DE2218024A1 - Kolbeneinheit, insbesondere kolbenpumpen- und/oder -motoreinheit - Google Patents
Kolbeneinheit, insbesondere kolbenpumpen- und/oder -motoreinheitInfo
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Description
dr. ing. HEINRICH GEITZ Patentanwalt 7500 karlsruhei, postfach2708
72363/364
22I8O24
Anmelder: Dr.-Ing., Karlheinz Storck
5IOO Aachen
Flandrische Straße 50
Kolbeneinheit, insbesondere Kolbenpumpen- und/oder
-motoreinheit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbeneinheit mit einem axial verschieblich von einer Zylinderbohrung in
einem Zylinderkörper aufgenommenen und mit einer drehbar gelagerten Triebwelle in Antriebsverbindung stehenden
Arbeitskolben, insbesondere auf eine Kolbenpumpen- und/ oder -motoreinheit, die mit gasförmigen oder flüssigen
Arbeitsmedien betrieben werden kann und sich in besonderem Maße für miniaturisierte Bauweise eignet, jedoch ohne auf
kleine Bauformen beschränkt zu sein.
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In miniaturisierter Ausführung üblicherweise hergestellte Pumpen sind Zahnradpumpen, Kapselpumpen, Kolbenpumpen oder
nach ähnlichen Prinzipien arbeitende Aggregate, die in der Mehrheit auch als Motoren betrieben werden können. Als
charakteristisch für die bekannten Aggregate in miniaturisierter Ausführung sind deren überaus schlechte Wirkungsgrade
anzusehen (bei Pumpen als das Verhältnis von mechanischer Arbeitsleistung zur hydraulischen bzw. pneumatischen
Ausgangsleistung definiert, bei Motoren entsprechend der Reziprokwert), der zudem bei den bekannten Bauarten von den
verschiedensten Einflußgrößen, wie Viskosität des Mediums, Betriebsdrehzahl, Last und dgl. mehr, in starkem Maße abhängig
ist.
Insoweit besonders zu erwähnen sind Zahnradpumpen, bei denen der Wirkungsgrad weitgehend von der Fertigungsgenauigkeit,
der Betriebsdrehzahl, der Viskosität des Mediums und dem Betriebsdruck bestimmt wird. Derartige Zahnradpumpen arbeiten
vornehmlich bei niedrigen Betriebsdrehzahlen und hohen Gegendrücken höchst unbefriedigend. Als Motoren sind sie in der
üblichen Bauweise nicht zu verwenden.
Kapselpumpen und -motoren sowie nach ähnlichen Prinzipien arbeitende Aggregate haben im Verhältnis zum Fördervolumen
sehr große Dichtkantenlängen. Dies führt einerseits zu hohen
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mechanischen Verlusten infolge Reibung und andererseits zu großen Leckverlusten, die insbesondere bei miniaturisierten
Bauformen im Sinne erheblicher Wirkungsgradverschlechterungen stark hervortreten.
In Kolbenpumpen und -motoren ist in erster Linie die Reibung des Kolbens im Zylinder für die mechanischen Verluste verantwortlich.
Da bei kleinen Einheiten eine Zwangssteuerung des Plüssigkeits- bzw. Gasstroms sehr aufwendig ist, werden in
der Regel vorgespannte Einwegventile zur Steuerung benutzt, die jedoch infolge der erforderlichen Vorspannung zu hohen
Druckabfällen und Drosselverlusten führen.
Die vorstehend für Kolbenpumpen und -motoren erläuterten Nachteile gelten gleichermaßen auch für Kolbenmaschinen
mit speziellen Antrieben, wie etwa Taumelscheibenpumpen, die bekanntlich ebenso wie Kapselpumpen und -motoren auch
für verstellbare Fördervolumina gebaut werden können.
Angesichts der dem Stande der Technik anhaftenden Unzulänglichkeiten
erscheinen Einrichtungen der vorgenannten Art insbesondere hinsichtlich der erzielbaren Wirkungsgrade noch
verbesserungsbedürftig. Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer als Pumpe und/
oder Motor einsetzbaren Kolbeneinheit für gasförmige oder
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flüssige Arbeitsmedien, die sich gegenüber dem Stande der Technik durch bessere Wirkungsgrade und darüber hinaus durch
einfachen Aufbau auszeichnet.
