DE2914334A1 - Stroemungsmittel-betaetigter stelltrieb - Google Patents
Stroemungsmittel-betaetigter stelltriebInfo
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- F16H61/664—Friction gearings
- F16H61/6649—Friction gearings characterised by the means for controlling the torque transmitting capability of the gearing
Description
Patentanwalt
Dipl. Ing.
NRDC N 11 P 27
PO box 236
London SW1E 6SL
ENGLAND
ENGLAND
Ströraungsmittel-betätigter Steiltrieb
Die Erfindung betrifft einen Strömungsmittel-betätigten
Stelltrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1; es soll
ein solcher Stelltrieb gefunden werden, der eine Durchmesser-mäßig
besonders kleine Bauweise gestattet und bei dem die lineare Stellbewegung nur relativ klein ist.
Dabei wird auf große Genauigkeit des Ansprechens Wert gelegt.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den im Anspruch 1 wiedergegebenen technischen Maßnahmen; parallele
Lösungen sind in den weiteren selbständigen Ansprüchen beschrieben, während die Unteransprüche besonders zweckmäßige
Ausgestaltungen des Grundgedankens der Erfindung erläutern.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
909843^0764
D-4000 Düsseldorf 1 ■ Bahnstraße 62 ■ Telefon 0211/356338
29H334
Fig. 1-3 jeweils im Längsschnitt und
schematisiert drei verschiedene Stelltriebe, die ohne Drehbewegung
arbeiten;
Fig. 4 im Längsschnitt eine drehend arbei
tende Ausführung des Stelltriebes;
Fig. 5 eine Variation des Stelltriebes
nach Fig. 4;
Fig. 6 eine weitere Einzelheit;
Fig. 7 einen Teil des Stelltriebes nach
Fig. 4 unter Anwendung der technischen Mittel nach Fig. 6; und
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Stelltriebes.
Bei dem Ausführungsbeispiel des Stelltriebes nach Fig. 1 ist ein Hauptkolben 1 in einem Zylinder 2 aufgenommen.
Der Zylinder weist einen Zylinderabschnitt und einen nach Art eines Deckels ausgebildeten Abschluß
auf. Zwischen den ümfangsabschnitten des Hauptkolbens und dem Zylinderabschnitt 3, bzw. dessen Innenfläche
sind Dichtungen 5 vorgesehen.
In dem Zylinder 2 sind zwischen dem Hauptkolben 1 und der Abschlußplatte 2 zwei Hilfskolben 6 und 7
angeordnet. Dichtungen 8 und 9 sind an den Außenflächen der Hilfskolben 6 und 7 vorgesehen, die mit der Innenfläche
des Zylinderabschnittfes 3 in Eingriff stehen.
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29U334
Von dem Mittelabschnitt des Hauptkolbens 1 steht in Richtung zur Abschlußplatte 2 ein zylindrischer Zapfen
vor, der durch Mittelöffnungen in den Hilfskolben 6 und 7 hindurch führt. Dichtungen 11 und 12 sind an den Innenflächen
dieser öffnungen in den Kolben 6 und 7 vorgesehen und wirken mit der Außenfläche des Zapfens 10
zusammen.
Von der vom Zylinderabschluß 2 abweisenden Seite des
Hauptkolbens 1 erstreckt sich ein weiterer zylindrischer Zapfen 13 - in Fig. 1 nach rechts - und ein quer in
diesen Zapfen 13 eingeschraubter Schraubnippel 14 steht über eine Mittelbohrung 15, die auch durch den Hauptkolben
1 und den Zapfen 10 geht, mit der Kammer 16 in
Verbindung, die sich zwischen dem Zylinder-Abschluß und dem Hilfskolben 6 befindet. Durch eine abzweigende
Bohrung 17 steht die Bohrung 15 außerdem mit einer
Kammer 18 in Verbindung, die zwischen dem Hauptkolben und dem Hilfskolben 7 liegt. Die Kammer 19 zwischen
den beiden Hilfskolben 6 und 7 ist nach außen belüftet, und zwar durch eine Bohrung 20, die radial durch den
zylindrischen Abschnitt 3 aus der in Fig. 1 ohne weiteres erkennbaren Stelle führt.
iwbeiiX
Die eine Fläche des Hilf sp-el 7 liegt mit ihrem äußeren ümfangsbereich an einem ringförmigen Anschlag
in der Zylinderbohrung 3 an und die Innenfläche des
Hilfskolbens 6 liegt im Bereich um die mittige Bohrung an einem Anschlag 22 im Bereich des Endes des Zapfens
an.
Wenn unter Druck stehendes Strömungsmittel in die Kammern 16 und 18 über den Nippel 14 eingespeist
wird, wird der Hilfskolben 6 durch den Druck in
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"So" 29U334
der Kammer 16 von der Zylinder-Endwand 4 weggedrückt
und dieser drückt üb'er den Anschlag 22 am Zapfen 10
den Hauptkolben 1 von der Zylinder-Endwand 4 weg. Der gleichzeitig in der Kammer 18 entstehende überdruck
drückt den Hilfskolben 7 in Anlage an den Anschlag 21 und gleichzeitig den Hauptkolben 1 in die Richtung
nach rechts in der Orientierung nach Fig. 1.
Die Drücke in den Kammern 16 und 18 arbeiten also addierend im selben Sinne, um den Kolben 1 in
Fig. 1 nach rechts zu drücken; die dabei auftretende Kraftentfaltung ist im wesentlichen doppelt so groß,
als möglich wäre, wenn man die Hilfskolben 6 und 7 sich weggelassen denkt und natürlich die Belüftungsöffnung 20 abschließt. Wenn sich der Hauptkolben 1
im Zylinder von der Endplatte 4 weg bewegt, wird die Kammer 19 in Stellrichtung immer kleiner, bis die
beiden Kolben 6 und 7 aneinander liegen, wodurch die Vergrößerung der Stellkraft mittels der beiden
unter Druck stehenden Kammern 16 und 18 aufhört und die weitere Arbeit des Stelltriebes nur noch vom
Druck in der Kammer 16 abhängt. Man kann einen solchen Stelltrieb dann anwenden, wenn man beispielsweise
nach einem vorher bestimmten Stellweg die Stellkraft plötzlich kleiner macht. In den meisten Fällen wird
man aber in Hinblick auf den getroffenen Aufwand den Arbeitsweg höchstens so groß machen, wie dem
größtmöglichen Abstand zwischen den beiden Hilfskolben
entspricht. Wie Fig. 1 weiter zeigt, könnte das Stellglied auch noch weiter zurückgezogen werden,
indem man den Hauptkolben und den Hilfskolben 6 nach links verschiebt. In praktischen Anwendungsfällen wird man aber meistens dafür sorgen, daß die
verbleibende Tiefe der Kammern 16 und 18 nicht so
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weit verringert wird, daß dies den freien Strömungsmittelfluß in diese Kammern stören könnte. Für diesen
Zweck wäre eine kleine Verlängerung des Zapfens 10 über die linke Seite des Hilfskolbens 6 hinaus ausreichend.
Der in Fig. 1 gezeigte Stelltrieb hat einen - wenn auch nur theoretischen - Nachteil: Wenn die Stelldrücke
sehr hoch werden, könnten sich die Hilfskolben dann, wenn sie relativ dünn sind, nach Maßgabe der
gestrichelten Linien 23 verbiegen.
