DE2142323A1

DE2142323A1 - Flüssigkeitstrieb

Info

Publication number: DE2142323A1
Application number: DE19712142323
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Dipl.-Ing. Akashi Hyogo; Nakagawa Masaya Dipl.-Ing. Osaka; Oguni (Japan)
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1970-08-25
Filing date: 1971-08-24
Publication date: 1972-03-09
Also published as: FR2106028A5; GB1347332A; SE379830B; NO138225B; DE2142323C3; US3827338A; NO138225C; DE2142323B2

Description

PATENTANWAl/OlS «IPL.-IXG. C. STOBPBL · DIPL.-ING-. W. GOtLWITZBR · DIPL.-ING. F. W. MOLL

674 LANDAU/PFALZ · AM SCHÜTZENHOF

TKI,. 00041/3000 , GO35 ''TKLlSX 153333 7OSTSCBKCXi 07 LVDWJGSIIAPKKT 27502 - BANKl SSUTSCHS BANK 674 LASÖAU-PPALZ

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Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha, Nr. 14, Higashi-Kawasakicho 2-chome, Ikuta-ku, Kobe-shi, Hyogo-ken, (Japan)

¹¹ Flüssigkeitstrieb '!

Die Erfindung bezieht sich auf Mediumvorrichtungen und insbesondere auf Mediumpumpen oder Mediummotoren, insbesondere solche mit Radialkolben.

Bei üblichen Mediumpumpen oder Mediummotoren mit Radialkolben war es bisher üblich, Mittel vorzusehen, um den Druck des Arbeitsmediums zu erhöhen und/oder das Arbeitsvolumen des Mediums für jede Umdrehung der Welle zu vergrößern, um eine hohe Ausgangsleistung mit einer geringen Kapazität zu erzeugen. Es ist daher der Versuch gemacht worden, den Durchmesser der Kolben zu vergrößern oder die gesamten Kolbenhübe während eines Wellenumlaufes zu erhöhen, um so das Arbeitsvolumen des Mediums für jeden Wellenumlauf zu steigern. In solchen Fällen stellen die Gesamtkolbenhübe die Gesamtkolbenhübe der Pumpe oder des Motors dar, die im allgemeinen erzielt werden können, indem die Kolbenhübe mit der Anzahl der Kolben multipliziert werden.

Eine Vergrößerung des Durchmessers der Kolben zur Vergrößerung des Arbeitsvolumens des Mediums führt im allgemeinen zu einer

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Pumpe oder einem Motor (der Einfachheit halber wird nachstehend nur noch von einer Pumpe gesprochen) größeren Volumens. Es war daher üblich, Mittel zur Erhöhung der Anzahl der Kolbenhübe vorzusehen. So wurde der Versuch gemacht, entweder den Kolbenhub zu vergrößern oder die Anzahl der Kolben zu erhöhen, indem die KoI-. benradial zur Pumpe angeordnet wurden.

Um die Anzahl der Kolbenhübe zu erhöhen, wurden Mittel zum Abrollen der Kolbenköpfe auf einer unregelmäßig gewölbten Oberflä-

ehe mittels Kugellager oder dgl. vorgesehen. Die Verwendung solcher Mittel hat jedoch insofern einen Nachteil, als die Herstellung einer äußeren peripheren, unregelmäßig gewölbten Oberfläche schwierig und zeitraubend ist. Außerdem unterliegt eine solche unregelmäßig gewölbte Oberfläche von den Kolben erzeugten Kräften, die dadurch entstehen, daß die Kolben mit den Kolbenköpfen auf einer solch unregelmäßig ausgebildeten Oberfläche in Berührung gebracht werden, so daß diese gewölbte Oberfläche unter einem ausgesprochen hohen Druck steht, wodurch es unmöglich wird, eine Hochdruckpumpe zu erzielen.

Demgemäß schaltet die Erfindung die vorstehend genannten Nachteile der üblichen Medium-Pumpen oder Motoren aus. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mediumpumpe oder einen Mediummotor zu schaffen, der von einfacher Bauart sowie leicht herzustellen ist und der unter hohem Druck und/oder hoher Geschwindigkeit arbeiten kann.

