DE2236125A1 - Radialkolbenmaschine - Google Patents

Description

6.6.1972 Se/Gü ■ . '

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Radialkolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenmaschine mit einem auf einem Steuerzapfen rotierenden Zylinderkörper, in dem sternförmig angeordnete, Kolben aufnehmende Zylinderbohrungen ausgebildet sind, deren Mündungen mit Steueröffnungen im Steuerzapfen zusammenwirken, welche durch Stege getrennt sind, auf denen Ausnehmungen ausgebildet sind.

Bei Radialkolbenmaschine!! werden von den Kolben in den Zylinderbohrungen, die sich auf der Druckseite der Maschine befiri-

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den, Seitenkräfte auf den Zylinderkörper ausgeübt, deren Resultierende diesen gegen den Steg des Steuerzapfens drückt, welcher dem inneren Totpunkt der Kolbenbewegung gegenüberliegt. Der auf die Ringflächen der sich auf der Druckseite befindenden Zylinderbohrungen wirkende Druck ruft eine den Zylinderkörper gegen den Steuerzapfen drückende Anpreßkraft hervor, die bei manchen Ausführungen von Radialkolbenmaschinen nicht vollständig von den Druckkräften, welche im Spalt zwischen Zylinderkörper und Steuerzapfen wirken, ausgeglichen wird, so daß eine Restkraft verbleibt.

Bei einer bekannten Radialkolbenmaschine sind auf den die Steueröffnungen trennenden Stegen Ausnehmungen ausgebildet, von denen die dem inneren Totpunkt der Kolbenbewegung gegenüberliegende über eine Ventileinrichtung stets mit von der Hochdruckseite abfließendem Druckmittel gespeist wird. Dadurch baut sich über dieser Ausnehmung ein Druckfeld auf, das die Kraft ausgleicht, welche den Zylinderkörper in diesem Bereich gegen den Steuerzapfen preßt. Ein Ausgleich der auf der Druckseite wirkenden hydrostatischen Kräfte wird bei dieser Maschine nicht erzielt.

Diese Ventileinrichtung ist außerdem fertigungstechnisch aufwendig und hat weiterhin den Nachteil, daß sich deren Kanäle, soweit sie als Drosselkanäle ausgebildet sind, mit den im Druckmittel enthaltenen Schmutzteilchen zusetzen können, wodurch die Betriebssicherheit der Maschine beeinträchtigt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radialkolbenmaschine zu schaffen, bei der auf einfache und dabei betriebssichere Weise mindestens ein Teil der am Zylinderkörper angreifenden, den Steuerzapfen belastenden Kräfte ausgeglichen wird.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Ausnehmungen - bezogen auf die Umfangsrichtung des Steuerzapfens - seitlich vorsetzt zu den Steueröffnungen angeordnet sind und daß die Aus-

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nehmungen periodisch mit den Zylinderbohrungen verbindbar sind.

Das hat den Vorteil, daß mit relativ einfachen Mitteln der Ausgleich der den Steuerzapfen belastenden Kräfte erzielt wird.

V/eitere vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der anschließenden Beschreibung und.der Zeichnung.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Radialkolbenmaschine eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 die Abwicklung des Steuerzapfens der Radialkolbenmaschine nach dem Ausführungsbeispiel der Figo 1,

Fig. 3 die Abwicklung des Steuerzapfens eines zweiten Ausführungsbeispiels, ·

Fig. 4 die Abwicklung des Steuersapfens eines dritten Ausführungsbeispiels, ,

Fig. 5a die Ausbildung der Mündungen von Zylinderbohrungen einer und i?D Radialkolbenmaschine im Schnitt und in der Draufsicht.

Die Radialkolbenmaschine nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 besitzt ein Gehäuse 1,. das von einem Gehäusedeckel 2 verschlossen ist. Im Gehäusedeckel 2 ist in einer Bohrung 3 ein Steuerzapfen 4- fest angeordnet, auf dem ein Zylinderkörper 5 drehbar gelagert ist, welcher außerdem im Gehäuse 1 an einem Stützlager 6 anliegt. Ein am Zylinderkörper 4 ausgebildeter Wellenzapfen 7 dient zum Antrieb der Maschine beim Pumpbetrieb und zum, Abtrieb beim Motorbetrieb.

