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Regelbare Vielzellen-Drehkolbenmaschine Die Erfindung betrifft eine
regelbare Vielzellen-Drehkolbenma,schine, die sowohl zur Kraft- als auch zur Arbeitsleistung,
z. B. als Verdichter, Vakuumpumpe, hydraulischer Motor, und insbesondere als Antriebs-
und Abtriebsglied eines stufenlos regelbaren hydraulischen Antriebsaggregates verwendbar
ist.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Ausführungen von Drehkolbenmaschinen,
die einen um eine feststehende Achse in einem hohlzylinderfönnigen Leitgehäuse unilaufenden,
mit radialen, gegen die Innenwandung des Leitgehäuses bewegbaren Flügelschiebern
versehenen Drehkolben aufweist und deren Leistungsregelung durch eine radiale, die
Exzentrizität des Drehkolbens verändernde Verstellung des Leitgehäuses erfolgt.
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Derartige Drehkolbenmaschinen sind in vielen Ausführungsforinen bekannt.
Dabei gibt es u. a. Ausführungen, bei denen die Flügelschieber paarweise einstückig
ausgeführt sind und in der Mitte eine senkrecht zu ihrer Längsmittelebene sich erstreckende
Schlitzführung besitzen, die einen feststehenden Führungsbolzen oder Ring umschließt.
Durch diese Ausbildung sind zwar die auf die Schieber wirkenden Fliefikräfte weitgehend
aufgehoben, jedoch ergibt sich dabei als Nachteil, daß die Innenwand des Leitgehäuses
entsprechend der Kurve, welche die Stirn-Räche der Schieber beschreiben, ausgedreht
sein muß. Da sich diese Kurve bei der durch die Regelung beivorgerufenen Verstellung
jeweils verändert, jedoch die Form des Hohlraumes vom Leitgehäuse unverändert bleibt,
treten im Betrieb große Dichtigkeitsverluste auf.
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Dagegen ist bei den mit Einzelschiebern versehenen Ausführungen bekannter
Drehkolbenmaschinen eine gute Abdichtung zwar möglich, jedoch erst bei einer bestimmten
Drehzahl, bei denen die Fhehkräfte ausreichend
groß siiid, zu erhalten.
Bei niedrigen Drehzahlen ist die Abdichtung und damit auch der erzielbare Druch:
gering, während bei hohen Drehzahlen der Anpreßdruck so groß wird, daß schädliche
Reibungen der Schieber an der Innenwandung des Leitgehäuses auftreten. Bei Verwendung
solcher Drehkolbenmaschinen als Antriebs- oder Abtriebsglied von hydraulischen,
stufenlos regelbaren Getrieben ist jedoch ein großer Regelbereich erwünscht, was
bedeutet, daß schon bei geringen Drehzahlen eine Förderwirkung erzielt werden muß.
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Die Erfindung bezweckt, derartige regelbare Drehkolbenmaschinen so,
weiterzubilden und zu verbessern, daß die Schieber unabhängig_ von der jeweiligen
Regelstellung und Drehzahl immer- dicht. gleitend mit möglichst geringer Reibung
die Innenwand des Leitzylinders bestreichen. Dabei sollen die Schieber zwangsläufig
so geführt werden,daß ihre Außenkanten eine genau kreiszylindrische- Hüllbahn bestreichen,
so daß es nicht mehr notwendig ist, das Leitgehäuse nach einer besonderen Kurvenform
auszudrehen.' Das Ziel der Erfindung -wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß
die im Drelikolben radial bewegbaren Flügelschieber einzeln an einen im Zentrum
des Leitgehäuses befestigten, an sich bekannten Führungsbolzen über zwangsläufige
Führungsmittel, insbesondere Bogenschlitzführungen, gekoppelt sind, deren Bogenkrümmung
so gewählt ist, daß in jeder Verstellage des Leitgehäuses eine genau kreiszylindrische
Hüllbahn von den Randkanten aller umlaufenden Flügelschieber beschrieben wird. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Bogenschlitzführungen,
mit denen die Flügelschieber an den Führungsbolzen gekoppelt sind, kreisbogenförmige
Führungsschlitze auf, deren Radius mit dein Abrundungsradius der Randkanten der
Flügelschieber einen gemeinsamen MittelpÜnkt besitzt, der bei größter Exzentrizität
des Leitgehäuses bzw. des Führungsbolzens als Schnittpunkt einer sowohl durch den
Mittelpunkt des Führungsbolzens als auch einer durch die Randkante eines horizontalen
Flügelschiebers verlaufenden Geraden mit der Mittellinie des Querschnittes dieses
Flügelschiebers zu ermitteln ist. Die zwischen den äußersten Endpunkten bemessene
Länge der Flügelschieber ergibt sich dabei als Differenz der Radien des Führungsbolzens
und des Leitgehäuseinnenraumes.