Die vorstehend erwähnte Aufgabe der Erfindung wird erreicht, indem auf den Kolbenbolzen montierte exzentrische Rollen, exzentrische Ritzel oder Nocken von eliptischer oder sonstiger gewünschter Form vorgesehen werden.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrichtung nach Fig. I₁

Fig. 3 ein Teil aus Fig. 1 in größerem Maßstab, i

Fig. 4 ein Teil aus Fig. 2 im größeren Maßstab,

Flg. 5 eine Teilansicht gemäß Fig. 3 aber in einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6

bis 8 Diagramm-Darstellungen des vom Kolben erzeugten Drehmomentes T in Abhängigkeit, vom Drehwinkel Θ

Fig. 9 eine Diagramm-Darstellung der Änderungen des Kolbenhubs •in üblichen Vorrichtungen und

Fig. 10 eine Diagramm-Darstellung eines Beispieles der Änderungen des Kolbenhubes nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Hauptwelle 1 mit einem Zylinderkörper 2 mit Hilfe eines Keiles 25 drehfest verbunden. In diesem Zylinderkörper ist radial eine Mehrzahl von Kolben 3 angeordnet. Ein Paar Kolben 3

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die axial hintereinander angeordnet sind, sind mit einem Kolbenbolzen 8 verbunden, der aus einem Stück mit einer Ritzelwelle 4 hergestellt ist. Die Ritzelwelle 4 hat eine Mittelachse 4', der gegenüber die Achse 8' des Kolbenbolzens 8 exzentrisch angeordnet ist (siehe Fig. 4). Ein Ritzel 5 ist auf jeder Ritzelwelle 4 angeordnet. Die Ritzel 5 greifen in ein innen verzahntes, an einem Gehäuse befestigtes Zahnrad 9 ein.

Auf beiden Seiten der Ritzel 5 sind auf der Ritzelwelle 4 montierte Nocken 6 (die in dieser Ausführungsform die Form von Ringen haben) angeordnet.(siehe Fig. 3). Die Nocken 6 sind so beschaffen, daß sie sich auf den inneren Oberflächen von Ringauflagen 7 abrollen, die auf beiden Seiten der Zähne des innen verzahnten Zahnrades 9 montiert sind.

Ein hinterer Deckel 10 und ein vorderer Deckel 11 sind von beiden Seiten auf das innen verzahnte Zahnrad 9 auf geklemmt. Die Hauptwelle 1 ist in im hinteren Deckel 10 bzw. im vorderen Deckel 11 befindlichen Lagern 26 und 12 gelagert. Ein Teil des vorderen Deckels 11, durch den sich die Hauptwelle 1 erstreckt, ist durch eine Öldichtung 13 abgedichtet.

Der hintere Deckel 10 ist mit Einlaß- und Auslaß-Öffnungen 23 und 24 für das Arbeitsmedium versehen. Ob diese Öffnungen als Auslaß- oder als Einlaß-Öffnungen dienen, hängt davon ab, ob die Vorrichtung als eine Pumpe oder als Motor verwendet wird. Der hintere Deckel 10 ist außerdem mit ringförmigen Mediumkanälen 21 und 22 versehen, die mit den Auslaß- und Einlaß-Öffnungen 23 bzw. 24 in Verbindung gehalten werden, wobei Flüssigkeitskanäle 21' und 22' von diesen ringförmigen Mediumkanälen 21 bzw. 22 abzweigen.

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- r-

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Die Zylinderkörper 2 sind mit einer Anzahl von Zylindermediumkammern 18 versehen, von denen jede eine auf die Kolben 3 einwirkende Mediummenge enthält. Ebenfalls ist der Zylinderkörper 2 mit einer Anzahl von Mediumkanälen 17 und 17', die sich von den Zylinderkammern 18 aus in Richtung der Achse der Hauptwelle 1 erstrecken und an beiden Seiten des Zylinderkörpers 2 austreten und mit einer Anzahl von Mediumkanälen 19, die jeweils ein Paar der Zylinderkammern 18 verbinden, versehen.

Zwischen dem Zylinderkörper 2 und dem hinteren Deckel 10

befindet sich eine Ventilplatte 14, die mit Leitungen 15 und 16 verse - λ

hen ist, wobei die Leitungen 15 mit dem Mediumkanal 21' im hinteren Deckel und dem Mediumkanal 17 im Zylinderkörper % in Verbindung stehen und die Leitungen 16 mit dem Mediumkanal 22' im hinteren Deckel 10 und mit dem Mediumkanal 17 im Zylinderkörper 2 in Verbindung stehen. Im Vorderdeckel 11 befinden sich Öltaschen 20, die mit dem im Zylinder kör per 2 befindlichen Mediumkanal 17' in Verbindung stehen.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Anzahl von Kolben 29 in einem Zylinderkörper 28 radial zu diesem angeordnet ist. Jeder der Kolben 29 ist mit einem Kolbenbol- |

zen 30 verbunden, der mit Ritzelwellen 31 aus einem Stück ausgebildet ist, die auf beiden Seiten des Kolbenbolzens 30 angeordnet sind. Jeder Kolbenbolzen 30 liegt exzentrisch im Verhältnis zu den dazugehörigen Ritzelwellen 31. Eine Vielzahl von Ringen 33 ist auf den Ritzelwellen 31 durch Lager 33' montiert. Die Ringe 33 können entlang der Innenoberflächen von an einem Deckel 35 befestigten Ringlagern 34 abrollen. Außenzahnkränze, deren Achsen mit der Achse der Hauptwelle 1 ausgerichtet sind, sind mit dem Deckel 35 aus einem Stück