Bei der Ausführungsform des Stelltriebes nach Fig. 2 können die Dichtungen 9 und der Anschlag 21 gem. Fig. 1 in
Fortfall kommen. Der Hilfskolben 7 hat dabei einen zylindrischen ümfangsflansch 24, der um den Hilfskolben
herum reicht und in Berührung mit der Endwand 4 des Zylinders bringbar ist. Die Dichtung 8 wirkt dabei mit
der Innenfläche des Flansches 24 und dem Außenumfang des Hilfskolbens 6 zusammen, um eine Arbeitskammer 16
zu bilden. Ein kleiner radialer Abstand zwischen dem Außenumfang des Flansches 24 und der Innenfläche des
Zylinders 3 und der Bohrungen oder Durchbrechungen 25 im Flansch 24 erlauben einen Strömungsmittel-Fluß
zwischen den Kammern 18 und 16, wobei die Kammer 19 über eine Leitung 26 entlüftet ist, die durch den
Zapfen 10, den Hauptkolben 1 und den Zapfen 13 geführt ist und in einem Anschlußnippel 27 endet.
Wie bei der Anordnung nach Fig. 1 können auch hier sich die Hilfskolben 6 und 7 verbiegen, wie mit
den gestrichelten Linien 23 in Fig. 2 angedeutet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, bei welchem
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für entsprechende Bauelemente die Bezugszeichen der Fig. 1 und 2 wieder verwendet werden, ist ein Stelltrieb
dargestellt, der dem nach Fig. 1 in gewisser Hinsicht ähnelt, bei dem jedoch das geschilderte
Verbiegen der Hilfskolben vernachlässigbar klein wird.
Der Hilfskolben 6 ist dabei in seinem mittleren
Bereich durch den Anschlag 22 am Zapfen 10 hinterfangen. Um eine ähnliche Anlage in den größeren
Bereichen des Hilfskolbens 6 zu gewährleisten, sind Stößel 28 vorgesehen, welche durch entsprechende
Bohrungen oder öffnungen im Hilfskolben 7 führen und mit ihren Enden an der Oberfläche des
Hilfskolbens 6 und des Hauptkolbens 1 anliegen. Zwei radial gegenüber liegende Stößel 28 dieser
-Art sind gezeigt, wobei selbstverständlich drei oder mehr solcher Stößel mit entsprechendem Umfangsabstand
vorgesehen werden können. Dichtungen 29, deren Lage sich ohne weiteres aus Fig. 3 ergibt,
verhindern ein Lecken von Strömungsmittel aus der Kammer 18 durch die Löcher im Hilfskolben 7,
welche die Stößel 28 aufnehmen.
Der Hilfskolben 7 ist am Außenumfang durch den
Anschlag 21 hinterfangen und die mittleren Abschnitte des Hilfskolbens 7 werden durch Stößel
abgestützt, die durch Löcher im Hilfskolben 6 führen und mit ihren Enden an der entsprechenden
Oberfläche des Hilfskolbens 7 und der Endwand 4 des Zylinders liegen. Dichtungen 31 verhindern ein
Lecken von Strömungsmittel aus der Kammer 16 durch
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die Löcher in dem Hilfskolben 6 r welche die Stößel
aufnehmen. Wie im Falle der Stößel 28 können selbstverständlich anstelle der zwek gezeigten Stößel mehrere
solcher Stößel auf einem entsprechenden Umfangskreis vorgesehen sein. ■
Für die radiale Lage der Stößel 28 und 30 gibt es selbstverständlich ideale Positionen; wenn aber die
Stößel 28 beispielsweise zu weit von der Mittelachse des Stelltriebes entfernt sind, kann sich der
Hilfskolben 7 zwischen dem Anschlag 21 und den
Stößeln 28 vom Hauptkolben 1 weg biegen. In gleicher
Weise gilt, daß wenn die Stößel 30 zu nahe an der Mittelachse des Stelltriebs angeordnet sind, der
Hilfskolben 6 sich zwischen dem Anschlag 22 am Zapfen 10 und den Stößeln 30 von der Endwand 4
weg biegen kann.
Erkennbar sind die bislang unter Hinweis auf die
Fig. 1 bis 3 beschriebenen Stelltriebe solche, bei
denen nur lineare Bewegungen, nicht aber Drehbewegungen
auftreten.
Die Erfindung ist aber auch in besonders zweckmäßiger Weise auf Dreh-Stelltriebe anwendbar und
in Fig. 4 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt. Der in Fig. 4 dargestellte
Stelltrieb kann als ein stufenlos verstellbares Getriebe angesehen werden, bei welchem entsprechende
Rollkörper vorgesehen sind, um eine Antriebsscheibe mit einer Abtriebsscheibe zu koppeln, die einander
gegenüber liegende Toroid-Flächen aufweisen. Der Stelltrieb selbst dient dabei dazu, die beiden
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Scheiben aufeinander__ zu vorzuspannen, um so eine
kraftschlüssige Antriebs- oder Übertragungsverbindung über die Rollkörper herzustellen.
Tatsächlich liegen die miteinander in Eingriff stehenden Flächen an den Rollkörpern bzw. Scheiben
nicht unmittelbar aneinander; vielmehr ist dazwischen eine außerordentlich dünne ölschicht vorgesehen und
erforderlich. Es sind erhebliche Kräfte erforderlich, um die Rollkörper und die Scheiben in axialer
Richtung gegeneinander zu drücken, damit der unvermeidbare Schlupf nicht zu groß wird. Andererseits
ist der Stellweg für dieses Gegeneinanderpressen außerordentlich klein.
Bei dem Getriebe nach Fig. 4 sind diejenigen Bauteile mit den gleichen entsprechenden Bezugszeichen
bezeichnet, die bereits aus der Erörterung der Fig. 1 bis 3 bekannt sind. Das Getriebe weist
zunächst zweiToroid-förmige Eingangsscheiben 32 und 33 auf, die durch entsprechende Keilnuten
35, 36 oder dergl. auf einer Haupt-Eingangswelle
34 drehfest gelagert, ihrerseits an einem Ende mittels eines Kugellagers 37 in einem Gehäuse 38
gelagert sind und am anderen Ende mittels eines Nadellagers 39 in einem Abtriebsteil 40, welches
seinerseits über ein Kugellager 41 in einem anderen Teil des Gehäuses 38 gelagert ist.
Zwischen den beiden Eingangs- oder Antriebsscheiben 32 und 33 ist eine Ausgangs- oder Abtriebsscheibe
vorgesehen, die auf beiden axialen Seiten Toroid-Arbeitsflächen aufweist. Rollkörper oder Walzen 43
bilden eine Antriebsverbindung zwischen der Scheibe
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und der einen Seite -der Scheibe 42 und entsprechende Rollen oder Walzen 44 bilden eine entsprechende Antriebsverbindung
zwischen der Scheibe 33 und der anderen Seite der Abtriebsscheibe 42. Diese beiden
Sätze von Rollkörpern 43 und 44 bilden mechanisch parallel wirkende Antriebspfade von den Eingangsscheiben 32 und 33, welche sich auf der gemeinsamen
Welle drehfest gelagert miteinander drehen, zur Ausgangsscheibe 42.
Die Drehkörper 42 sind in entsprechenden Lagern 45 und die Rollkörper 44 in Lagern 46 gelagert. Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Rollkörper 43 und drei Rollkörper 44 vorgesehen, von
denen aufgrund der Darstellung der Fig. 4 freilich nur je einer zu sehen ist.
