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Flüssigkeitswechselgetriebe mit umlaufenden, doppelt wirkenden Kolben.
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitswechselgetriebe, bei welchem auf der Pumpenwie
auf der Motorseite eine Anzahl doppelt wirkender Kolben um eine schräg gelagerte
Scheibe umlaufen, und die Erfindung bezweckt die Schaffung eines derartigen Getriebes,
welches von eckenden Kräften nach Möglichkeit frei ist. Zu diesem Zweck sind zunächst
die doppelt wirkenden Kolben als ein einheitliches, gleichmäßig zylindrisches Kolbenstück
ausgebildet,
und die Kurbelscheibenfinger greifen in eine Querbohrung dieser Kolben unmittelbar
ein. Hierdurch wird nicht nur eine möglichst gedrängte Baulänge und eine lange Kolbenführung
erzielt, sondern eine derartige Ausbildung ist infolge des großen Widerstandsmoments
des Kolbenquerschnitts auch geeignet, die aus der Übertragung des Drehmoments sich
ergebenden tangential gerichteten Kräfte aufzunehmen, während bei den bisher bekannten
Getrieben dieser Art die doppelt wirkenden Kolben durch eine Verbindungsstange voneinander
getrennt sind, in welche die Kurbelscheibe eingreift und welche unter der achsialen
und tangentialen Beanspruchung eine auf ein Zwängen der Kolben wirkende Formänderung
erfährt. Auch beaufschlagen bei einer derartigen Ausbildung die Kolbenunterseiten
die im Getriebeinnern befindliche Flüssigkeit, was Wirbelbildungen, Widerstände
und Erhitzungen verursacht. Ferner ergeben sich bei den bekannten Bauarten mit doppelt
wirkenden Kolben eckende Kräfte durch den auf den beiden Steuerschieberbüchsen der
beiden Kolbenseiten einseitig lastenden Flüssigkeitsüberdruck. Dieser Nachteil ist
gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch behoben, daß die Steuerkanäle
der beiden Kolbenseiten zu einem gemeinsamen Steuerschieber zusammengeführt sind,
bei welchem in diesem Fall zwei Druckseiten und zwei Saugseiten einander gegenüberliegen,
so daß die auf den Steuerschieber wirkenden Flüssigkeitsdrucke sich gegenseitig
aufheben. Damit ferner die in die Kolben eingreifenden Kurbelscheibenfinger der
beim Umlauf der Kolben sich ändernden Schrägstellung der Kurbelscheibe entsprechend
sich quer zu dem Kolben verschieben können, ohne diese zu klemmen, ist nur einer
der Finger, oder bei geraden Kolbenzahlen zwei gegenüberliegende Finger zur Übertragung
des Drehmoments ohne. tangentiales Spiel in die Kolben oder in zwei Längsschnitte
des Kolbengehäuses eingefügt, während alle übrigen Kurbelfinger @in Umfangsrichtung
Spiel in den Kolben haben. Um ferner auch eckende Kräfte von der Kurbelscheibenlagerung
fernzuhalten, ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, die Kurbelscheibe kegelartig
auszubilden und an beiden Enden auf ihrem feststehenden Träger zu lagern, in welchem
Fall die Kugellager rein radial, also normal beansprucht werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht die beiden Ausführupgsformen des Getriebes,
und zwar Abb. i bis 3 die eine Ausführungsform in einem Längsschnitt und in zwei
Querschnitten nach den Linien A-B und C-D in der Abb. i und Abb. q. und 5 die zweite
Ausführungsform in einem Längsschnitt und in einem Querschnitt nach der Linie E-F
in der Abb. q..
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Mit der Welle i des pumpenden Teiles des Getriebes ist das Kolbengehäuse
a' starr verbunden, in welchem die Kolben 3, im vorliegenden Falle beispielsweise
fünf Kolben, doppelt wirkend arbeiten; der Antrieb der Kolben erfolgt durch eine
Schrägscheibe 6, welche mittels eines Kugellagers 7 auf einem Ring 8 gelagert ist
und mittels Kugelfinger ¢ und eines Gleitstückes 5 unmittelbar in die Kolben eingreift,
so daß die Zugstangen entfallen.
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Der Ring 8 ist um einen Bolzen 9 schwenkbar, welcher seinerseits in-
einer zentralen feststehenden Achse io gelagert ist. Im Innern der Achse io ist
ein Schieber i i mittels eines Zahnstangentriebs 12, 13 achsial verschiebbar und
durch einen Finger 14 mit dem Ring 8 gelenkig verbunden; durch Betätigung des Zahnstangentriebs
12, 13 kann mithin der Hub der Kurbelscheibe 6 verstellt und umgestellt werden.
Die motorische Seite des Getriebes ist hinsichtlich der Kolben -und der Kurbelscheibe
in gleicher Weise ausgebildet, nur ist im vorliegenden Beispiel auf der motorischen
Seite keine Hubverstellung vorgesehen. Da ferner auf der motorischen Seite die Kolben
das Drehmoment auf das Kolbengehäuse 2' zu übertragen haben, so sind, um die Zylinderwandungen
von dem Drehmoment zu entlasten, d. h. damit die Kolben tunlichst reibungsfrei gleiten,
an der Kurbelscheibe 6' bei, wie im vorliegendenBeispiel, gerader Kolbenzahl (6)
zwei Zapfen 15 vorgesehen, welche einen Ring 16 tragen und mit diesem in einer Längsnut
17 des Kolbengehäuses 2' sich führen. Bei ungerader Kolbenzahl ist nur ein derartiger
Zapfen 15 vorgesehen und an den radial gegenüberliegenden Kolben der Kugelfinger
q: ohne seitliches Spiel in diesen Kolben eingefügt; die Übertragung des Drehmoments
erfolgt in diesem Fall durch den einen Zapfen und diesen Kolben, während, wie Abb.
