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Axialkolbenmaschine Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung
zwischen .den Kolben und dem Triebflansch von Axialkolbenmaschinen, welche zusätzliche
Mittel zur Verdrehungssicherung überflüssig macht.
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Der Aufbau dieser Maschinen ist üblicherweise derart, daß meinem Zylinderblock
auf einem Teilkreis eine Mehrzahl von. Zylindern mit parallelen Achsen .angeordnet
ist, in welchen Kolben gleiten, -die mit einem zur Zylinderblo-ckhauptachse geneigten
oder verschwenkbaren Triebflansch in Gelenkverbindung stehen. Die Maschinen können
als Pumpen oder Motoren arbeiten, ebenso wie es belanglos ist, ob sich der Zylinderblock
samt den Kolben und dem Triebflansch dreht oder ob .der Zylinderblock stillsteht
und der Triebflansch lediglich eine taumelnde Bewegung ausführt.
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Die Verbindung zwischen den Kolben und dem Triebflansch wird bei diesen
Maschinen üblicherweise mit Hilfe von Kolbenstangen vorgenommen, die an beiden Enden
mit Kugelköpfen versehen sind, welche in entsprechenden Kugelschären im Kolben bzw.
im Triebflansch gelagert sind. Auch sind Ausführungen bekannt, wo ein Ende der Kolbenstange
als Kugelschale ;ausgebildet ist und der Kugelkopf auf einem weiteren, seinerseits
mit dem Triebflansch in Verbindung stehenden Teil aufliegt. Es ist auch eine Ausführung
bekannt, bei der die beiden Kugelgelenke durch Zapfengelenke hersetzt sind und die
Verbindung mit dem Triebflansch mittels eines im letzteren drehbar gelagerten weiterem.
Gelenkteiles hergestellt ist. Die Kolbenstangen können bei entsprechend verlängerter
Ausführung der Kolben auch zu sog. Gleitschuhen verkürzt werden, wobei diese dann
die Gestalt einer Halbkugel annehmen, deren kugelig Stützfläche in einer pfannenartigen
Fläche des Kolbens aufliegt. Diese Ausführungsform
wird insbesondere
dann gewählt, wenn bei stillstehenden Zylindern sich die Taumelscheibe dreht. Bei
einer solchen Anordnung ist auch eine Ausführung bekannt, bei welcher zwischen dem
Gleitschuh und dem Kolben noch eine Kolbenstange eingefügt ist. Hierbei ist das
mit dem Gleitschuh in Verbindung stehende Kolbenstangenteil mit einer Kugelschale
versehen.
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Bei allen diesen Verbindungen, wo eine Kolbenstange mittels eines
Gelenkes einerseits mit dem Kolben und andererseits mit dem Triebflansch oder einem
weiteren, mit diesem in Verbindung stehenden Teil in Verbindung steht, ist es erforderlich,
zur Verdrehungssicherung zwischen dem Zylinderblock und dem Triebflansch besondere
Mittel anzuordnen, wie sie beispielsweise in Gestalt von Kardangelenken, Zahnrädern
oder Lenk-rn bekannt sind. Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß einfache Kardangelenke
bei der 'Cbertragung von Drehbewegungen ungleichen Winkelgeschuindigkeiten unterworfen
sind und deshalb, wie bekannt, nur eine doppelte Anordnung dieser Gelenke dem vorliegenden
Zweck einwandfrei dienen katm. Zahnradverbindungen schließen eine beliebige Schwenkbarkeit
aus, während Lenker in der Wirkung einfachen Kardangelenken gleich zu setzen sind.
Es ist zwar auch eine Ausführung mit ausgeglichenen Lenkern bekannt, jedoch ist
diese für viele Ausführungen infolge ihrer Kompliziertheit nicht anwendbar.
