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H draulik-Pum e oder Motor insbesondere für hydrostatische
Antriebe Die Erfindung betrifft eine Hydraulik-Pumpe oder Motor, insbesondere für.
hydrostatische Antriebe, bestehend aus einem Gehäuses aus einem innerhalb des Gehäuses
drehbar vorgesehenen Paar von nebeneinander und zueinander geneigt angeordneten
Zylinderblöcken, wobei jeder dieser Zylinderblöcke auf einem gemeinsamen Lochkreis
liegende Bohrungen aufweist, deren Mittellinien parallel zur Drehachse des jeweiligen
Zylinderblockes verlaufen, ferner bestehend aus in die Bohrungen beider Zylinderblöcke
eintauchende Kolbeneinheiten, so daß bei der Drehung der Zylinderblöcke zwischen
den Kolbeneinheiten und den Zylinderbohrungen eine Relativbewegung stattfindet,
Diese Relativbewegung wird benutzt, um Arbeitsflüssigkeit in jede Zylinderbohrung
einzuführen und aus ihr wieder auszustoßen.
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Die z-, B. aus der britischen Patentschrift 867 914 bekannten bisherigen
Anordnungen der eingangsgenannten Art sind nicht nur in ihrem konstruktiven Aufbau
relativ kompliziert, sondern weisen auch ein sehr unbefriedigendes Betriebs- und
Verschleißverhalten auf, was vor allem auf.die Anwendung hin- und herschwingender
Kolbeneinheiten zurückzuführen ist. Die genannte bekannte Anordnung hat ferner den
Nachteil, daß deren Antrieb über eine zwischen den Zylinderblöcken angeordnete,
mit den Kolbeneinheiten verbundene Antriebsscheibe erfolgt und die Kolbeneinheiten
somit gleichzeitig Kupplungselemente darstellen müssen. Die folge einer derartigen
Ausgestaltung ist, da l
die Kolbeneinheiten nicht nur in erheblichem
Maße von Massenkräften beaufschlagt werden, sondern zusätzlich auch quer zu
ihrer Arbeits-
richtung beansprucht werden. .
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Der vorliegenden Erfindung lag dahe.r.die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulik-Pumpe
oder einen Hydraulik-Motor der eingangs genannten
Art zu schaffen,
der die Nachteils bekannter Konstruktionen vermei-
det.
Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel vorgesehen sind, die die Kolbeneinheiten
axial mittig zu einer in bezug auf die Drehachsen der Zylinderblöcke
verlaufenden Symmetrie-Ebene halten, so daß axial hon- und herbewegte
Massen vermieden sind. Ist die Pumpen- oder Mitoreinheit
mit einer Einrichtung zur Ein-
stellung unterschiedlicher Fördermengen
versehen, so sind erfindungs-gemäß Mittel für die g eichzeitige,Verstellung
der Lage der Kolben-
einheften vorgesehen, amit diese Kolbeneinheiten
in bezug auf besag-te Symmetrie"Ebene in i#al mittiger
Lage gehalten werden. Die gegenüberliegend angeordneten Kolben einer jeden
Kolbeneinheit
sind erfindungsgemäß durch eine gemeinsame
Pleuelstange miteinander
verbunden. Nach einem Merkmal der Erfindung stehen
alle Pleuelstangen
mit Fixierungsmitteln im Eingriff, die dazu dienen,
die Lage der
Pleuelstangen axial zueinander und zu den Zylinderblöcken zu
fixieren.
Die vorgeschlagenen Fixierungsmittel gestatten den Kolbeneinheiten
Bewegungen innerhalb besagter Symmetrie-Ebene, verhindern jedoch deren
Bewegung in axialer Richtung der Pleuelstangen. .
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Da bei Veränderung des Neigungswinkels zwischen den Achsen der
Zylinderblöcke
keine axiale Bewegung zwischen den miteinander ver= bundenen Kolbenpaaren und somit
auch nicht zwischen den Kolben und den Pleuelstangen stattfindet, können nach einem
weiteren Vorschlag der Erfindung die beiden Kolben einer jeden. Kolbeneinheit zusammen
mit ihrer. Pleuelstange aus einem Stück hergestellt sein.
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Eine Vereinfachung des konstruktiven Aufbaues erhält man erfindungsgemäß
dann, wenn alle Pleuelstangen mit einem gemeinsamen Führungsmittel in Eingriff stehen.
Nach einem Merkmal der Erfindung bestehen diese Führungsmittel daher aus einem Ring,
der mit an den Kolbenstangen vorgesehenen Nasen oder dgl. verbunden ist.
