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Steuerungsvorrichtung für umlaufende Kraft- und Arbeitsmaschine Die
Erfindung betrifft umlaufende Kraft-und Arbeitsmaschinen, insbesondere für den Betrieb
mit Druckluft, bei welchen mehrere zu einem Block vereinigte Zylinder, deren Kolben
durch feststehende Exzenter o. dgl. eine hin und her gehende Bewegung erteilt wird,
sich um einen mittleren, nicht umlaufenden Verteiler drehen, wobei die Hubräume
der Zylinder abwechselnd durch Öffnungen mit dem Verteiler in Verbindung gebracht
werden. Der Verteiler ist zwecks .Umkehr der Bewegung verstellbar und enthält Zuführungs-
und Ableitungskanäle für das Treibmittel.
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Es wird durch die Erfindung eine verbesserte Anordnung des Verteilers
angestrebt in der Weise, daß der Verteiler ohne wesentliche Änderung seines Aufbaues
die zusätzliche Funktion eines Absperrorgans übernimmt und die Steuerung der Maschinenbewegung
innerhalb eines geringen Verstellbereichs ermöglicht. Dementsprechend ist erfindungsgemäß
das äußere Ende des Verteilers in einem festen, mit einer Zuführungsleitung verbundenen
Verteilergehäuse beweglich gelagert und besitzt mindestens eine seitliche Einlaßöffnung,
welche bei zwei verschiedenen Winkelstellungen des Verteilers mit an dem Verteilergehäuse
vorgesehenen Einlaßöffnungen zur Deckung kommt und in einer Zwischenstellung des
Verteilers abgeschlossen ist. Hierdurch wird die Abschlußstelle für das Druckmittel
nach außen verlegt, so daß in der Bereitschaftsstellung der Maschine, also iin Innern
des Verteilers, an der Übergangsstelle zu den Zylindern kein Druck vorhanden ist.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wirken zwei
Schlitze des Verteilers mit drei Öffnungen des umschließenden Verteilergehäuses
so zusammen, daß in der einen Stellung des Verteilers die erste und zweite Öffnung
des Gehäuses mit den beiden Öffnungen des Verteilers zur Deckung gelangen, während
bei der Drehung des Verteilers um einen bestimmten Winkel die zweite und dritte
Öffnung des Verteilergehäuses mit den beiden Verteileröffnungen iri Verbindung gebracht
werden, so daß die Maschine in der entgegengesetzten Richtung umläuft.
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Die Zeichnung zeigt als beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
eine mit Preßluft betriebene Seilwinde, und zwar ist Abb. z ein Längsschnitt durch
die Maschine und
Abb.2 ein Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform
der Maschine, bei welcher die Zylinder tangential angeordnet sind.
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Abb. 3 ist ein Querschnitt durch das Verteilergehäuse der Maschine.
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In der Zeichnung ist 2 eine an dem einen Ende eines hohlen Zapfens
5e befestigte Welle, die ein Antriebsritzel3 trägt. Der Zapfen 5e ist mit einem
umlaufenden Zylinderblock 5 verbunden, an welchem eine Anzahl Zylinder 5a vorgesehen
sind. Das Ritzel 3 treibt ein Stirnrad 6 auf einer Vorgelegewelle 7, die mittels
zweier Zahnräder 8 und 9 eine zweite Vorgelegewelle io antreibt. Auf der Welle io
sitzt ferner ein Zahnrad i i, das mit einer an dem einen Ende einer Trommel 13 angeordneten
Innenverzahnung 12 in Eingriff steht. Die Trommel 13 ist auf einer zapfenartigen
Verlängerung 14a an dem äußeren Ende eines Gehäuses 14 drehbar gelagert, dessen
innere Seitenwände als feststehende Exzenter 14b ausgebildet sind. Das gegenüberliegende
Ende der Trommel 13 ist auf einem Ansatz 14e des Gehäuses 14 drehbar gelagert. Die
Zylinder 5a können wie in Abb. 1 radial oder wie in Abb.2 tangential angeordnet
sein. Der Kolben 15 eines jeden Zylinders 5a ist mit einem Kolbenbolzen 16 versehen,
welcher durch den Kolben und durch in den Zylinderwandungen vorgesehene Schlitze
5b hindurchgeht.
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Die mit Rollen 17 versehenen Enden der Kolbenbolzen 16 erstrecken
sich in kreisförmige Vertiefungen 1811, die an den Seiten zweier einander gegenüberliegender
Ringe 18 vorgesehen sind. Die Ringe 18 sind mittels Kugellagern i8b auf den als
Exzenter ausgebildeten inneren Wandungen des Gehäuses 14 gelagert.
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Der Zylinderblock 5 dreht sich um einen mittleren Verteiler 2o, welcher
in einer konzentrischen Bohrung 511 des Zylinderblockes 5 mittels eines an
dem inneren Ende angeordneten Kugellagers 5e gelagert ist. An der anderen Seite
weist der Zylinderblock eine Nabe oder einen hülsenförmigen Ansatz 5t auf, der durch
das Exzenter i4@ hindurchgeht und in der Seitenwand des Gehäuses 14 mittels eines
Rollenlagers 5ü' gelagert ist.
