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Kolbensteuerung für Drehkolbenmaschinen, insbesondere hydraulischen,
mit in der Kolbentrommel radial verschiebbaren Kolben Die Erfindung betrifft eine
Kolbensteuerung für Drehkolbenmaschinen, insbesondere hydraulischen, mit in der
Kolbentrommel radial verschiebbaren Kalben, die teils mit der Innenwandung des Gehäuses,
teils miteinem odermehreren im Gehäuse angebrachten Widerlagern zusammenwirken.
Bei den bisher bekannten Drehkolbenmaschinen dieser Art stehen die Kolben in der
Regel unter der Einwirkung von kräftigen Federn, die während de'- ganzen Umdrehung
bestrebt sind, sie in radialer Richtung nach außen zu verschieben. Wenn man derartige
Maschinen für größere Leistungen, z. B. zur Verwendung an Diesel-Lokomotiven mit
hydraulischer Kraftübertragung, ausführen will und die Kolben infolgedessen eine
beträchtliche Länge, in der Achsenrichtung der Trommel gerechnet, erhalten-müssen,
stellt es sich aber heraus, daß dieser Federdruck nicht genügt, die erforderliche
Dichtung zwischen den Kolben und der Innenseite des Gehäuses während derjenigen
Teile der Umdrehung, bei denen die Kolben mit der Innenwandung zusammenwirken und
vom Treibmittel angetrieben werden, mit Sicherheit herbeizuführen.
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Die Erfindung verfolgt den Zweck, diese Schwierigkeit zu beseitigen
und besteht darin, daß die Kolben durch Kammscheiben oder ähnliche Führungsorgane
zwangsläufig geführt sind, welche sie gegen die Innenwandung des Gehäuses während
desjenigen Teiles oder derjenigen Teile der Umdrehung angedrückt halten, in denen
sie vom Treibmittel angetrieben werden. Hierdurch wird es möglich, die erforderliche
Dichtung auch bei großer Länge der Kolben herbeizuführen. Es hat sich aber. als
unzweckmäßig herausgestellt, die Kolben dann, wenn sie an den Widerlagern vorbeigehen,
zwangsläufig zu führen, weil dies eine sehr genaue und daher teure Bearbeitung der
Widerlager notwendig machen würde. Infolgedessen sind in der Verbindung zwischen
den Kolben und den Führungsorganen Federn oder ähnliche Organe eingeschaltet, die
aber nur in Wirkung treten, wenn die Kolben an den Widerlagern vorbeigehen.
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Auf der Zeichnung ist= als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Abb. i zeigt eine gemäß der Erfindung angeordnete Drehkolbenmaschine
im Längsschnitt nach der Linie A-B der Abb. a, und und Abb. z ist ein Querschnitt
durch dieselbe nach der Linie C-D in Abb. i. Abb. 3 zeigt in größerem Maßstäbe eine
Einzelheit der federnden Verbindung zwischen einem Kolben und einem seiner Führungsorgane,
und Abb. q. zeigt eine der federnden Widerlagerplatten mit ihren Zu- und Abflußöffnungen
für das Treibmittel.
Bei der dargestellten Ausführungsform bezeichnet
z das stillstehende Gehäuse, das in der Hauptsache zylindrische Form hat, und. 2
die im Gehäuse drehbar gelagerte Kolbentrommel, die mit einer Welle 3 fest verbunden
ist. Das Gehäuse i ist mit zwei ringsum verlaufenden Kanälen 4 und 5 versehen, von
welchen der eine den Zufluß und der andere den Abfluß für das Treibmittel bildet.
Im Gehäuse sind Widerlager 6 angebracht, welche in dem dargestellten Falle drei
an der Zahl und daher um i2o° zueinander versetzt sind. Jedes Widerlager ist mit
einer federnden Platte 7 versehen, welche zwei Reihen von Öffnungen 8 und g besitzt,
und zwar eine an jeder Seite des Widerlagers; sie bilden die Zu- und Abflußöffnungen
für das Treibmittel. In der Kolbentromme12 sind neun Kolben io angebracht, die in
üblicher Weise radial verschiebbar und bestimmt sind, teils mit der zylindrischen
Innenwandung des Gehäuses r, teils mit den Widerlagerplatten 7 zusammenzuwirken,
welche Führungen für die Kolben io bei deren Bewegung an den Widerlagern 6 vorbei
bilden. Die Kolben io, die in axialen Nuten i i der Trommel 2 gelagert sind, sind
teils mit Bohrungen i2, um sie leichter zu machen, und teils mit Aussparungen
13 an der äußeren Kante versehen, um eine bessere Dichtung gegen die Innenseite
des Gehäuses i zu ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung ist nun in der Trommel 2, die zu diesem Zwecke
mit einer axialen Bohrung 14 versehen ist, eine Kammwelle 15 mit zwei Kammscheiben
16, und zwar eine an jedem Ende der Trommel, angebracht. Diese Kammscheiben bilden
die Führungsorgane für die Kolben io. Die Kammwelle 15, die mittels zweier Kugellager
17 in der Trommel gelagert ist, besitzt eine Verlängerung i 8 mit Vierkant i g,