Diese Aufgabe ist bei einer Kolbeneinheit der eingangs beschriebenen
Art durch die Ausgestaltung des Arbeitskolbens als mit entsprechenden Strömungskanälen in den Wandungen
der Zylinderbohrung zusammenwirkender Drehschieber mit einem Drehantrieb zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten
Kolbendrehung um die Kolbenlängsachse als Steuerbewegung gelöst. Auf diese Weise ist bei einfachster Bauart eine Kolbeneinheit
mit Zwangssteuerung des Arbeitsmediums geschaffen, die sich vorzüglich für miniaturisierte Bauformen eignet und
mit im Vergleich zum Stande der Technik extrem hohen Wirkungsgraden arbeitet.
Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper etwa koaxial zur
Triebwelle angeordnet und gegenüber dem diese drehbar aufnehmenden Lagerkörper verstellbar ist, insbesondere gegenüber
der Triebwellendrehachse um einen Punkt verschwenkbar. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich somit um
eine Bauart ähnlich den bekannten Axialkolbenmaschinen, die in Weiterbildung der Erfindung auch durch die Ableitung des
Drehantriebs für den Arbeitskolben von der dessen Hubbewegang vermittelnden bzw. in Rotation umsetzenden Triebwelle gekennzeichnet
sein kann.
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In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann die Triebwelle eine Kurbelwelle sein, die mit dem Arbeitskolben über
eine dreh- und axialfeste Gelenkverbindung vom Freiheitsgrad vier in Antriebsverbindung steht.
Eine besonders einfache Antriebsverbindung zwischen Triebwelle und Arbeitskolben ist nach einem weiteren Erfindungsmerkmal
dadurch gegeben, daß die Gelenkverbindung vom Freiheitsgrad vier aus einem radial zur Drehachse des betreffenden Bauteils
verlaufenden Führungsschlitz und einer von diesem längsverschieblich,
jedoch axialfest aufgenommenen und dem anderen
Bauteil fest zugeordneten Mitnehmerkugel besteht. Dabei ergeben sich einfache Bauformen, wenn der Führungsschlitz dem Kolbenfuß oder einer Wange der Kurbelwelle und die in den
Führungsschlitz eingreifende Kugel etwa in der Form eines
Kugelzapfens der Kurbelwelle oder dem Kolbenfuß jeweils außermittig zu deren Drehachsen zugeordnet werden. Selbstverständlich kann die genannte Kugel auch von einer entsprechend geäbalteten Kugelaufnahme in einem Kulissenstein aufgenommen
sein, der seinerseits von dem Führungsschlitz im Kolbenfuß
aufgenommen ist.
Bauteil fest zugeordneten Mitnehmerkugel besteht. Dabei ergeben sich einfache Bauformen, wenn der Führungsschlitz dem Kolbenfuß oder einer Wange der Kurbelwelle und die in den
Führungsschlitz eingreifende Kugel etwa in der Form eines
Kugelzapfens der Kurbelwelle oder dem Kolbenfuß jeweils außermittig zu deren Drehachsen zugeordnet werden. Selbstverständlich kann die genannte Kugel auch von einer entsprechend geäbalteten Kugelaufnahme in einem Kulissenstein aufgenommen
sein, der seinerseits von dem Führungsschlitz im Kolbenfuß
aufgenommen ist.
Nach einem anderen Erfindungsmerkmal kann die Gelenkverbindung zwischen Triebwelle und Arbeitskolben aus einer Pleuelstange
mit Gelenkpaarungen an ihren Enden vom Gesamtfreiheitsgrad vier bestehen, etwa in der Weise, daß das eine Pleuel-
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Stangenende in drehfester Verbindung mit dem Kolbenfuß steht und daß das andere Pleuelstangenende in Form einer
Kugel in eine hohlkugelige Lagerpfanne einer Wange der Kurbelwelle außermittig zur Kurbelwellendrehachse eingelenkt
ist. Die drehfeste Verbindung des einen Pleuelstangenendes mit dem Kolbenfuß kann dabei als Drehgelenk mit quer zur
Kolbenlängsachse verlaufender Drehachse ausgestaltet sein und aus einem eine Lagerbohrung im genannten Pleuelstangenende
durchdringenden Lagerzapfen bestehen. Nach einem anderen Merkmal kann das genannte Pleuelstangenende auch als Mitnehmerzapfen
mit planparallelen Mitnehmerflächen ausgebildet sein und der Kolbenfuß kann eine quer zur Kolbenlängsachse
verlaufende Aufnahmenut besitzen, in die das genannte Plöuelstangenende
unter Pormschluß eingreift.