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Die Erfindung sieht weiter vor, daß einer der beiden Zylinderblöcke
auf einem schwenkbar angeordneten Kippzapfen drehbar gelagert ist und die Schwenkachse
des Kippzapfens senkrecht zur Drehachse des zugeordneten Zylinderblockes verläuft
und in besagter Symmetrie-Ebene liegt. Nach einem Merkmal der Erfindung ist der
vorgenannte Kippzapfen als Druckstück ausgebildet, wobei das Druckstück gleitend
mit dem Gehäuse in Wirkverbindung steht.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besagt, daß Mittel zum Ausgleich
der zwischen den Zylinderblöcken und den Druckstücken und zwischen den Druckstücken
und dem Gehäuse auftretenden Betriebsdrücken vorgesehen sind. Die Mittel zurr Druckausgleich
bestehen erfindungsgemäß darin, daß die Größe der druckbeaufschlagten Fläche zwischen
einem Zylinderblock und dem ihm zugeordneten Druckstück im wesentlichen gleich der
druckbeaufschlagten Fläche zwischen dem Druckstück und dem ("eh.#.use ist.
Nach
einem weiteren i.usgestaltungsmerkmal der Erfindung steht der besagte Kippzapfen
mit einer drehbar gelagerten Stütze in Verbindung, welche mit besagtem, für
die Mittellage der Kolbeneinheiten vorgesehenen Mittel derart gekuppelt ist,
daa, wenn der Kippzapfen und der zu ihm gehörende Zylinderblock gegenüber dem anderen
Zylinder.
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block verdreht werden, das für die Mittellage der Kolbeneinheiten
vorgesehene Mittel automatisch verstellt wird, um so die Mittellagenbedingung aufrecht
zu erhalten.
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Die mit dem Druckstück bzw. dem als Kipphebel ausgebildeten Druckstück
verbundene Stütze weist geschlitzte Stifte auf, die gleitend :cit diametral gegenüberliegenden
Teilen des zur Fixierung der Kolbeneinheiten dienenden Ringes in Eingriff stehen.
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Der Antrieb einer Pumpe oder eines Motors mit konstanter Fördermenge
kann erfindungsgemäß über einen der beiden Zylinderblöcke erfolgen, wobei der andere
Zylinderblock von diesem Zylinderblock durch ein geeignetes Konstant-Drehzahl-Gelenk
durch die Kolbeneinheiten oder durch eine Kegelrad- oder Zahnrad-Anordnung, welches
die beiden Zylinderblöcke direkt miteinander verbindet, angetrieben wird.f Bei einer
Anordnung mit veränderbarer Fördermenge und, falls erwünscht, auch bei einer Anordnung.mit
konstanter Fördermenge kann der Antrieb` durch eine Welle erfolgen, welche sich
durch axiale, in jedem Zyl::nderblock vorgesehene Bohrungen erstreckt, wobei diese
Welle mit radial angeordneten Stiften versehen ist. Die Zylinderblöcke können zu
diesem Zweck mit axialer. Schlitzen versehen sein, in denen die genannten Stifte
axial verschiebbar angeordnet sind. In den Fällen, in welchen diese zuletzt genannte
Form der Antriebsübertragung zwischen den Zylinderblicken gewählt wird, fallen die
Mittellinien der radial angeordneten Stifte, vorzugsweise rat der Mitteili rie der
Drehachse Gier beiden viinder»löcke zusammen, woaureh @'@.r .lntric@.@
bei
allen Stellungen der Zylinderblöcke ungehindert übertragen werden kann. Außerdem
ist ein Flansch oder eine Scheibe auf der Antriebswelle in der Mitte zwischen den
Zylinderblöcken vorgesehen, wobei dieser Flansch in geeignete Nuten eingreift, die
in jeder aus Kolben und Pleuelstange bestehenden Einheit vorgesehen sind, um axiale
Bewegungen der Pleuelstangen in Bezug auf die Welle zu verhindern.
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Sowohl bei einer Anordnung mit verstellbarer oder nicht verstellbarer
Fördermenge ist der für den Betrieb der Einheit erforderliche Winkel zwischen den
Achsen der Zylinderblöcke wahlweise einstellbar, wobei es erforderlich ist, daß
während der Drehung der Zylinder-Blöcke Winkelbewegungen zwischen den Kolben und
den Pleuelstangen möglich sind. Bei Kolbeneinheiten, bei welchen die Kolben gelenkig
an die Pleuelstangen angeschlossen sind, muß daher die gelenkige Bewegung durch
eine Kugelgelenk- oder ähnliche Anordnung gewährleistet werden. Bei Kolbeneinheiten,
bei welchen die Kolben gemäß der Erfindung mit den Pleuelstangen aus einem Stück
bestehen, weisen die Kolben vorzugsweise kugelförmig ausgebildete Enden auf, die
in die Zylinderbohrungen eingreifen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und
aus der nachfolgenden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar
zeigen: Fig. 1 eine axiale Schnittansicht einer erfindungsgemäßen verstellbaren
Verdrängerpumpen- bzw. Motoreinheit, wobei in Fig. einige Llemente fortgelassen
wurden, die jedoch in -ien Figuren 1 und 2 dargestellt sind;
Fis.
