ihres Durchtrittes durch die segmentförmigen Teile o flach gestaltet ist (Fig. 2). Am Umfang des Ringes p, welcher Hauptexzenter genannt sei, sind Trag-oder Antifriktions- schuhe q sowie ein Laufring r angeordnet. Auf diesem sitzen zwei durch einen Zwischenraum getrennte Ringe s und t. In diesem Zwischenraum sitzen die Köpfe von Gliedern u, welche in die Fig. 8 und 9 in Seiten-und Vorderansicht dargestellt sind.
Diese Glieder M bilden das Haltemittel von auf jeder Seite
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angeordnet. Die Buchsen werden in den Gliedern mittels Schraubenbolzen a ; festgehalten und derait eingestellt, dass die Rollen gleichachsig und in richtigem Kontakt mit den Ringen s und t liegen.
Die Rollen v bilden in Verbindung mit der zylindrischen Umfläche der Glieder u Kolben oder Plunger, welche in Ausnehmungen y mit ebenen Seitenflächen und zylindrischem Abschluss wirken.
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Diese Ausnehmungen y sind in einer Scheibe oder einem Ring z vorgesehen, welche konzentrisch mit der Drehachse des Hauptexzenters p, d. h. mit der Achse der Welle a liegt. Die Rollen r in Verbindung mit den Gliedern M teilen den Raum zwischen dem Ring z und den Ringen s, t, auf welchen die Rollen laufen,
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den Ausnehmungen y, 6 zu den Abteilungen 2. Die innere Seite des Ventilringes 1 dient dazu. die Kanäle J und 6 von ihrer Verbindung mit dem Saugraum 7 zu trennen ; die äussere Seite des Ringes t ! nennt die genannten Kanäle von dem Druekraum 8. Der Ventilring trägt einen Abschlussring 9. Zwischen beiden Ringen ist ein Federring 10 von U-förmigem Querschnitt angeordnet (F : g. 11).
Dieser Federring dient sowohl als Druekabschluss zwischen den Ringen f und 9 als auch als federndes Organ zum Andrücken des Ventilringes an die Stirnfläche der Wand 3, wenn im Raum 8 kein Druck vorhanden ist. Wenn die Pumpe il Tätigkeit ist, werden durch den Druck im Raume 10a des Federringes 10 die Ringe/und N in Kontakt mit den Flächen gehalten, auf welchen sie sich durch die Drehung des Kurbelzapfens e am Stirnende der Welle a bewegen. Fig. 7 zeigt Nuten 11 an der Stirnseite des Ringes 9, welche von der Saugseite des Ringes zu einer Nut 12 führen, welche die Ringfläche in zwei Teile teilt.
Auf diese Weise wird die Fläche des Ringes begrenzt, auf welche die Druekflüssigkeit des Raumes 8 zu wirken hat, wodurch ein Abschluss zwischen dem Ring 9 und der festen Wand 18 gebildet wird.
Der Motorteil des Getriebes, welcher auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestellt ist, ist der Pumpeneinheit ähnlich ausgebildet, aber der Exzenter pl ist auf der Welle b fest angeordnet und der Kurbelzapfen e1, welcher den Ventilring f1 betätigt, kann auf der Welle b im Winkel verstellt werden. Diese Verstellung wird durch einen Arm 14 bewirkt, welcher ein Zahnradsegment 23 dreht, das in eine Ringzahnstange 16 eingreift. In diese greifen die Enden einer Spindel 17, welche einen Langschlitz 18 der Welle b und einen Schlitz im Ende eines Teiles 19 durchsetzt. Diese Stange hat ein Spiralgewinde, das in das Innengewinde eines Teiles 20 eingreift, der eine den Kurbelzapfen 1'1 tragende Verlängerung der Welle bildet.
Aus den Fig. 4,5 und 6 ist ersichtlich, dass der Kurbelzapfen e1 durch einen Backen 21. der am verstärkten Ende der Welle b angeordnet ist, gedreht wird. Wird der Teil 19 längsverschoben, bewirkt er eine Relativverdrehung des Teiles 20 gegenüber der Welle b. Wird er um einen Winkel von 180'ver- dreht, so kommt der Ventilring in eine solche Lage mit Bezug auf den Hauptexzenter p, dass der Motor die Welle b in entgegengesetzter Richtung dreht. Wird der Kurbelzapfen um 90"verdreht, so kommt der Ventilring in eine neutrale Lage, so dass der Motor stehen bleibt.
Die allgemeine Wirkungsweise der Einrichtung ergibt sich von selbst. Durch die Drehung des Hauptexzenters vermittels der Welle a werden die Rollen v und die Glieder M hin und her bewegt. Durch Eintreten der Rollen in die Ausnehmungen y wird die in diesen befindliehe Flüssigkeit unter Druck durch
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den Ringen s, t und dem festen Ring z unter Druck gesetzte Flüssigkeit durch die Kanäle 6 in den Raum 8 gefördert.
Treten die Rollen aus den Ausnehmungen heraus, so wird in sie aus dem Raum 7 über den Ventilring/durch die Kanäle 4, 5 FlÜssigkeit eingesaugt. In gleicher Weise wird Flüssigkeit aus dem Raum 7 über den Ventilring t durch die Kanäle 6 in die Abteilungen 2 (deren Volumen zunimmt) eingesaugt.