Schließlich kann nach einem besonders wichtigen Erfindungsmerkmal der Zylinderkörper auch quer zur Kurbelwellenlängsachse
verschiebbar gelagert sein. Demgemäß kann eine Hubänderung gleichermaßen durch Schwenken des Zylinderkörpers
um einen mehr oder weniger großen Schwenkwinkel gegenüber der Triebwellenlängsachse und durch seitliche Verschiebung
des Zylinderkörpers erfolgen.
Es ist ersichtlich, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Kolbenlängsachse in positive und negative Schwenkwinkel-
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lagen gegenüber der Triebwellenlängsachse einstellbar ist, wodurch im Falle einer Pumpe das Fördervolumen kontinuierlich
von einem Maximum in einer (positiven) Förderrichtung durch Null bis zu einem Maximum in entgegengesetzter (negativer)
Förderrichtung verändert werden kann. In gleicher Weise tritt eine Umkehrung der Förderrichtung bei Umkehrung der Drehrichtung
der Triebwelle ein. Selbstverständlich ist dabei eine entsprechende Gestaltung der Steuerschlitze in dem als
Drehschieber ausgestalteten Arbeitskolben und der die Wandungen der Zylinderbohrung durchbrechenden Strömungskanäle
vorausgesetzt.
Analoges Betriebsverhalten zeigt die erfindungsgemäße Kolbeneinheit
bei ihrer Verwendung als Motor.
Erfindungsgemäß wurde somit eine als Pumpe und/oder Motor
mit flüssigen oder gasförmigen Medien betriebsfähige Kolbeneinheit geschaffen, bei der die Reibungsverluste im Vergleich
zu bekannten Einrichtungen dieser Art erheblich herabgesetzt sind und eine praktisch verlustlose Zwangssteuerung des Medienstromes
bei stufenloser Regelbarkeit zwischen einem positiven und negativen Maximum verwirklicht ist.
Selbstverständlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch mehrere Einzelaggregate parallel betrieben und zu
einer Mehrfachanordnung zusammengefaßt werden. Als vorteil-
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haft hat sich dabei ein phasenverschobener Betrieb der
Einzelaggregate erwiesen. Die Elemente können dabei beliebig nebeneinander angeordnet sein, beispielsweise in einer Reihe
oder auch auf einem Kreisring, wobei im letzteren Falle die Kupplung mittels eines zentralen Zahnrades eine besonders einfache
Lösung darstellt.
Heitere Einzelheiten, Vorteile und Besonderheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand der in den beigefügten Zeichnungen
schematisch dargestellten Bauformen erläutert werden, jedoch ohne insoweit eine Beschränkung der Erfindung auf die
veranschaulichten Ausführungsbeispiele zu begründen. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Kolbeneinheit mit einem der Triebwelle zugeordneten Kurbelzapfen, der als Kugelzapfen ausgestaltet ist
und mit seiner Kugel unmittelbar in einen Führungsschlitz im Kolbenfuß eingreift,
Fig. 2 die in Fig. 1 veranschaulichte Kolbeneinheit in einer Schnittansicht gemäß der Schnittlinie II-II,
Fig. 3 eine Abwandlungsform der Gelenkausbildung zwischen
Triebwelle und Kolbenfuß in einer Detailansicht,
Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich Fig, 2, jedoch mit dem Führungsschlitz in der Kurbelwellenwange und Zuordnung
des Kurbelzapfens zum Kolbenfuß>
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Pig. 5 bei der Ausführungsform nach Fig. 4 die Einlenkung
des Kurbelzapfens in einen von der Führungsnut in der Kurbelwange aufgenommenen Gleitstein,
Fig. 6 eine weitere Abwandlungsform mit einer Pleuelstange
zwischen Triebwelle und Kolben in einer Ansicht ähnlich Fig. 1 und
Fig. 7 einen Schnitt durch die in Fig. 6 veranschaulichte Kolbeneinheit gemäß der Linie VII-VII.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kolbenein^heit 10
besteht im wesentlichen aus einem Lagerkörper 11 mit einer von diesem drehbar aufgenommenen Triebwelle 12 und einem
Zylinderkörper 13 mit einer Zylinderbohrung 14 und einem
von letzterer axial verschieblich und drehbar aufgenommenen Kolben 15, der mit der Triebwelle in unten noch näher zu
beschreibender Weise in Antriebsverbindung steht.
