DE19618792B4

DE19618792B4 - Radialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE19618792B4
Application number: DE19618792A
Authority: DE
Inventors: Sinclair Kinghorn Cunningham; Peter Dr. Wüsthof
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2016-05-11
Also published as: DE19618792A1

Abstract

Radialkolbenmaschine aufweisend einen von einer Welle getragenen Rotor mit in Radialrichtung nach außen gerichteten Kolbenbohrungen zur Aufnahme von vom Arbeitsmittel radial nach außen beaufschlagten Kolben, deren äußere Enden als Lager zur Aufnahme von Abstützrollen ausgebildet sind, die sich an einem den Rotor umgebenden Hubring abstützen, und Einsatzstücke, von denen jeweils zwei an dem Rotor zur axialen Spielbegrenzung einer Abstützrolle im äußeren Bereich einer jeden Kolbenbohrung befestigt sind, wobei die Längserstreckung der Abstützrolle kleiner als der Kolbendurchmesser ist und eine der Kolbenbohrungswand zugekehrte Fläche an jedem Einsatzstück dem Radius der Kolbenbohrung als Abstützfläche angepasst ist, während eine der Abstützrolle zugekehrte, zu deren axialen Spielbegrenzung dienende Führungsfläche am Einsatzstück eben ausgebildet ist, wobei die Führungsfläche in jeder Hublage des Kolbens ausschließlich mit einer Stirnfläche der Abstützrolle in funktioneller Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Kolbenbohrung (2a) zugewandten Abstützfläche (27) des Einsatzstückes (24) eine parallel zur Abstützrollenachse verlaufende schwalbenschwanzförmige Verlängerung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer aus der DE 40 29 265 A1 bekannten Radialkolbenmaschine werden die zur axialen Spielbegrenzung der Abstützrollen dienenden Einsatzstücke dem Durchmesser der Abstützrollen angepaßt und führen gemeinsam mit diesen die Hubbewegung aus. Um eine Verkantung der Einsatzstücke gegenüber der Kolbenbohrung zu verhindern, werden diese wandseitig mit einer in Hubrichtung des Kolbens verlaufenden Nut versehen, in die ein in die Kolbenbohrungswand von außen eingeschraubter Führungsbolzen oder eine mit der Kolbenbohrungswand verbundene Führungslasche eingreift.

Durch die DE 40 29 265 A1 ist es auch bekannt, eine Abstützrolle auf der einen Seite durch ein in der Kolbenbohrung liegendes und an der Kolbenbohrungswand mit einer Schraube befestigtes schmalen Einsatzstück axial festzulegen. Gleichzeitig dient das Einsatzstück als Verdrehsicherung für den Kolben. Dieses Einsatzstück erstreckt sich ebenso wie das gegenüberliegende, die Hubbewegung mit der Abstützrolle mitmachende Einsatzstück über den genannten Durchmesser der Abstützrolle und reicht damit auch in einen die Abstützrolle aufnehmenden abgeflachten Teilbereich des Kolbens. Während der Hubbewegung des Kolbens unterliegt die der Abstützrolle zugekehrte Führungsfläche des Einsatzstückes durch den sich hierbei ändernden Flächenbereich an der Stirnseite der Abstützrolle, der mit der Führungsfläche des Einsatzstückes in Berührung kommt, unterschiedlichen Abstützkräften, die zu unterschiedlichem Verschleiß an der Führungsfläche führen.

Aus der US 4 719 843 ist eine Radialkolbenmaschine bekannt, bei der das axiale Spiel der Abstützrollen auf beiden Seiten durch in der Kolbenbohrung befindliche und an der Kolbenbohrungswand mit einer Schraube befestigte schmale Einsatzstücke begrenzt ist. Die Lager der Kolben zur Aufnahme der Abstützrollen sind kürzer als die Abstützrollen, so daß die Führungsfläche eines Einsatzstückes nur mit der entsprechenden Stirnfläche einer Abstützrolle in Berührung kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Radialkolbenmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine besonders einfache Befestigung der Einsatzstücke an der Kolbenbohrungswand zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Radialkolbenmaschine gelöst, die zusätzlich zu den Merkmalen aus dem Oberbegriff die Merkmale aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufweist.

