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Flüssigkeitsgetriebe . Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitsgetriebe
mit sternförmiger oder trommelartiger Anordnung der Kolben.
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Flüssigkeitsgetriebe dieser Art können vielfach nicht zur Anwendung
gebracht werden, weil sie zur Übertragung einer gewünschten Leistung bei ver-Ihältnismäßig
niedrig liegenden Abtriebsdreh.zahlen einen zu großen Raumbedarf haben oder mit
besonderen vorgeschalteten mechanischen Getrieben ausgerüstet werden müssen. Die
in den Getrieben verwendeten Flüssigkeitspumpen können nur mit einer mittleren und
die größeren Pumpen mit einer niedrigen Antriebsdrehzahl betätigt werden, damit
ein Festfahren oder übermäßige Spaltverluste an den Ventilflächen, hervorgerufen
durch den vorzeitigen Verschleiß schnell umlaufender, gleitender Dichtflächen, vermieden
werden. Zweck der Erfindung ist es, ein Flüssigkeitsgetriebe mit geringem Gewicht
und kleinem Raumbedarf zu schaffen. .
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Während bei den bekanntenFlüssigkeitsgetrieben die dieFlüssigkeitszufuhr
zu denKolben steuernden Ventilflächen nur je eine Saug- und eine Drucköffnung haben
und daher die Umlaufzahl der Kolbenträger mit der Anzahl der Doppelhübe (Saug-und
Druckbub) der Kolben übereinstimmen muB, ist bei der Erfindung die Hubzahl der Kolben
gegenüber der Umlaufzahl des Kolbenträgers relativ zu dem die Flüssigkeitszufuhr
zu den Kolben steuernden Ventilflächen um das Sovielfache höher, als Kolben bei
der Pumpe oder ,dem Ölmotor vorgesehen sind. Erfindungsgemäß hat idabei jede Ventilfläche
so viel Paare Saug- und Drucköffnungen, daß die Anzahl der Öffnungspaare um
eins
größer öder um eins kleiner ist als die Anzahl 'der Kolben. Dadurch wird erreicht,-
daß in jeder Stellung der -die Kolben antreibenden Exzenterscheibe alle auf (der
ansteigenden Seite des Exzenters befindlichen Ko'l'ben in Verbindung mit .dem Druckkanal
und alle :auf der abfallenden Seite der Exzentersclzeibe befindlichen Kolben in
Verbindung mit dem-Saugkanal.sind. Das durch -die Anzahl der Kolben bestimmte Übersetzungsverhältnis
zwischen der Umlaufzahl .des Teiles, welches (die Kolben -antreibt, und der Umlaufzahl
des Kolbenträgers wird durch .die Zwischenschaltung eines :an sieh bekannten Übersetzungsgetriebes,
vorzugsweise eines Planetengetriebes, zwischen diese Teile erreicht. Durch die herabgesetzte
Umlaufzahl des Kolbenträgers gegenüber der Hubzähl -der Kolben wird ein und das
Festfahren der rotieren-1 den Dichtflächen vermieden, während erfahrungsgemäß auch
bei sehr hoher Hubzahl der- Kolben keine Schwierigkeiteneintreten. Flüssigkeitspumpen
in dieser Ausführung können mit Drehzahlen bis zu 5ooo Umdrehungen in der Minute
,betriebssicher laufen. Ferner wirken beim. Flüssigkeitsniötör die Kolben direkt
auf das mit (dem- Kolbenträger in-Verbindungste!hendePlanetenrad, wobeierfindüngsgemäß
.durch denKolbendruok der exzentrdsche Antrieb,des Planetenrades herbeigeführt wird.
Da die Abtriebsbewegung von dem Kolbenträger abgenommen wird, dessen Umlaufzahl
gegenüber der Hubzahl seiner Kolben entsprechend (dem Übersetzungsverhältnis des
Planetengetriebes herabgesetzt ist, ergibt -sich -der Vorteil, daß das Übersetzungsverhältnis
zwischen den Drehzahlen der angetriebenen und der albtreibenden Welle gegenüber
den bekannten Flüssigkeitsgetrieben um das Vielfache größer genommen werden kann,
als das Übersetzungsverhältnis ides Planetengetriebes im Flüssigkeitsrnotör ist.
