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Exzenter-Kolbenmaschine Es ist bekannt, bei Kolhenmaschinen mit sternförmig
angeordneten, von außen angetriebenen Kolben einen frei drehbaren Ring vorzusehen,
diesen Ring auf einem Stützkörper zu lagern und eine Verstellung des Kolbenhubs
durch Veränderung der Lage dieses- Stützkörpers herbeizuführen. Der frei drehbare
Ring und an dessen Innenseite angeordnete Rollen oder Gleitschuhe bilden das die
Kolbenkräfte übertragende Zwischen-. glied zwischen. Stützkörper und Kolben. Dieser
Stützkörper wird in einer Führung senkrecht zur Achse der Kolbenmaschine verschoben,
so daß verschiedene exzentrische Stellungen. des antreibenden freien Rings; und
dadurch verschiedene Kolbenhübe erreicht werden. Die Stützvorrichtung nimmt hierbei
sämtliche Kolbenkräfte auf, die im wesentlichen senkrecht zu der erwähnten Führung
wirken. Die hieraus folgenden Reibungskräfte setzen der Betätigung dieser Steuerung,
besonders bei solchen Kolhenmaschinen, die mit sehr hohen Drücken arbeiten, also-
z. B. Flüssigkeitsgetrieben, erhebliche Reibungswiderstände entgegen.
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Uni diesen Mangel zu beheben, wurde bei einer' bekannten Pumpe der
Stützkörper um eine Achse schwenkbar angeordnet. Hierbei sind .auch tatsächlich
die Reibungsverluste beim Verstellen geringer als beim. gleitenden Verschieben des
Stützkörpers. Es entstehenaber aus den Kolbenkräften heraus statische Momente, die
den Stützkörper um die Schwenkachse drehen wollen. Diese sind vor allem bei den
Lagen größerer Außermittigkeit des Stützkörpers recht beträchtlich. Hieraus entstehen
dann entsprechend große Steuerkr äfte.
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Eine bessere Lösung ist bei einer anderen bekannten Pumpe gefunden
worden, und diese
besteht darin, den Stützkörper auf Wälzkörpern
zu lagern und so die gleitende Reibung in eine rollende zu verwandeln. Die hierbei
erforderlichen gehärteten Rollen-
| bahnen stellen aber eine beträchtliche V |
| teueriulg dar und erfordern mehr Konstrt+=.:, |
tionsraum. '" Durch die Erfindung werden diese Mängel im wesentlichen beseitigt.
Sie besteht darin, daß der Stützkörper selbst als Rollkörper ausgebildet ist, der
auf einer Stützfläche beliebiger Form abrollt, wobei die Stützfläche zweckmäßigerweise
ein Teil des die ganze Kolbenmaschine umgebenden Kastens ist. Da der Rollkreisdurchmesser
dieses Stützkörpers sehr groß ist, denn der Stützkörper umgibt die ganze Kolbenmaschine,
sind die Rollwiderstände verschwindend klein. Es brauchen, ebenfalls wegen des großen
Rollkreisdurchm.essers, keine gehärteten Baustoffe verwendet zu "erden. Der Platzbedarf
sowie der Konstruktionsaufwand sind sehr gering. Während des Betriebs wirken die
Kolbenkräfte derart auf den Stützkörper, daß er fest auf die erwähnte Unterlage
gedrückt wird.
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Die Hubveränderung der Kolben wird nun dadurch erreicht, daß der Stützkörper
auf der Stützfläche abgerollt wird, so daß dadurch in bekannter Weise die Exzentrizität
des frei drehbaren Rings und damit der K.olb,enhub verändert wird. Die Achse des
Stützkörpers kann dabei in einer Regelstellung mit der Getriebeachse zusammenfallen
oder sich" parallel zu ihr verschieben. Wenn die Stützfläche für den Stützkörper
eine Ebene ist, dann verschiebt sich beim Steuerungsvorgang die Achse des Stützkörpers
in einer hierzu parallelen Ebene. Dies ist bei den meisten Kolbenmaschinen die zweckmäßigste
Form, da der Schieber und der Kurb,elarm stets in einem bestimmten Winkelverhältnis
stehen müssen. Bei Anwendung einer ebenen Stützfläche können die Kolbenkräfte auch
keinerlei störenden Einfluß auf die Steuerung haben. Durch Ausbildung der Stützebene
in Form einer Kurve ist es möglich, den Stützkörper auch noch um geringe Beträge
quer zur eigentlichen Steuerrichtung zu verstellen.
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Die Erfindung ist insbesondere anwendbar bei Kolbenmaschinen, die
unter hohem Druck laufen, also Pumpen, Motoren, Kompressoren und Flüssigkeitsgetrieben.
Die Steuerung des Stützkörpers erfolgt z. B. durch Kolben, die an zwei gegenüberliegenden
Punkten des Umfanges des Stützkörpers angreifen.