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ausgebildet und an dessen nach innen ragendem Teil befestigt. In diese äußeren Zahnkränze 36 greifen die Ritzel 32 ein.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ergibt sich aus den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Beschreibung der Vorrichtung erfolgt unter der Annahme, daß die Vorrichtung als Flüssigkeits-Motor arbeitet.

Ein Arbeitsmedium wird durch die Einlaßöffnung 23 zugeführt und verläuft, um in eine der Leitungen 15 in der Ventilplatte 14 zu gelangen, durch den ringförmigen Mediumkanal 21 und den Mediumkanal 21^J. Von dort fließt es durch einen der Mediumkanäle 17 in den Zylinderkörper 2, um von dort in eine der Zylindermediumkammern 18 zu fließen und einen der Kolben 3 zu betätigen. Gleichzeitig :.""..^:eßt ein Teil des Mediums durch einen der Mediumkanäle 19 zur axial aa- -hinterliegenden Zylinder me diumkammer 18, um auf den benachbarten Kolben 3 einzuwirken. Ein Teil des Mediums fließt ferner durch einen der Mediumkanäle IT in den ringförmigen Kanal 20. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist so aufgebaut, daß der Druck eines Teiles des in die Öltaschen 20 eingeführten Mediums und der Druck einer Mediummenge in den Kanälen 15 sich ausgleichen, um so eine Axialbewegung des Zylinderkörpers 2 auszuschalten.

Da der Druck des Mediums auf jedes in Achsrichtung hintereinanderliegende Kolbenpaar 3 wirkt, wird das Kolbenpaar und somit der mit dem Kolbenpaar verbundene Kolbenbolzen 8 so verschoben, daß er sich radial von der Mittelachse des Motors wegbewegt. Da dar Kolbenbolzen 8 gegenüber der Ritzelwelle 4 exzentrisch angeordnet ist, wirkt eine auf den Kolbenbolzen 8 als eine Drehkraft einwirkende Kraft, um die Ritzelwelle' 4 um ihre eigene Achse 4^J zu drehen. Das

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Ritzel 5 dreht sich mit der Ritzelwelle 4, so daß das Ritzel sich im Eingriff mit dem innen verzahnten Zahnkranz auf diesem abrollt.

Die Rollbewegung oder Drehung des Ritzels 5 um seine eigene Achse bewirkt, daß das dazugehörige Kolbenpaar sich in einer hin- und hergehenden Bewegung im Zylinderkörper 2 bewegt, der seinerseits veranlaßt wird, sich im Verhältnis zu dem innen verzahnten Zahnrad 9 zu drehen. Die Achse 8' des Kolbenbolzens 8 kann eine Kurve 27 beschreiben, wie sie in Fig'. 2 gezeigt ist. Wenn das innen verzahnte Zahnrad 9 festgelegt wird, bewirkt die Drehung der Ritzel 5 um ihre eigene Achse, daß der Zylinder kör per 2 sich um die Hauptwelle 1 dreht, wodurch die Hauptwelle 1 sich infolge der Verbindung ■mittels des Keiles 25 dreht. So wird die Hauptwelle 'i zur Abtriebswelle .

Bei diesem Vorgang kann die Drehzahl eines gegebenen Ritzels um seine eigene Achse bei jedem vollständigen Umlauf der Hauptwelle 1 durch die Formel m = D/d ausgedrückt werden, wobei D der Durchmesser des Wälzkreises des innen verzahnten Zahnrades 9 ist und d der Durchmesser des Wälzkreises des Ritzels 5. Das heißt, daß bei jedem vollständigen Umlauf der Hauptwelle 1 jeder Kolben sich _ä

m_mal hin- und herbewegt, so daß das Volumen des Arbeitsmediums des Mediummotors für jeden Umlauf der Hauptwelle stark vergrößert werden kann. Fig. 2 zeigt einen Zustand, in dem m gleich 8 ist.

