CH304131A - Als Pumpe und Motor verwendbare Drehkolbenmaschine. - Google Patents

Description

      Als        Pumpe        und    Motor verwendbare     Drehkolbenmaschine.            Als    Pumpe     und        bIotor        verwendbare    Dreh  kolbenmaschinen mit     Flügelkolben    haben in       Anwendung    auf Flüssigkeitsgetriebe erst       praktisehe        Bedeutung    erlangt,

   als durch     iun-          laufbewegliche        Lageiumg    des die Kolbentrom  mel und die Flügel umgebenden Gehäuses die       Reibungsverluste    auf ein     erträgliches        lyIass          herabgesetzt    wurden.

   Diese Verluste wurden       1veiter        verringert,    als man dazu überging, die       Flügelkolben    nicht mehr mit seitlichen Zap  fen in Kreisrillen der Deckel des Umlauf  gehäuses zu führen, sondern an der Mantel  wand des     Umlaufgehäuses        und    an     innern          Führungsteilen.    Dabei wurden     zwischen    den  äussern bzw. innern Enden der Flügelkolben  und den Führungsflächen des Umlaufgehäu  ses bzw. ihrer     innern    Führungsteile besondere  Laufbolzen angeordnet. Diese Bauart ist je  doch noch verhältnismässig teuer und auch in  der Laufruhe noch unbefriedigend.  



  Die Erfindung hat daher zur Aufgabe,  derartige     Drehkolbenmaschinen    mit aussermit  tig zur Kolbentrommel einstellbarem Umlauf  gehäuse, welche Trommel Flügelkolben trägt,  die durch die zylindrische Innenfläche des       I?mlaufgehäuses        imd    durch konzentrisch zu  dieser Innenfläche angeordnete     Abstützflä-          chen    für ihre innern Enden zentriert werden,  zu vereinfachen und in der Laufruhe zu ver  bessern.

   Dies wird der Erfindung gemäss da  durch erreicht, dass die Flügelkolben nur an  ihren äussern Enden mit an der Innenfläche  des Umlaufgehäuses abdichtenden Laufbolzen    versehen sind, während ihre     innern,    an den       erwähnten        Abstützflächen    sich abstützenden  Enden im Wirkungsbereich von     zwischen    Um  laufgehäuse und     Kolbentrommel    angeordneten       Lecköllzammern        liegen,

      so dass bei     stillstehen-          der        @laschine    die     Flügelkolben        durch    die Ab  stützflächen in     Äralage    mit der     Innenfläche     des     Umlaufgehäuses    gehalten" werden, wäh  rend, im Betrieb der Druck des     Lecköls     die     Flügelkolben,    die     Fliehkraft    derselben  unterstützend,

   nach aussen     drückt        uud    eine  dichte     Anlage    der Laufbolzen an der     Innen-          fläche    des Umlaufgehäuses sichert.  



  Die     Leckölkammern    können hierbei seit:  lieh durch     federnde.oder    unter     Federdruck     stehende Ringscheiben abgeschlossen sein, so  dass das     Lecköl    durch geeignete Wahl der  Federspannung unter     einem    einstellbaren  Druck steht und bei     überdruck    austreten  kann.  



  Auf der     Zeichnung    ist der Erfindungs  gegenstand beispielsweise dargestellt, und  zwar zeigen       Fig.    I den Antriebsteil eines Flüssigkeits  getriebes mit Umlaufgehäuse und stufenloser  Regelung im     Längsschnitt,    dem sich der in  gleicher Weise ausgebildete, nicht näher dar  gestellte     Abtriebsteil    anschliesst,

         Fig.    2 bis 6 verschiedene Ausführungsfor  men des seitlichen Abschlusses der     Leeköl-          kammern    und       Fig.7        und    8 in grösserem     Massstabe    in  schematischer     Darstellung-    zwei- Formgebun-      gen der     Flügelkolben    und die Art ihrer     in-          nern    Abstützung,       Fig.    9 und 10 eine Vorderansicht bzw.

   eine  Draufsicht der     Flügelkolben    nach     Fig.    8,       Fig.11    einen Längsschnitt durch den An  triebsteil mit eingebauten     Flügelkolben    nach       Fig.    8 bis 10 und       Fig.12    die Hälfte eines Schnittes nach  Linie     XII-XII    der     Fig.11.     



