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Hydraulische, als Motor oder Pumpe verwendbare Maschine Die Erfindung
betrifft eine hydraulische, als Motor oder Pumpe verwendbare Maschine mit mindestens
zwei in Zylinderbohrungen hin- und hergehenden und um ihre Längsachse schwingenden
Kolben, die Druckmittelkanäle steuernde Flächen haben und mit einem außermittig
an einer Welle sitzenden Mitnehmer verbunden sind.
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Es sind Schmierpumpen bekannt, bei denen jeweils zwei parallel zueinander
angeordnete Kolben über eine Welle angetrieben werden, die entweder unmittelbar
oder über eine oder mehrere andere, ebenfalls für den Antrieb von Kolben vorgesehene
Wellen mit dem Mitnehmer an der Antriebswelle verbunden ist. Eine solche Anordnung
braucht verhältnismäßig viel Platz, ist kompliziert in ihrer Bauart und teuer in
ihrer Herstellung.
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Bei Schmiermittelverteilern ist es auch bekannt, die Kolben in verschiedenen
Ebenen überkreuzt anzuordnen, wobei Druckmittelkanäle jeweils vom Mittelabschnitt
der Zylinderbohrungen zum Endabschnitt der senkrecht dazu liegenden Zylinderbohrung
führen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische
Maschine zu schaffen, die insbesondere als Motor betrieben werden kann, wobei die
Gesamtausführung und auch die verwendeten Einzelteile möglichst einfach ausgebildet
sind. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens einer der Kolben in einem
außerhalb seiner Zylinderbohrung liegenden Abschnitt ein Kupplungsglied trägt, das
sowohl an dem Mitnehmer als auch an einem entsprechenden Abschnitt eines benachbarten
Kolbens angreift, wobei die Achsen der Kolben senkrecht auf der Welle stehen und
einander in an sich bekannter Weise in verschiedenen Ebenen überkreuzen.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
eine als Motor ausgebildete Maschine dargestellt. Es zeigt Fig.1 einen Längsschnitt
nach Linie I-I in Fig. 3; Fig. 2 einen Längsschnitt nach Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III in Fig.1; Fig. 4 bis 7 Teilschnitte
nach den Linien IV-IV bis VII-VII in Fig. 3.
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In einem Gehäuse 1 ist in einem Wälzlager 2 eine Welle 3 gelagert,
deren aus dem Gehäuse herausragendes Ende einen Konus 4 und ein Gewinde 5 zur Befestigung
eines nicht dargestellten Kupplungsflansches trägt und deren im Gehäuse befindliches
Ende einen exzentrisch zur Wellenachse angeordneten, zylinderförmigen Mitnehmer
8 aufweist, in dem zwei Einschnitte 9 angebracht sind. Das Lager 2 wird durch einen
Lagerdeckel 10, der mit Schrauben 11 am Gehäuse 1 angeschraubt ist, gegen eine Schulter
12 am Gehäuse gehalten. Zur Befestigung der Welle 3 dient auf der einen Seite der
Mitnehmer 8 und auf der anderen Seite ein Sprengring 13, der in einer Nut auf der
Welle 3 sitzt. Der Hohlraum 14 im Gehäuse ist lagerseitig durch je eine zwischen
Lagerdeckel 10 und Gehäuseschulter 12 sowie Lagerdeckel 10 und Welle 3 angeordnete
Dichtung 16 und 17 nach außen abgedichtet.
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In den Mitnehmer 8 greift ein Kupplungsglied 18 ein, das an einem
senkrecht zur Welle 3 angeordneten, in Fig. 1 im Querschnitt und in Fig. 2 in Ansicht
sichtbaren Kolben 19 befestigt ist. Auf den beiden Enden des Kupplungsgliedes 18
sitzen kugelförmige Körper 20 und 21, die als Gleitkörper dienen. Der Gleitkörper
20 greift in einen ebenfalls zvlinderförmig und mit Schlitzen 23 versehenen Mitnehmer
24 ein, der durch eine Ansatzschraube mit einem senkrecht zur Achse des Kolbens
19 und zur Achse der Welle 3 gelagerten, in Fig. 1 in Ansicht und in Fig. 2 im Querschnitt
dargestellten Kolben 25 verbunden ist. Zur Sicherung der Lage des Mitnehmers 24
dient ein Stift 27.
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Die Enden 28 und 29 des Kolbens 25 sind in Zylindern 31 und 32 verschiebbar
gelagert, die von dem Hohlraum 14 ausgehen und nach außen entweder durch eine mit
einer Dichtung 33 versehene Schraube 34 oder ein eingepreßtes Zylinderstück 35 verschlossen
sind (Fig. 1). Die Enden 37 und 38 des Kolbens 19 sind in den senkrecht zur
Achse des Kolbens 25 und in anderer Ebene angeordneten Zylindern 39 und
40 verschiebbar gelagert, die ebenfalls von dem Hohlraum 14 ausgehen
und entweder durch eine mit einer Dichtung 42 versehene Schraube 43 oder einem eingepreßten
Zylinderstück 44 verschlossen sind (Fig. 2). Die Kolben 19
und 25 weisen
an ihren Stirnseiten zylindrische Ausnehmungen 45 und 46 auf, von denen Bohrungen
47 und 48 bzw. 49, 50 ausgehen, deren Mittellinien einen Winkel von etwa 60° einschließen
(Fig. 3 bis 7). Die durch die Stirnseiten der Kolben 19 und 25 und der Zylinder
31 und 32 bzw. 39 und 40 gebildeten Arbeitsräume sind mit 51 bis 54 bezeichnet.
