DE2209996B2 - Einrichtung zum Verändern der Arbeitsmittelmenge einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verändern der Arbeitsmittelmenge einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) mit umlaufender Zylindertrommel und an deren beiden Stirnseiten angeordneten, nicht umlaufenden Schrägscheiben, von denen mindestens eine über einen von außen betätigbaren Schneckentrieb winkelverdrehbar ist, sowie mit mittiger Schlitzsteuerung.

Bei einer bekannten derartigen Einrichtung (deutsche Patentschrift 951413) sind die beiden nicht umlaufenden Schrägscheiben gegenüber den Stirnseiten der umlaufenden Zylindertrommel mit Hilfe von zwei zugeordneten Schneckentrieben verdrehbar, wodurch der Hub der Axialkolben gesteuert werden kann. Beide Schneckentriebe sind von außen betätigbar. Die Zuführung des Arbeitsmittels, das im Pumpenbetrieb von den Axialkolben gefördert wird und im Motorbetrieb die Axialkolben beaufschlagt, erfolgt hier durch einen Steuerzapfen, der sich durch eine Mittelbohrung der Zylindertrommel erstreckt und über radiale Kanäle in der Zylindertrommel mit den Axialbohrungen verbunden ist, welche die Kolben führen. Die Veränderung der Arbeitsmittelmenge wird hier also ausschließlich durch Verdrehung der Schrägscheiben bewirkt.

Es ist auch bereits bekannt (deutsche Patentschrift 172), das Arbeitsmittel nicht zentrisch durch einen Steuerzapfen, sondern radial von außen durch eine geschlitzte Steuerhülse in die Axialbohrungen der Zylindertrommel einzuführen, und diese Steuerhülse drehbeweglich zwischen dem Außenumfang der Zylindertrommel und Innenumfang des Maschinengehäuses anzuordnen, die somit den Steuerspiegel für die Zylindertrommel bildet.

Es ist weiterhin eine Druckflü'ssigkeits-Axialkolbenmaschine mit nur einer Schrägseheibe und einem Steuerspiegel gegenüber der einen Stirnseite der Zylindertrommel bekannt (deutsche Patentschrift

ίο 593 597), bei der sowohl die Schrägscheibe Js auch der Steuerspiegel verdrehbar angeordnet sind. Die Verdrehung der beiden Teile kann jedoch nicht ohne weiteres gleichzeitig ausgeführt werden.

Der Erfindun^jegt die Aufgabe zugrunde, eine

Einrichtung zum Verändern der Arbeitsmittelmenge einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine zu schaffen, die die gemeinsame Verdrehung einer Schrägscheibe und einer Steuerhülse ermöglicht, so daß die Arbeitsmittelmenge feinfühlige; verändert werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß an einer Stirnseite einer an sich bekannten verdrehbaren Steuerhülse zwischen dem Außenumfang der Zylindertrommel und dem Innenumfang des Maschinengehäuses ein Ritzel angebracht ist, das in einen Zahnkranz de"» Gehäuses und in einen Zahnkranz der verdrehbaren Schrägscheibe eingreift und die Steuerhülse um den halben Winkelbereich der Schrägscheibe zu verdrehen gestattet. Durch diese zwangläufig gemeinsame Verdrehung der Schrägscheibe und der Steuerhülse über das zwischengeschaltete Ritzel ist in vorteilhafter Weise die Arbeitsmittelmenge feinfühliger veränderbar, und außerdem beansprucht diese Einstelleinrichtung nur wenig Platz, se daß die Druckflussigkcits-Axialkolbenmaschine in kompakter Bauweise herstellbar ist.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung liegt die Welle des Ritzels in der Steuerhülse parallel zur Drehachse der Zylindertrommel, und das Ritzel läuft in einer Ebene um, die parallel zur Drehebene der verdrehbaren Schrägscheibe verläuft.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung liegt die Welle des Ritzels an der Außenumfangsfläche der Steuerhülse senkrecht zur Drehachse der Zylindertrommel und das Ritzel läuft in einer Ebene um, die senkrecht zur Drehebene der verdrehbaren Schrägscheibe verläuft.