  Die     Kolbentrommel    1 besitzt eine im we  sentlichen zylindrische Nabe 2, die über zwei  Kugellager 3 und 3' in dein Getriebegehäuse 5  gelagert ist. Das Aussenende der     Kolbentrom-          melnabe    2 ist mit dem Antriebszapfen 6     ver-          stiftet.    Die Kolbentrommel dreht sich um den  einen Zapfen 7 der die beiden Einzelmaschi  nen (Pumpe und Motor) über Kanäle mitein  ander verbindenden Leitachse B.

   Der von den  Flügelkolben 9     unterteilte    Arbeitsraum 10 ist  von einem Laufgehäuse     iunschlossen,    das einen  Ring 11     besitzt,    auf dessen beiden Stirnseiten  je     ein    Gehäusedeckel 12     bzw.12'    aufgeschraubt  ist. Jeder Deckel besitzt eine Nabe 13 bzw.  13', auf der ein     Kugellager    14 bzw. 14' sitzt,  welche Lager in dem nach Wunsch     eszen-          trisch    im Getriebegehäuse verstellbaren     Lauf-          gehäuseträger    15 gelagert sind.

   Der zwischen       Kolbentrommelnabe    2 und     Laufgehäusenabe     13 bzw. 13' bestehende Ringraum 16 bzw. 16'  ist durch je eine beispielsweise als Feder  scheibe 17 bzw. 17' ausgebildete     Ringscheibe          lagerseitig    abgeschlossen. Die Federscheibe  stützt sich     innenseitig    an der Laufgehäuse  nabe, lagerseitig an einem in der     Kolbentrom-          melnabe    sitzenden Sprengring 18 bzw. 18' ab.  Die Kugellager 3 bzw. 3' sitzen mit Festsitz  auf der     Kolbentrommelnabe    an dem     Spreng-          ring    18 bzw. 18'.

   Die axiale Gehäuseöffnung  ist durch einen Deckel 4 abgeschlossen.  



  Wie aus der untern Hälfte der     Fig.1    er  sichtlich ist, stehen die beiden Kammern 16  und 16' mit den Räumen 19 hinter den ledig  lich an ihrem äussern Ende mit einem Lauf  bolzen 9'     (Fig.7    und 8) versehenen Flügel  kolben 9 in Verbindung. In diesen Räumen  und     Kammern    sammelt sich das aus dem Ar  beitsraum 10 zwischen den     KolbenführLmgen     hindurchtretende     Lecköl    an. Da dieses     durch       die Federscheiben 18 bzw. 18' am Austritt  gehindert wird, hält bei Betrieb der Maschine  der Öldruck in den     Leckölkammern    16 bzw.

    16' zusammen mit der an den     Flügelkolben    9  wirkenden Zentrifugalkraft die Laufbolzen 9'  (Fug. 7 und 8) in Anlage an der zylindrischen       Innenfläe,he    der Mantelwand 11 des Umlauf  gehäuses. Nur wenn der Druck das zulässige Mass  überschreitet, kann Öl durch die- sich etwas  lüftenden Federringe 18 bzw. 18' in den     Öl-          sumpf    im Getriebegehäuse 5 abfliessen.

   Das  zwischen dem Zapfen 7 und seiner Lagerboh  rung hindurchtretende     Leeköl,    das sich in  dem Spalt 20 zwischen dem Zapfen 7 und  dem Antriebszapfen 6 sammelt, kann dagegen  getrennt von dem     Lecköl,    das den     Leckölkam-          mern    zufliesst, drucklos durch Bohrungen 21  in den Ölsumpf abfliessen.  