Weiterbildende Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Die Zeichnung veranschaulicht in
1 die Ansicht eines Teilausschnittes des Rotors mit Kolben und Hubscheibe einer Radialkolbenmaschine, 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in 1,
3 eine Draufsicht auf den Rotor mit Kolben und Abstützrolle und
4 eine perspektivische Ansicht eines Einsatzstückes im größeren Maßstab.
In den 1 bis 3 ist mit 1 der ausschnittsweise dargestellte Rotor bezeichnet, der in gleichmäßig über den Umfang verteilten gestuften Kolbenbohrungen mit Kolbenbohrungsabschnitten 2a und 2b gestufte Kolben 3 aufnimmt: Der jeweilige Kolbenteil 3a mit dem kleineren Durchmesser weist auf gegenüberliegenden Seiten Abflachungen 4 auf, so daß die von den Kolbenteilen 3a, 3b eingeschlossenen Arbeitsräume 5, 6 mit einander in Flüssigkeitsverbindung stehen und demgemäß nur eine Steuerbohrung 7 zur Zu- und Abführung des Arbeitsmittels in die und aus den Arbeitsräumen erforderlich ist (2). Der den größeren Arbeitsraum 5 nach außen abschließende Kolbenteil 3b ist mit einer umlaufenden Nut 8 versehen, in der ein Kolbenring 9 angeordnet ist, der einen druckdichten Flüssigkeitsabschluß des Arbeitsraumes 5 nach außen sicherstellt. Im äußeren Bereich 3c (1) weist der Kolbenteil 3b eine Ausnehmung 10 mit Lagerschale 11 zur Aufnahme einer Abstützrolle 12 auf. Die Abstützrolle 12 stützt sich auf einer sinusförmigen Kurvenbahn 13 eines den Rotor umgebenden Hubrings 14 ab. Der radiale Abstand zwischen dem unteren und oberen Umkehrpunkt 15, 16 des sinusförmigen Verlaufs der Kurvenbahn ergibt den maximalen Kolbenhub bei Drehung des Rotors infolge Druckbeaufschlagung der Kolben durch das Arbeitsmittel.
In den 1 und 2 befindet sich die Abstützrolle 12 an dem oberen Umkehrpunkt 16 der Kurvenbahn 13, so daß eine weitere Drehung des Rotors durch andere nicht gezeigte Kolben erfolgt, die je nach Drehrichtung sich im linken oder rechten Kurvenabschnitt 17 oder 18 befinden und in diesem Bereich bei Beaufschlagung durch den Hoch- bzw. Arbeitsdruck ein Drehmoment auf den Rotor und damit auf die mit dem Rotor über eine Verzahnung 20 verbundenen Abtriebswelle 21 erzeugen. Die Arbeitsräume der Kolben, deren Abstützrollen sich auf dem jeweils anderen Kurvenabschnitt befinden, sind mit dem Niederdruck bzw. mit dem Tank verbunden. Der die Abstützrolle aufnehmende Kolbenbereich 3c ist an den beiden Stirnseiten 12a, 12b der Abstützrollen abgeflacht, wobei der verbleibende Führungs- bzw. Aufnahmeteil etwas kürzer als die Rollenlänge ist, so daß die Abstützrollen mit ihren Enden über den Führungs- bzw. Aufnahmeteil des Kolbens hinausragen.
An beiden Enden der Abstützrollen sind im oberen Bereich 23 der Kolbenbohrung 2a für den Kolbenteil 3b im Rotor Einsatzstücke 24 zur axialen Spielbegrenzung der Abstützrollen angeordnet. Die Einsatzstücke weisen an ihrer der Abstützrollen zugekehrten Seite eine ebene Führungsfläche 25 für die betreffende Stirnseite 12a, 12b der Abstützrollen auf. Die der Abstützrolle abgekehrte Abstützfläche 27 eines Einsatzstückes ist der Rundung des Kolbenbohrungsabschnitts 2a für den Kolbenteil 3b angepaßt. An die Abstützfläche 27 schließt sich eine schwalbenschwanzförmige Verlängerung 28 an, die in eine entsprechend geformte Aussparung 29 in der äußeren Kolbenbohrungswand 30 des Rotors 1 eingreift und damit im Rotor in radialer Richtung festliegt. Die Schmalseite 28a der schwalbenschwanzförmigen Verlängerung 28 schließt mit dem äußeren Umfang 1a des Rotors bündig ab. Die schwalbenschwanzförmige Verlängerung 28 ist zu beiden Seiten mit einer Nut 31 durchsetzt (3 und 4), die in entsprechende Vorsprünge 33 in der schwalbenschwanzförmigen Aussparung 29 in der Kolbenbohrungswand 30 unmittelbar am Anschluß an dem Kolbenbohrungsabschnitt 2a eingreifen. Die Nuten 31 und Vorsprünge 33 verlaufen parallel zueinander in Richtung der Kolbenachsen und sichern die Einsatzstücke in Richtung der Rotorachse A. Dadurch ist eine form- und kraftschlüssige Verbindung der Einsatzstücke mit dem Rotor gewährleistet: Die der Rotorachse A zugekehrte Breitseite 35 der schwalbenschwanzförmigen Verlängerung 28 weist eine tunnelförmige Ausnehmung 35a auf, so daß beim Einbau des Einsatzstückes in die dafür vorgesehene Aussparung 29 in die Kolbenbohrungswand des Rotors die schwalbenschwanzförmige Verlängerung besser verformbar ist. Das Einsatzstück besteht aus verschleißfestem elastischem Kunststoff, das in einfacher Weise als Spritzteil herzustellen ist.
Der Querschnittsverlauf der mit einer Stirnfläche 12a, 12b der Abstützrollen in funktioneller Verbindung stehenden Führungsfläche 25 des Einsatzstückes 24 ist so ausgebildet, daß über den gesamten Hubbereich des Kolbens die Führungsfläche 25 ausschließlich mit der betreffenden Stirnfläche 12a, 12b der Abstützrolle 12 in Kraftschluß steht. Die Führungsfläche 25 ist in ihrer radialen Erstreckung kürzer als der Radius der Abstützrolle und in ihrer Erstreckung in Drehrichtung des Rotors schmäler als der Durchmesser der Abstützrolle. Dadurch ist sichergestellt, daß die Einsatzstücke ausschließlich der Führung der Abstützrollen in Richtung von deren Drehachsen dienen und nicht zusätzlich als Verdrehsicherung für die Kolben. Die ausschließliche Führung der Abstützrollen in Richtung von deren Drehachsen wird noch zusätzlich dadurch sichergestellt, daß der beidseitig abgeflachte Kolbenbereich 3c zur Aufnahme der Abstützrolle kürzer ist als die Länge der Abstützrollen. In diesem Fall kann, wie in 1 zu erkennen ist, die Führungsfläche 25 des Einsatzstückes im oberen Umkehrpunkt des Kolbenhubes mit ihren der Rotorachse A zugekehrten Eckbereichen 25a über die Stirnfläche der Abstützrollen etwas hinausreichen, ohne daß damit eine Berührung mit dem abgeflachten Kolbenbereich 3c zu befürchten ist.