Die Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele näher erlä'itert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der wesentlicher. Teile einer Einrichtung zum Verändernder Arbeitsmittelmenge der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Axialkolbenmaschine,

F i g. 4 A bis 4 C grafische Darstellungen zur Erläuterung der Variationen der Hübe und des Verdrängungsvolumens zweier Kugelkolben in bezug auf den Drehwinkel der Zylindertrommel für den Fall, daß eine Schrägscheibe gegenüber der anderen Schräges scheibe um einen Winkel 2 Θ gedreht wird, während gleichzeitig die Steuerhülse über einen Winkel Θ gedreht wird,

Fig. 5 A bis 5C grafische Darstellungen ähnlich

den Fig. 4 A biü 4 C für den Fall, daß die Steiierhülse fixiert ist und die eine Schrägscheibe gegenüber der anderen Schrägscheibe um einen Winkel 2 Θ gedreht wird, und

F i g. 6 eine Teil-SchniUansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Axialkolbenmaschine im Bereich des Kugelkolbens.

Die Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine 10, wie sie beispielsweise in den F i g. 1,2 und 3 dargestellt ist. ist als Pumpe oder Motor einse'zbar. Die Axialkolbenmaschine IC weist ein Gehäuse 11 auf, welches etwa in der Form eines Hohlzylinders ausgeführt ist, dessen eines Ende verschlossen und dessen entgegengesetztes finde offen ist. Eine Abschlußkappe 12 verdeckt das offene Ende des Gehäuses 11. Die Stirnwand am geschlossenen Ende des Gehäuses 11 und die Abschlußkappe 12 tragen an ihren inneren Seiten Lager, die auf einer Achse ausgefluchtet sinü. Diese Lager stützen eine Welle 15 ab, welche ein Teil mit einer Zylindertrommel 14 bildet und in koaxialer An- " Ordnung zu dieser verläuft, um einen Rotor 13 zu bilden. Die Zylindertrommel 14 kann s^.-h demzufolge innerhalb des Gehäuses 11 frei drehen. Sie is' mit einer Anzahl (im vorliegenden Ausführungjbeispiel sechs) durchgehender zylindrischer Bohrungen 16 mit kreisrundem Querschnitt versehen, deren Achsen parallel und im gleichen Abstand zur Achse der Welle 15 verlaufen und in Umfangsrichtung gleiche Abstande voneinander aufweisen. Diese zylindrischen Bohrungen 16 bilden Zylinder, in denen Kugelkolben arbeiten.

Wenngleich die Zylindertrommel 14 und die Welle 15 im Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet sind, können die Zylindertrommel und die Welle auch aus getrennten Teilen hergestellt sein.

Jede der zylindrischen Bohrungen 16 enthält in ihren Enden Kugelkolben 17a und 17b, die in den Bohrungen verschiebbar angeordnet sind und deren äußere Teile aus der zylindrischen Bohrung herausragen. Diese KugelLolben 17a und 17b sind in entsprechenden Dichtungsringen 18a und 18b gehalten, die in der zylindrischen Bohrung 16, von den Kugelkolben aus betrachtet, nach innen verschiebbar angeordnet sind. Die zwei Dichtungsringe 18a und 18b werden durch die Kraft einer Druckfeder 19 in axialer Riehtung in bezi'g auf die zylindrische Dohrunp 16 nach außen gedrückt, die in der Bohrung 16 zwischen den Dichtungsringen 18a und 18b angeordnet ist. Die nach außen gerichtete Kraft der Feder 19 wird über die Dichtungsringe 18a und 18b auf die Kugelkolben 17a und 17b übertragen. Die Kugelkolben 17a und 17b liegen mit ihren äußersten Teilen an den Stirnflächen zweier entgegengesetzt angeordneter Schrägscheiben 20 und 21 an, die ihre nach außen gerichtete Bewegung begrenzen.

Die Schrägscheibe 20 ist an der inneren Stirnfläche des Gehäuses 11 durch einen Paßstift 22 fixiert, während die Schrägscheibe 21 an der inneren Seite der Abschlußkappe 12 drehbar gelagert ist. Die Schlägscheiben 20 und 21 weisen kreisrunde Kurvenflächen auf, von denen eine jede eine Anzahl (neun im vorliegenden Ausführungsbeispiel) von Nockenerhebungen 20a und 2la enthält, die an den äußeren Teilen der Kugelkolben 17a und 17b anliegen und über welche sie rollen, wenn sich die Zylindertrommel 14 dreht. Ais Folge hiervon weiden die Kugelkolben 17a und 17b in axialer Richtung der zylindrischen Bohrung 16 verschoben, und zwar in Übereinstimmung mit den NiKt.enerhebungen 20α und 21« gegenüber den Nokkenvertiefungen 20b und 21b, Die Nockep.kurven der Schrägscheiben 20 und 21 sind so festgelegt, daß für den Fall das Molorbetriebs die Gesamtsumme der Antriebsmomente einen konstanten Wert ausmacht. Für den Pumpenbetrieb werden die Nockenkurven so festgelegt, daß der Pumpenauslaßdruck konstant bleibt. Das Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine 10 wird bestimmt durch die Abstände der Nockenerhebungen oder -scheitel 20a ur,4 21a. Die Zahl der Nockenerhebungen kann im übrigen je nach Wunsch ausgewählt werden. Leistungsdaten der Axialkolbenmaschine 10, wie beispielsweise der Bereich der Arbeitsdrehzahl und des Abgabedrehmoments können dadurch geändert werden, daß man die Schrägscheiben 20 und 21 sowie eine Steuerhülse 24 auswechselt, wie anschließend beschrieben wird.

