Bewegungswandler mit einem über ein mit Druckmittel gefülltes übertragungssystem mit einem Rotationsverdränger in Wirkungsverbindung stehenden Hubverdränger Die Erfindung bezieht sich auf einen Bewegungs- wandler mit einem über ein mit Druckmittel gefülltes übertragungssystem mit einem Rotationsverdränger in Wirkungsverbindung stehenden Hubverdränger,
dessen Stellung jeweils einer bestimmten Stellung des Rotationsverdrängers entspricht, wobei der Rota- tionsverdränger einen in einem Gehäuse umlaufen den Drehkolben besitzt, in dessen Umfangsfläche kurvenförmig begrenzte Taschen eingefräst sind, in denen beim Umlauf des Drehkolbens zum Abdichten der einzelnen Druckkammern zwischen Gehäuse und Drehkolben dienende Gleitsteine gleiten.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei solchen Bewegungswandlern als Rotationsverdränger einen in einem Gehäuse umlaufenden Drehkolben zu verwen den, in dessen Aussenfläche kurvenförmig begrenzte Taschen eingefräst sind, in denen beim Umlauf des Drehkolbens Gleitsteine gleiten, :die eine durch die Kurvenform der Taschen bestimmte axiale Bewegung ausführen und die die einzelnen Druckkammern zwi schen feststehendem Gehäuse und umlaufendem Drehkolben abgrenzen.
Derartige Bewegungswandler dienen zum Ersatz des bekannten mechanischen Kur beltriebs, der diesen Bewegungswandlern gegenüber vor allem den Nachteil besitzt, dass bei ihm die hin- und hergehenden und. sich drehenden Maschinenteile einander in ganz bestimmter Weise zugeordnet sein. müssen.
Bei den vorgeschlagenen Bewegungswand- lern ist man in der Zuordnung von hin- und herge henden und sich drehenden Maschinenteilen keinem Zwang unterworfen. Ferner lässt sich bei den ge nannten hydrostatischen Bewegungswandlern ver meiden, dass Lagerdrücke auftreten, und zwar da durch, dass einander symmetrisch zugeordnete Druckkammmern des Rotationsverdrängers derart mit einem Hubverdränger verbunden werden,
dass die vom Druckmittel auf den Drehkolben ausgeübten radialen Druckkräfte sich gegenseitig ausgleichen. Dieser Vorteil lässt derartige Bewegungswandler be sonders als Maschinenelemente für grosse Kolben brennkraftmaschinen geeignet erscheinen, bei denen bei Verwendung des mechanischen Kurbeltriebs die auf die Lager der Kurbelwelle ausgeübten Kräfte ganz erhebliche Werte annehmen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, die vorgenannten Bewegungswandler weiterhin zu verbessern, vor allem hinsichtlich der Beanspruchung der Dichtungen, mit denen die Gleitsteine an dem kurvenförmigen Flächen der Taschen gleiten.
Die Erfindung besteht darin, dass bei einem Be- wegungswandler der eingangs genannten Art die in den Taschen des Drehkolbens bei dessen Umlauf in axialer Richtung hin- und hergleitenden durch den Kurvenverlauf der Taschen bestimmte Bewegungen ausführenden Gleitsteine mit einem besonderen Füh rungselement versehen sind, das in einer im Drehkol ben vorgesehenen,
der Kurvenform der Taschen im Drehkolben entsprechenden Führungsbahn gleitet.
Zweckmässig sind die Gleitsteine an den Flächen, mit denen sie auf den seitlichen Begrenzungsflächen der Taschen des Drehkolbens bei dessen Umlauf gleiten, mit einer besonderen Dichtungsleiste aus Dichtungsmaterial versehen.
Die Gleitsteine können auf ihren Seitenflächen mit Nuten versehen sein, die durch Bohrungen derart mit den vom Druckmittel beaufschlagten Teilen des Gleitsteines in Verbindung stehen, dass beim Umlauf des Drehkolbens sich die auf den Gleitstein einwir kenden Druckkräfte gegenseitig ausgleichen.
Der Drehkolben läuft vorzugsweise mit seiner Aussenfläche auf einer entsprechenden zylindrischen Lagerfläche des Gehäuses ohne Zwischenschaltung besonderer Lager um.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch den Drehkolben teil eines aus Hubverdränger und Rotationsverdrän- ger bestehenden Bewegungswandlers, Fig.2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 2 in vergrösserter Darstellung,
Fig.4 eine Abwicklung des Schnitts nach der Linie IV-IV in Fig. 2, Fig. 5 eine Seitenansicht auf einen Gleitstein, Fig. 6 eine Draufsicht auf den Gleitstein nach Fig. 5.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Rota- tionsverdränger des Bewegungswandlers sitzt auf einer aus zwei Wellenteilen 1 und 1' bestehenden Welle, beispielsweise durch eine Bogenzahnkupplung 2 und 2' gegen Verdrehen gesichert, die Büchse 3, die mit den Ringteilen 4, 5 durch Zuganker 6 ver bunden ist.
