DE2459526A1 - Hydraulische hochleistungstrommelmaschine - Google Patents

Description

• Hydraulische Hochleistungstrommelmaschine.
• Die Erfindung betrifft @ hydraulische@ Trommelmaschinen, insbesondere solche, welche bedeutende leistungen übertragen und mit hohen Drehzahlen von der Größenordnung der Drehzahlen der Wärmekraftmotoren, mit welchen sie gekuppelt werden können, laufen können.
• Derartige hydraulische Maschinen enthalten im wesentlichen einen ersten und einen zweiten Rotor oder Trommel, welche in einen Stator eingebaut sind und Symmetrieachsen haben, welche miteinander einen zwischen 90 und 1800 liegenden veränderlichen Winkel bilden, wobei diese Trommeln kreisförmig angeordnete axiale Kammern aufweisen, welche wenigstens an ihren einander gegenüberliegenden Flächen münden, eine starr mit der ersten Trommel verbundene Antriebsachse, Verbindungsstäbe, welche aus zvrei Abschnitten bestehen, welche zu den Achsen der Trommeln parallel sind und miteinander einen Winkel bilden, welcher gleich dem zwischen 90° und 1800 liegenden Winkel ist, wobei die Zahl dieser Verbindungsstäbe gleich der Zahl der Kammern einer jeden Trommel ist und die beiden Enden eines jeden Verbindungsstabes in eine Kammer einer jeden Trommel eintreten, Mittel, welche ein hydraulisches Strömungsmittel nacheinander den Kammern zuführen, und Mittel, welche das Druckmittel nacheinander abführen, wenn das Volumen der Kammern am kleinsten ist.
• Derartige hydraulische Maschinen sind reversibel.
• Wenn die mit der ersten Trommel verbundene Welle in Umdrehung versetzt wird, arbeitet die Maschine als hydraulische Pumpe.
• Wenn Druckmittel den Kammern zugeführt wird, wenn diese ihr kleinstes Volumen haben, dreht sich die Maschine, und an der Welle kann eine mechanische Leistung abgenommen werden.
• Eine Kombination mehrerer derartiger Maschinen ermöglicht die Herstellung von mehrstufigen Pumpen, von Pumpen mit verschiedenen Förderleistungen, von hydraulischen Drchmomentumformern, von hydraulischen sperren usw. @ Derartige in dem USA-Patent Nr. 3 656 408 und in dem französischen Patent 1 482 836 beschriebene Vorrichtungen enthalten Mittel, um den von den Achsen der beiden Trommeln gebildeten Winkel zu verändern. Die beiden einen jeden Verbindungsstab bildenden Abschnitte sind daher aneinander angelenkt.
• Da der Synchronismus der Drehung der beiden Trommeln nur durch die Verbindungsstäbe hergestellt wird, werden alle Kräfte auf die die Abschnitte miteinander verbindenden Gelenke übertragen. Derartige Maschinen sind daher empfindlich und können nicht in einem Bereich von hohen Leistungen arbeiten.
• Das französische Patent Nr. 1 294 481 beschreibt eine hydraulische Maschine der oben definierten Art, bei welcher die Achsen von zwei Trommeln einen festen Winkel von 900 bilden.
• Die Steuerung der Maschine erfolgt durch Veränderung der Strömungsmenge des Strömungsmittels mit Hilfe von Zufuhr und Abfuhrscheiben, welche zwischen den Mitteln zur Zufuhr oder Abfuhr des Strömungsmittels und den Kammern der Trommeln angeordnet sind.
• Da die beiden Trommeln senkrecht zueinander ælgeordnet sind, hat das von der Maschine übertragene Drehmoment seinen grössten Wert. Um zu verhindern, dap zu grope ifräfte auf die Verbindungsstäbe wirken, liegen die einander gegenüberliegenden kreisförmigen Flächen der beiden Trommeln etwa tangential und sind am Umfang mit einer Verzahnung versehen, welche den Synchronismus ihrer Drehung gewährleistet.
• Das Vorhandensein der Verzahnungen macht die Herstellung dieser Anordnung verwickelter, und ihre Ausbildung ermöglicht ihr nicht, hohe Drücke und Drehzahlen auszuhalten.
• Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten hydraulischen n1romme1iaschinen wenigstens weitgehend auszuschalten und von den hydraulischen Maschinen der oben beschriebenen Art diejenigen zu verbessern, welche ein Gehäuse besitzen, welches zwei Räume abgrenzt, deren Achsen miteinander einen festen vorbestimmten Winkel bilden, wobei das Gehäuse wenigstens eine hydraulische Stufe mit einer ersten und einer zweiten Trommel, deren jede in einen dieser Räume eingebaut ist und wenigstens an den gegenüberliegenden Flächen der Trommeln mündende axiale Kammern aufweist, welche kreisförmig angeordnet sind, einer starr mit der ersten Trommel verbundenenAntriebsachse, rohrförmig gekröpft Verbindungsstäben, deren jeder zwei Abschnitte definiert, welche miteinander einen Winkel bilden, welcher gleich dem obigen vorbestrmmten Winkel ist, wobei jeder Stababschnitt zu den Achsen der Räume parallel ist, wobei die Zahl dieser Verbindungsstäbe gleich der Zahl der Kammern einer jeden Trommel ist, wobei die beiden Enden eines jeden Verbindungsstabes in eine Kammer einer jeden Trommel eintreten, wenigstens einer ersten, einer der Trommeln zugeordneten Anlagescheibe für die Zufuhr des hydraulischen Strömungsmittels und die Abfuhr desselben, unter Druck, und Mitteln zur Bestimmung der Winkelstellung der Zufuhranlagescheibe enthält.