Die Zylindertrommel 14 ist zwischen ihrer Umfangsfläche und den zylindrischen Bohrungen 16 mit Druckf!üssigkeits-Zuführ-(oder Saug-)-öffnungen 23a und Auslaß-(oder Entleerung-)-öffnungen 23b versehen, weiche sich in radialen Richtungen nach außen erstrecken. Eine Steuerhülse 24 in der FGrm eines offenen Hohlzylinders ist in das Gehäuse 11 drehbar eingesetzt und diese Steuerhülse trägi ihrerseits drehbar die Zylindertrommel 14. Zur Abdichtung siiiJ O-Ringe 25 zwischen dem Gehäuse 11 und der Steuerhülse 24 vorgesehen. Die Steuerhülse 24 ist ihrerseits mit Öffnungen 26a und 26b versehen, die an solchen Positionen ausgebildet sind, daß sie den Öffnungen 23a und 23b gegenüberstehen, wie in Fig. 1 angedeutet ist. Diese öffnungen 26a und 26b liegen jeweils in einer Zahl vor, die gleich ist der Zahl (neun im vorliegenden Ausführungsbeispiel) der Nockenerhebungen der Schrägscheiben 20 und 21. Wenngleich in F i g. 2 nicht gezeigt, sind die Öffnungen 26a und 26b in gegenseitig versetzten Positionen angeordnet, wenn man in axialer Richtung blickt, so daß die öffnungen 26a und 26b nicht gleichzeitig den Öffnungen 23a und 23b der rotierenden Zylindertrommel 14 gegenüberstehen, wie anschließend beschrieben wird.

Die innere zylindrische Fläche des Gehäuses 11 ist mit Ringnuten 27a und 27b versehen, die den Öffnungen 26a und 26b der Steuerhühe 24 gegenüberliegen. Das Gehäuse 11 ist feiner mit einer Df uckflüssigkeits-Zuführ-(oder Saug-)öffnung 28a und 28b versehen, die in Verbindung mit den Ringnuten 27a und 27b stehen.

Die Zylindertrommel 14 weist ferner durchgehende Löcher 29 auf, welche parallel zu den zylindrischen Bohrungen 16 im Zylinder ausgearbeitet sind. Im ^uc'ührungsbeispiel entspricht die Zahl der durchgehenden Löcher 29 (sechs) derjenigen der zylindrischen Bohrungen 16. Die zwei Enden aller durchgehenden Löcher 29 stehen in Verbindung mit Räumer 30. die zwischen dem Gehäuse 11 und den zwei Stirnseiten der Zylindertrommel 14 ausgebildet sind. Die Abschlußkappe 12 weist an ihrer inneren Seite einer zentralen Hohlraum 31, der das eine Ende der Welk 15 aufnimmt, sowie einen Flüssigkeitskanal 32 auf der den Hohlraum 31 mit einem der obsnwrwähntet Räume 30 verbindet. Die Abschlußkappe 12 ist ferne mit einer öffnung 33 versehen, welche den Hohlraun 31 mit der Außenseite verbindet, um die Leckageflüs sigkeit kontrollieren zu können. Für den Fall, dal während des Betriebs Druckflüssigkeit aus der Rotor zylindertrommel 14 nach außen dringt, sammelt siel

die derart ausgelaufene Flüssigkeit in den Räumen 30 und wird dann über die Durchgangslocher 29 den Flüssigkeitskanal 32, den Hohlraum 31 und die Öffnung 33 nach außen abgeführt.