2 eine axiale i';2ilschnittans-.cht auf- der Linie 11-11 der Fig. 1, wobei einige
der Elemente der Einheit weggelassen wurden; Fig. 3 eine teilweise geschnittene
Endansicht auf der Linie111-111 der Fig. 1. In der Fig. 3 sind bestimmte Elemente
der Fis. 1 in einer weiteren Betriebsstellung der Einheit dargestellt; Fig. 4 ein
Detail der in der Fig. 1 dargestellten Einheit im Aufr#iß; Fig. 5 ein Detail der
in der Fig. I@dargestellten Einheit in verkleinertem Maßstab; Fig. 6 eine Endansicht
eines weiteren Details der in Fig. 1 dargestellten Einheit in verkleinertem Maßtab;
Fi g. 7 eine axiale Teilschnittansicht einer erfindungsgemärert, nicht verstellbaren
Verdrängerpumpen- bzw: Motoreinheit, ur.<1 Fig. 8 eine axiale Schnittansicht
einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpe bzw. eines Motors.
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Die Pumpe und/oder der Motor, die bzw. der in den Figuren 1 bis 6
der Zeichnungen dargestellt ist, besitzt eine aus zwei Hauptgehäuseteilen 1 und
2, einer Endplatte 3 und zwei gleichartigen seitlichen Abschlußeinheiten 4 und 5
gebildete Gehäuseanordnung. Die Gehäuseteile 1 und 2 begrenzen eine Hauptkammer
6, deren in dem Gehäuseteil 1 liegender Teil 7 halbzylindrisch ausgebildet und axial
vors der Seiteneinheit 4 zur Seiteneinheit #I geri_ch0-:et ist. Der Teil 8 der Kammer,
der sich in dem Gehäuseteil 2 befindet, ist teilzylindrisch ausgebildet und steht
mit einer Bohruni; 9 in Verbindung, deren Achse senkrecht zur Achse der Hauptkammer
6 liegt.
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Ein Druckstück 10 ist in der Bohrung 9 angeordnet und sowohl ;;essen
axiale als auch gegen drehende Bewes;unt;en gesichert.
Eine Antriebswelle
11 ist in den Lagern 12 und 13 gelagert, die sich in dem Druckstück 10 und in der
Endplatte 3 befinden. Das innere Ende der Welle 11 ist geeignet, eine Antrieb übertragende
Zunge 14 und einen Ringflansch 15 zur Aufnahme eines Zylinderblocks 16 zu bilden.
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Ein zweites Druckstück 17, welches die Form eines Kippzapfens aufweist,
ist in dem Kammerteil 7 angebrdnet, wobei das Druckstück 17 einen Querschnitt hat,
der im allgemeinen der Form eines Zylindersegments entspricht. Die gekrümmte Fläche
18 des Druckstücks 17 ist geeignet, zusammen mit der angrenzenden Innenfläche 19
der Kammer 6 eine Lagerfläche zu bilden. Das Druckstück 17 ist an einer Stütze 20
befestigt und kann um eine Achse 22 verschwenkt werden, welche durch Schwenken der
Stütze 20 um die Achse 22 mit den Krümmunfsachsen der gekrümmten Flächen 18 und
19 zusammenfällt.
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Ein Zylinderblock 23 sitzt, drehbar gelagert in dem Kippzapfenstück
17, auf einer Stummelwelle 24. Die Welle 24 besitzt eine Verlängerung 25, die zu
einer Kreuzgelenkanordnung 26 gehört, welche einen geeigneten Schlitz aufweist,
in den die Zunge 14 eingreift.
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Neun zylindrische Bohrungen 27, die mit gleichem Winkelabstand angeordnet
sind, befinden sich in dem Zylinderblock 16, wobei diese Bohrungen um die Achse
des Blocks herum angeordnet sind und ihre Achsen parallel zueinander und zur Drehachse
des Blocks 16 liegen. Ein flüssigkeitsdurchlaß 29 ist am Ende der Bohrung 27 vorgesehen.
Die Durchlässe 29 sind geeignet, mit cinur nierunfürr:;i;;en flü,--;uigkeitseinlai3üffnung
30 und z;ner
nierenförmigen Flüssigkeitsauslaßöffnung 31 zusammenzuwirken.
Die Öffnungen 30 und 31 befinden sich in dem Druckstück 10 und stehen mit den Kanälen
33 und 34 in Verbindung, welche zu den Öffnungen 35 und 36 in dem Druckstück 10
führen.
