DE970562C - Schmier- oder Entlastungsvorrichtung fuer das Kugelgestaenge hydraulischer Getriebe - Google Patents

Description

• Schri3.ier- oder Entlastungsvorrichtung für das Kugelgestänge hydraulischer Getriebe Bei hydraulischen Getrieben der Axialkolbenbaurart werden die Kolben mit der Triebscheibe oder dem Triebring in der Regel durch Pleuelstangen verbunden, welche ein oder zwei Kugelzapfen erhalten, da bei dieser Getriebebauart meist eine räumliche Beweglichkeit dieser Gelenke erforderlich ist. Diese Kugelzapfenflächen sind dabei in Anbetracht der hohen Drücke, mit welchen man zu arbeiten pflegt, hoalibelastet, ,so daß es beispielsweise allgemein üblich ist, Drucköl aus der Hoehdruckseite des Getriebes diesen Kugelzapfen zuzuführen etwa dadurch, daß man die Pleuelstange hohl bohrt und auch die Kolbenstirnwand mit einer entsprechenden Bohrung versieht.
• Es ist auch bekanntgeworden, zur Verbesserung der Schmierung das Drucköl in der Weise zuzuführen, daß es besonders auch dann zur An-Lüftung und Einschmierung der kugeligen Gleitflächen zur Verfügung steht, wenn der Kolben nicht oder nur wenig durch Flüssigkeitsdruck belastet wird, also wenn er sich gerade auf der Saugseite des Getriebes befindet.
• Bei dieser soggenannten Vorei.nachmierung der Kugelzapfen ergibt sich jedoch der Übelstand, daß der Öldruck, wenn er sich über genügend große Flächen der Kugelzapfen ausbreitet, die noch etwa vorhandenen Kolbendruckkräfte, welche auf diesen Flächen lasten, überwindet, so daß der Kraftschifuß zwischen den Kugeln und den für die Hauptdruckrichtung bestimmten Kugelschalen aufgehoben und überwunden wird und die Kugel unter unzulässig hoher Kraftentwicklung auf die Rückzugschalen aufgepreßt wird. Mit einer derartigen oder anders gebauten, an sich genügend wirksamen Druckschmierung der Kugeln und Kugelschalen läßt sich daher sehr wohl eine Beseitigung des Verschleißes auf den Hauptschalen, welche für die Hauptdruckrichtung des Kolbens bestimmt sind, erzielen,. aber es besteht die Gefahr, daß die Rückzugsehalen und die entsprechenden Rückzugflächen an den Kugeln in unerträglicher Weise beansprucht werden.
• Erfindungsgemäß läßt sich diese Schwierigkeit der bekannten, an sich genügend wirksamen Druckölentlastung dadurch beseitigen, däß in den Leitungen, die der Druckölzufuhr dienen, beweg= liehe Drosselvorrichtungen mit in einer Bohrung längsbeweglichen Drosselkörpern vorgesehen sind, die durch den Öldruck betätigt werden. Zwar haben auch schon Bohrungen, welche in den Pleuelstangen vorgesehen sind, eine gewisse drosselnde Wirkung. Wollte man jedoch hiermit eine für einen erträglichen Ölverbrauch bemessene Drosselung erzielen, etwa, indem man diese Bohrung sehr fein ausführte, so würde sich die grundsätzliche Schwierigkeit ergeben, daß diese sich sehr leicht durch Fremdkörper verlegen würden. Auch sind derartige Feinbohrungen nur sehr schwierig herzustellen. Daher läßt sich gemäß der vorliegenden Erfindung eine für Hochdruck wirksame Drosselung nur in der Form eines längsbeweglichen Drosselkörpers, welcher durch den Öldruck und seine Pulsation hin- und herbewegt wird, 'und damit eine Verstopfung verhindert, erzielen.