Anschließend wird die Einrichtung zum Verändern der Arbeitsmittelmenge und damit zur Veränderung der Leistung der Axialkolbenmaschine ausführlich beschrieben. Die Schrägscheibe 21 weist eine Kurvenfläche auf, die identisch mit derjenigen der Schrägscheibe 20 ist und dieser koaxial gegenübersteht. Die Schrägscheibe 21 enthält ferner einen zylindrischen hohlen Teil 34, wie in Fi g. 3 angedeutet ist, der auf einem hohlen Ansatzteil der Abschlußkappe 12 an deren inneren Seite drehbar aufgesetzt ist. Die Schrägscheibe 21 ist ferner mit einem Arm 35 versehen, der sich nach unten erstreckt und am unteren Ende ein Zahnsegment 36 aufweist. Dieses Zahnsegment 36 kämmt mit einer Schnecke 37, die auf einer Welle abgestutzt ist, welche sich aus dem Gehäuse Il heraus erstreckt. Ein Drehknopf 38 zur Veränderung oder Einregulierung der Leistung oder des Verdrängungsvolumens ist auf dem äußeren Ende dieser Welle befestigt. Der Drehwinkel des Knopfes 38 wird durch eine Meßskala 39 angezeigt. Durch Drehung des Knopfes 38 wird die Schnecke 37 gedreht, wobei die Schrägscheibe 21 um den Ansatztcil der Abschlußkappe 12 gedreht wird.

Die Schrägscheibe 21 ist ferner an ihrem oberen Umfangteil miteinem Zahnkranz versehen, der ein Teil mit der Schrägscheibe bildet und miteinem Ritzel 41 kämmt. Das Ritzel 41 ist auf einer Welle 42 abgestützt, die in ein Loch 43 in der Stirnseite der Steuerhülse 24 eingesetzt ist, derart, daß sie sich darin frei drehen kann und darüber hinaus zusammen mit der Steuerhülse drehbar ist. ohne irgendein Spiel in bezug auf den Drehpunkt der Steuerhiilse. Das Ritzel 41 kämmt ferner mit einem Zahnkranz 44. der an der inneren Seite des Gehäuses 11 ausgebildet ist, und zwar an dem Ende des Gehäuses, an dem die Abschlußkappe 12 befestigt ist.

Die Radien und Übersetzungsverhältnisse der Schrägscheibe 21 und des Ritzels 41 sind so ausgewählt, daß wenn die Schrägscheibe 21 in einer Richtung um einen Winkel von 2 Θ durch die Schnecke 37 gedreht wird, die Steuerhülse 24 in der gleichen Richtung um einen Winkel Θ gedreht wird.

Die Axialkolbenmaschine 10 und die Einrichtung zum Verändern der Arbeitsmittelmenge gemäß der oben beschriebenen Konstruktion arbeiten in dem Fall, daß die Axialkolbenmaschine als Motor verwendet wird, in der nachstehend beschriebenen Art und Weise.

Druckflüssigkeit, die durch die Zuführöffnung 28a eingeführt wird, strömt nacheinander durch die Ringnut 27a und Öffnungen 26a. Die Position der Steuerhülse 24 ist anfänglich so festgelegt, daß wenn zwei Kugelkolben 17a und 17b, die an den Steuerscheiben 20 und 21 anliegen, in ihre innersten Lagen innerhalb ihrer zylindrischen Bohrungen 16 gedrückt werden (das ist die Position, die durch das untere Paar von Kugelkolben in Fig. 1 angedeutet ist), eine Öffnung 26a der Steuerhülse 24 und die zugeordnete Öffnung 23 a der Zylindertrommel 14 in Kommunikation kommen. Ferner sind die relativen Winkellagen der Schrägscheiben 20 und 21 anfänglich so festgelegt, daß, um das maximale Verdrängungsvolumen zu erreichen, die Scheitel oder Erhebungen der entsprechenden Kurvenflächen genau in gegenüberliegender Ausfluchtung stehen.

Wenn die Öffnung 26a und die zugeordnete Öffnung 23a in Verbindung miteinander stehen, strömt die Druckflüssigkeit, welche durch die Öffnung 28a

zugeführt wird, durch die Öffnung 23a und wird dadurch in den Raum zwischen den Dichtungsringen 18a und 18b innerhalb der zylindrischen Bohrung 16 eingeführt. Die Folge davon ist, daß der Druck der Druckflüssigkeit über die Dichtungsringe 18a und