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Wenn nun die Aufgab. gestellt wird, mit möglichst wenigen, z. B. nur
drei oder vier, nahe zusammenstehenden Zylindern AYia1-kolbenmaschinen mit umlaufenden
und zugleich gegeneinander verschwenkbaren Zylinderblöcken und Triebflanschen oder
solche reit stillstehenden Zylinderblöcken und taumelnden, an der Drehung verhinderten
Triebflanschen. zu bauen, wobei in beiden Fällen gleichartige Verbindungsglieder
verwendet werden sollen, so stellt sich heraus, daß die Aufgabe mit den vorerwähnten
Mitteln nicht gelöst werden kann.
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Es ist zwar noch eine Verbindung ,des Triebflansches mit den Kolben
bekannt, bei welcher der Triebflansch mit Zapfen versehen ist, welche mit den Kolben
durch ein darin und auf den Zapfen verschiebbares Gelenkkreuz verbunden sind. Diese
Ausführung scheidet jedoch deshalb aus, weil bei ihr so viele Kräfte ungebunden
sind, daß sich dies. in zu großem Ausmaß schädlich auf die Kolben und ihre Führung
sowie auf die Zapfen und das Gelenkkreuz verklemmend auswirken müssen.
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Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß man die gestellte
Aufgabe befriedigend lösen kann, wenn ein Verbindungsglied verwendet wird, das auf
der einen Seite mittels eines Kugeigelenkes und auf der anderen Seite mittels eines
Zapfengelenkes verbunden wird und dabei gleichzeitig zwei Forderungen,erfüllt, nämlich
die, daß die Kugelgelenke in die Schwenkebene verlegt und die Zapfengelenke auf
einer ta-ngential zum Teilkreis des Zylinderblockes oder des Triebflansches liegenden
Achsenlime so geführt sind, daß das Verbindun,gsgli£d nebst einer Schiebebewegung
in Richtung der Längsachse des Zapfens lediglich eine Drehung um die Längsachse
des letzteren ausführen kann. Indem also erfindungsgemäß das zweite Kugelgelenk
der bisherigen Verbindungsglieder durch eine Achsenlagerung mit verhältnismäßig
geringer Verschiebungsfreiheit in der Achsrichtung ersetzt wird, behält man einerseits
die erforderliche Bewegungsfreiheit und erreicht andererseits gleichzeitig, daß
die Verbindungsglieder eine Drehung zwischen Triebflansch und Zylinderblock verhindern.
Hierbei sind zwei Ausführungen möglich: Entweder liegt das Kugelgelenk des Verbindungsglied.
s im Kolben und seine Befestigungsachse im Triebflansch oder das Kugelgelenk des
Verbindungsgliedes liegt im Triebflansch und seine Befestigungsachse im Kolben.
Im letzteren Falle ist es !erforderlich, Mittel vorzusehen , die ein Drehen des
Kolbens im Zylinder verhüten.
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Die Erfindung wird im nachfolgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise
erläutert.
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Fg. i zeigt schematisch in teilweisem Schnitt eine Gruppe von vier
Zylindern c mit Kolben d, Verbindungsgli,ede@rn f und einem aus zwei Teilen bestehenden
Triebflansche und e1, wobei der vierte Zylinder mit Kolben als hinter dem mittleren
gezeichneten Zylinder und Kolben befindlich anzusehen ist. Die Verbindungsglieder
f bestehen aus einer Kugel, einem Achszapfen und einer verbindcndei Stange, die
zum Achszapfen senkrecht steht. In dem Triebflansch:. mit dem Deckelel sind Führungen
angebracht, in welchen die Achszapfen der VerbindungsgIieder f längs verschiebbar
und drehbar gelagert sind. Damit ist letzteren die Möglichkeit gegeben. sich allen
Lageveränderungen des Triebflansches. oder der Kolben,d anzupassen. Natürlich kann
der Achszapfen von der Stange getrennt sein. In diesem Falle wäre die Stange mit
einer Bohrung zu versehen. Der Triebflansche ist in dem Antri@ebsteill gelagert,
welcher seinerseits wieder in einem gegenüber der Zylindergruppe nicht verdrehbaren
Führungsteil drehbar gelagert ist. Die Achsenmittellinien dos Führungsteiles und
des Triebflansches schneiden sich meinem Winkel im Mittelpunkt der Ebene, welche
durch die Mittelpunkte der
Kugelgelenke der Verbindungsglieder f
verläuft und welche als Schwenkebene bezeichnet wird. Bei einer Drehung des Antriebsteiles
l um seine Achse vollführt der Triebflansche eine taumelnde Bewegung um den besagten
Punkt im Mittelpunkt der Schwenkebene. Es ist natürlich auch möglich, den Antriebsteill
festzuhalten und die Zylindergruppe anzutreiben, was gleicherweise die Tätigkeit
der Kolben bewirkt.