Das
Gehäuse 1 hat Kanäle 55 bis 60 und 62 bis 67, die nicht durch das ganze Gehäuse
hindurchgehen und deren außenliegende Mündungen jeweils durch einen Bolzen 68 verschlossen
sind. Die Kanäle 55 bis 60 bzw. 62 bis 67 sind jeweils miteinander verbunden und
bilden zwei Ringe, die senkrecht zur Achse der Welle 3 und parallel zu den in verschiedenen
Ebenen angeordneten Kolben 25 bzw. 19 liegen. Die Kanäle 55 und 60 münden in den
Zylinder 31, die Kanäle 57 und 58 in den Zylinder 32, die Kanäle 62 und 67 in den
Zylinder 39 uiid die Kanäle 64 und 65 in den Zylinder 40. Senkreclit zu den von
den Achsen der Kanäle 55 bis 60 bzw. 62 bis 67 gebildeten Ebenen verlaufen zwei
Kanäle 70 uticl 71. und zwar geht die Achse des Kanals 70 durch dir Schnittpunkte
der Achsen der Kanäle 59 und 60 bzw. 62 und 63 und die Achse des Kanals 71 durch
die Schnittpunkte der Kanäle 56 und 57 bzw. 65 und 66 hindurch. Die Kanäle 70, 71
verbinden die genannten, in zwei Ebenen liegenden Kanalsysteme miteinander. Der
Kanal 71 dient zum Einlaß von Druckmittel und führt zum Nippel 72, der Kanal 70
dient zum Auslaß von Druckmittel und führt zum Nippel 73.
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Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Lage des Motors befindet
sich der Kolben 19 in seiner Mittenstellung, und der Arbeitsraum 53 ist über die
Bohrung 49 mit den Kanälen 67, 66 und 71 verbunden, durch die das Druckmittel zufließt.
Der Arbeitsraum 54 ist über die Bohrung 48 an die Kanäle 64, 63 und 70 angeschlossen,
durch die das Druckmittel abfließt. Der Kolben 19 bewegt sich also in Richtung zum
Verschlußstopfen 43. Der Kolben 25 dagegen befindet sich in einer seiner Endlagen.
Bei dieser sind die Bohrungen 47 bis 50 durch die Wände der Zylinder 31 und 32 abgedeckt,
so daß aus den mit dem Einlaßkanal 71 verbundenen Kanälen 55 und 57 kein Druckmittel
zufließen und über die mit dem Auslaßkana170 verbundenen Kanäle 58 und 60 auch kein
Druckmittel abfließen kann.
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Während ihrer Bewegung von einer Endlage in die andere drehen sich
die Kolben 19 und 25 jeweils um einen Winkel von etwa 60°. Diese Bewegung wird durch
das Kupplungsglied 18 bewirkt, dessen Schwenkachse der Achse des Kolbens 19 entspricht
und das gleichzeitig die Hubbewegungen dieses Kolbens 19 entspricht und das gleichzeitig
die Hubbewegungen dieses Kolbens mitmacht. Es überlagern sich also eine Dreh- und
eine Verschiebebewegung, die durch die Führung des Kupplungsgliedes 18 im Mitnehmer
8 auch auf den Kolben 25 übertragen werden. Durch diese Hub- und Schwingbewegungen
der Kolben 19 und 25 werden die in die Ausnehmungen 45 und 46 mündenden Bohrungen
47 und 48 bzw. 49 und 50 wechselweise in Verbindung mit den Zu- und Abflußkanälen
der Arbeitsräume 51 bis 54 gebracht.
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Durch die Bewegung des Kolbens 25 in seine Endlage nahe der Verschlußschraube
34 wird der Arbeitsraum 52 über die Bohrung 50 im Kolben 25 mit dem Druckmittel
enthaltenden Kanal 57 und der Arbeitsraum 51 über die Bohrung 47 mit dem
Kanal 60 verbunden, der seinerseits unter dem Druck der nicht dargestellten, vom
Anschlußnippe173 ausgehenden Abflußleitung 70 steht. Dieser Druck entspricht etwa
dem Atmosphärendruck. Nach Überschreiten seiner einen Endlage trägt auch der Kolben
25 zur Arbeitsleistung des Motors bei, bis er seine andere Endlage erreicht hat,
bei der wieder ein neues Arbeitsspiel beginnt, das für den Kolben 19 nach Überschreiten
der Ilittenlage durch den Kolben 25 bereits begonnen hatte. Es wird also ständig
von mindestens einem der Kolben 19 oder 25 ein Moment auf den Mitnehmer 8 ausgeübt,
das die Welle zum Umlaufen bringt.
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Die beschriebene Maschine läßt sich auch als Pumpe betreiben. Sie
arbeitet bei beiden Betriebsarten betriebssicher und hat eine im Vergleich zu ihrer
räumlichen Ausdehnung große Leistung.