• Die Erfindung bezweckt, die hydraulischen Trommelmaschinen der obigen Art so zu verbessern, dap sie mit hohen Geschwindigkeiten von gröpenordnungsmäpig 2.500 U/mn CDrehzahl der Ausgangswelle eines Wärmekraftmotors) lauten können, dap sie ein Strömungsmittel stetig unter einen Druck zwischen 0 und mehreren hundert Bar setzen können, da sie eine bedeutende Durchflußmenge haben, und dap sie bedeutende Teistungen von mehrerer zehn cder sogar mehreren hundert Pferdestärken übertragen können.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindungist eine hydraulische Trommelmaschine einfacher Ausbildung und Herstellung, welche zwischen den Trommeln keine anderen mechanischen Verbindungen als die Verbindungsstäbe aufweist.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulische Trcrnrnelmaschine, welche leicht ist, einen geringen Platzbedarf hat und alle Funktionen ausüben kann, welche einen hydraulischen Generator und/oder Empfänger (hydraulische Pumpe, hydraulischer Motor, hydraulischer Drehmomentumformer, hydraulischer Regeltrieb, hydraulische mehrstufige Pumpe, hydraulische Pumpe -mit mehreren verschiedenen Förderleistungen usw.) erfordern.
• Diese Ziele und noch andere werden durch folgende Mapnahmen erreicht: Der von den Achsen der Trommeln gebildete vorbestimmte Winkel hat einen zwischen 100 und 15nO vorzugsweise zwischen 130 und 135°, liegenden Wert. Die Maschine enthält eine zweite, der anderen Trommel zugeordnete Anlagescheibe für die alleinige Zufuhr des Strömungsmittels, damit dieses gleichzeitig zu den beiden Trommeln gelangt. Die Öffnungen für die Zufuhr des Strömungsmittels und seine Abfuhr unter Druck liegen auf verschiedenen Durchmessern. Die Maschine kann ausserdem eine zweite hydraulische Stufe enthalten, welche gleichachsig zu der ersten Stufe angeordnet ist und eine dritte und eine vierte Trommel enthält, welche zu der ersten und der zweiten Trommel gleichachsig sind, wobei gekröpfte Verbindungsstäbe in die Kammern der dritten und der vierten Trommel eintreten und eine Antriebsachse starr mit der vierten Trommel verbunden ist. Eine erste Anlagescheibe weist eine Ringnut zum Auffangen des von der ersten hydraulischen Stufe geförderten Druckmittels auf. Die erste Anlagescheibe ist so ausgebildet, dap sie die Zufuhr und die Abfuhr des Strömungsmittels in der zweiten hydraulischen Stufe steuert. Alle Offm1ngen zur Abfuhr des Strömungsmittels unter Druck sind mit wenigstens einem Ventil versehen, welches den Rückfluß des unter Druck stehenden Strömungsmittels in die Kammern verhindert. Elastische, von dem hydraulischen Druck unabhängige Mittel drücken die Oberflächen von eine gegenseitige Bewegung ausführenden Organen gegeneinander, damit die Berührung zwischen diesen Flächen für das hydraulische Strömungsmittel dicht ist. Ausserhalb der Maschine befindliche Verbindungsmittel verbinden die Zufuhr und Abfuhröffnungen der beiden hydraulischen Stufen entsprechend der gewünschten Betriebsart miteinader, wobei diese Verbindungsmittel einen hydraulischen Verteiler mit mehreren Stellungen enthalten können.
• Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
• Fig. 1 ist eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäpen hydraulischen zweistufigen Uaschine.
• Fig. 2 zeigt schematisch einen hydraulischen Verteiler, welcher der in Fig. 1 dargestellten Maschine zugeordnet werden kann.
• Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie III-III der Fig. 1.
• Fig. 4 ist eine vereinfachte Ansicht der gegenseitigen Zuordnung des Verteilers der Fig. 2 und der hydraulischen Maschine der Big. 1, welche das Arbeiten als Regeltrieb zeigt.
• Fig. 5, 6, 7 sind vereinfachte Teilansichten des Verteilers und eines í'eils der hydraulischen Maschine der Fig. 1, welche das Arbeiten als hydraulische Verriegelung bzw.
• als Regeltrieb (der Drehsinn ist gegenüber dem der Fig. 4 umgekehrt) und als einfache Pumpe mit veränderlicher Förderleistung zeigen.
• Fig. 8 zeigt eine Vorderansicht der einstellbaren Anlagescheibe für die alleinige Zufuhr des hydraulischen Strömungsmittels.
• Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht der festen hnlagescheibe für die Zufuhr und die Abfuhr des hydraulischen Strömungsmittels.
• Fig. 10 und 11 zeigen schematisch zwei Ausführungsformen einer einstufigen hydraulischen Maschine.
• In Fig. 1, welche eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt, weist die erfindungsgemäffie hydraulische Maschine ein Gehäuse 11 auf, welches einen gekröpften Raum bildet, dessen beide Abschnitte zylindrisch sind, wobei das Gehäuse an seinen beiden Enden durch Kappen 9 und 10 geschlossen ist. Die durch zwei Ubcrtragungsa'hsen A und B verwirklichten Symmetrieachsen dieser beiden Raumabschnitte bilden miteinwander einen zwischen 100 und 1500 liegenden Winkel, welcher jedoch vorzugsweise zwischen 130 und 1350 liegt.
• In jedem Raumabschnitt befinden sich vier Stäbe tragende Rotoren 1, 2, 3 und 4, welche nachstehend zur Vereinfachung der Beschreibung "Trommeln" genannt sind. In dem durch die Kappe 9 abgeschlossenen Raumabschnitt befindet sich die Trommel 1, welche die Form einer zylindrischen kreisförmigen Schale hat, deren mittlerer ausgehöhlter Abschnitt ebenfalls kreisförmig ist. Diese Trommel ist starr mit der sich drehenden @@@@@ @ verbun Durch die kreisförmige Seitenwand der Trommel 1 q treten vorzugsweise gleichmäpig verteilte axiale Kammern 55.