Dadurch ergeben sieh besonders bei niedrigen Abtriebsdrehzahlen kleine und leichte
Flüssigkeitsgetriebe, und man hat es leicht in der Hand; Getriebe einer bestimmten
Bauform unabhängig von der Fördermenge der Ölpumpe für verschiedene Drehzahl- und-
Drehmomentenbereiche auszubilden durch Auswahl .des Planetengetriebes: Die Zeichnung
zeigt in schematischer Form ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes bei
sternförmiger Anordnung der Kolben. Es ist Abb. r ein Längsschnitt .durch das Flüssigkeitsgetriebe
- - - - -Abb. 2 ein Schnitt nach Linie I-I durch die Kolben und Ventilöffnungen
der Flüssigkeitspumpe Abb. 3- ein Schnitt nach. Linie II-II durch das Planetengetriebe
der Flüssigkeitspumpe, Abb. 4 ein_ Schnitt -nach. Linie III-III- durch die Ventilöffnuhen
des Flüssigkeitsmotors, Abb. 5 ein Schnitt. nach Linie IV-IV d_ urch das Planetengetriebe-
des Flüssigkeitsmotors: Das Flüssigkeitsgetriebe wird von demGehäuse z eingeschlossen,
in das von der einen Seite die beiden Lagerkörper 2_ und 3 und von der anderen Seite
.der Lagerleckel -. eingesetzt und-befestigt ,sind. In den Lagerkörpern 2 und 3
ist die Antriebswelle 5 für die Flüssigkeitspumpe gelagert, welche die mittels Stift
6 auf ihr verschiebbare Exzenterscheibe 7 trägt. Die Exzenterscheibe 7 wirkt auf
neun Kolben 8, welche sternförmig in den Kolbenträger g eingesetzt sind. Der Kolbenträger
g ist .drehbar im Lagerkörper 3 gelagert und .steht durch die in ihm befestigten
Stifte zo undRollen z r in Verbindung mit dem Planetenrad 12. Das Planetenrad 12
wird durch die auf der Antriebswelle 5 befestigte Exzenterschevbe 13 angetrieben
und wälzt ;sieh mit .seiner neunteiligen Außenkurve auf zehn Rollen 14 ab, die auf
im Lagerkörper 2 befestigten Stiften 15 gelagert sind. Der Lagerkörper ist
mit ,den. beiden ringförmigen Ölkanälen 16 und 17 versehn, und zwar ist 16 der Saugkanal
und 17 der Druckkanal. Von dem Saugkanal 16 führen zehn schräge Böhrungen
18 und von dem Druckkanal 17 ebenfalls zehn schräge Bohrungen z9 zu den Kolbenbohrungen
:des Kolbenträgers g. Wie bb. 2 zeigt, ,folgt auf eine Bohrung 18 aus dem Saugkanal
z6- immer eine Bohrung z9 aus dem Druckkanal 17.
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Bei dem Flüssigkeitsmotor ist dieAnordnung der ringförmigen Kanäle
2o und 2z und der schrägen Bohrungen 22 und 23 in dem Lagerkörper 2 im Prinzip die
gleiche wie bei der Flüssigkeitspumpe. Jedoch ist hier (der Kolbenträger 24 nicht
nur im Lagerkörper :2 drehbar gelagert, sondern auch mit der im Lagerkörper
2 und Lagerdeckel 4 drehbar gelagerten Abtriabswelle 2-5 fest verbunden. In den
Kolbenträger 24 sind sternförmig .acht Kolben 26 eingesetzt, unter welchen durch°
Kanäle 27 und 28 die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit geleitet wird. Die Kolben
26 wirken auf .das Planetenrad 29, welches sich mit seiner achtteiligen Außenkurve
auf neun Rollen 3o abwälzen kann, die auf den im Gehäuse z befestigten Stiften 31
gelagert sind. Die stetige Fortdrehung des LäufgetrieberadA 2g wird über die Rollen
32 und die im Kolbenträger 24 befestigten Stifte 33 auf den Kolbenträger 24 übertragen.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen, daß die Antriebswelle
5 der Flüssigkeitspumpe mit,der konstanten Drehzahl von 3000 Umdrehungen
pro Minute angetrieben werde. Bei .jeder Umdrehung der Exzentersdheilbe 13 machen
die Kolbeneinen Saug- und einen Druckhub, wobei die Kolben durch nichtgezeichnete
Mittel stets an der Exzenterscheibe 13 anliegen. Der Rückgang der Kolben während
des Saughubes kann in bekannter Weise durch Rückholfedern ad-er Ringfassung der
Kolbenköpfe. bewirkt werden: Die Übersetzung ges Planetenrades 12 ist so abgestimmt,
daß sich der Kolbenträger g um den Winkelbetrag einer Kolbenteilung dreht, während
die Exzenterscheibe 13 eine Umdrehung macht. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
(Abb. 2) ist die Anzahl der Bohrungspaare (i7, 18) um eins größer als die Anzahl
der Pumpenkolben. Da auf den Umfang verteilt immer eine Bohrung 18 auf eine Bohrung
r9 folgt, stehen alle bei der in Abb. 2 eingezeichneten Drehrichtung der Exzenterscheibe
13 auf der ansteigenden Seite des Exzenters befindlichen Kolben in Verbindung
mit
dem Druckkanal 17 und alle auf der abfallenden Seite des. Exzenters befindlichen
Kolben in Verbindung mit Odem Saugkanal 16-: Diese Tatsache bleibt auch bestehen,
wenn die Exzenterscheibe 13 in Abb. 2 um einen beliebigen Winkelbetrag gedreht wird,
weil durch die. im übersetzungsverhältnis des Planetenrades 12 erzwungene langsame
Bewegung des Kolbenträgers 9 stets die gleichen Offnungsverhältnisse zu dem Druck-
bzw. Saugkanal bezogen auf die Exzenterstellung gewahrt sind.