Der Zylinderkörper 13, dessen Zylinderbohrung 14 auf der vom Lagerkörper entfernten Seite mittels eines Zylinderdeckels
16 abgeschlossen ist, ist am Zylinderkörper um eine von Lagerzapfen 17 gebildete Querachse 18 schwenkbar angelenkt
und gegenüber der Triebwellenlängsachse um positive und negative Schwenkwinkel 7 , ^f1 verschwenkbar gelagert.
Die Triebwelle 12 ist von Lagern 19 im Lagerkörper 11 drehbar aufgenommen und,als Kurbelwelle mit einer Wange 20 aus-
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gestaltet, der ein Kurbelzapfen 21 in Gestalt eines Kugelzapfens mit einer Kugel 22 zugeordnet ist. Der von der Zylinderbohrung
14 aufgenommene Kolben 15 besitzt einen Kolbenfuß 23 mit einem quer zur Kolbenlängsachse verlaufenden Führungsschlitz 24, in den die Kugel 22 des Kurbelzapfens 21 eingreift.
Der Führungsschlitz 24 im Kolbenfuß umfaßt dabei die Kugel 22 in der Weise, daß eine im wesentlichen axialfeste
Verbindung zwischen Kurbelzapfen und Kolben gewährleistet ist. Diese axiale Festlegung der Kugel kann auch mittels einer den
Führungsschlitz abdeckenden Schlitzplatte verwirklicht sein. Im übrigen ist die Kugel 22 im Führungsschlitz 24 bewegbar.
Der von der Zylinderbohrung 14 aufgenommene Arbeitskolben ist als Drehschieber ausgebildet, der zylinderinnenseitig
eine zentrale Bohrung 25 und in dem diese Mittelbohrung umfassenden Wandungsbereich einen die Kolbenwandungen durchbrechenden
Steuerschlitz 26 besitzt, der mit Strömungskanälen 27, 28 zusammenwirkt, die der Zu- und Abführung von Strömungsmedium
dienen und die Wandungen des Zylinders durchbrechen.
Wenn im Betrieb der Kolbeneinheit die Zylindertrommel 13 gegenüber der Triebwellenlängsachse um einen Winkel η verschwenkt
eingestellt ist und die Triebwelle 12 in Richtung des eingezeichneten Drehwinkels oL umläuft, so erfährt der
Kolben 15, ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Stellung,
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mit fortschreitender Triebwellendrehung bis zum Drehwinkel jC=Teine Hubbewegung in Richtung auf den Zylinderdeckel 16
zu. Gleichzeitig erfährt der Kolben eine Drehung um den Winkel '!| . Der Steuerschlitz 26 im Kolben ist nun nach Lage
und Anordnung so gestaltet, daß während der vorgenannten Triebwellendrehung der Zylinderinnenraum mit dem Strömungskanal 28 verbunden bleibt und infolge der dem Kolben vermittelten
Drehung eine Absperrung dieses Kanals bei gleichzeitiger Öffnung des Strömungskanals 27 im Bereich der oberen Totpunktlage
des Kolbens erfolgt. Bei der genannten Hubbewegung des Kolbens wird somit das im Zylinderinnenraum befindliche
Medium vom Kolben durch den Steuerschlitz 26 und den Kanal 28 verdrängt (angedeutet durch Pfeil 29), während beim Rückhub
des Kolbens im Kurbelwellendrehwinkelbereich zwischen Il und 2'|\ über den nunmehr vom Steuerschlitz 26 freigegebenen
Strömungskanal 27 erneut Medium in Richtung des Pfeils 30 in den Zylinder hineingesaugt wird.