Die Lager 45 sind schwenkbar auf Hebeln 47 gelagert, welche die Rollkörper um Schwenkachsen schwenkbar
machen, die im wesentlichen tangential zu demjenigen Kreis verlaufen, um welchen die Mitte desjenigen
Kreises dreht, welcher die Erzeugende der Toroid-Oberflachen
der Scheiben 32 und 42 ist. Die Drehkörperlager 46 sind schwenkbar an Hebeln 48 gelagert,
welche die Wälzkörper 44 um Schwenkachsen schwenkbar machen, die im wesentlichen tangential zu den entsprechenden
Mittelkreisen der Toroide der Arbeitsoberflächen der Scheiben 33 und 42 sind.
Die Schwenkhebel 47 und 48 sind schwenkbar um Zapfen bzw. 50 gelagert, die an noch zu beschreibenden sternförmigen
Trägern des Gehäuses 38 sitzen. Eine Bewegung der Schwenkhebel um diese Zapfen gestattet
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eine Verschwenkung oder Verdrehung der Wälzkörper 43, um ihre diesbezügliche Verstellachse derart, daß das
übersetzungsverhältnis des Getriebes geändert wird. Die Schwenkhebel weisen Arme auf, welche sich radial
nach innen in Richtung auf die Übertragungsachse erstrecken, wobei die inneren Enden dieser Arme in
Schlitzen in den Schub-aufnehmenden Bauteilen 51, 52
ausgebildet sind, und zwar im Bauteil 51 für den Schwenkhebel 47 und im Bauteil 52 für den Schwenkhebel
48. Die beiden Bauteile 51 und 52 sind mit den Enden einer Steuerhülse 53 verbunden, die ihrerseits
mit einem Hebel 54 gekoppelt ist, durch welchen die Hülse 53 und die Bauteile 51 und 52 um die Hauptachse
des ganzen Getriebes verdrehbar sind. Das äußere Ende des Hebels 54 ist in nicht gezeigter Weise mit
den Mitteln zur Verstellung des Übersetzungsverhältnisses verbunden. Die Zapfen 49 sind in entsprechenden
Armen eines mit drei Armen versehenen Sternes 56 gelagert, wobei nur ein solcher Arm gezeigt ist, und
zwar derjenige, der bei 57 im Gehäuse 38 verankert ist. Die drei Arme sind an ihren inneren Enden mittels eines
Ringes 58 verbunden, der einstückig mit einer Hülse ausgebildet ist, welche - die Hülse 53 mit Spiel umgebend
- durch eine mittige öffnung in der Abtriebsscheibe 42 führt und den Innenring eines Nadellagers
bildet, auf dem seinerseits die Scheibe 42 drehbar gelagert ist.
Auf der anderen Seite der Scheibe 42, d.h. auf der anderen Seite des Ringes 58, ist eine Hülse 59
mit Nuten versehen und nimmt einen Ring 61 axial etwas beweglich auf; die drei Arme, #ie z.B. der
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9 09843/0764
Arm 62, stehen von dem Ring 61 radial auswärts ab. Es ist nur ein solcher Arm 62 gezeigt; dieser trägt den
Schwenkzapfen 50. Die Arme können nicht nach außen ragen und mit dem Gehäuse 38 verbunden werden, weil
die Abtriebsgröße von der Scheibe 42 mittels eines glockenförmigen Bauteils 63 abgenommen wird, die mit
dem eigentlichen Abtrieb 40 drehfest gekoppelt ist.
Das in Fig. 4 teilweise schematisch wiedergegebene Getriebe ist im übrigen in der britischen Patentschrift
979 062 näher beschrieben, die insoweit ausdrücklich zum Inhalt der vorliegenden Abhandlung gemacht wird. Das Gegen-Drehmoment an den
Rollkörper-Lagerungen wirkt auf die Bauelemente 41 und 42 und sucht die Hülse43 zu verdrehen.
Dies wird durch die Betätigungseinrichtung verhindert,
die am Ende des Hebels 54 angreift. Normalerweise ist das Gegendrehmoment der Rollkörper
im Gleichgewicht mit der auf den Hebel 54 wirkenden Kraft, weil dann, wenn ein Ungleichgewicht auftritt, die Rollkörper tangential ausweichen, wodurch
sich die entsprechenden Kräfte ändern, was dann wieder zur Herstellung des Gleichgewichts führt. Die Kraft,
die am Ende des Hebels 54 angreift, ist damit ein Maß
für die Größe und den Betrag des Gegendrehmomentes an den Rollkörpern.
Das 'Übertragungsverhältnis wird dadurch gesteuert, daß man mittels einer entsprechenden Steuer- oder
Regelschaltung den Strömungsmitteldruck ändert, der dem am Hebel 54 angreifenden Stellglied zugeführt
wird. Abgesehen von weiter unten zu erläuternden diesbezüglichen Abweichungen sollte die zugeführte
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Kraft immer proportional zum Gegendrehmoment der Rollkörper sein und ferner zum Strömungsmitteldruck,
der dem Stellglied durch die Steuerschaltung zugeführt wird. Dieser Strömungsmitteldruck
ist zweckmäßig auch derselbe, der dem axial wirkenden Stelltrieb zugeführt wird. Hierdurch können
aber außerordentlich hohe Strömungsmitteldrucke in der Steuerschaltung erforderlich werden, die
zu erheblichen Verlusten auf Seiten der verwendeten Pumpen führen.
Im vorliegenden Falle ist aber der eben genannte Nachteil nicht so schwerwiegend, da bei der Betätigung
des axial wirkenden Stelltriebes, der in Fig. 4 mit 55 bezeichnet ist, im wesentlichen
nur halb so große Drücke auftreten müssen, wie wenn man die zusätzlichen Kolben nicht hätte.
Der in Fig. 4 dargestellte Axial-Stelltrieb 55
ähnelt im wesentlichen dem unter Hinweis auf Fig. 3 erläuterten Stelltrieb; aus diesem Grunde
sind auch für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet worden. Es müssen also nur noch
diejenigen Bauelemente erörtert werden, die noch nicht im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben wurden.
Die Antriebsscheibe 32 übernimmt die Rolle des Hauptkolbens 1 und der Zapfen 10, der einstückig
mit der Scheibe 32 ausgebildet sein kann, ist hohl und über die Eingangswelle 34 gesteckt. Die
Strömungsmittel-Zufuhr 15 für die Welle 34 tritt durch eine Bohrung 64 im Gehäuse 38 von einer
nicht gezeigten Pumpe her ein, führt über eine Nut 65, welche abgedichtet (66) um die Welle 34
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herumführt bzw. in diese eingearbeitet ist, Von der Nut 65 führt dann erkennbar eine radiale Bohrung 57
zur Leitung 15. Zwei radial gerichtete öffnungen 68
führen nun von der Leitung 15 zu ümfangsnuten 69
auf der Welle 34 innerhalb des Zapfens 10 und von diesen Nuten fließt das Druckmittel über Bohrungen
17 im Zapfen 10 zu den schon erläuterten Kammern 16
uirid 18.
