DE1625073C3 - Druckmittelbetätigte Kolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Kolbenmaschine, bei welcher die Kolben innerhalb einer auf die Triebwelle aufgesetzten Trommel in im wesentlichen achsparallelen Zylinderbahnen mit radialer Komponente geführt sind und unter dem Einfluß eines die Druckmittelverteilung bestimmenden Steuerspiegels mit einer ebenfalls umlaufenden, rückseitig über ein Kugelsegment in einer Kalotte abgestützten Schiefscheibe zusammenwirken, deren Neigung über eine konzentrische Nabe mit aufgesetztem Lager mittels einer dieses aufnehmenden nichtrotierenden

Lagerschale einstellbar ist.

Bei einer durch die US-PS 31 94 172 bekannt gewordenen Maschine dieser Bauart ist die Rückseite der Schiefscheibe als Kugelsegment ausgebildet und von einer im Mittelbereich durchbrochenen Kalotte abgestützt. Durch diesen Durchbruch erstreckt sich ein der Schiefscheibe angeformter Hals, dessen freies Ende in eine das Lager tragende Nabe übergeht. Hierbei ist die StUtzkalotte die Oberseite eines ebenfalls mit

ίο umlaufenden glockenförmigen Stützkörpers, der über einen vorstehenden Flansch der Zylindertrommel gezogen und durch einen Federring abgesichert ist. Zwischen dem umlaufenden Stützkörper und dem Gehäuse ist ein weiteres Lager vorgesehen.

Bei der bekannten Konstruktion ergeben sich durch die Anzahl und die Größe der umlaufenden Massen sowie deren Gestaltung erheblich Flieh- und Trägheitskräfte, welche einer befriedigenden Wirkungsweise dieser Anordnung entgegenstehen. Ferner ist bei der bekannten Maschine nur das Drehmoment, nicht aber die Drehrichtung durch die Neigung der Schiefscheibe einstellbar.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber eine vereinfachte und leichtgängige Steuerung für die Schiefscheibe, welche zugleich die Einstellung der Drehrichtung ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nabe direkt an die Schiefscheibe angesetzt ;ind die das zwischengesetzte Lager aufnehmende Lagerscheibe rückseitig über ein Kugelsegment in einer Kalotte abgestützt und gemeinsam mit tier Schiefscheibe allseitig schwenkbar ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäß gestaltete Maschine ermöglicht eine Schiefscheibe mit erheblich reduzierter Rotationsmasse, die zugleich in einer ersten, der Einstellung des Drehmomentes zugeordneten Richtung und einer zweiten, der Einstellung der Drehrichtung der Maschine zugeordneten Richtung verschwenkbar ist.

Weitere Einzelheiten werden nun anhand einer bevorzugten Ausgestaltung und mit Bezugnahme auf die Abbildungen erläutert. Es zeigt

A b b. 1 ein einfaches Triebwerk im Axialschnitt,
A b b. 2 die Steuerscheibe in Draufsicht,
Abb. j eine selbsttätige Druckmittel-Zufuhrregelung,

Abb.4 eine Umsteuervorrichtung für die Drehrichtung.

Innerhalb eines etwa becherförmigen Gehäuses I verläuft eine zu diesem konzentrisch ausgerichtete Triebwelle 2, auf welche eine Trommel 3 aufgesetzt ist.

Die Trommel 3 ist auf einer Seite leicht kegelförmig gestaltet und mit mehreren auf einem Umfangskreis verteilten, hinsichtlich der Triebwelle 2 somit geneigt verlaufenden Zylinderbahnen 4 versehen, die jeweils in einen sich verengenden Abschnitt 4' und schließlich in einen Durchgan» 4" zu der gegenüberliegenden Seite der Trommel 3 übergehen. In den Zylinderbahnen 4 befinden sich möglichst spielfrei eingepaßte Kugeln, die als Kolben 5 wirken. In Abstimmung auf die Drehzahl der Maschine können die Kugeln aus verschiedenen Materialien und ggf. auch hohl gestaltet sein.