Durch Änderung des Schwenkwinkels kann zunächst eine Hubänderung bis zur Nullhubstellung erreicht werden, in der die
Triebwellen- und Kolbenlängsachse fluchten. Bei Einstellung des negativen Schwenkwinkels ^1 tritt unter Beibehaltung der
Triebwellendrehrichtung eine Umkehrung der Förderrichtung ein, d.h. das Medium wird durch den Kanal 28 angesaugt und durch
Kanal 27 verdrängt. In gleicher Weise tritt bei festliegendem
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Schwenkwinkel ^ infolge Änderung der Kurbelwellendrehrichtung
eine Umkehrung der Förderrichtung ein.
Es ist ersichtlich, daii die vorstehend erläuterte Kolbeneinheit
bei Beaufschlagung mit Druckmedium als Motor betriebsfähig ist.
Die Antriebsverbindung zwischen Triebwelle und Kolben stellt eine Gelenkpaarung vom Freiheitsgrad vier dar, deren Kugelmittelpunkt
auf der Schwenkachse 18 zwischen dem Lagerkörper 11 und dem Zylinderkörper 13 liegt. Die Hubbewegung des
Kolbens ist bei dieser Anordnung rein sinusförmig. Selbstverständlich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung die
Schwenkachse zwischen dem Lagerkörper 11 und dem Zylinderkörper 13 auch gegenüber der dargestellten Lage versetzt
angeordnet sein, in welchem Falle jedoch der Hubverlauf des Kolbens von der Sinusform abweicht.
In Fig. 3 ist eine Gelenkpaarung gezeigt, bei der die Kugel 122 des Kugelzapfens 121 in einen seinerseits vom Führungsschlitz 12*1 im Kolbenfuß 123 längsverschieblich aufgenommenen
Gleitstein 131 eingelenkt ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4, bei der für gleiche Teile wie in den Fig. 1 bis 3 gleiche, jedoch um 100 bzw.
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erhöhte Bezugszeichen eingeführt sind, ist der Kurbelzapfen 221 dem Kolbenfuß 223 außermittig zur Kolbenlängsachse zugeordnet,
während sich der die Kugel 222 des Zapfens 221 aufnehmende Führungsschlitz 224 in der Wange 22Q der Kurbelwelle
212 befindet. Im übrigen unterscheidet sich die Ausführungsform nach Fig. 4 weder im Aufbau noch in der Funktion von der
in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 erläuterten Ausfuhrungsform
nicht.
Fig. 5 veranschaulicht analog zu Fig. 3 die Einlenkung der Kugel 322 des dem Kolbenfuß 323 zugeordneten Kugelzapfens
321 in einen Gleitstein 331* der langsverschieblich vom Führungsschlitz
324 in der Wange 32Ö der Kurbelwelle 312 aufgenommen ist.
Die in den Fig. 6 und J dargestellte Ausführungsform, bei der wiederum für gleiche Teile gleiche, jedoch nochmals um
100 erhöhte Bezugszeichen verwendet wurden, unterscheidet sich von den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen einerseits
durch eine Pleuelstange 433 zwischen der Triebwelle
4l2 und dem Kolben 415, andererseits durch seitliche Versc-hiebbarkeit des Zylinderkörpers 413 gegenüber dem Lagerkörper
411 um den Betrag e aus der Lage, in der die Schwenkachse 4l8 zwischen dem Lagerkörper und dem Zylinderkörper
die Kurbelwellenlängsachse schneidet.
