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Drehkolbenmaschine, insbesondere für Flüssigkeitsgetriebe.
Die Erfindung betrifft die besondere Ausbildung einer Drehkolbenmaschine mit Flügelkolben, bei der die um einen zentralen Zapfen sich drehende Kolbentrommel von einem dem Arbeitsraum der
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zeichnen sieh dadurch ans, dass sie bei kleinen Abmessungen grosse Fördermengen liefern und die hydraulischen Reibungsverluste sehr klein werden, weil das frei bewegliche Umlaufgehäuse durch die strömende
Flüssigkeit mitgenommen wird.
Da bei diesen Maschinen das Umlaufgehäuse im Luftraum läuft, so stellt sich bei hohen Treib- mitteldrücken der Nachteil ein, dass die seitlichen Deckel des Umlaufgehäuses durch den hohen Flüssig-
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an den Leckstellen Kammern vorgesehen sind. in denen sieh das Leeköl sammelt und gegebenenfalls unter einem bestimmten Druck gehalten wird. Dadurch werden die Leckstellen der Maschine unter
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Stellen zu lagern.
Ferner kann der Erfindung gemäss das aus den Ölkammern abfliessende Öl zugleich zur Sehmierung umlaufender Teile der Maschine Verwendung finden.
Sonstige Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung zweier auf der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen. Hiebei zeigt :
Fig. 1 die eine Hälfte eines Flüssigkeitsgetriebes im Längsschnitt ; Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 11-11 der Fig. 1 ; Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie III-III der Fig. 1: Fig. 4 eine andere Lagerung der Kolbentrommel in Verbindung mit einer zweiten Ausführungsform des Leekölreglers.
Es ist 1 das als Treibmittelbehälter ausgebildete Aussengehäuse eines Flüssigkeitsgetriebes, von
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ist. Die Kolbentrommel. 5 ist hiebei auf einem Zapfen 8 der Wand 2 drehbar gelagert, der in eine zentrale Bohrung 9 der Kolbentrommel eingreift. Zwischen Kolbentrommel und Zapfen ist eine Lagerbüchse 10 vorgesehen. Das Gegenlager findet die Kolbentrommel in einem im Deckel 3 angebrachten Kugellager 11.
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Diese erhalten ihre Führung durch an den Deckeln 13 sitzende Ringansätze 17, gegen die sie sich mittels eines Gelenkbolzens 18 stützen. Die dichte Anlage der Kolben 7 an die Innenfläche des Umlaufgehäuses wird durch ebensolche in die Flügelkolben eingelegte Gelenkbolzen 19 gesichert.
Um bei den im Betriebe auftretenden hohen Treibmitteldrücken ein Abfedern der Deckel 13 und dadurch die Bildung eines Spaltes an den Stirnwänden der Kolbentrommel zu vermeiden, stützen sich die Naben 20 der Seitendeckel13 an Ringscheiben 21 ab, die auf dem Hals der Kolbentrommel 5 sitzen und mit dieser umlaufen. Diese Ringscheiben werden durch Schraubmuttern 22 passrecht zu den Naben angestellt.
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besteht aus zwei Querstegen 23, die an kolbenartigen Führungsstücken 24 befestigt sind. Die letzteren sind in Bohrungen 25 des Aussengehäuses 1 verschiebbar gelagert. Die eine Kolbenführung nimmt eine im Deckel 26 verschiebbar gelagerte Gewindespindel 27 auf, die durch einen Handhebel 28 verdreht werden kann.
Die Verdrehung bewirkt eine Verstellung des Lagerrahmens, wodurch die Exzentrizität des Umlaufgehäuses zur Kolbentrommel verändert und dadurch auch die Form und Lage des Arbeitsraumes 16 geändert werden kann.
Der durch die Flügelkolben 7 unterteilte Arbeitsraum 16 steht durch zwischen den Kolben 7 angeordnete radiale Kanäle 29 und in der Büchse 10 angeordnete Schlitze mit Kanälen 30 und 30'in dem Überleitzapfen 8 in Verbindung. Diese Kanäle bilden je nach der Förderrichtung den Saugoder Druckkanal der Drehkolbenmaschine. Saug-und Druckseite sind hiebei durch einen Steg 32 des Überleitstückes 8 voneinander getrennt.
