DEK0022011MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 24. April 1954 BekanntgemacHt am 19. April 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschieber für Kraft- und Arbeitsmaschinen mit in einem Ringkanal umlaufenden Kolben, der den Ringkanal periodisch in zwei Zonen, verschiedenein Druckes teilt, mit Zu- bzw. Auslaßöffnungen.'für das Betriebsmittel: versehen ist und ein mitumlaufendes Steuerorgan für die Veränderung dieser öffnungen trägt.

Das Steuerorgan kann dabei die Form einer ίο Kreisplatte haben, die mit einer Bogeinöffnung versehen und mit dieser gegenüber einer Bogenöffnung einer kreisförmigen Grundplatte des Dreh-. Schiebers verstellbar ist, um einen, mehr oder weniger großen Durchtrittsquerschnitt für das Betriebsmittel durch die beiden Bogenöffnungön zu bilden.

Bei bekannten Maschinen, dieser Art erfolgt die gegenseitige Verstellung der beiden Bogenöffnungen im Stillstand der Maschine von Hand, sie bleibt während des Maschinenlaufes unverändert ao bestehen. Um die Maschine nicht bei jedesmaliger Verstellung des Steuerorgans stillsetzen zu müs^· sen, ist gemäß der Erfindung die Verstellung des Steuerorgans selbsttätig im Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine oder* willkürlich durch ortsfeste, mittels Übertragungsgetriebe mit. dem Steuerorgan verbundene Steuermittel während des Betriebes durchführbar.

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Die Verstellung des Steuerorgans erfolgt insbesondere durch mit dem Drehschieber umlaufende und an diesem oder dem Steuerorgan, gelagerte Fliehgewichte, deren entgegen der Federwirkung erfolgende Fliehbewegung das Steuerorgan gegenüber dem Drehschieber verstellt. Die Spannung der der Fliehkraft entgegenwirkenden, Feder ist regelbar.

Außer durch die Fliehkraft kann das Steuerorgan, auch durch Einwirkung des jeweiligen Druckes, den das Betriebsmittel an einer oder mehr als einer Stelle seines Durchganges durch die Maschine hat, bewirkt oder unterstützt werden..

Besondere; Vorkehrungen sind getroffen, um die Maschine aus jeder beliebigen Dnehstellung heraus anlaufen lassen zu können.

Neben der durch das Steuerorgan, gesteuerten Öffnung des Drehschiebers für Einlaß bzw. Auslaß des Betriebsmittels in den bzw. aus dem Ringao kanal können weitere Öffnungen! oder Durchlässe am Drehschieber vorgesehen, werden, welche unmittelbar das Ein,- bzw. Ausströmen des Betriebsmittels aus dem Ringkanal regeln.

Weitere Erfindüngsmerkmale ergeben, sich aus der nachfolgenden. Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. In. der Zeichnung zeigt Fig. ι einen durch die Achse des Drehschiebers gehenden Schnitt der Steuerungsvorrichtung, Fig. 2 eine dazugehörige Teilaosicht des Dreh-Schiebers von oben,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Drehschiebers mit einer zusätzlichen Durchtrittsöffnung,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch den Drehschie^· ber in Verbindung mit einer Ventilsteuerung für den, Zutritt des Betriebsmittels,

Fig. 5 und 6 schematische, Darstellungen, einer durch den Drehschieber gesteuerten Auslaß- bzw. Einlaßöffnung für das Betriebsmittel in zwei verschiedenen Drehstellungen, des Drehschiebers,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig· 6,

Fig. 8 und 9 je eine entsprechende Darstellung, bei welcher die Umfangswandung des Drehschiebers hohl gehalten, ist,

Fig. 10 einen Mittelschnitt einer Vorrichtung zur Verstellung des Steuerorgans von Hand.

In dem Ringraum 1 (Fig. 1) der Maschine bewegt sich der in diesem durch Labyrinthdichtungen abgedichtete, von, einem Läufer 2 getragene Kolben! 3 in Richtung des Pfeiles 4. Quer durch den. Ringraum 1 tritt an einer Stelle die zylindrische Umfangswandung 5 eines Drehs chi ebe rs 6, der an seinem oberen Ende fliegend im Gehäuse 7 gelagert .55 ist. Nicht dargestellte Verzahnungen verbinden, die Achse 8 des Läufers 2 mit dem Drehschieber 6, so daß er sich zum Läufer 2 und Kolben 3 mit gleicher oder verschiedener Winkelgeschwindigkeit dreht. Die Umfangswandung S weist an einer oder mehreren Stellen eine Durchgangsöffnung 5' auf, durch welche der oder die Kolben 3 im gegebenen Zeitpunkt hindurchtretein können.. Vor und nach dem Durchgang eines Kolbens schließt die Umfangswandung 5 des Drehschiebers den Ringraum ab und teilt ihn in, bekannter Weise zusammen mit dem Kolben, in zwei Zonen verschiedenen. Druckes. . Die Regelung des Ein- oder Austritts des Be-. triebsmittels in oder aus dem Ringkanal 1 erfolgt durch Öffnungen 9 der kreisförmigen Grundplatte 10 des Drehschiebeirs, von welcher die Umfangswandung 5 getragen wird. In die Öffnung 9 gelangt das Betriebsmittel über eine Leitung 11 des Abschlußkopfes 12 des Drehschiebers, welcher mit der Umfangswandung 5 und Grundplatte 10 umläuft.

