DE1453654A1

DE1453654A1 - Hydraulische Einrichtung

Info

Publication number: DE1453654A1
Application number: DE19631453654
Authority: DE
Inventors: Hastings John Arthur; Vannevar Bush
Original assignee: Stewart Warner Corp
Current assignee: Stewart Warner Corp
Priority date: 1962-01-11
Filing date: 1963-01-08
Publication date: 1969-04-30
Also published as: GB1030991A; CH404408A; FR1342702A; US3199460A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf als Pumpe oder Motor arbeitende hydraulische Einrichtungen derjenigen Art, die radial angeordnete Arbeitsmittelkammern aufweisen, deren jede von einem Kolben und einem ihn aufnehmenden Zylinder begrenzt wird, die zwischen entgegenwirkenden Reaktionsteilen angeordnet sind.

Ein Hauptproblem jeder hydraulischen Pumpen- oder Motor-Einrichtung bildet die Filmschmierung zwischen benachbarten zusammenarbeitenden Teilen, die aneinander entlanggleiten können, während sie gleichzeitig durch große BeIast-ungen gegeneinander gepreßt werden. Die Lasttragfähigkeit des Schmierfilms muß so groß sein, daß eine Metall-an-Metall-Berührung bei der maximalen Belastung und bei irgendwelchen Zwischenbelastungen vermieden wird. In ähnlicher Weise muß bei allen Ausgangsleistungen und Geschwindigkeiten der Ein-

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richtung der durch Lecken oder Reibung des Films verursachte Energieverlust auf einem tragbaren Minimum gehalten werden. Die Wirkung der Pilmschmierung hängt jedoch von einem zweiten Problem ab, nämlich dem Problem, Verkantungskräften oder Kippmomenten, die zwischen den zusammenarbeitenden Teilen auftreten, zu widerstehen.

Ein Kraftmoment zwischen zwei Teilen, die durch einen Mediumfilm voneinander getrennt sind, bewirkt eine Kippung oder Verkantung der Teile relativ zueinander, bis ein Ausbalancieren durch ein in entgegengesetzter Richtung wirkendes Widerstandsmoment gleicher Größe erfolgt. Dieses Widerstandsmoment wird anfänglich durch eine asymmetrisch zu der Filmdicke und den Filmdrücken erfolgende Verschiebung entwickelt, wodurch örtliche Druckkonzentrationen des Filmes verursacht werden. Diese örtlichen Druckkonzentrationen führen, wenn sie die maximal zulässigen Filmdrücke übersteigen, zu örtlichen Metall-an-Metall-Beruhrungen. Danach erfolgt die Lastaufnähme durch direkte Metall-an-Metall-Abstützung. Demgemäß ist jedwedes Kraftmoment zwischen zusammenarbeitenden Teilen, welches innerhalb des Trennfilmes örtliche Druckkonzentrationen verursacht, die den maximal zulässigen Filmdruck überschreiten, außerordentlich schädlich für die Einrichtung und verkürzt deren Arbeitslebensdauer beträchtlich.

In einer Einrichtung der Kolbenart übt der Druck des von dem Kolben in dem Zylinder eingeschlossenen Arbeitsmittels

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auf den Kolben eine auswärtsgeriehtete Kraft in Richtung der Längsachse des Zylinders aus. Die auswärtsgeriehtete Kraft wird durch im Abstand voneinander angeordnete Reaktionsteile aufgenommen bzw. absorbiert, welche dem Kolben und Zylinder entgegenwirken. Die Reaktionsteile werden aufeinander zu und voneinander weg durch einen geeigneten Aufbau bewegt, um eine Umwandlung der Energie des Arbeitsmitteldrucke,s in Arbeit und umgekehrt zu bewirken. Im allgemeinen ist dem einen der Teile eine Welle zugeordnet, um die Arbeit in Form eines Wellendrehmomentes abzugeben. Dem Wellendrehmoment muß ein gleiches und entgegengesetztes Reaktionsdrehmoment über den Gehäuseaufbau der Einrichtung, welcher die Reaktionsteile enthält, entgegenwirken.

Bei bestehenden Einrichtungen der Kolbenart ist es üblich, daß die längs der Längsachse des Zylinders wirkende Druckkraft durch die Mitte der Welle hindurchgeht. Ein Drehmoment um einen Punkt wird als eine Kraft dargestellt, die in einer Richtung an einem senkrechten Abstand bzw„ Momentenarm von dem Punkt wirkt, und es ist das Produkt aus beiden. Wenn die Druckkraft durch die Mitte der Welle hindurchgeht, hat sie somit keinen direkten Momentenarm um die Welle. Daher besteht die einzige Möglichkeit der Umwandlung zwischen der Arbeitsmitteldruckkraft und dem Wellendrehmoment in einem indirekten Anlegen von Kräften, wie einem Kraftmoment zwischen den benachbarten zusammenarbeitenden Teilen» Da dieses Kraftmoment gleich dem Wellendrehmoment sein muß und

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daher sehr groß ist, versagt die Filmabstützung und ruft eine Metall-an-Metall-Berührung hervor.

Es ist weiterhin bei üblichen hydraulischen Einrichtungen mit Radialkolben bekannt, die Welle unmittelbar mit dem Zylinder bzw. mit einem auf dem einen Reaktionsteil rotierenden Teil zu verbinden. Der andere Reaktionsteil ist derart angeordnet, daß er sich um eine im Abstand von der Wellenachse befindliche Achse frei drehen kann. Eine nur indirekte Drehung der Welle durch die Zwischenwirkung der anderen Teile, einschließlich des Kolbens und des Zylinders, bewirkt die Bewegung der Reaktionsteile und somit eine Hin- und Herbewegung jedes Kolbens und Zylinders. Dies macht es weiter erforderlich, daß Kraftmomente ins Spiel gebracht werden, um eine Umwandlung zwischen den Druckkräften und dem Wellendrehmoment zu erhalten.

Weiterhin besteht ein .stark anwachsender Bedarf für eine hydraulische Einrichtung, die mit Drücken über J55O kg/cm (5000 psi) und mit B'lußgeschwindigkeiten bis zu 750 l/min (200 gal/min) arbeiten können. Um weiterhin das Gesamtgewicht der Einrichtung im Verhältnis zur abgegebenen Leistung zu vermindern, sind Wellendrehzahlen von 5OOO U/min und mehr versucht und bei einigen bekannten Ausführungen erreicht worden, Jedoch werden unter solchen schweren Arbeitsbedingungen die eingangs erwähnten Probleme hinsichtlich der Verkantung von benachbarten zusammenpassenden Teilen und der Aufrechterhaltung des Tragfilmes zwischen die-

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sen Teilen zunehmend kompliziert und bedeutend, und sie sind oftmals die unmittelbare Ursache für ein Versagen. Der Lageraufbau, der die verschiedenen rotierenden Teile abstützt, muß in der Lage sein, den an die Teile angelegten großen radialen Belastungen standzuhalten, ohne daß ein übermäßiger Drehmomentverlust infolge von Reibung auftritt. Eine versetzte bzw. auskragende Anlegung dieser radialen Belastungen bewirkt eine leichte Querverbiegung und/oder eine axiale Mißausrichtung der Welle. Es müssen daher sich selbst ausrichtende Lager verwendet werden, die in der Lage sind, diese Wirkungen auszugleichen, insbesondere in einem Lager mit Filmschmierung, wo die zusammenpassenden Flächen parallel bleiben müssen.

