Einrichtung zur Entlastung der Führung von Gleitsteinen eines Bewegungswandlers Bekannt ist ein Bewegungswandler zur Umwand lung einer hin und her gehenden Bewegung in eine drehende Bewegung und umgekehrt, bei dem ein mit dem hin und her gehenden Maschinenteil zusammen wirkender Hubverdränger und ein mit dem sich drehenden Maschinenteil verbundener Rotor über ein hydraulisches. Gestänge miteinander verbunden sind.
Die, Trennwände zwischen den Druckkammern des sich drehenden Verdrängers werden durch Gleit- steine gebildet, die beim Umlaufen des Verdrängers in axialer Richtung gemäss dem Kurvenverlauf der Druckkammern hin und her bewegt werden.
Dabei befinden sich in den Fugen zwischen den Seiten flächen der Gleitsteine und den diese führenden Flächen des Gehäuses Ausnehmungen, die durch Bohrungen derart mit der die Gleitsteine beaufschla- genden Druckflüssigkeit in Verbindung stehen, dass beim Umlauf des sich drehenden Verdrängers die auf die Gleitsteine einwirkenden Druckkräfte an nähernd sich gegenseitig ausgleichen.
Hierdurch wer den die hohen Auflagerkräfte vermieden, die sonst an den Endkanten der Gleitsteinführung dadurch erzeugt würden, dass der Flüssigkeitsdruck jeweils auf diametral einander gegenüberliegenden End- flächen des Gleitsteines wirkt. Diese Kräfte würden in einem bestimmten Hubbereich des Hubverdrängers untragbare Spitzenwerte annehmen.
Durch die ge nannte Massnahme wird daher die Reibung des Gleitsteines in seiner Führung erheblich herabgesetzt und damit die Betriebssicherheit des Bewegungs- wandlers erhöht.
Beispielsweise weist jede Seitenfläche des Gleit- steines in der Nähe von einem Ende Ausnehmungen auf, in welche Bohrungen münden, die vom andern. Ende des Gleitsteines auf derselben Seite ausgehen. Stattdessen ist es auch möglich, dass die Ausnehmun- gen, die sich auf einer Seite des Gleitsteines in der Nähe von einem seiner Enden befinden, durch je eine Bohrung mit der gegenüberliegenden Seite des Gleitsteines an demselben Ende verbunden sind.
Hierbei sind die Ausnehmungen und die Mündun gen der zugehörigen Bohrungen so angeordnet, dass in dem Masse, in dem der Gleitstein an dem betref fenden Ende nach aussen geschoben wird, eine zu nehmende Zahl von Bohrungsmündungen aus dem den Gleitstein führenden Gehäuse heraus in den be treffenden, Druckflüssigkeit enthaltenden Raum tritt, während die zugehörigen Ausnehmungen innerhalb des Gehäuses bleiben, da sie weiter von dem Ende des.
Gleitsteines entfernt sind als die Bohrungsmün dungen. Dementsprechend wird eine zunehmende Zahl von Ausnehmungen mit der Druckflüssigkeit verbunden, so dass die Entlastungskraft an der be treffenden Führungsflächenkante schrittweise zu nimmt. Umgekehrt verringert sich die Entlastungs- kraft schrittweise, wenn das betreffende Gleitstein- ende in das Gehäuse eingeschoben wird.
Wenn der BeWegungswandler einen zweizylin- drischen Hubverdränger hat, wirkt entsprechend dem periodischen Druckwechsel' in den Zylindern die Druckflüssigkeit an jedem Ende des Gleitsteines ab wechselnd auf die beiden Gleitsteinseiten,
und zwar immer gleichzeilig auf zwei einander diametral ge genüberliegende Endflächen. In diesen Fällen müssen daher Ausnehmungen und Bohrungen der genannten Art an beiden Enden des Gleitsteines und symme trisch auf beiden Gleitsteinseiten angewendet wer den.
Naturgemäss können die Ausnehmungen, in denen durch Druckflüssigkeit Entlastungskräfte er zeugt werden, statt in den Seitenflächen des Gleit- steines in den Führungsflächen des Gehäuses ange- ordnet werden. Der Gleitstein enthält dann so viele von einer Seite zur andern durchgehende Bohrungen, wie Ausnehmungen vorhanden sind.
