DE243697C

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Publication number: DE243697C
Application number: DENDAT243697D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ja 243697 KLASSE 14 h. GRUPPE

in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Mai 1909 ab.

Die Erfindung betrifft eine Lösung der Aufgabe, die Leistung von Maschinen mit umlaufenden, in der Kolbentrommel achsial oder radial beweglichen schieberartigen Kolben und am Gehäuse angeordnetem Widerlager regelbar zu gestalten.

Es sind bereits Maschinen mit radial beweglichen Schieberkolben gebaut worden, bei denen zur Leistungsänderung die die Schieber to tragende Trommel mit verschiedener Exzentrizität'im Gehäuse eingestellt werden kann, indem sie selbst oder das Gehäuse verstellbar gemacht ist.

Gemäß der Erfindung wird die Leistungsänderung durch Änderung des Hubvolumens des wirksamen Arbeitsraumes dadurch bewirkt, daß die Kolbentrommel mit dem Widerlager verstellt wird.

Durch geeignete Kombination zweier Arbeitsräume läßt sich ein vollkommener Druckausgleich sowie auch eine Förderung in jeder Richtung, ohne Umkehrung der Drehrichtung, erreichen.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes als der primäre Teil (Druckpumpe) eines hydraulischen Wechsel- und Wendegetriebes für Kraftwagen o. dgl. in Verbindung mit einer den sekundären Teil bildenden Kraftmaschine bekannter Bauart veranschaulicht.

Fig. ι ist ein Längsschnitt, Fig. 2 ein Schnitt durch die Pumpe nach der Linie A-B der Fig. 1 und Fig. 3 ein Schnitt durch den sekundären Motor nach C-D der Fig. 1.

In den Fig. 4, 5" und 6 ist die Pumpe schematisch in verschiedenen Stellungen in der Abwicklung veranschaulicht, während die Fig. 7 und 8 das Getriebe in Seitenansicht und Draufsicht bei etwas anderer Ausführung der zur Verstellung dienenden Vorrichtungen erkennen lassen.

Zur Erläuterung des Wesens der Erfindung sei in erster Linie auf die Fig. 4 bis 6 Bezug genommen.

Eine zylindrische Trommel 1 (Fig. I₁- 2 und 4 bis 6) trägt in radialen Nuten eine Anzahl, beispielsweise vier Schieber 2^a, 2^b, 2°, 2^d.

In die den Endflächen der Trommel 1 gegenüberstehenden Stirnwände .3 und 3' des Gehäuses sind Widerlager 4, 4' eingelassen, die achsial eingestellt werden können.

Die Schieber 2"·^b· ^c\^d sind mittels an ihnen angeordneter Stifte oder Rollen 5 in einer Kurvennut 6 des Gehäusemantels derart geführt, daß sie in der einen Endstellung die eine Stirnwand 3, in der anderen Endstellung die andere Stirnwand 3' berühren. Die Trommel ι ist selbst achsial verschiebbar.

Vor jedem Widerlager 4 bzw. 4' (in der Richtung des Pfeiles Fig. 4, der die Bewegungsrichtung der Trommel angibt) befindet sich ein Druckraum 7 bzw. 7' (Fig. 5) mit Auslaßkanal 12 bzw. 12' und hinter jedem Widerlager ein Saugraum 8 bzw. 8' mit Einlaßkanal 13 bzw. 13'.

Die Räume 7 und 8' sind unter sich und mit dem Stutzen 10 durch einen in der Gehäusewand liegenden Kanal 9, und die Räume 7'

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und 8 sind miteinander und mit dem Stutzen ioⁿ durch einen in der Gehäusewand liegenden Kanal g^a verbunden.

Bei der praktischen Ausführung gemäß Fig. ι sind die Stutzen io und ΐο^Λ nicht vorhanden, statt dessen fühlen Verlängerungen der Kanäle 9 und g^a unmittelbar nach den Ein- bzw. Auslaßöffnungen des Motors.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Endstellung liegt die Trommel 1 an der Gehäusestirnwand 3 an, das Widerlager 4' ist vollständig zurückbewegt, das Widerlager 4 vollständig vorgeschoben.

Mit letzterem sind die Schieber in der untersten Endstellung in Berührung. In dieser Stellung wird Flüssigkeit bei 8 durch 13 eingesaugt und bei 7 durch 12 fortgedrückt. Die Verbindungskanäle 9 und g^a sind wirkungslos. Die Wirkung ist die eines gewöhnlichen einseitig wirkenden Kapselwerkes. Die Fördermenge entspricht der Höhendifferenz der inneren Fläche des Widerlagers 4 und der Stirnfläche des Gehäuses, und die Förderung erfolgt in der Richtung vom Stutzen io^a zum Stutzen 10.

