DEP0028346DA - Flüssigkeitsgetriebe, dessen radial angeordnete Zylinder sich um einen festen Mittelzapfen drehen und dessen Kolben durch Wälzkörper abgestützt sind - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsgetriebe, das als Flüssigkeitspumpe oder Motor und auch in einer Flüssigkeitskupplung anwendbar ist.

Es sind Getriebe bekannt, bei denen die radial stehenden Zylinder - zumeist in einen gemeinsamen Körper, den sogenannten Zylinderstern eingebohrt - um einen im Getriebegehäuse festen Mittelzapfen kreisen und sich die einzelnen Kolben mit ihren Köpfen über Wälzkörper an einer mit Mittelzapfen exzentrischen Abstützfläche abstützen. Die Exzentrizität kann durch Verschieben der Abstützfläche geändert werden.

Zur Verringerung und zur besseren Aufnahme der auftretenden Kräfte und zur Vereinfachung der Getriebeteile, sowie zur Erleichterung des Ineinandersetzens der Teile schlägt die Erfindung grundsätzlich vor, die Kolben unmittelbar mit ihren Köpfen an dem Innenring eines Wälzlagers abzustützen, welches exzentrisch zum Mittelzapfen fest oder in seiner Exzentrizität im Getriebegehäuse verstellbar gelagert ist.

Auf ein Wälzlager arbeitet dabei eine Doppelreihe von Kolben.

Zur Erläuterung weiterer Einzelheiten der Erfindung ist nachstehend ein Ausführungsbeispiel an Hand der Abbildungen 1 - 8 beschrieben.

Im einzelnen zeigen

Abb. 1 einen Axialschnitt durch das Getriebe,

Abb. 2 einen Radialschnitt,

Abb. 3 die Anlage der Kolben am Wälzlagerinnenring,

Abb. 4 eine abgeänderte Ausführung der Kolbenanlage,

Abb. 5 eine zwangsläufige Führung der Kolben am Wälzlagerinnenring,

Abb. 6 und 7 abgeänderte Führungen,

Abb. 8 den Aufbau der Kolben aus mehreren Teilkolben.

In Abb. 1, welche eine Ausführung mit einer Doppelreihe von Kolben zeigt, ist 1 der Zylinderstern, der auf der Steuerbüchse 2 aufgeschrumpft ist, die ihrerseits drehbar auf dem Mittelzapfen 3 gelagert ist. Der Mittelzapfen hat Kanäle 4 und 5 für die Zu- und Ableitung der Flüssigkeit, die in die Steuerschlitze 6 und 7 ausmünden. Der Mittelzapfen 3 ist an seinem einen Ende fest im Gehäuse 8 gelagert und bietet mit seiner vorderen Bohrung 9 eine zusätzliche Lagerung für die An- oder Abtriebswelle 10. Im Zylinderstern sind die Zylinderbohrungen eingearbeitet, in welchen die Kolben 11 geführt sind. Die Kolben stützen sich mit ihren Köpfen auf dem Innenring des Wälzlagers 12 ab. Der Innenring des Wälzlagers ist zur Anlage der Kolbenköpfe entsprechend schräg geschliffen (vgl. Abbildung 3). Das Wälzlager ist bei regelbaren Pumpen bzw. Motoren in einem Schieber 13 (vgl. Abbildung 2) aufgenommen, der in dem Gehäuse verstellbar ist. Ist eine Regelung nicht erforderlich, was vor allen Dingen bei Motoren der Fall ist, so wird das Wälzlager 12 im Gehäuse 8 exzentrisch zum Mittelzapfen festgelagert. Die Welle 10 ist in dem Gehäusedeckel 14 gelagert. Sie leitet die Energie über eine Ausgleichkupplung 15 von oder zu dem Zylinderstern 1. Ist, wie in Abbildung 2 dargestellt, das Wälzlager gegenüber dem Mittelzapfen versetzt, so führen bei einer Drehung des Zylindersterns die Kolben infolge ihrer Zentrifugalkraft oder infolge eines erhöhten Niederdruckes auf der Saugseite eine Pumpenbewegung aus. Die Größe des Kolbenhubes ist von der Größe der Exzenterverstellung abhängig, welche wie aus Abbildung 2 hervorgeht, durch die Gewindespindel 16, die Mutter 17 und den Stellhebel 18 erfolgt. Anstelle der gezeigten Handbetätigung kann die Verstellung je nach dem Verwendungszweck maschinell durch Verstellmotore, Zylinder, Federn o.dgl. vorgenommen werden.

Die Kolben werden durch die Zentrifugalkraft und den Flüssigkeitsdruck auf das Wälzlager gedrückt, wobei die seitlichen Kräfte von je zwei auf ein Wälzlager arbeitenden Kolben gegenseitig aufgehoben, während die radialen Kräfte von dem Wälzlager aufgenommen werden.

In Abb. 4 ist eine etwas abgeänderte Art der Anlage zwischen Kolbenkopf und Wälzlagerinnenring dargestellt.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung müssen die Kolben, die nicht von selbst ansaugen würden, durch Flüssigkeitsdruck oder Zentrifugalkraft herausgedrückt werden.

Die Zentrifugalkraft reicht für das Ansaugen nicht aus, da bereits kleinste Schmutzteilchen zwischen Kolben und Zylinderbund hemmend wirken. Wird Flüssigkeitsdruck zum Bewegen der Kolben gewählt, so muß eine zusätzliche Niederdruckpumpe vorgesehen werden.