Die Büchse 3 bildet zusammen mit den durch den Zuganker 6 verbundenen Ringteilen 4, 5 den Drehkolben des Rotationsverdrängers. Die Flä chen 7, 8 der Ringteile 4 beziehungsweise 5 sind äquidistant und sind in der Abwicklung sinusförmig gestaltet (Fig. 4).
In dem Gehäuse 9 sind vier Gleitsteine 10 in ent sprechenden Ausnehmungen axial verschieblich an geordnet. An den Stirnflächen 11 der. Gleitsteine 10 sind Dichtungsleisten 12 vorgesehen, die durch Federn 13 gegen die äquidistanten Flächen 7, 8 ange drückt werden. Am äusseren Umfang der Büchse 3 ist eine Nut eingeschnitten, in die Zapfen 14 der Gleitsteine 10 eingreifen.
Die Nut in der Büchse 3 entspricht in ihrer Formgebung der Formgebung der äquidistanten Flächen 7, 8 der Ringteile 4, 5, so dass die Gleitsteine 10 beim Umlauf des Drehkolbens in axialer Richtung zwischen den Flächen hin- und her gleiten und dabei eine Sinusschwingung ausführen. Zur Herabsetzung der Reibung der Zapfen 14 in der zugehörigen Nut der Büchse 3 können bekannte Mit tel, wie beispielsweise Kugel- oder Rollenlager, ver wendet werden.
Auch können die Dichtungsleisten 12 während des Betriebes zusätzlich noch durch den Flüssigkeitsdruck an die äquidistanten Flächen 7, 8 angepresst werden. Die Dichtungsleisten sind dabei von Führungskräften entlastet und werden lediglich zur Aufgabe des Dichtens herangezogen.
Zwischen zwei Gleitsteinen 10 werden, wie aus Fig. 4 ersichtlich, jeweils Druckkammern 15, 16 ge bildet, wobei die Kammern 15 mit einem in der vor liegenden Darstellung nicht abgebildeten Hubzylinder und die Kammer 16 mit einem anderen, ebenfalls nicht dargestellten Hubzylinder des Bewegungswand lers verbunden sind.
Die äquidistanten Flächen 7, B können in Um fangsrichtung Je nach den gewünschten Geschwindig- keits- und Beschleunigungsverhältnissen des Hubkol bens jedoch sowohl den dargestellten sinusförmigen als auch jeden beliebigen anderen Verlauf erhalten.
Bei den in Fig. 5 und 6 dargestellten Gleitsteinen sind auf den; Seitenflächen Nuten 17 eingearbeitet, die mit Bohrungen 18 in der Weise in Verbindung stehen, dass bei der axialen Bewegung des Gleitsteins die Nuten 17 periodisch mit den Druckkammern 15 be ziehungsweise 16 verbunden werden, und zwar in der Weise, dass die vom Druckmittel auf den Gleitstein ausgeübten Druckkräfte sich gegenseitig ausgleichen,
so dass der Gleitstein selbst von den vom Druckmit- tel ausgeübten Druckkräften entlastet ist. Durch die Anwendung dieser Druckausgleichmittel wird er reicht, dass der Gleitstein bei seinem Hin- und Her gang gewissermassen auf einem Polster von Druck mittel schwimmt, so dass die Reibungskräfte, die beim Gleiten metallischer Flächen auftreten würden und die verhältnismässig gross werden können, auf ein Mindestmass verringert werden.
Es ist auch denkbar, dass die Gleitsteine nicht, wie in der Zeichnung .dargestellt, mit Zapfen 14 ver sehen werden, die in einer besonderen Führungsnute gleiten, sondern an ihren Seitenflächen mit Gleitstük- ken versehen sind, die in den Flächen 7, 8 der Ring teile 4 beziehungsweise 5 gleiten. Vorteilhaft können diese Gleitstücke aus einem Material mit guten Gleit- eigenschaften hergestellt sein.
Bei einer solchen Konstruktion wird eine besondere Führungsnut für die Gleitsteine erspart.
Movement converter with a lifting displacer that is operatively connected to a rotary displacer via a transmission system filled with pressure medium. The invention relates to a motion converter with a stroke displacer that is operatively connected to a rotary displacer via a transmission system filled with pressure medium,
whose position corresponds to a specific position of the rotary displacer, the rotary displacer having a rotary piston running around in a housing, in whose circumferential surface curved pockets are milled, in which sliding blocks serve to seal the individual pressure chambers between the housing and rotary piston when the rotary piston rotates slide.
It has already been proposed to use a rotary piston rotating in a housing as a rotary displacer with such motion converters, in the outer surface of which curved pockets are milled, in which sliding blocks slide during the rotation of the rotary piston: the axial movement determined by the curve shape of the pockets execute and delimit the individual pressure chambers between the fixed housing and the rotating piston.
Such motion converters are used to replace the well-known mechanical cure beltriebs, which has the main disadvantage compared to these motion converters that with him the reciprocating and. rotating machine parts be assigned to one another in a very specific way. have to.