Die Saug- und Druckkanäle stehen ferner durch Querbohrungen 33, 33'mit nach der Grundplatte hin gerichteten Bohrungen 34, 34'in der Wand 2 in Verbindung. In diesen in den Ölraum des Getriebes ausmündenden Bohrungen sind Rückschlagventile 35,35'eingebaut.
Ist das Umlaufgehäuse gemäss Fig. 2 nach rechts verstellt und wird die Kolbentrommel im Sinne des Uhrzeigers angetrieben, dann übt der oberhalb der horizontalen Mittelebene liegende Teil des Arbeitraumes 16 eine Saugwirkung und der unter dieser Ebene liegende Teil eine Druckwirkung aus. Es wird dann aus dem Ölraum Treibmittel durch die Kanäle 34, 33,30 und 29 in den Arbeitsraum 16 eingesaugt und in der unteren Hälfte des Arbeitsraumes das Treibmittel durch die Kanäle 29 in die Druckkanäle 30' gedrückt, von denen aus es zu einem in gleicher Weise ausgebildeten Motor oder zu einer andern Verbrauchsstelle geführt wird.
Ein Übertritt des Treibmittels in den Ölraum wird durch das unter Druck
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Wird das Umlaufgehäuse so verstellt, dass es konzentrisch zur Kolbentrommel liegt, dann tritt überhaupt keine Förderung ein.
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durch die Kanäle 34', 33', 30'und 29 das Treibmittel angesaugt und in die Leitung 30 gedrückt wird.
Die Fördermenge und die Förderrichtung lässt sich je nach der Einstellung des Umlaufgehäuses
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entlang, so dass die Flüssigkeitsverluste denkbar gering werden.
Die bisher bekannten Drehkolbenmaschinen dieser Art haben nun den Nachteil, dass namentlich bei hohen Treibmitteldrücken die Deckel des Umlaufgehäuses nach aussen federn, wodurch ein Spalt an den Stirnwänden der Kolbentrommel entsteht, was die Leckverluste erhöht. Ein noch unangenehmerer Nachteil liegt darin, dass durch diese Spalten Luft angesaugt wird und in den Arbeitsraum gelangt.
Der Nachteil des Abfederns der Deckel wird durch die bereits erwähnten Ringscheiben 21 vermieden. Die Anordnung der Ringscheiben 21 ermöglicht aber auch, eine Einrichtung zu schaffen, bei der die natürlichen Leckverluste dazu dienen, einen luftdichten Abschluss des Arbeitsraumes zu bewirken.
Zu diesem Zweck sind zu beiden Seiten der Kolbentrommel 5 zwischen dieser und den Naben 20 der Deckel 13 Ringräume-36 bzw. 36'vorgesehen, die mit einander durch die Schlitze 6 in Verbindung stehen und seitlich durch die Ringscheiben 21 abgeschlossen sind. Der Abfluss des Lecköls aus dem einen Ringraum 36 erfolgt durch einen Kanal 37 und wird durch ein Steuerventil geregelt, das in einer Bohrung 38 des Achsstummels 4 angeordnet ist. Dieses Steuerventil besteht aus einer Büchse 39 mit in ihr gelagertem Differentialkolben 41, der mit der Büchse 39 einen Ringraum 47 einschliesst, in dem der Kanal 37 einmündet : Der Differentialkolben steht unter Einwirkung einer Feder 40, so dass auch das in den Kammern 36, 36'befindliche Leeköl unter dem gleichen Druck gehalten wird.
Steigt der Öldruck, so wird der Differentialkolben nach links verschoben und kann dann ein Teil des Öles durch eine jetzt frei gegebene Steueröffnung 48 in eine zentrale Ausbohrung 42 des Steuerkolbens übertreten. Von hier aus gelangt es durch eine in der Büchse 39 angebrachte Auslassöffnung 45 in einen Abflusskanal 46, der es in den Ölraum zurückfliessen lässt.
Auf diese Weise wird in den Kammern 36 und 36'ein bestimmter Öldruck aufrechterhalten und ein luftdichter Flüssigkeitsabschluss erzielt, so dass keinerlei Luft von aussen her in den Arbeitsraum des Getriebes gelangen kann,
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Die Höhe des Druckes kann hiebei durch Änderung der Spannung der Feder 40 mittels einer Stellschraube 49 geregelt werden.
Der in den beiden Kammern erzeugte Druck wird gleichzeitig dazu ausgenutzt, um die Flügelkolben 7 abdichtend an die Gehäusewand anzulegen, u. zw. auch dann, wenn die Flügelkolben nicht ganz genau eingepasst sind. Es ist dadurch möglich einfach zu bearbeitende Ringansätze an den Deckeln zur Führung der Flügelkolben zu benutzen.
Der auf der rechten Seite der Kolbentrommel angeordnete Sammelraum 36'steht noch durch einen Kanal 44 mit einer Ringnut in Verbindung. wodurch der Zapfen 8, um den sich die Kolbentrommel dreht, Druckschmierung erhält. Der Ölring in der Ringnut dient hiebei gleichzeitig dazu. auch hier ein Ansaugen von Luft zu verhindern.
Das Schmieröl kann sich hiebei in einer am Ende des Zapfens 8 vorgesehenen Kammer 43 sammeln, den es zum Teil anfüllt, bis es durch die zentrale Bohrung 42 abfliessen kann.
Da sich im Betriebe die Aussenwand der Kammer 43 dreht, so wird das Öl mitgenommen und bildet infolge der Fliehkraft einen Ölring. der ebenfalls ein Ansaugen von Luft zwischen Zapfen 8 und Kolbentrommel verhindert.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Drehkolbenmaschine gezeigt, bei der die Kolbentrommel 5 in Kegelrollenlagern Jss gelagert ist. deren Innenring 51 gegen die Abstützseheiben 21 angelegt werden.
Der nötige Anpressdruck wird durch einen Schraubdeckel 52 erzielt. Da die Kegelrollenlager erhebliche Axialbeanspruchungen aufnehmen können, so kann auch in den Sammelkammern für das Lecköl jeder gewünschte Überdruck eingestellt werden, ohne dass dadurch die Reibung merklich erhöht wird.
Bei dieser Ausführungsform steht zweckmässig die Kammer 36 durch den Kanal 37 unmittelbar mit der Kammer 43 in Verbindung, und wird der Druck in beiden Kammern gleichzeitig durch das in die Bohrung 38 eingebaute unter dem Druck der Feder 40 stehende Rückschlagventil 53 geregelt. Es stehen daher auch hier sämtliche Leckstellen unter Flüssigkeitsabsebluss. Das Rückschlagventil 53 öffnet beim Überschreiten des eingestellten Höchstdruckes und lässt das Lceköl durch den Kanal 46 abfliessen.
Dieser Kanal ist so angeordnet, dass er das Öl zwecks Schmierung dem Kegelrollenlager 50 zuführt.
Die gemäss vorliegender Erfindung ausgebildete Drehkolbenmaschine ermöglicht die Anwendung weit höherer Treibmitteldrücke, als bisher bei solchen Maschinen möglich war, gestattet ausserdem bei einfacher Herstellung ihre Abmessungen kleiner zu halten. Ausserdem sind die Leckverluste erheblich geringer und wird der Luft jeder Zutritt zum Arbeitsraum versperrt. Dadurch wird auch der Wirkungsgrad der Maschine ein sehr günstiger.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Drehkolbenmaschine mit Flügelkolben, insbesondere für Flüssigkeitsgetriebe, bei der die um einen zentralen Zapfen sich drehende Kolbentrommel von einem den Arbeitsraum der Maschine begrenzenden umlaufbeweglichen Gehäuse umschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Deckel (13) des Umlaufgehäuses in der Mitte durch auf der Kolbentrommel (5) sitzende Ringe (21) abgestützt werden und an den Leckstellen von diesen Ringen abgeschlossene Kammern (36, 36') vorgesehen sind, die durch das Lecköl gefüllt werden und einen wirksamen Schutz gegen das Ansaugen von Luft in den Arbeitsraum an den Stirnwänden der Kolbentrommel bilden.