Um eine zwangsläufige Kolbenbewegung zu erzielen, wird nach der Erfindung, wie in Abb. 5 gezeigt, an dem Innenring des Wälzlagers 12 ein zusätzlicher Innenbord 59 angeordnet, welcher unter den Kolbenkopf greift, so daß die Saugbewegung gewährleistet ist. Diese grundsätzliche Verbindung zwischen Wälzlagerinnenring und Kolben ist hinsichtlich der Montage nicht ganz zweckmäßig, da der Innenbord eine Einfädelöffnung erhalten muß. Auch nimmt der Innenbord wertvollen Raum in Anspruch, der dem Kolbenhub verloren gehen würde.

Die Erfindung schlägt deshalb die in Abbildung 6 dargestellte besonders sinnvolle Anordnung vor. Das Wälzlager 12 ist als Rollenlager mit äußerem Einstellring ausgeführt. Der Wälzlagerinnenring erhält beiderseits vorstehende Ringbunde oder Schultern 53, die in die Eindrehung des Kolbenkopfes zwischen der tellerartigen Verbreiterung 11' und demKolbenhut 54 greifen. Dieser Kolbenhut kann bei den Kolben auf der einen Seite des Lagers mit Rücksicht auf vereinfachte Fertigung mit dem Kolben aus einem Stück bestehend ausgeführt werden. Auf der anderen Lagerseite wird der Kolbenhut 55 als getrenntes Teil ausgeführt und durch Schraube 56 und die Mutter 57 mit ihrer Sicherungsscheibe 58 auf dem Kolbenkopf befestigt. Der Kolbenhut wird auf seiner Ablaufseite mit den Schultern 53 derart ballig ausgeführt, daß auch bei der exzentrischen Verstellung des Lagers 12 gegenüber dem Mittelzapfen eine gute Anlage gewährleistet ist.

Beim Zusammenbau werden die Kolben mit dem Zylinder im Wälzlagerinnenring am Rollenlagerkäfig mit seinen Rollen außerhalb des Getriebes fertig montiert und anschliessend als Ganzes in das Getriebegehäuse eingebaut.

In Abbildung 7 ist noch eine etwas abgeänderte

Verbindung zwischen Kolben und Kolbenhut dargestellt.

Der Kolben 11 ist hohl und durch die Bohrung ist ein Schraubenbolzen 56 geschoben. Der Kolbenhut 55 sitzt auf dem aus dem Kolbenkopf herausragenden Ende des Bolzens und die Teile sind durch die Mutter 57 zusammengehalten.

Bei Getrieben mit größerem Kolbendurchmesser und höheren Betriebsdrücken ist die Berührungsfläche des Kolbenkopfes 11 mit dem Innenring des Wälzlagers 12 zu klein. Um die Berührungsfläche zu vergrössern, werden die Kolben, wie in Abb. 8 dargestellt ist, aus zwei oder mehreren ineinandersteckenden Teilkolben 11'' und 11''' ausgeführt. Jeder Teilkolben erhält einen an dem Innenring des Wälzlagers anliegenden Kolbenkopf. Der Flüssigkeitsdruck bringt jeden Kolbenkopf zur Anlage, so daß der Anpreßdruck auf dem Wälzlagerinnenring sich auf mehrere Flächen verteilt und dadurch der zulässige Betriebsdruck erhöht werden kann.

Die vorstehend beschriebenen Einzelheiten sind vor allem für die grundlegende Ausführung des Getriebes mit einem Wälzlager als Abstützung für die Kolben und mit einer oder gegebenenfalls mehreren Doppelreihen von Kolben, die auf ein Wälzlager arbeiten, entwickelt. Doch lassen sich einzelne Ausführungsformen, so z.B. die Anordnung von Teilkolben, nach Abb. 8 auch bei einer anders gearteten Grundausführung des Getriebes ohne weiteres verwenden.

Claims (9)

1.) Flüssigkeitsgetriebe, dessen radial angeordnete Zylinder sich um einen festen Mittelzapfen drehen und dessen Kolben durch Wälzkörper abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kolben unmittelbar an dem Innenring eines Wälzlagers abstützen, welches exzentrisch zum Mittelzapfen fest oder in seiner Exzentrizität verstellbar im Getriebegehäuse gelagert ist.

2.) Flüssigkeitsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Wälzlager eine Doppelreihe von Kolben arbeitet.

3.) Flüssigkeitsgetriebe nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Innenring des Wälzlagers anliegenden Kolbenköpfe und die Innenwandung des Wälzlagerinnenringes derart ballige oder abgeschrägte Anlageflächen besitzen, daß sich die axialen Kraftkomponenten der Kolbendrücke ausgleichen.

4.) Flüssigkeitsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialstellung der Kolben durch Eingriff ihrer Köpfe in den Wälzlagerinnenring erzwungen ist.

5.) Flüssigkeitsgetriebe nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzlagerinnenring bzw. der Kopf eines jeden Kolbens eine Eindrehung bzw. einen Bund besitzen, die beide wie Nut und Feder ineinandergreifen.

6.) Flüssigkeitsgetriebe nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolbenkopf eine tellerartige Verbreiterung und in einem gewissen Abstand darüber einen Kolbenhut aufweist, zwischen die ein seitlicher Bund des Wälzlagerinnenringes eingreift.

7.) Flüssigkeitsgetriebe nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß von den Kolben einer Doppelreihe diejenigen auf einer Seite des Wälzlagers mit vom Kolben trennbarem Kolbenhut ausgerüstet sind.

8.) Flüssigkeitsgetriebe nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben aus zwei oder mehreren zentrisch ineinandersteckenden Teilkolben aufgebaut sind, deren jeder eine am Wälzlagerinnenring anliegende Kopffläche besitzt.

9.) Flüssigkeitsgetriebe nach den Ansprüchen 1 - 8, gekennzeichnet durch ein Rollenlager mit äußerem Einstellring als Wälzlagerung.