Die Druckflüssigkeit aus dem Ringraum 8 wird in bestimmte Ausnehmungen und Abteilungen der Motorseite gefördert, wodurch der Exzenter pl und somit die Welle b angetrieben wird, wobei die übrigen Ausnehmungen und Abteilungen die Flüssigkeit in den Raum 7 zu. rückfördel11 ; dabei erfolgt die erforderliche Steuerung durch den Ventilring/1. -
Wenn durch den Antrieb der Pumpenteil überströmt wird (was beispielsweise beim Beigabfahren eines Motorwagens eintreten kann), so dass die Lieferung von der Kraftmaschineneinheit den Druck im Raum 7 zu steigern und den Druck im Raume 8 zu verringern trachtet, so wird das Ventil 22 (welches normal durch den Druck im Raume 8 geschlossen gehalten ist) den Druck im Raume 7 entlasten.
Ander- seits kann die Motoreinheit durch entsprechende Einstellung des Ventilringes 11 in Widerstand gegen die Pumpeneinheit gestellt werden, so dass bei Überströmung die Motoreinheit als Bremse wirkt und dem Druck im Raume 8 widersteht. Jeder Überdruck in diesem Raum wird durch das Federventil 23 aus- geglichen.
Die Kanäle 5 und 6, über welchen sich das Ringventil/bewegt, um sie mit den Räumen 7 und 8 zu verbinden, sind in radial verschiedenen Entfernungen angeordnet. Dadurch ist eine richtige Aufeinanderfolge des Öffnens und Schliessens der Öffnungen der Räume 7 und 8 gesichert. Bei dieser Einrichtung enthält der Raum 8 um die Ventilringe/,/1 stets Druckflüssigkeit, darin liegt gegenüber jenen Einrichtungen, bei welchen Druck und Sangen abwechselt, ein Vorteil. Es ist dadurch eine gate. Abdichtung zwischen den Ringen und deren Schleifflächen unter allen Betriebsbedingungen gesichert.
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An dem einen Ende der kombinierten Einheiten ist ein Rohr 26 (Fig. 1) angeordnet, durch welches Druckflüssigkeit in die Einheit gefördert wird ; am andern Ende ist ein Rohr 26 mit einem belasteten Ventil (nicht dargestellt) angeordnet, durch welches Flüssigkeit von einem Druck über dem genannten Belastungsdruek in den Behälter fliesst, von welchem die Pumpe Flüssigkeit für das Rohr 25 ansaugt. Diese Druckzirkulation ergibt eine günstige Schmierung aller Lager und trägt auch zur Kühlung der Flüssigkeit bei.
Im allgemeinen werden bei der Einrichtung Abänderungen der Geschwindigkeit der Kraftmaschine gegenüber der der Pumpe durch Abänderungen der Exzentrizität des Hauptexzenters p erzielt, wodurch der Hub der Rollen v in den Ausnehmungen y und der Betrag der Veränderung des Volumens der Abteilungen 2 zwischen dem maximalen und dem minimalen Betrag abgeändert wird. Abänderungen in der Geschwindigkeit des Motors können natürlich auch durch Winkeleinstellung mit Bezug auf das Hauptexzenter des Kurbelzapfens el, welcher den Ventilring 11 betätigt, erzielt werden, im allgemeinen wird diese Winkeleinstellung aber nur benutzt, um den Motor zu reversieren oder um ihn abzustellen, wenn die Pumpe noch arbeitet.
Der Erfindungsgegenstand ist zwar mit Bezug auf eine kombinierte Pumpen-und Kraftmaschinen- einheit beschrieben, es können aber die Pumpe und die Kraftmaschine auch getrennte Einheiten bilden, welche durch entsprechende Druck-und Saugrohre verbunden sind.
Beim Erfindungsgegenstand dienen die Rollen, welche auf den Ringen s, t um den Exzenter laufen, dazu, den Raum 2 zwischen den genannten Ringen und dem festen Ring z zu teilen, um eine pumpende oder eine antreibende Wirkung in den Abteilungen in der bekannten Weise wie bei Rotationspumpe auszuüben, überdies üben die Rollen, welche die Abteilungen bilden, eine Pumpenwirkung aus oder empfangen eine Antriebswirkung in den Ausnehmungen, an deren Wänden sie sich bei ihrer Bewegung abwälzen.
Die Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes sind nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern lassen die verschiedensten, dem jeweiligen Zweck angepassten Abänderungen zu.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Pumpe und Kraftmaschine für hydraulische Getriebe, gekennzeichnet durch die Kombination eines Ringes mit exzentrischer Bewegung mit einer Anzahl von Rollen, welche in rollendem Kontakt mit dem Exzenterring gehalten und in radialen Ausnehmungen einer festen Scheibe oder eines Ringes, welche (welcher) konzentrisch mit der Drehachse des Exzenterringes liegt, angeordnet sind, sowie mit Ventilen zur Verteilung von Flüssigkeit in den Abteilungen des Raumes zwischen dem Exzenterring und der Scheibe und in den Ausnehmungen, in welchen die Rollen hin und her gehen.