Die Ventilplatte 14 ist so gebaut und angeordnet, daß die Zylindermediumkammern 18, die zu denjenigen Kolben 3 gehören, die sich in dem Zustand befinden, in dem sie vom Zylinderkörper 2 aus durch das Arbeitsmedium nach außen gestoßen und bewegt werden, durch die Leitungen 15 mit dem Mediumkanal 21' auf der Seite des

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höheren Druckes verbunden sind und daß die Zylindermediumkammern 18, die zu denjenigen Kolben 3 gehören, die sich in dem Zustand befinden, in dem sie von dem Arbeitsmedium vom Zylinderkörper 2 nach innen gedrückt werden, durch die Leitungen 16 mit dem Medjumkanal 22' auf der Seite niedereren Druckes oder der Auslaßseite verbunden sind.

Wenn die Nocken S, die auf den Ritzelwellen 4 montiert sind, einen Außendurchmesser haben, der gleich dem Durchmesser des Wälzkreises der Ritzel 5 ist, rollen die Ritzel ab, wobei sie mit dem innen verzahnten Zahnrad 9 im Eingriff verbleiben, und so tritt ein Durchrutschen zwischen den Nocken 6 und den Ringlagern 7 auf, wenn die Nocken 6 entlang der inneren peripheren Oberflächen der Ringlager 7 abrollen und damit den Nocken 6 gestatten, in Rollberührung mit den Ringlagern 7 zu bleiben. Demgemäß wird eine Komponente der von den Kolben 3 radial zur Ritzelwelle ausgeübten Kraft von dem Teil des innen verzahnten Zahnrades 9 getragen, in dem das dazugehörige Ritzel eingreift, und zwar zusätzlich zu den Berührungspunkten der Nocken 6 mit den Ringlagern 7. So eignet sich die Vorrichtung nach der Erfindung für das Arbeiten mit einem unter hohem Druck stehenden Medium. Nebenbei kann die Vorrichtung einen Betrieb mit hohen Geschwindigkeiten vertragen, da Zentrifugalkräfte, die von den Ritzeln 5 ausgeübt werden, von den dazugehörigen Ringlagern 7 aufgenommen werden.

Bei der zuerst beschriebenen Vorrichtung wird das Auftreten eines Durchrutschens zwischen den Nocken 6 und den dazugehörigen Ringlagern 7 während des Betriebes dadurch ausgeschlossen, daß die Ritzel 5 in das innen verzahnte Zahnrad 9 eingreifen. Es ist selbstverständlich, daß, wenn Qberflächen von hohem Reibungskoeffizienten

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verwendet werden, die kein Auftreten eines Schlupfes zwischen den Nocken und den Ringlagern auftreten lassen, die Ritzel 5 weggelassen werden könnten.

Während die Erfindung unter Hinweis auf Ausführungsformen derart gezeigt und beschrieben wurde, daß die Vorrichtung nach der Erfindung als Flüssigkeitsmotor verwendet wird, ist es doch klar, daß die Vorrichtung auch als eine reine Mediumpumpe arbe iten kann, wenn die vorstehend beschriebene Arbeitsweise in der gleichen Art umgekehrt wird wie bei üblichen Mediummotoren und Mediumpumpen. Daher ist eine weitere Erläuterung der Arbeitsweise dieser Vorrichtung als Mediumpumpe nicht notwendig. Wenn die Vorrichtung nach der Erfindung als eine Mediumpumpe verwendet wird, bewegen sich die Kolben 3 in einer hin- und hergehenden Bewegung m mal während eines vollständigen Umlaufs der Hauptwelle zur Abgabe von Medium.

Zur Erleichterung der Betätigung der Kolben während des Ansaughubes der Pumpe kann in jedem Kolben eine Feder vorgesehen werden.

Bei der zweiten Ausführungsform, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, werden die Ritzel 32 im Eingriff mit den äußeren Zahnkränzen 36 gehalten; im Gegensatz zum Eingriff der Ritzel in das innen verzahnte Zahnrad 9 bei der ersten Ausführungsform. Demgemäß bewegen sich die Nocken oder Rollringe 33 rollend entlang den Innenoberflächen der Ringlager 34. Da der Kolbenbolzen 30 exzentrisch gegenüber den Ritzelwellen 31 liegt, kann der Kolben 29 in hin- und hergehender Bewegung bewegt werden.

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Die Nocken 6 der Ausführungsformen, die in Eingriff mit den Ringlagern 7 gehalten werden können, wurden unter Hinweis auf ein Beispiel erläutert, in dem die Nocken 6 die Form exzentrischer Ringe haben. Es ist jedoch klar, daß jegliche gewünschte Form für die Nocken 6 gewählt werden kann, solange die Form die Merkmale erfüllt, die für einen Flüssigkeitsantrieb erforderlich sind.

Fig. 6 (A) zeigt das Verhältnis zwischen dem Drehwinkel G der Hauptwelle 1 und den Drehmomenten, die von den Kolben erzeugt werden (die geforderten Drehmomente im Falle einer Mediumpumpe sind die, die nachstehend als erzeugte Drehmomente bezeichnet werden), wenn die Nocken 6 exzentrische Ringe oder exzentrische Nocken sind. Die Drehwinkel der Hauptwelle werden auf der Abszisse abgetragen und die erzeugten Drehmomente auf der Ordinate. Es is': klar, daß ein Kolben (er mag als erster Kolben bezeichnet werden) ein Drehmoment erzeugt, das durch eine Sinuskurve dargestellt werden kann, die durch die Verbindung der Punkte 40, 43 und 41 miteinander gebildet wird, und daß ein zweiter Kolben (der ein Kolben ist, der als nächster zum ersten Kolben in einer chronologischen Folge arbeitet und der nicht notwendigerweise in einer Stellung neben dem ersten Kolben liegen muß) ein Drehmoment erzeugt, das durch eine Sinuskurve dargestellt wird, die durch die Verbindung der Punkte 42, .44 und 45 miteinander gebildet wird. Wenn ein dritter Kolben und die folgenden Kolben nacheinander betätigt werden, erzeugt der durchdiese Kolben geschaffene Flüssigkeitsmotor ein Drehmoment, das durch eine zusammengesetzte Kurve dargestellt werden kann, die da-

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durch gebildet wird, daß die Punkte 46, 47, lind 49 miteinander verbunden werden, wie das in Fig. 6 (B) gezeigt ist, und die dadurch erzielt wird, daß die Sinuskurven kombiniert werden, die die von allen Kolben erzeugten Drehmomente darstellen. Es zeigt sich, daß diese

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zusammengesetzte Kurve sehr hohe und sehr tiefe Teile hat, was ein Zeichen dafür ist, daß die erzeugten Drehmomente großen Veränderungen ihres Wertes unterliegen.

Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Nocken 6 von geeigneter Form sind - etwa eiförmig und nicht wie vorher exzentrische Ringe darstellen - , die Kolben Drehmomente erzeugen, die durch trapezoidale Kurven dargestellt werden können, wie sie in Fig. 6 (C) gezeigt sind, und daß Drehmomente, die von allen Kolben erzeugt werden, durch eine gerade Linie dargestellt werden können, wenn die trapezoidalen Kurven, die die von allen Kolben erzeugten Drehmomente dar- *

stellen, in einer zusammengesetzten Kurve kombiniert werden, was zeigt, daß keine Veränderung in den Werten der von allen Kolben erzeugten Drehmomente vorhanden ist. Wie in Fig. 6 (C) gezeigt, erzeugt ein erster Kolben ein Drehmoment, das durch eine Kurve dargestellt wird, die durch Verbinden der Punkte 50, 52, 53 und 51 gebildet wird, und ein zweiter Kolben erzeugt ein Drehmoment, das durch eine Kurve dargestellt wird, die durch die Verbindung der Punkte 54, 56, 57 und 55 miteinander gebildet wird. Es ist klar, daß ein Teil des Drehmomentes, das vom ersten Kolben zwischen den Punkten 52 und 53 erzeugt wird, und ein Teil des Drehmomentes, das vom zweiten Kolben zwischen den Punkten 56 und 5 7 erzeugt wird, einaiader gleich sind und daß die Zeitintervalle, während denen die Drehmomente vom ersten Kolben und vom zweiten Kolben zwischen den Punkten 53 und 51 und den Punkten 54 und 56 gebildet werden, sich gegenseitig überschneiden.

Wenn der Abnahmeanfangspunkt 53 des vom ersten Kolben erzeugten Drehmomentes und der Erzeugungs-Anfangspunkt 54 des vom zweiten Kolben erzeugten Drehmomentes zum gleichen Zeitpunkt auftreten würden und wenn der Abnahme-Endpunkt 51 des vom ersten

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Kolben erzeugten Drehmomentes und der Zunahme-Endpunkt 56 des vom zweiten Kolben erzeugten Drehmomentes zum gleichen Zeitpunkt auftreten würden, so daß die Summe des in einem bestimmten Zeitpunkt vom ersten Kolben erzeugten Drehmomentes und des in demselben Zeitpunkt vom zweiten Kolben erzeugten Drehmomentes jederzeit konstant wäre und die Summe des in einem anderen Zeitpunkt vom ersten Kolben erzeugten Drehmomentes und des in demselben Zeitpunkt vom zweiten Kolben erzeugten Drehmomentes jederzeit konstant wäre, dann wird das durch die Kombination des vom ersten Kolben erzeugten Drehmomentes und des vom zweiten Kolben erzeugten Drehmomentes gebildete zusammengesetzte Drehmoment durch eine gerade Linie dargestellt, wie sie in Fig. 6(D) gezeigt ist, was bedeutet, daß keine Veränderung der Werte der von den Kolben erzeugten Drehmomente mehr vorhanden ist.