Die Öffnung 9 des Drehschiebers kann nun mehr oder weniger durch ein Steuerorgan 13 abgeschlossen werdien, das im wesentlichen; aus einer kreisförmigen Scheibe besteht, welche mittels Kugellager drehbar um die Achse des Drehschiebers (Bolzen 14) gelagert iist und durch ,eine Öffnung^! 15 mat der öffnung 9 des Drehschiebers zusammenarbeitet.

Fig. 2 zeigt: die bogenförmig gehaltene Öffnung 9 der Grundplatte 10 und die ebenfalls bogenförmige Öffnung 15 des Steuerorgans 13.

Durch, Relativverstellung des Steuerorgans 13 zur Grundplatte 10 wird der freie Durchgangs-querschnitt 16 (Fig. 2) für das Betriebsmittel geändert. Diese Änderung des Durchgangsquerschnittes soll während dbr Drehung des Drehschiebers, durchgeführt werden, können,. Sie kann auf verschiedene Weise erfolgen, und zwar durch die Fliehkraft wirkung eines mit dem Drehschieber umlaufenden, Gewichtes in Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine, durch Einwirkung der Druckzustände des durchlaufenden Betriebsmittels bzw. von Drucköl oder von. Hand oder selbständig mittels hydraulischer oder mechanischer Verbindungsmittel. '

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist^: ein Fliehgewicht 17 etwa radial verschiebbar an dem Drehschieber angeordnet. Es steht durch eine mit ihm verbundene Zahnstange 18 mit einem mit dem Steuerorgan 13 verbundenen Zahnrad. 19 stan,-; dig im Eingriff. Bei Drehung des Drehschiebers wird das Steuerorgan 13 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit über das Zahnrad. 19 und die Zahnstange 18 mitgenommen. Dabei behält der Durchgangsquerschnitt 16 seine Größe bei. Verändert sich die Winkelgeschwindigkeit des Drehschiebers, so verschiebt sich das Fliehgewicht 17 in seiner Führung 20. Dies hat zur Folge, daß sich d!as Steuerorgan 13 gegenüber der Grundplatte 10 verdreht.

Es können beliebig viele Fliehgewichte 17 mit^: ihrem Zubehör vorgesehen sein. : ^]

Auf das Fliehgewicht 17 wirkt eine Spiralfeder 21 ein, die mit ihrem äußeren. Ende an dem als Federhaus ausgebildeten,Steuerorgani3, mit ihrem^: inneren Ende an eine mittlere Hülse: 22 über einen¹ Stift 23 angeschlossen ist. Die Hülse 22 ist mit^: dem Bolzen 14 undrehbar, aber axial verschiebbar: durch den Stift 23 gekuppelt, der durch ein, Langloch 24 des Bolzens 14 hindurchtritt. Der Bolzen¹ 14 ist über Stifte 25 einer an seinem unteren

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Ende befestigten Scheibe 26 mit der Grundplatte 10 gekuppelt und wird in dieser Lage durch eine an seinem oberen Ende angeordnete Druckfeder 27 gehalten. Beim Drücken des Kopfes 28 wird der Bolzen 14 mit seinen Stiften 25 außer Eingriff mit der Grundplatte 10 gebracht, so· daß der Bolzen mittels eines Schlüsselansatzes gedreht werden kann, um die Spannung der Feder 21 zu verändern.

Stellschrauben 29, die an dem im Drehschieber verschiebbaren Außenkranz des unteren Kugellagers angreifen, ermöglichen die Einstellung der Höhenlage des Steuerorgans 13 gegenüber der Grundplatte 10 entgegen der Wirkung einer Fe^ der 30.

Durch eine Stellschraube 31 kann die Regelung begrenzt werden.