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In gleicher Weise sind neun zylindrische Bohrungen 37 mit gleichem
Winkelabstand in dem Zylinderblock 23 vorgesehen, wobei die Achsen der Bohrungen
37 parallel zur Drehachse des Zylinderblocks 23 liegen. Die Achsen der Bohrungen
37 liegen auf einem Kreis, der denselben Radius wie der hat, auf welchem die Achsen
der Bohrungen 2,7 in dem Zylinderblock 16 liegen, so daß die Bohrungen 27 und 37
in gerader Linie miteinander ausgerichtet werden können. Ein Flüssigkeitsdurchlaß
38 ist am Ende einer jeden Bohrung 37 vorgesehen. Jeder Durchlag 38 ist geeignet,mit
einer nierenförmigen Einlaßöffnung 39 bzw. mit einer Auslaßöffnung 40 gleicher Gestalt
(Fig. 5) zusammenzuwirken. Die Öffnungen 39 und 40 sind in dem.Kippzapfen- und Druckstück
17 angeordnet und wirken entsprechend mit den Kanälen 41 und 42 zusammen, welche
zu den Auslaßöffnungen 43 und. 44 in. dem Gehäuseteil 1 führen.
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Die Flüssigkeitshaupteinlaßöffnung 45 im Gehäuseteil 1 steht mit dem
Durchlag 43 in Verbindung. Die Einlaßöffnung 45 ist über einen Kanal 46, der in
der'seitlichen Abschlußeinheit 4 vorgesehen ist, auch mit der Öffnung 35 verbunden.
Eine Flüssig= keitshauptauslaßöffnung 47 im Gehäuseteil 1 ist mit dem Durchlaß 44
verbunden. Die Auslaßöffnung 47 ist durch einen in der seitlichen Abschlußeinheit
5 vorgesehenen Kanal 48 mit der Offnung 36 verbunden. Es versteht sich, daß es in
der Praxis von der Drehrichtung der Welle abhängt, ob die eine oder die andere Offnung
als Einlaf,- oder als Auslaßöffnung wirkt.
Die beiden Zylinaerblöcke
sind durch neun Kolbeneinheiten 49 gleicher Bauart und gleicher Abmessungen miteinander
verbunden, wobei jede dieser Kolbeneinheiten eine Kolbenstange 49A mit einer durchgehenden-Bohrung
49B besitzt. Jedes Ende 50, 51 einer jeden Kolbenstange 49A ist geeignet, eine teilsphärische
Lagerfläche zu bilden, die mit der Wand der Bohrung 27 bzw. 37 eine flüssigkeitsdichte
Berührung hat, in welche das Kolbenstangenende eingreift, wobei es die Fähigkeit
einer relativen Winkelbewegung zwischen der Wand der Bohrung und sich selbst behält.
Jede Kolbenstange 49A besitzt zwei sich radial erstreckende Teile 52, die geeignet
sind, eine Fixierungsrille 53 zu begrenzen, die dazu dient, einen Kolbenstangen-Fixierungsring
54 aufzunehmen, welcher in die Rillen 53 der Kolbenstangen 49A eingreift. Der Ring
54 dient dazu, sämtliche Kolbenstangen genau in ihrer Lage zueinander festzulegen
und zu gewährleisten, daß die Kolbenstangen keine axiale Bewegung zueinander ausführen
können. Die Stütze 20, welche an dem Druckstück 17 angebracht ist, weist einen im
wesentlichen rechteckigen Rahmen 55 auf, der durch Schrauben 56 (nur eine Schraube
ist in der Zeichnung dargestellt) an der flachen Fläche 57 des Druckstückes 17 befestigt
ist, und ein Gabelstück 56A, wobei das letztere durch einen Stift 58 mit einem Kolben
59 verbunden ist, der gleitend in einer Zylindereinheit 60 angeordnet ist, welche
so an dem Gehäuse 1 angebracht ist, daß die Stütze 20 durch jede axiale Bewegung
des Kolbens 59 verschwenkt wird und somit das Kippzapfenstück 17 und der Zylinderblock
23 ura cic Achse 22 gedreht werden und die Neigung der Drehachse des
Zylinderblocks
2;, zur Achse der Vielle 11 verändert wird. Der Kolben 59 ist nach beiden Seiten
einer Mittelstellung, in welcher der Stift 38 in der die Achse 22 einschließenden
Ebene liegt, beweglich. Diese Mittelstellung ist kennzeichnend dafür, daß die Achse
des Zylinderblocks 23 koaxial zur Wellenachse liegt (diese Stellung ist in Fig.