Ein anderer praktischer Nachteil bestehender hydraulischer Pumpen- oder Motor-Einrichtungen 1st der komplizierte leid teure Einstellmechanismus, wie er gewöhnlich sun federn des Arbeitsmittelflusses je Arbeitszyklus der Einrichtung verwendet wird. Die Beschränkungen der wirtschaftlichen Herstellung und der fortgesetzte Kampf, die Kosten zu vermindern, erfordern eine leicht herzustellende Ausfuhrung, die genau und zuverlässig zu arbeiten vermag.

Bemgemäß besteht ein Zweck der Erfindung darin, eine hydraulik ehe Pumpen- oder Motor-Einrichtung mit radialen Solben und Zylindern zu schaffen, bei welcher eine verbesserte Anordnung der verschiedenen Teile relativ zueinander vorgjeseäaen ist, um zwischen benachbarten Teilen Reaktions-

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kraftmomente auszuschalten, die unmittelbar durch die Drükke des eingeschlossenen Arbeitsmittels hervorgerufen werden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine hydraulische Pumpen- oder Motor-Einrichtung zu schaffen, bei welcher eine Mediumfilms_chmierung zwischen allen benachbarten zusammenwirkenden Flächen vorhanden ist, die aneinander entlang-gleiten können, während sie gleichzeitig durch eine große Belastung gegeneinander gedrückt werden, wobei die Mediumfilmschmierung von einer Quelle hohen Druckes über eine Drosselstelle unter Druck gesetzt wird, um bei allen Arbeitsbedingungen der Einrichtung einen ausgeglichenen Film herzustellen und aufrechtzuerhalten.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein aus einem hydraulischen Film bestehendes Lager zu schaffen, welches eine sich drehende Welle abstützen kann, die einer großen radialen Belastung ausgesetzt ist, während es eine geringe Winkelmißausrichtung der Längsachse der Welle gegenüber ihrer normalen axialen Lage aufnehmen kann.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine hydraulische Pumpen- oder Motor-Einrichtung zu schaffen, die eine einfache wirtschaftliche Ausbildung hat und eine Doppelexzenteranordnung aufweist, die den Arbeitsmittelfluß je Arbeitszyklus der Einrichtung zu ändern gestattet.

Diese und andere Zwecke gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in welcher die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert wird«,

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FIg. 1 ist ein Längsschnitt durch eine hydraulische Pumpen- oder Motor-Einrichtung gemäß der Erfindung nach der Linie 1-1 der Pig. 2.

Pig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 der Pig. 1.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines Zapfenelementes, das bei der Einrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird.

Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3.

Fig. 5 ist ein Querschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3.

Fig. 6 ist ein in vergrößertem Maßstab gehaltener Teillängsschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 3 und veranschaulicht die Wirkung und Verteilung der Arbeitsmitteldruckkräfte.

Fig. 7 ist eine Stirnansicht, teilweise im Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 8, jedoch in kleinerem Maßstab gegenüber Fig. 8, und sie zeigt ein sich selbst ausrichtendes Filmlager gemäß der Erfindung.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab nach der Linie 8-8 der Fig. 7«

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung des Verstellaufbaus gemäß der Erfindung in einer der Fig. entsprechenden stark vergrößerten Ansicht,

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Fig. 10 ist ein LängsmitteIschriitt durch einen bei der Erfindung verwendeten Kolben«,

Die in der Zeichnung dargestellte hydraulische Einrichtung 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das aus zwei benachbarten schalenförmigen Teilen 13 und 14 besteht, die an ihrem Umfang durch Bolzen 15 miteinander verbunden sind und einen Hohlraum 16 begrenzen. Eine Antriebswelle 18 ist in Lagern 19 und 20 um ihre Längsachse 22 drehbar abgestützt. Auf der Welle 18 ist eil Käfig 24 befestigt, der von einem Steg 25 und einem mit Schuhen versehenen Ring 26 gebildet ist, der an dem Steg durch Schultern 27 und Bolzen 28 gehalten" ist. Eine Mehrzahl von einwärtsgerichteten Schuhflächen 29 ist an dem Ring 26 symmetrisch um die Wellenachse 22 angeordnet. Der Käfig 24 und die Schuhflächen 29 drehen sich mit der Welle 18 um deren Achse 22, die als Mittelachse der Einrichtung 10 angesehen werden kann.

Eine ringförmige Endplatte 30 ist über einem auf der Welle 18 angeordneten Abstandsring J51 zwischen einer Mutter 32 und dem inneren Laufring des Lagers I9 aufgenommen und mit dem Gehäuseteil I3 durch Bolzen 33 verbunden. Dichtungen 34 und 35> die zwischen der Endplatte 30 und dem Abstandsring 31 bzw. zwischen diesem und der Welle 18 angeordnet sind, verhindern, daß Arbeitsmittel aus dem Hohlraum 16 he raus leckt«

Ein Zapfen 36 (Fig. 3) ist in einer Bohrung 37 des Ge-'

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häuseteiles 14 durch im Abstand voneinander angeordnete Lager 38 und 39 um seine Achse 40 drehbar abgestützt. Die Achse 40 des Zapfens 36 verläuft zu der Achse 22 der Welle 18 parallel, jedoch gegen sie versetzt. Zum Drehen des Zapfens 36 ist ein mit ihm verkeiltes Schneckenrad 41 vorgesehen, das mit einem Antriebs zahnrad 43 (in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt) kämmt. Ein zwischen dem Schneckenrad 41 und dem Gehäuseteil 14 angeordneter O-Ring 45 dichtet die Bohrung 37 ab, wenn es erforderlich ist. Der Zapfen 36

auf

weist eine zylindrische Kurbel· 42/, die um eine Längsmittelachse 44 angeordnet ist, die zu der Zapfenachse 40 parallel verläuft, jedoch gegen sie um den gleichen Betrag wie die Zapfenachse 40 gegen die Wellenachse 22 versetzt ist.

Die Kurbel 42 ist in einer zentralen Bohrung 48 in der Nabe 47 eines Teiles 46 passend aufgenommen, der eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Ansätzen 49 aufweist, deren jeder mit einer Bohrung versehen ist, die einen Zylinder 50 begrenzt. Zwischen dem Umfang der Bohrung 48 in der Nabe 47"des Zylindertragteiles 46 und jedem Zylinder 50 befindet sich eine öffnung 51, deren Querschnittsfläche etwa halb so groß wie die des Zylinders 50 ist. In jedem Zylinder 50 ist ein Kolben 54 (Fig. 10) passend aufgenommen, der mit dem Zylinder eine Arbeitsmittelkammer 55 begrenzt. Der Kolben 54 hat eine äußere Lagerfläche 56, die mit einer der Schuhflächen 29 in dem Käfig 24 zusammenarbeitet. Schwache Federn 57 drücken die Kolben 54 gegen den Käfig 24,

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wenn die Einrichtung nicht arbeitet.

Die Kurbel 42 weist sich gegenüberliegende Schlitze 58 und 60 auf, die mit den öffnungen 5I in dem Zylindertragteil 46 in radialer Ausrichtung liegen. Die Schlitze 58 und 60 sind voneinander durch eine Rippe 61 getrennt (B"ig. 2), die sich quer über die Kurbel 42 erstreckt und an deren äußerem Umfang in im Abstand voneinander befindlichen Flächen 62 endet, deren jede eine gegebene Breite hat. Durch jeden der Schlitze 58 und 60 erstreckt sich eine Verstärkungsrippe 63 bis zu einem Punkt kurz vor dem Umfang der Kurbel 42. Bei der Drehung des Zylindertragteiles 46 um die Kurbel 42 werden die öffnungen 5I abwechselnd mit den Schlitzen 58 und 60 verbunden.