Bildet die Führungsnut 20 (Fig. 1) für das Fliehgewicht 17 einen geschlossenen Zylinderraum, so kann durch Einleitung des Druckes des Betriebsmittels in diesen Raum z. B. durch die Schrauböffnung für die Stellschraube 31 oder eine besondere Öffnung die radiale Verstellung des Fliehgewichtes 17 beeinflußt werden. Zum Beispiel kann dadurch erreicht werden, daß bei sinkendem Druck des eingeführten, Betriebsmittels die Durchgangsöffnung 16 .vergrößert wird.

Statt oder zusätzlich zu der selbsttätigen. Veränderung der Durchgaingsöffnung 16 durch die Fliehkraft, den Einfluß des Betriebsmitteldruckes oder durch Veränderung der Spannung der Feder 21 während des Stillstandes der Maschine kann auch, eine willkürliche Verstellung während, des Betriebes vorgenommen werden, indem gemäß Fig. 10 in dem Steuerorgan 13 sich eine koaxiale Kolbenstange 32, die gegen Drehung gesichert ist, mit einem Gewinde 33 schraubt. Ihr Kolben 34 wird entgegen der Wirkung einer Feder 35 hydraulisch mittels einer durch ein feststehendes Rohr 36 zugeführten. Flüssigkeit 37 angehoben. Das Rohr 36 ist von einer Gleitdichtungspaekung 38 umgeben. Es ist auch ohne weiteres möglich, den Kolben 34 mittels einer verstellbaren, stillstehenden Stange 39 zu beeinflussen.

Um den besonders hohen Betriebsmittelbedarf beim Anfahren einer Kraftmaschine zu decken und diese unter Umständen auch unter Last in Tätigkeit setzen, zu können, wird die Grundplatte 10 bzw. das Steuerorgan 13, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet, mit einer zusätzlichen. Durchgangs-Öffnung 40 versehen und. mit einem Schieber 41 ausgerüstet, welcher unter der Wirkung von Zugfedern 42 beim Stillstand der Maschine in, der in Fig. 3 dargestellten, die Öffnung 40 vollständig freigebenden. Lage gehalten wird, so daß dem Ringkanal 1 eine zusätzliche Betrieibsmittelmenge zugeführt wird. Die Federn 42 sind so stark ge^- halten, daß nach. Überwindung des Anfahrwiderstandes, der Schieber 41 durch Fliehkraftwirkung nach außen bewegt wird und, dabei die Durchgangsöffnung 40 verschließt.

Ein, weiteres Mittel zur Überwindung¹ von. Anfahrschwierigkeiten besteht darin, daß, wie in Fig. ι schematisch, angedeutet, an der Innenwandung des Kopfteiles 12 Schaufeln, 43 . angebracht sind, auf welche der eintretende Betriebsmittelstrom trifft und dabei unmittelbar ein Drehmoment auf den. Drehschieber ausübt.

Zur weiteren Regelung der Zufuhr des Betriebsmittels kann noch die in Fig. 4 schematisch dargestellte Drosselsteuerung benutzt werden. Bei dieser ist im Kopf 12 des Drehschiebers ein Drosselventil eingebaut, dessen Teller 44 senkrecht durch die Fliehkraft der Gewichte 45 über ein Hebelsystem ^: den, Kanal 46 mehr oder weniger schließt.

Bei bekannten Maschinen der fraglichen Art tritt das Betriebsmittel gewöhnlich durch einen stets offen gehaltenen Auslaß des Ringkanals 1 an einer bestimmten Stelle aus. Dieser Auslaß kann durch den Drehschieber gesteuert werden, indem in dessen Umfangswand. an einer bestimmten Stelle ein Durchgangskanal 47 (Fig. 5 und 7) vorgesehen ist, welcher den, Auslaß 48 im Gehäuse mit dem Ringkanal 1 der Maschine während eines bestimmten Winkelweges des Drehschiebers in Verbindung bringt. Fig. 6 zeigt eine S teilung des Drehschiebers, in welcher der Auslaß 48 geschlossen, ist.

Bei der Ausführungsform des Drehschiebers nach den Fig. 8 und 9 ist die Umfangswandung des Drehschiebers hohl gehalten und als Durchgangskanal 49 für das Betriebsmittel ausgebildet. Fig. 9 zeigt: eine Stellung des Drehschiebers, in welcher dieser mit seiner Durchtrittsöffnung 5' in dem Ringkanal i steht, um den Kolben 3 hindurehzulassen.

Die Umfangswandung 5 des Drehschiebers 6 ist gegenüber dem Gehäuse durch eine Labyrinthdichtung abgedichtet, die aus eingesetzten Stäben 50 (Fig. ι und 2) besteht, welche aus Kohle oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen,. Diese verlaufen quer zur Bewegungsrichtung und ragen mit einem Teil ihres Querschnittes auf ihrer ganzen Länge aus ihrer Wandung heraus und sind so· dicht wie möglich an die gegenüberliegende ^: Wandung herangeführt.