3 dargestellt). Der Kolben 59 kann in die eine oder die andere von zwei Begrenzungsstellungen
(eine dieser Stellungen ist in Fig. 1 dargestellt) verschoben werden, die sich beiderseits
der Mittelstellung befinden. Es ist klar, daß der Kolben 59 in Stellungen bewegt
werden kann, die zwischen diesen Begrenzungsstellungen liegen. Die Stütze 20 ist
durch zwei freibewegliche Drehstifte 61 mit dem Kolbenfixierungsring 54 verbunden,
wobei jeder dieser Drehstifte einen geschlitzten Kopf besitzt, der mit dem Ring
54 im Eingriff steht. Aus dieser Verbindung zwischen dem Ring 54 und der Stütze
20 ergibt sich, daß der Ring 54 zwar gegen axiale Verschiebungen festgelegt ist,
sich aber frei um die Achse 22 drehen kann. Weiter ist die Verbindung so beschaffen,
daß jede Veränderung der Neigung der Achse des Zylinderblocks 23 zur Achse der Welle
11 bewirkt, daß sich der Ring 54 um einen solchen Winkel bewegt, daß die Ebene des
Ringes 54 immer mit der winkelhalbierenden Ebene zwischen den Drehachsen der Zylinderblöcke
16 und 23 zusammenfällt. Praktisch bedeutet dies, daß die Ringebene immer den Winkel
zwischen den beiden Zylinderblöcken 16 und 23 halbiert. In anderen Worten: die Ebene
des Ringes 54 liegt immer symmetrisvh zu den Zylinderachsen. Infolgedessen werden
bei jeder Änderung der Neigung des Zylinderblockes 23 zur Achse der Welle 11 einige
der Kolbenstangenenden 50 und 52 - im Vergleich zu den
Stellungen,
die sie dann einnehmen, wenn die Achsen der Zylinderblöcke 16 und 23 und des Ringes
54 in einer Linie liegen -weiter in die ihnen zugeordneten Bohrungen 27 und 37 hineinbewegt,
während andere Kolbenstangenenden 50 und 51 aus den ihnen zugeordneten Bohrungen
27 und 37 weiter hinausbewegt werden.
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Die so weit beschriebene Pumpe oder der Motor arbeitet dann wie folgt.
Dabei wird angenommen, daß sich die Stütze 20 und die Zylinderblöcke 16 und 23 in
den in Fig. 1 dargestellten Stellungen befinden.
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Dreht sich die Welle 11 entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in Fig. 2
durch den Pfeil angedeutet, dann wird dadurch der Zylinderblock 16 in Drehung versetzt.
Infolge des durch das Kreuzgelenk 26 bewirkten Antriebes dreht sich der andere Zylinderblock
in derselben Richtung. Bei einer solchen Drehbewegung drehen sich die Kolbeneinheiten
in der Ebene des Ringes 54 (da sie ja alle an den Ring 54 angeschlossen sind), und
die Zylinderblöcke 16 und 23 drehen sich in Ebenen, die senkrecht zu ihren Drehachsen
liegen. Da diese Ebenen zur Ebene des Ringes 54 gleich geneigt sind, bewegt sich
das innere Ende einer jeden Zylinderbohrung 27 und 37 während der Drehung von dem
zugeordneten Kolbenende fort und wieder zu ihm hin.
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In anderen Worten ausgedrückt: es wird zwischen den Kolbeneinheiten
und den zugeordneten Bohrungen eine relative Bewegung erzeugt, ohne da3 die Kolbeneinheiten
eine Hin-und Herbewegung ausführen. Bei jedem Kolbenstangenende ;.= G c.z@; . 51
(an 7eror:;men s(--i hier das Ende 50) wird durch
diese
relative Bewegung Arbeitsflüssigkeit, z. B: Öl, eingelassen, während sich
die in der zugeordneten Zylinderbohrung 27 befindliche Öffnung an einer nierenförmigen
Einlaßöffnung vorbeibewegt, wobei die Menge des eintretenden Ols von dem Augenblick
an größer wird, in welchem die Zylinderbohrung 27 mit dem Einlaßkanal in gerader
Linie liegt, bis der Abstand des Kolbenstangenendes von dem inneren Ende der zugeordneten
Zylinderbohrung seinen maximalen Wert erreicht hat und sich die Öffnung 29 aus der
Deckungslage mit dem Einlaßschlitz herausbewegt. Die vollständig gefüllte Bohrung
27 gelangt dann hinter den Teil der Kippzapfenstückfläche, welche die Einlaß- und
Auslaßöffnungen 30 und 31 voneinander trennt, um die Öffnung 29 der gefüllten Zylinderbohrung
mit der Auslaßöffnung 31 in Deckung zu bringen. Das innere Ende der Bohrung bewegt
sich nun zum Kolbenende SO-hin, wobei durch diese Bewegung O1 aus der Bohrung und
durch die Öffnung 29 in die Auslaßöffnung 31 gedrückt wird. In dem Augenblick, wenn
sich die Öffnung 29 am oberen Ende der Auslaßöffnung 31 vorbeibewegt, hat das Ende
der Bohrung seine dem Kolbenende 50 naheste Stellung erreicht, wobei sich das für
das 01 zur Verfügung stehende Volumen auf ein Minimum verringert hat und das Öl
ausgestoßen wird. Diese Folge des in die Bohrung 27 einströmenden und aus ihr wieder
ausgestoßenen Oles wiederholt sich bei jeder Kolbenstange 49A. Die gleiche Folge
spielt sich bei den Kolbenstangenenden ab, welche in die Bohrungen 37 eingreifen.
