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Getriebe zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine
Drehbewegung mit einer Flüssigkeit als Übertragungsmittel Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf ein Getriebe zur Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung
in eine Drehbewegung mit einer Flüssigkeit als Übertragungsmittel, insbesondere
ein Getriebe zwischen Kolben und Motorwelle für Brennkraftmaschinen mit hin- und
hergehenden Kolben, mit einer exzentrischen Kreisscheibe und mit im Maschinengehäuse
schiebbar gelagerten Gleitschiebern die sich über Zwischenstücke auf der Umfangsfläche
der exzentrischen Kreisscheibe abstützen, wobei die Gleitflächen der Zwischenstücke
die gleiche Krümmung aufweisen wie der Umfang der exzentrisch gelagerten Kreisscheibe.
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Es sind Getriebe bekannt, durch die die hin- und hergehende Bewegung
eines Kolbens in die Drehbewegung einer Welle dadurch umgewandelt wird, daß der
Kolben über eine mit Druckflüssigkeit gefüllte Leitung mit einer exzentrisch gelagerten
Kreisscheibe in Wirkungsverbindung steht und dadurch jeder Stellung des Hubkolbens
eine bestimmte Stellung der exzentrischen Kreisscheibe zugeordnet ist, und umgekehrt.
Bei diesen Getrieben wird also der übliche mechanische Kurbeltrieb durch eine zwischen
der exzentrischen Kreisscheibe und dem Hubkolben hin- und herpendelnde Druckflüssigkeitssäule
ersetzt. Die Abdichtung der einzelnen Arbeitsräume erfolgt dabei durch Gleitschieber,
die auf der Umfangsfläche der Kreisscheibe gleiten und gegen Druck, beispielsweise
von Federn, in entsprechenden Schlitzen im Maschinengehäuse radial verschiebbar
sind. Mit der Umfangsfläche der Kreisscheibe befinden sich die Gleitschieber in
Linienberührung. Sie sind daher vor allem bei höheren Drehgeschwindigkeiten und
Drükken dem Verschleiß ausgesetzt, der ein beträchtliches Ausmaß annehmen kann.
Auch die Dichtwirkung läßt bei Anwendung solcher Gleitschieber wegen der Linienberührung
zwischen Gleitschieber und Umfangsfläche der Kreisscheibe zu wünschen übrig.
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In der Erkenntnis, daß diese Mängel beseitigt werden, wenn Dichtungselemente
verwendet werden, die mit der umlaufenden Kreisscheibe nicht in Linien, sondern
in Flächenberührung stehen, ist es auch bekannt, zwischen Gleitschiebern und Kreisscheibe
Zwischenstücke anzuwenden, die mit den Gleitschiebern gelenkig verbunden sind und
mit einer Dichtfläche auf dem Umfang der Kreisscheibe gleiten, die die gleiche Krümmung
wie diese aufweist.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Vorrichtungen weiterzuverbessern,
insbesondere sie konstruktiv und fertigungstechnisch einfacher und vor allem betriebssicherer
zu gestalten.
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Die Erfindung besteht in erster Linie darin, daß die exzentrisch auf
der Maschinenwelle gelagerte Kreisscheibe in einem Ring umläuft, der seitlich einander
gegenüberliegende Dichtungsflächen hat, die während des Umlaufes der Kreisscheibe
auf entsprechende Dichtungsflächen von im Gehäuse der Maschine gegenüberliegend
angeordneten und schiebbar gelagerten Gleitstücken zusammenwirken. Diese gleiten
ihrerseits beim Umlauf der Kreisscheibe auf Gleitflächen im Maschinengehäuse, die
vorzugsweise senkrecht zu der Dichtungsfläche des die Kreisscheibe umgebenden Ringes
angeordnet sind.
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Die Dichtungsflächen des die Kreisscheibe umgebenden Ringes sowie
die Dichtungsflächen der Gleitstücke und die Dichtungsflächen im Maschinengehäuse
können in bekannter Weise mit einem Überzug aus gut gleitendem Werkstoff versehen
sein. Es können in diese Dichtungsflächen aber auch in bekannter Weise Dichtungsleisten
aus gut gleitendem Werkstoff eingesetzt sein. Diese Dichtungsleisten können sich
beispielsweise gegen den Druck von Federn auf der zugehörigen Dichtungsfläche des
anderen Teiles abstützen. Bei Verwendung zylindrischer Dichtungsflächen zwischen
den Gleitstücken und dem Maschinengehäuse können die in entsprechenden Bohrungen
des Maschinengehäuses gleitenden Zapfen der Gleitstücke in bekannter Weise mit Kolbenringen
versehen sein, die jedoch entfallen können, wenn eine hinreichend kleine Passung
zwischen Bolzen und Bohrungen vorhanden ist.
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Der die Kreisseheibe umgebende Ring kann sowohl ein- als auch mehrteilig
ausgebildet sein. Er kann auf dem größeren Teil seines Umfanges Durchbrechungen
od.
dgl. aufweisen und nur mit zwei einander gegenüberliegenden Teilen seines inneren
Um-
fanges mit dem Umfang der Kreisscheibe bzw. mit seitlichen Stirnflächen
des Gehäuses in Berührung stehen.