Das linke Ende des Zylinders 4 ist gegen eine Bewegung nach links auf der Welle 34 durch eine
Schulter 69a festgelegt, die als Anschlag wirkt. Wenn Strömungsmittel unter Druck über die Leitung
in die Kammern 16 und 18 strömt, legt sich der Hilfskolben 7 an den Anschlag 21 an und gleichzeitig
über die Stößel 30 an der Endwandung des Zylinders und ist damit nach links relativ zum Ansatz 69a
festgelegt. Der Druck in der Kammer 18 schiebt also die Scheibe 32 nach rechts, soweit dies
möglich ist. Der Druck in der Kammer 16 schiebt bzw. drückt den Kolben 6 und die Endwand 4 des
Zylinders auseinander und da die Endwand 4 des Zylinders bei 69a festgelegt wird, wirkt in der
schon beschriebenen Weise ein Druck in dieser Kammer ebenfalls im Sinne einer Verschiebung der Scheibe
nach rechts. Da im wesentlichen zwei Kolben, nämlich die Hilfskolben 6 und 7, mechanisch parallel arbeiten,
diese beiden Kolben aber jeweils etwa die Kolbenfläche des Hauptkolbens haben, ist die Kraftentfaltung
des Stelltriebes nach rechts etwa doppelt so groß, als wenn nur ein Hauptkolben vorhanden wäre,
wie oben bereits ausgeführt wurde.
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Die Scheibe 33 ist auf der Eingangswelle 34 mittels eines Kragens 70 gelagert, und zwar drehfest mittels
Längsnuten 36 und im übrigen durch Muttern 71 und 72 gesichert. Zwischen dem Kragen 74 und der Scheibe
liegt - axial betrachtet - ein Federring 73, der mittels eines Langloches auf einem entsprechenden
Endteil des Kragens drehfest sitzt. Der Kragen verschiebt also beim Festziehen der Muttern 71 und 72
die Scheibe 33 drehfest auf der Welle 34 nach links. Am Außenrand weist der Federring 73 Fortsätze 75
auf, die in Öffnungen eines Ringflansches 76 auf der rechten Seite der Scheibe 33 einstehen, sodaß
also die Federscheibe 73 auch drehfest mit der Scheibe verbunden ist.
Bei der Montage werden die Muttern 71 und 72 so angezogen, daß der Federring 73 mit vorher bestimmter
Kraft die beiden Antriebsscheiben 32 und 33 aufeinander zu vorspannt und dabei die Rollkörper
43 und 44 und die Abtriebsscheibe 42 zwischen den Antriebsscheiben zusammengedrückt werden. Diese
vorher bestimmte Vorspannung ist ausreichend, um bei geringer Belastung einen Schlupf im Getriebe zu
verhindertn, ohne daß der Schnelltrieb 55 eine zusätzliche, die Getriebeteile zusammendrückende Kraft
ausübt. Es sei darauf hingewiesen, daß in der Zeichnung der axiale Abstand zwischen der Antriebsscheibe
und dem Federring 73 übertrieben angedeutet ist, um die Darstellung zu vereinfachen. Im praktischen Falle
liegt die rechte Seite der Scheibe 33 praktisch am Innenrand des Federrings 73 und damit ohne großes
Spiel am Flansch 74 des Kragens 70, sobald der Stelltrieb 55 auch nur ein wenig betätigt wurde.
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«A
Wenn der Stelltrieb .55 nun unter Druck gesetzt wird,
verschiebt sich die ganze Anordnung bestehend aus den Scheiben und den Rollkörpern ein wenig nach
rechts, zu welchem Zweck die Hebel 47 und 48 auf
ihren Lagerzapfen 49 und 50 ein kleines axiales Spiel haben.
Wollte man bei dieser Anordnung ohne die beiden Hilfskolben 6 und 7 auskommen, dann müßte man die
aktive Kolbenfläche und damit den Durchmesser des Hauptkolbens um einen Faktor vonV~2 größer machen,
was beispielsweise dann zu großen Schwierigkeiten führt, wenn man das beschriebene Getriebe beispielsweise
in Fahrzeugen oder in anderen Maschinen verwenden will. Außerdem müßte der entsprechende Kolben
in axialer Richtung immerhin so dick ausgebildet werden, daß eine Durchbiegung nicht zu befürchten
ist.
Man kann bei gegebenem Durchmesser der Kolben-Zylinder-Anordnung
und bei gegebenem maximalem Strömungsmitteldruck übrigens die von einem solchen Stelltrieb ausgeübte
Stellkraft weiter vergrößern, indem man eines oder mehrere zusätzliche weitere Paare von Hilfskolben
zwischen den Hilfskolben 6 und 7 anbringt. Jedes solche weitere Paar von Hilfskolben vergrößert
die effektive Kolbenfläche um einen Wert, der im wesentlichen gleich der Fläche des Hauptkolbens ist.
Fig. 5 zeigt einen solchen Stelltrieb mit zwei weiteren Paaren von Hilfskolben, sodaß hier drei
Hilfskolben vorliegen, was bezogen auf die Fläche des Hauptkolbens die Schubkraft vervierfacht.
Bei der Darstellung nach Fig. 5 wurden insoweit
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gleiche Bezugszeichen verwendet, als entsprechende Bauteile schon in vorher gehenden Figuren erläutert
wurden. Man denke sich auf der rechten Seite der Darstellung nach Fig. 5 ein Getriebe angeschlossen,
wie es in Fig. 4 rechts von der Antriebsscheibe 32 dargestellt ist.
Bei der Anordnung nach Fig. 5 sind zwischen den beiden Hilfskolben 6 und 7 etwa nach Fig. 3 zwei weitere
Paare von Hilfskolben 76/77 und 78/79 angeordnet. Die sieben Kammern zwischen der Zylinderendwand 4
und der rechten Arbeitsfläche des Hauptkolbens 1 und den insgesamt 6 Hilfskolben werden - von links
nach rechts fortschreitend - abwechselnd mit Druck beaufschlagt bzw. entlüftet. Mit Druck beaufschlagbar
sind also die Kammern 16, 81, 83 und 18 und belüftet sind die Kammern 80, 82 und 84.
Der Zapfen 10 weist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Anschläge 22, 85 und 86 auf, und die
ZyIinderinnenwand 3 hat ebenfalls drei Anschläge
21, 87 und 88. Die Hilfskolben 6, 77 und 79 liegen innen an entsprechenden Anschlägen 22 bzw. 85 bzw.
des Zapfens 10, während die Außenränder der Hilfskolben 7, 78 und 76 an den entsprechenden Anschlägen
21, 87 bzw. 88 des Zylinders 3 anliegen.
Zunächst wäre es weiterhin möglich, zur Kraftübertragung von den einzelnen Hilfskolben auf die
Zylinderendwand 4 bzw. den Hauptkolben 1 jeweils gesonderte Stößel 28 und 30 zu verwenden, wie
dies bereits beschrieben wurde. So könnte z.B.. der Stößel 28 so ausgebildet werden, wie in Fig.