. . Die Menge des durch jede Zylinderbohrung geförderten Öls wird durch die Neigung
des Zylinderblocks zum Zylinderblock 23 und zum Ring 54 geregelt. Je größer diese
Neigun;i, ;e größer ist die Fördermenge. Bei der in den Zeichnun"ten
dargestellten
Pumpe ist die Fördermenge wahlweise veränderlich, und zwar von einer Fördermenge
Nulllang wenn der Zylinderblock parallel zum Zylinderblock 16 liegt, bis
zu einer vollkommen geneigten Stellung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist.
Die Pumpe bzw. der Motor ist umsteuerbar, und zwar insofern, als das Kippzapfenstück
im Uhrzeigersinn um die Achse 22 verschwenkt werden kann, indem der Kolben 59 zum
rechtsseitigen Ende der Zylinderanordnung 60 hin verschoben wird. Es ist ersichtlich,
daß die Drücke in jeder zur selben Kolbenstange 49A gehörenden Zylinderbohrung durch
die Bohrungen 49B in den Kolbenstangen 49A ausgeglichen werden. Obwohl bei der oben
beschriebenen Pumpe neun Kolbenanordnungen verwendet wurden, ist es einleuchtend,
daß die Zahl der verwendeten Kolbenanordnungen natürlich von den Betriebserfordernissen
abhängt, die an die jeweilige Bauart einer Pumpe oder eines Motors gestellt werden.
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Während des Betriebes ist die Verdichtung, welche durch die relativen
Bewegungen der Kolbenstangenenden und der Zylinderblöcke entsteht, in der Lage in
der Arbeitsflüssgkeit hohe Drücke zu erzeugen. So kann z. B. ein Druck von 5000
lb./Zoll2 (352 kg/cm 2) bei einer Wellendrehzahl von 5000 U/min erzeugt werden.
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Der in der Arbeitsflüssigkeit erzeugte Druck ist bestrebt, die Zylinderblöcke
16 und 23 gegen ihre Druckstücke 10 und 17 zu drücken, die nun ihrerseits wieder
gegen die ihnen zugeordneten Gehäuseteile gedrückt werden. in der Praxis ist es
besonders wünschenswert, diese Drücke, die ja zu unerwünschten Reibungsverlusten
führen, zu verril,-srn.
Der Druck zwischen den Zylinderblöcken
und den Druckstücken und zwischen den Druckstücken und dem Gehäuse wird dadurch
vermindert,, daa der auf die Zylinderblöcke und das Kippzapfenstück 17 wirkende
Druck ausgeglichen wixdg indem die Anordnung so getroffen ,wird, daß die Fläche,
auf welcher der Druck zwischen einem Zylinderblock und dem dazugehörigen Druckstück
zur Wirkung kommt, im wesentlichen gleich der,
ist, auf welcher der Druck
zwischen dem Druckstück und dem Gehäuse ausgeübt wird. Die Berührungsfläche zwischen
dem Kippzapfenstück 17 und dem Gehäuse ist auf eine Anzahl höher liegender Stege
63, 64, 65 und 66 reduziert. Die Stege 63 und 64 sind in der Hauptsache vorgesehen,
um unerwünschte Bewegungen des Kippzapfenstücks 17 gegenüber der Fläche 19 zu verhindern.
Die Stege 65 und 66 wirken in der Nähe der Kanäle 43 und 44 mit dem Gehäuseteil
zusammen. Um die Drehbewegung des Kippzapfenstücks 17 zu ermöglichen,
wei-
sen die Stege 65 und 66 einen länglichen Durchbruch auf. Weitere Stege
68 sind auf der ebenen Fläche des Druckstücks 17 und des Druckstücks 10 vorgesehen.
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Bei der in den Zeichnungen dargestellten Pumpe wird der Druckausgleich
dadurch erzielt, daß der Flächeninhalt des Querschnitts der länglichen Durchbrüche
in den Stegen 65 und 66 gleich dem Flächeninhalt des Querschnitts der
nierenförmigen
Durchlässe 39 und 40ist, und indem die Anordnung weiter so getroffen wurde, daß
die tatsächlich wirksame Fläche der Stege 65 und 66 ebenso groß ist wie die wirksame
Fläche der Stege 68 auf der ebenen Oberfläche des Druckstückes 17. In der Praxis
ist es wünschenswert, den Flächeninhalt der Durchlässe und der sie umgebenden
Stege
auf der gekrümmtzn Seite des Kippzapfenstücks etwas kleiner als die entsprechenden
Flächeninhalte auf der ebenen Seite zu machen, damit Leckverluste so gering wie
möglich gehalten werden und ein gewisser Reibungswiderstand bei sich ändernder volumetrischer
Verdrängung vorgesehen wird. Eine entsprechende Anordnung für den Druckausgleich
wurde zwischen den Zylinderblöcken 16 und 23 und den entsprechenden Druckstücken
10 und 17 getroffen.