  Der seitliche Abschluss der     Leckölkammern     kann statt durch einen Federring bzw. durch  federnde Ringscheiben auch durch starre  Ringscheiben erfolgen, die unter der Wirkung  von gegebenenfalls als Ringe ausgebildeten  Federn stehen, die sich an einem Sprengring  oder am     Kolbentrommelkilgellager    abstützen.  Die     Fig.    2 bis 6 zeigen verschiedene weitere  Ausführungsmöglichkeiten des seitlichen     Ab-          schlusses    der     Leckölkammern.     



  Nach     Fig.    2 ist die     Leckölkammer    16 durch  eine an der Nabe 13 des Gehäusedeckels 12       anliegende    starre Ringscheibe 22 abgeschlos  sen. Gegen     einen    Absatz dieser Scheibe stützt  sich der eine Rand einer Tellerfeder 23, deren  anderer Rand seine Gegenlage an dem Kugel  lager 3 findet. Die Feder 23 wird mit einer  entsprechenden     Vorspannung    eingesetzt, so  dass in der     Leckölkammer    16 ein bestimmter       Überdruek    gehalten werden kann.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    3 ist  in einer     Ringausnehmung    24 der Nabe 13 ein  Ring 25 axial verschiebbar gelagert, der unter  dem Druck des     Lecköls    in der Kammer 16  gegen die starre     Abschlussscheibe    22 gepresst  wird, die sieh an einem festen Anschlag in  Form eines in die Nabe 2 eingesetzten Spreng  ringes 26 abstützt. Gegebenenfalls kann der  als Druckkolben wirkende Ring 25 zusätzlich  noch durch     eine    in die     Ringausnehmung    24      eingelegte, an der Nabe 13 sich abstützende  Feder gegen die     Abschlussscheibe    gepresst wer  den.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    4 ist       zwischen    einer auf der Nabe 2 der Kolben  trommel sitzenden festen Ringscheibe 27 und  der Nabe 13 des     Laufgehäusedeckels    eine  federnde Ringscheibe 28     unter    Druck ange  ordnet. Der innere Laufring 29 des Kugel  lagers 14 steht etwas über die Nabe<B>1.3</B> vor  und zentriert mit dem entsprechenden vor  stehenden Teil die Ringscheibe 28.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    5 und  6 erfolgt der seitliche Abschluss jeder     Leck-          ölkammer        wie    bei     Fig.    4 durch eine auf der  Nabe 2 der Kolbentrommel sitzende Ring  scheibe 27, gegen die sich im Falle der     Fig.    5  der innere Randteil einer Dichtscheibe 30 ab  stützt, während deren äusserer Randteil durch  den gegenüber der Nabe 13 etwas zurückste  henden innern Laufring des Kugellagers 14  sich an der Nabe abstützt und dadurch in zen  trischer Lage gehalten wird.  



  Bei der Ausführung nach     Fig.    6 liegt die  Stirnfläche der Nabe des     Laufgehäusedeckels     an der Ringscheibe 27 an, wobei dieser End  teil der Nabe eine nahe der Stirnfläche und  parallel zu ihr verlaufende, mit der Nabe zu  sammenhängende Dichtscheibe 33 bildet.  



  Die     Ausführungen    nach     Fig.    3 bis 6 fin  den zweckmässig dann Anwendung, wenn ein  störender Überdruck in den     Leekölkammern     nicht zu befürchten ist.  



  Die Ausführungsformen nach den     Fig.    4  bis 6 haben neben dem Vorteil einfacher Bau  art auch noch den Vorzug, dass die     Ringschei-,          ben    28, 30 und 33 auch bei exzentrischer Ein  stellung des Umlaufgehäuses konzentrisch un  ter Öldruck     stehen.     