• Die Abb. z und 2 stellen eine bekannte Ausführungsform eines Getriebes in zwei senkrecht zueinander liegenden Schnittebenen dar, bei weldhen die erfindungsgemäße Schmiereinrichtung in verschiedenartiger Weise dargestellt ist. Die sonstigen baulichen Einzelheiten des dargestellten hyd-raulischen Getriebeteils, wie z. B. die Regelbarkeit durch schwenkbare Zylinderanordnung, sind für die Erfindung unwesentlich. Wesentlich ist vielmehr die Art .der Schmieröl- bzw. D.ruckölzuführung zu den Kugelgleitflächen der Pleuelstangen über besondere Drosselstellen. In Abb. r ist beispielsweise die Kolbenstirnfiäche gebohrt, in die Bohrung ist noch ein Rückschlagventil Rh eingesetzt, welches den Ölzufluß nur in der Abwärtsrichtung gestattet. Von hier tritt das Drucköl zunächst in bekannter Weise zu der kleinen Kugelschale K im Kolben, sodann durch die Längsbohrung der Pleuelstange zu den Hauptkugelschalen in der Triebwelle T. Von hier wird das Drucköl in den Ringkanal R geleitet, dessen Einzelheiten noch näher in der Abb. 3 ersichtlich sind. Wesentlich für die Erfindung ist dabei die Einschaltung eines Drosselstiftes D in die schräg liegend gezeichnete Bohrung der Hauptkugelschale (vgl. die Abb. 2 und $).
• Die Wirkungsweise dieser erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgende: Zunächst wird unter Vermittlung des Ringkanals R ' die bekannte Voreinschmierung der Kugeln bewirkt, -die zu@ einer Anlüftung insbesondere auch der Hauptkugeln bei ganz oder teilweise belasteten Kalben durch das über den Ringkanal entnommene Drucköl führt. Um jedoch bei dieser bekannten Einrichtung eine zu weitgehende Anlüftung und damit eine Zerstörung der Rückzugschalen und Rückzugflächen zu vermeiden, ist der obenerwähnte Drosselstift D eingeschaltet,. welcher dafür sorgt, daß das die Entlastung oder Anhebung der Kugelgleitflächen vornehmende Drucköl nur in beschränkten Mengen in die Kugelschalen eintreten kann, damit eben nur gerade ein dünner Ölfilm zwangläufig gebildet wird, eine unnötig weite, zu unnötigen Druckölverlusten -und auch zu einer Zerstörung der Rückzugschaalen Anlaß gebende Anlüftung der Kugeln jedoch vermieden wird.
• Die Wirkung dieser gedrosselten Schmierölzufu'hr geht dabei über die ähnlichen Einrichtungen bei zylindrischen Zapfen hinaus. Bei einem zylindrischen Zapfen wird nämlich in dem Augenblick, in welchem der Zapfen seine Lagergleitfläche verläßt, ein zumindest nach der Längsrichtung des Lagers sich unbeschränkt weit öffnender Austrittsspalt für das Drucköl geschaffen, so daß hier eine übermäßig weite Anhebung des Zapfens nicht eintreten kann, auch wenn gar keine oder nur eine schwach wirkende Drosselung in der Druckölzufuhr eingebaut ist, Bei Kugelzapfen hat jedoch bisher eine derartige Druckölentlastung meist eine viel zu weitgehende Anlüftung des Kugelzapfens bewirkt, weil beim Anheben des belasteten Kugelzapfens sich nur ein Ringspalt eröffnet, welcher der in der Nähe des Kugeläquators zu messenden Durchmesserdifferenz von Kugel und Kugelschale entspricht. Bei reichlicher Anlüftung des Kugelzapfens breitet sich daher der Öldruck beinahe über die ganze Halbkugelfläche aus, da dann eine Drosselung in der Hauptsache an den Kanten der Kugelschale in ,der Nachbarschaft des Kuäeläquators in Erscheinung tritt. Kugelzapfen mit Druckölentlastung befinden sich daher, wenn nicht die erfindungsgemäße, scharf wirkende Drosselung eingebaut wird, in einem labilen Gleichgewicht. Wennman daher nicht notgedrungen die Höhe des entlastenden Öldruckes so klein wählt, daß er zur Anhebung der Kugeln nicht ausreicht und damit auf die zwangläufige Ölfilrnbildung überhaupt verzichtet wird, wird beider Einführung des Drucköls der Kugelzapfen, wenn er sich überhaupt etwas anlüftet, gleich um sehr große Beträge angelüftet, da sich der Öldruck mit wachsender Anhebung .der Kugel auf immer größere Flächenbeträge derselben, im Grenzfalle bei genügend weitgehender Anhebung beinahe über die volle Halbkugel, ausbreitet. Es .ist daher bei einem Kugelzapfen mit Druckölentlastung bekannter Art nicht möglich, eine Stabilisierung des Kugelzapfens in der Kugelschale in einem geringen Abstand etwa entsprechend der gewünschten Ölfilmstärke zu erreichen. Bei der erfindungsgemäßen Einfügung einer scharf wirkenden Drosselstelle. in die Druckölzufuhr, welche die 0ldruckauslieferung an die Kugelschale auf bestimmte Beträge beschränkt, ist dagegen sehr wohl eine stabile Gleichgewichtslage möglich, wozu es beispielsweise nur nötig ist, die Größe dieser Drosselöffnungen bzw. ihre Drosselwirkung so zu gestalten, daß sie die Drosselwirkung an dem Äquator der etwas angelüfteten Kugel übersteigt. In diesem Falle kann ein unzulässiges Anheben der Kugel offenbar niemals eintreten.
