Flüssigkeitsgetriebe mit umlaufenden Zylindern, deren Kalben mittels einer Scviefscheibe hin- und herbewegt werden. Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeits getriebe mit umlaufenden Zylindern, die gegen eine ihnen gegenüber angeordnete, mit einem Sauge- und einem Druckschlitz versehene Steuerfläche gedrückt werden und deren umlaufende Kolben von einer in ihrer Winkelstellung verstellbaren, ebenfalls um laufenden Schiefscheibe hin- und herbewegt werden.
Getriebe dieser Art bestehen zum Beispiel aus einem Pumpen- und einem Motorteil, die im wesentlichen gleich ausgebildet sind. Es ist auch möglich, von diesen Getrieben nur den Pumpen- oder nur den Motorteil zu ver wenden. Beispielsweise kann der Pumpenteil mit Vorteil für den hydraulischen Antrieb von irgendwelchen Maschinen, beispielsweise Werkzeugmaschinen, benutzt werden.
Bei den bekannten Getrieben dieser Art ist der Zylinderkörper schwenkbar angeord net, wobei er durch den Druck im Innern der einzelnen Zylinder gegen eine Steuerfläche gedrückt wird, die auf einem Schwenk rahmen angeordnet ist. Der Schwenkrahmen kann jedoch praktisch gar nicht so kräftig gemacht werden, als dass er sich nicht. mit wachsenden Drücken des Arbeitsmittels durchbiegt. Dadurch wird die bis dahin planebene Fläche des Steuerspiegels mehr oder weniger krumm, so dass die Zylinder räume des gegen die Steuerfläche gedrückten Zylinderkörpers nicht mehr einwandfrei nach aussen abgedichtet werden können.
Eine auch nur geringe Undichtigkeit genügt aber schon bei hohen Drücken, dass das unter Druck stehende Arbeitsmittel zwischen der Steuer fläche und der ihr gegenüberliegenden Fläche des Zylinderkörpers hindurchgedrückt und der Zylinderkörper vollständig von der Steuerfläche abgehoben wird. Ein weiterer sich in gleicher Richtung auswirkender Nachteil der bekannten Flüssigkeitsgetriebe besteht darin, dass zum mindestens die Druck leitung durch das hohle Innere eines Zapfens des Schwenkrahmens geführt werden muss.
Hierdurch wird zunächst die Steifigkeit und Festigkeit des .Schwenkrahmens vermindert, was wiederum die Gefahr erhöht, dass sich die Steuerfläche unter dem Einfluss von hohen Drücken des Arbeitsmittels durch biegt. Die Durchführung des Arbeitsmittels durch das hohle Innere eines Zapfens des Schwenkrahmens neigt ausserdem ebenfalls bei hohen Drücken zu Betriebsachwierig- keiten und Anständen. Die Steuerfläche selbst muss eingeschabt werden, was in dem Schwenkrahmen auf Schwierigkeiten stösst. Abgesehen davon, dass auf diese Weise die Herstellungskosten erhöht werden, ergibt sich die Gefahr, dass die Steuerfläche nicht einwandfrei eingeschabt wird.
Erfindungsgemäss können die beschriebe nen Nachteile dadurch beseitigt werden, dass die Steuerfläche fest an dem ruhend ange ordneten Lagerkörper der An- bezw. Ab triebswelle vorgesehen ist und die Lager für den Schwenkrahmen samt Schiefscheibe von einem separaten Lagerbock gebildet sind, der erst nachträglich mit dem die Steuerfläche und die Lagerung für die erwähnte Welle bildenden Werkstück verbunden wurde. Auf diese Weise kann die Möglichkeit, dass sich die Steuerfläche unter dem Einflusse von hohen Drücken des, Arbeitsmittels durch biegt, völlig vermieden werden. Es ist zwar auch jetzt möglich, dass sich dieser Schwenk rahmen durchbiegt.