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Die Erfindung sieht des weiteren vor, sowohl die Stützfläche als auch
einen Teil des Umfangs des Stützkörpers mit einer ineinändergreifenden Verzahnung
zu versehen und die Steuerkräfte am Stützkörper an einem dieser Verzahnung gegenüberliegenden
Punkt a greifen zu lassen. Dadurch wird jedes
| 'ten des Stützkörpers auf der Stützebene |
| indert. Dies ist für die Erhaltung einer |
| ,SVgestellten Steuerlage notwendig. Bestimm- |
'i "en Steuerbewegungen muß dabei immer ein bestimmter Rollweg des Stützkörpers
entsprechen. Das wird so erreicht, daß derselbe nur abrollen und nicht gleiten kann.
Durch den gewählten Angriffspunkt der Steuerung in bekannter Weise gegenüberliegend
der Stützfläche wird noch eine weitere Verringerung der Steuerkraft erreicht, weil
der abrollende Stützkörper wie ein Hebel wirkt, der auf der Stützebene durch Reibung
und Verzahnung festgehalten wird. Nach der Erfindung kann diese Verzahnung aus einem
kegelförmigen Zahn bestehen, um so eine Einstellbarken des Stützkörpers im Verhältnis
zum Zylinderstern zu ermöglichen.
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Die Zeichnungen stellen beispielsweise und schematisch die Erfindüng
in drei Abbildungen dar.
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Abb. i zeigt einen Querschnitt durch eine Kolbenmaschine, Abb.2 .einen
solchen durch. den Motor eines Flüssigkeitsgetriebes, Abb.3 einen Längsschnitt durch
dieses Flüssigkeitsgetriebe.
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In Abb. i ist i der Zylinderstern, in dem sich die Kolben 2 hin und
her bewegen. Diese Bewegung wird bei der Drehung des Zylindersternes durch den frei
drehbaren Ring 3 und die Gleitsteine ¢ hervorgebracht. Der Ring 3 ist mittels Lager
5 auf dem Stützkörper 6 gelagert. Dieser stützt sich mittels eines scheibenartigen
Ansatzes 7 auf der Stützfläche B. Dabei ist die Einrichtung so getroffen, daß der
Raum 9 Druckraum ist, so daß die untensxehenden Kolben nach unten gedrückt werden,
und daher auch stets der Stützkörper 6, 7 auf die Stützfläche 8 gedrückt wird. Die
Mitte des Stützkörpers liegt um die Exzentrizität e links von der Mitte des Zylindersterns
i, die gleichzeitig die Drehachse der Kolbenmaschine ist.
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Die Steuerbewegung des Stützkörpers erfolgt z. B. durch Kolben io.
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Abb. 2 und 3 stellen "eine andere Ausführung der Erfindung dar, mit
einer Verzahnung zwischen Stützkörper und Stützfläche und mit einem Angriffspunkt
für die Steuerorgane am Stützkörper, der der Verzahnung gegenüberliegt.
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Mit dem plattenförmigen Körper 7 verbunden ist beispielsweise ein
Kulissenstein i i, an dem eine Stange 12, die mit zwei Kolben 13 in Verbindung steht,
angreift. Leitet man beispielsweise Drucköl in den Zylinder 14, So wird der Kulissenstein
i i in der Richtung
des Pfeils A gedrückt. Der Stützkörper 6, 7
rollt in der gleichen Richtung auf der Stützebene 8 ab, bis der Druck im Zylinder
1 ¢ aufhört. " Hierbei verkleinert sich die Exzentrizität e auf das gewünschte Maß.
Sie kann bis Null verkleinert werden, und sie kann auch negative Werte erreichen,
wenn der Mittelpunkt der Stützscheibe 7= über die Achse der Kolbenmaschine hinaus
verschoben wird.
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Wenn durch diese Anordnung auch erreicht wird, daß die Kolbenkräfte
den Stützkörper 6, 7 nach unten drücken, so können doch während des Betriebs derartiger
Kolb.enmaschinen auch Kräfte in umgekehrter Richtung auftreten, was dann der Fall
ist, wenn der Raum 15 Druckraum und der Raum 9 Saugraum wird. Um in diesem Falle
ein Hochheben der Stützvorrichtung zu vermeiden, ist im Kasten 16, der die Maschine
umgibt, eine Leiste 17 angebracht, die den Stützkörper 6, 7 nach oben zu festhält.
Zwischen dem Stützkörper und dieser Leite ist so viel Spielraum, daß im normalen
Betriebe keine Berührung eintritt. Die Verzahnung 18 verhindert erfindungsgemäß
jedes Gleiten des Stützkörpers auf der Stützebene.
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Abb. 3 zeigt die Anordnung dieses Zahns 18 in der Mitte zwischen den
zwei Stützplatten 7. Der Zahn greift in eine entsprechende Aussparung des Verbindungsstücks
i9 der zwei Stützplatten ein. Der Zahn ist hier als kegelförmiger Körper ausgebildet.
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Während nun die Kolbenkräfte den Stützkörper nach unten drücken, wird
durch die entsprechende Reaktionskraft die Nabe 2o des Zylindersterns i nach oben
gedrückt, welcher Druck über die beiden Lager 21 auf die Lagerbügel 22 übertragen
wird. Dieser Druck geht sodann als Zugkraft in die Tragwände 23 und wird von diesen
auf die Stützebene 8 übertragen, die hier als Traverse 8, 2q. ausgebildet isst.