Diese Bohrun gen verlaufen in einer solchen Schräganordnung, dass in dem Masse, in dem ein Ende des Gleitsteines aus dem Gehäuse heraustritt, schrittweise eine zu nehmende Zahl von zugeordneten Ausnehmungen mit Druckflüssigkeit verbunden und die zugehörige Führungskante entsprechend entlastet wird.
In allen diesen Fällen erfolgt der Ausgleich der von der Druckflüssigkeit auf die Gleitsteine ausge übten Kräfte nicht vollkommen. Denn beim axialen Verschieben eines Gleitsteines nehmen einerseits die von der Druckflüssigkeit auf die Gleitsteinenden aus geübten Kräfte und die entsprechenden Verkantungs- momente stetig zu, wohingegen sich die Gegenkräfte nur stufenweise ändern, da diese Änderung durch Zu- oder Abschalten einzelner Ausnehmungen zu bzw. von den betreffenden Druckflüssigkeitsräumen bewirkt wird.
Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, eine kontinuierliche Anpassung der Entlastungskräfte an die sich mit fortschreitender axialer Verschiebung des Gleitsteines ändernden Verkantungsmomente zu erreichen und so, die Belastung der Führungsflächen des Gehäuses und der Seitenflächen des Gleitsteines auf ein Mindestmass herabzusetzen.
Dies. wird erfin dungsgemäss dadurch erreicht, dass jeder der zu ent lastenden Kanten der Führungsflächen des Gehäuses ein Paar von Ausnehmungen zugeordnet ist, die im Gehäuse bzw. im Gleitstein mit gegenseitiger über lappung derart angeordnet sind, dass die gesamte Wirkungsfläche der in den beiden Ausnehmungen befindlichen Druckflüssigkeit um so grösser ist, je weiter sich der Gleitstein an der betreffenden Kante nach aussen bewegt.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine zweizylindrische Brennkraftmaschine mit zwei Hubverdrängern und einem Rotor in einem Querschnitt nach der Linie I-1 in Fig. 2, Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 die Abwicklung des Schnittes,
der nach einem zu dem Rotor achsgleichen Zylinder gemäss der Linie III-III in Fig. 2 gelegt ist, Fig. 4 einen Teil dieses Schnittes mit einem der Gleitsteine in grösserem Massstab, Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt bei einer andern Stellung des Rotors, Fig. 6 einen Gleitstein in Seitenansicht, Fig. 7 und 8 Schnitte entsprechend Fig. 4 bzw.
5 für eine andere Führung der Bohrungen, mittels deren die zur Entlastung des Gleitsteines dienenden Ausnehmungen mit den betreffenden Druckkammern verbunden werden.
Die in den Zylindern 23, 24 der Brennkraft-, maschine laufenden Kolben sind durch Stangen mit den Hubverdrängerkolben 25, 26 verbunden, die in Zylindern 27, 28 geführt sind, welche an das Rotor- gehäuse 9 angeschlossen sind. Der Rotor besteht aus einer Büchse 3 und zwei ringförmigen Stirnscheiben 4, 5, die durch Anker 6 zusammengehalten werden. Die Büchse 3 ist durch Bogenverzahnungen 2, 2' mit zwei Teilen 1, 1' der Abtriebswelle verbunden. Die Umfangsflächen der Büchse 3 und der Scheiben 4, 5 liegen dicht an entsprechenden zylindrischen Laufflächen des Rotorgehäuses 9 an.
Die Scheiben 4, 5 haben auf ihren Innenseiten Ausfräsungen mit - in der Abwicklung nach Fig. 3 - sinusförmigen Begrenzungsflächen 7 bzw. 8, die auf dem ganzen Umfang den gleichen Abstand in axialer Richtung voneinander haben. In vier gleichmässig über den Umfang verteilten Schlitzen des Gehäuses 9 sind Gleitsteine 10 in axialer Richtung verschiebbar ge lagert. An deren Stirnseiten sind in radialen Nuten Dichtungsleisten 12 geführt, die durch Federn 13 in Anlage an den Führungsflächen 7, 8 gehalten werden.
Die entsprechende Führung der Gleitsteine 10 erfolgt mit Hilfe von an diesem sitzenden Zapfen 14, die in eine parallel zu den Flächen 7, 8 geführte Nut 3' der Büchse 3 eingreifen. Hierdurch sind die Ausfräsungen auf jeder Seite in vier Druckkammern 15, 17, 19, 21 bzw. 16, 18, 20, 22 unterteilt.
