DE1653382C3 - Hydraulische Radialkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Radialkolbenmaschine mit im Rotor radial angeordneten Zylindern und in diesen Zylindern hin- und herbewegten Kolben, die mittels an ihnen schwenkbar angesetzter Kolbenschuhe an in Umfangsrichtung der Maschine verlaufenden, radial äußeren Führungsflächen geführt sind, wobei die Kolbenschuhe mit gegenüber dem Zylinderdurchmesser schmalerem Kolbenschuh-Zentraitt.il und an diesem angebrachten Verbreiterungen ausgebildet sind, wobei der Kolbenschuh-Zentralteil bei Umlauf zeitweise in die teilweise seitenoffenen Zylinder eintaucht, und wobei diese Verbreiterungen symmetrisch zu der zur Rotorachse parallelen Mittellinie des Kolbenschuh-Zentralteils ausgebildet sind und wobei sie zusammen mit diesem an einer durchgehenden Führungsfläche anliegen und eine der Flächen des durch zwei Flächen etwa gleicher Radien um eine gemeinsame Mitte gebildeten Schwenkgelenks zwischen Kolben und Kolbenschuh am Kolbenschuh-Zentralteil ausgebildet ist, nach Patent 1 403 748.

Eine derartige hydraulische Radialkolbenmaschine

ten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die hydraulische Radialkolbenmaschine nach der Hauptanmeldung als Mehrstrommaschine auszubilden, die es ermöglicht, mehrere Arbeitsmittelströme mit gleicher oder verhältnisgleicher Durchflußmenge zu erhalten.

Ausgehend von der hydraulischen Radialkolbenmaschine nach der Hauptanmeldung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Rotor, der mit mehreren Zylindergruppen mit darin beweglichen Kolben versehen ist, vier, jeweils aus mehreren Arbeitskammern gebildete Arbeitskammerngruppen hintereinander angeordnet sind und jede dieser Arbeitskammerngruppen mit mindestens je einer, mit keiner der anderen Arbeitsmittelableitungen kommunizierenden Arbeitsmittelableitung verbunden ist.

Durch diese Maßnahmen wird die Gleichförmigkeit der einzelnen Arbeitsmiuelströme so gut, daß diese vier Arbeitsmittelströme zum Antrieb von Vierstromfahrzeugen, und zwar sowohl von Landfahrzeugen ah auch Luft- und Wasserfahrzeugen, verwendet werden können. Überdies gewährleistet die erfindungsgemaße Konstruktion einen kompakten, leichten und wirtschaftlichen Aufbau der Radialkolbenmaschine. Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus. daß die Arbeitsmittelableitungen und gegebenenfalls Arbeitsmittelzuleitungen in einem den Rotor durchsetzenden Steuerzapfen angeordnet sind und mittels axial zueinander versetzter, je die Arbeitskammern einer Arbeitskammerngruppe steuernder Steuerfensterpaare mit den genannten Arbeitskammern verbindbar sind.

Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die vier Arbeitsmittelströme stets problemfrei gleich oder verhältnisgleich geregelt werden können, was für einen betriebssicheren Fahrzeugantrieb von erheblicher Bedeutung ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindiingsgemäßen Maschine; F i g. 2 ist ein Querschnitt durch F i g. 1 entlang H-Il;

Fig. 3 ist ein Querschnitt du.ch Fig. 1 entlang III Ul:

F i g. 4 ist ein Querschnitt durch F i g. 1 entlang IV IV und

Fig.5 ist ein teilweiser Querschnitt durch Fig. 1 entlang der Schnittlinie V-V.

Das Ausführungsbeispiel einer Radialkolbenmaschine nach F i g. 1 zeigt eine Vierstrommaschine mit vier Zuführungsleitungen und vier Abführungsleitungen. Die Teile 68, 65, 67, 66, 80 und 69 und ihre Funktionen sind im Rahmen der Hauptanmeldung im einzelnen erläutert. Die Kolben 11 und die Kolbenschuhe 1 mit ihren Teilen 2, 3, 5, 6. 7, 50, 51 und 52 entsprechen ebenfalls der Ausführungsform nach der Hauptanmeldung.