3 und 4 gezeigt, aber der Stößel von der rechten
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Seite des Hilfskolbens 77 müßte durch entsprechende Bohrungen mit Dichtungen in den Hilfskolben 78, 79
und 7 hindurch führen, damit er gegen den Hauptkolben 1 anliegen kann. Weiter hätte ein Stößel
von der rechten Seite des Hilfskolbens 7 durch abgedichtete Bohrungen in den Hilfskolben 76, 77,
78, 79 und 7 2U führen, damit er am Hauptkolben 1 anliegen kann. Eine ähnliche Verdreifachung der
Durchführungen wäre für den Stößel 30 erforderlich. Da mindestens drei Sätze von sechs Stößeln erforderlich
wären, die auf Umfangen der Mittelachse des Stelltriebes anzuordnen wären, wäre eine viel
zu große Anzahl von Bohrungen in den verschiedenen Bauelementen erforderlich. Dabei ist ein wichtiger
Gedanke, daß durch die vielen Stößel mit doch nicht unerheblichem Querschnitt zu viel Kolbenfläche verloren
ginge.
Zweckmäßig wird daher der Stößel 28 und die beiden weiteren Stößel durch einen einzigen stufenweise
abgesetzten Stößel 89 ersetzt, der über seine Länge vier verschiedene Durchmesser hat, und zwar
den kleinsten Durchmesser innerhalb des Hilfskolbens 6,
wobei der Durchmesser dann über eine Stufe oder einen Anschlag 90 größer wird, gegen welche die
rechte Seite des Hilfskolbens 6 anliegt. Im Bereich des zweiten, größeren Durchmessers führt der Stößel
durch abgedichtete Bohrungen in den Hilfskolben 76 und 77, wonach sich der Durchmesser über einen Anschlag
wieder vergrößert, gegen welchen die rechte Fläche des Hilfskolbens 77 anliegt. Der zweite Durchmesser-Abschnitt
setzt sich durch abgedichtete Bohrungen in
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den Hilfskolben 78 und 79 fort und danach wird der Durchmesser über einen Anschlag 92 wieder etwas
größer, gegen welchen die rechte Fläche des Hilfskolbens 79 anliegt. Dieser Durchmesserbereich erstreckt sich durch eine abgedichtete Bohrung im
Hilfskolben 7 und das dann folgende Ende des Stößels liegt dann an der linken Fläche des Hauptkolbens 1 an. Ein kleiner axialer Fortsatz 93 steht dabei in eine entsprechende flache Sackbohrung auf der linken
Seite des Kolbens 1 ein, um die ganze Anordnung
mechanisch stabiler zu machen. Man erkennt aus FJg. ohne weiteres, daß die Anschläge auf dem Stößel 89 fluchtend entsprechenden Anschlägen auf dem Zapfen entsprechen. In ähnlicher Weise wird der Stößel 30 und die zwei zusätzlichen notwendigen Stößel durch einen einzigen neuartigen Stößel 94 ersetzt, der dem Stößel 89 ähnlich ist, aber in umgekehrter Richtung die Größe des Durchmessers ändert, wobei das dickere Ende gegen die Zylinderendwand 3 anliegt und das
dünne Ende in einer entsprechenden Bohrung im Hilfskolben 7 lagert. Die drei Anschläge auf dem Stößel 94 wirken mit den linken Seiten der Hilfskolben 7, 78 und 76 zusammen. Die drei Anschläge 95, 96 und
97 des Stößels 94 liegen axial gesehen jeweils auf derselben Höhe wie entsprechende Anschläge 88, 87
und 21 an der Innenwand des Zylinders 3.
größer, gegen welchen die rechte Fläche des Hilfskolbens 79 anliegt. Dieser Durchmesserbereich erstreckt sich durch eine abgedichtete Bohrung im
Hilfskolben 7 und das dann folgende Ende des Stößels liegt dann an der linken Fläche des Hauptkolbens 1 an. Ein kleiner axialer Fortsatz 93 steht dabei in eine entsprechende flache Sackbohrung auf der linken
Seite des Kolbens 1 ein, um die ganze Anordnung
mechanisch stabiler zu machen. Man erkennt aus FJg. ohne weiteres, daß die Anschläge auf dem Stößel 89 fluchtend entsprechenden Anschlägen auf dem Zapfen entsprechen. In ähnlicher Weise wird der Stößel 30 und die zwei zusätzlichen notwendigen Stößel durch einen einzigen neuartigen Stößel 94 ersetzt, der dem Stößel 89 ähnlich ist, aber in umgekehrter Richtung die Größe des Durchmessers ändert, wobei das dickere Ende gegen die Zylinderendwand 3 anliegt und das
dünne Ende in einer entsprechenden Bohrung im Hilfskolben 7 lagert. Die drei Anschläge auf dem Stößel 94 wirken mit den linken Seiten der Hilfskolben 7, 78 und 76 zusammen. Die drei Anschläge 95, 96 und
97 des Stößels 94 liegen axial gesehen jeweils auf derselben Höhe wie entsprechende Anschläge 88, 87
und 21 an der Innenwand des Zylinders 3.
Es liegen also vier unter Druck zu setzende Kammern 16, 81, 83 und 18 vor, welche - bezogen auf einen
gleichbleibenden Kolbendurchmesser - die Kraftentfaltung vervierfachen.
gleichbleibenden Kolbendurchmesser - die Kraftentfaltung vervierfachen.
Unter Druck stehendes Strömungsmittel tritt in
die Kammern 16, 81, 83 und 18 über zunächst eine
die Kammern 16, 81, 83 und 18 über zunächst eine
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Leitung 15 ein, die axial durch die Eingangswelle 34
führt. Aus dieser zentralen Zuführung führt radial '
eine Leitung 68 in die Kammer 16 und durch eine innere
axial laufende Nut 101 im Zapfen 10 und entsprechende
radiale Durchbrüche 98, 99 und 100 in die Kammern 81", 83 und 18.
Die dazwischen liegenden belüfteten Kammern 80, 82 und 84 weisen radiale Entlüftungsbohrungen 102, 103
und 104 im Zylinder 3 auf.
Grundsätzlich leistet also bei gleichem Durchmesser und gleichem Strömungsmitteldruck die Anordnung mit
drei Sätzen von Hilfskolben die vierfache mechanische
Kraftentwicklung. Es ist aber durchaus möglich, daß
bei der beschriebenen Anordnung Schwierigkeiten auftreten, und zwar aus folgendem Grund: Da bei der
beschriebenen Anordnung der Stelltrieb mit dem Antrieb eines Getriebes rotiert, können Zentrifugalkräfte im Strömungsmittel in den unter Druck stehenden
Kammern auftreten, welche mit steigender Drehzahl wegen Zetrifugal-Kraft-bedingter Druckerhöhung die
gesamte Kraftentfaltung erhöhen. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß die Drehzahl-Abhängigkeit der
Kraftentfaltung bei gleichbleibendem Speisedruck umso größer wird, je mehr Hilfskolben-Paare vorliegen.
Eine gewisse Abhängigkeit der erzielbaren mechanischen Kraftenfaltung im Stelltrieb ist
aber zweckmäßig bei dem hier diskutierten Stelltrieb,
weil dadurch ein anderer Effekt kompensiert wird, der an sich ebenfalls unerwünscht ist: Mit
größer werdender Drehzahl des gesamten Getriebes wird der Schlupf zwischen den miteinander arbeitenden
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Getriebeteilen, d.h. den Antriebs- und Abtriebsscheiben bzw. den Rollkörpern ebenfalls größer. Wenn hier also
eine Kompensation auftreten könnte, bliebe die gewünschte Proportionalität zwischen dem Gegendrehmoment der Rollkörper
und der axialen Kraftbeaufschlagung bestehen.