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Der die Kreisscheibe umgebende Ring kann mit den im Maschinengehäuse
gleitenden Dichtungsstücken sowohl form- als auch kraftschlüssig verbunden sein.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes,
und zwar zeigt Fig. 1 eine zweizylindrige Brennkraftmaschine mit einem hydrostatischen
Triebwerk im Querschnitt, und Fig. 2 einen Schnitt durch ein hydrostatisches Triebwerk
anderer Ausführung.
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In der Fig. 1 sind mit 1 und 2 die beiden Zylinder der
Brennkraftmaschine bezeichnet, die durch Zylinderdeckel 3 und 4 verschlossen
sind und auf Hubzylinder 5 und 6 stehen. In den Zylindern
1 und 2 gleiten Kolben 7 und 8, die über Kolbenstangen
9
und 10 mit den Hubkolben 11 und 12 verbunden sind, die ihrerseits
in den Hubzylinder5 und 6
gleiten. Die Kolbenstangen 9 und
10 sind hier z. B. durch zwischen dem Zylinder 1 und dem Hubzylinder
5 und zwischen dem Zylinder 2 und dem Hubzyhnder 6 angeordnete Dichtungsstücke
13 und 14 und Stopfbüchsen 15 und 16 abgedichtet. In den Zylindern
1 und 2 und den Hubzylindem 5 und 6
sind Entlüftungsbohrungen
1 a, 2 a, 5 a und 6 a vorhanden.
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Im Innenraum des Maschinengehäuses 17 läuft die Kreisscheibe
18 um, die exzentrisch um das Exzentrizitätsmaß e zu der Maschinenwelle
18 a angeordnet ist. Die Kreisscheibe 18 ist von einem Ring
19
umgeben, der auf einander gegenüberliegenden Flächen 20 und 21 auf der
Umfangsfläche 22 der Kreisscheibe 18 gleitet. Der Ring 19 gleitet
mit seitlichen Dichtungsflächen 23 und 24 auf entsprechenden Gegenflächen
von Gleitstücken 25 und 26, die im Maschinengehäuse 17 radial einander
gegenüberüberliegend angeordnet sind und mit Ansätzen 27
und 28 in
entsprechenden Ausnehmungen 29 und 30
im Maschinengehäuse
17 gleiten. Die Abdichtung hierbei erfolgt durch Dichtungsleistenringe
31 und 31 a, die jedoch entfallen können, wenn eine
genügend enge Passung zwischen den Ausnehmungen 29 und 30 und den
Ansätzen 27 und 28 vorhanden ist. In den Ausnehmungen 29 und
30 sind Federn 32
und 33 angeordnet die die Gleitstücke 25 und
26
gegen die entsprechenden Dichtungsflächen 23 und 24 des Ringes
19 zur Anlage bringen.
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Der Ring 19 kann mit den Gleitstücken 25 und
26
auch formschlüssig verbunden sein. Dies kann z. B. in der Weise geschehen,
daß die Gleitstücke 25 und 26 mit einer Hammerkopfform oder einer
Schwalbenschwanznut versehen sind und in entsprechende, Gegenflächen der seitlichen
Dichtungsflächen 23 und 24 des Ringes 19 eingreifen.
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Bei Anwendung einer solchen formschlüssigen Verbindung zwischen den
Gleitstücken 25 und 26 und dem Ring 19 ist ein besonderer Andruck
der Gleitstücke 25 und 26 an die Dichtungsflächen 23 und 24
des Ringes 19 nicht erforderlich.
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Wenn eine formschlüssige Verbindung zwischen i dem Ring
19 und den Gleitstücken 25 und 26 nicht vorhanden ist, können
die auf den Dichtungsflächen 23 und 24 des Ringes 19 gleitenden Gegenflächen
der Gleitstücke 25 und 26 mit seitlichen Nasen versehen sein, um ein
Durchdrehen des Ringes 19 bei geringfügigem Abheben von den Gleitstücken
25 und 26 zu vermeiden.
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Die Gleitstücke 25 und 26 und die Kreisscheibe
18
mit dem Ring 19 teilen den Innenraum des Maschinengehäuses
17 in zwei Kammern 34 und 35,
von denen die Kammer 34 mit dem Innenraum
des Hubzylinders 5 durch die Öffnung 36 und die Kammer 35 mit
dem Innenraum des Hubzyhnders 6 durch die öffnung 37 verbunden ist.
Die Öffnungen 36 und 37 hegen einander gegenüber und sind senkrecht
zu den Ausnehmungen 29 und 30 im Maschinengehäuse 17 angeordnet.
Die Kammern 34 und 35 sowie die Innenräume der Hubzylinder 5 und
6 unterhalb der Hubkolben 11 und 12 sind mit einem Druckmittel, beispielsweise
mit öl, gefüllt.