Um die Summe der vom ersten Kolben wie vom zweiten Kolben zu einem bestimmten Zeitpunkt erzeugten Drehmomente gleich der Summe der vom ersten Kolben wie vom zweiten Kolben zu einem anderen Zeitpunkt erzeugten Drehmomente, wie vorstehend erwähnt, jederzeit konstant zu machen, ist die Summe des vom ersten Kolben erzeugten Drehmomentes 83, 81 und des vom zweiten Kolben erzeugten Drehmomentes 83, 82 wie in Fig. 6 (C) gezeigt jederzeit konstant zu machen. Nach dieser Beschreibung müssen von einer Vielzahl von Kolben erzeugte, zusammenwirkende Drehmomente in vorstehend erwähnter Weise in Einklang miteinander gebracht werden.

Fig. 6 (E) zeigt ein Beispiel, in dem die von den Kolben erzeugten Drehmomente Veränderungen unterliegen, die linear ausgedrückt werden können. Auch in diesem Falle werden Veränderungen in den von den Kolben erzeugten Drehmomenten so definiert, daß die zusammengesetzte Kurve der erzeugten Drehmomente als eine gerade

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Linie in der gleichen Art ausgedrückt werden kann wie in dem in Fig. 6 (C) gezeigten Falle.

Wenn das Zeitintervall 60, 64 (entspricht dem Abstand zwischen den Punkten 60 und 64), während dem der zweite Kolben hinter dem ersten Kolben nachhinkt, die Hälfte des Zeitintervalles 60, 61 (entspricht dem Abstand zwischen den Punkten 60 und 61) ist, dann ist es unmöglich, die ersten und zweiten Kolben in Einklang miteinander zu bringen, es sei denn, daß die von den ersten und zweiten Kolben erzeugten Drehmomente Änderungen unterliegen, die von dreieckiger Gestalt sind, wie in Fig. 7 gezeigt.

Während die vorstehend gezeigte und beschriebene Ausführungsform sich auf einen Fall bezieht, in dem zwei Kolben bezüglich der von ihnen erzeugten Drehmomente in Einklang miteinander gebracht werden, ist darauf hinzuweisen, daß es auch möglich ist, mehr als zwei Kolben bezüglich der Veränderungen der von ihnen erzeugten Drehmomente mit einem Kolben in Einklang miteinander zu bringen. Diese Ausführungsform ist in Fig. 8 (A) und Fig. 8 (B) gezeigt.

In Fig. 8 (B) sind Veränderungen in dem vom ersten Kolben er- g

i zeugten Drehmoment durch eine Kurve ausgedrückt, die durch die Verbindung der Punkte 91, 93, 94 und 92 miteinander gebildet wurde, Veränderungen in dem vom zweiten Kolben erzeugten Drehmoment durch eine Kurve, die durch die Verbindung der Punkte 95, 96, 93 und 97 miteinander gebildet wurde, Veränderungen in dem vom dritten Kolben erzeugten Drehmoment durch eine Kurve, die durch die Verbindung d&r Punkte 98, 99, 96 und 100 miteinander gebildet wurde, Veränderungen in dem vom vierten Kolben erzeugten Drehmoment dirch eine Kurve, die durch Verbindung der Punkte 101, 102, 99 und

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103 gebildet wurde, und Veränderungen in dem vom fünften Kolben erzeugten Drehmoment durchweine Kurve, die durch Verbindung der Punkte 104, 105, 102 und 106 miteinander gebildet wurde. In diesem Falle befindet sich der erste Kolben in der ersten Hälfte der erstellten Drehmomentenkurve im Einklang mit dem dritten, vierten und fünften Kolben. Insbesondere sind die Summen des Wertes 91, 93 und der' Werte 96, 100, 99, 103 und 102, 106 zu jedem Zeitpunkt oder zu jedem gleichen Drehwinkel konstant, wie in Fig. 8 (B) gezeigt. In der letzten Hälfte der erzeugten Drehmomentenkurve des ersten Kolbens _ befinden sich die Kolben, die Veränderungen zeigen, wie sie durch

die Linien 103, 107; 100, 108 und 97 und 109 dargestellt werden, im Einklang mit dem ersten Kolben, der durch die Linie 94, 92 dargestellt ist, so daß die Summen der Werte jederzeit konstant sind, wie das in Fig. 8 (B) gezeigt ist.