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Um den auf das Gelenk 26 zur Wirkung kommenden Druck auszugleichen
und das Gelenk 26 zu schmieren, führt ein Flüssigkeitskanal 70 von einem der Zylinder
27 durch die Wand des Zylinderblocks 16. Dieser Kanal steht mit einem Kanal 71 in
Verbindung, durch welchen Öl durch radial angeordnete Kanäle 72 gefördert wird,
um die zusammenwirkenden Flächen des Gelenks 26 zu schmieren. Die Kammer 74 enthält
ein federbelastetes Element 75, das geeignet ist, einen Druck auf die Zunge 14 auszuüben.
Die Kammer 74 steht über eine Bohrung 73 mit der Unterdruckseite der Pumpe bzw.
des Motors in Verbindung.
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Figur 7 zeigt in schematischer Darstellung die hauptsächlichsten Merkmale
der h.onstruktiven Anordnung der Zylinderblöcke und der l;olben einer nicht verstellbaren
Verdrängereinheit. In Fig. 7 ist eine Welle 80 in einem Lager 81 drehbar gelagert.
Ein Zylinderblock 82 ist auf der Welle 80 befestigt und dreht sich zwangsläufig
mit dieser. Das innere Ende der Welle 80 trägt ein Kegelrad 83, welches rit einem
Kegelrad 84 im Eingriff steht, das sich am inneren 1@r.@e einer zweiter, in eine7@
Lager 86 drehbar gelagerten :felle befindet. Die innel,cn ;:nden der Wellen cCG
und 85 I.@JI1@Z@n
so ausgebildet werden, daß sie entweder ein Kreuzgelenk
mit Kugelpfanne oder ein Konstantdrehzahl-Gelenk bilden können, wobei die letztere
Art des Gelenks mit Druckausgleichsanordnungen der Art versehen ist, wie
sie in Zusammenhang mit den
Figuren 1 bis 6 beschrieben wurden. Die Drehachse
der Welle 85 wird zur Drehachse der Welle 80 um den gewünschten Winkel geneigt.
Die Welle 85 trägt einen zweiten Zylinderblock 87, der sich zwangsläufig mit der
Welle 85 dreht. Jeder der Zylinder. blöcke 82 und 87 weist eine Vielzahl Bohrungen
88 auf, die zur Aufnahme der Enden 89, 90 einer Reihe Kolben 91 mit Doppelende bestimmt
sind. Ein Fixierungsring 92 umfaßt alle Kolben 91 und steht mit diesen im Eingriff,
wobei der Ring 92 in geeignete genutete Teile 93 eingreift, die sich an jedem Kolben.befinden.
Die Mittelebene des Ringes 92 liegt in der Symmetrie-Ebene der Pumpe bzw. des Motors
und halbiert somit den Winkel zwischen den Drehachsen der beiden Wellen
und
damit auch den Winkel, der zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen
94 und 95 der Zylinderblöcke 82 und 87 gebildet
wird. Ein federbelastetes
Element 96 ist gleitend in der
Welle 85 angeordnet und dient dazu, daß die
Druckverhältnisse beim Anlaufen aufrechterhalten werden.
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Die oben beschriebene Abordnung befindet sich in einem (nicht dargestellten)
Gehäuse, in welchen Flüssigkeitskanäle und Durchlässe vorgesehen sind, um
die Arbeitsflüssigkeit zu den Zylinderblocköffnungon hin- und von diesen
fortzuleiten. Die Betriebsweise der oben beschriebenen nicht verstellbaren VerdränLereinheit
entspricht im weseritlicren
der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten
Einheit. Die Einheit .nach Figur 7 überträgt jedoch die Antriebskraft. von einem
Zylinderblock zum anderen durch die Kegelräder 83 und 84.
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Die Kegelräder 83 und 84 können auch fortfallen und der Antrieb durch
die Kolben oder durch Konstantdrehzahl-Gelenke übernommen werden.
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In Figur 8 ist eine Pumpen- bzw. Motoreinheit dargestellt, welche
ein Gehäuse 101 besitzt, das eine in den Lagern 103 und 104 drehbar gelagerte Welle
102 aufweist, wobei die Welle als Antriebswelle der Pumpeneinheit bzw. als Abtriebswelle
einer Motoreinheit dient. Ein Hohlraum mit einem 8-förmigen Querschnitt wird in
dem Gehäuse durch zwei teilzylindrische Bohrungen 105 und 106 gebildet, die parallel
zueinander liegende Achsen 108 und 109 aufweisen, welche senkrecht zu der Wellenachse
107 verlaufen und die Wellenachse an den Punkten 108A bzw. 109A in einem Abstand
d voneinander schneiden. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Ebene 110, die
sich senkrecht zu der Wellenachse 107 erstreckt und durch den Mittelpunkt der Strecke
d verläuft, die Symmetrie-Ebene des Hohlraums bildet.