In Fig. 6 ist schematisiert an einem einfachen Stelltr.ieb
dargestellt, in welcher Weise man die Wirkung der Zentrifugalkraft in unter Druck stehenden Arbeltskammern
verringern kann, aber immerhin noch eine kleine Erhöhung der tatsächlichen mechanischen Kraftentwicklung
mit steigender Drehzahl hat, um beispielsweise den größer werdenden Rollwiderstand bzw. Schlupf mit
steigenden Drehzahlen kompensieren zu können.
In Fig. 6 ist stark schematisiert teilweise geschnitten ein axial wirkender Stelltrieb beispielsweise für ein
Getriebe nach Fig. 4 dargestellt; zu den verwendeten Bezugszeichen wird auf das oben Gesagte hingewiesen.
Wie im Falle der Fig. 5 ist auch nur die obere Hälfte des Schnittes dargestellt. Die Scheibe 32 wirkt tatsächlich
als die Endwand 4 und ein Kolben 5 links von der Scheibe 32 liegt gegen eine Schulter oder einen
Ansatz 69a auf der Eingangswelle 34 an. Das Zylindergehäuse 3 des Zylinders 2 umgibt die Scheibe 32 und
den Kolben 105, wobei die Scheibe 32 durch zwei Sprengringe 106 und 107 festgehalten ist. Die Scheibe 32,
die Zylinderwand 3 und der Kolben 105 bilden eine Kammer 108, die über die Zuführung 15 mit unter Druck
stehendem Strömungsmittel gespeist werden kann. Die Zylinderwand 3 reicht nach links über den Kolben
hinaus und weist einen einstückig damit ausgebildeten Ringflansch 109 auf, der sich von der Zylinderwand 3
radial nach innen in Richtung auf die Well 34 erstreckt,
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aber in radialer Richtung nicht bis zur Welle 34 reicht. Die Innenkante des Flansches liegt also radial außerhalb
der Innenbegrenzung der Kammer 108. Der Flansch 109 ist axial gegenüber dem Kolben 105 mit einigem Abstand
angeordnet, um eine belüftete öffnung oder Kammer 110
auf der der Kammer gegenüber liegenden Seite des Kolbens 105 zu bilden. In den Raum 110 wird nun Strömungsmittel
eingespeist, beispielsweise durch unvermeidbares Lecken an den Dichtungen 111 und 112, die beispielsweise nach
Art von mit Schlitzen versehenen Kolbenringen ausgestaltet sein können. Man kann auch einfach Strömungsmittel
durch die Ringöffnung am Innenrand des Flansches 109 einsprühen oder einspritzen, beispielsweise mittels einer
in Fig. 6 dargestellten Sprühdüse 113. Diese Düse könnte beispielsweise vom Schmiersystem einer Maschine
gespeist werden. Aufgrund der drehungsbedingten Zentrifugalkraft baut sich in der Flüssigkeit im radial
äußeren Bereich des Raumes 110 ein Druck auf und dieser Druck erzeugt eine Kraft, die den Zylinder 2
und die Scheibe 32 nach links zu drücken sucht, und zwar gegen die Wirkung des Druckes in der Kammer 108,
die den Zylinder 2 und die Scheibe 34 nach rechts zu drücken suchen. Dieser letztere Druck verdankt seine
Entstehung auch teilweise der auf das Strömungsmittel in der Kammer 108 wirkende Zentrifugalkraft und diese,
auf die Zentrifugalkraft zurückgehende Komponente wird im wesentlichen oder mindestens teilweise dadurch
kompensiert, daß ein entsprechender Gegendruck durch die in der Kammer 110 herrschende Zentrifugalkraft
ausgeübt wird. Wie weit diese Kompensation geht, hängt in erster Linie davon ab, wie weit der Flansch 109
radial nach innen reicht, da sich dadurch der "Flüssigkeitsstand" in dem Hohlraum 110 bestimmt, und etwa
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überschüssiges Strömungsmittel um den Innenrand des Flansches abfließen würde.
Der tatsächlich durch Zentrifugalkraft bedingte Stromungsmittelstand in der Kammer 108 ist nicht
ausschließlich durch die geometrische Lage des radial innersten Teiles der tatsächlichen Kammer
selbst bestimmt. Da eine durchgehende Strömungsmittel-Säule in den Leitungen zur Kammer 108
steht und bei einem drehenden System die Zuführung von Druckmittel naturgemäß auf der Mittelachse
der Hauptwelle geschieht, ist die radiale Lage der Mitte der Hauptwelle für den Flüssigkeitsstand im
physikalischen Sinne verantwortlich. Wenn aber das Druckmittel in das drehende System an einer Stelle
der Oberfläche der Eingangswelle 34 zugeführt wird, wie im Falle der Anordnung nach Fig. 4, dann erleidet
Druckmittel, welches das drehende System von der festen Leitung 64 betritt, einen Druckabfall bzw.
einen Widerstand aufgrund von Zetrifugalkräften, die
proportional dem Quadrat des radialen Abstandes d von der Rotationsachse der Welle 34 zur Nur 65 ist.
Wenn das Strömungsmittel die Leitungen 68 erreicht, beginnt die Zentrifugalkraft aber den von außen zugeführten
Druck wieder zu erhöhen und wenn der Abstand von der Mittelachse den Wert d erreicht hat,
wird der anfänglich entgegen stehende Flüssigkeitsstand aufgrund der Zentrifugalkraft in der Leitung
überwunden und der Druck ist wieder gleich dem von außen zugeführten Druck und der tatsächliche, durch
die Zentrifugalkraft bewirkte Flüssigkeitsstand, der den Druck in der Kammer 108 erhöht, erstreckt sich
von einem Punkt der Entfernung d von der Drehachse bis zum radial äußeren Rand der Kammer 108. In
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diesem Falle muß die radiale Entfernung von der Drehachse zum Innenrand des Flansches 109 den Betrag d um eine
Strecke übersteigen, die notwendig ist, um die Wirkung der Zentrifugalkraft in der Kammer 108 auf den gewünschten
Wert zu bringen.
Wenn unter Druck stehendes Strömungsmittel durch eine
feste Rohrleitung auf der Drehachse dem drehenden System zugeführt wird, z.B. durch die dichte Zuführung 15,
dann ist der zu berücksichtigende Wert von d Null.
Überlegungen der oben angestellten Art sind besonders zweckmäßig bei der Konzeption von sich drehenden
Stelltrieben, wie dies unter Hinweis auf die Fig. 4 und 5 erläutert wurde, da diese Stelltriebe bereits eine
oder mehrere belüftete Kammern aufweisen, in denen man die Ansammlung von Strömungsmittel dadurch zulassen
könnte, daß man die Einlasse zu den Auslässen hin verschiebt, wie bei 20 in Fig. 4 und bei 102, 103
und 104 in Fig. 5, etwa an eine Stelle oder Stellen innerhalb des radial äußeren Randes einer jeden
belüfteten Kammer.
Die Notwendigkeit einer mindestens partiellen Kompensation der Wirkungen von Zentrifugalkräften auf
Strömungsmittel in den mit Druck beaufschlagten Kammern wird umso größer, je größer der Vervielfachungsfaktor
der mechanisch entwickelten Kraft durch Einführung weiterer Hilfskolbenpaare ist. Dies gilt
insbesondere dann, wenn man den Speisedruck verringert und die Multiplikation der mechanischen Kraftenfaltung
dazu verwendet, den Druck-Betriebsbereich zu verringern, weil in diesem Falle der Zentrifugalkraft-bedingte
Anteil des Druckes, der nur von der Drehzahl abhängig
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So
ist, wenn man einmal von der Geometrie absieht, einen größeren Anteil des insgesamt aufgebauten Druckes
ausmacht. Fig. 7 zeigt eine Möglichkeit, wie man die belüfteten Kammern ausgestalten könnte, um in der
angedeuteten Weise die Wirkung von Zentrifugalkräften auf die mechanische Stellkraft in den Griff zu bekommen.