Regelringe 81 und 82 sind in dem Gehäuse 68 der Radialkolbenmaschine untergebracht und in dieser auf- und abverschiebbar zum Zwecke der exzentrischen Einstellung zur Rotorachse angeordnet. Die beiden Regelringe 81 und 82 werden durch den Regelbolzen 83 verstellt. An dem Regelbolzen 83 befinden sich die Verstellgewinde 84 und 85, die in entsprechende Muttern an den Regelringen 81 und 82 eingreifen. Eines der beiden Verstellgewinde ist rechtslaufend, das andere ist

inkslaufend. Die Verdrehung des Regelbolzens 83 um (eine Achse bewirkt also, daß die beiden Regelringe 81 gnd 82 sich entweder einander nähern oder sich voneinander entfernen. In der Stellung der größten Annäherung sind die Regelringe 81 und Ml /entrisch /um Rotor angestellt In der Stellung der größten Entfernung voneinander sind sie beide in der Stellung der größten Exzentrizität relativ zur Rotorachse, jedoch sind sie dann beide in entgegengesetzter Exzentrizität «ngestellt. Um diese gegenseitigen Exzenteranstellungen erreichen zu können, ist der Regelring 82 radial innerhalb des Regelringes 81 angeordnet und soviel radialer Zwischenraum zwischen beiden gelassen, daß die Exzentertewegungen ausgeführt werden können. Bei anderen, nicht gezeichneten Ausführungsarten können aber auch die beiden Regelringe 81 und 82 Schütze enthalten und die verbleibenden Stege des Regelringes 81 in die Schlitze des Regelringes 82 und die Stege des Regelringes 82 in die Schlitze des Reg°lnnges 81 gelegt werden. Bei dieser Ausführung wird eine in radialer Richtung gedrängte Bauart erreicht. Im Regelring 81 sind die Radiallager 86 gelagert, und im Regelring 82 ist das Radiallager 87 gelagert.

Im Lager 86 ist der Umlaufring 88 gelagert und durch die Sicherungselemente 102 gehalten. Im anderen Lager 86 ist der Umlaufring 89 gelagert und durch die Sicherungselemente 102 gehalten. Beide Umlaufringe können einander gleich sein. Im Ausführungsbei spiel sind sie lediglich in umgekehrter Weise montiert. Ein Lager 86 mit Umlaufring 88 befindet sich :'m linken Ende in den Regelring 81 eingebaut, und das andere Lager 86 mit dem I !mlaufnng 89 ist am anderen Ende in den Regelnng81 eingebaut.

Der Regelring 81 mit dem Radiallager 82 befindet sich in der Mitte der Maschine, also /wischen den Radiallagern 86. An Stelle des einen Radiallagers können auch zwei oder mehrere Radiallager eingebaut sein. Im Radiallager 87 sind die beiden Umlaufringe 91 und 92 gelagert. Die beiden Umlaufringe 91 und können gleich ausgebildet sein, sind jedoch im Ausführungsbeispiel entgegengesetzt montiert. Alle Umlaufringe 88. 89, 91 und 92, laufen um, wenn der Motor umläuft, und zwar werden sie durch Reibung mitgenommen.

Die rückwärtige Deckelwand, die im Ausführungsbeispiel mit der Steuerwelle 136 aus einem Stück hergestellt ist, ist drehfest im Gehäuse gehalten und greift in die Rotorzentralbohrung oder in die Zentralbohrung der Rotorbuchse 100 ein. In der Steuerwelle 136 befinden sich zwei Leitungsgruppen, von denen eine die Zuleitungs- und eine die Ableitungsgruppe darstellt. Die Zuleitungsgruppe und die Ableitungsgruppe werden miteinander vertauscht, wenn die Maschine mit einer Regelvorrichtung in beiden Exzentrizitätsrichtungen ausgerüstet und die Exzentrizitäten ins Entgegengesetzte verstellt werden Infolge dieser Vertauschbarkeit ist es unter Umständen mißverständlich, die Leitungsgruppen Zuführungs- bzw. Ableitungsgruppen zu nennen, und sie sollen deshalb die Λ-Gruppe und die ß-Gruppe genannt werden.