Dieses Durchbiegen hat, jedoch nicht mehr irgendeinen nachteiligen Einfluss auf die Steuerfläche. Nicht nur der Druck- und der Sanbeschlitz der Steuerfläche liegen in dem ruhend angeordneten Lager körper der An- und bezw. Abtriebswelle, sondern auch der Saugekanal und der Druckkanal, so dass sich keinerlei Schwierig keiten bei der Zu- und Abführung des Ar beitsmittels ergeben. Die Kolben und Zylin derräume liegen auf diese Weise näher am Maschinenständer, so dass die Gefahr von Schwingungen herabgesetzt und das ganze Getriebe stabiler wird.
Dies kann insofern unterstützt werden, als bei dem Erfindunbs- gegenstan.d in dem Gehäuse zur Lagerung der An- bezw. Abtriebswelle kein Druck laser zur Aufnahme der Kolbenkräfte vor gesehen zu werden braucht, durch die ja der Zylinderblock gegen die Steuerfläche ge drückt wird.
Dadurch, dass für den Schwenk rahmen der Schiefscheibe ein besonderer La gerbock vorgesehen ist, der erst nachträglich mit dem die Steuerfläche und die Lagerung für die An- bezw. Abtriebswelle bildenden @Verkstiick verbunden wird, kann die Steuer fläche ohne Schwierigkeiten bearbeitet wer den. Um dies weiter zu erleichtern, sieht man zweckmässigerweise die Steuerfläche auf einem Vorsprung ihres Werkstückes vor.
Auf diese Weise lässt sich zwanglos ein Zen trieransatz für den Lagerbock für den Schwenkrahmen der Schiefscheibe schaffen.
Im allgemeinen dient zum Antrieb der artiger Flüssigkeitsgetriebe ein Elektromotor oder ein sogenannter Getriebemotor, bei welch letzterem das im allgemeinen mecha nische Getriebe in das Gehäuse des Elektro motors eingebaut ist. Zweckmässigerweise dient in einem solchen Falle das antriebs- seitige Lagerschild des Motors gleichzeitig zur Bildung der Steuerfläche und zur Lage rung der Antriebswelle des Flüssigkeits getriebes, die mit dem Motoranker bezw. der Abtriebswelle des Motorgetriebes aus einem Stück besteht. Auf diese Weise ergibt sieh eine Verkürzung der Baulänge.
Eine beson dere Kupplung zwischen der Antriebswelle des Flüssigkeitsgetriebes und der Anker delle fällt dabei also fort.. und die Kolben des Flüssigkeitsgetriebes liegen näher am Maschinenständer, so dass die ganze Vor richtung stabiler wird und die Gefahr von Schwingungen, die von dem Pumpenkolben herrühren, herabgesetzt wird. Etwa auf tretende Schwingungen werden ausserdem durch die Masse des Ankers gedämpft.
Die Drehzahlen und die Arbeitsmittel drücke derartiger Getriebe sind sehr hoch. so dass schlagartig die einzelnen umlaufenden Arbeitszylinder, nachdem sie vom Sauge schlitz getrennt worden sind. mit dem Druck schlitz in Verbindung gebracht werden. Das unter Druck stehende Strömungsmittel tritt dann ebenso schlagartig in den Zylinderraum ein, wodurch sich leicht Stösse in .der Ma schine, Schwingungen und ein unruhiger Lauf der Maschinen ergeben. Man hat zur Behebung dieser Nachteile bereits vorge schlagen, an den beiden Enden des Druck schlitzes Verlängerungsnuten vorzusehen, die die Zylinderräume noch eine Zeitlang mit dem Druckschlitz in gedrosselter Verbindung halten.