Durch Kanäle 29, die sich in dem Gehäuse 9 befinden, ist der Zylinder 26 des einen Hubverdrängers mit den Druckkammern 15, 18, 19, 22 verbunden, von denen zwei Paare auf verschiedenen Seiten des Rotors um 90 gegeneinander versetzt angeordnet sind, während der Zylinder 27 des andern Hubverdrängers durch Kanäle 30 in dem Gehäuse 9 mit den übrigen Druckkammern 16, 17, 20, 21 verbunden sind.
Wie die Fig. 4 bis 8 zeigen, haben die beiden Seitenflächen 31, 32 jedes Gleitsteines 10 je zwei flache Ausnehmungen 33, 34 bzw. 35, 36. Diese sind derart symmetrisch zur Mitte des Gleitsteines angeordnet, dass sie in der in Fig. 4 dargestellten Mittellage des Gleitsteines gleiche Abstände von den Stirnflächen des Gehäuses 9 haben. In den Führungsflächen 34, 38 des Gehäuses, an denen die Seitenflächen 31, 32 des Gleitsteines anliegen, be finden sich ebenfalls je zwei flache Ausnehmungen 39, 40 bzw. 41, 42.
Sie haben etwa die gleiche Breite wie die Ausnehmungen 33 bis 36 und sind ebenfalls symmetrisch zur Mitte des Gehäuses an geordnet, jedoch so, dass in der in Fig. 4 dargestell ten Mittellage des Gleitsteines ihre Abstände von den Stirnwänden des Gehäuses 9 grösser sind als die entsprechenden Abstände der zugeordneten Aus- nehmungen 33, 34, 35 bzw. 36. Demgemäss über lappt bei der in Fig. 4 dargestellten Mittellage des Gleitsteines jede Ausnehmung in dem Gehäuse, z. B. 39, eine in dem Gleitstein befindliche Ausnehmung, z. B. 33.
Jede der in dem Gehäuse 9 befindlichen Ausnehmungen ist durch eine Bohrung mit derjeni gen Druckkammer verbunden, die auf der von dieser Ausnehmung weiter entfernten Seite des Gehäuses 9 und auf derselben Seite des Gleitsteines wie die Aus- nehmung liegt. Es sind also die Ausnehmungen 39 und 40 durch Bohrungen 43 bzw. 44 mit den Kam- mern 18 bzw. 15 und die Ausnehmungen 41 und 42 durch Bohrungen 45 bzw. 46 mit den Kammern 16 bzw. 17 verbunden.
In der Mittellage nach Fig. 4 ragen beide Enden des Gleitsteines 10 gleich weit über die Stirnflächen des Gehäuses 9 vor. Es ist angenommen, dass sich in den Kammern 16 und 18 ein hoher Flüssigkeits druck befindet. Die von diesem Druck herrührende Kraft, die auf die betreffenden. Endflächen des Gleit- steines wirkt, ist mit Po bezeichnet. Das Moment aus diesem Kräftepaar sucht den Gleitstein entgegen dem Uhrzeigersinn zu verkanten.
Falls die erwähnte Entlastung nicht vorgesehen wäre, würde dieses Mo ment an den betreffenden Kanten der Führungs flächen 37, 38 grosse Auflagerkräfte AD erzeugen. Diese Kräfte werden aber nahezu aufgehoben durch Kräfte Eo, die von der Druckflüssigkeit in den Aus- nehmungen 33, 39 bzw. 34, 40 erzeugt werden, da diese Aus.nehmungen durch die, Leitungen 43, 44 mit den Druckkammern 18 bzw. 15 verbunden sind.
Wenn der Gleitstein z. B. nach links in die Lage nach Fig. 5 verschoben wird, vergrössert sich die in der Kammer 15 von dem Flüssigkeitsdruck belastete Fläche. Die resultierende, auf diese Fläche wirkende Kraft P1 übt auf den Gleitstein ein Moment mit einem grösseren Hebelarm aus als bei der Stellung nach Fig 4 die Kraft Po. Am rechten Ende wirkt die in dem Druckraum 18 befindliche Druckflüssig keit nur auf eine vzrhältnismässig kleine Endfläche des Gleitsteines, und die hieraus resultierende Kraft P., wirkt mit einem kleineren Hebelarm auf den Gleitstein als bei der Mittellage nach Fig. 4 die Kraft Po.
Entsprechend diesem Hebelarmverhältnis wäre die Auflagerkraft A2 an der rechten Kante der Führungsfläche 38 kleiner als die Auflagerkraft A1 an der linken Kante der Führungsfläche 37.