Die /Α-Gruppe besteht aus den in der Steuerwelle 136 angeordneten Kanälen, deren Strömung in gleicher Richtung verläuft, während die Kanäle der ß-Gruppe in der Steuerweile Arbeitsmittel in der zur A-Gruppe entgegengesetzten Richtung führen. ]ede einzelne Gruppe kann aus einem oder mehreren Kanälen bestehen. . „ Im Ausführungsbeispiel sind vier Kanäle je Gruppe dargestellt. Die /4-Gruppe enthält die Kanäle 113, 114. 116 und 119, während die ß-Gruppe die Kanäle 112, 115. 117 und 118 enthält. Jeder Kanal ist mit einem Anschlußende und einem S«euorfenster verbunden. Es verbinden: Kanal 112 Anschluß 128 und Steuei fenster 120; Kanal 113 Anschluß 129 und Steuerfenster 121: Kanal 114 Anschluß 130 und Steuerfenster 122; Kanal 115 Anschluß 131 und Steuerfenster 123; Kanal 116 An Schluß 132 und Steuerfelder 127; Kanal 117 Anschluß ίο 133 und Steuerfenster 126; Kanal 118 Anschluß 134 und Steuerfenster 125 und Kanal 119 Anschluß 135 und Steuerfenster 124. Die Steuerfenster 120. 121. 122 und 123 sind in der einen limfangshälfle der Steuerwelle 136 angeordnet und die Steuerfenster 124. 125. 126 und '5 127 in der dazu oppositionellen Steuerwellenumfji.>.·-<■ hälfte. Die Steuerfenster 120 und 124 steuern die Rotorfenster 103; die Steuerfenster 121 und 125 Steuern die Rotorfenster 109; die Steuerfelder 122 ind 126 die Rotorfenster 110 und die Steuerfenster 123 und 127 die Rotorfenster 111. Die beschriebenen S:euer fenster sind so ausgebildet, daU /wischen /wet Me;ict fenstern in der Steuerwelle leweils die Steuerstege u>i handen sind und die Steuerfenster wenige .ils 1 ^O de; Peripherie der Steuerwelle durchbrechen D>e Steuei welle ist im übrigen in die Ze"trjlhohrung der Rntoi buchse 100 dichtend, jedoch Ijottähig eingepaßt. s<· dall die Rotorbuchse 100 um die Steuerwei'e leck.u'eurm. aber mit geringen Reibungsverlusten rotieren kann

Im λusführungsbeispicl ist auch der Schaft 69 in dei Steuei welle 1 36 gelagert, doch ist diese \usführung nur beispielhaft. Schließlich sind die Kanäle 112 his 119 jlle in einer Schnittebene übereinandergeletM gezeichnet, uiii Jie Leilungsführungen besonders .n'>(.hauin'h d;u zustellen. In der Praxis können die ein/einen Kanäle auch in Form eines Vhtsternes unter gleichen Winkeln um die Steuerwellenachse In-rum angeordnet sein. w,is günstige Querschnittsverhaltnisse ergibt Auch kann man die Vierstrompumpe in eine /weistrumpumpe verwandeln, wenn man jeweils die Kanäle 113 und 114. 112 und 115 sowie 116 und 119 und schließlich 117 und 118 miteinander verbindet oder vereinigt.

Schließlich ist die Steuerwelle 136 wieder um 90 verdreht gezeichnet, um die Kanalführungen deutlicher darstellen zu können. Wenn die .4-viruppe als Zuführungsleitungsgruppe dient, ist die Ö-Gruppe Ableitungsgruppe und umgekehrt. Es werden also jeweils vier Zuführungsströme und vier Ableitungsströme vorhanden sein. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, um Maschinen mit vier Arbeitsstellen, ζ Β. so Fahrzeuge, insbesondere Geländefahrzeuge. Traktoren usw.. zu treiben, die Vierradantrieb benötigen, leder einzelne Strom kann zu einem Druckmittelmotor geleitet werden, der dann ein betreffendes Rad antreibt. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist bei gleicher Bcmessung der Rotorfenster und der Steuerfenster und bei symmetrischer Anordnung urr. die Mitte in Axial richtung die Steuerwel'e 136 radial im Druckmittelkral tegleichgewicht. Wenn Druck in den .Steuerfenstern 121 und 122 herrscht, wird er entsprechend auch in den Steuerfenstern 124 und 127 herrschen, während dann Niederdruck in den Steuerfenstern 120. 123. 125 und 126 herrscht und umgekehrt bei umgekehrtem Betrieb der Maschine. Die aus den Steuerfensicrn her auf die Steuerwelle 136 und die daraus auf die Rotorbohrung 65 oder die Rotorbuchse 100 ausgeübten Druckmittelkräfte balancieren sich also gegenseitig aus und ermöglichen das reibungsfreie Schwimmen der Rotoren um die Steuerwelle ohne jegliche resultierende

Last auf die Steuerwelle. Das ermöglicht geringe Bauabmessungen der Steuerwelle und erhöht infolge der Belastungs- und Reibungseinsparung den Gesamtwirkungsgrad der Maschine ganz außerordentlich.

