DE218229C

DE218229C -

Info

Publication number: DE218229C
Application number: DENDAT218229D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47h, GRUPPE

Hydraulisches Getriebe. Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Juli 1907 ab.

Es sind bereits hydraulisch arbeitende Kraftübertragungsvorrichtungen bekannt, die aus zwei durch eine mit entsprechenden Öffnungen versehene Mittelplatte getrennten Maschinenhälften bestehen, bei denen eine mit- der von außen angetriebenen Welle durch ein Universalgelenk verbundene Schiefscheibe bei ihrer Drehung Kolben antreibt, die in Bohrungen eines mit der Welle verbundenen Zylinderblockes arbeiten und eine Preßflüssigkeit in die andere Maschinenhälfte durch die Mittelplatte hindurchdrücken, so daß die dort in ähnlichen Zylindern gleitenden Kolben eine auf der anzutreibenden Welle befestigte Schiefscheibe und mit dieser die Welle selbst drehen. Diese Getriebe haben sich jedoch infolge mehrfacher Übelstände nicht einzubürgern vermocht, da ihr Wirkungsgrad schlecht war und sie stoßend und geräuschvoll mit bedeutendem Verschleiß arbeiteten.

Der Hauptgrund hierfür liegt, wie der Erfinder herausgefunden hat, in den durch die Universalgelenkverbindung der Schiefscheibe mit der Welle verursachten Unregelmäßigkeiten sowie darin, daß, wenn die Schiefscheibe zur Welle schief steht, die Kolbengeschwindigkeiten der einzelnen Kolben ungleichmäßig sind, auch wenn die Drehung der Welle eine absolut gleichmäßige ist. Es ist hierbei in Betracht zu ziehen, daß die mit der Schiefscheibe verbundenen Enden der Kolbenstangen nicht einen Kreis, sondern eine elliptische Kurve durchlaufen.

Nach vorliegender Erfindung werden nun die infolge der Universalgelenkverbindung der Schiefscheibe sowie der Schiefstellung der Scheibe hervorgerufenen Unregelmäßigkeiten durch entsprechende Unregelmäßigkeiten in der Zylinder- und Getriebeanordnung ausgeglichen. ,

Eine solche Ausgleichung besteht beispielsweise darin, daß man den Kolbenschubstangen eine verschiedene Länge gibt. Es werden jedoch dabei diejenigen Stangen gleich lang gemacht, welche gleich weit von einer senkrecht zur Verbindungsebene der Scheibe mit der Welle liegenden Symmetrieebene entfernt sind.

Die Zeichnungen zeigen die gemäß vorliegender Erfindung zur Erreichung des angegebenen Zweckes verwendeten Ausführungen, und zwar ist Fig. ι teilweise ein Schnitt und teilweise eine Seitenansicht der Maschine, Fig. 2 eine teils geschnittene Vorderansicht der Mittelplatte und Fig. 3 ein senkrechter Schnitt längs der Achse der Einstellvorrichtung. Fig. 4, 5 und 6 zeigen die Lage der Zylinder mit Bezug auf die zugehörigen Öffnungen. Fig. 7 und 8 zeigen im Schnitt und Vorderansicht die Schiefscheibe mit Lagern für die Aufnahme der Kolbenstangenenden. Fig. 9 zeigt in abgewickelter 6a Darstellung eine besondere Abwicklung des Zylindergehäuses, und Fig. 10 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der durch die Schiefstellung der Scheibe hervorgerufenen Unregelmäßigkeiten im Gange der Kolben bzw. KoI-benstangen.

. (2. Auflage, ausgegeben am iS. Oktober igi2.)

Die ganze Vorrichtung nach Fig. ι besteht aus einern zweiteiligen Gehäuse ι von im wesentlichen zylindrischem Querschnitt, ir: welchem eine mit Arbeitsleisten versehene Mittelplatte 13 eingeschlossen ist. Jeder dieser Teile 1 ist außen mit einem Lager 2 für die Welle 3 bzw. 9 ausgerüstet. Die zwei Teile der Vorrichtung auf beiden Seiten der Mittelplatte 13 sind im wesentlichen gleich, so daß in der fol¹ genden Beschreibung nur auf die eiiie Hälfte, und zwar auf die linke Hälfte der Vorrichtung Bezug genommen ist, und es wird in nachstehendem angenommen, daß diese linke Hälfte die von irgendeiner Kraftmaschine angetriebene sei, während die rechte Hälfte mit dem anzutreibenden Teil, z. B. einem Kran, einem zu drehenden Geschützturm, der Treibachse eines Automobils usw., verbunden ist.