Der Zapfen 36 ist mit im Abstand voneinander befindlichen, sich axial erstreckenden Bohrungen 64 und 66 versehen, die mit den sich gegenüberliegenden Querschlitzen 58 bzw. 60 in Verbindung stehen. Die Bohrungen 64 stehen über radiale Durchgänge 65 mit einer ringförmigen Ausnehmung des Zapfens J6 und die Bohrung 66 über radiale Durchgänge 69 mit einer ringförmigen Ausnehmung 68 des Zapfens in Verbindung. Die Ausnehmungen 6j und 68 sind gegeneinander durch 0-Ring-Diohtungen 70 (Fig. 1) abgedichtet, die in Umfangsnuten 7I des Zapfens 36 aufgenommen sind und mit der Bohrung 37 des Gehäuseteiles 14 im Eingriff stehen. Die Ausnehmungen 67 und 68 können über mit Gewinde versehene radiale Abzweigbohrungen 72 bzw. 73 in dem Gehäuseteil 14 getrennt mit

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einer Quelle von Arbeitsmittel hohen Druckes bzw. mit einer Quelle von Arbeitsmittel niedrigen Druckes verbunden werden, wie es in der Technik bekannt ist.

Die hydraulische Einrichtung 10 gemäß der Erfindung arbeitet in solcher Weise, daß die Reaktionskraftmomente, die zwischen benachbarten Teilen durch die Umwandlung zwischen dem in der Kammer 55 herrschenden Arbeitsmitteldruck und dem Drehmoment der Welle 18 hervorgerufen werden, ausgeschaltet werden. Der Käfig 24 und die Kurbel 42 bilden die Reaktionsteile, welche dem Kolben 54 und dem Zylinder 50 (innerhalb des Zylindertragteiles 46) auf gegenüberliegenden Seiten der Kammer 55 entgegenwirken. Der Zylindertragteil 46 dreht sich frei auf der Kurbel 42 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Welle 18 und der Käfig 24, und zwar wegen des Eingriffes der Kolben 5^ mit dem Käfig 24. Der Zylindertragteil 46 läuft frei mit, da er nur dahingehend wirkt, Arbeitsmittel in den Kammern 55 einzuschließen und die Kammern 55 über die Querschlitze 58 und 60 und die Längsbohrungen 64 und 66 abwechselnd mit der Quelle von Arbeite· mittel hohen Druckes und der Quelle von Arbeitsmittel niedrigen Druckes zu verbinden.

Wie oben ausgeflhrt, haben die Welle 18, der Käfig 24 und die im Abstand voneinander angeordneten Schuhflächen 29 eine gemeinsame Mittelachse 22, welche zu der Achse 44 der Kurbel 42 parallel verläuft, jedoch gegen diese um eine gewisse Exzentrizität versetzt ist. Während einer Umdrehung

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der Welle 18 und des Käfigs 24 und damit des Zylindertragteiles 46 ändert sich der senkrechte Abstand jeder Schuhfläche 29 von der Kurbelachse 44 zwischen einem Maximum und einem Minimum. Durch diese Änderung des radialen Abstandes wird eine Hin- und Herbewegung der Kolben 54 in den Zylindern 50 bewirkt. Es ist ersichtlich, daß, wenn durch die im Abstand voneinander befindlichen Achsen 22 und 44 eine Ebene gelegt wird, die oberen Totpunktlagen der Kolben ^k in den Zylindern 50 in dieser Ebene eintreten würden, wobei das Maximum und das Minimum um 18O° gegeneinander verschoben sind. Während der radialen Hin- und Herbewegung jedes Kolbens 54 relativ zu dem Zylinder 50 führt der Kolben eine Querbewegung zu beiden Seiten seiner oberen Totpunktlage relativ zu der Schuhfläche 29 längs der Schuhfläche über eine Strecke aus, die gleich der Exzentrizität der Einrichtung ist ο

Der Druck des in jeder Kammer 55 eingeschlossenen Arbeitsmittels wirkt längs der Mittelachse des Zylinders 50, welche durch die Achse 44 der Kurbel 42 und die Mitte der Kolbenlagerfläche 56 hindurchgeht. In allen anderen Lagen als der oberen Totpunktlage ist diese axiale Kraft gegen die Achse 22 der Welle 18 und des Käfigs 24 verschoben, so daß sie ein Drehmoment auf den Käfig 24 um seine Achse ausübt. Der Käfig 24, der den einen der Reaktionsteile bildet, ist unmittelbar mit der Welle 18 für eine gemeinsame Drehung mit ihr verbunden. Der Zylindertragteil 46 folgt der Drehung

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des Käfigs 24 frei und ohne Widerstand, abgesehen von geringen Filmreib.ungs Verlusten. Das versetzte Angreifen der axialen Kraft unmittelbar an dem sich bewegenden Reaktionsteil, d.h. dem mit der Welle 18 verbundenen antreibenden oder angetriebenen Käfig 24, bewirkt eine Umwandlung der Arbeitsmitteldruckkräfte in mechanische Wellendrehmomente und umgekehrt. Ohne Rücksicht darauf, ob die Einrichtung als Pumpe oder als Motor arbeitet oder ob die Welle sich in der einen oder der anderen Richtung dreht, erfolgt diese Umwandlung direkt, ohne daß zwischen den Teilen durch den Arbeitsmitteldruck verursachte Reaktionsmomente auftreten.

Es ist ersichtlich, daß eine kleine Verkantungskraft vorhanden ist, die durch Reibung in den zwischen den benachbarten Teilen befindlichen Mediumfilmen hervorgerufen wird. Jedoch sind die Größe dieser Kraft und das sich daraus ergebende Kraftmoment vernachlässigbar im Vergleich zu dem Kraftmoment, das dem durch die Arbeitsmitteldrücke verursachten vollen Wellendrehmoment gleich ist und das durch die Erfindung ausgeschaltet wird.

In den Figuren 7 und 8 ist das Mediumfilmlager 20 im einzelnen dargestellt. Das Lager 20 besteht aus einer Nabe 80, die in der Mitte an auf dem Umfang im Abstand voneinander liegenden Teilen durch Rippen oder Speichen 81 mit einem äußeren starren Reifen 82 verbunden ist. Der Reifen ist in einer ringförmigen Ausnehmung 83 des Gehäuseteiles

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13 (Pig. 1) aufgenommen und darin durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Bolzen 84 gehalten, die durch Öffnungen 85 des Reifens 82 hindurchgehen. Die Nabe 80 hat eine zylindrische Mittelbohrung 86, deren Durchmesser um 0,013 bis 0,050 mm (0,0005 bis 0,002") größer als derjenige der in ihr aufgenommenen zylindrischen Welle 18 ist, wobei der Differenzwert von dem Durchmesser der Welle abhängt. Daher ist ein radiales Spiel von annähernd 0,0065 bis 0,025 mm (0,00025 bis 0,001") symmetrisch um die Welle vorhanden.

Die innere Umfangsfläche der Bohrung 86 ist mit einer Mehrzahl von in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordneten Ausnehmungen 87 versehen. Das Lager 20 weist bei dem dargestellten Beispiel zwei Reihen von in gleichem Abstand um die Bohrung 86 angeordneten Ausnehmungen 87 auf, wobei die Ausnehmungen durch axiale Stege 88, äußere Umfangsstege 89 und einen Zwischensteg 90 begrenzt sj.nd.

