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Mit einer Taumelscheibe oder einer Schiefscheibe arbeitende Kolbenmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eire mit einer Täumelischeibe oder einer Schiefscheibe
arbeitende Kolbenmaschine, beider ,die Kraft-Übertragung zwischen (den Kalben oder
den Kolbenstangen und der Taumelscheibe oder ,der Schiefscheibe mittels quer zur
Bewegungsrichtung der Kolben (beweglicher Gleitschuhe und Druckstücke erfolgt, die
sich auf .den zugehörigen Gegenstücken abwälzen.
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Bei- einer Ausführungsform einer bekannten Maschine dieser Art sind
die Druckstücke fest mit dem Taumelglied verbunden und wälzen sich mit Kegel- öder
Kugelflächen an ebenen Flächen der senkrecht zu den Kolbenstangen anderen Ende verschiebbar
gelagerten Gleitschuhe alt. Hierbei wind besondere Hilfsmittel erforderlich und
vorgesehen, (um die sich aufeinander abwälzenden Glieder zueinander zu zentrieren
und indem Bereich. zu halten, in dem sie richtig zusammenarbeiten. Eine andere Ausführung
des. bekannten gattungsgleichen Getriebes sieht auch bereits vor, daß die gegenseitige
Zentrierung ohne (besondere Hilfsmittel schon allein dadurch erfolgt, daß die kegelförmigen
Abwälzflächen der Taumelscheibendruckstücke beiderseits mit einem kugelförmigen
Ansatz versehen sind, der in einer entsprechenden kugelförmigen Vertiefung (der
Gleitschuhe liegt.
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Die Erfindung bezweckt, zwischen: dem Kolben und der Taumelscheibe
eine Verbindung-zu schaffen, bei der sich- zunächst 6esondere
Zentrier-
und Halteorgane nach Art der erstgenannten bekannten Einrichtung erübrigen. Durch
sie sollen aber auch, wie im einzelnen weiter unten ausgeführt wird, die Schmierverhältnisse
zwischen ,den Wälzflächen gegenüber der an zweiter Stelle genannten bekannten Ausführung
verbessert werden.
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Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß bei der eingangs genannten
Anordnung die Wälzflächen einerseits als Ringwulst und andererseits als Ringnut
.ausgebildet sind, deren Querschnitt dem .des Gegenstückes entsprechen.
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Es ist zwar bereits bekannt, daß Doppelkegel, die beiderseits Ringnuten
aufweisen, zur Parallelführung kreisförmiger Bewegungen mittels Ringwulste dienen
können, die an den parallel zu führenden Flächen angebracht sind und in die Ringnuten
eingreifen. Die bekannte Anordnung dient aber nicht zur Kraftübertragung und ist
auch nicht ohne weiteres auf den: der Erfindung zugrunde liegenden Fall anwendbar,
bei dem ,einerseits keine Parallelführung bezweckt ist, andererseits keine nur kreisförmige
Bewegung, sondern eine sehr viel kompliziertere Bewegung des Taumelgliedes zugleich
mit erheblichen Kräften zu führen bzw. zu übertragen ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der den Ringwulst aufweisende
Teil, z. B. das Druckstück, fest entweder mit dem Kolben oder mit der Taumelscheibe
oder mit der Schiefscheibe verbunden. Bei einer anderen Ausführungsform bilden die
Druckstücke von dem Kolben :und von dem Taumelglied oder der Schiefscheibe gesonderte
scheiben- oder ringförmige Glieder, :die auf jeder Seite einen Ringwulst oder eine
Ringnut besitzen; in diesem Falle sind die Wälzflächen beiderseits der Druckstücke
gemäß der Erfindung einerseits als Ringwulst und andererseits als Ringnut ausgebildet.