• Diese Kammern münden auf der Seite 1a der Trommel, und Öffnungen 50 lassen sie auf der der Kappe 9 zugewandten Seite 1b der Trommel 1 münden.
• Die die Form eines Umdrehungszylinders besitzende Trommel 2 ist gleichachsig zu der Trommel 1 innerhalb der kreisförmigen mittleren Ausnehmung angordnet. Diese Trommel 4 besitzt ebenfalls axiale Kammern 54, welche vorzugsweise gleichmäßig auf eine kreisförmige Achse verteilt sind. Diese Kammern 54 münden nur an der Seite 2a der Trommel 2.
• Eine ringförmige Anlagescheibe 8 ist gleich achsigzu der Achse A angeordnet und steht mit der Seite 1b der Trommel 1 in Beruhrung. Diese Anlagescheibe besitzt eine Nut 58, welche sich gemäp einem Kreisbogen über einen Winkel von etwas weniger als 180° erstreckt (siehe Fig. 8). Diese Nut liegt den Oeffnungen 50 der Trommel 1 gegenüber und steht mit dem Raum ausserhalb des Gehäuses durch eine beliebige geeignete Vorrichtung in Verbindung, welche in der Figur durch einen Stutzen 58a dargestellt ist. Die Anlagescheibe 8 weist an ihrem Umfang eine Verzahnung 27a auf, in welche eine Schnecke 27 eingreift, welche von dem Benutzer von auperhalb des Gehäuses betätigt werden kann, um der Anlagescheibe 8 eine geeignete Winkelstellung zu geben, wie dies weiter unten erläutert ist.
• Die Trommel 2 wird in ihrer Stellung gegenüber der Trommel 1 durch Kugellager 12a gehalten, so da!3 ihre @ D@@@bewegunge@ @@@bhängig voneinander sind. Die Trommel 1 wird gegenüber dem Gehäuse 11 dtirch Kugellager 12 gehalten. Schlieplich ist die Anlagescheibe 8 auf der Achse A durch kugellager 8a zentriert.
• Auperdem legen Rollenlager die axiale Stellung der Trommel 2 gegenüber der Trommel 1 und der Anlagescheibe 8 gegenüber der Kappe 9 fest, wobei sie Jedoch die Unabhängigkeit ihrer Drehbewegungen gewährleisten.
• In dem durch die rappe 10 abgeschlossenen Raumabschnitt befindet sich die Trommel 3, welche die Form eines Kreis zylinders hat, dessen Wände vorzugsweise gleichmäßig verteilte axiale Kammern 56 enthalten, welche an der Seite 3a der Trommel münden. Diese Kammern 56 münden an der der Kappe 10 zugewandten Seite 3b der Trommel 3 durch auf der gleichen Achse wie die Kammern liegende Öffnungen 57 und durch Öffnungen 62, welche auf eine kreisförmige Achse verteilt sind, deren Durchmesser kleiner als der der Achse ist, auf welche die Öffnungen 57 verteilt sind. Jede Öffnung 62 enthält wenigstens ein in der figur durch eine Kugel dargestelltes Ventil 31, welche die Strömung des Strömungsmittels nur von dem Inneren nach dem Äusseren der entsprechenden Kammer gestattet.
• Die gleichachsig zu der Trommel 3 angeordnete Trommel 4 ist zylindrisch und enthält vorzugsweise gleichmässig auf eine kreisförmige Achse verteilte Kammern 53. Diese Kammern münden an der Seite 3a und der Seite 3b über Öffnungen 61.
• Eine Ubertragungsachse B ist starr mit der Trommel 4 verbunden.
• Eine sich mit einer Seite an der rappe 10 abstützende feste Anlagescheibe 7 steht mit ihrer anderen Seite mit den Seiten 2b.-und 4b der Trommeln 3 und 4 in Berührung.
• Diese in Fig. 9 dargestellte Anlagescheibe besitzt eine Nut 59, welche sich auf einem Kreisbogen über einen Winkel von etwas weniger als 1800 erstreckt, den Offnungen 57 der Trommel 3 gegenüberliegt und wie die Nut 58 der Anlagescheibe 8 ausgebildet ist. Diese Nut 59 steht mit dem Aussenraum durch einen Stutzen 59a in Verbindung. Die Anlagescheibe 7 weist ferner eine ringförmige Nut 60 auf, welche den Öffnungen 62 gegenüberliegt und mit dem Aussenraum durch einen Stutzen 60a in Verbindung steht.
• Die Anlagescheibe 7 weist schliesslich zwei diametral gegenüberliegend@ Nuten 51 und 52 auf, welche sich auf einem Kreisbogen über einen Winkel von etwas weniger als 1800 erstrecken und den Cffnungen 61 der Kammern 63 der Trommel 4 gegenüberliegen. Diese Nuten 51 und 52 stehen mit dem Aueiiraum durch Stutzen 51a bzw 52a in Verbindung.
• Die beiden Trommeln werden in ihrer gegenseitigen Lage und gegenüber dem Gehäuse durch Kugellager 12 und 31 gehalten.
• Zwei Federn 21, welche sich an einem den Winkeltrieb der Achsen A und B verwirklichenden Teil 20 abstützen, drücken die durch zwei gleichachsige Trommeln und eine Anlagescheibe gebildeten Anordnungen gegen die Kappen 9 und 10, um sie in ihrer Lage zu halten und die Abdichtung zwischen den Flächen der Anlagescheibe 8 und der Trommel 1 sowie zwischen den Flächen der Anlagescheibe 7 und den Trommeln 3 und 4 zu gewährleisten.
• Die Trommeln 1 und 3 und die Trommeln 2 und 4 sind durch Verbindungsstäbe 5 bzw. 6 vereinigt, welche unter einem Winkel gekröpft sind, welcher gleich dem von den Ubertragungsachsen A und B gebildeten Winkel ist. Diese Verbindungsstäbe sind zylindrisch und rohrförmig und bestehen aus zwei Abschnitten, welche miteinander den vorbestimmten, von den Achsen A und B gebildeten Winkel bilden, wobei die Abschnitte aller Verbindungsstäbe zu den Achsen A bzw. B parallel sind. Ihre Enden treten in eine Kammer einer jeden entsprechenden Trommel.