Die Ausnehmungen 87 stehen über radiale Kanäle 92 mit ringförmigen Verteilerrohren 93 in Verbindung, die ein unter hohem Druck stehendes hydraulisches Medium enthalten, das ihnen durch ein Rohr 9^' zugeführt wird, welches über eine biegsame Leitung 95 (Fig. 1) mit eipem Anschluß 96 in Verbindung steht. Durch den Anschluß 96 wird unter hohem Druck stehendes Medium zugeführt, das demjenigen der Einrichtung 10 entspricht und daher der gleichen Quelle über ein Doppelrückschlagventil (nicht dargestellt) entnommen

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werden kann, das beispielsweise zwischen dem Anschluß 96 und den Abzweigbohrungen J2 und 73 angeordnet sein kann» Eine Drossel 97 mit einer Öffnung von fester Größe ist in jedem radialen Kanal 92 angeordnet (Pig. 8).

Die grundsätzliche Arbeitsweise des Filmlagers 20 ist derjenigen bekannter hydrostatischer Lager ähnlich. Arbeitsmittel hohen Druckes wird von dem Anschluß 96 kontinuierlich durch die radialen Kanäle 92 und die Drosseln 97 hindurch den Ausnehmungen 87 in der Innenfläche der Bohrung 86 zugeführt. Wenn die Welle 18 in der Bohrung 86 zentriert ist, sind die Zwischenräume von jeder Ausnehmung zwischen den axialen Stegen 88 und den Stegen 89 und 90 zu der benachbarten Ausnehmung bzw. zu dem Gehäusehohlraum 16 alle gleichmäßig, und daher werden die Arbeitsmitteldrücke in den Ausnehmungen 87 im allgemeinen konstant gehalten.

Wenn jedoch an die Welle 18 eine radiale Belastung angelegt wird, durch welche eine Verschiebung der Welle innerhalb der Bohrung 86 verursacht wird, dann werden die Zwischenräume zwischen den Stegen und der Welle in der der Belastung entgegengesetzten Richtung vermindert, während die Zwischenräume auf der entfernt liegenden Seite der Welle vergrößert werden. Die Änderung des Spiels zwischen den jede Ausnehmung 87 umgebenden Stegen bewirkt eine Änderung des Arbeitsmittelwiderstandes von der Ausnehmung, wodurch der Fluß und der Druck des Arbeitsmittels entsprechend verändert werden. Die Drossel 97 hat einen solchen Arbeitsmit-

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telwiderstand, daß der Durchfluß im gewöhnlich ausbalancierten Zustand einen Druckabfall in der Drossel 97 von annähernd der Hälfte oder einem Drittel des am Anschluß 96 herrschenden Druckes hervorruft. Der vergrößerte Arbeitsmittelfluß aus der entfernt liegenden Ausnehmung bewirkt wegen des vergrößerten Spiels zwischen den Stegen und der Welle, daß die Drossel 97 in dem Kanal 92 einen größeren Einfluß auf den Druckabfall des an die Ausnehmung abgegebenen Arbeitsmittels hat. Dadurch wird auf der abgelegenen Seite der Welle der Druck des Arbeitsmittels in der Ausnehmung 87 gegenüber demjenigen des ausbalancierten Filmzustandes wesentlich vermindert.

Umgekehrt verursacht die Verschiebung der Welle. 18 innerhalb der Bohrung 86 eine Verminderung des Spieles zwischen den der Belastung entgegenwirkenden Stegen und der Welle, so daß der Flußwiderstand zunimmt. Dadurch nimmt der Durchfluß ab, da der Gesamtwiderstand gegen den Fluß zunimmt. Bei verminderten Flüssen ist die Drosselwirkung der Drossel 97 auf das der Ausnehmung 87 zugeführte Arbeitsmittel vermindert, wodurch sich der Druck des Arbeitsmittels innerhalb der Ausnehmung erhöht.

Somit wird durch das vergrößerte und verkleinerte radiale Spiel zwischen den Stegen der Ausnehmungen 87 in Linie mit der Wellenverschiebung und damit der Belastung, eine Änderung des Arbeitsmitteldruckes innerhalb der Ausnehmungen 87 bewirkt. Die Differentialdrücke des Arbeitsmittels

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auf den gegenüberliegenden Seiten der Welle haben das Bestreben, die Welle innerhalb der Bohrung 86 zu zentrieren, bis ein Gleichgewicht mit der angelegten Belastung erreicht ist.

In ähnlicher Weise kann eine axiale Mißausrichtung der Welle 18 durch die Unterschiede des Arbeitsmitteldruckes aufgenommen bzw. absorbiert werden, die in den durch die Stege 89 und 90 begrenzten, axial im Abstand voneinander angeordneten Ausnehmungen erzeugt werden. Wenn daher an der Welle 18 eine Kraft angreift, die das Bestreben hat, die Welle in einer durch ihre Längsachse hindurchgehenden Ebene zu kippen, dann wirken die Differentialdrücke in jeder der Ausnehmungen auf den gegenüberliegenden Seiten der Welle und an den gegenüberliegenden Enden der Bohrung 86 dahingehend, daß eine Gegenkraft erzeugt wird, und dadurch wird eine direkte Metall-an-Metall-Berührung vermieden.

Durch die Gegenkraft des Arbeitsmittelfilms wird die Nabe 80 etwas gekippt, um der Welle zu folgen, wobei dieses Kippen durch ein Verbiegen der radialen Speichen oder Rippen 81 absorbiert wird. Die Rippen 81 haben im Querschnitt genügende Stärke, um jedwede auf das Lager 20 wirkende radiale Belastung aufzunehmen, so daß die Mittellinie des Lagers in der gleichen allgemeinen Querstellung gehalten wird. Der relativ hohe Schlankheitsgrad bzw. das Verhältnis der Länge der Rippen 81 zu ihrem Querschnitt verleiht den Rippen eine Biegsamkeit, wodurch eine begrenzte

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Winkelablenkung der Nabe 80 mit Bezug auf den Reifen 82 ermöglicht wird. Daher kann jede axiale Mißausrichtung der Welle 18 durch Änderungen der Filmdicke und des sich daraus ergebenden Druckuntersohiedes und durch Biegung der radialen Rippen 81 absorbiert werden.

Die Belastung infolge der Drücke des in die Kammern 55 eingeschlossenen Arbeitsmittels zwischen der Kurbel 42 und dem sich drehenden, von der Welle 18 getragenen Käfig 24 erzeugt ein großes Biegemoment und eine radiale Belastung an dem vorstehenden auskragenden Ende der Welle 18. Das Lager 19 und das vorstehend beschriebene Arbeitsmittelfilmlager 20 gewährleisten, daß axial im Abstand voneinander auf der Welle 18 befindliche Punkte in allgemein festen Querstellungen gehalten werden. Die hohe radiale Belastung und das Moment des Käfigs 24 an der Welle 18 bewirken, daß die Welle zwischen den sie abstützenden, im Abstand voneinander angeordneten Lagern 19 und 20 gebogen wird. Die durch die oben erwähnte Ablenkung verursachte Mißausrichtung der Welle 18 kann nun durch das sich selbst ausrichtende Filmlager 20 ausreichend ausgeglichen werden, ohne daß eine Metall-an-Metall-Berührung auftritt.

Das Widerstandsmoment des Lagers 20 bzw. der Energieverlust in dem Lager ist gering, weil die' Kraft, die erforderlich ist, um einen Ölfilm zu scheren, eine Funktion der Filmfläche und umgekehrt proportional der Filmdicke ist. Bei der beschriebenen Ausführung ist ein dünner Film nur

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an den Stegflächen vorhanden, die nur eine kleine Ausdehnung haben. Weiterhin ist das Lager 20 im Durchmesser kleiner als bestehende reibungsvermindernde Lager, hat eine lange Lebensdauer und arbeitet mit hoher Zuverlässigkeit, und der Verlust in dem Lager ist sehr gering.