Trotzdem sie die gegenüberliegende Wandung nicht berühren, bilden sie bei Erreichen einer gewissen Drehzahl eine wirksame ■ Abdichtung der Ringräume.

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Drehschieber für Kraft- und Arbeitsmaschinen mit in einem Ringkanal umlaufenden Kolben, der den Ringkainal. periodisch in zwei Zonen verschiedenen Druckes teilt, mit Zu- bzw. Auslaßöffnungen für das Betriebsmittel versehen, ist und ein, mitumlaufendes Steuerorgan für die Veränderung dieser Öffnungen trägt, dladurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Steuerorgans (13) selbsttätig durch, von der Drehzahl der Maschine beeinflußte Mittel oder willkürlich durch ortsfeste, mittels Übertragungsgetriebe mit dem Steuerorgan verbundene Steuermittel während des Betriebes erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Steuer

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organs (13) durch mit dem Drehschieber (6)~ umlaufende und an ihm oder dem Steuerorgan gelagerte Fliehgewichte (17) bewirkt wird, deren entgegen der Federwirkung erfolgende Fliehbewegung dem Steuerorgan (13) gegenüber dem Drehschieber (6) eine Zusatzdrehung erteilt.

3. Vorrichtung nach, Anspruch 2, dadurch, ge- : kennzeichnet, daß die Spannung der der Fliehkraft entgegenwirkenden Feder regelbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche! 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am Steuerorgan (13) etwa radial gelagerte Fliehgewicht (17) mittels einer Verzahnung (18) in

ein achsengleiches Zahnrad (19) eingreift, derart, daß das Steuerorgan bei Stillstand des Fliehgewichtes gegenüber diesem von Drehschieber (6) über die Verzahnung (18) und das Zahnrad (19) mit gleicher Winkelgeschwindigkeit mitgenommen wird und bei Bewegung des Fliehgewichtes gegenüber dem Steuerorgan eine Zusatzdrehung erfährt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dreh- schieber und dem Steuerorgan (13) eineSpiralfeder (21) gespannt ist, welche mit: ihrem einen Ende an einen Axialbolzen (14) angeschlossen ist, der bei Druck auf sein von. außen zugängliches Ende zwecks Änderung der Federspannung entkuppelbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß· das Steuerorgan (13) in seiner Höhenlage verstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber eine zusätzliche, mit einem fliehkraftbewegten Schieber zusammenarbeitendeDurchtrittsöffnung (40) für das Betriebsmittel auf-

; weist, welche bei Stillstand der Maschine voll · geöffnet, bei zunehmender Drehzahl des Drehschiebers entgegen Federwirkung geschlossen wird.

8. Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (6) in dem Durchgangsraum für das Betriebsmittel mit Schaufeln (43) zur Erzielung eines Drehantriebes versehen, ist.

9. Vorrichtung nach einem" der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zutrittsleitung-für das Steuerorgan mit einem Ventil

(46) versehen ist,. dessen Öffnung durch von dem Drehschieber in Drehung versetzte und an ihm gelagerte Fliehgewichte geregelt wird, der-' art, daß es im Stillstand der Maschine voll geöffnet ist und mit zunehmender Drehzahl geschlossen wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung dies Steuerorgans (13) zusätzlich oder allein, in Abhängigkeit vom Druck des Betriebsmittels erfolgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Betriebsmittels auf das in einem geschlossenen Zylinderraum bewegliche Fliehgewicht geleitet wird und zusammen mit der Eliehkraftwirkung oder allein die Verstellung des Steuerorgans bewirkt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des Ein- und Auslasses des Ringkanals durch den Drehschieber gesteuert wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch, 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswandung des Drehschiebers eine Durchgangsöffnung (47) aufweist, die in einem bestimmten Zeitpunkt die Verbindung des Ringkanals mit einem Auslaß (48) des Gehäuses herstellt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswandung des Drehschiebers mit, einem Hohlraum (49) versehen ist, der durch eine Öffnung in, den Ringkainal mündet und zur Durchführung des Betriebsmittels dient.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die" Labyrinthdichtung für die Abdichtung des Drehschiebers gegenüber dem Gehäuse aus Stiften (50) besteht, die quer zur. Bewegungsrichtung in der Wandung eingelassen sind und mit einem Teil ihres Querschnittes auf ihrer ganzen Länge aus der Wandung herausragen und dicht an die gegenüberliegende Wandung herangeführt sind,

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Steuerorgans (13) am Drehschieber unter Vermittlung Von hydraulischen Kräften erfolgt,

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 105 228, 149 542.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen