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Axialkolbenmaschine mit einem die Zylindertrommel umgreifenden Getriebe
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine, vorzugsweise einen Axialkolbenmotor,
deren Kolben in in einer Zylindertrommel angeordneten Zylindern verschiebbar sind,
und die eine zur Zylindertrommelachse koaxiale Welle aufweist, die mit einem die
Zylindertrommel zumindest teilweise umgreifenden Bauteil verbunden ist, das mit
einer Innenverzahnung versehen ist, die mit einer Verzahnung eines Rades in Eingriff
steht, das mit einer zweiten Verzahnung versehen ist, die mit einer gehäusefesten
Innenverzahnung kämmt, wobei die beiden Innenverzahnungen, nämlich einerseits die
gehäusefeste Inpenverzahnung und andererseits die Innenverzahnung an dem die Zylindertrommel
zumindest teilweise umgreifenden Teil, unterschiedliohe
Zähnezahlen
aufweisen. Ein solches Getriebe ist in einer Ausgestaltungsform bekannt, bei der
am Umfang der Zylindertrommel eine Verzahnung angeordnet ist, die mit Planetenrädern
kämmt, die um die Zylindertrommel umlaufen. Diese Planetenräder erfordern, daß der
Teilkreisdurchmesser des gehäusefesten Rades und des mit der Abtriebswelle verbundenen
Rades wesentlich größer ist als der TeilkreisdurchmesEer der Verzahnung auf der
Zylindertrommel. Zudem bereitet die Lagerung der Planetenräder derart, daß alle
an diesen angreifenden Kräfte sinnvoll aufgenommen werden, einige Schwierigkeiten
(DT-OS 2 115 239).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine
der genannten Art zu bauen, bei der bei einem sehr großen Übersetzungsverhältnis
zwischen Zylindertromneldrehzahl und Wellendrehzahl der Oehäuseaußendurchmesser
nur relativ wenig größer ist als der Zylindertrommelaußendurchmesser.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung das mit den beiden
Verzahnungen versehene Rad drehbar exzentriseh auf der Zylindertrommel gelagert,
so daß es diese umgreift.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform ist das mit den beiden
Verzahnungen versehene Rad um eine zur Zylindertroonelachae parallele Achse drehbar
und sind die Verzahnungen dieses Rades Stirnverzahnungen und sind die Innenverzahnungen
koaxial zueinander angeordnet. Das Rad mit den beiden Verzahnungen bewegt sich dabei
wie ein Planetenrad, dessen Teilkreisdurchmesser wesentlich kleiner ist als der
Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung, Bei einer besonders einfachen Ausgestaltungsform
können die beiden Verzahnungen des Rades als durchgehende Stirnver6ahnung ausgestaltet
sein.
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Bei einer anderen Ausgestaltungsform ist das mit den beiden Verzahnungen
versehene Rad um eine die Zylindertromnelachse schneidende Achse drehbar und sind
die Verzahnungen an diesem Rad und die Innenverzahnungen als Kegelverzahnungen ausgestaltet,
d.h., dau das mit den beiden Verzalinungen versehenes auf der Zylindertrommel gelagerte
Rad eine Doppelkegelradscheibe ist, deren Achse einen Winkel mit der Umlaufachse
der Zylindertroonel einschließt.
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Gemäß einer zweckmäßigen Weiterausgestaltung der Erfindung ist die
Zylindertrommel mit einem Massenausgleichgewicht versehen oder ist die Zylindertrommel
mit mehreren Massenausgleichgewiohten
versehen. Insbesondere wenn
die Achse des auf der Zylindertrommel gelagerten Rades deren Achse schneidet, wird
es zweckmäßig sein, mehrere Massenausgleichgewichte in axialem Abstand voneinander
vorzusehen, um eine dynamische Auswuchtung zu erzielen.
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Zweckmäßigerweise ist an der Zylindertrommel eine Bremse vorgesehen,
die als Bandbremse unmittelbar auf einem Teil der Zylindertrommel oder an einem
mit der Zylindertrommel verbundenen Teil ausgestaltet sein kann oder als Scheibenbremse
ausgestaltet sein kann. Durch diese Bremse kann dann die Abtriebswelle festgebremst
werden, wobei die von der Bremse aufzunehmenden Momente infolge der großen Ubersetzung
nur klein sind.
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Die gehäusefeste Verzahnung kann im Gehäuse drehbar gelagert wein
und durch eine lösbare Kupplung mit dem Gehälse verbunden sein. Dadurch kann also
der Antrieb abgeschaltet werden, so daß beispielsweise dann, wenn es sch um einen
Axialkolbenmotor handelt und es möglich sein soll, daß dieser von einem Flüssigkeitsstrom
durchflossen wird, ohne daß die Abtriebswelle sich dreht, das innenverzahnte Rad
losgekuppelt werden kann und somit erzielt wird, daß kein Drehmoment auf die Welle
übertragen werden kann.