Mit jeder Welle 3 und 9 ist eine mit Lagerschälen 35 versehene Scheibe 23 (Fig. 7 und 8) einstellbar verbunden. Die Scheibe trägt zu diesem Zweck zwei Stirnzapfen 36, von denen der eine in eine doppelt konische Bohrung 37, 38 eingesetzt ist, und welche für sich in Bohrungen eines Universalgelenkringes 26 eingreifen, der außer den Bohrungen für die Zapfen 36 noch zwei weitere rechtwinklig zu den ersten Boh- ■ rungen versetzte Bohrungen trägt, in welche zwei an der Welle 3 sitzende Zapfen 27 eintreten, derart, daß eine Universalgelenkverbindung geschaffen ist. Die Scheibe 23 läuft auf Kugeln 24 in einem Ring 20 oder auf einem gewöhnlichen, durch Preßöl entlasteten Lager, welches sich bei Drehung der Welle nicht mitdreht. Auf jeder Welle sitzt ferner je ein Zylinderblock 29 (Fig. 5), welcher mittels an den Außenflächen etwas abgerundeter Keile 91 so auf die Welle aufgesetzt ist, daß er eine geringe Längsbewegung sowie ferner eine geringe Schwingbewegung ausüben kann, um sich frei gegen die Mittelplatte einstellen zu können. Der Zylinderblock ist mit einer Reihe von (in der dargestellten Ausführungsform 9) Zylinderbohrungen 30 versehen, in denen Kolben 31 arbeiten, welche durch Kolbenstangen 34. mit der Scheibe 23 verbunden sind.

Wird bei dieser Anordnung die Antriebswelle .3 gedreht, während die Scheibe 23 unter einem Winkel zur Welle eingestellt ist, so erfahren die Kolben eine' Hin- und Herbewegung in den Zylindern. Die sich gegen die Mittelplatte 13 bewegenden Kolben drücken deshalb das in den Zylindern befindliche öl durch einen in der Mittelplatte befindlichen verlängerten Kanal 14 in die Zylinder an der anderen Seite der Mittelplatte, während die sich von der Mittelplatte wegbewegenden Kolben das Ol aus den Zylindern an der anderen Seite der Mittelplatte' durch . einen zweiten verlängerten Kanal 14 ansaugen, wobei eine Drehung der anzutreibenden Welle 9 erzielt wird. Die Schnelligkeit und die Richtung,· mit welcher die Drehung der anzutreibenden Welle erfolgt, hängt dabei von der Neigung der Schiefscheiben 23 zu den Wellen ab, so daß durch Einstellung dieser Scheiben die Schnelligkeit und Richtung der anzutreibenden Welle geändert werden kann. .

Die ■ Einstellung der Schiefscheiben erfolgt durch Einstellung des Ringes 20, welcher bei tier dargestellten Ausführungsform mit Zähnen 21 versehen ist, die in ein Rad 44 eingreifen, das durch ein Handrad 51 eingestellt werden kann.

Es hat sich nun herausgestellt, daß bei der beschriebenen Anordnung die ölförderung eine sehr unregelmäßige ist, und daß heftige Stöße und dadurch große Geräusche in der Maschine auftreten. Der Grund hierfür liegt, wie bereits ausgeführt, in der Universalgelenkverbindung der Schiefscheibe 23 mit der Welle sowie in den bei Schiefstellung der Scheibe 23 auftretenden ungleichmäßigen Kolbengeschwindigkeiten der einzelnen Kolben bzw. Kolbenstangen. Zur Erklärung der infolge Schiefstellung der Scheibe 23 hervorgerufenen· Unregelmäßigkeiten ist zu beachten, daß die an die Scheibe angreifenden Enden der Kolbenstangen bei Schiefstellung der Scheibe keine Kreisbewe^· ^; gung mehr beschreiben, sondern eine elliptische Kurve durchlaufen. Es ist dies in Fig. 1.0 zur Anschauung gebracht, in welcher die Linie ' x-x die Welle und die Linie t-t die Scheibe darstellt. Steht diese Scheibe senkrecht zur Welle, so entspricht der Kreis y der Bewegung -95 der Kolbenstangenenden;, steht die Scheibe jedoch geneigt zur Welle, wie durch die Linie t'-t' angedeutet ist, so durchlaufen die Kolbenstangenenden .eine elliptische Kurve z. Die Zeit, während welcher die verschiedenen Kanäle 32 der Zylinder 30 sowie die Enden der Kolbenstangen den Totpunkt durchlaufen, ist bei Schiefstellung der Scheibe infolgedessen verschieden, wodurch ein unregelmäßiges Arbeiten der Maschine bedingt ist.

Die .Erfindung besteht nun darin, daß die infolge der Universalgelenkverbindung der Scheibe sowie die infolge der Schiefstellung der Scheibe hervorgerufenen Unregelmäßigkeiten durch entsprechende Unregelmäßigkeiten in der Getriebe- und Zylinderanordnung aufgehoben werden, wobei zu beachten ist, daß die Unregelmäßigkeiten. zu beiden Seiten einer Ebene w-w, welche senkrecht zur Welle steht und durch die Zapfen 36 hindurchgeht, einander gleich sind.

Ein Mittel zum Ausgleich der auftretenden Unregelmäßigkeiten besteht darin, daß,, wie in Fig. 9 gezeigt, die Kolbenstangen verschieden lang ausgeführt sind, wobei die Kolbenstangen der Zylinder, welche mit Bezug auf den mittleren Zylinder 30 dieselbe. Stellung einnehmen,

'~——~

d. h. gleich weit von der Symmetrieebene w-w liegen, gleich lang sind.