Bei der Stellung gemäß Fig. 5 befindet sich die Trommel in der Mitte zwischen den beiden Gehäusestirnflächen. Beide Widerlager 4 und 4'. befinden sich in vorgeschobener Stellung und liegen an der Trommel an.

Bei dieser Stellung wird die durch 13 eingesaugte Flüssigkeit durch 12, 9, 13' nach 8' auf die andere Seite der Trommel und von hier zurück durch 12', g^a, 13 wieder nach 8 befördert. Da die beiderseitigen wirksamen Arbeitsräüme gleich sind, so findet ein stetiger Kreislauf der Flüssigkeit innerhalb der Pumpe ohne Förderung nach außen statt.

Die Stellung gemäß Fig. 6 ist der nach Fig. 4 entgegengesetzt. Es arbeitet hier die andere Pumpenseite. Eine ebenso große Flüssigkeitsmenge wie bei der Stellung Fig. 4 wird in der Richtung vom Stutzen 10 zum Stutzen io^a gefördert.

Zwischen den Stellungen Fig. 4, 5 und 6 gibt es beliebig viele Zwischenstellungen. Bei allen Zwischenstellungen zwischen Fig. 4 und Fig. 5 ist der wirksame Förderraum der oberen Seite größer als der der unteren Seite, da das Widerlager 4' in dem Maße vorrückt, wie die Trommel nach oben geschoben wird, während das Widerlager 4 stehen bleibt. In allen diesen Zwischenstellungen findet ebenso wie in der Stellung gemäß Fig. 5 ein Übergang vom oberen zum unteren Raum durch den Kanal 9 statt, doch kann nur ein Teil der aus dem oberen Arbeitsräüme geförderten Flüssigkeit von dem kleineren unteren Räume aufgenommen werden, während der Überschuß durch den Stutzen 10 fortgedrückt wird und die eigentliche Fördermenge darstellt. Ebenso genügt die vom unteren Arbeitsraume nach dem oberen durch g^a übertretende Flüssigkeitsmenge nicht, um den oberen Raum zu füllen; das Fehlende wird durch den Stutzen το^α angesaugt.

Ähnlich ist die Wirkung bei den Zwischenstellungen zwischen Fig. 5 und Fig. 6, doch nimmt hier der untere Raum eine größere Flüssigkeitsmenge auf, so daß er den eigentliehen Förderraum bildet, während der obere Raum als Umlauf raum dient. Hier ist ferner 10 der Saugstutzen und io^a der Druckstutzen, d. h. die Förderrichtung ist umgekehrt.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß man mittels der neuen Maschine eine beliebige Flüssigkeitsmenge zwischen Null und dem durch die Abmessungen gegebenen Maximum nach der einen oder anderen Richtung fördern kann.

Die Anordnung wäre für Förderung in nur einer Richtung auch mit einem einzigen Arbeitsraum ausführbar, wobei nur die Bedingung einzuhalten wäre, daß die Trommel stets dichtend an dem Widerlager anliegen müßte; doch bietet die doppelseitige Anordnung die Möglichkeit einer völligen Entlastung in der Achsenrichtung.

Die Entlastung wird im vorliegenden Fall dadurch erreicht, daß die Trommel zwischen je zwei Schiebern Durchlässe ττ^α, ii*, ii^e, zx^d besitzt, durch welche die entsprechenden achsial einander gegenüberliegenden Abteilungen der beiden Arbeitsräume miteinander verbunden werden, so daß stets beiderseits der gleiche Gesamtdruck herrschen muß. Um auch in den Endstellungen gemäß Fig. 4 und 6 einen Druckausgleich herbeizuführen, kann man die Einrichtung so treffen, daß in diesen Stellungen das zurückgeschobene Widerlager noch etwas über die Gehäuseinnen fläche vorragt, so daß zwischen der Trommel und dem Gehäuse noch ein gewisser Spielraum besteht. Allerdings wird dadurch ein geringer Verlust entsprechend dem Inhalt des wirksamen Forderraumes dieser Seite in den Kauf genommen.