• Die Abdichtung zwischen der Aussenwand der Enden der Verbindungsstäbe und der Innenwand der entsprechenden Kammern wird durch beliebige geeignete Mittel hergestellt, wie bei einem in einem Zylinder gleitenden Kolben.
• Die Zahl der Kammern 55 und 56 der Trommeln 1 und 3 ist daher offenbar gleich der Zahl der Verbindungsstäbe 5, und die Zahl der Kammern 54 und 53 der Trommeln 2 und 4 ist gleich der Zahl der Verbindungsstäbe 6.
• Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind zwölf (durch ihre Öffnungen 57 dargestellte) Kammern 56 vorhanden, während die Zahl der (durch ihre Öffnungen 61 dargestellten) Kammern 53 sechs beträgt.
• Diese Zahlen zwölf und sechs stellen natürlich keine Beschrärikung dar, und jede andere Anordnung fällt obenfalls in den Rahmen der Erfindung.
• Fig. 2 zeigt schematisch einen Verteiler mit vier Stellungen, welcher zur Einstellung der Betriebsart der obigen hydraulischen Maschine dienen kann. Dieser Verteiler kann durch einen in einer Bohrung gleitenden Schieber gebildet werden, und seine Betätigungsart (elektrisch, hydraulisch, pneumatisch usw.) ist ohne Bedeutung.
• Dieser Verteiler besitzt vier Öffnungen V, xr, Y und Z, wobei eine zusätzliche Öffnung W das hydraulische, unter Druck stehende Strömungsmittel einer (nicht dargestellten) Nutzvorrichtung zuführt, wobei die Buchstaben V, X, Y und Z den Bezugszeichen 58a und 59a bzw. 51a bzw. 52a bzw. 60a der Stutzen in Fig. 1, 4 und 7 entsprechen.
• 1In der Stellung 1 setzt der Verteiler die Öffnung X x mit der Öffnung Z und die Öffnung V mit der Öffnung Y in Verbindung. In der Stellung II des Verteilers sind alle Öffnungen verschlossen.
• In der Stellung III setzt der Verteiler die Öffnung X mit der Öffnung V und die Öffnung Y mit der Öffnung Z in Verbindung. Schliesslich sind in der Stellung IV die Öffnungen X und Y verschlossen, und die Öffnung V steht mit der Offnung Z in Verbindung.
• Dieser nur beispielshalber beschriebene Verteiler genügt zur Verwirklichung der nachstehend beschriebenen Hauptbetriebsarten.
• Zur Erläuterung der allgemeinen Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Maschine sei angenommen, die Welle A in Umdrehung versetzt wird, z.B. mittels eines Wärmekraftmotors, mit dessen Welle sie unmittelbar gekuppelt sein kann.
• Nachstehend ist die Bewegung eines Verbindungsstabes 5 während einer halben Drehung von der unteren Totpunktstellung aus beschrieben, d.h. der Stellung, in welcher der Stab vollständig in die Kammern 55 und 56 eingetreten ist, so dap dann das Volumen derselben am kleinsten ist.
• Die drei Teile (Antriebstrommel 1, angetriebene Verbindungsstäbe 5, Abtriebstrommel 3) fuhren eine Drehbewegung um die Achsen A und B aus. Der Drehsinn ist ohne Bedeutung. Es sei Bo angenommen, dap sich die Welle 3 im Uhrzeigersinn dreht. Dies definiert die Stellung der Nuten 58 und 59 der Anlage/scheiben 7 und 8. Bei dieser Drehoewegung und nach Alagabe der Ausführung der halben Drehung führen die Verbindungsstäbe 5, wobei sie Im Raum einen Halbkreis um die Achsen und B beschreiben, in ihren Aufnahmebohrungen eine gleichzeitige Transiations- und Drehbewegung aus.Die Translationsbewegung bewirkt den Austritt der Verbindungsstäbe aus den Kammern 55 und 56, was das Volumen derselben vergrössert. Diese Volumen vergrösserung erzeugt die Ansaugung des Strömungsmittels, bis die verbindungsstäbe 5 die obere Totpunktstellung erreichen, d.he die Stellung, in welcher sie aus den Kammern 55 und 56 am @@@ @ ausgetreten sind, Bei Fortsetzung der Drehbewegung während der nächsten halben Drehung treten die Verbindungsstäbe 5 wieder in die Kammern 55 und 56 ein. Nach Maßgabe des Fortschreitens dieser zweiten halben Drehung nimmt das Volumen der Kammern 55 und 56 ab. Die als Doppelkolben wirkenden Verbindungsstäbe drücken das Strömungsmittel dank der Abdichtung zwischen ihnen und den Wänden der Kammern bis zu der unteren Totpunktstellung zusammen, d.h. der Stellung, in welcher sie vollständig in die Kamme@@ 55 und 56 eingetreten sind, welche dann ihr klein tees Volumen haben. Während dieser halben Drehung sind die Öffnungen 50 der Trommel 1 verschlossen, da an der einstellbaren Anlagescheibe 8 die gegenüberliegende Nut 58 unterbrochen ist. Ebenso sind die Öffnungen 57 der Trommel 3 verschlossen, da an der festen Anlagescheibe 7 die gegenüberliegende Nut 59 unterbrochen ist. Die Kammern 56 münden dagegen durch die je mit einer als Rückschlagventil arbeitenden Kugel 31 versehenen Öffnungen 62 in die auf der festen Anlagescheibe 7 befindliche Kreisnut 60. Das in den Kammern 55 enthaltene unter Druck ziehende Strömungsmittel wird in die Kammern 56 über das Innere der Verb indungsstäbe gedrückt und gelangt von da durch die Öffnung 62 in die Ringnut 60 auf der festen Anlagescheibe 7. Wenn das freie Volumen der Kammern 56 zuzunehmen beginnt, kann dieses Strömungsmittel nicht von neuem in die Kammern 56 gesaugt werden, da die Kugeln 31 die Öffnungen 62 verschliessen (die Kugeln 31 der Rückschlagventile lassen das Strömungsmittel nur durch, wenn der Druck in der Öffnung 62 den in der Nut 50 herrschen-@@@ Druck u@@@ @@@@@@). Das unter Druck s@@@@@@@ S@@@mungsmittel wird in dem Stutzen 60a, d,h. an dem mit Z bezeichneten Ausgang aufgefangen.