ίο 18b auf die Kugelkolben 17a und 17b übertragen wird, um nach außen gerichtete Kräfte auf die Kugelkolben 17a und 17b auszuüben, d. h., eine nach rechts gerichtete Kraft auf den Kugelkolben 17a und eine nach links gerichtete Kraft auf den Kugelkolben 17b, wenn man die Fig. 1 betrachtet. Die Kugelkolben 17a und 17b werden demzufolge gegen die Schrägscheiben 20 und 21 gedrückt und gleichzeitig dazu gezwungen, den schrägen Nockenflächen entlang nach unten in die Vertiefungen zu rollen, die sich zwischen einem Paar entsprechender Nockenerhebungen 20a und 21 a und dem darauffolgenden Paar von Nockenerhebungen befinden. Da die durch die Druckflüssigkeit zu diesem Zeitpunkt erzeugten Kräfte in entsprechenden Komponenten in Drehrichtung der Zylindertrommel

»5 14 und in Komponenten in axialer Richtung der zylindrischen Bohrung 16aufgeteilt werden, rollen die Kugelkolben 17a und 17b auf ihren entsprechenden schräge . Nockenflächen nach unten und üben gleichzeitig ein Drehmoment auf die Zylindertrommel 14 aus. wodurch letztere in einer Richtung umläuft.

Die Längen in Umfangsrichtung und das relative Lageverhältnis der Öffnungen 26a und 26b sind derart festgelegt, daß während des Intervalls aus dem Zustand, in dem die Kugelkolben 17a und 17b die Nokkenerhebungen 20a und 21a berühren, in den Zustand, in dem sie den Boden der Vertiefungen 20b und 21b der Kurvenflächen erreichen, nachdem sie den schrägen Flächen entlang nach unten gerollt sind (der letztere Zustand entspricht demjenigen des obe-

ren Paares von Kugelkolben in F i g. 1), die Öffnungen 26a und 23a miteinander verbunden sind, während gleichzeitig die Öffnungen 26b und 23b sich in einer nicht kommunizierenden Stellung befinden. Wenn sich die Kugelkolben 17a und 17b auf dem Boden

der Nockenvertiefungen 20b befinden, sind die Öffnungen 26a und 23a nicht kommunizierend, während die Öffnungen 26b und 23b miteinander kommunizieren.

Zu diesem Zeitpunkt beginnt der oben beschriebene Vorgang im Zusammenhang mit den K.igelkolben 17a und 17b in einer anderen Zylinderbohrung 16, wodurch die Zylindertrommel 14 ein weiteres Drehmoment erhält, das sie zwangläufig in die gleiche Richtung dreht. Die Drehung der Zylindertrommel 14 bewirkt, daß die Kugelkolben 17a und 17b, die den Boden ihrer entsprechenden Nockenvertiefungen erreicht haben, den schrägen Flächen nach oben rollen, die zu den nachfolgenden Nockenerhebunger führen, und sie werden dadurch in ihrer zylindrischer Bohrung 16 nach innen verlagert (d. h. gemäß Fi g. 1 entsprechend nach links und rechts). Die Druckflüs sigkeit in der zylindrischen Bohrung 16 zwischen dei Dichtungsringen 18a und 18b wird demzufolge übe die Öffnungen 23b und 26b, die Ringnut 27b um

Öffnung 28b abgeführt. Hierauf wiederholt sich de oben beschriebene Vorgang nacheinander in bezu auf die restlichen Paare von Kugelkolben, so daß di Zylindertrommel 14 fortwährend gleichmäßig um

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läuft. Dieses erteilte Drehmoment wird über die Welle 15 nach außen weitergeleitet, und es ist erkennbar, daß die Axialkolbenmaschine 10 auf diese Weise als Motor arbeitet.

Für den Fall, daß die Drehrichtung der Zylinder-' trommel 14 umgekehrt werden soll, wird die Öffnung 28/j als Zuführöffnung für die Druckflüssigkeit verwendet, und die öffnung 28a wird als F.ntleerungs- oder Abgabeöffnung benutzt. Wenn die Axialkolbenmaschine 10 als Pumpe eingesetzt werden soll, wird die Welle 15 durch eine von außen zugeführte Antriebskraft gedreht, und die Öffnung 28r/ oder 2Hb wird als Saugöffnung benutzt, während die Öffnung l&b oder 28a als Auslaßöffnung dient.