Aus vorstehendem wird klar, daß die Kolben selbst dann in Einklang miteinander gebracht werden können, wenn die erste und die letzte Hälfte der Wellenform einer Kurve, die die von den Kolben erzeugten Drehmomente wiedergibt, nicht symmetrisch sind.

^ Fig. 9 zeigt das Verhältnis zwischen dem Drehwinkel Q der

Hauptwelle 1 und dem Hub S eines Kolbens in dem Falle, in dem die Ringnocken 6 exzentrische Ringe sind. In der Figur ist der Drehwinkel θ der Hauptwelle auf der Abszisse abgetragen und der Kolbenhub S auf der Ordinate. Ein gegebener Kolben (der ein erster Kolben sein kann) bewegt sich mit einem Kolbenhub, der durch eine Sinuskurve dargestellt wird die durch die Verbindung der Punkte 121, 122, 123 und 124 gebildet wurde. In diesem Falle sind die Punkte 121 und 123 obere Totpunkte,und der Punkt 122 ist der untere Totpunkt des Kolbenhubes. Die Punkte 124, 125 und 126 sind Punkte, an denen der

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Flüssigkeitskanal 17 zur Zyliridermediumkammer 18 aus der Verbindung mit einer der Leitungen 15 in Verbindung mit einer der Leitungen IG umgeschaltet wird oder umgekehrt.

Insbesondere bewegt sich der Kolben in einem Eindrück-Arbeitsgang vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt zwischen den Punkten 124 und 125, so daß das Arbeitsmedium in der Zylindermediumkammer 18 durch eine der Leitungen 16 abgelassen wird. Der Kolben bewegt sich in einem Arbeitsgang des Herausdrückens vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt zwischen den Punkten 125 und 126, so daß das Arbeitsmedium der Zylinderm'ediumkammer 18 durch {

eine der Leitungen 15 zugeleitet wird.

In einem solchen Falle kann die Kolbenarbeit nicht mit einem richtigen Schalten der Zylinder me diumkammer in Verbindung mit einer Art Leitung der Ventilplatte 14 und einer anderen Leitung der Platte geschaltet werden, wodurch die Kolbenbewegung keinem nützliehen Zweck dienen kann, es sei denn, daß der obere Totpunkt 121, der untere Totpunkt 122 und der obere Totpunkt 123 in voller Übereinstimmung mit den Schaltpunkten 124, 125 bzw. 126 gebracht werden. Wenn diese Übereinstimmung nicht erreichbar ist, wird das freizugebende Medium in den Zylindermediumkammern festgehalten -|

und verursacht dadurch Geräusche und pulsierende Stöße. Aus diesem Grunde sind die Toleranzen sehr eng und eine genaue maschinelle Bearbeitung und Montage erforderlich, damit die oberen und unteren Totpunkte in voll ständige Übereinstimmung mit den Schaltpunkten gebracht werden.

Die Erfindung schaltet das anfänglich erwähnte Problem aus, indem sie in der Nähe der oberen und unteren Totpunkte der Kolbenarbeit Bereiche vorsieht, in denen die Kolbenhubgeschwindigkeit

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gleich Null ist. In Fig. 10 folgt die Kolbenarbeit einer Kurve, die durch Verbinden der Punkte 127, 134, 128, 135, 136, 129, 137, 138, 130 und 139 gebildet wurde. Die Punkte 128 und 130 sind die oberen Totpunkte, und der Punkt 129 ist der untere Totpunkt. Die Punkte 131, .132 und 133 sind Punkte, an denen das Umschalten zwischen den Leitungen der Ventilplatte durchgeführt wird. Die Bereiche,. in denen die Kolbenhubgeschwindigkeit gleich Null ist, liegen zwischen den Punkten 134 und 135, wobei der obere Totpunkt 128 in der Mitte angeordnet ist, zwischen den Punkten 136 und 137 mit dem unteren Totpunkt 129 in seiner Mitte und zwischen den Punkten 138 und 139, wobei der obere Totpunkt 130 in ihrer Mitte liegt.

Die Kolbenarbeit"kann, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen, wie geplant durchgeführt werden, wenn die Abweichung der oberen und unteren Totpunkte von der Übereinstimmung mit den Schaltpunkten innerhalb des Rahmens eines jeden solchen Bereiches liegt. Außerdem kann eine unnötige Kolbenbewegung sowie das Auftreten von Geräuschen und Vibrationen verhindert werden.