• Wenn die Welle A mit- konstanter Drehzahl engetrieben wird, kann die geförderte enge des Druckmittels mittels der beweglichen Anlagescheibe 8 geregelt werden. Bei Verdrehung dieser Scheibe wird die auf ihr befindliche Ansaugenut 58 verschoben und fällt nicht mehr mit der unteren und der oberen Totpunktstellung der Verbindungsstäbe 5 zusammen.
• Zur Erzielung der Fördermenge Null genügt es, die Anlagescheibe 8 um 180° zu verdrehen. Die Verbindungsstäbe 5, welche von der unteren Totpunktstellung ausgehen, d.h. vollständig in die Kammern 55 und 56 eingetreten sind, beginnen dann eine halbe Drehung zu beschreiben, wobei sie das Strömungsmittel ansaugen (das Volumen der Kammern 55 und 56 nimmt zu). Die Öffnung 50 der Kammer 55 ist durch die Seite der Anlagescheibe 8 verschlossen, da die Nut 58 um 1800 gegenüber der in Fig. 1 und 3 dargestellten Stellung verschoben ist. Infolgedessen kann das Strömungsmittel nicht durch diese Seite eintreten.
• Die Kammer @ 56 und (über den Verbindungsstab) die Kammer 55 münden dagegen durch die Öffnung 57 in die auf der testen Anlagescheibe 7 befindliche Nut 59. Das Strömungsmittel kann daher in die Kammern 55 und 56 bis zu der oberen Totpunktstellung eintreten, d.h. bis die Verbindungsstäbe 5 am weitesten aus den Kammern 55 und 56 ausgetreten sind. In diesem Augenblick haben die Kammern 55 und 56 ihr grösstes Volumen. Bei Fortsetzung ihrer Drehung kommen die Verbindungsstäbe 5 in ihre untere Totpunktstellung, und das Strömungsmittel, welches in den Kammern 55 und 56 enthalten ist, deren Volumen abnimmt, wird in die ringförmige Nut 60 gedrückt. Die Öffnung 57 ist durch die Seite der festen Anlagescheibe 7 verschlossen. Die Nut 59 der Anlagescheibe 7 ist um 180° gegenüber der Nut 58 der einstelltagen Anlagescheibe 8 verschoben. Das Strömungsmittel kann daher weder durch diese Öffnung 57 noch durch die Öffnung 62 austreten, welche durch die Kugel 31 verschlossen ist, welche durch das in der auf der Anlagescheibe 7 befindlichen Nut 60 enthaltene Druckmittel blockiert wird. Der Druck in der Kammer 56 würde zunehmen, wenn das Strömungsmittel nicht durch die Verbindungs-.
• stäbe 5 zu der Kammer 55 abfließen könnte, welche mit der Nut 58 der einstellbaren Anlagescheibe 8 in Verbindung steht. Während dieser zweiten halben Drehung findet das Strömungsmittel einen Ausgang über ale Anlagescheibe 8 und vJird nicht in die jut 60 gedrückt, so daFj keine Förderung stattfindet.
• In den Zwischenstellungen der einstellbaren Anlagescheibe 8 wird das Strömungsmittel den Kammern 55 und 56 nur während eines verringerten Winkelhubes zugeführt, so dap die Förderleistung kleiner als die grösste Förderleistung ist.
• Die Förderung des Strömungsmittels kann somit stetig zwischen einer Förderleistung Null und der grössten möglichen Förderleistung geregelt werden.
• Nachstehend sind einige Beispiele für die.Betriebsarten beschrieben, welche durch Kombination des in Fig. 2 dargestellten Verteilers 70 mit der in Fig. 1 dargestellten zweistufigen hydraulischen Maschine erhalten werden könnten, wobei die erste Stufe in der oben beschriebenen Weise als hydraulische Pumpe mit veränderlicher Förderleistung arbeitet.
• als sei zunächst die In Fig. 4 dargestellte Betriebsart erläutert, bei welcher der Verteiler 30 die Stellung I einnimmt (in welcher X mit Z und Y mit V) verbunden ist.
• Bei gleichzeitiger Bezugnahme auf sig. 1 leitet der hydraulische Verteiler 30 das von dem Ausgang Z der ersten hydraulischen Stufe 1, 3, 5 kommende, unter Druck stehende Strömungsmittel zu dem (mit X bezeichneten) Stutzen 51a der zweiten hydraulischen Stufe .2, 4, 6. Das unter Druck stehende Strömungsmittel gelangt in die auf der festen Anlagescheibe 7 befindliche Nut 51. Die Winkel stellung dieser Nut 51 bewirkt, da das unter Druck stehende Strömungsmittel nach Durchströmen der Öffnungen 61 in die Kammern 55 gelangt. Das in den Verbindungsstäben 6 strömende, unter Druck stehende Strömungsmittel tritt in die Kammern 54 ein und übt einen Schub in den Kammern 53 und 54 aus, deren Öffnungen 61 der Nut 51 gegenüberliegen. Dieser doppelte Schub sucht den Austritt der Verbindungsstäbe aus den Kammern 53 und 54 zu erzeugen, um das Volumen derselben zu vergrössern.
• Da die Drehung die einzige mögliche Bewegung der Trommeln 2 und 4 ist, um dieser auf die Verbindungsstäbe 6 ausgeübten Kraft nachzugeben, führt die Anordnung eine Drehbewegung aus. Die Verbindungsstäbe 6, welche von dem unteren Totpunkt ausgehen, d.h.
• von der Stellung, in welcher sie vollständig in die Rammern 53 und 54 eingetreten sind, deren Volumen dann an kleinsten st empfangen während einer halben Drehung den Schub des durch die Nut 51 der festen Anlagescheibe 7 zugeführten, unter Druck stehenden Strömungsmittels, bis die Anordnung die obere Totpunkt stellung erreicht, d.h. die Stellung, in welcher die Verbindungsstäbe 6 am weitesten aus den Kammern 53 und 54 ausge-treten sind, welche dann ihr grösstes Volumen haben. Wenn sie durch den oberen Totpunkt gehen, wird die Speisung mit unter Druck stehenden Strömungsmittel unterbrochen, da die Öffnungen 61 nicht mehr mit der Nut 51 in Verbindung stehen. Um die Fortdauer der Drehbewegung während der nächsten halben Drehung bis zu der unteren Totpunktsteflung zu ermöglichen, wird das in den Kammern 53 und 54 enthaltene Strömungsmittel durch die Öffnung 61 und die auf der festen Anlagescheibe 7 befindliche Nut 52 zurückgedrückt. Der (mit Y bezeichnete)Stutzen 52a führt das geförderte Strömungsmittel zu dem Verteiler 30 und hierauf zu dem Vorratsbehälter, aus welchem es von neuem durch die erste, als Pumpe wirkende Stufe (Stutzen 58a und 59a, Bezugszeichen V) angesaugt wird.