Das Verdrängungsvolumen zwischen den Kugel- '5 kolben 17a und 17 fa wird bestimmt durch einen relativen Bewegungshub, wobei die entsprechenden Bewegungsrichtungen der Kugelkolben ebenfalls berücksichtigt werden. Der relative Bewegungshub der Kugelkolben 17« und 17/) wird im übrigen bestimmt durch die relativen entgegengesetzten Stellungen der Nockenerhebungen und -Vertiefungen der gegenüberliegenden Schrägscheiben 20 und 21. Der normale Betrieb der Axialkolbenmaschine 10 als Motor oder Pumpe wird ferner bestimmt durch die Verände- ^a5 rung des obenerwähnten Verdrängungsvolumens und durch die Steuerung der kommunizierenden und nicht kommunizierenden Öffnungen 26« und 26/? der Steue hülse 24 und der öffnungen 23« und 23b der Zylindertrommel 14.

In einem Extremfall, in dem z. B. die relativen Positionen der Schrägscheiben 20 und 21 so eingestellt sind, daß die Nockenerhebungen der einen Schrägscheibe gegenüber den Nockenvertiefungen der anderen Schrägscheibe liegen und die Nockenvertiefungen der ersteren Schrägscheibe gegenüber den Nockenerhebungen der letzteren stehen, bewegen sich die Kugelkolben 17a und 17/? lediglich nach rechts oder links, während ein konstanter gegenseitiger Abstand eingehalten wird, wenn sich die Zylindertrommel 14 dreht. In diesem Fall findet demzufolge keine Veränderung des Verdrängungsvolumens statt, und die Druckflüssigkeit wird auch nicht angesaugt oder abgegeben, wenn die Zylindertrommel 14 durch die von außen angreifende Kraft gedreht wird.

Zwecks Veränderung des Verdrängungsvolumens wird der obenerwähnte Knopf 38 um einen geeigneten Winkel gedreht, woraufhin die Schnecke 37 das Zahnsegment 36 dreht, so daß wiederum die Schrägscheibe 21 gedreht wird. Gleichzeitig bewirkt die Dre- 5« hung der Schrägscheibe 21, daß das Ritzel 41, welches mit den Zahnkränzen 40 und 44 kämmt, eine Planetenumlaufbewegung ausführt, wobei es sich um seine eigene Achse dreht und gleichzeitig entlang einer Kreisbahn umläuft. Diese Bewegung des Ritzels 41 bewirkt eine gleichzeitige Drehung der Steuerhülse 24. Bei diesem Vorgang bewirkt, wie oben erwähnt, die Drehung der Schrägscheibe 21 um einen Winkel 2 Θ, daß sich die Steuerhülse 24 in der gleichen Richtung um einen Winkel Θ dreht.

Anschließend wird der Fall behandelt, bei dem nur die Schrägscheibe 21 um einen Winkel 2 Θ gedreht wird, während die Steuerhülse 24 ortsfest gehalten wird. Zu diesem Zweck wird Bezug auf die F i g. 5 A genommen, die die Veränderung des nach rechts gerichteten Verdrängungshubs des Kugelkolbens 17a andeutet, der an der rechten Seite in Anlage, mit der Schrägscheibe 20steht. Fig. 5 B deutet die Veränderung des nach linksgerichteten Verdrängungshubs des linken an der Schrägscheibe 21 anliegenden Kugclkolbensl7fo an. Wie aus einem Vergleich der F ig. 5 A und 5 B hervorgeht, ist die in Fig. 5 B gezeigte Winkelposition der Spitze der Kurve um den Winkel 2 Θ gegenüber der Winkelposition der Spitze der Kurve versetz·., die in Fig. 5 A gezeig.t ist. Die Steuerhülse 24 wird jedoch nicht relativ zu der Schrägscheibe 20 gedreht, und die Steuerung, die durch das Lageverhältnis der Öffnungen 26a und 26h der Steuerhiilse 24 und der Öffnungen 23a und 23/; der Zylindertrommel 14 bestimmt ist, ist die gleiche wie jene vor der Drehung der Schrägscheibe 21. Im einzelnen ist die Ventilsteuerung wie folgt: Unter Bezugnahme auf die Kurve der Fig. 5 A wird festgestellt, daß in den Intervallen zwischen den unteren und oberen Scheitelpunkten der Kurve (das sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel 0 bis 20°, 40 bis 60° usw.), die Druckflüssigkeit, welche in die Öffnung 28« eingeführt wird, über die öffnungen 26a und 23a mit der zylindrischen Bohrung 16 kommuniziert, während die Äuslaßöffnung 286 nicht mit der zylindrischen Bohrung 16 kommuniziert und der Druck innerhalb der zylindrischen Bohrung 16 auf einem hohen Wert liegt. Während der Intervalle von den oberen Scheitelpunkten bis zu den unteren Scheitelpunkten der Kurve (im vorliegenden Ausführungsbeispiel 20 bis 40". (SO bis 80" usw.), werden die Zustände umgekehrt. Das heißt, die Zufiihröffnung 28a für die Druckflüssigkeit kommuniziert nicht mit der zylindrischen Bohrung 16, während die Auslaßöffnung 28b über die Öffnungen 26/? und 23b mit der zylindrischen Bohrung 16 kommuniziert und in der .lindrischen Bohrung 16 ein niedriger Druck herrscht.

Zu diesem Zeitpunkt erhält man die veränderte Kurve des Verdrängungsvolumens. wie sie in F i g. 5 Γ angedeutet und durch den Abstand zwischen dem rechten und linken Kugelkolben 17a und 17b und durch die entsprechenden Verstcllrichtungen div",er Kugclkolben bestimmt ist. Wie aus dieser Figur hervorgeht, ist das Verhältnis zwischen der Veränderung der Kugelkolben und der oben beschriebenen Steuerung derart, daß ein negativer Teil im Verdrängungsvolumen erzeugt wird. Darüber hinaus wird dieser negative Teil plötzlich am Umschaltpunkt erzeugt, wie dies am besten an der rechten Seite der in Fig. 5 C gezeigten Kurve angedeutet ist. Dieser negative Teil des Verdrängungsvolumens bedeutet, daß die Axialkolbenmaschine 10. während sie z. B. normal als Motor arbeitet, plötzlich als Pumpe wirksam wird. Diese Erscheinung ist unerwünscht.

Demzufolge ist die Axialkolbenmaschine so ausgeführt, daß die Schrägscheibe 21 uim den Winkel 2 G gedreht wird, während zur gleichen Zeit die Steuerhülse 24 um den Winkel Θ gedreht wird. Die F ig. 4 A und 4B deuten in ähnlicher Weise wie die Fig. 5 A und 5 B veränderliche Hübe der rechten und linker Kugelkolben 17a und 17fc an. Da die Schrägscheibe 21 relativ zur Schrägscheibe 20 um den Winkel 2 G gedreht wird, werden die Scheitelpunkte der Kurver der Fig. 4 A und 4 B um den Winkel 2 Θ gegenseitig versetzt.

Da ferner die Steuerhülse 24 in die gleiche Richtunj wie die Schrägscheibe 21 um den Winkel θ gedreh wird, wird der Umschaltpunkt der Steuerung um dei Winkel Θ gegenüber demjenigen in dem Fall versetzt der oben in Verbindung mit den Fig. 5 A, 5B un< 5 C beschrieben wurde. Genauer gesagt, das Intervall

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in dem die Zuführöffnung 28a in Verbindung mit der zylindrischen Bohrung 16 steht, während die Auslaßöffnung 286 nicht mit der zylindrischen Bohrung 16 kommuniziert, entspricht dem Bereich, in dem der Drehwinkel der Zylindertrommel 14 0° bis (20° + 0°), (40' + 0°) bis (60° + 0") usw. in Fig. 4 A beträft.

Die zylindrische Bohrung 16 steht zu diesem Zeitpunkt unter einem hohen Druck. Das Intervall, in dem die Zuführöffnung 28« nicht mit der zylindrischen bohrung 16 kommuniziert, warnend die Auslaßöffnung 2Hb in Verbindung mit der zylindrischen Bohfung 16 steht, entspricht ferner dem Bereich, in dem «ler Drehwinkel der Zylindertrommel 14(20" + 0°) liis (40° + 0°). ("0° + 0°) bis (80° + 0°) usw. in Fig. 4 A beträgt. Die zylindrische Bohrung 16 steht r.u diesem Zeitpunkt unter i-inem niedrigen Druck.

Die zu diesem Zeitpunkt gültige Kurve der Verandcrungdcs Verdrängungsvolumens, welche durch den Abstand zwischen den rechten und linken Kugelkolben 17a und 176 und durch deren entsprechende Hubrichtungen vorbestimmt ist, ist in Fig. 4C gezeigt. Die Hübe der Kugelkolben 17« und 17fr am Punkt des Winkels θ sind in den Fig. 4 A und 4 B gleich. An diesem Punkt word ferner die Umschaltung der Steuerung ausgeführt. Aus diesem Grund ist die Kurve der Veränderung des Verdrängungsvolumens, wie in F i g. 4 C angedeutet ist, stets eine kontinuierliche Kurve mit einer normalen Wellenform, die auf der positiven Seite gegenüber der vertiakcln Koordinate liegt, und es besteht keine Möglichkeit, daß negative Teile und Unterbrechungen in der Kurve auftreten, wie dies beispielsweise in F i g. 5 C gezeigt ist. Die Axialkolbenmaschine 10 arbeitet demzufolge stets als normaler Motor oder normale Pumpe.