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Die Erfindung wird im nachfolgenden durch die Beschreibung der das
bevorzugte Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Fig. i zeigt einen senkrechten, teilweise entlang der Mittellinie
geführten Schnitt durch eine mit vier radialen Flügelschiebern ausgestattete erfindungsgemäße
Drehkolbenmaschine; Fig. ?, ist ein im wesentlichen durch die Mittelebene der Fig.
i geführter Querschnitt; Fig. 3 zeigt schematisch die erfindungsgemäße gegenseitige
Abhängigkeit der Bestimmungsgrößen der Schieber vom*Radius des Führungsbolzens und
dem Radius des Leitgehäuseinnenraumes.
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In dem Gehäuse i sowie in dem abnehinbar befestigten Gehäusedeckel
2 (Fig. 2) ist der Drehkolben 4 mittels einer Achsscheibe 4" und seiner Flanschscheibe
4b gelagert. Das Gehäuse i ist seitlich mit den Gehäusedeckeln 3 abgeschlossen,
welche mit Flanschanschlüssen 3a für die Saug- und Druckleitung versehen sind.
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Zwischen den beiden Deckeln 3 ist das Leitgehäuse
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vertikal verschiebbar angeordnet. Der zentrisch in der zylindrischen Bohrung
5 a des Leitgehäuses angeordnete Führungsbolzen 7 ist durch den Bügel
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am Leitgehäuse 5 befestigt. Die radial im Drehkolben 4 angeordneten
bewegbaren Flügelschieber 8
sind einzeln mit plattenförmigen Bogenschlitzführungen
811 an den Führungsbolzen 7 gekoppelt und umgreifen diesen mit ihren Führungsschlitzen
8b, Die Führungsschlitze 81 sind kreisbogenförnüg ausgebildet. Um zu erreichen,
daß bei jeder Verstellage des Leitgehäuses 5 die Randkanten 8c aller Flügelschieber
eine genau kreiszylinderförmige Hüllbahn beschreiben, muß zwischen dem Radius des
Führungsbolzens 7, dem Radius der an ihn anliegenden Innenkante des Führungsschlitzes
81 und dem Radius der Außenkante 8c der Schieber 8 die gegenseitige
Beziehung bestehen, die in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Diese Beziehung
läßt sich so ausdrücken, daß der Radius r des Leitgehäuses sich als Summe der Radien
r, des Führungsbolzens, r, der an den Führungsbolzen anliegenden Innenkante des
Führungsschlitzes und r. der Außenkante des Schiebers ergibt. Die Radien 72 und
r, besitzen, wie Fig. 3 zeigt, einen gemeinsamen Mittelpunkt Z, der bei größter
Exzentrizität c des Führungsbolzens 7 als Schnittpunkt einer sowohl
durch den Mittelpunkt des Führungsbolzens als auch einer durch die Randkante 8c
eines horizontalen Flügelschiebers verlaufenden Geraden i mit der Mittellinie des
Querschnittes 5 dieses Flügelschiebers zu ermitteln ist.
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Der Führungsbolzen 7 nimmt infolge der ihn umgreifenden Führungsschliee
8b der Bogenschlitzführungen 8a die Fliehkräfte der Schieber 8 auf,
so daß keine schädlichen Reibungen zwischen dem Leitgehäuse 5 und den Schieberkanten
8c entstehen können. Das Leitgehäuse 5 besitzt Öffnungen 5', in welche
das Treib- oder Fördermittel von den Öffnungen 3a ein- oder ausströmen kann. Die
Verstellung des Leitgehäuses 5 erfolgt durch die Schubstange 9,
Diese
kann in beliebiger Weise betätigt werden, zum Beispiel durch Gewindespindel, Hebel
oder Zahnräder.