Die Durchlässe xx",b,c,d ^er Trommel können auch als Kanäle zur Überleitung der Flüssigkeit vom Druckraum der einen zum Saugraum der anderen Seite dienen, so daß die Umleitungskanäle im Gehäuse fortfallen können. Hierbei sind z. B. im Falle der ' Fig. 5 die Durchlässe, ii^a und ii^c wirksam. Bei Weiterbewegung der Trommel in der Pfeilrichtung bleiben diese Durchlässe voll offen, bis ihre rechten Kanten auf die linken' Kanten der Widerlager 4' bzw. 4 treffen. Von nun an verringert sich der Durchgangsquerschnitt beider Durchlässe allmählich. Inzwischen sind aber die Schieber 2^a und 2^C bereits ein Stück durch Wirkung der Kurven-

nut 6 nach oben bzw. unten bewegt worden, und ein Teil der Flüssigkeit kann aus dem Raum 7 durch den Spalt zwischen dem Schieber 2° und der Gehäusefläche und durch die in den Raum 7 einmündende, durch den Schieber links freigegebene Kanalöffnung 12 und weiter durch den inzwischen ebenfalls freigegebenen Kanal n^Ä nach dem Saugraum 8' gelangen, desgleichen ein Teil der Flüssigkeit aus dem Raum 7' durch den Spalt zwischem dem Schieber 2^Λ und der Gehäusefläche und durch die links freigegebene Kanalöffnung 12' und weiter durch den ebenfalls freigegebenen Durchlaß H^ nach dem Saugraum 8.

Der sekundäre, als Kraftmaschine M wirkende Teil besitzt bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Wechsel- und Wendegetriebes in bekannter Weise die Form einer Maschine mit umlaufenden KoI-ben, bei der die Kolbentrommel eine Anzahl, z. B. zwei in jede Stirnfläche eingedrehte konzentrische Nuten 15 besitzt, die an einer Stelle durch feste Widerlager 16 abgesperrt werden, während die radial beweglichen Schieber 17, die gewöhnlich die Nuten 15 ebenfalls abschließen, mittels Ausschnitte 18 an den Widerlagern 16 vorbeigehen können. Die Steuerung der Schieber 17 erfolgt durch Führung zwischen äquidistanten Kurven 19, 19', auf denen ihre Enden gleiten. Vor und hinter dem Widerlager 16 mündet in jede Nut 15 der der Pumpe zugekehrten Seite der Trommel 14 eine Öffnung 20 bzw. 2O^a der Wand 21 ein. Die Kanäle 20 stehen mit dem Kanal 9, die Kanäle 20^a mit dem Kanal g^a in Verbindung. Die Verbindung der Nuten 15 der anderen Trommelseite mit den gleichen Kanälen 9, g^a ist durch achsiale, zwischen je zwei Schiebern 17 durch die Trommel hindurchgehende Kanäle 22 erreicht.

Hieraus ergibt sich, daß je nach der Eörderrichtung der Pumpe P die Kraftmaschine M in der einen oder anderen Richtung umlaufen muß. Gleichzeitig wird sich auch mit der Fördermenge der Pumpe die Umlaufgeschwindigkeit der Kraftmaschine ändern. Man kann also bei Benutzung des Getriebes für ein Fahrzeug mit beliebiger Geschwindigkeit zwischen Null und der gegebenen Höchstgeschwindigkeit vorwärts und rückwärts fahren durch die einfache achsiale Verstellung der Trommel 1 der Pumpe und ihrer Widerlager 4 und 4'.

Zum Zwecke der Verstellung ist die Welle 23 der Pumpe, mit der die Trommel 1 fest verbunden ist, in Buchsen 24, 24' gelagert, die durch Bunde 14, 14' an einer achsialen Verschiebung gegen die Welle 23 verhindert werden. An einem auf die Buchse 24 aufgeschraubten Ring 25 greift ein Hebel 26 an, der durch einen Handhebel 28 mittels Lenkers 27 bewegt werden kann. Ein mit dem Hebel 28 verbundener Daumen 29 begrenzt durch Anschlag des Lenkers 27 die Endstellungen. Auf jeder Buchse 24, 24' wird eine unter der Wirkung einer Druckfeder 30 bzw. 30' stehende Muffe 31 bzw. 31' geführt, derart, daß eine gewisse relative Bewegung zwischen den beiden Teilen 24 und 31 bzw. 24' und 31' möglich ist. Mit den Muffen 31, 31' sind die Widerlager 4 bzw. 4¹ fest verbunden. Die in Fig. 1 gezeichnete Stellung entspricht der Stellung gemäß der schematischen Fig. 4, d. h. die Trommel und die Widerlager befinden sich in der äußersten Rechtsstellung (untersten Stellung Fig. 4), das' Widerlager 4 ist völlig vorgeschoben, das Widerlager 4' völlig zurückbewegt, die Feder 30' ist gespannt, die Feder 30 entspannt.