Im allgemeinen werden diese Ver längerungsnuten derart ausgebildet, dass ihr Querschnitt nach dem @Saugeschlitz zu all mählich abnimmt. Man hoffte auf diese Weise zu erreichen, dass bei Beginn des Druckhubes der in dem Drucksichlitz und den daran anschliessenden Räumen herrschende Druck nur allmählich auf die Räume der ein zelnen Zylinder übertragen wird. In ent sprechender Weise soll die am Austritte aus dem Druckschlitz angebrachte Verlänge rungsnut dafür sorgen, dass die Räume .der einzelnen Zylinder nur allmählich von dem Druckschlitz und den daran anschliessenden Druckräumen getrennt werden.
Zweckmässig weist nun beim vorliegenden Getriebe der Saugeschlitz an dem Ende, wo die Räume der umlaufenden Zylinder von ihm getrennt werden, eine gegen das Ein trittsende des Druckschlitzes gerichtete Ver längerungsnut auf, die die Zylinderräume noch eine Zeitlang über den äussern Totpunkt der Kolben hinaus mit dem Saugesehlitz in vorzugsweise gedrosselter Verbindung hält. Eine Verlängerungsnut am Eintritt in den Druckschlitz wird hierbei fortgelassen.
Die Vorwärtsbewegung der Kolben beim Über gang von dem Saugeschlitz in den Druck schlitz ist äusserst gering. Der Weg zwischen dem Ende des Saugeschlitzes und dem An fang des Druckschlitzes ist jedoch aus prak tischen Erwägungen so gross,. dass -am Be ginn der Umlaufbewegung nach Verlassen des Saugeschlitzes doch noch .eine. geringe Rücklaufbewegung des Kolbens stattfindet, die ein, wenn auch nur geringes Vakuum in dem Zylinder zur Folge hat.
Wenn nun überhaupt keine Verlängerungsnuten- oder auf bekannte Weise Verlängerungsnuten am Anfang des Druckschlitzes angeordnet sind, schlägt plötzlich das unter Druck stehende Arbeitsmittel von dem Druckschlitz bezw. seiner Verlängerungsnut her zurück in den Arbeitszylinder, in dem ein geringes Vakuum herrscht. Die Folge ist ein starker Schlag, der sich in den oben beschriebenen Mängeln des Laufes der Maschine auswirkt.
Tatsäch lich sind die Drücke in dem Druckschlitz und den daran anschliessenden Räumen viel zu hoch, als dass durch eine Verlängerungs nut am Anfang des Druckschlitzes ein all mählicher Übertritt des Druckes in den Druckschlitzen auf den Zylinderraum er reicht werden könnte. Dadurch, dass eine Ver längerungsnut am Ende des Saugeschlitzes angeordnet wird, die die Zylinderräume noch eine Zeitlang über den Totpunkt hinaus mit dem Saugeschlitz in Verbindung hält, wird auf alle Fälle erreicht,
dass während des ganzen Saugehubes der Kolben ihre Zylin derräume mit dem Saugeschlitz in Verbin dung stehen. Die Entstehung eines Vakuums in den Zylinderräumen ist also nicht mehr möglich.
Dadurch, dass die am Ende des Saugeschlitzes angeordnete Verlängerungsnut sogar so lang ist, dass die Zylinderräume noch über den Totpunkt der Kolben hinaus mit dem Saugeschlitz in Verbindung stehen, drückt der Kolben sogar noch ,einen kurzen Augenblick eine ganz geringe Menge von Ar beitsmittel in den Saugeschlitz hinein, was eine Gewähr mehr dafür ist, dass kein Va kuum in dem Zylinder entsteht.
Wenn jetzt der Zylinderraum mit dem Druckschlitz in Verbindung tritt, kann sich nicht schlagartig das in ,dem Druckschlitz unter Druck stehende Arbeitsmittel in den Zylinderraum stürzen, da ja der Zylinderraum schon voll ständig mit unter Druck stehendem Arbeits mittel angefüllt ist.
Es hat sich heraus- gestellt, dass, diese Überlegungen richtig sind und .dass eine auf diese Weise ausgebildete Maschine einen wesentlich ruhigeren Lauf als die bekannten Maschinen dieser Art besitzt.