3 veranschaulicht, die anderen Finger q. seitlich Spiel in den Kolben haben, so
daß sie den kleinen Relativbewegungen zwischen Kolben und Kurbelscheibe in Umfangsrichtung
nachzugeben vermögen. Aus gleichem Grunde sind auch auf der Pumpenseite, wie Abb.
2 zeigt, die Finger q. mit geringem seitlichen Spiel in die Kolben 3 eingefügt.
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Infolge des Umstandes, daß die Kolben doppelt wirkend sind,- ist die
Lagerung des Kolbengehäuses ebenso diejenige der Kurbeln von achsialen Kräften frei.
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Die Steuerung der Kolben erfolgt auf der Pumpenseite und auf der Motorseite
durch Steuerschlitze 18, i9, 18' und i9' in den Trom- i melgehäusen 2 und 2'; diese
Steuerschlitze sind durch Kanäle mit den Zylinderseiten verbänden
und
gelangen bei ihrem Umlauf um die feststehende Achse io mit entsprechenden Steuerschlitzen
2o, 21, 22, 23 in dieser Achse zur Deckung, so daß die in Abb. i durch Pfeile angedeutete
wechselseitige Verbindung zwischen den Kolben hergestellt ist. Auf diese ZVeise
stehen auf jeder Schieberhälfte Druckseiten und Saugseiten radial gegenüber, infolgedessen
ist der Schieber von einseitig wirkenden Kräften frei.
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Da sowohl die Kurbelscheiben wie deren Träger und die Steuerung innerhalb
des Trominelgehäuses untergebracht sind, was hauptsächlich durch den Fortfall der
Zugstangen ermöglicht ist, so weist das Getriebe eine vollkomm@n zylindrische Außenform
auf; es kann infolgedessen in ein zylindrisches feststehendes Gehäuse 35 eingebaut
werden, welches gleichzeitig die Achslager 2q: enthält und ferner als Träger für
die feststehende Achse io dient; durch eine zwischen den beiden Trommelgehäusen
2 liegende Welle 25 ist das Hubverstellgetriebe 12, 13 zugänglich, so daß sich auch
dieses vollständig innerhalb der zylindrischen Umrisse befindet. Das Gehäuse 35
ist beiderseits mit einem überstehenden Rand 26 und in diesem mit Schraubenlöchern
27 versehen, so daß auch die sonst üblichen Füße zum Befestigen des Getriebes entfallen
und ein derartiges Getriebe, sofern es in Normalmaßen ausgeführt wird, als Übersetzungs-oder
Wendegetriebe für Kraftübertragungszwecke aller Art ein Normalgetriebe bildet.
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Die in den Abb. q. und 5 veranschaulichte Ausführungsform unterscheidet
sich von der zuvor beschriebenen durch die Ausbildung der Schrägkurbel. Diese ist
als kegelartiger Körper ausgebildet, welcher mittels Kugellagerung auf einem Kegel
30 gleicher Form ruht; der Kegel 30 ist, falls das Getriebe mit Hubverstellung
ausgerüstet sein soll, ähnlich wie bei der ersteren Ausführungsform um einen Bolzen
g schwenkbar an der feststehenden Achse io befestigt und mittels des in ihn eingreifenden
Fingers 14 und des Zahnradgetriebes 12, 13 in gleicher Weise in beliebiger Schräglage
einstellbar. Um den Kegel 30 ist auf Rollenlagern 31 und 32 an jedem Ende
ein Kegel 33 drehbar, welcher eine Anzahl beispielsweise nutartig in ihn eingreifende
Kegelsegmente 34 trägt; diese Kegelsegmente haben, wie Abb. 5 erkennen läßt, in
Umfangsrichtung einen geringen Abstand voneinander und sind so lose in den Kegel
33 eingesetzt, daß sie sich in der Umfangsrichtung auf ihn verschieben können. Die
Kegelmantelstücke 34 greifen mittels Kugelfinger q. und Gleitschuhen 5 in die Kolben
3 ein; infolge des tangentialen Spiels zwischen ihnen vermögen sie den kleinen Relativbewegungen
zwischen den Kolben und der Kurbelscheibe, welche in Umfangsrichtung auftritt, nachzugeben.
Auf der Motorseite übertragen, wie bei der vorigen Ausführung, ein oder zwei in
das Kolbengehäuse eingreifende Zapfen 15 das Drehmoment.
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Die Ausbildung der Kurbelscheibe, d. h. ihre Lagerung auf zwei iin
Abstand voneinander befindlichen Achslagern ergibt den wesentlichen Vorteil, daß
die Kugelachslager ausschließlich normal, d. h. ausschließlich in radialer Richtung
beansprucht werden, während bei einer Ausbildung der Schrägkurbel als Scheibe auch
noch achsial gerichtete, d. h. mit einem Kippmoment zwängend auf die Kugellager
wirkende Kräfte auftreten.