der mittels eines Bügels 2o oder in anderer geeigneter Weise mit dem stillstehenden
Gehäuse i verbunden ist, so daß die Kammwelle während des Betriebes in der Kolbentrommel
stets stillsteht. Gegen jede Kammscheibe 16 liegen Rollen 21 an, und zwar eine für
jeden Kolben io. Diese Rollen sind in Stößeln 22 gelagert, die in radialen Bohrungen
23 der Trommel 2 verschiebbar sind. Die Bohrungen münden mit ihren äußeren Enden
in die axialen Nuten i r, in denen die Kolben verschiebbar sind. Jeder Stößel 22
ist mit einem Anschlag 24 versehen, und ein entsprechender Anschlag 25 ist im Kolben
io eingeschraubt. Um die beiden Anschläge 24 und 25 ist eine Schraubenfeder
26 gelegt. Jeder Kolben io wird auf diese Weise an beiden Enden von zwei Schraubenfedern
26 in seiner Nut i i nach außen verschoben. Die Stößel 22 sind in ihren Bohrungen
23 dicht eingepaßt, so daß sie das Treibmittel verhindern, in die axiale Bohrung
14 der Trommel einzudringen. Die Kolben io dagegen müssen in der Praxis mit einem
gewissen Spielraum in den Nuten ri der Trommel eingesetzt sein, damit sie sich während
des Betriebes mit Sicherheit so einstellen können, daß eine wirksame Dichtung zwischen
ihren äußeren Kanten und der Innenseite des Gehäuses i erzielt wird. Infolgedessen
dürfen die Kolben io mit den Stößeln 22 nicht fest verbunden sein, sondern sie sollen
eine gewisse, wenn auch nur kleine Bewegung in der Umfangsrichtung der Kolbentrommel
mit Bezug auf diese Stößel ausführen können. Diese Relativbewegung wird dadurch
ermöglicht, daß die Anschläge 25 gegen die Anschläge 2q. nur lose anliegen. Hierdurch
wird also ein Bruch der Stößel 22 bei den Einstellbewegungen der Kolben io verhindert.
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Die Kolben io werden während derjenigen Teile der Umdrehung, in denen
sie vom Treibmittel angetrieben, d. h. wenn die äußeren Kanten derselben sich längs
der zylindrischen Innenwandung des Gehäuses i bewegen, zwangsläufig geführt, indem
die Anschläge 24 und 25 dann gegeneinander fest anliegen und die Rollen 2,1 auf
den äußersten Teilen der Kammscheiben 16 rollen, die genau geschliffen sind, derart,
daß sie mit der zylindrischen Innenwandung des Gehäuses i genau konzentrisch sind.
Durch die zwangsläufige Führung wird es möglich, die erforderliche Dichtung zwischen
dem Gehäuse und den Kolben herbeizuführen, und zwar auch dann noch, wenn diese eine
große Länge in axialer Richtung haben. Dagegen sind die Kammscheiben 16 an den Teilen,
die sich gegenüber den Widerlagerplatten 7 (Abb.2) befinden, derart niedrig gehalten,
daß zwischen den Anschlägen 24 und 25 ein Spielraum entsteht, wenn die Rollen 21
sich über diese Teile hinwegbewegen, so daß die Kolben io nicht zwangsläufig geführt
sind, wenn sie an den Widerlagerplatten vorbeigehen,. sondern dabei nur durch die
verhältnismäßig schwachen Federn 26 gegen die Widerlagerplatten angedrückt werden.
Hierdurch wird eine genaue und teuere Bearbeitung dieser Teile der Kammscheiben
und der Widerlager und der Widerlagerplatten vermieden.
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Die beschriebene Drehkolbenmaschine arbeitet im übrigen in bekannter
Weise. Wenn die Trommel 2 beispielsweise in Richtung des Uhrzeigers (Abb. 2) umlaufen
soll, wird das Treibmittel durch den Kanal 4 zugeführt und gelangt durch die drei
öffnungen 27 des Gehäuses und durch die öffnungen 8 der Widerlagerplatten hinter
die Kolben i o, in der Drehrichtung gerechnet, so daß es in üblicher Weise auf die
Kolben io treibend wirke kann. Das vor den Kolben befindliche Treibmittel
wird
gleichzeitig durch die bffnungen 9 und 28 und durch den Abflußkanal 5 ausgetrieben.
Will man dagegen die Drehrichtung der Maschine umkehren, so wird das Treibmittel
durch den Kanal 5 zugeführt unddurch den Kanal q. abgeleitet.
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Die oben beschriebene und auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsform
ist nur als Beispiel zu betrachten und kann natürlich bezüglich ihrer Einzelheiten
in verschiedener Weise abgeändert werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
So können beispielsweise die Rollen 21 durch kleine Kugeln ersetzt werden, welche
in Aussparungen der inneren Enden der Stößel 22 angebracht werden und auf den Kammscheiben
16 rollen. Bei sehr großer Länge der Kolben io in axialer Richtung kann es gegebenenfalls
zweckmäßig sein, die Kammwelle 15 mit einer dritten Kammscheibe 16 in der Mitte
der Kolben zu versehen.