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Fig.2 zeigt die einzeln ,gezeichneten und miteinander verschraubbanen
Hälften des Triebflansches e und ei, wobei die Lage der Führungen für die Verbindungsglieder
f deutlich sichtbar ist. Diese Lage @ermöglicht letzteren, Verdrehungsbeanspruchungen
Widerstand entgegenzusetzen und so die Mitnahme zu bewirken.
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In der Fig.3 ist gezeigt, wie das Verbindungsglied/ auf einfache Art
mittels zweier Einsatzstücke h und lil, die zusammen eine den Kugelkopf des Verbindungsgliedes
f umfassende Kugelpfanne bilden, .durch gemeinsames Einschieben in die Kolbenhülse
d mit nachfolgender Sicherung aller Teile gegeneinander mit dem Kolben formschlüssig
verbunden werden kann. Die Zeichnung zeigt die Hülse d nur halb aufgeschoben.
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Fg. q. zeigt schematisch und in teilweisem Schnitt eine Gruppe von
vier Zylindern e mit Kolben d und Verbindungsgliedern f sowie den
Triebflansche, wobei der vierte Zylinder, stein Kolben und Verbindungsglied als
hinter den in der Mitte gezeichneten Teilen sich befindend anzunehmen sind. Bei
diesem Bleispiel ist @ersichtlich, daß die Verbindungsglieder finit ihrem Kugelkopf
in dem Triebflansche und mittels .eines getrennten Achszapfens g mit dem Kolben
d verbunden sind. Die Verbindungsglieder f :dieser Ausführung sind anstatt mit Achszapfen
wie biet Fig. i mit Achsenführungen versehen, die wie die Schenkel Beines
U an der Stange des Veir-. bindungsgliedes beiderseits in seiner Verlängerung
angeorrdnet und mit Bohrungen für einfein aufzunehmienden Achszapfen g versehen
sind. Dabei kann der Achszapfen g im Kolben .,d oder im Verbindungsglied f befestigt
sehn. Die Kolben d sind mit Nuten dl versehern, in welche Zapfen d2 reingreifen,
welche in -den Zylindern c eingeschraubt sind, womit eine biestimmte Lage der Achszapfen
g gegenüber der allen Zylindemn c gemeinsamen Mittellinie erhalten wird. Die Mittellinien
der Achszapfen g berühren stets die Schnittpunkte der Teilkreise der Zylinder c
mit denen Mittellinien. An Stelle ieiner Nut im Kolbien d kann eine solche auch
im Zylinder c oder ' ,einem anderen mit letzterem in gleicher Lage bleibenden Teil
angeordnet sein, wobei dann der Zapfen@d2 oder der diesen ersetzende Teil. am Kolben
d oder einem sich mit diesem bewegendm. Teil. angeordnet ist. Für die Lagerung der
Kugelköpfe der Verbindungsglieder/ in dem Triebflansche sind bei jeder Lagerstelle
zusammengesetzte Hälften bildende Einsatzstücke h und hl verwendet, welche außen
eine konische Fläche und daran anschließend ein halbes Gewinde und auf der ümenen
Seite Kugelschalenhälften bildende Flächen besitzen, welche mittels einer Schraubenmutter
k im Triebflansche gehalten werden können.
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Die Fig. 5 zeigt in Einzeldarstellung leinen Kolben d, einen Achszapfen
g, ein Verbindungsglied f, zwei Einsatzstücke h und hl und eine zugehörige Schraubenmutter
h der Art, wie sie beim Gegenstand der Fig. 5 verwendet werden.