CH322757A - Hydrostatische Kolbenmaschine - Google Patents

Description

  Hydrostatische Kolbenmaschine    Die Erfindung bezieht sich auf hydro  statisch arbeitende Kolbenmaschinen, bei  denen in zwei Zylindertrommeln je eine  gleiche Anzahl mehr oder weniger axial an  geordneter Kolben entgegengesetzt zuein  ander auf eine Triebwelle arbeitet und die  Achsen der sich drehenden Zylindertrommeln  einen von Null abweichenden Winkel ein  schliessen, der fest oder veränderlich sein  kann. Bei einer derartigen Anordnung wer  den die auf die Lager der Triebwelle in Rich  tung der Triebwellenachse wirkenden Kol  benkraftkomponenten und die aus den Kol  benkräften resultierenden,     senkrecht    zur  Triebwellenachse wirkenden Momentenvek  toren ganz oder nahezu ausgeglichen bzw.  Null.  



  Bei den Kolbenmaschinen dieser Art, die  als hydrostatische Pumpen oder als hydrosta  tische Motoren verwendet werden und bei  denen die beiden Trommeln in bezug auf die  von ihnen geförderte oder     aufgenommene     Arbeitsflüssigkeit parallel zueinander ge  steuert bzw. geschaltet sind, werden die Zylin  derräume der     einzelnen        Trommeln    durch je  einen Steuerspiegel in bekannter Weise von  der Druckseite auf die Saugseite gesteuert.  



  Hierbei ergeben sich insbesondere bei  Hochdruckmaschinen unangenehme Stösse  auf die Triebwellenlager und die Triebwelle  in hin- und hergehender Richtung, und zwar  deshalb, weil die Umschaltung zweier ent-    gegengesetzt zueinander arbeitender Kolben  von der Saugseite auf die Druckseite und um  gekehrt, infolge von Ungenauigkeiten der  Steuerkanten der beiden     Kolbentrommeln     sowie ihrer beiden Steuerspiegel, zeitlich  nicht genau zur selben Zeit erfolgt.  



  Um diese     Nachteile    und Störungen zu       beseitigen    und um anderseits die Steuerorgane  derartiger Maschinen mit geringerer Genauig  keit und damit auch billiger herstellen zu  können, wird gemäss der Erfindung. vorge  schlagen, die     Zylinderräume    je zweier ent  gegengesetzt auf die Triebwelle     wirkender    .

    Kolben durch Bohrungen in den Kolben,       Pleuelstangen    und der Triebwelle dauernd       miteinander    zu     verbinden,    so dass jeweils die  zuerst     schliessende    oder öffnende Steuerseite  den Kraftwechsel zweier entgegengesetzt  zueinander wirkender Kolben genau zur glei  chen Zeit     bewerkstelligt.     



  Es ist ein hydrostatischer     Axialkolben-          motor    bekannt, mit einer     Schiefscheibe,    die  zu einer zu der     Triebwellenachse        senkrechten     Ebene symmetrisch ist und mit ihren beiden  Seiten auf die gegenläufigen Kolben je einer  zur     Triebwellenachse        senkrecht    angeordneten  feststehenden Kolbentrommel einwirkt. Die  Steuerung des Druckmittelzuflusses erfolgt       durch    Steuerkanäle zwischen den Kolben  trommeln und der sich in den Kolbentrom  meln drehenden Welle.

   Die Steuerung des  Abflusses erfolgt durch die zu diesem Zweck      hohl ausgebildeten Kolben über ebenfalls  hohle,     halbkugelförmige    Lagerklötze, die auf  der mit Kreisringausschnitten versehenen  Oberfläche der Schiefscheibe gleiten. Die sich  gegenüberliegenden Vertiefungen auf beiden  Seiten der Schiefscheibe sind miteinander  verbunden. Es besteht also keine dauernde  Verbindung zwischen den Zylinderräumen  jeweils zweier gegenläufig zusammenarbei  tender Kolben, sondern die Zylinderräume  kommen jeweils erst im Augenblick des     Auf-          steuerns    des Abflussweges miteinander in  Verbindung.

   Da sowohl druckseitig als auch  abflussseitig jede Kolbentrommel einzeln für  sich gesteuert wird, weist die bekannte  Maschine die eingangs geschilderten Mängel  in verstärktem Masse auf.  



  Bei der     erfindungsgemässen    Kolbenma  schine wird für die Fälle, in denen die Kolben  der  zweiten  Trommel mehr oder weniger  lediglich zum Ausgleich der Axialkraft  komponenten herangezogen werden und,  wenn überhaupt,     nur    wenig Arbeitsflüssigkeit  fördern,     vorgeschlagen,    die Aussparungen des   zweiten  Steuerspiegels wegzulassen, und.  die Kolben der zweiten Zylindertrommel über  die erfindungsgemässen Verbindungsbohrun  gen vom ersten Steuerspiegel mitzusteuern.  



  Die Erfindung wird an Hand einiger Aus  führungsbeispiele näher erläutert  Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Kol  benmaschine     gemäss    der Erfindung,  Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform  der erfindungsgemässen Kolbenmaschine im  Schnitt.  



  In Fig. 1 wirken die in den Zylinder  bohrungen 1 und 2 der Trommeln 3 und 4  axial verschiebbar gelagerten Kolben 5 und 6  über die kugelig angelenkten Pleuelstangen 7  und 8 auf die Triebwelle 9. Die Triebwelle 9  ist in den Lagern 10 und 11 drehbar gelagert.  Die Lager sind in den Gehäusehälften 12 und  12' auf die Triebwelle so ein- bzw. aufgescho  ben, dass sie die Triebwelle in axialer Rich  tung fixieren. Die Gehäusehälften sind an  ihren einander abgekehrten Enden in bekann  ter Weise als Steuerspiegel ausgebildet und  dementsprechend mit in der Ansicht nicht    näher gezeichneten, nierenförmigen Aus  sparungen 13 und 13' sowie 14 und 14' ver  sehen, die hier nur gestrichelt im Schnitt an  gedeutet sind.

   Die hinter der     Zeichenebene     liegenden Aussparungen 13 und 14 seien mit  der Druckleitung und     die    vor der Zeichen  ebene liegenden Aussparungen 13' und 14'  seien mit der Saugleitung verbunden. Von  diesen Aussparungen aus werden die Zylin  derräume 1 und 2 in bekannter Weise durch  die am Ende jeder Zylinderbohrung im  Trommelboden angebrachten Durchbrüche  15 und 16 von der Druckseite auf die Saug  seite geschaltet, wenn sich die Trommeln, die  auf dem Steuerspiegel und in den Gehäuse  hälften drehbar gelagert sind, drehen. Die       Trommeln    sind hierzu über hier nicht ge  zeichnete Gleichlaufgelenke bekannter Art  mit der Triebwelle verbunden, so dass sie von  der Triebwelle     mitgedreht    werden.  



  Die beiden Trommelachsen schliessen mit  einander etwa einen Winkel von 30  ein.  Die     Pleuelstangenkugelköpfe    sind kolben  seitig direkt in den Kolben gelagert während  sie     triebwellenseitig    in entsprechenden Ku  gelpfannen 17 und 18 ruhen. Sowohl die  Kolben als auch die Pleuelstangen sowie die  Kugelpfannen und die Triebwelle sind mit       Böhrungen    19 versehen; so dass     die    Zylinder  räume 1 und 2 je zweier einander gegenüber  liegender und entgegengesetzt auf die Welle 9  wirkender Kolben ständig     miteinander    ver  bunden bleiben.  



  Die von den Kolben zweier gegenüber  liegender     Zylinderbohrungen    ausgeübten  Kräfte ändern sich dadurch beim Übergang  von der Saugseite zur Druckseite     schlagartig     zur gleichen Zeit ganz unabhängig davon, ob  die eine Steuerseite etwas früher oder später  oder auch umgekehrt schaltet, so dass bei  einigermassen     ausgeglichenen        Axialkompo-          nenten    der Kolbenkräfte in Richtung der       Triebwellenachse    grössere     unausgeglichene     Kräfte nicht, und zwar auch     nicht        kurzseitig,

       auf die     Triebwelle        wirken        können.     



  Die Triebwelle ist im vorliegenden Aus  führungsbeispiel schliesslich noch     mit    einer  Verzahnung 20 versehen, die mit dem auf der      An- oder Abtriebswelle 21 aufgekeilten Zahn  rad 22 kämmt. Die Welle 21 ist in entspre  chenden Bohrungen der Gehäusehälften 12  und 12' drehbar gelagert, die in einer hier  nicht dargestellten Weise zusammenge  schraubt sind.  



  In Fig. 2 ist eine andere Kolbenmaschine  im Schnitt dargestellt, bei der im Gegensatz  zur Ausführungsform nach Fig. 1 die Trom  mel 3 koaxial zur Triebwelle 9 und die Trom  mel 4 auf einen Rahmen 12' und zusammen  mit diesem schwenkbar angeordnet ist.  



  Die Trommel 3 ist auch hier auf einem im  Gehäuse 12 vorgesehenen Steuerspiegel sowie  im Gehäuse 12 drehbar gelagert. Sie wird von  der durch sie hindurchgehenden Triebwelle 9  durch einen hier nicht gezeichneten Mit  nahmestift mitgedreht, so dass auch hier, wie  Fig. 1, ihre Zylinderräume 1 von den Aus  sparungen 13 und 13' her über die am Ende  einer jeden Zylinderbohrung im Trommel  boden angebrachten Durchbrüche 15 von der  Druckseite auf die Saugseite geschaltet wer  den. Da sich hierbei die Kolben 5 kaum be  wegen müssen, weil sie hier weniger zum För  dern von Arbeitsflüssigkeit als vielmehr ledig  lich zum     Kräfteausgleich    herangezogen wer  den, sind sie entsprechend kurz ausgeführt.