Das Vorsehen von Bereichen in der Nähe der oberen und unteren Totpunkte der Kolbenarbeit, in denen die Kolbenhub geschwindigkeit gleich Null ist, kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden,daß die Form der Nocken 6 entsprechend gestaltet wird, damit sie mit den Ringlagern 7 in Berührung kommen, wie das durch die bekannte Technik der maschinellen Bearbeitung möglich ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Erfindung es möglich macht, einen Flüssigkeitsantrieb von einfacher Bauweise zu schaffen, der einfach herzustellen ist, weil keine engen Toleranzen eingehalten werden müssen und der εολνοΐιΐ als Pumpe

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wie auch als Motor verwendet werden kann, wobei ein Medium hohen Druckes und hoher Strömungsgeschwindigkeit Verwendung finden kann.

Es ist klar, daß, obwohl die erste hier beschriebene und gezeigte Vorrichtung so arbeitet, daß die Hauptwelle mit einer Eingangs- oder mit einer Ausgangswelle verbunden werden kann und
das innen verzahnte Zahnrad festgelegt ist, die Hauptwelle festgelegt werden könnte und das innen verzahnte Zahnrad mit einer Eingangs- oder einer Ausgangswelle verbunden werden könnte.

.Die Verwendung des Gerätes nach der Erfindung macht es
möglich, einen Flüssigkeits - trieb zu schaffen, derMn seiner Bauweise weniger kompliziert sowie leichter herzustellen ist als die
üblichen Flüssigkeits -triebe, in denen Kolben sich auf einer komplizierten Nockenoberfläche gleitend bewegen.

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Claims

2H2323 Patentansprüche

1. WFlüssigkeitstrieb für Radialkolbenpumpen oder Motoren, dadurch gekennzeichnet, daß er eine drehbar in einem Gehäuse gelagerte Hauptwelle (1) und einen auf der genannten Hauptwelle (1) gelagerten und mit dieser drehfest verbundenen Zylinderkörper (2) aufweist, wobei in dem genannten Zylinderkörper (2) eine Anzahl von hin- und herbeweglichen Kolben (3) radial angeordnet sind, außerdem mindestens ein fest an dem Gehäuse angebrachtes Zahnrad (9), mindestens ein fest an dem Gehäuse befestigtes Ringlager (7), eine Anzahl von Ritzeln' (5), von denen jedes mindestens einem der genannten Kolben (3) zugeordnet ist und mit dem Zahnrad im Eingriff steht, mindestens einen auf die genannten Ritzel (5) tragenden Wellen (4) gelagerten Nocken (6), der sich gleitend oder rollend entlang der Oberfläche des genannten Ringlagers (7) abstützt und eine Anzahl von Kolbenbolzen (8), von denen jeder exzentrisch auf einer der genannten, die Ritzel (5) tragenden Wellen (4) montiert und mit mindestens einem der hin- und herbeweglichen Kolben verbunden ist.

2.) Flüssigkeitstrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser weiterhin eine Vielzahl von in einem hinteren, das Gehäuse bildenden Deckel (10) angeordneten Auslaß- und Einlaß-Öffnungen (24, 23) für ein Arbeitsmedium aufweist, eine Anzahl von derart im Zylinderkörper (2) angeordneten Zylindermediumkammer» (18), daß diese Kammern sich jeweils an der Rückseite eines dieser Kolben befinden, eine Anzahl von die genannten Zylindermediumkammern (18) miteinander verbindenden und sich durch den Zylinderkörper (2) parallel zur genannten Hauptwelle (1) erstreckenden Mediumkanälen (17, 17', 19) und eine zwischen dem hinteren Deckel (10) und dem

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Zylindei^korper (2) vorgesehene Ventilplatte (14), die eine Anzahl Leitungen (15, 16) aufweist, die wahlweise mit den Auslaß- und Einlaß-Öffnungen (24, 23) und mit den genannten Mediumkanälen (17) im Zylinderkörper (2) in Verbindung stehen.

3.) Flüssigkeitstrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Nocken (6) die Form eines Ringes aufweist.

4.) Flüssigkeitstrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein am Gehäuse befestigtes Zahnrad (9) eine Innenverzahnung aufweist.

5.) Flüssigkeitstrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Nocken (6) ein Ring ist, der mittels eines Lagers auf einer der die Ritzel (5) tragenden Wellen (4) gelagert ist.

6.) Flüssigkeitstrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Nocken (6) so geformt ist, daß zwei oder mehr Kolben derart im Einklang miteinander stehen, daß die Summe der von den Kolben (3) erzeugten Drehmomente jederzeit konstant ist.

7.) Flüssigkeitstrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Nocken (6) so ausgebildet ist, daß die Hubgeschwindigkeit jeder der genannten Kolben (3) in einer Vielzahl von vorher bestimmten Bereichen in der Nähe des oberen und unteren Totpunktes eines jeden Kolbenhubes gleich Null ist.

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