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Die Verbindung des einen Pleuelstangenendes mit dem Kiben
besteht aus einem Lagerzapfen 434, der sich quer zur Kolbenlängsachse erstreckt und eine entsprechende Lagerbohrung im
Kolbenstangenende durchdringt. Im übrigen ist das mit dem Kolben 415 verbundene Kolbenstangenende mit planparalleJffi
Mitnehmerflächen 435 versehen und greift in der Art eines Mitnehmerzapfens in eine Quernut 436 im Kolben ein, die hinsichtlich
ihrer Breite dem Abstandsmaß zwischen den Mitnehmerflächen 435 angepaßt ist. Das andere Pleuelstangenende ist
als Kugelzapfen ausgestaltet und mit seiner Kugel 437 außermittig
zur Kurbelwellenlängsachse in die Kurbelwange 420 eingelenkt. Die Verbindung der Pleuelstange 433 mit der
Kurbelwange 420 mittels eines Kugelgelenks besitzt Freiheitsgrad drei, die Verbindung der Pleuelstange mit dem Kolben
in Gestalt eines Drehgelenks Freiheitsgrad eins, so daß die Gelenkbahrung zwischen Kolben und Kurbelwelle wiederum den
Gesamtfreiheitsgrad vier aufweist.
Betrachtet man nun zunächst eine unverschwenkte ( f = Null),
jedoch um das Maß e seitlich verschobene Zylindertrommelstellung, so ergibt sich für die gezeigte Lage bei Drehrichtung
der Kurbelwelle 412 entsprechend Drehpfeil U eine Förderrichtung
gemäß den Pfeilen 429, 430. Die Steuerung des Förderstroms
erfolgt dabei in der in Verbindung mit den Fig. 1 und beschriebenen Weise. Wird das Verschiebungsmaß e = Null, so
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steht der Zylinderkörper 413 koaxial zur Kurbelwelle 412 und es findet keinerlei Förderung statt. Bei Verschiebung
des Zylinderkörpers in die andere Richtung tritt bei gleichbleibender Drehrichtung der Kurbelwelle 412 eine Umkehrung
der Förderrichtung ein. Wird neben der Verschiebung e noch ein von Null verschiedener Schwenkwinkel tf eingestellt, so
führt dies je nach positiver oder negativer Einstellung des Schwenkwinkels zu einer Hubvergrößerung bzw. Hubverkleinerwg,
die dem sich aus der Seitenverschiebung des Zylinderkörpers ergebenden Hub überlagert ist.
Es ist zu bemerken, daß bei Winkeln If = Null nur dann für
Verschiebungen e = Null auch der Hub des Kolbens 415 Null wird, wenn in den Totlagen des Kolbens und damit während
der gesamten Umdrehung der Kurbelwelle 412 das Drehgelenk zwischen dem Kolben und dem an 4ie- diesen angeschlossenen
Pleuelstangenende auf der Kurbelwellenlängsachse liegt. Das Hubgesetz des Kolbens ist bei dieser Ausfuhrungsform nicht
mehr rein sinusförmig. Der Vorteil dieser Ausführungsform
liegt darin, daß die Gelenkpaarungen zwischen der Pleuelstange und Kurbelwange einerseits und Pleuelstange und Kolben
andererseits Flächenberührungen ermöglichen und somit höhere Belastbarkeit als die in Verbindung mit den anderen Ausführungsbeispielen
beschriebenen Gelenkverbindungen aufweisen.
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Claims (14)
- Patentansprüchefl.J Kolbeneinheit mit einem axial verschieblich von einer Zylinderbohrung in einem Zylincterkörper aufgenommenen und mit einer drehbar gelagerten Triebwelle in Antriebsverbindung stehenden Arbeitskolben, insbesondere Kolbenpumpen- und/oder -motoreinheit,gekennzeichnet durch die Ausgestaltung des Arbeitskolbens (15, 115» 215, 315j 415) als mit entsprechenden Strömungskanälen in den Wandungen der Zylinderbohrung (14, 214, 414) zusammenwirkender Drehschieber mit einem Drehantrieb zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Kolbendrehung um die Kolbenlängsachse als Steuerbewegung.
- 2. Kolbeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (13, 213» 413) etwa koaxial zur Triebwelle (12, 112, 212, 312, 412) angeordnet und gegenüber dem diese drehbar aufnehmenden Lagerkörper (11, 211, 411) verstellbar ist, insbesondere gegenüber der Triebwellendrehachse um einen Punkt verschwenkbar.