Die Kolben 5 sind von einer Schiefscheibe 6 unterfangen, deren der Trommel 3 zugekehrte Seite eine nach außen ansteigende Ringfläche 6' aufweist. Unterseil sitzt die Schiefscheibe 6 mit einer Nabe 6" in dem lnn^nring T eines Lagers 7, dessen Außenring 7" in einer das Lager umfassenden Lagerschale 8 sitzt. An ihrer Unterseite weist die Lagerschale 8 einen zum Durchtritt der Triebwelle 2 mittig durchbrochenen

Ansatz auf, der die Form eines Kugelsegmentes 8' hat, wobei zwischen dem Ansatz und dem vorteilhaft ebenfalls kugelförmig abgerundeten Außenumfang der Lagerschale 8 eine untere Ringfläche 8" verbleibt. Das Kugelsegment V der Lagerschale 8 ist unterseitig an einem im unteren Teil des Gehäuses ί sitzenden Ring 9 abgestützt, auf dessen der Lagerschale zugekehrten Seite eine entsprechende Kalotte 9' ausgespart ist.

Durch diese Lagerung ist die Schiefscheibe 6 in gewissen Grenzen allseitig schwenkbar, wobei der Schwenkpunkt vorteilhaft der Mittelpunkt des Lagers 7 ist. Durch eine Gehäuseöffnung Γ in der Wand des Gehäuses 1 erstreckt sich von dem Acßenumfang der Lagerschale 8 in dner durch den Schwenkpunkt O verlaufenden Ebene radial nach außen ein Hebel 10. Durch den Hebel 10 und dessen Führung in der Gehäuseöffnung Γ ist die Lagerschale 8 in zwei zueinander senkrechten Richtungen und somit allseitig schwenkbar und dennoch am Mitdrehen gehindert. Die Grenzen der Schwenkung sind bestimint durch den Anschlag der unterseitigen Ringfläche 8" an einer oberseitigen Kegelringfläche 9" des Ringes 9.

Über der Trommel 3 ist eine Scheibe 11 mit Bohrungen W vorgesehen, die in einem mit den Durchgängen 4" in der Trommel 3 übereinstimmenden Kreis angeordnet sind. Bezüglich der Scheibe 11 ist in bekannter Weise line auf diese aufgesetzte Steuerscheibe 12 verdrehbar, welche mit zwei sich be.Jseits der Scheibenmitte gegenüberliegenden nierenförmigen öffnungen 12' und 12" versehen ist, deren als Zuflußverteiler wirkende öffnung 12' mit einer Zuleitung 13 für das zufließende Druckmittel verbunden ist, während die Öffnung 12" als Abflußsammler dient.

Auf den schon erwähnten Hebel 10 wirkt eine denselben abwärts ziehende, durch eine Gewindemutter 15 in ihrer Spannung einstellbare Feder 14, durch welche die Schiefscheibe 6 in einer bestimmten Schieflage gehalten wird. Da der in der Gehäuseöffnung Γ gehaltene Hebel 10 zwar das Mitdrehen der Schiefscheibe 6 verhindert, im übrigen aber innerhalb der durch den gegenseitigen Anschlag der Ringflächen 8" und 9" gegebenen Grenzen jede beliebige räumliche Neigung anzunehmen vermag, kann die Totpunktlage der Kolben 5 zwischen Mitte und Ende der Offnungen 12' bzw. 12" wandern.

Die beschriebene Konstruktion der Maschine hat zur Folge, daß sich diese vermöge der räumlichen Schwenkbarkeit der Schiefscheibe 6 immer selbsttätig entsprechend der geforderten Leistung auf den richtigen Bereich der als Zuflußverteiler wirkenden öffnung 12' einstellen kann. Durch Bewegen des Hebels 10 von Hand entgegen der Kraft der Feder 18, also durch Schwenken der Schiefscheibe 6 und das dadurch verursachte Verlagern des Totpunktes der Kolben 5 kann die Leistung der Maschine auch von außen her verändert werden.

Weiterhin ist es möglich, durch den Hebel 10 ein als Regelorgan 20 wirkendes Druckminderungsventil zu steuern, welches in einer ar dem Gehäuse 1 der Maschine befestigten Hülse 2t angeordnet sein kann.

Hierbei kann das Druckmittel dem Ventil durch eine Schlauchtülle 22 zugeführt werden und durch eine Ableitung 23 mit Schlauchtülle 24 ab- und dem Anschluß für die Zuleitung 13 der Maschine zugeführt werden. Durch eine entsprechende Koppelung zwischen dem Hebel 10 und dem Druckminderungsventil 20 kann dann von der Maschine selbst die Zuführung des Druckmittels selbsttätig entsprechend der jeweiligen Belastung

,₅ geregelt werden.