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Die Oberfläche des ringwulstförmigen Teiles berührt die Nutfläche
in jedem Augenblick nach einer Linie, die dem Profil des ringwulstförmigen Teiles
folgt; der übrige Teil der Oberfläche des ringwulstförmigen Teiles ist außer Berührung
mit der Nut. Die Berührungslinie bewegt sich beim Abwälzen kontinuierlich den Umfang
des ringförmigen Teiles entlang, so daß ,der Nut zugeführtes Öl dauernd als ununterbrochener
Film in der Nut vorhanden ist. Zwischen den ringwulstförmigen Teil und der Nutfläche
bildet sich sozusagen ein scharfer Keil, in dem sich das 01 ansammelt. Auf
diese Weise wird eine besonders gute Schivierung geschaffen, während bei den bekannten
Verbindungen dieser Art die Schmierung nicht immer ausreicht. Vorzugsweise ist der
Werkstoff des ringförmigen Teiles bedeutend härter als der Werkstoff des Organs,
in dem die Nut vorgesehen ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele, und zwar
zeigen: Abb. i einen Querschnitt der Verbindung zwischen dem Kolben und dem Taumelglied,
Abb. -2 einen entsprechenden Querschnitt einer Verbindung zwischen einem Kolben
und einer fest mit der Welle verbundenen schrägen Platte, Abb. 3 eine Einzelheit,
Abb. ,l einen Querschnitt einer der Abb. i ähnlichen anderen Ausführungsform, Abb.5
eine andere Ausführungsforti für eine Maschine mit einer schrägen Platte, Abb. 6
einen Querschnitt einer abgeänderten Ringform und die A gib. 7, 8 und 9 je eine
andere Ausführungsform.
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In Abb. i ist .mit Io ein Arm eines Taumelgliedes bezeichnet, aus
dem zu beiden Seiten Ringnuten mit gekrümmtem Querschnitt 12, rd. ausgenommen sind.
Die Gleitschuhe i6, 18, die auf ebenen Flächen 19, 20 der Kolbenverlängerung
22 gleiten, sind mit ähnlichen Ringnuten 24., 26 versehen. In den beiden Nutenpaaren
sind zwei hartstählerne Ringe 28, 30 mit kreisförmigem Querschnitt gelagert.
Die Ringe berühren die Nutflächen nach einer Linie. Der Arm Io des Taumelgliedes
führt Bewegungen aus, die in vier Komponenten zerlegt werden können, nämlich eine
Translationsbewegung von links nach rechts, eine Radialkomponente in senkrechter
Richtung in der Zeichenebene, eine Bewegung mit geringer Amplitude senkrecht zur
Zeichenebene und eine taumelnde oder Präzessionsbewegung, die derart ist, daß eine
Linie senkrecht zur Seitenfläche des Taumelgliedarmes einen Kegelmantel beschreibt.
Wenn man nur die letzterwähnte Komponente berücksichtigt, leuchtet es ein, daß während
der Bewegung des Taumelgliedes die Ringe 28 und 30 die Nutflächen immer berühren
werden, aber daß die Berührungslinie sich in den Nuten herutinwälzen wird. In der
Stellung gemäß Abb. i ist die Berührungslinie des Ringes 28 oben und die
des Ringes 30 unten. Wenn die Hauptwelle, auf der das Tau,melglied gelagert ist,
sich um 9o@' gedreht hat, haben sich diese beiden Berührungslinien auch um 9o' gedreht.
Zwischen den Ringen und den Nuten bildet sich ein sehr spitzwinkliger kei4förmiger
Raum, was gemäß den neuzeitlichen Theorien über die Schivierung gerade sehr vorteilhaft
ist.
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Die mittleren Teile der Ringe -28 und 30 sind mit Scheiben 39,31 ausgefüllt,
deren Oberflächen an der Spitze abgerundete Kegelflachen
sind.
Der Spitzenwinkel dieser Kegelflächen ist :derart, daß :diese Flächen sich. auf
den :ebenen Flächen der Teile 16, 18 in :der Mitte der -Nuten 24, 2,6
abwälzen können. In dieser Weise werden -die Ringe 28, 30 schräg gehalten.
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In Abb. 2 ist :die schräge Platte mit 3a :bezeichnet und der Gleitschuh,
der über die schräge Platte bewegt wird, mit 34. Dieser Gleitschuh: weist eine ringförmige
Nut 36 auf, deren Querschnitt gekrümmt ;ist. In der Kolbenverlängerung 38 ist eine
entsprechende Nut 40 vorgesehen, und zwischen diesen beiden Nuten befindet sich
ein Ring 42 aus hartem Stahl, :der sich .nach Art,der Ringe 28, 30 in Abb. i in
,dien Nuten abwälzt.
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Gemäß Abb. 3, die sowohl für die Maschine mit dem Taumelglied als
auch für eine Maschine mit einer schrägen Platte gilt, weist der mittlere Teil des
Ringes 44 an beiden Seiten ebene Flächen 46 auf, die parallel zueinander
und :auch parallel zur Mittelebene :des Ringes sind. In axialen Bohrungen. der mit
Nuten versehenen Organe 48, 50 sind unter Federwirkung stehende Gleitstifte
52, 54 :angeordnet, deren Enden konisch abgerundet sind, so daß sie (die Flächen
46. gemäß einer Linie berühren. Diese Stifte halten ,die Ringscheibe 44 in einer
schrägen Stellung, wie dargestellt, in der die Mittelebene der Scheibe etwa in :gleichen
Winkeln zu den Oberflächen :der Teile 48, 50 stehst, ,in denen die Nuten
vorgesehen sind. _ In genbeschriebenen Ausführungsformen ist der Winkel zwischen
der konvexen Oberfläche an jeder Seite dies Ringes und der Nut, in der der Ring
sich abwälzt, kleiner als der Neigungswinkel des Taumelgliedes oder der schrägen
Platte. Im allgemeinen beträgt jener Winkel die Hälfte dieses Neigungswinkels. Dies
st vorteilhaft, weil dann die maximale Größe der Berührungsflächen. zufolge der
Elastizität -dies Werkstoffes erreicht ist. Bisweilen, wenn die Belastung nicht
besonders groß ist, kann der Ring aber :dauernd in einer :der Nuten bleiben und
mit einem großen Teil seines Umfanges mit der Nutfläche in Berührung sein. Dann
ist der Winkel zwischen der Mittelebene des Ringes und einem der Druckstücke, mit
dem :der Ring zusammenarbeitet, gleich ,dem Neigungswinkel .dies Taumelgliedes oder
der schrägen Platte. In diesem Falle !braucht der Ring auch kein gesondertes Glied
zu :bilden, sondern an Stelle des Ringes kann ein ringwulstförmiger Ansatz 56 am
Gleitschuh i6 (Abb. 4) oder bei einer Maschine mit schräger Platte, wie in Abb.
5 dargestellt, am Gleitschuh 34 vorgesehen sein.
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Im allgemeinen zieht man es vor, den Ring oder den ringwulstförmigen
Ansatz aus einem Werkstoff herzustellen, der härter ist als das Druckstück, in dem
die Nut vorgesehen ist. Wenn es nicht erwünscht ist, die Gleitschuhe 16 oder 34
:ganz ans Hartstahl herzustellen, kann ein Ring 58 aus Hartstahl verwendet werden,
der z. B. mittels Schrauben 6o mit seinem Tragorgan verbunden ist (Abb. 4). In dieser
Abbildung befinden sich die Nuten 12, 14 In einem besonderen Organ 62, das im Arm
Io .dies Taumelgliedes befestigt ist.
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Abb. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ringwulstförmige
Teile 64, 66, die Teile eines Wälzgliedes 68 bilden, mit Ringnuten 24, 26 in den
Gleitschuhen 16, i8 zusammenarbeiten.
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Gemäß Abb. 8 ragen die von :den Nuten umgebenen Teile der Gleitschuhe
16, 18 über die Nuten hervor. Sie bilden zentrale, ballige Knöpfe 70, 72, die mit
kugelförmigen Flächen in den Enden eines Stiftes 74 im Wälzglied 68 zusammenarbeiten.
Dieser Stift besteht aus. weichem Metall, z. B. einer Bleibronze, das bzw. die unter
Druck etwas nachgibt, so daß die Knöpfe 70, 72 keinen wesentlichen Teil der Belastung
tragen.
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In Abb. 9 sind die Sitze für die Knöpfe in das Wälzglied 68 selbst
eingearbeitet. Diese Sitze werden zunächst etwas zu tief herausgearbeitet, und hierauf
werden ihre Oberflächen elektrolytisch verkupfert, wie bei 76 angedeutet ist. Der
weiche Kupferüberzug hat die ,gleiche Wirkung wie der weiche Metallstift 74 gemäß
Abb. B.
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Es ist nicht wesentlich, daß der Querschnitt der Ringe oder ringwulstförmigen
Ansätze kreisförmig ist. Abb. 6 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der :der
. Querschnitt sechseckig ist.