  Zur Erhöhung der Laufruhe des Getrie  bes, besonders beim Anfahren, ist es von  Wichtigkeit, dass alle     Flügelkolben    bei     exzen-          i        rischer        Einstellung    des     Umlaldgehä-Lises    an  der Innenfläche des     Mantelringes    11 auch bei       Stillstand    anliegen. Dies wird gemäss     Fig.7     beispielsweise dadurch erreicht, dass die in  nere Randfläche jedes Flügelkolbens bei  grösstmöglicher Länge nach einem Kreisbogen    geformt wird mit dem Radius r vom Mittel  punkt des äussern Laufbolzens 9'.

   Bei exzen  trischer Einstellung des Umlaufgehäuses wäl  zen sich die     innern    Enden der     Flügelkolben     auf den zu besagter Innenfläche konzentri  schen zylindrischen Aussenflächen von Zen  trierringen     34a    unter dichter Anlage am     ilan-          telring    11 ab. Diese Aussenflächen halten auch  die Kolben bei Stillstand der Maschine in An  lage an dieser Innenfläche, die zusammen mit  den Aussenflächen zur     Zentrierung    der Kol  ben bezüglich des Umlaufgehäuses dient.  



  An Stelle der     Abstützringe        34a        für    die  innern Enden der Flügelkolben können in den  beiden Deckeln 12, 12' des Umlaufgehäuses  auch Ringnuten 34, 34' angebracht sein,     in     die seitlich an den Flügelkolben angebrachte  Schuhe 35, 35'     hineinragen,    die mit ihrer  gekrümmten Auflagefläche sich an der innern  Ringfläche dieser Nuten     abwälzend    abstüt  zen.

   Hier bilden diese zylindrischen Innenflä  chen die innern     Zentrierflächen    für die     Flii-          gelkolben.    Wie die     Fig.    11 veranschaulicht,       kann    durch Fortfall der bisherigen     Abstütz-          ringe    die     Kolbentrommel    in gleicher Breite  wie die Flügelkolben bis zu ihrem zylindri  schen     Nabenteil    2 durchgehen. Sie gewinnt  dadurch wesentlich an Festigkeit.

   Ausserdem  ist die innere Randfläche der Flügelkolben  dem     LecköldrLtck    in den     Leckölkammern    16  und 16'     (Fig.1)    ausgesetzt.  



  Der Vorgang des     Abwälzens    der Schuhe  an der     innern        Zentrierfläche    der Ringnuten  in allen Betriebszuständen ist an die     Bedin-          gLing    geknüpft, dass die Stärke der Flügel  kolben und daher die Breite der Schuhe min  destens so gross sind wie die maximale     Exzen-          Lrizität        zwischen        Kolbentrommel    und Um  laufgehäuse. Dies ist bei der Ausführungsform  nach     Fig,    7 und 12 der Fall.  



  Bei Flüssigkeitsgetrieben mit grosser Ex  zentrizität würde dies zu unzulässigen Stär  ken der     Flügelkolben    führen. Es lässt sieh  aber auch in diesem Fall ein     Abwälzen    der  genannten Art erreichen, wenn man,     wie        in          Fig.    8 bis 10 veranschaulicht ist, die Schuhe  36, 36' breiter macht als die Stärke der Flü  gelkolben 9, und die Breite der Schuhe min-           destens    so gross macht wie die     genannte    maxi  male Exzentrizität.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Als Pumpe oder Motor verwendbare Dreh- kolbenmaschine mit aussermittig zur Kolben trommel einstellbarem Umlaufgehäuse, welche Trommel Flügelkolben trägt, die durch die zylindrische Innenfläche des Umlaufgehäuses und durch konzentrisch zu dieser Innenfläche angeordnete Abstützflächen für ihre innern Enden zentriert werden, dadurch gekennzeich net,

   dass die Flügelkolben nur an ihren äussern Enden mit an der Innenfläche des Umlauf gehäuses abdichtenden Laufbolzen. versehen sind, während ihre innern, an den erwähnten Abstützflächen sich abstützenden Enden im Wirkungsbereich von zwischen Umlaufgehäuse und Kolbentrommel angeordneten Leckölkam- mern liegen, derart, dass bei stillstehender Maschine. die Flügelkolben durch die Ab stützflächen in Anlage mit der Innenfläche des Umlaufgehäuses gehalten werden,