With the proposed motion converters, the assignment of reciprocating and rotating machine parts is not subject to any constraints. Furthermore, in the case of the hydrostatic motion converters mentioned, it is possible to avoid bearing pressures occurring, namely because pressure chambers of the rotary displacer that are symmetrically assigned to one another are connected to a lifting displacer in such a way that
that the radial pressure forces exerted on the rotary piston by the pressure medium balance each other out. This advantage makes such motion converters appear particularly suitable as machine elements for large piston internal combustion engines in which, when the mechanical crank drive is used, the forces exerted on the bearings of the crankshaft take on very considerable values.
The aim of the present invention is to further improve the aforementioned motion transducers, especially with regard to the stress on the seals with which the sliding blocks slide on the curved surfaces of the pockets.
The invention consists in the fact that in a motion converter of the type mentioned in the pockets of the rotary piston as it rotates back and forth in the axial direction through the curves of the pockets executing specific movements are provided with a special guide element that is in one provided in the rotary piston,
the curve shape of the pockets in the rotary piston corresponding guide track slides.
The sliding blocks are expediently provided with a special sealing strip made of sealing material on the surfaces with which they slide on the lateral boundary surfaces of the pockets of the rotary piston during its rotation.
The sliding blocks can be provided with grooves on their side surfaces, which are connected to the parts of the sliding block acted upon by the pressure medium through bores such that the pressure forces acting on the sliding block counterbalance each other as the rotary piston rotates.
The rotary piston preferably revolves with its outer surface on a corresponding cylindrical bearing surface of the housing without the interposition of special bearings.
The drawing shows exemplary embodiments of the subject matter of the invention, namely: FIG. 1 shows a cross section through the rotary piston part of a movement converter consisting of a reciprocating displacer and a rotary displacer, FIG. 2 a section along the line II-II in FIG. 1, FIG Detail from Fig. 2 in an enlarged view,
4 shows a development of the section along the line IV-IV in FIG. 2, FIG. 5 shows a side view of a sliding block, FIG. 6 shows a plan view of the sliding block according to FIG. 5.
In the rotary displacer of the motion converter shown in FIGS. 1 and 2, the bushing 3, which is connected to the ring parts 4, is seated on a shaft consisting of two shaft parts 1 and 1 ', for example secured against rotation by a curved tooth coupling 2 and 2'. 5 is connected by tie rod 6.
The sleeve 3 forms, together with the ring parts 4, 5 connected by the tie rod 6, the rotary piston of the rotary displacer. The surfaces 7, 8 of the ring parts 4 and 5 are equidistant and are designed sinusoidally in the development (Fig. 4).
In the housing 9, four sliding blocks 10 are arranged axially displaceably in ent speaking recesses. At the end faces 11 of the. Sliding blocks 10 sealing strips 12 are provided, which are pressed by springs 13 against the equidistant surfaces 7, 8 is. A groove is cut into the outer circumference of the sleeve 3, into which the pins 14 of the sliding blocks 10 engage.
The shape of the groove in the sleeve 3 corresponds to the shape of the equidistant surfaces 7, 8 of the ring parts 4, 5, so that the sliding blocks 10 slide back and forth between the surfaces in the axial direction as the rotary piston rotates, thereby executing a sinusoidal oscillation. To reduce the friction of the pin 14 in the associated groove of the sleeve 3, known With tel, such as ball or roller bearings, can be used ver.
The sealing strips 12 can also be pressed against the equidistant surfaces 7, 8 during operation by the liquid pressure. The sealing strips are relieved of executives and are only used for the task of sealing.
Between two sliding blocks 10, as can be seen from Fig. 4, each pressure chambers 15, 16 ge forms, the chambers 15 with a lifting cylinder not shown in the prior illustration and the chamber 16 with another, also not shown lifting cylinder of the movement wall lers are connected.
The equidistant surfaces 7, B in the circumferential direction can, however, have both the sinusoidal shape shown and any other shape depending on the desired speed and acceleration ratios of the reciprocating piston.
In the sliding blocks shown in Fig. 5 and 6 are on the; Lateral grooves 17 incorporated, which are in communication with bores 18 in such a way that, during the axial movement of the sliding block, the grooves 17 are periodically connected to the pressure chambers 15 and 16 respectively, in such a way that the pressure medium on the sliding block the pressure forces exerted balance each other out,
so that the sliding block itself is relieved of the pressure forces exerted by the pressure medium. By using this pressure compensation means, it is sufficient that the sliding block floats to a certain extent on a cushion of pressure medium during its back and forth movement, so that the frictional forces that would occur when sliding metallic surfaces and which can be relatively large are reduced to a minimum be reduced.
It is also conceivable that the sliding blocks are not, as shown in the drawing, see ver with pegs 14 that slide in a special guide groove, but are provided on their side surfaces with sliding pieces that are in the surfaces 7, 8 of the Ring parts 4 or 5 slide. These sliding pieces can advantageously be made from a material with good sliding properties.
With such a construction, a special guide groove for the sliding blocks is saved.