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Die von den Kolben 8 in den Ringkanal 17 geförderte Flüssigkeit wird
durch den Kanal 3q., den Ringkanal 20, die schrägen Bohrungen 22 und die jeweils
zu ihnen offen stehenden Kanäle 27 unter die zugehörigen Kolben 26 des Flüssigkeitsmotors
gedrückt. Die Übersetzung ges Planetenrades 29, welches die stetige Fortdrehung
des Kolbenträgers 2:1 herbeiführt, ist ebenfalls so gewählt, daß sich der Kolbenträger
24 um den Winkelbetrag einer Kolbenteilung dreht, wenn das Planetenrad 29 eine volle
Exzenter:bewegung mit seinem Kurbelarm ausgeführt hat. Da auch beim Flüssigkeitsmotor,
wie aus Abb. 4 ersichtlich, die Anzahl der Bohrungspaare (22, 23) um eins größer
ist als die Anzahl der Motorkolben, ist auch hier erreicht, daß in jeder Stellung
,der durch den Kolbendruck herbeigeführten Exzenterbewegung des Planetenrades 29
alle auf der ansteigenden Seite der Ex.zenterbewegung !befindlichen Kolben in Verbindung
mit dem Druckkanal und alle auf der abfallenden Seite befindlichen Kolben in Verbindung
mit dem Saugkanal sind.
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Die Größe des Hubes der Kolben 26 wird bestimint durch die Masse des
Planetenrades 29, das seine stetige Fortdrehun.g nur mit einer bestimmten Exzentrizität
zwischen den Rollen 30 vornehmen kann. Unter der Annahme"daß bei Einstellung
der Exzenterscheibe 7 auf Größthub die Schluckmenge des Flüssigkeitsmotors gleich
der Fördermenge der Pumpe ist, würde bei dem Ausführungsbeispiel der Kolbenträger
24 und mithin auch die Abtriebswelle 25 in der Minute nur 375 Umdrehungen machen.
Durch Verstellen der Exzenterscheibe 7 nach der Mittelstellung zu kann in bekannter
Weise die Fördermenge der Pumpe herabgesetzt und dadurch die Umlaufzahl derAbtriebswelle
stufenlos'heruntergeregelt werden.
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Die Ausbildung ges Flüssigkeitsmotors nach Abb.7 ist dadurch gekennzeichnet,
daß an Stelle der mit Stiften 31 und Rollen 30 in Abb. 5 gebildeten Triebstod'lzverzaihnung
ein Kurvenring 35 verwendet wird, an dem sich die Kolben 26 nach Weglassen der Kurvenscheibe29
mit den Stiften32 -und Rollen 33 direkt abstützen. Außerdem ist die.Anzahl der Kolben
2 6 gegenüber der Darstellung nach Abb. 5 verdoppelt, ebenso die Ölkanäle 27 und
28 ..des Kolbenträgers entsprechend der Abb. 6. Es ergeben sich auf diese Weise
zwei nahezu gegenüberliegende Kolbensätze in einer Ebene, wobei die drückenden und
die saugenden Kolben ,abwechselnd nebeneinanderliegen. In jeder Stellung des Kolbenträgers
stehen alle an den aufsteigenden Zahnflanken befindlichen Kolben 26 mit den Druckbohrungen
und alle'-an den abfallenden Zahnflanken befindlichen Kolben mit den Saugbohrungen
in Verbindung.
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Die- unter der Einwirkung,des Drucköles stehenden Kolben :gleiten
,an den aufsteigenden Zahnkurven entlang und bringen den Kolbenträger durch die
drehende Kraftkomponente in eine stetige Drehbewegung einerlei Sinnes. Die vor den
Saugkanälen stehenden Kolben werden während der Drehung entlang den abfallenden
Zahnkurven zurückgeschoben.
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Bei einem Kurvenring mit gerader Zähnezahl sind beide Kolbensätze
um iSo° gegeneinander versetzt, wobei die gegenüberliegenden Kolben stets die gleiche
Funktion ausüben und das System vollkommen ausgeglichen wird. Die Zahnkurven sind
derart ausgebildet, daß die Kolbenhübe sinusförmig verlaufen.