   wäh rend im Betrieb der Druck des Lecköls die Flügelkolben, die Fliehkraft derselben unter stützend, nach aussen drückt und eine dichte Anlage der Laufbolzen an der Innenfläche des Umlaufgehäuses sichert.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Drehkolbenmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckölkammern (16, 16') zwischen Umlauf gehäuse und Kolbentrommel und eine Lecköl- kammer (20) zwischen der die Kolbentrom mel aufweisenden Dreheinheit und der Leit achse (7) nicht miteinander in Verbindung stehen und das Leck-81 aus jenen Kammern (16 und 16') höchstens unter Druck, aus der zuletzt genannten Kammer (20)

   dagegen drucklos ausfliessen kann. 2. Drehkolbenmaschine nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erstgenannten Leckölkammern (16, 16') auf der an die Wälzlager der Kolbentrommel an grenzenden Seite durch unter Druck gesetzte Ringscheiben (17, 17' bzw. 22 bzw. 28) abge schlossen sind. 3. Drehkolbenmaschine nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Leckölkammern abschliessenden Ringscheiben als Federscheiben (17, 17') ausgebildet sind.

   4. Drehkolbenmaschine nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Leckölkammern (16, 16') abschliessenden Ringscheiben (22) starr sind und unter der 'Wirkung von federnden Ringscheiben (23) stehen, die sich an einem Teil der Kolbentrom- inelkugellager abstützen (Fig.2). 5.

   Drehkolbenmaschine nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ringausnehmung (24) der Nabe des Umlaufgehäuses ein Ring (25) axial verschieb bar gelagert ist, der unter dem Druck des Lecköls in den Kammern (16, 16') an einer Scheibe (22) anliegt, welche Scheibe sich an einem festen Abstützteil an der Nabe der Kolbentrommel abstützt (Fug. 3).

   6. Drehkolbenmaschine nach Unteran spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (25) gegenüber der Nabe des Umlaufgehäuses axial abgefedert ist. 7. Drehkolbenmaschine nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen der Nabe (13) des Umlaufgehäuses und auf der Nabe der Kolbentrommel sitzenden Abstützscheiben (27) federnde Ringscheiben (28) angeordnet sind, die die Leckölkammern (16, 16') seitlich abschliessen.

   B. Drebkolbenmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der seit liche Abschluss der Leckölkammern (16, 16') durch an der Nabe (2) der Kolbentrommel befestigte Abstützscheiben (27) und durch an diesen 'anliegende Dichtscheiben (30 bzw. 33) erfolgt, die an den Naben der Lauf- gebäusedeckel zentrisch angeordnet sind.

   9. Drehkolbenmaschine nach Unteran spruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche der Nabe (13) der Laufgehäuse deckel arider Abstützscheibe (27) anliegt und das Nabenende mittels einer parallel zur Stirnfläche angeordneten Ringnut (32) zu einer Dichtscheibe (33) ausgebildet ist. 1.0.

   Drehkolbenmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab- stützfläehe des im Wirkungsbereich der Leck- ölkammern (16, 16') liegenden Endes der Flügelkolben nach einem Kreisbogen (r) ge formt ist, dessen Mittelpunkt auf der Mittel achse des Laufbolzens (9') liegt (Fig.7). 11.

   Drehkolbenmaschine nach Unteran spruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelkolben (9) mit seitlich abstehenden Schuhen (35, 35 ') in Ringnuten (34, 34') der Abschlussdeckel (12, 12') des Umlaufgehäuses ragen und sich an der innern. Ringfläche die ser Nuten abwälzend abstützen.

   12. Drehkolbenmaschine nach Unteran spruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuhe (36, 36') breiter gehalten sind 'als die Stärke der Flügelkolben (9) und ihre Breite mindestens so gross ist wie die maxi male Exzentrizität zwischen Kolbentrommel und Umlaufgehäuse.