Wird das Hebelwerk 26, 27, 28 nach links gedreht, so nimmt es die Welle 23 nebst Trommel 1 nach links mit; das Widerlager 4¹ folgt der Trommel unter dem Einfluß der Feder 30', bis die Muffe 31' auf den Anschlag 32' trifft, während das Widerlager .4 stehen bleibt, bis die Trommel 1 mit ihm in Berührung kommt. Das Auftreffen der Muffe 31' auf den Anschlag 32' und der Trommel 1 auf das Widerlager 4 erfolgt gleichzeitig. Bei der weiteren Bewegung nach links bleibt das Widerlager 4' stehen, während das Widerlager 4 nebst Muffe 31 durch die Trommel unter Anspannung der Feder 30 mitgenommen wird, bis sich alle Teile in der äußersten Linksstellung befinden. Bei Fig. 7 und 8 ist das Verstellungshebelwerk etwas anders ausgeführt. Ferner sind hierbei Sicherheitsventile 33> 33' vorgesehen, durch die bei Überschreitung des zulässigen Maximaldruckes ein Teil der Flüssigkeit vom jeweiligen Druckraum zum Saugraum übergehen kann.

Um zu vermeiden, daß die Widerlager 4, 4¹ durch den inneren Druck in der Pumpe entgegen dem schwächeren Druck der Federn 30, 30' nach außen geschoben werden, wird zweckmäßig der Raum hinter jedem Widerlager mit dem jeweiligen Druckkanal durch eine besondere Steuerung in Verbindung gesetzt.

Bei der Ausführungsform nach dem Schema der Fig. 9 ist die Anordnung derart, daß die beiden Widerlager 4, 4' in jeder Stellung abdichtend die Trommel 1 berühren. Entsprechend sind die Schieber 2 so bemessen, daß ihre Länge nur ungefähr der Trommellänge entspricht. Die Widerlager brauchen bei dieser Anordnung nicht mehr, wie bei der Anordnung gemäß Fig. 3 bis 6, einen ganzen Quadranten einzunehmen, was dort nötig ist, damit der am Widerlager vorbeigehende Schieber auf einer genügenden Wegstrecke in abdichtender Berührung mit ihm bleibt.

Schließlich stellt die Ausführungsform nach Fig. 10 eine Umkehrung der bisher beschriebe-

nen Ausführungen dar, insofern als die Widerlager 4, 4' unter starrer Verbindung durch die Scheibe 34 nach innen verlegt sind, während die Trommel und jeder Schieber 2 in zwei durch geeignete Mittel starr miteinander verbundene Teile auseinandergezogen sind. Die mit der Trommel umlaufenden Schieber 2 sind mit ihren Endflächen an außen liegenden äquidistanten Kurvenflächen 35, 35' geführt.

Die Trommel 1 ist, wie bei den anderen Ausführungsformen, achsial verschiebbar, so daß die zwischen ihren beiden Teilen und den festen Teilen 3 und 3' des Gehäuses liegenden Arbeitsräume in ihrer Weite beliebig verstellt werden können.

Statt, wie gezeichnet, die beiden Arbeitsräume einer Maschine miteinander zu verbinden, könnte man auch eine entsprechende Verbindung zwischen den Arbeitsräumen zweier getrennten einfachen Maschinen zum gleichen Zwecke herstellen. Diese beiden Maschinen würde man zweckmäßig auf gleicher Welle derart anordnen, daß eine gegenseitige Entlastung stattfindet, doch könnten sie auch getrennte Wellen besitzen und gegebenenfalls mit verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Leistungsänderung von Maschinen mit umlaufenden, in der Kolbentrommel verschiebbaren Kolben und am Gehäuse angeordnetem Widerlager, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Änderung des Hubvolumens die Kolbentrommel mit dem Widerlager verstellt wird.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch wechselseitige Verbindung ihrer Saug- und Druckräume in Differentialschaltung stehende Teilmaschinen mit achsial verstellbarer Kolbentrommel zu einer Maschine mit Arbeitsräumen zu beiden Seiten der Kolbentrommel verbunden sind.

3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbentrommel (1) zwischen je zwei Schieber kolben (2 ^J> ^^c· ^) mit Durchlässen (11 ^a'^b>^c'^d) versehen ist, die bei völligem achsialen Druckausgleich die beiden Teilmaschinen in Differentialschaltung setzen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen