DE3818105A1 - Vorrichtung zum verstellen des schluckvolumens eines radialkolbenmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen des Schluckvolumens eines Radialkolbenmotors nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Bei verschiedenen Anwendungsgebieten, z.B. in der chemischen Industrie, wird eine Vielzahl von Radialkolben­ motoren, die jeweils eine Einheit, wie beispielsweise einen Rührer, einen Mischer oder dergleichen, antreiben, von einer zentralen Pumpenanlage aus mit Druckmittel versorgt. Durch die gemeinsame Druckmittelversorgung werden alle angeschlossenen Radialkolbenmotoren im wesentlichen gleich mit Druckmittel beaufschlagt. Da aber an einzelnen Einheiten sich die Betriebsverhältnisse ändern können, ist es erwünscht, einzelne der gemeinsam versorgten Radialkolbenmotoren in ihrer Arbeitsweise an die jeweiligen Betriebsverhältnisse anpassen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß eine einfache und leicht zu betätigende, stufenlose Verstellung eines Radialkolbenmotors möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Bei diesem Aufbau kann das Stellglied von Hand oder durch einen Elektromotor verstellt werden, um die Stellkolben am Exzenter mit Druckmitteln zu beaufschlagen, so daß der Exzenter relativ zur Motorwelle verstellt wird. Durch den mit dem Exzenter mitbewegten Schaltstift wird das Schieberelement so ver­ stellt, daß die Druckmittelzufuhr zu den Stellkolben unter­ brochen wird, sobald der Exzenter die am Stellglied eingestellte Stellung erreicht hat. Auf diese Weise ist bei einfachem Aufbau der Vorrichtung eine individuelle stufen­ lose Verstellung eines Radialkolbenmotors einfach vorzu­ nehmen. Bei zentraler Versorgung von mehreren Radialkolben­ motoren kann hierdurch die insgesamt für alle angebotene Leistung optimal ausgenutzt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die in einer einzigen Figur einen Längsschnitt durch die Welle eines Radialkolbenmotors mit Exzenter und Verstellvorrichtung zeigt.

Mit 1 ist eine gekröpfte Welle eines Radialkolbenmotors bezeichnet, wobei auf dem gekröpften Abschnitt ein Exzenter­ ring 2 angeordnet ist, der durch Stellkolben 3, 3′ beaufschlagt wird, die diametral gegenüberliegend in radialen Sackbohrungen in der Welle 1 geführt sind. Der Stellkolben 3 wird durch eine Druckmittelleitung 5 und der Stellkolben 3′ durch eine Druckmittelleitung 4 mit Druckmittel beaufschlagt, wobei diese beiden Druckmittelleitungen 4, 5 über einen Abschnitt in Achsrichtung der Welle 1 verlaufen und im Bereich einer zentrischen Bohrung in der Welle 1 radial in einem Abstand voneinander münden. Parallel zur Achse der Stellkolben 3, 3′ ist in einer radial verlaufenden Bohrung im gekröpften Abschnitt der Welle 1 ein Schaltstift 6 verschiebbar geführt, der mit den gegenüberliegenden Enden am Innenumfang des Exzenterrings 2 anliegt, so daß bei einer Verstellbewegung des Exzenterrings 2 relativ zur Welle 1 der Schaltstift 6 durch den Exzenterring 2 mit­ bewegt wird.

Der Schaltstift 6 ist auf einem Abschnitt mit einer Ausnehmung versehen, deren schräg zur Achse verlaufende Seitenflanke in Verbindung mit dem in Achsrichtung des Schaltstiftes verlaufenden Abschnitt eine Steuerkurve 6 a bildet. An dieser Steuerkurve 6 a liegt eine Rolle 7 an, die in einer in der Welle 1 ausgebildeten Kulisse 8 geführt wird. Die Rolle 7 liegt weiterhin an der abgeschrägten Stirn­ fläche eines zylindrischen Schieberelements 9 an, das in der zentrischen, axialen Bohrung der Welle 1 verschiebbar geführt ist und durch eine Feder 10 an die Rolle 7 angedrückt wird. Die Feder 10 stützt sich einerseits über einen Feder­ teller und einen Sicherungsring an dem Schieberelement 9 und andererseits an einem mit der Welle 1 verschraubten Federtopf 11 ab. Im Bereich der in einem Abstand voneinander liegenden Mündungen der durch die Welle 1 führenden Druck­ mittelleitungen 4, 5 in diese zentrische Bohrung der Welle sind auf dem Schieberelement 9 Ringnuten 12, 13 ausgebildet, die jeweils mit einer vorgegebenen Breite versehen sind, so daß sie in jeder Betriebsstellung des Schieberelementes 9 mit den Druckmittelleitungen 4, 5 in der Welle 1 in Verbindung stehen.