Die in den Kammern 55 eingeschlossenen Arbeitsmittelmengen wirken weiterhin auf den die öffnungen 51 umgebenden Zylindertragteil 46 und werden teilweise über die öffnungen 51 in die Schlitze 58 und 60 geführt. Das in den Schlitzen 58 und 60 befindliche Arbeitsmittel wirkt gegen die die öffnungen umgebenden Abschnitte des Zylindertragteiles 46 und leckt zwischen der Kurbel 42 und der Bohrung 48 in Form eines Arbeitsmittelfilms aus„ Wenn die Einrichtung 10 arbeitet, steht der eine der Schlitze 58 und 60 unter einem bedeutend höheren Arbeitsmitteldruck als der andere Schlitz. Obgleich die Effekte der Arbeitsmitteldrücke innerhalb der Kammern 55 und der Schlitze 58 und 60 auf den Zylindertragteil 46 im allgemeinen einander entgegenwirken, ergibt sich dennoch eine Kraftkomponente, die allgemein in einer Richtung quer zu der die Verstärkungsrippen 62 verbindenden Rippe 61 verläuft«, Wenn diese Erscheinung (die gewöhnlich mit Trennkraft bezeichnet wird) nicht korrigiert wird, bewirkt sie, daß die Kurbel 42 und der Zylindertragteil 46 auf der Hochdruckseite voneinander getrennt werden, wodurch das Bestreben besteht, daß die Niederdruckseite in eine Metall-an-Metall-Berührung geklemmt

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In den Figuren J, 5 und 6 ist eine besondere Ausfüh- · rungsform von Mitteln dargestellt, welche die Trennkraft überwinden und dadurch eine Metall-an-Metall-Berührung verhindern. In der Kurbel 42 sind neben den Schlitzen 58 und 60 feine Umfangsnuten 105 bzw. 106 ausgebildet, die allgemein parallel zu den Schlitzen verlaufen. Die Nuten 105 und 106 sind voneinander durch Stegflächen 107 (Fig. 5) getrennt, und jede Nut ist von ihrem benachbarten Schlitz 58 bzw. 60 durch eine schmale Stegfläche I08 (Fig. 3) getrennt, die im allgemeinen eine Breite von 1,59 bis 6,35 mm (1/16 bis 1/4") hat, was von dem Durchmesser und der Länge der Bohrung, von dem radialen Spiel usw. abhängt. Die Nuten 105 und I06 selbst haben eine Breite von 0,79 bis 1,59 mm (1/32 bis 1/16") und eine Tiefe von nur einigen Hundertsteln eines Millimeters (einigen Tausendsteln eines Zolls). Die Nuten I05 und I06 sind von den äußeren Kanten der Kurbel 42 bzw. des Zylindertragteiles 46 durch Stegflächen 109 getrennt.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß ein Durchgang 112 die eine axiale Bohrung 64 mit der Nut I06 auf der einen Seite der Kurbel 42 verbindet und daß e±i Durchgang II3 die eine Bohrung 66 mit der Nut I05 auf der gegenüberliegenden Seite der Kurbel 42 verbindet. Eine Drossel II5 von hohem Widerstand gegen den Arbeitsmittelfluß ist in jedem der Dilbhgänge 112 und II3 angeordnet, um bei ausbalancierten Fluß-

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bedingungen den Druck um etwa ein Drittel oder die Hälfte zu drosseln.

In Fig. 6 sind die Druckkräfte und ihre Verteilung auf gegenüberliegenden Seiten der Kurbel 42 (unter Vernachlässigung der Wirkung der öffnungen 51) durch entsprechende gestrichelte Flächen 116 veranschaulicht. Wenn angenommen wird, daß der Schlitz 58 und die Längsbohrungen 64 dem hohen Arbeitsmitteldruck und der Schlitz 60 und die Bohrungen 66 dem niedrigen Arbeitsmitteldruck ausgesetzt sind, dann würde die Trennkraft, die durch die oben erwähnten auf den Zylindertragteil 46 wirkenden Druckunterschiede verursacht wird, gewöhnlich das Bestreben haben, die rechte Seite der Kurbel 42 (Fig. 5) gegen den Zylindertragteil 46 zu pressen. Um diesem Bestreben entgegenzuwirken, wird der hohe Druck aus der Bohrung 64 über den Durchgang 112 und die Drossel II5 in die Nut 1O6 übertragen. Nahe der Nuten I06 ist das Spiel außerordentlich gering, so daß sich der Filmdruck schnell aufbaut. Nahe dem Schlitz 58 ist das Spiel anfänglich sehr groß, so daß das Lecken des unter hohem Druck stehenden Arbeitsmittels quer über die Stegfläche I08 zur Nut 105 den Druck beträchtlich vermindert, wobei die Nut mit dem Durchgang 113 und der Drossel II5 verbunden ist, wodurch der dem Schlitz 60 zugeführte Druck weiter gedrosselt wird. Die Drosseln II5 vermindern den Fluß durch die Durchgänge 112 und 113 hindurch wesentlich, so daß tatsächlich nur ein geitoiger Verlust auf Grund des Arbeitsmittelflusses

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eintritt. Die in den Nuten I05 und I06 herrschenden Drücke werden dann annähernd linear über die Stegflächen I09 zu dem Ende des Zylindertra'gteiles 46 auf der Kurbel 42 bzw. über die Stegfläche I08 zu dem Niederdruckschlitz 60 zerstreut.

Die Integrale der über die zweckentsprechend gewählten Steg- und Nutenflächen wirkenden entgegengesetzten Arbeitsmitteldrücke bewirken eine symmetrischere Ausbalancierung des Zylindertragteiles 46 auf der Kurbel 42, um jedwede direkte Metall-an-Metall-Berührung auszuschalten. Die Steg- und Nutenflächen und ihre Anordnung auf der Kurbel von den Schlitzen 58 bzw. 6O können genau bestimmt werden, um der bisher auftretenden Trennkraft entgegenzuwirken.

Es ist oben ausgeführt worden, daß Jeder Kolben 54 eine im allgemeinen große Lagerflache 56 hat, die mit der Schuhfläche 29 an dem Käfig 24 zusammenarbeitet. Jeder Kolben 5^ hat weiter eine Bohrung 117 (Fig. 10), die sich von der Arbeitsmittelkammer 55 zu einer Ausnehmung 118 in der Lagerfläche 56 erstreckt und von deren Umfang durch einen Steg

119 getrennt ist. Innerhalb der Bohrung 117 ist eine Drossel 120 vorgesehen. Wenn der Druck des Arbeitsmittels in der Kammer 55 den Kolben 54 mit seiner Lagerfläche 56 gegen die Schuhfläche 29 drückt, wird das Arbeitsmittel gleichzeitig mit vermindertem Druck über die Bohrung II7 und die Drossel

120 in die Ausnehmung 118 in der Lagerfläche 56 des Kolbens abgegeben.

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Die auf den Kolben 5^ nach außen wirkenden radialen Kräfte werden ausbalanciert, wenn der mittlere Druck des Arbeitsmittels innerhalb der Ausnehmung 118 und der Filmdruck auf den Stegflächen 119 eine resultierende entgegengesetzte Kraft gleicher Größe erzeugen. Im ausbalancierten Zustand hat das Spiel zwischen den Flächen 29 und 56 bzw. die Filmdicke einen bestimmten Wert, so daß ein gegebener Arbeitsmittelwiderstand vorhanden ist.