Auf der Rotorbuchse 100 sind die beiden Rotoren 97 und 98 befestigt mit Hilfe der Sicherungselemente 101. Sie sind durch die Buchse 99 voneinander distanziert.

Die Rotoren 97 und 98 und die Distanzbuchse 99 können auch aus einem Stück und gegebenenfalls zusammen mit der Rotorbuchse 100 aus einem Stück hergestellt sein. In den Rotoren befinden sich die Zylinder 104, 105, 106 und 107 in den vier axial voneinander distanzierten, zur Rotorachse senkrechten Ebenen 104, 105,106,107 und 108.

In den genannten Zylindern gleiten die Kolben. 11, die durch die Kolbenschuhe 1 getrieben werden. Die Kolbenschuhe laufen mit äußeren Führungsflächen 5 an den inneren Führungsflächen 93, 94, 95 oder % der Umlaufringe 88,91,92 oder 89 und werden durch diese in die Zylinder hereingedrückt. Die inneren Führungsflächen 6 an den Kolbenschuhführungen 3 laufen an den Kolbenschuhführungsringen 137 und werden durch diese zur Radialauswärtsbewegung veranlaßt. Die Radialbalancierung des Rotors oder der Rotoren und der Steuerwelle wird dadurch erreicht, daß die Kolben

ίο in den Zylindern 105 und 106 dann radial einwärts laufen, wenn die Kolben in den Zylindern 104 und 107 radial auswärts laufen und umgekehrt. Die Regelringe 81 und 82 werden in bekannter Weise in Segmentführungen zur Exzenterverstellung geleitet. Diese sind jedoch nicht gezeichnet, weil solche Führungen allgemein bekannt sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Radialkolbenmaschine mit im Ro tor radial angeordneten Zylindern und in diesen Zylindern hin- und herbewegten Kolben, die mittels an ihnen schwenkbar angesetzter Kolbenschuhe an in Umfangsrichtung der Maschine verlaufenden, radial äußeren Führungsflächen geführt sind, wobei die Kolbenschuhe mit gegenüber dem Zylinderdurchmesser schmalerem KoIbenschuh-Zenti-alteil und an diesem angebrachten Verbreiterungen ausgebildet sind, wobei der Kolbenschuh-Zentralteil bei Umlauf zeitweise in die teilweise seitenoffenen Zylinder eintaucht und wobei diese Verbreiierungen symmetrisch zu der zur Rotorachse parallelen Mittellinie des Kolbenschuh-Zentralteils ausgebildet sind, und wobei sie zusammen mit diesem an einer durchgehenden Führungsfläche anliegen und eine der Flächen des durch zwei Flächen etwa gleieher Radien um eine gemeinsame Mitte gebildeten Schwenkgelenks zwischen Kolben und Kolbenschuh am Kolbenschuh-Zentralteil ausgebildet ist. nach Patent 1 403 748. dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Rotor der mit mehreren Zylindergruppen mit darin beweglichen Kolben (11) versehen ist, vier, jeweils aus mehreren Arbeitskammern gebildete Arbeitskammerngruppen (z. B. 104. 105, 106. 107) hintereinander angeordnet sind und jede dieser Arbeitskammerngruppen mit mindestens je einer, mit keiner der anderen Arbeitsmittelableitungen kommunizierenden Arbeitsmittelableitung (z. B. 120 oder 121 oder 122 oder 123) ver bunden ist.

2. Hydraulische Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsmittelableitungen (z. B. 120,121,122,123) und gegebenenfalls Arbeitsmittelzuleitungen (z. B. 124, 125. 126, 127) in einem den Rotor (97. 98) durchsetzenden Steuerzapfen (136) angeordnet sind und mittels axial zueinander versetzter, je die Arbeitskammern einer Arbeitskammergruppe (104, 105, 106, 107) steuernder Steuerfensterpaare (120, 124; 121, 125; 122, 126; 123, 127) mit den genannten Arbeitskammern verbindbar sind.

kann als Hydropumpe, Hydromotor und auch als regelbare Hydropumpe oder regelbarer Hydromotor arbei