Auf dem gegenüberliegenden, aus dem Federtopf 11 vorstehenden Endabschnitt des zylindrischen Schieberelementes 9 sind in einem Abstand voneinander Ringnuten ausgebildet, die Steuernuten 14, 15 bilden und mit den Ringnuten 12, 13 über Druckmittelleitungen in Verbindung stehen, die in Achsrichtung durch das Schieberelement 9 verlaufen, wie durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Dabei ist die Steuernut 15 mit der Ringnut 12 und diese mit der Zylinder­ kammer des Stellkolbens 3 verbunden, während die Steuernut 14 mit der Ringnut 13 und diese mit der Zylinderkammer des Stellkolbens 3′ verbunden ist.

Auf dem aus dem Federtopf 11 bzw. der Welle 1 des Radial­ kolbenmotors vorstehenden Abschnitt des zylindrischen Schieberelements 9 ist im Bereich der Steuernuten 14, 15 ein Stellglied 16 in Form einer Muffe verschiebbar geführt, die auf dem Innenumfang mit Ringnuten 17, 18 versehen ist, die über radiale Bohrungen 17′, 18′ in einen drucklosen Innenraum 20 eines topfförmigen Gehäuseteils 24 münden, das das Stellglied 16 umgibt und mittels Schrauben mit dem Gehäuse 24′ des Radialkolbenmotors verbunden ist. Zwischen den beiden Ringnuten 17, 18 ist auf dem Innenumfang des muffenförmigen Stellgliedes 16 eine weitere Steuernut 19 ausgebildet, die über eine durch das Stellglied 16 führende Druckmittelleitung mit einer gewendelten Rohrleitung 21 in Verbindung steht, die in dem Innenraum 20 des Gehäuseteils 24 angeordnet und bei 21′ mit einer Bohrung 22 im Gehäuseteil 24 verbunden ist, die einen Anschluß für Druckmittel bildet.

In dem topfförmigen Gehäuseteil 24 ist in einer stirnseitigen Achsbohrung der Schaft 25 eines Handrads 23 verschiebbar geführt. Am Schaftende ist eine Kugel 26 eingesetzt, die in einer kegeligen Bohrung eines scheibenförmigen Bauteiles 27 liegt, das an der Stirnseite des Stellgliedes 16 anliegt. Wird das Handrad 23 verdreht, so wird mit Hilfe eines im Gehäuseteil 24 ausgebildeten Gewindes das Handrad 23 und damit der Schaft 25 von der dargestellten Stellung bei qmax in Richtung auf qmin bewegt, wobei das Stellglied 16 in der Zeichnung von links nach rechts verschoben wird, so daß die Steuernut 19, die in der dargestellten Stellung unwirksam zwischen den beiden Steuernuten 14, 15 liegt, mit der Steuernut 14 in Verbindung tritt.

Bei einer solchen Verstellbewegung des Stellgliedes 16 gelangt Druckmittel über den Anschluß 22 und die Rohrleitung 21 in die Ringnut 13 und beaufschlagt den Stellkolben 3′, während die Steuernut 15 und damit die zum Zylinderraum des Stellkolbens 3 führende Druckmittel­ leitung über die radiale Bohrung 17′ drucklos geschaltet wird. Hierdurch wird der Exzenterring 2 aus der dargestellten Endstellung zur Verringerung der Exzentrizität in der Zeichnung nach unten verstellt, wobei der Schaltstift 6 relativ zur Welle 1 mitbewegt wird. Hierbei gleitet die Rolle 7 entlang der schrägen Flanke der Steuerkurve 6 a in Richtung auf den tiefer liegenden, in Achsrichtung des Schaltstiftes verlaufenden Abschnitt der Steuerkurve 6 a, so daß das Schieberelement 9 durch die Feder 10 weiter nach rechts verschoben werden kann. Hierbei wird durch die Feder 10 das Schieberelement 9 relativ zum Stellglied 16 verschoben, so daß die Steuernut 14 sich aus der Überdeckung mit der Steuernut 19 bewegt und diese wieder die dargestellte wirkungslose Stellung erreicht, sobald der Exzenterring 2 die am Handrad 23 eingestellte Stellung erreicht hat.

Wird das Handrad 23 beispielsweise aus der Stellung qmax in die Stellung qmin verstellt, so kommt die Rolle 7 nach der Verstellbewegung des Exzenterrings 2 in die gegenüber­ liegende Endstellung an dem Achsabschnitt der Steuer­ kurve 6 a zum Anliegen, so daß das Schieberelement 9 der Verstellbewegung des Stellgliedes 16 nach rechts folgen kann und die in der Zeichnung wiedergegebene Relativ­ stellung zwischen Stellglied 16 und Schieberelement 9 wieder erreicht ist. Zwischen diesen Endstellungen des Exzenter­ rings 2 können stufenlos Zwischenstellungen am Handrad 23 eingestellt werden. Bei einer Verstellbewegung des Hand­ rades 23 von qmin nach qmax wird das Stellglied 16 nach links in der Zeichnung verstellt, so daß die Steuernut 19 mit der Steuernut 15 in Verbindung tritt, worauf der Verstellvorgang in umgekehrter Weise wie zuvor beschrieben abläuft.