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Eine Zylinaerblcck-Kippzapfenanordnung 111 ist in der Bohrung 105
angeordnet und eine gleichartige Anordnung 112 befindet sich in der Bohrung 106.
Jede dieser Anordnungen besitzt ein hohles, napfartiges Gehäuse 113 mit einer äußeren
Fläche 114, die so geformt ist, daß die Anordnung 111 um die Achse 108 bzw. 109
der zugeordneten Bohrung verdreht werden kann, wobei sie mit der Wand der betreffenden
Bohrung in Berührung bleibt. In jedem Gehäuse ist ein ringförmiger Zylinderblock
115
drehbar geli,gert. Jeder Zylinderblock 115 stützt sich gegen ein ringförmiges Druckstück
117 ab, das in dem Gehäuse angeordnet ist und sich seinerseits gegen die
Wand der zugeordneten Bohrung abstützt, wobei geeignete Dichtungsmittel 118 zwischen
dem Druckstück 117 und dem Inneren des Gehäuses vorgesehen sind.
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Die äußerste Fläche des Zylinderblocks 115 liegt parallel zur Ebene
110, wenn sich die Achse des Zylinderblocks mit der Wellenachse in einer Linie befindet.
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Eine Mehrzahl Zylinderbohrungen 120 ist in den Zylinderblöcken 115
angeordnet, wobei Kolbeneinheiten 121 gleichartiger Ausbildung und Anordnung wie
die oben beschriebenen in diese Bohrungen eingreifen. Die Kolbeneinheiten 121 besitzen
Kolbenstangen 122, die durch einen innen angeordneten Fixierungsring 123 an einer
relativen axialen Bewegung gehindert werden; dabei entsprechen die Aufgabe und Lage
des Ringes 123 zu den Drehachsen der Zylinderblöcke 115 und zur Symmetrieachse 110
der Aufgabe und der örtlichen Anordnung des Ringes 54 in Fig. 1.
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Die Übertragung des Antriebs von der Welle 107 auf die Zylinderblt')cke
geschieht durch zwei Kreuzgelenke 124 und 125, die jede geeignete Bauart einschließlich
der eines Konstantdrehzahl-Gelenks aufweisen können.
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Geeignete Kanäle und Durchlässe, die nicht im einzelnen beschrieben
sind, sind im Gehäuse und in den Zylinderblock-anordnungen vorgesehen, um
das Einströmen und das Ausstoßen der Arbeitsflüssigkeit in die Einheit bzw. aus
ihr zu ermöglichen. Die Betriebsweise der Einheit nach Figur 8 entspricht der der
vorheribeschriebenen Ausführungsformen der
Erfinüung. Der hau -
zsächlic'".s- ;.e Unterschied in der Bauweise ist darin zu sehen, daß für jede Zylinderblockanordnung
und Welle ein Konstantdrehzahl-Gelenk vorgesehen ist. Die in Figur 8 dargestellte
Einheit kann eine nicht verstellbare oder auch eine verstellbare Verdrängereinheit
sein. Im letzteren Falle würden Anordnungen (nicht dargestellte) vorgesehen werden,
die eine Verdrehung beider Zylinderblockanordnungen gegenüber dem Gehäuse um die
Achsen 108 und,109 ermöglichen.
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Bei den oben beschriebenen Pumpen- bzw. Motoreinheiten sind die die
Kolben bildenden Enden der verschiedenen Kolbenanordnungen Mit geeigneten Einsätzen
versehen, die Lager und Dichtungsflächen zwischen den Kolbenstangenenden und den
zuc;eordneten Zylinderbohrungen bilden. Diese Einsätze können aus jedem geeigneten
Werkstoff, z. B. aus Kunststoff, hergestellt sein. Ein dafür geeigneter Kunststoff
ist z. B. der unter dem Warenzeichen Teflon bekannte Kunststoff.
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Die erfindungsgemäße Anordnung hat gegenüber den bekannten Lösungen
vor allen Dingen den Vorteil, daß keine hin- und herrehenden Massenkräfte zu berücksichtigen
sind, sondern nur gleichförmige Geschwindigkeiten vorliegen, so daß diese mit sehr
hohen Antriebsdrehzahlen betrieben werden kann. Die Vermeidung hin- und hergehender
Passen bietet ferner Cewähr für einen verschleißgünstigeren und laufruhigeren Betrieb
der erfindungsgemäßen Anordnung. Die erfindungsgemäße Konstruktion eignet sich in
besonderem Maße für hydrostatische Antriebe, da sie sowohl als Pumpe als auch als
Motor und umgekehrt laufen kann, so daß ohne weiteres auch der Fahrzeugmotor als
Bremse herangezog,en werden kann.
Die Erfindung beschränkt sich
nicht auf die in den Patentansprüchen wiedergegebenen Maßnahmen, sondern es wird
auch für alle übrigen in den Anmeldeunterlagen offenbarten Merkmale, soweit diese
neu, fortschrittlich und erfinderisch sind, Schutzbeansprucht. '