Ein weiteres Mittel zur Ausgleichung der.bei Schiefstellung der Scheibe 23 auftretenden Unregelmäßigkeiten ist in den Fig. 4 und 6 gezeigt. Nach diesen Figuren sind die Kanäle 32 der verschiedenen Zylinder durch die Buchstaben i, j, k, I, m, n, 0, f, q angedeutet, während die Zylinder selbst mit r, t, u, w, x, y, z, s und 30 bezeichnet sind. Die Zylinder haben gleiche Abstände voneinander, die Kanäle je-• doch nicht. Der Kanal i ist symmetrisch zu dem Zylinder 30, die anderen Kanäle sind jedoch in unregelmäßigem Abstand von dem mittleren ■ Zylinder 30 bzw. der Symmetrieebene w-w angeordnet, wobei wieder die Kanäle zu beiden Seiten der Symmetrieebene gleichen Abstand von dem mittleren Zylinder 30 besitzen.

Es ist ferner zu bemerken, daß der Mittelpunktskreis der in der Schiefscheibe 23 angeordneten Lager 35 größer gemacht wird als der Mittelpunktskreis der Zylinderbohrungen, damit. die Kolbenstangen bei Schiefstellung der Scheibe mehr parallel zu der Achse der Welle zu liegen - kommen.::. Der Durchmesser, des mittleren Kreises der Lager 35 wird dabei vorteilhaft nach derjenigen Stellung der Scheibe berechnet, welche der mittleren Geschwindigkeit des Getriebes entspricht. Die Lager selbst sind dabei in ähnlicher Weise unregelmäßig angeordnet wie die Kanäle der Zylinder.

Ein weiteres Mittel zum Ausgleich der bei Schiefstellung der Scheibe auftretenden Unregelmäßigkeiten besteht noch darin, daß man den Zylinderbohrungen 30 verschiedenen Durchmesser gibt, wobei wieder diejenigen Bohrungen, welche von der Symmetrieebene denselben Abstand haben, gleiche Bohrungen erhalten.

Es ist endlich noch zu beachten, daß die Zahl der Zylinder eine ungerade ist und wenigstens sieben Zylinder vorgesehen sein sollen. Die ungerade Anzahl der Zylinder ist für ein ruhiges Arbeiten des Getriebes von großer Wichtigkeit. Es ist zu beachten, daß die Zylinderkanäle mit den Kanälen, der Mittelplatte eine Ventilanordnung bilden, und daß die Kanäle der Mittelplatte in und außer Verbindung mit ihnen kommen. Bei einer .geraden Anzahl von Zylindern würden gleichzeitig zwei Kanäle in dieser Weise in und außer Verbindung kommen, wodurch plötzliche Draekschwänkungen und heftige Stöße auftreten würden. Bei einer ungeraden, d. i. unsymmetrischen Anzahl von Zylindern ist der Druckwechsel in dem Kanalsystem nicht so groß, und es ergeben beispielsweise neun Zylinder mit Bezug auf den ruhigen Gang der Maschine dasselbe Ergebnis wie achtzehn Zylinder.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Hydraulisches Getriebe, bei welchem mit. der treibenden und getriebenen Welle fest verbundene Schiefscheiben Kolben in Zylindern in Richtung der Achse bewegen, um eine Druckflüssigkeit unter Vermittlung einer Abschluß plätte von dem von außen her mechanisch angetriebenen Pumpenteil in den zu treibenden Motorteil zu fördern, dadurch gekennzeichnet, daß die infolge der Universalgelenkverbindung der Schiefscheibe mit der Welle sowie der Schiefstellung der Scheibe hervorgerufenen Unregelmäßigkeiten durch Unregelmäßigkeiten in der Zylinder- und Getriebeanordnung ausgeglichen werden.

2. Hydraulisches Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenschubstangen verschiedene Längen haben, wobei die zu einer Mittelebene symmetrisch liegenden Kolbenstangen dieselbe Länge bekommen.

3. Hydraulisches Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der Mittelplatte zu liegenden verengten-Kanäle der Zylinder ungleichmäßig verteilt sind, wobei die zu einer Mittelebene symmetrisch liegenden Kanäle gleich weit von dieser Ebene angeordnet sind.

4. Hydraulisches Getriebe nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffspunkte der Kolbenstangen auf dem Umfang der Scheibe ungleichmäßig verteilt sind, wobei. die zu einer Mittelebene· symmetrisch liegenden Kanäle gleich weit von dieser Ebene angeordnet sind.

■ 5. Hydraulisches Getriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Zylinder verschiedene Durchmesser erhalten, wobei die Anordnung derartig getroffen ist, daß die zu einer Mittelebene symmetrischen Zylinder denselben Durchmesser bekommen.

6. Hydraulisches Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine ungerade Zylinderzahl, jedoch mehr als drei, angeordnet werden.

7. Hydraulisches Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Kreis der Lager für die Kolbenstangenenden auf der Schiefscheibe größer ist als der mittlere Kreis der Zylinder.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.