Falls die Filmdicke zunehmen würde, würde infolge verminderten Filmwiderstandes der Fluß zunehmen, und die Drossel 120 würde einen größeren Einfluß auf die Drosselung des Arbeitsmittelflusses zu der Ausnehmung 118 zwischen den Flächen 29 und 56 als bei ausbalancierter Filmdicke haben, um den mittleren Filmdruck herab-zusetzen. Dadurch wird die Tragfähigkeit des Arbeitsmittelfilmes mit dem verminderten Filmdruck verringert, wodurch eine Verminderung der Filmdicke und eine selbsttätige Änderung der Filmdicke und des Filmdruckes ermöglicht wird, bis Gleichgewicht hergestellt ist. In ähnlicher Weise würde, falls die Filmdicke verringert wird, der Filmfluß vermindert, so daß die Drossel 120 einen geringeren Einfluß auf die Drosselung haben würde, und der der Ausnehmung II8 zugeführte Druck steigt an, um den mittleren Filmdruck zu erhöhen.

Auf diese Weise werden die benachbarten Flächen durch einen Arbeitsmittelfilm im Abstand voneinander gehalten, ohne Rücksicht auf Ungleichgewichtskräfte, die auf die Teile

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wirken. Die Drossel 120 drosselt den der Ausnehmung 118
zugeführten Druck, wie es erforderlich ist, um das Gleichgewicht bei allen angelegten Kräften aufrechtzuerhalten.
Es ist festgestellt worden, daß, wenn bei ausbalancierten Filmzuständen die Drossel 120 den Druck um 1/3 bis 1/2 des- · jenigen der Druckmittelquelle drosselt, die ausbalancierte Filmdicke sich bei einer Änderung der Kammerdrücke und damit der- Belastungen nicht merklich ändert. Somit ist bei
ausbalancierten Zuständen des Filmes die Filmdicke im allgemeinen vom Arbeitsdruck unabhängig.

Wie oben ausgeführt, ist die Längsachse 40 des Zapfens ^6 um einen gegebenen Betrag gegen die Längsachse 44
der Kurbel 42 versetzt. Außerdem ist die Längsachse 4o des in dem Gehäuse 12 gelagerten Zapfens 36 um einen ähnlichen Betrag gegen die Längsachse 22 der Welle 18, des Käfigs 24 und der Schuhflächen 29 bzw. der Mittelachse der Einrichtung 10 versetzt.

Fig. 9 ist ein stark vergrößertes, jedoch der in Fig. 2 gezeigten Ansicht entsprechendes Arbeitsdiagramm der Einstellmittel zum Ändern des Durchflusses je Arbeitszyklus der Einrichtung. Die gemeinsame Achse der Welle 18, des Käfigs 24 und der Schuhflächen 29 ist durch den Punkt 22 angedeutet. Die Mittelachse des Zapfens 36 ist durch den Punkt 40 angedeutet, und die Mittelachse der Kurbel 42 bei maximaler Exzentrizität ist durch den Punkt 44 angedeutet. Die Exzentrizität der Einrichtung 10 ist der Abstand zwischen der .

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Kurbelachse 44 und der Mittelachse 22 der Einrichtung, wie er für die maximale Exzentrizität längs der maximalen oberen Totpunktlinie 22-40-44 gezeigt ist. Der Hub der Kolben 54 in den Zylindern 50 beträgt das Doppelte der Exzentrizität, wobei der maximale Hub, wie angedeutet, längs der oberen Totpunktlinie 12^-22-40-44 verläuft.

Da der Zapfen J56 im Gehäuse 12 um seine Mittelachse 40 rotieren kann, verläuft der geometrische Ort der durch die eingestellte Kurbelachse 44 bestimmten Punkte längs einer kreisförmigen Bahn 124 um die Zapfenachse 40 und schneidet die Mittelachse 22 der Einrichtung 10. Wenn der Zapfen J>6 durch das Schneckenrad 41 über einen Winkel 126 um seine Achse 40 gedreht wird, wird die Kurbelachse 44 in die Stellung 44a verschoben. Die Linie 128 zwischen der verstellten Kurbelachse 44a und der Mittelachse 22 der Einrichtung bzw. der verstellte obere Totpunkt des Exzenters durchläuft einen Winkel 1J0 von der maximalen oberen Totpunktlinie 22-40-44, Die Grundsätze der elementaren Trigonometrie ergeben, daß der Winkel I30 halb so groß ist wie der Winkel 126. Somit wird bei einer Drehung des Zapfens über einen beliebigen Winkel der obere Totpunkt des verstellten Exzenters um die Hälfte dieses Winkels von der maximalen oberen Totpunktlinie 22-40-44 verschoben.

Für einen Winkel 126 der Drehung des Zapfens 36 wird die Exzentrizität von ihrem Maximum entlang der geraden Linie 22-40-44 auf den durch die Linie 128 zwischen den Punk-

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ten 22 und 44a bestimmten verstellten Wert vermindert. Die Verminderung der Exzentrizität ist durch den Abstand 132 dargestellt. Wenn somit die Welle 18, der Käfig 24 und die Schuhflächen 29 sich um die Mittelachse 20 der Einrichtung drehen, ändert sich die Einwärts- und Auswärtsbewegung der Kolben 54 in den Zylindern 50 um das Doppelte des eingestellten Exzenterabstandes 22-44a bzw. um den eingestellten Hub 134-22-44a„ Die Exzentrizität ändert sich als harmonische Funktion von ihrem Maximum 22-40-44 auf Null bei 22, wenn der Zapfen J6 von der oberen Totpunktstellung über einen Winkel 126 gleich 18O° gedreht wird, und sie ändert sich tatsächlich wie der cosinus der Hälfte des Winkels 126 der Zapfendrehung.

Die Kurbel 42 wird über einen ähnlichen Winkel wie der Zapfen 36 gedreht. Daher werden, wenn der Zapfen 36 über einen Winkel 126 gedreht wird, die Stegflächen .62 der Kurbel 42 über einen dem Winkel 126 gleichen Winkel gedreht, der in Fig. 9 durch die Punkte 62a dargestellt ist, die durch den Schnitt der sich von der Mittelachse 22 der Einrichtung in einem dem Winkel 126 gleichen Winkel (als 1JO und 156 dargestellt) erstreckenden Linie 135 mit dem Exzenterkreis 137 bestimmt sind.

Somit gehen die mit den Arbeitsmittelkammern 55 und den Schlitzen 58 und 60 in Verbindung stehenden radialen öffnungen 5I nicht an den durch die Punkte 62a dargestellten Stegflächen 62 vorbei, bis sich der Zylindertragteil" 46 re-

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lativ zu der Kurbel 42 über einen zusätzlichen Winkel I36 an der verstellten oberen Totpunktachse 1j54-22-44 vorbeigedreht hat. Von den Punkten 1j58 über den Punkt 44a bzw. 134 zu den Punkten 62a, die durch eine Winkeldrehung des Zylindertragteiles 46 auf der Kurbel 42 über dem Zapfendrehwinkel 126 gleiche Winkel I30 und I36 dargestellt sind, werden die Kolben 54 innerhalb der Zylinder 50 über eine Strecke 14O hin- und herbewegt, ohne tatsächlich einen Arbeitsmittelfluß durch die Einrichtung 10 hindurch zu veranlassen. Das Arbeitsmittel in jeder Kammer 55 wird veranlaßt, den normalen Fluß während der relativen Drehung des Zylindertragteiles 46 auf der Kurbel 42 über einen Winkel 130 umzukehren, jedoch wird ihm gestattet, den normalen Fluß während der nachfolgenden Drehung über den gleichen Winkel I36 wieder aufzunehmen.