Durch Ausbildung des Hebels 10 als Kurbel und die dadurch möglich Verschwenkung der Schiefscheibe 6 um die Längsachse des Hebels läßt sich die Laufrichtung der Maschine von Rechts- auf Linksbetrieb umschalten.

Eine solche Umschaltung läßt sich auch durch Verdrehen der als Zufiußverleiler wirkenden öffnung 12' um wenige Winkelgrade erreichen, wobei die Drehrichtung entgegen der Beaufschlagungskraft vorgegeben wird, bis die Fliehkraft der Kugelkolben 5 die Schiefscheibe 6 hält. Bei sinkender Drehzahl schlägt die stärker werdende Beaufschlagungskraft die Schiefscheibe 6 um.

Spannt man zwischen den Griffpunkt der Kurbel 16 und das freie Ende eines an einem tieferen Punkt angelenkten und abgewandten Hebels 17 eine Feder 18 und ordnet man im unteren Bereich des Hebels 17 eine Weiche 19 an, so kann durch einen auftretenden Widerstand an der Triebwelle 2 und die resultierende Verschwenkung der Schiefscheibe 6 bei Erreichen des Totpunktes der Kurbel 16 das untere Ende der Feder 18 seitlich abgelenkt werden, wodurch die Kurbel 16 und damit die Schiefscheibe 6 zum selbsttätigen Umschalten der Drehrichtung gebracht werden. Hierdurch kann beispielsweise das selbsttätige Zurückziehen eines mittels eines Spannkopfes auf die Triebwelle gesetzten Werkzeuges bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes erreicht werden.

Weiterhin ist es möglich, zwei der beschriebenen Maschinen mit einer ihren beiden Trommeln } gemeinsam zugeordneten, um kugelige Ausbauchung der Triebwelle 2 allseitig schwenkbare Schiefscheibe 6 anzuordnen, wobei das Druckmittel dann durch eine Längsbohrung in der Hauptwelle zugeführt werden kann.

Ferner kann durch Anordnung eines Planetengetriebes zwischen der Triebwelle 2 und dem Gehäuse 1 nach Belieben durch Festsetzen des einen Teils das andere zur Rotation gebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigte Kolbenmaschine, bei welcher die Kolben innerhalb einer auf die Triebwelle aufgesetzten Trommel in im wesentlichen achsparallelen Zylinderbahnen mit radialer Komponente geführt sind und unter dem Einfluß einer die Druckmittelverteilung bestimmenden Steuerscheibe mit einer ebenfalls umlaufenden, rückseitig über ein Kugelsegment in einer Kalotte abgestützten Schiefscheibe zusammenwirken, deren Neigung über eine konzentrische Nabe mit aufgesetztem Lsger mittels einer dieses aufnehmenden nichtrotierenden Lagerschale einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (6") direkt an die Schiefscheibe

(6) angesetzt und die das zwischengesetzte Lager (7) aufnehmende Lagerschale (8) rückseitig über ein Kügelsegment (8') in einer Kalotte (9') abgestützt und gemeinsam mit der Schiefscheibe allseitig schwenkbar ausgebildet ist.

2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Lagerschale (8) mittels eines an dieser befestigten Hebels (10) erfolgt, der durch eine Gehäuseöffnung (V) nach außen geführt ist.

3. Kolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Hebels (10) in der das Drehmoment der Maschine bestimmenden Richtung durch eine, vorzugsweise einstellbare Feder (14) gegeben ist, die das aus dem Kolbendruck der Maschine resultierende Moment ausgleicht.

4. Kolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Hebels (10) in der die Drehrichtung der Maschine bestimmenden Richtung durch eine Feder (18) gegeben ist.

5. Kolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (10) bei Bewegung in der das Drehmoment der Maschine bestimmenden Richtung auf ein Regelorgan (20) einwirkt, mittels dessen der Druck des der Maschine zugeführten Druckmittels regelbar ist.

6. Kolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (10) bei Bewegung in der die Drehrichtung der Maschine bestimmenden Richtung mit einer Umschaltvorrichtung (Teile 17, 19) in Verbindung steht, deren Betätigung die Drehrichtung der Maschine selbsttätig umpolt.

7. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 -6, bei der die innerhalb der Trommel in den Zylinderbahnen geführten Kolben Kugeln sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt (O) der Lagerschale (8) mit dem Mittelpunkt des Lagers

(7) zusammenfällt.