• Die Abb. 5 sowie 7 bis io zeigen dabei weitere Einzelheiten für die Ausbildung des Drosselstiftes, die zweckentsprechend sind, um eine genügend kräftig wirkende Drosselung ohne Gefahr der Verstopfung durch die im C51 meist enthaltenen Fremdkörper zu erreichen. In Abb.5 ist beispielsweise der Drosselstift so eingerichtet, daß er etwas längs beweglich ist. Bei der Umdrehung des Triebflansches wird offenbar die Ölströmungsrichtung in dem Drosselstift in Abb.5 auf- oder abwärts verlaufen, je nachdem der betreffende Kolben gerade auf der Saugseite des Getriebes sich aufhält und dementsprechend von dem anderen Kolben durch den Rinzkanal Drucköl bezieht, oder aber umgekehrt, wenn er .sich gerade an der Druckseite `befindet. Hierdurch wird der kürzer als die dazugehörige Bohrung ausgeführte Drosselstift dauernd hin und her geschleudert und hiermit ein Ansetzen kleiner Fremdkörper verhindert.
• Dabei kann der nötige Oldurchlaß entweder dadurch bewerkstelligt werden, daß der Drosselstift D in Fig. 5 entsprechend kleiner im Durchmesser als die dazugehörige Bohrung ausgeführt wird (vgl. Abb. io), oder aber man versieht ihn nach Abb. 7 bis 9 mit einer oder mehreren Abflachungen oder Nuten. Durch die letzteren Ausführungen wird bei gleichem Gesamtdrosselquerschnitt eine größere Lichtweite des Drosselkanals als bei einem runden, lose eingepaßten Drosselstift gleicher Drosselwirkung erzielt, wodurch die Gefahr der Verlegung des Drosselkanals durch Fremdkörper verringert wird.
• Die Hinundherbewegung des Drosselstiftes kann im übrigen bei großen Betriebsdrücken zu heftig werden und zu einer Beschädigung des Drosselstiftes führen. Erfindungsgemäß wird daher in der in Abb. 5 beispielsweise dargestellten Ausführung der Drosselstift mit einer Öldämpfung versehen, etwa dadurch, daß sein Ende ein Stück in eine Sackbohrung hineinreicht, aus welcher Öl an dem Drosselstift vorüberströmend ein- und austreten muß, wenn sich der Stift bewegen soll. Hierdurch läßt sich unibeschadet einer genügenden Längsbeweglichkeit des Drosselstiftes eine Zerstörung des Stiftes durch zu heftige Längsbewegungen vermeiden.