• Die Drehzahl der Welle B hängt daher von dem Druck des der zweite Stufe der Maschine zugeführten hydraulischen Strömungsmittels und sanft von der Winkelstellung der Anlagescheibe 8 und/oder der Drehzahl der lielle A ab.
• Eine derartige Maschine arbeitet also als hydrat licher Regeltrieb oder als hydraulischer Drehmomentumformer.
• Fig. 5 zeigt den Verteiler in der Stellung II (in welcher alle Öffnungen X, Y und Z verschlossen srnd). Die Maschine kann sich weder in dem einen noch in dem anderen Sinn drehe ne Die Maschine verhält sich dann wie eine hydrauliche Blockiervorrichtung.
• Fig. 6 zeigt den Verteiler in der Stellung III (in welcher X mit V über den Vorratsbehälter und Y mit Z in Verbindung steht). Die Arbeitsweise ist die gleiche wie die oben unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebene, der Drehsinn der Welle B ist jedoch umgekehrt.
• Die Maschine arbeitet dann als Vorrichtung zur Umkehrung des Drehsinns mit veränderlicher Drehzahl oder zur Umkehrung eines veränderlichen Drehmoments.
• Fig, 7 zeigt den Verteiler in der Stellung IV.
• Der Stutzen 52a (Bezugszeichen Y) ist verschlossen, und die zweite Stufe der Maschine ist blockiert.
• Da der Stutzen 60a (bezugszeichen Z) mit dem Stutzen W verbunden ist, welcher das unter Druck stehende Strömungsinit tel einem Nutzapparat zuführt, arbeitet die Maschine gemäp dem oben beschriebenen Prozep als einfache Pumpe mit veränderlicher Förderleistung.
• Fig. 10 zeigt schematisch eine andere Ausführungs form der Erfindung in Form einer einstufigen hydraulischen Haschiene, wobei jede der beiden Trommeln mit einer Übertragungs welle verbunden ist.
• Die starr mit einer Welle A verbundene Trommel 101 ist einer einstellbaren Zufuhrscheibe 108 zugeordnet. Die starr mit einer elle B verbundene Trommel 102 ist einer festen Zufuhr und Abfuhrscheibe 107 zugeordnet. Rohrförmige gekröpfte Verbindungsstäbe 105 treten in die Kammern 103 der Trommel 101 und 104 der Tranmel 102 ein. Die Zufuhr des Strömungsmittels ist durch die Pfeile V und die Förderung des unter Druck stehenden Strömungsmittels durch die Pfeile Z dargestellt.
• Die Maschine arbeitet folgendermaßen: Wenn eine der Wellen A oder B in Umdrehung versetzt wird, dreht sich die andere Welle mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, da das Vorhandensein der Verbindungsstäbe 105 eine starre mechanische Verbindung zwischen den beiden Tranmeln herstellt. Gleichzeitig wird das bei V zugeführte Strömungsmittel unter Druck bei Z gefördert.
• Die Maschine kann daher gleichzeitig als Winkeltrieb mit dem UDersetzungsverhältnis 1/1 und als einfache Pumpe mit veränderlicher Förderleistung arbeiten.
• Fig. 11 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und zwar wiederum in Form einer zweistufigen hydraulischen Maschine, bei welcher die beiden Trommeln je mit einer Ubertragungswelle verbunden sind.
• Die starr mit den Wellen A bzw. B verbendenen Trommeln 111 und 112 sind einer Zufuhr und Abfuhrscheibe 118 bzw.
• 117 zugeordnet. Rohrförmige gekröpfte Verbindungsstäbe 115 treten in die Kammern 113 der Trommel 111 und 114 der Trommel 112 ein. Die Zufuhr des Strömungsmittels ist durch die Pfeile V und die Förderung des Strömungsmittels unter Druck durch die Pfeile T g dargestellt.
• Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Das unter Druck stehende Strömungsmittel wird den Kammern 113 und 114 zugeführt. Unter der Wirkung dieses Schubes drehen sich die Trommeln, wobei sie die Wellen A und B antreiben.
• Die Maschine arbeitet also als hydraulischer Motor mit doppelter Abnahme der Drehbewegung an den beiden schräg zueinander liegenden Wellen A und B.
• Die unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 7, 10 und 11 beschriebenen Betriebsarten stellen keine Beschränkungen dar, und die Maschine kann andere Aufgaben als die betrachteten erfüllen.
• Wenn insbesondere die beiden Achsen A und B der in Fig. 1 dargestellten Maschine gleichzeitig in Umdrehung versetzt werden, arbeitet die Maschine als Pumpe mit doppelter Förderung, von denen die eine stetig regelbar ist.
• Wenn die beiden Achsen A und B der in Fig. 2 dargestellten Maschine gleichzeitig in Umdrehung versetzt werden und das aus der ersten Stufe unter Druck ausströmende Strömungsmittel der zweiten Stufe zugeführt wird, arbeite @ die Maschine als zweistufige Pumpe mit veränderlicher Förderleistung.
• Ebenso ist offenbar die Verwendung des Verteilers 30 nicht unbedingt erforderlich. Es können durchaus standige äussere Verbindungen hergestellt werden, wenn die Maschine nur mit einer einzigen Betriebsart arbeiten soll.