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Die Ausnehmungen 29 und 30 stehen über Leitungen
29 a und 30 a miteinander in Verbindung. Wenn die Leitungen
29 a und 30 a und die Ausnehmungen 29 und 30 mit einem
Druckmittel, z. B# Öl, gefüllt sind, können die Federn 32 und
33 entfallen. Die Federn 32 und 33 können auch als Zugfedern
ausgebildet sein und dazu dienen, die Gleitstücke 25 und 26 von den
Dichtungsflächen 23 und 24 des Ringes 19 abzuheben, wenn die Druckwirkung
durch das Druckmittel auf die Gleitstücke 25 und 26
ausbleibt. Wenn
die Gleitstücke 25 und 26 zurück, gezogen werden, kann der Ring
19 durchdrehen, so daß keine Kraft vom hin- und hergehenden Maschinenteil
auf das sich drehende Maschinenteil übertragen wird. Es besteht also auf diese Weise
eine, Möglichkeit für das Abschalten einzelner Zylindergruppen einer Mehrzylindennaschine.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Beim Niedergang
des Kolbens 7 und des Hubkolbens 11 wird Druckmittel aus dem Innenrau
des Hubzylinders 5 in die Kammer 34 gedrückt, wodurch die Kreisscheibe
18 im Sinne des eingezeichneten Pfeile& bewegt und die Welle
18 a in Drehung versetzt wird. Gleichzeitig wird durch die Kreisscheibe
18
Druckmittel in die Kammer 35 durch die Öffnung 37 in den Innenraum
des Hubzylinders 6 gedrückt und dadurch der Hubkolben 12 und über die Kolbenstange
10 der Kolben 8 nach oben bewegt. Wenn der Kolben 8 seinen
oberen Totpunkt erreicht hat, erfolgt im Zylinder 2 der Brennkraftmaschine eine
Zündung, duxch die der Kolben 8 und der flubkolben 11 nach unten bewegt werden
und die Kreisscheibe 19
weiter im Sinne des eingezeichneten Pfeiles so weit
gedreht wird, bis der flubkolben 11 und der Kolben 7 die obere Totpunktstellung
erreicht haben.
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Beim Umlauf der Kreisscheibe 18 gleiten die Gleitstücke 25
und 26 mit ihren Ansätzen 27 und 29 radial in den Ausnehmungen
29 und 30 im Maschinengehäuse 17. Die Dichtungsflächen
23 und 24 des Ringes gleiten hierbei auf den entsprechenden ebenen Gleitflächen
der Gleitstücke25 und 26. Die
ebenen Gleitflächen der Gleitstücke25 und
26 sind mit Dichtungsleisten38 und 39 versehen, die aus einem gut
gleitenden Werkstoff bestehen. Die Gleitleisten40 und 41 sind auch auf den Gleitflächen20
und 21 des Ringes 19 vorhanden, mit denen dieser auf der Umfangsfläche der
Kreisscheibe 18 gleitet, Bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform
eines hydrostatischen Getriebes ist das Maschinengehäuse mit 42 bezeichnet, das
mit Flanschen 43 und 44 versehen ist, die zum Anscfiluß
von Leitungen
dienen, durch die die Hubzyhnder und das Getriebe miteinander verbunden werden.
Im Innenraum läuft die exzentrische Kreisscheibe 45 um, die um das Exzentrizitätsmaß
e exzentrisch zur Maschinenwelle 46 angeordnet ist. Die Kreisscheibe 45 ist mit
einem Ring 47 umgeben, der über mit Gleitleisten48 und 49 versehenen Flächen auf
dem Umfang der Kreisscheibe gleitet und der im übrigen mit Durchbrechungen
50 und mit zwei seitlichen Ansätzen 51 und 52 versehen ist,
die ebenfalls einander gegenüberliegen und senkrecht zu den Flanschen 43 und 44
stehen. Die Ansätze 51 und 52 gleiten in entsprechenden Ausnehmungen
der Gleitstücke 53
und 54, die seitlich der Kreisscheibe senkrecht zu den
Ansätzen 51 und 52 des Ringes 47 in entsprechenden Ausnehmungen
55 a, 55 b, 56 a und 56b des Maschinengehäuses
42 gleiten. Zwischen der Kreisscheibe 45 und dem Ring 47 sowie zwischen den Ansätzen
51 und 52 und den Gleitstücken 53 und 54 und dem Maschinengehäuse
42 besteht Flächenberührung, so daß nicht nur eine einwandfreie Dichtung der beiden
Druckkammern 57 und 58 erzielt wird, sondern auch der Verschleiß der
aufeinandergleitenden Teile auf einMindestmaß zurückgeführt ist.
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Die Räume 59 und 60 im Maschinengehäuse 42 hinter den
Ansätzen 51 und 52 bzw. den Gleitstücken 53 und 54 können ebenfalls
über Bohrungen 61 und 62 und eine Leitung 63 miteinander verbunden
und beispielsweise mit öl gefüllt sein. Zum Nachfüllen von öl können
geeignete Mittel vorgesehen werden. Ebenso können die Ausnehmungen 55
a und 55 b
bzw. 56 a und 56 b
miteinander in Verbindung stehen. Die Verbindung kann dabei beispielsweise durch
eine im Maschinengehäuse 42 eingearbeitete Nut 64 oder eine durch ein Gleitstück
54 hindurchgehende Bohrung 65 hergestellt sein.