Im wesentlichen zeigt Fig. 7 diese zusätzlichen Maßnahmen an einem Stelltrieb etwa nach Fig. 5,
weshalb auch weitgehend entsprechend gleiche Bezugszeichen verwendet wurden. Der Schnitt nach Fig. 7
geht nicht durch die Stößel 89 und 84 in Fig. 5. Der einzige wesentliche Unterschied zwischen den Darstellungen
nach Fig. 5 und 7 liegt in der Art und Weise, wie die in beiden Darstellungen auftretenden
belüfteten Kammern 80, 82 und 84 gem. Fig. 7 entlüftet werden.. Anstatt diese belüfteten Kammern
80, 82 und 84 durch die Löcher oder Bohrungen 102 bzw. 103 bzw. 104 in der Zylinderwand 3 zu entlüften,
führen drei Rohre 114 bzw. 115 und 116 von der Außenwand des Zylinders 3 radial in die zu entlüftenden
Kammern 80, 82 und 84, und zwar von der Atmosphäre radial nach innen bis kurz zur radial
innersten Stelle der Kammern, wobei man durch Rechnung oder Versuche festlegt, wie weit man diese Rohre
nach innen führt. Die Länge der diesbezüglichen Entlüftungsrohre 114 - 116 bestimmt in der oben im
einzelnen erläuterten Weise die Drehζah1-Abhängikeit
der tatsächlich erzeugbaren mechanischen Stellkraft. Zwei diametral gegenüber liegende Rohre 114 - 116
sollten zweckmäßig in jeder zu entlüftenden Kammer vorgesehen werden, um möglichst weitgehend zu verhindern,
daß sich Lufttaschen bilden, wenn der Stelltrieb feststeht, d.h., sich nicht dreht.
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Selbstverständlich tritt auch Lecköl aus den jeweils
daneben liegenden Druckkammern durch die Dichtungen an den Umfangen der Hilfskolben in die entlüfteten
oder belüfteten Kammern, was man mit Absicht durch geeignete Wahl der Dichtungen erreicht. Auf diese
Weise wird eine eigene Zufuhr von Strömungsmittel in die belüfteten Kammern zum Zwecke der genannten
Kompensation überflüssig. Wenn der Stelltrieb sich dreht, kann dann Strömungsmittel, das sich in den
belüfteten Kammern befindet, nur durch die Enden der Rohre 114 - 116 austreten; dadurch steht in den belüfteten
Kammern Druckmittel - radial gesehen - im Bereich zwischen den inneren Enden der Entlüftungsrohre und den radial äußeren Enden der zu entlüftenden
Kammern. Die Bereiche radial innerhalb der öffnungen der Rohre 114 - 116 in den entlüfteten Kammern ent
halten selbstverständlich Luft.
In Fig. 8 ist eine der gem. Fig. 7 ausgebildeten ähnliche Gestaltung eines Stelltriebes dargestellt;
erörtert werden nur Merkmale, die unter Hinweis auf Fig. 7 nicht schon beschrieben wurden.
Der Hilfskolben 7 hat hierbei einen verdickten Rand 117 am Außenrand und ebenso einen verdickten
Rand im Bereich der mittleren öffnung, mit der der Zapfen 10 umschlossen wird. Außerdem weist
der Hilfskolben auf der rechten Seite auf zwei diametral gegenüber liegenden Stellen radiale
Rippen 119 auf, die nicht über jene Stellen gehen, an denen Löcher oder Bohrungen für die Stößel 28
vorgesehen sind, am Außenumfang weist der Hilfskolben 7 eine Nut 120 auf, die axial mit einer
Belüftungs- bzw. Entlüftungsöffnung 20 fluchtet,
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die im Zylinder 3 angeordnet ist. Die Dichtung 9 ist in einer weiteren Umfangsnut rechts von der Nut
angebracht.
Vom Boden der Nut 120 ausgehend ist eine Bohrung radial in den Hilfskolben 7 gebohrt, die so weit
radial nach innen geht, wie für die gewünschte Kompensation von Zentrifugalkräften erforderlich
ist. Am Ende der Bohrung 121 ist eine kleine achsparallele Bohrung 122 vorgesehen, durch welche die
Entlüftung der Kammer 19 stattfindet.
Es ist zweckmäßig, eine Relativdrehung zwischen den Hilfskolben, dem Zylinder und dem Hauptkolben
gar nicht erst zu verhindern. Aus diesem Grunde müssen Stößel wie der Stößel 30 auf der linken
Seite des Hilfskolbens 7 einen Ringbereich vorfinden, gegen den sie in jeder relativen Drehlage
der entsprechenden Teile zueinander anliegen können. Die Bohrung 112 darf natürlich nicht in
dieser reservierten Zone liegen, damit sie nicht abgedeckt werden kann. Auf diese Weise ist man
gezwungen, gewisse Kompromisse zwischen der radialen Anordnung des Stößels oder der Stößel 30 und
der radialen Lage der Bohrung 122 einzugehen, die aber keinen großen Einfluß auf das Gesamtgerät
haben können.
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Leerseite
Claims (16)
1./ Strömungsmittel-betätigter Stelltrieb mit einem in einem Zylinder arbeitenden Hauptkolben, gekennzeichnet durch
zwei Hilfskolben (6,7) im Zylinder zwischen dem Hauptkolben und der Endwand
des Zylinders in abgedichtet gleitbarer Anordnung, wobei die Hilfskolben zwischen einem von ihnen (6)
und der Zylinderendwand eine mit Strömungsmittel unter Druck beaufschlagbare Kammer (16) bilden
und zwischen dem anderen (7) und dem Hauptkolben eine weitere, mit Druck beaufschlagbare Kammer
(18), wobei zwischen den Hilfskolben (6,7) eine belüftete Kammer (19) besteht, bei welcher
Anordnung der der Endwandung (4) nähere Hilfskolben mechanisch mit dem Hauptkolben verbunden
ist und der andere Hilfskolben mechanisch mit dem Zylinder, und die mechanischen Verbindungen
(22, 28, 10, 21, 30) in beiden Fällen mit Druck beaufschlagt werden, wenn Strömungsmittel
unter Druck in die Druckkammern (16, 18) eingespeist wird und entsprechende Zuführungen
D-4000 Düsseldorf T · OatinstraBe 62 · Telefon 0211/356338
ORIGINAL INSPECTED
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für Druckmittel bzw. Entlüftungsöffnungen vorgesehen
sind.