    Desgleichen sind die in ihnen gelagerten  Pleuelstangen 7 hier nur einseitig mit einem  Halbkugelkopf ausgeführt, während ihre  andere Seite nur plangeschliffen ist und  direkt auf die Triebwelle 9 wirkt.  



  Die Triebwelle 9 ist hier lediglich durch  das Lager 10 axial fixiert, während das Lager  11 als Rollenlager ausgebildet ist. Sie er  streckt sich hier, wie schon erwähnt, durch  die     Trommel    3     hindurch,    so dass sie direkt von  aussen angetrieben werden kann.  



  Demgegenüber ist die rechte Trommel  einschliesslich ihrer Kolben, Pleuelstangen  und Kugelpfannen genau so, wie in Fig. 1  dargestellt, ausgeführt. Sie ist lediglich statt  in der festen Gehäusehälfte 12' auf einem  schwenkbaren Rahmen 12' drehbar gelagert,  wobei sie ebenso über hier     nicht    gezeichnete  Gleichlaufgelenke von der Triebwelle 9 mit  genommen wird. Die Aussparung 14 ist auch    bei dieser     Schwenkausführung    in     bekannter     Weise mit der Aussparung 13 und der Druck  leitung, die Aussparung 14' mit der Ausspa  rung 13' und der Saugleitung verbunden.  



  Auch. hier sind die Kolben 5 und 6, die  Pleuel 7 und 8, die Kugelpfannen 18 sowie die  Triebwelle mit     Bohrungen    19 versehen, so  dass auch hier die Zylinderräume 1 und 2 je  zweier einander gegenüberliegender und ent  gegengesetzt, auf die Triebwelle     wirkender          Kolben.    ständig über diese Bohrungen mit  einander     verbunden    bleiben und damit     die          beabsichtigten        Wirkungen    erzielt werden.  



  Da im     vorliegenden    Fall     die    Kolben 5 nur  zum     Kräfteausgleich    bzw. zur axialen Ent  lastung des Lagers 10 dienen     und    in dieser  Eigenschaft praktisch     keine    Arbeitsflüssig  keit fördern, muss über die     Durchbrüche    15  und Aussparungen 13 bzw. 13' keine Flüssig  keit     fliessen.        Infolge    des Vorhandenseins der       Bohrungen    19     kann    deshalb der     direkte    An  schluss der Aussparungen 13 bzw. 13' an     die     Druck- bzw.

   Saugleitung auch wegfallen, was  in     bezug        auf    die Herstellung eine Verein  fachung bedeutet.  



  Darüber     hinaus        können    aber selbst die  Aussparungen 13 und 13' wegbleiben, und,  falls erwünscht, können sogar die Durch  brüche 15 durch kleinere Bohrungen ersetzt  werden, wenn auf der dem Steuerspiegel     zu-          gekehrten    Seite des     Trommelbodens    der       Trommel    3 den vorherigen Durchbrüchen in  bezug     auf    die Flächengrösse     gleichwertige     Ausfräsungen von geringerer Tiefe treten.  



  Die Steuerung bzw. das Umschalten der  Zylinderräume 1 und 2 von Druck- auf Saug  seite und umgekehrt kann dann nur von einer  Seite aus, d. h. von der Steuerung bzw. Steuer  fläche der     Trommel    4 aus erfolgen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH !Hydrostatische Kolbenmaschine, bei der in zwei einander gegenüberliegenden, winklig zueinander angeordneten Zylindertrommeln je die gleiche Anzahl von wenigstens nahezu axial zur Trommel verschiebbar gelagerten Kolben vorhanden ist, und je zwei einander gegenüberliegende Kolben gleichzeitig druck- bzw. saugseitig entgegengesetzt auf die Trieb welle wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderräume (1 und 2) je zweier ent gegengesetzt auf die Triebwelle arbeitender Kolben (5 und 6) durch Bohrungen (19) in den Kolben (5 und 6), den Pleueln (7 und 8) und der Triebwelle (9) dauernd unmittelbar miteinander in Verbindung stehen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Hydrostatische Kolbenmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nur die der einen Trommel zugeordneten Aussparungen (14, 14') mit der Druck- bzw. Saugleitung in Verbindung stehen, so dass die in der andern Trommel vorgesehenen Zylin derräume (1) und die zugeordneten Aus- sparungen (13, 13') nur über die erwähnten Bohrungen (19) und die Durchbrüche (15) in den Böden der zuletzt genannten Zylinder räume mit der Druck- bzw. Saugleitung in Verbindung stehen. 2. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Unteranspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Aussparungen (13 und 13') entfallen. 3.

   Hydrostatische Kolbenmaschine nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durch brüche (15) von Bohrungen gebildet sind, die in gegenüber ihnen erweiterte Ausfräsungen auf der dem Steuerspiegel zugekehrten Seite des Bodens der zuletzt genannten Trommel (3) münden.