• Das in dieser oder ähnlicher- Weise gedrosselte Drucköl, welches in der Hauptsache zu der Aniüftung und Einschmierung der Hauptkugelschalen dient, kann daneben auch noch zur Schmierung bzw. Entlastung der Rückzugschalen dienen. Abb. 3 stellt einen Schnitt durch den Triebflansch in der Ebene des Ringkanals R dar, während Abb. q. einen solchen Schnitt in der Ebene der Kugelmitte darstellt. Abb.5 stellt einen Schnitt parallel zur Kolbenachse dar, während Abb.6 einen Schnitt senkrecht zur Kolbenachse durch den Kugelmittelpunkt darstellt. Zum Zwecke der Schmierung bzw. Entlastung der Rückzugschalen ist beispielsweise gemäß Abb. q., 5 und 6 ein zweites Ringkanalsystem S in der Nähe der Äquatoriale -bene der Hauptkugeln angelegt. Durch dieses wird das von den Hauptkugelschalen abströmende, zunächst für diese benutzte Drucköl unter einem gewissen Restdruck gesammelt und neuerdings für die Einschmierung bzw. Entlastung der Rückzugschalen benutzt. Es ist dabei nicht durchaus nötig, hier wieder Vorkehrungen für eine weitere Drosselung des Druckölstromes zu treffen, da die vorher liegenden Drosselvorrichtungen schon für eine genügende Beschränkung des hier zur Verfügung stehenden Druckölstromes sorgen, so daß etwa in der in Abb. q. bis 6 .dargestellten Weise der durch die Drosselstifte D dosierte Druckölstrom außer zur Schmierung und Entlastung der Hauptkugelschalen noch zur Schmierung oder vollständigen oder teilweisen Entlastung der Rückzugschalen dienen kann.
• Der für die Kugelschalen zur Verfügung stehende Druckölstrom kann immerhin ohne Beeinträchtigung seiner Wirksamkeit so reichlich gewählt werden, daß er auch noch für andere Zwecke mitbenutzt werden kann, z. B. zur Schmierung eines Gleitspurlagers in Abb. i, das aus einem rotierenden Spurring RS, einem festen Spurring FS besteht, wobei eine Aussparung A .in der kugeligen Auflagerung KU des letzteren auch noch für eine reibungsfreie Beweglichkeit dieser Kugel sorgt.
• Umgekehrt kann auch in der in A'bb. a dargestellten Weise eine entsprechend reichliche Druckölzuführung zu einem Spurlager ähnlicher Art etwa mit Hilfe eines Rohres L und der dargestellten Kanäle dazu 'benutzt werden, um den Ringkanal R im Triebflansch unter genügendem Drück zu halten, und aus diesem in der in A@b@b. 3 ersichtlichen Weise über die Drosselstifte D die gedrosselte Druckschmierung der Kugeln in. erfindungsgemäßer Art zu bewirken. Es isst daher für die Erfindung unwesentlich, ob nun das erforderlic'he Drucköl durch die sonst üblichen Durchbohrungen der Kolbenstirnwand oder auf anderem Wege beschafft wird. Wesentlich ist dagegen die Drosselung des Drucköls, welches zu der Entlastung,bzw. D@ruckeirnschmi-erung der Kugelflächen dient zu dem Zwecke, eine zwangläufige Bildung eines dünnen Ölfilms zu erzielen unter Vermeidung einer zu weitgehenden instahilen Anhebung der Kugelschalen, wie sie nach der oben gebrachten Erklärung tatsächlich drei allen Kugelzapfen mit wirklich, wirksamer Druckölentlastung auftritt, wenn man nicht in erfindungsgemäßer Weise die Druckölzufuhr mit einer scharf wirkenden Drosselvorrichtung ausrüstet bzw. in sonst bekannter Weise dafür sorgt, d.aß die Druckölentnahme jeder einzelnen zu entlastenden Kugel auf bestimmte Mengen beschränkt wird.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schmier- oder Entlastungsvorrichtung für das Kugelgestänge hydraulischer Getriebe, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen, die der Druckölzufuhr dienen, bewegliche Drosselvorrichtungen mit in einer Bohrung Iängsbewegliehen Drosselkörpern vorgesehen sind, die durch den Öldruck betätigt werden.
2. 2. Schmier- oder Entlastungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafi in den einzelnen Kolben in an sich bekannter Weise ein Rückschlagventil vorgesehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Dämpfung der Längsbewegung des Drosselkörpers, z. B. eines Drosselstiftes.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 3 mit Drosselstift, dadurch gekennzeichnet, daB dieser mit Abflachungen oder Nuten versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1 840 ä74.