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Die Schrägscheibe kann bezüglich des Anstellwinkels verstellbar sein.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
im Axialschnitt dargestellt.
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In Figur 1 ist ein Axialkolbenmotor mit Stirnverzahnungen dargestellt
und in Figur 2 ist ein Axialkolbenmotor mit Kegelradverzahnungen dargestellt.
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Die Zylindertrommel 1 ist auf dem Mittelzapfen 2 gelagert, der in
dem Gehäusedeckel 3 befestigt ist, der die Zurlußöffnung 4 und die Abflußöffnung
5 für die Arbeitsflüssigkeit aufnimmt, die über eine Steverzwischenplatte 6 der
Zylindertrommel 1 zugeführt wird. In der Zylindertrommel 1 sind Zylinder 7 vorgesehen,
in denen Kolben 8 verschiebbar sind, deren Gleitschuhe 9 gegen die Schrägscheibe
10 abgestützt sind, die ihrerseits wieder fest mit dem Mittelzapfen ? verbunden
ist. Mit dem Gehäuseteil 11 ist über eine Gehäuseswisohenscheibe 12 das Gehäuseteil
13 in in der Zeichnung nicht dargestellter Weise verbunden, beispielsweise verschraubt.
Ein Teil der Zylindertrommel 1 wird von einem glockenförmigen Teil 14 umfaßt, das
fest mit der Abtriebswelle 15 verbunden ist, bzw. mit diesem aus einem Werkstück
besteht, das im Gehäuseteil 15 mittels der Lager 16 und 17 gelagert ist. In der
gleichen Ebene
wie das Lager 17 ist das Lager 18 angeordnet, welches
den Schrägsoheibenkörper 10 und damit den unteren Teil des Mittelzaprens 2 stützt.
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Das Gehäusezwischenteil 12 ist mit einer Verzahnung 19 versehen. Das
glockenförmige Teil 14 ist mit einer Verzahnung 20 versehen. Auf der Zylindertrommel
1 ist mittels der Wälzlager 21 ein Rad 22 gelagert, das eine Verzahnung 23 aufweist.
Die Achse des Rades 22 ist parallel zur Achse der Zylindertrommel 1, die mittels
der Wälzlager 24 auf dem Mittelzapfen 2 gelagert ist. Die Verzahnung 23 kämmt mit
den Verzahnungen 19 und 20. Die Verzahnungen 19 und 20 haben unterschiedliche Zähne
zahlen.
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Bei jedem Umlauf der Zylindertrommel 1 wälzt somit die Verzahnung
23 in der gehäusefesten Verzahnung 19 ab und dreht dadurch entsprechend der Differenz
zwischen den Zähnu zahlen der Verzahnungen 19 und 20 das glockenförmige Teil 14
und damit die Welle 15.
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Mit der Zylindertrommel 1 ist eine Bremsscheibe 25 verbunden, die
mit einem Teil 26 als Massenausgleichgewicht ausgestaltet ist und gegen die ein
Bremsband 27 mittels eines Hebels 28 festgespannt werden kann.
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Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 2 ist die Zylindertrommel 31 durch
die Wälzlager 32 auf dem Mittelzapfen 33 gelagert, der drehfest in dem Gehäusedeckel
)«gelagert ist, der mit dem Gehäuseboden 35 durch in der Zeiehnung nicht dargestellte
Schrauben verbunden ist. An den Gehäuseboden 55 schließt das Gehäuseteil 36 an,
in dem die Triebwelle 37 mittels der Wälzlager 38 und 39 gelagert ist.
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In der Zylindertrommel 31 sind Zylinder 40 angeordnet, in denen Kolben
41 verschiebbar sind, die sich mit ihren Gleitschuhen 42 gegen einen Schrägscheibenkörper
43 abstützen, der seinerseits wieder drehfest mit dem Mittelzapfen 33 verbunden
ist. Das untere Ende des Mittelzapfens 33 ist mittels eines Wälzlagers 44 in einer
Ausnehmung der Welle 37 gelagert. Das Lager 44 liegt zwischen den Ebenen, in denen
die Lager 39 und 38 angeordnet sind.
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Mittels eines Wälzlagers 45 ist auf der Zylindertrommel 31 ein Doppelkegelrad
46 gelagert, das eine Verzahnung 47 und eine Verzahnung 48 aufweist. Gegen den Gehäuseboden
35 ist ein Kegelrad 39 geschraubt, dessen Verzahnung 50 mit der Verzahnung 47 kämmt.
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Das innere Teil der Welle 37 ist zu einem hohlen Kegelrad ausgestaltet,
dessen Verzahnung 51 mit der Verzahnung 48
kämmt, die Verzahnungen
50 und 51 haben unterschiedliche Zähnezahlen.
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Durch eine Hülse 52 ist die Zylindertrommel 31 mit einer Bremstrommel
53 verbunden, gegen die ein Bremsband 54 gezogen werden kann.