Somit ist der eingestellte effektive Hub der Kolben 54 in den Zylindern 50 nicht doppelt so groß wie die eingestellte Exzentrizität 22-44a, sondern ist derjenige Teil, der durch die Linie 142-22-142 auf der eingestellten oberen Totpunktlinie 1^4-22-44a dargestellt wird, Der eingestellte effektive Hub ändert sich von dem eingestellten Hub wie der cosinus des halben Winkels 126 der Drehung des Zapfens 36 von 0° bis 18O°. Da sich der eingestellte Hub ebenfalls wie der cosinus des halben Winkels 126 ändert, ändert sich demzufolge der eingestellte effektive Durchfluß je Arbeitszyklus vom Maximum bis Null wie das Quadrat des cosinus des

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halben Winkels 126 bei einer Zapfendrehung von 0° über 18O°.

Somit wird für eine Zapfenverstellung über einen Winkel 126 der eingestellte effektive Fluß der Einrichtung 10 sowohl durch die doppelt gelagerte exzentrische Welle 18, den Zapfen 36 und die Kurbel 42 als auch durch die Anordnung der Stegflächen 62 mit Bezug auf die oberen Totpunktstellungen geändert. Eine graphische Darstellung der Flußkapazität je Arbeitszyklus als Funktion der eingestellten Drehung des Zapfens 36 von 0° bis 18O° ergibt ein umgekehrtes S (die Quadratkurve des ersten Viertels einer Cosinusfunktion), das allgemein gekrümmte gegenüberliegende Endteile und einen allgemeinen linearen mittleren Teil hat. Dies unterscheidet sich grundsätzlich von ähnlichen graphischen Darstellungen üblicher Einrichtungen mit veränderlichem Durchfluß, bei denen die Einstellung entweder lediglich durch Ändern des Hubes oder allein durch entsprechende Anordnung der Schlitzstegflächen mit Bezug auf die oberen Totpunktstellungen herbeigeführt wird.

Es ist ferner zu bemerken, daß die Ausführung, welche die Doppelexzenterbeziehung der Welle 18, des Zapfens 36 und der Kurbel 42 aufweist, obgleich sie leicht herzustellen ist, in der Lage ist, schweren Arbeitsbedingungen standzuhalten. Da der Zapfen J>6 nicht schnell rotiert, brauchen die Lager 38 und 39 nicht die Eigenschaften zu haben, die für das Filmlager 20 für die sich schnell drehende Welle 18 erforderlich sind. Es kann ein einfaches, mit dem Zapfen

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36 verkeiltes Schneckenrad 41 zur Verstellung der Kurbel 42 mit Bezug auf die Welle 18 verwendet werden, um die Durchflußkapazität, wie oben beschrieben, zu verändern. Die Anordnung des Zapfens j56 ist derart, daß jede eingestellte Lage des Zapfens durch das Schneckenrad 41 und sein es antreibendes Zahnrad 4j genau aufrechterhalten werden kann. Es könnten jedoch auch andere ebenso einfache Ausführungen verwendet werden.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind zahlreiche Abänderungen an der dargestellten Ausführungsform möglich.

Die Gegenstande der Ansprüche ~5, 4 und 5 enthalten für sich erfinderische Merkmale, die unabhängig von der hydraulischen Einrichtung verwendbar sind; die Ansprüche sind daher als nebengeordnete Ansprüche anzusehen.

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Claims

Patentang orUche

Jy Hydraulische Einrichtung (Punpe oder Motor) alt einem Gehäuse, einem ringförmigen Käfig, der in des Gehäuse um seine Aohse drehbar abgestutzt ist, einem Müderen Antrieb für den Käfig, einer von de« Gehäuse innerhalb des Käfige abgestutzten zylindrischen Kurbel, zwischen den Käfig und der Kurbel abgestutzten, zusammenarbeitenden Kolben und Zylindern, die sich von der Kurbel aus radial erstrecken und ausdehnbare Arbeitsmittelkammern begrenzen, und Mitteln zum Offnem und Schließen der Arbeitsmittelkammern, dadurch gekennzeichnet« daß die zylindrische Kurbel (42) so abgestutzt 1st, daß ihre Längsmittelaohse (44) gegenüber der Drehachse (22) des Käfigs (24) versetzt 1st, so dafi der Abstand zwlsohen der Kurbel (42) und dem Käfig (24) während der Drehung des Käfigs um seine Aohse sieh um das Doppelte des Versetzungsbetrages ändert, und dafl die Kolben (54) und Zylinder (50) keine mechanische verbindung mit dem Käfig außer ihrer Abstützung durch diesen oder mit dem äußeren Antrieb haben. Jedoch veranlaßt werden, sich ausschließlich auf Grund ihrer Anordnung und der Anordnung des Käfigs und der Kurbel um die Kurbel In der gleichen Biohtung und mit der gleichen Augenblioksgesohwlndlgkelt wie der Käfig zu drehen, so daß si· dadurch relativ zueinander längs sich radial von der Kurbel erstreckenden Achsen hin«· und her* bewegt werden, um den Arbeitshub der Einrichtung zu beeln-

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flüssen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS der rlngfuralge KIfIg (24) eine Hehrzahl von In Unfangerlchtung Im Abstand voneinander angeordneten und in radialen Abstand von der Kurbel (42) liegenden Schuhflächen (29) aufweist und daß die Kolben und Zylinder von einen einzigen sternförmigen Teil (46) getragen werden, der eine die Kurbel (42) aufnehmende durchgehende Bohrung (48) und eine der Anzahl Kolben entsprechende Anzahl von radialen Zylinderbohrungen (50) besitzt, die gegen die betreffenden Schuhflachen (29) gerichtet sind und deren jede einen Kolben (54) aufnimmt, un nit diesen eine ausdehnbare Arbeltsttlttelkanmer (55) zu begrenzen.

3. Einrichtung insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dafi dl· zylindrische Kurbel (42) mit einen Zapfen (56) einstückig ausgebildet ist, wobei dl« LMngsnittelachse (44) der Kurbel gegen die Llngsnittelaohse (40) des Zapfens versetzt ist, und dafi der Zapfen (^6) von den Oehttuse derart drehbar abgestützt ist, daß er bei der Drehung die Versetzung zwischen der Achse (22) des KEfige (24) von der Achse (44) der Kurbel (42) •instellt, un die FluBkapazitSt je Arbeitszyklus der EInrlohtung zu Indern·

4· Einrichtung insbesondere nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dafi die Kurbel (42) auf Ihrer Umfangsfische wenigstens zwei getrennte, sich in Unfangarlch-

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tung erstreckende Nuten (106) von geringer Breite und geringer Tiefe aufweist, die in Abstand von dem einen »«eier Schlitze (58, 60) liegen, sich ungefähr bis in Linie mit den Enden des Schlitzes erstrecken und neben eich Stegflächen (108, 109) begrenzen, welche zu der die Kurbel (42) aufnennenden Bohrung (48) des die Zylinder (30) tragenden Teiles (46) allgemein komplementär sind, und daft sich zwischen den anderen der Schlitze (58, 60) und den getrennten Hüten (106) verengte Durchgänge (112) erstrecken, die ein Hindurchsickern von Arbeitsmittel gestatten, um über den Stegflachen einen Arbeitsnittelfiln zu erzeugen, und die einen rbeitsnittelwiderstand haben, der unter nomalen Bedingungen des Pilnflusses und der Filedicke nit den Widerstand des Arbeitsnittelfilns selbst vergleichbar ist.

5· Einrichtung insbesondere nach Anapruoh 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dad wenigstens der Äußere Antrieb oder der XMfIg einen zylindrischen Teil (18) aufweist, der relativ zu den Oehäuse durch ein Lager (20) der Filnart abgestützt ist, und dafl ein Rippenaufbau (81), der sich radial von einer Habe erstreckt, an seinen äußeren Teil mit den Gehäuse verbunden ist und eine solche Festigkeit besitzt, dai er der allgemein radialen Ablenkung der Nabe widerstehen kann, aber ein hohes Schlankheit*verhältnis besitzt, um eine Kippbewegung der Nabe relativ zu den Gehäuse aufzunehmen.

6. Einrichtung nach einen der Ansprüche 2 bis 5, da-

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durch gekennzeichnet, dafl in die Bohrung (48) des die Zylinder (50) tragenden Teiles (46) eine Mehrzahl von getrennten Öffnungen (51) münden, die jeweils Bit einer der Zylinderbohrungen (50) in Verbindung stehen und mit den Schlitzen (58, 60) in Ausrichtung gebracht werden können, um die ausdehnbaren Arbeitsmlttelkaasiern (55) aufeinanderfolgend zu öffnen und zu schliefen.

7· Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (54) eine Heaktionafl&ohe (56) hat, die symmetrisch zu der und in Linie mit der Zylinderbohrung (50) liegt, in ihrer Abmessung größer als der Querschnitt der Zylinderbohrung ist und mit der betreffenden SchuhflKche (29) zusammenarbeitet, und dai sieh verengte Durchginge (120) von den Arbeitsmittelkammern (55) zu der Trennzone zwischen den Beaktionsflächen (56) und den Schuhflächen (29) erstrecken und einen Flußwiderstand haben, der mit demjenigen des Arbeitsmittelfilms vergleichbar 1st« der durch das Hindurohsickern von Arbeitsmittel unter normalen Filefluß- und Zwlsohenraumbedingungen erzeugt wird.

8« Einrichtung nach Anspruch 3# dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Offnen und Schließen der Arbeite* mittelkammern (55) in Uafangsrichtung in Ausrichtung befindliche, sloh diametral gegenüberliegende getrennte Einlaß« und Auslafieohlltse (58, 60) aufweisen, die in der UmfangsflKche der Kurbel (42) in radialer Ausrichtung mit den Kolben und Zylindern endigen und allgemein symmetrisch zu einer

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duroh die Achse (40) des Zapfens (36) und die Achse (44) der Kurbel (42) hindurchgehenden Ebene liegen, wobei diese Schlitze (58, 60) bei jede» Drehsyklus des KKfige (24) und der Kolben und Zylinder relativ zu der Kurbel getrennt und aufeinanderfolgend mit jeder Arbeltsnlttelkananer (55) In Verbindung treten, und durch dl· Drehung des Zapfens (36) und der an Ihm befindlichen Kurbel (42) die Schlitze (58, 60) relativ zu der eingestellten oberen Totpunktlage In Phase gebracht werden, um die FluSkapazität je Arbeitszyklus zu ändern.

9« Hinrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dafl wenigstens zwei eich In ümfangerichtung erstrekkende Nuten (105, ¹o6) von geringer Breite und geringer Tiefe auf den gegenüberliegenden Seiten jedes der getrennten Arbeltsnlttelschlitze (58, 6O) Im Abstand angeordnet sind und dafl verengte Durchgänge (112, 113) vorgesehen sind, dl« jedes Nutenpaar Ober Kreuz nit dem gegenüberliegenden Schlitz verbinden und die einen Arbeitsmittelwiderstand haben, der unter normalen Bedingungen des Fllmflusses und der Fllmdlok» ■it dem Widerstand des erzeugten Arbeitsmittelfilms seibat vergleichbar 1st·

10. Einrichtung nach nepruoh 5* dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Arbeitemittelfilm arbeitende Lager (20) wenigstens drei axial Ib Abstand voneinander angeordnete, sich In umfangsriohtung erstreckende Stegfllohen (89, 90) aufweist, dl· miteinander durch wenigstens drei axial im

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Abstand voneinander angeordnete, eich in Umfangsrichtung «retreckende Stegflächen (88) verbunden Bind, die eine Mehrzahl von getrennten, sioh in Umfangsrlohtung erstreckenden und axial im Abstand voneinander angeordneten Ausnehmungen (87) geringer Tiefe begrenzen, und daß verengte Arbeitemitteldurohglnge (92) jede der getrennten Ausnehmungen (87) mit einer Quelle von unter hohem Druck stehenden Arbeltsmittel verbinden, um ein Lecken von Arbeitsmittel in Form einte films Über die Stegflachen zu bewirken, wobei der Ar· beltsmlttelwiderstand der verengten Durchgänge (92) mit demjenigen des unter normalen Filmfluß- und Abstandsbedingungen erzeugten Arbeitsmittelfilme vergleichbar 1st.

11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet _# daß jede der Offnungen (51) «ine QrSSe hat, die ungc» fihr 40 bis 60 % der wirksamen Quere ohnit te fläch· der mit Ihr verbundenen Zylinderbohrung (50) betregt.

12. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daft der Zapfen (36) so angeordnet ist« daft sein· Ltoesmittelachse (40) von der Längemittelachse (22) des Käfigs (24) um einen Betrag versetzt 1st, der allgemein dem Betrag der Versetzung zwischen der Zapfenachse (ko) und der Kurbelachse (4%) entspricht.

1?·) Einrichtung nach Anspruch 3, 8 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein von auJen betätigbarer Antrieb (41, *2) mit dem Zapfen (36) so verbunden ist, dafl eine äußere Einstellung der Dreheteilung des Zapfens und eine Festleguni

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des Zapfens In Irgendeiner der eingestellten Drehstellungen eraöglicht werden.

14. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Nuten (105, 106) eine kleine Querschnitts fläche von einer Breite von ungefähr 0,8 bis 1,6 ran und einer Tiefe von einigen Hundertsteln eines Millimeters (einigen Tausendsteln eines Zolls) besitzt und daß die benachbarten Stegflachen (108) zwischen den Nuten und den Schlitzen (58, 60) eine Breite von ungefähr 1,6 bis 6,4 mm haben.

15· Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daS die Stegflächen (89, 90) neben jeder Ausnehmung jeweils eine Breite von wenigstens 1,6 biß 6,35 mn haben und dad der Arbeitsmittelwiderstand jedes verengten Durchgangs unter normalen Filmfluß- und Filmdickebedingungen an den Stegflächen vorbei das hindurchgehende Arbeltsmittel UB etwa 1/3 oder 1/2 drosselt.

16. Einrichtung nach Anspruch 5, 10 oder I5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rippenaufbau (81) an seinem äußeren Ilafang im Abstand von der Habe durch einen ringförmigen Auf* bau (82) gehalten wird, der ein« leichte Verbindung unmittelbar BdLt dem Gehäuse gestattet«

17· Einrichtung nach Anspruch 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (42) Im Abstand voneinander angeordnete, getrennte Schlitze (58, 60) aufweist, die In der UmfangeflKahe der Kurbel in Linie mit den Zylinderbohrungen

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(50) dee die Zylinder tragenden Teiles (46) endigen und mit diesen Bohrungen getrennt und aufeinanderfolgend in Verbindung treten können, und daß Durchgänge (64, 65, 66, 69, 72, 73) Jeden der getrennten Schlitze mit Prbeltsmlttelquel· len zum Einlassen und Auslassen von Arbeltsmittel in die und aus den ausdehnbaren Arbeitsmittelkammern (55) verbunden sind.

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