2. Drehbarer Strömungsmittel-betätigter Stelltrieb
mit Kolben und Zylinder und Mitteln zur Fixierung des Endes zur des Zylinders Unterbildung einer
ringförmigen ersten Kammer zwischen Kolben und
■ den Blockiermitteln, sowie mindestens einer Leitung zum Eindrücken von Strömungsmitteln in diese
Kammer zum Zweck des Auseinanderdrückens des Kolbens und der Blockiermittel, gekennzeichnet durch
einen vom Zylinderrand radial nach innen vorstehenden Flansch (109) zur Bildung einer zweiten Kammer
(110) auf der anderen Seite des Kolbens, wobei die zweite Kammer (110) nach außen entlüftet ist und
die Entlüftungsöffnung radial außerhalb der Drehachse
der Anordnung liegt und Mittel vorgesehen sind, daß radial gesehen zwischen der Entlüftungsöffnung
und dem äußeren Boden der zweiten Kammer sich eine Flüssigkeitssäule ausbilden kann, die
durch Zentrifugalkräfte aufrecht erhalten und unter Druck gesetzt werden kann.
3. Stelltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (3) des Zylinders (2) einen
ringförmigen Anschlag (21) aufweist, gegen welchen der zweite Hilfskolben (7) auf der dem Hauptkolben
(1) gegenüber liegenden Seite in Anlage bringbar ist.
4. Stelltrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen mit dem Hauptkolben (1) verbundenen oder
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damit einstückig ausgebildeten Zapfen (10), der dicht (12) durch eine Mittelöffnung des zweiten
Hilfskolbens hindurch führt, und gegen dessen vorderen Anschlag (22) der erste Hilfskolben (6)
auf der dem Hauptkolben zuweisenden Seite in Anlage bringbar ist.
5. Stelltrieb nach Anspruch 4 in Ausgestaltung als drehbare Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zapfen (10) hohl ist und eine Welle (34) oder dergl. aufnehmen kann.
6. Stelltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl erster Stößel (28) mit einem Ende
am ersten Hilfskolben anliegend dicht durch den zweiten Hilfskolben hindurch geführt ist und mit
dem anderen jeweiligen Ende am Hauptkolben anliegt und daß zweite Stößel (30) mit einem Ende an der
Endwandung des Zylinders (4) anliegend dicht durch den ersten Hilfskolben (6) hindurch geführt sind
und mit ihrem jeweils anderen Ende an der dem Hauptkolben gegenüber liegenden Fläche des zweiten
Hilfskolbens anliegen, daß der radiale Abstand der ersten Stößel (28) von der Mittellinie der
Anordnung ein anderer ist als der radiale Abstand der zweiten Anzahl von Stößeln (30) und daß die
beiden Sätze von Stößeln jeweils auf Umfangskreisen der von ihnen durchsetzten Hilfskolben angeordnet
sind, wobei zwischen Zylinderendwand (4) und dem ersten Hilfskolben (6) und zwischen dem zweiten
Hilfskolben (7) und dem Hauptkolben (1) mit Druck beaufschlagbare Kammern bestehen und der
Raum zwischen den beiden Hilfskolben entlüftet ist.
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7. Stelltrieb nach Anspruch 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Stößel (28) auf
einem größeren Umfangskreis bezüglich der ganzen Anordnung angeordnet sind, als dies für den Satz
von zweiten Stößeln (30) gilt.
8. Stelltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, "daß zwischen den beiden Hilfskolben (6,7) weitere
Paare von Hilfskolben (76-79) angeordnet sind, und daß auf einer Seite eines jeden Hilfskolbens eine
unter Druck setzbare Kammer ist und auf der jeweils folgenden Seite eine entlüftete Kammer, dann auf der
anderen Seite des nächsten Hilfskolbens wieder eine unter Druck gesetzte Kammer, usw. angeordnet ist,
und daß derjenige weitere Hilfskolben, der der Endwandung am nächsten angeordnet ist, gegen diese
abgestützt ist und derjenige weitere Hilfskolben, der dem Hauptkolben am nächsten angeordnet ist, gegen
diesen letzteren abgestützt ist.
9. Stelltrieb nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten (28) und zweiten (30) Sätze von Stößeln axial beweglich abgedichtet durch die
zusätzlichen Hilfskolben hindurch führen und daß ausgehend von dem Hauptkolben abliegenden Ende der
Reihe von Hilfskolben der erste, der dritte, der fünfte usw. Hilfskolben über den ersten Satz von
Stößeln gegen den Hauptkolben arbeitet, und daß die anderen Hilfskolben über den zweiten Satz von
Stößeln gegen die Zylinderendwandung (4) arbeiten (Fig. 5).
10. Stelltrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (89) und zweiten (94) Sätze von
Stößeln ringförmige Anschläge (91, 92 für 89 und
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96, 97 für 94) aufweisen, und an den ersten Stößeln ringförmige Anschläge für jeweils einen Hilfskolben
eines weiteren Hilf skolbenpaares bilden,, welches dem Hauptkolben (1) am nächsten liegt, und an den
zweiten Stößeln (94) Anschläge für eine Seite jeweils
eines Hilfskolbens eines weiteren Hilfskolbenpaares bilden, welcher jeweils ein Hilfskolben der Zylinder-Endwand
näher angeordnet ist»
11. Stelltrieb nach Anspruch 3 und 8„ dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschläge an den Stößeln (89) des ersten Satzes in axialer Richtung dieselbe Position haben,
wie entsprechende Anschläge am Mittelzapfen (10) des Hauptkolbens, und daß die Anschläge an den
Stößeln (94) des zweiten Satzes in axialer Richtung an derselben Position liegen, an welcher für jeweils
gleiche Hilfskolben auch Anschläge an der Zylinderinnenwand
ausgebildet sind.
12. Stelltrieb nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche für rotierenden Betrieb, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlüftungsmittel für die zu entlüftenden Kammern Eintrittsöffnungen für die
abfließende Luft oder für abfließendes Strömungsmittel aufweisen, die näher an der Drehachse der
Anordnung liegen als die zugeordnete Stelle der Zylinderinnenwand, und daß Strömungsmittel - ggfsdurch
beabsichtigtes Lecken durch entsprechend gestaltete Dichtungen - in die zu entlüftenden
Kammern eintreten kann (Fig. 7).
13. Stelltrieb nach Anspruch 12, bei welchem die
Druckmittelzufuhr von einem feststehenden
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~6~ 29U334
Maschinenteil zu dem sich drehenden Stelltrieb Kanäle (65) aufweist,, die mit radialem Abstand
von der Drehachse des Stelltriebes angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß keine der Entlüftungsöffnungen für die belüfteten Kammern
näher an der Drehachse der Anordnung münden, als das außermittig angeordnete Leitungsteil
■ (65).
14. Stelltrieb nach Anspruch 12, bei welchem die Entlüftungsöffnungen für die belüfteten Kammern
zwischen entsprechenden Hilfskolben sich radial innerhalb der Zylindergehäusewand befinden,
dadurch gekennzeichnet, daß von der Zylinderwand durch diese hindurch nach innen bis zur
Entlüftungsstelle erstreckende Rohre oder Rohrleitungen (114 - 116) vorgesehen sind.
15. Stelltrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlüftungsanordnungen im Bereich der ümfangsflachen entsprechender Hilfskolben angeordnet
sind und die Entlüftungswege innerhalb entsprechender Hilfskolben verlaufen (121, 122;
Fig. 8).
16. Stelltrieb für drehenden Betrieb, gekennzelehnet
durch seine Anwendung zum axialen Zusammendrücken der Arbeitselemente (32, 43, 42, 44, 33) eines
Toroid-Flächengetriebes mit zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses schwenkbar gelagerten
Rollkörpern (43, 44; Fig. 4).
909843/0764
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