Das Verdrängungsvolumen variiert in Abhängigkeit von der Auswahl der Größe des Drehwinkels 2 0 der Schrägscheibe 21, und bei einer Vergrößerung des Winkels 2 θ nimmt das Verdrängungsvolumen in der Art und Weise ab, wie dies in F i g. 4 C in gestrichelten Linien angedeutet ist. im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Verdrängungsvolumen auf den Wert Null reduziert, wenn der Winkel 2 0 40° beträgt. Wenngleich die beiden Schrägscheiben 20 und 21 Reaktionskräftc von den Kugclkolben 17« und 17/; aufnehmen, tritt keine Positionsveränderung bei der einen Schrägscheibe 20 auf, da diese Schrägscheibe 20 fixiert ist. Indem also lediglich die bewegbare ίο Schrägscheibe 21 so ausgeführt werden muß, daß sie keiner Positionsabweichung auf Grund einer Reakiionskraft unterliegt, ist es stets möglich, die gegenseitigen Positionen der Schnigscheiben 20 und 21 exakt auszuwählen und eine genaue Veränderung und Einregelung der Leistung zu erreichen. Da ferner die Steuerhülse 24 niemals einer Reaktionskraft auf Grund der Drehung der Zylindertrommel 14 ausgc setzt wird, besteht auch keine Notwendigkeit, genaue Vorschriften für die Konstruktion, etwa des Ritzels ao 41 und der Welle 42 zu machen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Übertragung der Drehung einer Schrägscheibe auf die Steuerhülse ist in Fig. 6 dargestellt. Eine Schrägscheibe 50 dieses Ausführungsbeispicls entspricht der bewegbaren Schrägscheibe 21 des vorangehenden Ausführungsbeispiels, und sie weist einen Zahnkranz 51 an ihrer inneren Seite auf. Dieser Zahnkranz 51 kämmt mit einem Ritzel 52, das auf einer vertikalen Welle 53 drehbar gelagert ist. welch«: ihrerseits am Außenumfang der Stciierhülsc 24 in der Nähe der Stirnseite der Steuerhülse abgestützt ist. Das Ritzel 52 kämmt ferner mit einem im Gehäuse 11 ausgebildeten Zahnkranz 54. Eine Drehung der Schrägscheibe 50 hat zur Folge, daß sich das Ritzel 52 um seine Achse dreht und gleichzeitig um die Achse :i Steuerhülse 24 umläuft, die dadurch ihrerseits gedn!. wird. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil. Ί:· der Radius des Ritzels 52 relativ zum Radius i ι Schrägscheibe 50 beliebig ausgewählt werden k;;"'i

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche;

1. Einrichtung zum Verändern der Arbeitsmittelmenge einer Druckflü'ssigkeita-Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) mit umlaufender Zylindertrommel und an deren beiden Stirnseiten angeordneten, nicht umlaufenden Schrägscheiben, von denen mindestens eine über einen von außen betätigbaren Schneckentrieb winkelverdrehbar ist, sowie mit mittiger Schlitzsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseite einer an sich bekannten verdrehbaren Steuerhülse (24) zwischen dem Außenumfang der Zylindertrommel (14) und dem Innenumfang des Maschinengehäuses (11) ein Ritzel (41, 52) angebracht ist, das in einen Zahnkranz (44, 54) des Gehäuses (11) und in einen Zahnkranz (40, 51) der verdrehbaren Schrägscheibe (21, 50) eingreift und die Steuerhülse um den halben Winkelbereich der Schrägscheibe zu verdrehen gestattet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (42) des Ritzels (41) in der Steuerhülse (24) parallel zur Drehachse der Zylindertrommel (14) liegt und das Ritzel (41) in einer Ebene umläuft, die parallel zur Drehebene der verdrehbaren Schrägscheibe (21) verläuft.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (53) des Ritzels (52) an der Außenumfangsfläche der Steuerhülse (24) senkrecht zur Drehachse der Zylindertrommel (14) liegt, und das Ritzel (52) in einer Ebene umläuft, die senkrecht zur Drehebene der verdrehbaren Schrägscheibe (50) verlauf