Diesem Umstand wird erfindungsgemäss dadurch Rechnung getragen, dass infolge der Verschiebung des Gleit- steines nach links, die beiden Ausnehmungen 34 und 40 sich nahezu vollständig überlappen und die Aus nehmungen 33 und 39 sich nur noch geringfügig überlappen, so dass die gesamte Wirkungsfläche der Druckflüssigkeit in den Ausnehmungen 34, 40 klei ner ist als bei der Mittellage nach Fig. 4 und die Gesamtwirkungsfläche der in den Ausnehmungen 33, 39 befindlichen Druckflüssigkeit erheblich grösser ist als diejenige in der Mittelstellung nach Fig. 4.
Demgemäss ist die Entlastungskraft El, die in den Ausnehmungen 33, 39 wirkt, erheblich grösser als die in den Ausnehmungen 34, 40 wirkende Ent lastungskraft E2. Man kann durch Bemessung und Anordnung der verschiedenen Ausnehmungen er reichen, dass die: beiden Entlastungskräfte El, E2 die Wirkungen der Kräfte P1 bzw. P2 nahezu vollständig aufheben, so dass die Auflagerkräfte A1, A2 fast ver schwinden.
Dabei hat man es in der Hand, die Ge staltung so zu wählen, dass dieser nahezu vollkom mene Ausgleich bei allen vorkommenden Stellungen des Gleitsteines erzielt wird. Die Ausnehmungen 35, 41 und 36, 42 beein flussen bei den beschriebenen Betriebszuständen die Kräfteverhältnisse kaum, da die mit ihnen in Ver bindung stehenden Kammern 17, 16 nicht unter Druck stehen.
Wenn aber gemäss dem periodischen Druckwechsel in den Zylindern 26, 27 des Hub- verdrängers die Kammern 17, 16 Flüssigkeit unter hohem Druck enthalten, während in den Kammern 15, 18 nur ein geringer Flüssigkeitsdruck herrscht, erfüllen die Kammern 35, 41 und 36, 42 die gleiche Aufgabe wie bei den vorher beschriebenen Betriebs zuständen die Kammern 33, 39 und 34, 40.
Auf jeden Fall wird durch die beschriebene An ordnung der Ausnehmungen erreicht, dass unter Be rücksichtigung aller Einflüsse bei allen Gleitstein- einstellungen, die von aussen her am Gleitstein wir kenden Verkantungsmomente durch die von den be treffenden Ausnehmungen her wirkenden Gegen momente nahezu vollständig aufgehoben werden, so dass sich der Gleitstein fast reibungsfrei bewegt.
Bei der Gestaltung nach der Erfindung ist auch zu berücksichtigen, dass die Flüssigkeit in den Kam mern von jeweils hohem Druck, z. B. 15 und 18, auch auf die Stirnseite des Gleitsteines wirkt, und zwar jeweils auf zwei einander diagonal gegenüber liegende Hälften der Stirnflächen.
Die resultierenden Kräfte sind in Fig. 4 und 5 mit S bezeichnet. Sie wirken zwar den Verkantungsmomenten aus den Kräften Po bzw. P1, P2 entgegen, doch ergeben sie wegen der geringen Breite des Gleitsteines und dem entsprechend geringen Hebelarm nur ein verhältnis- mässig geringes Moment, das bei der vorstehenden, grundsätzlichen Betrachtung vernachlässigt werden konnte.
Die Bohrungen, welche die Paare von Aus nehmungen in dem Gleitstein 10 und in dem Ge häuse 9 mit den betreffenden Druckkammern ver binden, können auch anders geführt sein, als es die Fig. 4 und 5 zeigen. So ist nach Fig. 7 und 8 z. B. jede der vier in dem Gleitstein befindlichen Aus- nehmungen 33, 34, 35, 36 durch eine in dem Gleitstein 10 befindliche Bohrung 47, 48, 49 bzw.
50 jeweils mit derjenigen Druckkammer 15, 18, 17 bzw. 16 verbunden, die sich auf der der betreffenden Ausnehmung näher liegenden Seite des Gehäuses. 9 und auf der der betreffenden Ausnehmung gegen überliegenden Seite des Gleitsteines befindet. Da in den einander diagonal gegenüberliegenden. Druck kammern, z. B. 15 und 18, jeweils immer die glei chen Drücke herrschen, wird mit dieser Führung der Bohrungen das gleiche Ergebnis erzielt wie mit der nach Fig. 4 und 5.