Das Stellglied 16 entspricht einer Drehdurchführung nach der DE-OS 35 18 652, wobei ein Ringkörper bei 21′ am Gehäuseteil 24 fest verschraubt und durch die gewendelte Rohrleitung 21 mit dem muffenförmigen Stellglied verbunden ist, das dadurch radial auslenkbar ist. Im Federtopf 11 ist radial ein Stift 27 eingesetzt, der in eine Längsnut des Schieberelements 9 eingreift. Durch diese Ausgestaltung des Stellgliedes 16 werden Auslenkungen der Welle 1 über die nachgiebige Rohrleitung 21 kompensiert, so daß die Drehdurchführung des Druckmittels an den Steuernuten 14, 15 und 19 nicht beeinträchtigt wird.

Die Kulisse 8 in der Welle 1 für die Führung der Rolle 7 verläuft bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ent­ gegengesetzt schräg zu der schrägen Flanke der Steuer­ kurve 6 a. Es ist auch eine Ausgestaltung möglich, bei der das Ende des Schieberelementes 9 direkt mit einer Steuerkurve am Schaltstift 6 oder einem entsprechenden, mit dem Exzenterring 2 mitbewegten Bauteil in Eingriff steht.

Der Innenraum 20 am Gehäuseteil 24 ist so ausgebildet, daß er das durch die Bohrungen 17′ und 18′ austretende Druck­ mittel aufnehmen kann. Die Druckmittelabfuhr aus dem Innenraum 20 ist im einzelnen nicht dargestellt.

Mit 28 ist ein Lager bezeichnet, mittels dem die Welle 1 des Radialkolbenmotors im Gehäuse 24′ gelagert ist. Die auf dem Außenumfang des Exzenterringes 2 anliegenden Kolben sind nicht dargestellt.

Anstelle eines Handrades kann auch eine für eine Fern­ verstellung geeignete Vorrichtung, wie zum Beispiel ein Elektromotor, vorgesehen werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Rohr­ leitung 27 mit Vorspannung gewendelt, so daß bei einer Verstellung des Handrades von qmin nach qmax das Stell­ glied 16 durch die Federkraft der gewendelten Rohr­ leitung in der Zeichnung nach links bewegt wird. Es ist aber auch möglich, eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaft 25 des Handrades 23 und dem muffenförmigen Stellglied 16 anstelle der kraftschlüssigen Verbindung über die Kugel 26 vorzusehen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Verstellen des Schluckvolumens eines Radialkolbenmotors, dessen Arbeitskolben auf dem Außen­ umfang eines Exzenterrings anliegen, der durch diametral gegenüberliegende, in der Welle radial geführte Stell­ kolben verstellbar ist, die auf dem Innenumfang des Exzenterrings anliegen und durch Druckmittel über Leitungen beaufschlagbar sind, die durch die Welle führen, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Schieberelement (9) in Achsrichtung der Welle (1) verschiebbar geführt und mit Druckmittelleitungen versehen ist, die einerseits mit den Druckmittel leitungen (4, 5) in der Welle (1) in Verbindung stehen und andererseits mit Druckmittelleitungen in einem von außen betätigbaren Stellglied (16) verbindbar sind, und
daß ein vom Exzenterring (2) verstellbarer Schaltstift (6) über eine Steuerkurve (6 a) mit dem Schieberelement (9) zusammenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberelement (9) zylindrisch ausgebildet und in einer zentrischen Bohrung der Welle (1) verschiebbar geführt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zylindrischen Schieberelement (9) ein muffenförmiges Stellglied (16) verschiebbar geführt ist, das mit einer Steuernut (19) versehen ist, die mit einer Druckmittelquelle in Verbindung steht und mit Steuernuten (14, 15) am Schieberelement (9) zusammen­ wirkt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (16) durch ein Handrad (23) verstell­ bar ist, das auf der Außenseite des Gehäuses (24) angebracht ist und über einen Schaft (25) das Stell­ glied (16) beaufschlagt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (16) durch einen Elektromotor verstell­ bar ist, der auf der Außenseite des Gehäuses (24) an­ geordnet ist und über ein Betätigungselement auf das Stellglied (16) einwirkt.

6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift (6) in einer parallel zur Achs­ richtung der Stellkolben (3, 3′) radial durch die Welle (1) führenden Bohrung angeordnet ist und mit den beiden Enden am Innenumfang des Exzenterrings (2) anliegt.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (6 a) am Schaltstift (6) mit einer Rolle (7) zusammenwirkt, an der das mit einer entspre­ chenden Steuerkurve versehene Stirnende des Schieber­ elements (9) anliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (7) in einer Kulisse (8) in der Welle (1) geführt ist.

9. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberelement (9) durch eine Feder (10) an der Steuerkurve (6 a) des Schaltstiftes (6) anliegend gehalten wird.

10. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (16) über eine gewendelte Rohr­ leitung (21) am Gehäuse (24) befestigt ist.