Claims (11)

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Hydraulische Trommelmaschine mit einem Gehäuse (9, 10, 11), welches zwei Räume abgrenzt, deren Achsen miteinander einen festen vorbestimmten Winkel bilden, wobei das Gehäuse wenigstens eine hydraulischeStufe mit einer ersten und einer zweiten Trommel (1 bzw. 3), deren jede in einen dieser Räume eingebaut ist und wenigstens an den gegenüberliegenden Flächen (la, 3a) der Trommeln mundende axiale, kreisförmig angeordnete Kammern (55, 56) aufweist, einer starr mit der ersten Trommel (1) verbundenen Antriebsachse (4), rohrförmigen gekröpften Verbindungsstäben (5), deren jeder zwei Abschnitte definiert, welche miteinander einen Winkel bilden, welcher gleich dem obigen vorbestimmten Winkel ist, wobei jeder Stababschnitt zu den Achsen der Räume parallel ist, wobei die Zahl dieser Verbindungsstäbe gleich der Zahl der Kammern einer jeden Trommel ist, wobei die beiden Enden eines jeden Verbindungsstabes in eine Kammer einer jeden Trommel eintreten, wenigstens einer ersten, einer der Trommeln zugeordnete Anlagescheibe für die Zufuhr des hydraulischen Strömungsmittels und die Abfuhr desselben unter Druck, und Mitteln zur Bestimmung der Winkelstellung der Zufuhranlagescheibe/enthalt, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte vorbestimmte Winkel zwischen 100 und 150° liegt.