Claims

Radialkolbenmaschine aufweisend einen von einer Welle getragenen Rotor mit in Radialrichtung nach außen gerichteten Kolbenbohrungen zur Aufnahme von vom Arbeitsmittel radial nach außen beaufschlagten Kolben, deren äußere Enden als Lager zur Aufnahme von Abstützrollen ausgebildet sind, die sich an einem den Rotor umgebenden Hubring abstützen, und Einsatzstücke, von denen jeweils zwei an dem Rotor zur axialen Spielbegrenzung einer Abstützrolle im äußeren Bereich einer jeden Kolbenbohrung befestigt sind, wobei die Längserstreckung der Abstützrolle kleiner als der Kolbendurchmesser ist und eine der Kolbenbohrungswand zugekehrte Fläche an jedem Einsatzstück dem Radius der Kolbenbohrung als Abstützfläche angepasst ist, während eine der Abstützrolle zugekehrte, zu deren axialen Spielbegrenzung dienende Führungsfläche am Einsatzstück eben ausgebildet ist, wobei die Führungsfläche in jeder Hublage des Kolbens ausschließlich mit einer Stirnfläche der Abstützrolle in funktioneller Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Kolbenbohrung (2a) zugewandten Abstützfläche (27) des Einsatzstückes (24) eine parallel zur Abstützrollenachse verlaufende schwalbenschwanzförmige Verlängerung (28) am Einsatzstück (24) vorgesehen ist, die in eine entsprechende Aussparung (29) in der Kolbenbohrungswand des Rotors (1) zur Verbindung des Einsatzstückes (24) mit dem Rotor eingreift.
Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (28) parallel zueinander in Richtung der Welle (21) verlaufende Nuten (31) aufweist, in die entsprechend geformte Vorsprünge (33) in der Aussparung (29) im äußeren Bereich der Kolbenbohrungswand (30) eingreifen, wobei zumindest ein schwalbenschwanzförmiges Teilstück (28a) der Verlängerung (28) zum besseren Einbringen in die Aussparung (29) in der Kolbenbohrungswand (30) aus elastischem Kunststoff besteht.
Radialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schwalbenschwanzförmige Verlängerung (28) des Einsatzstückes (24) auf ihrer der Rotorachse (A) zugekehrten Seite eine Ausnehmung (35a) aufweist.
Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück mit dem Außenumfang (1a) des Rotors (1) bündig abschließt
Radialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (25) des Einsatzstückes (24) in ihrer radialen Erstreckung kürzer ist als der Radius der Stirnfläche (12a, 12b) der Abstützrolle und in ihrer Erstreckung in Drehrichtung des Rotors schmäler ist als der Durchmesser der Stirnfläche (12a, 12b) der Abstützrolle.
Radialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am äußeren Ende eines jeden Kolbens (3) ein beidseitig abgeflachter Kolbenbereich (3c) zur Aufnahme der Abstützrolle (12) vorgesehen ist, der kürzer ist als die Länge der Abstützrolle.