Vorzugsweise ist die Verbindung, die durch .die Verlängerungsnut am Ende des Saugeschlitzes zwischen den einzelnen Zylin- derräumen und dem Saugeschlitz geschaffen wird, gedrosselt; auf diese Weise wird er reicht, dass die einzelnen Kolben jenseits ihres Totpunktes das Strömungsmittel nur unter Überwindung eines gewissen Wider standes in den Saugeschlitz zurückdrücken können.
Hierdurch ist eine Gewähr mehr dafür vorhanden, dass die Zylinderräume vollständig mit dem Strömungsmittel a.nge- füllt sind, bevor sie mit den Druckräumen in Verbindung gesetzt werden.
Z-#veekmässigerweis@e ist wieder auf be kannte Art am Ende des Druckschlitzes eine V erlänberungsnut vorzusehen. Es empfiehlt sich weiter, den Querschnitt der am Ende des Saugeschlitzes angebrachten Verlän gerungsnut über ihre ganze Länge im wesent lichen gleich zu gestalten. Der Zweck dieser Verlängerungsnut besteht ja nur darin, die Räume der einzelnen Zylinder noch eine ge wisse Zeit lang mit dem Saubesehlitz in Ver bindung zu halten. Irgendeine langsam ab nehmende Drosselung ist hier nicht not wendig.
Im Gegensatz hierzu nimmt zweck mässigerweise der Querschnitt der am Ende des Druckschlitzes angebrachten Verlän gerungsnut nach dem Beginn des Sauge schlitzes zu allmählich ab, da ja der Zweck dieser Nut darin besteht, die Räume der ein zelnen Zylinder allmählich von dem Druck schlitz und den daran anschliessenden Räumen zu trennen.
Die beiliegende Zeichnung zeigt nvei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es stellen dar: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Pumpenteil eines erfindungsgemäss ausgebil deten Getriebes, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2, Fi,g. 4 eine Ansicht auf den Steuer spiegel, Fig. 5 teilweise einen Längsschnitt, teil weise eine Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform der Erfindung,
bei der das an- triebsseitige Lagerschild eines die Pumpe des Getriebes antreibenden Elektromotors bleichzeitig mir Lagerruig der Antriebswelle der Pumpe dient und mit einer Steuerfläche für die Pumpe versehen ist.
Die Antriebswelle 1, die von einen nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird, ist in dem Lagergehäuse 2 mittels einer La gerbuchse 3 und eines Wälzlagers 26 dreh bar gelagert. Auf ihr ist fest mittels Feder 4 und Nut ein Zylindergehäuse 5 befestigt, das mit Hilfe einer Feder 6, die sich einerseits gegen das Zylindergehäuse 5 und anderseits gegen einen an der Antriebswelle 1 befestig ten Ring 7 legt, gegen eine am Lagergehäuse vorgesehene Steuerfläche 8 gedrückt wird.
An dem Lagergehäuse 2 ist mit Hilfe eines ringfiirinigen Flansches 9, der durch einen die kreisförmige Steuerfläche 8 auf weisenden Vorsprung zentriert wird, ein La gerbock 10 mit zwei Lagern 11, 12 befestigt, um deren Lagerzapfen 13, 14 ein Schwenk rahmen 15 drehbar gelagert ist.
In dem Schwenkrahmen 15 ist zentrisch ein Zapfen 16 befestigt, auf dem drehbar mit Hilfe zweier Kugellager 17 eine Schief- seheibe 18 gelagert ist. Die Schiefscheibe stützt sich ausserdem mittels eines Kugel- druclz.lagers 19 gegen den Schwenkrahmen 15 ab.
In dem Zylindergehäuse 5 sind im Aus führungsbeispiel sieben Zylinderbohrungen 20 auf einem zentrisch zu der Achse der Antriebswelle 1 liegenden Kreis vorgesehen. Vorzugsweise sind ganz allgemein eine un gerade Anzahl von Zylinderbohrungen vor zusehen, also beispielsweise fünf, sieben oder neun. Diese Zylinderbohrungen gehen in Schlitze 21 über, die mit Bezug auf die Achse der Antriebswelle auf demselben Radius wie ein Saugeschlitz 22 und ein Druckschlitz 23 liegen, die einerends in der Steuerfläche 8 endigen. Vorzugsweise haben die Schlitze 21, der @Sa,ugesehlitz 22 und der Druckschlitz 23 dieselbe Breite.
Der Sauge sehlitz 22 steht mit einem ebenfalls in dem Zylindergehäuse 2 vorgesehenen Saugekanal 24 in Verbindung, an den die Saugeleitung angeschlossen ist. In entsprechender Weise steht der Druckschlitz 23 mit einem in dem Lagergehäuse 2 vorgesehenen Druakschlätz 25 in Verbindung, von dem aus die Druck- leitung geht. Das Wälzlager 26 wird mit Hilfe eines Deckels 27, in dem eine Abdich tung 28 eingeschlossen ist, in dem Gehäuse festgehalten.
In jeder der Zylinderbohrungen 20 ist ein Kolben 29 verschieblich ,gelagert, an dem je eine Pleuelstange oder ein Lenker 30 mit Hilfe eines Kugelkopfes 31 gelenkig angreift. Zur Lagerung des Kugelkopfes an jedem der Kolben dient eine zweiteilige Pfanne 32, 33.
In entsprechender Weise ist jeder der Lenker 30 mit Hilfe eines Kugel kopfes 34 und einer zweiteiligen Pfanne 35, 36 in der Schiefscheibe 18 gelenkig gelagert.
Die Schiefscheibe 18 wird durch dis An triebswelle 1 mittels eines Gleitsteines 37 mitgenommen, der verschieblich in einer rechteckigen Aussparung der Schiefscheibe 18 gelagert ist. Die Welle 1 greift mit einem abgeflachten Ende 38 in den Gleitstein. ein. Die für das abgeflachte Ende der Antriebs welle vorgesehene Aussparung des Gleit steines 37 isst durch einen fest mit dem Gleitstein verbundenen Deckel 39 abgeschlos sen.
Durch eine mittels einer Feder 40 be lastete Kugel 41 wird der Gleitsteindeckel 39 in ständiger Berührung mit dem vordern Ende des abgeflachten Kopfes der Antriebs- welle 38 gehalten. Die ,Schmalseite des ab geflachten Kopfes ist, wie bei 43 gezeigt, in Form einer Kugelfläche abgerundet, -deren Mittelpunkt im Schnittpunkt der Achse der Antriebswelle 1 und der Achse der Schwenk zapfen 13, 14 liegt.
Die Mittellinie 42 des Saugeschlitzes 22 und des Druckschlitzes 23 liegt parallel zur Achse des Schwenkrahmens 15 der ,Schief- scheibe 18. Beide Schlitze erstrecken sich von dieser Mittellinie aus nach beiden Seiten und endigen in gewissem Abstande vor der senkrecht dazu liegenden Mittellinie, damit der Schlitz 21, dessen Länge etwa gleich dem Durchmesser der Zylinderbohrun gen 20 ist, nicht gleichzeitig mit dem Sauge schlitz 22 und dem Druckschlitz 23 in Ver bindung steht.
Es sei angenommen, dass der Zylinderkörper 5 während des Betriebes in Richtung des Pfeils 44 umläuft. An dem Ende 45 des Saugeschlitzes 22, an dem die Verbindung der einzeln umlaufenden Zylin derräume mit dem Saugeschlitz unterbrochen wird, ist eine Verlängerungsnut 46 vor gesehen, die derart lang ist, dass die Schlitze 21 auch dann noch mit ihr in Verbindung stehen, wenn,
die Kolben 29 schon etwas über den äussern Totpunkt hinaus gelangt sind: Am Austritt 47 aus der Drucknut ist. eine entsprechende Verlängerungsnut 48 vor gesehen. Während die Nut 46 im wesent lichen über ihre ganze Länge den gleichen Querschnitt aufweist, verringert sich der Querschnitt der Verlängerungsnut 48 nach dem Anfang 49 des Saugeschlitzes hin.
Im übrigen weist die SteuerfIäche auf bekannte Weise ringförmige Aussparungen 50, 51 auf, zwischen denen die -Steuerschlitze 22 und 23 angeordnet sind. In diesen ring förmigen Aussparungen sind Blöcke 52, 53 stehen gelassen, deren vordere Fläche auf be kannte Art schräg allmählich nach der Grundfläche der ringförmigen Aussparungen 50, 51 abfällt.
In. den ringförmigen Aussparungen 50, 51 der .Steuerfläche endigt je eine Bohrung 54 bezw. 55, durch die über eine gemeinsame Zuführungsleitung 56 Schmieröl zu der Steuerfläche zugeführt wird. Jede der Pleuel stangen 30 weist eine Längsbohrung 57 auf, die über eine in jedem Kolben 29 vorgesehene Längsbohrung 58 mit dem Zylinderraum 20 in Verbindung steht.
In der Längsbohrung 58 ist ein sich nach der Längsbohrung 57 öffnendes federbelastetes Rückschlagventil59 eingebaut. In dem Pfannenteil 35 ist weiter eine Schmierbahrung 60 vorgesehen, die mit einer Bohrung 61 in Verbindung steht, von :der aus der Gleitstein. 37 und über eine Bohrung 62 der Lagerkopf 38 geschmiert wird. Weitere Bohrungen 63 gehen von den Pfannenhälften 35 aus-, um die Wälzlager 17 und 19 zu schmieren.
Mittels der Antriebswelle 1 werden das Zylindergehäuse 5 und die Sehiefscheibe 18 im Sinne des Pfeils 44 in Fig. 4 in Um drehung versetzt. Falls die Achse der Schief scheibe 18 des Schwenkrahmens 15 in der Achse der Antriebswelle 1 liegt, werden die Kolben 29 in ihren Bohrungen 20 nicht hin- und herbewegt;
die Fördermenge der Pumpe ist gleich Null. Wenn die Sehiefscheibe 18 mittels des Schwenkrahmens 15 in der Nor- malrichtung entsprechend Eig. 1 aus der Achse der Antriebswelle 1 herausgeschwenkt wird, werden die Pumpenkolben 29 hin- und herbewegt;
je mehr die Schiefscheibe heraus geschwenkt ist, um so grösser ist der Hub der Pumpenkolben und um so grösser ist die Fördermenge der Pumpe. Die Förderrichtung der Pumpe wird umgekehrt, wenn die Schief scheibe in, der andern Richtung über die Achse der Antriebswelle hinausgeschwenkt wird. Dieser Zustand entspricht nicht dem Normalzustand, für den das Getriebe gebaut ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist ein die Pumpe antreibender Elektromotor mit 64 bezeichnet, dessen Ankerwelle 65 aus einem Stück mit der Antriebswelle für die Pumpe besteht. In dem antriebsseitigen La gerschild 66 ist ein Saugekanal 67 und ein Druckkanal 68 vorgesehen, die auf eine Weise, die .mit der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 übereinstimmt, in einen Saugeschlitz 69 und einen Druckschlitz 70 übergehen.
Die beiden Schlitze münden in eine Steuerfläche 71, gegen die der Zylinder block 72 gedrückt wird. Die Lagerung der Welle 65 mittels einer Buchse 73 und eines Wälzlagers 74 stimmt mit der der Ausfüh rung: form nach den Fig. 1 bis 4 überein. Auch im übrigen bestehen keine Unterschiede zwischen der Ausführungsform nach der Fig. 5 und der nach den Fig. 1 bis 4.