2. Hydraulische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Winkel zwischen 130 und 135° liegt.

3. Hydraulische maschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zweite Anlagescheibe für die alleinige Zufuhr, welche der anderen Trommel derart zugeordnet ist, da das Strömungsmittel gleichzeitig zu den beiden Trommeln gelangt.

4. Hydraulische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (50, 57)- für die Zufuhr des Strömungsmittels und die öffnungen (62) für die Abfuhr des unter Druck stehenden Strömungsmittels auf verschiedenen Durchmessern liegen.

5. Hydraulische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zweite hydraulische Stufe, welche gleichachsig zu der ersten Stufe angeordnet ist und eine dritte (2) und eine vierte k4) Trommel enthält, welche zu der ersten (1) bzw. der zweiten (5) T@ommel gleichachsig sind, wobei gekröpfte Verbindungsstäbe (6) in die Kammern (54, 5,) einer jeden Trommel eintreten und eine Antriebsachse (B) starr mit der vierten Trommel verbunden ist.

6. Hydraulische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anlagescheibe (7) so ausgebildet ist, daß sie die Zufuhr und die Abfuhr des Ströniungsmittels in der zweiten hydraulischen Stufe steuert.

7. Hydraulische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ers-te Anlagescheibe eine Ringnut (60) aufweist, welche das von der ersten hydraulischen Stufe geförderte, unter Druck stehende Strömungsmittel auffängt.

8. Hydraulische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da alle Öffnungen (62) zur Abfuhr des unter Druck stehenden Strömungsmittels mit wenigstens einem Ventil (31) versehen sind, welches den Rückflup des unter Druck stehenden Strömungsmittels in die Kammern (56) verhindert.

9. Hydraulische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch von dem hydraulischen Druck unabhängige elastische Mittel (21), welche die Flächen von eine gegenseitige Bewegung ausführenden Teilen so gegeneinander drücken dap die Berührung zwischen diesen Flächen für das hydraulische Strömungsmittel abgedichtet wird.

10. Hydraulische Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch ausserhalb der Maschine liegende Verbindungsmittel, welche die Zufuhr und Abfuhröffnungen der beiden hydraulischen Stufen gemäß der gewünschten Betriebsart miteinander verbinden.

11. Hydraulische Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel einen hydraulischen Verteiler (30) mit mehreren Stellungen umfassen.

L e e r s e i t e