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Da der Verteiler 2o in dem Gehäuse 14 neben dem Exzenter i4c gelagert
ist, wird er durch die Kugellager 5e und 2o-q in genau konzentrischer Lage zur Bohrung
S(I des Zylinderblockes 5 gehalten. Zwischen dem Verteiler -2o und dem Zylinderblock
5 ist zweckmäßig ein geringer Spielraum vorgesehen, damit keine Reibung und Abnutzung
eintritt. Die Umsteuerung der Maschine wird dadurch ermöglicht, daß das Ende des
Verteilers 20 zylindrisch ausgebildet und in die Bohrung eines an dem Gehäuse 14
angebrachten Verteilergehäuses 147Z eingepaßt ist. Der Verteiler 2o weist in seiner
Längsrichtung zwei Kanäle 2oa und tob auf. Der Kanal tob dient zur Ableitung des
Treibmittels und steht unmittelbar mit der Außenluft in Verbindung.
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Der andere Kanal 2 ,oa besitzt zwei gegenüberliegende radiale Öffnungen
2oe und 2o'7, welche während der Drehung des Zylinderblocks mit drei Öffnungen 14"Z,
14`Z und i4P des Verteilergehäuses 147' zur Deckung kommen, wodurch der Kanal 20a
mit dem ringförmigen Innenraum 14 des Verteilergehäuses 147Z und der an diesen angeschlossenen
Zuführungsleitung i4@ für das Druckmittel in Verbindung gebracht wird. Durch eine
geeignete Umsteuerungsvorrichtung kann der Verteiler 2o in zwei verschiedene Stellungen
gebracht werden. In der einen Stellung ist die Druckmittelzuführung durch die öffnungen
2oe und 2o4 mit dem Verteilerkanal _oa verbunden, wobei die beiden Öffnungen den
Öffnungen 14'Z und 14'Z gegenüberliegen. In diesem Falle wird sich der Motor vorwärts
bewegen. Durch Verdrehung des Verteilers um ungefähr 6o° nach der dritten Öffnung
14P zu wird die Druckmittelzufuhr abgesperrt. Bei Drehung des Verteilers um weitere
6o°, also insgesamt 12o°, werden die beiden Verteileröffnungen 2oe und 2o4 mit der
zweiten und dritten Öffnung 14'Z und i4P des Verteilergehäuses zur Deckung gebracht,
so daß das Druckmittel wieder durch das Ventil zu den Zylindern 511 gelangt. Jedoch
sind jetzt die Zugangsöffnungen zu den Zylindern 5a uiu einen Winkel von i2o° gegenüber
ihrer ersten Stellung versetzt, so daß der Motor in der entgegengesetzten Richtung
umläuft. Der Winkel kann natürlich entsprechend der Anzahl der Abschlußstellen und
der Weite der Schlitze verändert werden. Die Kanäle 2oa und tob des Verteilers enden
an ihrem inneren Ende in radialen Schlitzen 2om und 2o'7, welche mit zu geschlossenen
Zylinderseiten führenden radialen Öffnungen SP des Zylinderblockes zusammenwirken
und so angeordnet sind, daß sie sich bei Abschluß der Zufuhr und Ableitung um 30°
überlappen.
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Während des Umlaufs der Maschine schließt der Verteiler 2o die Zufuhr
bereits vor Erreichung des Hubendes ab, damit die eingetretene Luft im Zylinder
expandieren kann. Während des Ausschubes öffnet der Verteiler 2o im Totpunkt und
schließt vor Erreichung des Hubendes. Die Luft in dem Zwischenraum, welcher zu diesem
Zweck besonders groß ausgebildet ist, befindet sich so lange in verdichtetem Zustande,
bis das Hubende erreicht ist und der Zylinder wieder für den Ausschub geöffnet ist.
Der Verteiler 2o ist also so ausgebildet, daß er beim Totpunkt
öffnet,
aber mit ungefähr 30° Voreilung schließt. Demzufolge ist bei der Umsteuerung nur
eine Verdrehung des Schiebers um 12o° statt i8o° erforderlich. Die Verstellung des
Verteilers 20 erfolgt durch einen von Hand zu bedienenden Hebel 21. An dem äußeren
Ende des Verteilers ist ein Ritzel 2o befestigt, welches mit einem Zahnsegment Zia
in Eingriff steht. Das Zahnsegment 2111 ist mit dem Hebel 21 verbunden und sitzt
auf einem Zapfen -2iU, der in einem auf dem Verteilergehäuse i.flb angeordneten
Lager 210 gelagert ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Verdrehung
des Verteilers einen geringeren Winkelausschlag des Handhebels erfordert. Um eine
möglichst reibungsfreie Bewegung des Handhebels zu ermöglichen, ist ein Kugellager
2o9 vorgesehen, welches den Druck des Zahnsegmentes 2ov aufnimmt.