- 3. Kolbeneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb für den Arbeitskolben (15, 115» 215, 315» 415) von der dessen Hubbewegung vermittelnden bzw. in Rotation umsetzenden Triebwelle (12, 112, 212, 312,412) abgeleitet ist.309844/0566- 17 -- 17 ~~ 991 fiflO/£ L e ο U / 4
- 4. Xolbeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3S dadurch gekennzeichnet3 daß der Arbeitskolben (15S 1159 2159 315) und die Triebwelle (12, 112, 2123 312) synchron oder im wesentlichen synchron umlaufen.
- 5. Kolbeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4S dadurch gekennzeichnet, daß die Triebwelle als Kurbelwelle ausgestaltet ist und daß die Antriebsverbindung zwischen Triebwelle und Arbeitskolben aus einer Gelenkverbindung vom Freiheitsgrad vier besteht.
- 6. Kolbeneinheit nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet s daß die Gelenkverbindung zwischen Triebwelle und Arbeitskolben von einem radial zur Drehachse verlaufenden Führungsschlitz (24, 124, 224, 324) und einer von diesem längs-beweglich, jedoch axialfest aufgenommenen Kugel (22, 122, 222, 322) gebildet ist.
- 7. Kolbeneinheit nach Anspruch 6S dadurch gekennzeichnet, daß sich der Führungsschlitz (24, 124) im Kolbenfuß (23, 123) befindet, während die vom Führungsschlitz aufgenommene.Kugel (22, 122) dem außermittig zur Kurbelwellendüehachse angeordneten Kurbelzapfen (21, 121) zugeordnet ist.
- 8. Kolbeneinheit nach Anspruch 6S dadurch gekennzeichnets daß sich der Führungsschlitz (2245 324) in der Wange (22Os32O) der Kurbelwelle (212 3i2) befindet£ während dem Kolbenfuß3 0 9 f: i. w ril: 5 S 5(223j 323) außermittig zur Kolbenlängsachse ein Kurbelzapfen (221, 321) zugeordnet ist, dessen Kugel (222, 322) in den Führungsschlitz eingreift.
- 9. Kolbeneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindung zwischen Triebwelle (412) und Arbeitskolben (415) eine Pleuelstange (433) mit Gelenkpaarungen an ihren Enden vom Gesamtfreiheitsgrad vier umfaßt.
- 10. Kolbeneinheit nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß das eine Pleuelstangenende in drehfester Verbindung mit dem Kolbenfuß des Arbeitskolbens (415) steht und daß das andere Ende in Form einer Kugel (437) in eine hohlkugelige Lagerpfanne der Kurbelwange (420) außermittig zur Kurbelwellendrehachse eingelenkt ist.
- 11. Kolbeneinheit nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Drehgelenk mit quer zur Kolbenlängsachse verlaufender Drehachse als drehstarre, jedoch gelenkige Verbindung zwischen dem einen Pleuelstangenende und dem Arbeitskolben (415).
- 12. Kolbeneinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenk aus einem sich quer zur Kolbenlängsachse erstreckenden und eine Lagerbohrung im Pleuelstangenende durchdringenden Lagerzapfen (434) besteht.309844/0566- 19 -. - 19 - 2218Ü24
- 13· Kolbeneinheit nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch die Ausgestaltung des an den Kolben (415) angeschlossenen Pleuelstangenendes als Mitnehmerzapfen mit planparallelen Mitnehmerflächen (435) und durch eine quer zur Kolbenlängsachse verlaufende Aufnahmenut (436) im Kolbenfuß, in die das Kolbenstangenende unter Formschluß eingreift.
- 14. Kolbeneinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 13S dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper quer zur Kurbelwellenlängsachse verschiebbar gelagert ist.309844/0586
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1973
- 1973-04-11 IT IT4935773A patent/IT980155B/it active
- 1973-04-13 JP JP4205573A patent/JPS4916902A/ja active Pending
- 1973-04-13 FR FR7313519A patent/FR2180410A5/fr not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4495947A (en) * | 1982-09-23 | 1985-01-29 | Imasco-Cdc Research Foundation | High speed medical ventilator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4916902A (de) | 1974-02-14 |
FR2180410A5 (de) | 1973-11-23 |
IT980155B (it) | 1974-09-30 |
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