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Ira Zylinderkörper 4 sind radial verlaufende, als Stufenbohrungen ausgebildete Zylinderbohrungen 8 angeordnet, in denen Kolben 9 dicht gleitend geführt sind, welche sich mit Gleitschuhen 10 auf einem Hubring 11 abstützen. Die Zylinderbohrungen 8 gehen mit einer Schulter 12 in eine Mündung 13 über, von der zwei einander diametral gegenüberliegende kurze Nuten 14, 15 ausgehen, welche in Achrichtung des Steuerzapfens 4 verlaufen. Am Hubring ist eine Stellmutter 16 befestigt, in die eine Stellspindel 17 eingreift, welche in einer Gehäusekonsole 18 gelagert ist und mit einem Handrad 19 betätigt wird. Eine Druckfeder 20 übt eine Rückstellkraft auf den Hubring 11 aus.

Am Steuerzapfen 4 sind zwei einander diametral gegenüberliegende Steueröffnungen 21, 22 ausgebildet, in die je eine Bohrung 23» für den Zu- oder Abfluß des Druckmittels mündet. Weitere Einzelheiten des Steuerzapfens 4 zeigt die Fig. 2 in einer Abwicklung.

Die beiden Steueröffnungen 21_ti22 sind, von Dichtleisten 25» 26 bzw. 27, 28 umgeben und durch Stege 29» 30 voneinander getrennt.

Am Steg 29 sind, in Umfangsrichtung betrachtet, seitlich der Steueröffnungen 21, 22 Je zwei Ausnehmungen 31» 32 und 33· 34· hintereinander ausgebildet, von denen die Ausnehmungen 31» 33 der Steueröffnung 21 und die Ausnehmungen 32, 34 der Steueröffnung 22 zugeordnet sind. Auf der den Steueröffnungen 21, 22 abgewandten Seite sind die Ausnehmungen 3I» 32 von einem Dichtsteg 31'» die Ausnehmungen 33» 34 von einem Dichtsteg 33¹ begrenzt. In Jede der Ausnehmungen 31 bis 34 mündet eine kurze Nut 35 bis 38, die von der von den Mündungen 13 der Zylinderbohrungen 8 überstrichenen Fläche des Steges 29 ausgeht. Die Länge der Nuten 35» 36 und 37» 38 ist so bemessen, daß sie von den Nuten 14 und 15 an den Mündungen I3 der Zylinderbohrungen 8 überstrichen i^erden.

Ebenso sind am Steg 30» in Umfangsrichtung betrachtet, seitlich

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der Steueröffnungen 21, 22 je zwei Ausneiimungen 39, 40 bzw. 41, in Bewegungsrichtung hintereinander ausgebildet, welche von einem Dichtsteg 39' bzw. 41' auf der den Steueröffnungen abgewandten Seite begrenzt werden. Die Ausnehmungen 39» 41 sind der Steueröffnung 22, die Ausnehmungen 40, 42 sind der Steueröffnung 21 zugeordnet. Neben den Ausnehmungen 39, 41 liegt in der Fläche des Steges 30, die von den Mündungen 13 der Zylinderbohrungen 8 überstrichen wird, die Mündung 43, 44 Je eines Kanals 45, 46, der in der in Bewegungsrichtung folgenden Ausnehmung 40, 42 auf der gleichen Seite der Steueröffnungen endet. Neben den Ausnehmungen 40, 42 liegt, wiederum in der Fläche des Steges JO, die von den Mündungen 13 der Zylinderbohrurigen 8 überstrichen wird, die Mündung 47, 48 je eines Kanals 49, 50, der in der in Bewegungsrichtung A vorhergehenden Ausnehmung 39, 41 der gleichen'Seite der Steueröffnungen endet.

Die Mündungen 43, 44, 47, 48 der Kanäle 45, 46, 49, 50 sind so angeordnet, daß sie von den von den Mündungen 13 der Zylinderbohrungen 8 ausgehenden Nuten 14, 15 überstrichen xverden.

An den Steueröffnungen 21-, 22 sind Vor steuernuten 51, 52 ausgebildet, deren Länge so bemessen ist, daß die Mündung.13 einer Zylinderbohrung 8 diese erst dann überdeckt, wenn die Nuten 14, die Kanäle 45, 46 oder die Nuten 35» 37, welche bei der Bewegungsrichtung A zu den der vorhergehenden Steueröffnung zugeordneten Ausnehmungen 31, 33 oder 40, 42 führen, schon freigegeben haben. Die Nuten bzw. Mündungen der Kanäle, die zu gegenüberliegenden, der gleichen Steueröffnung zugeordneten Ausnehmungen führen, werden gleichzeitig von Nuten 14, 15 an der Mündimg 13 einer Zylinderbohruiig 8 überdeckt und freigegeben, z. B. die Nuten 35, 37, die zu den Ausnehmungen 31, 33 führen.

Wenn der Zylinderkörper 5 eine Drehbewegung in Richtung A ausführt, dann überdeckt die Mündung 13 einer Zylinderbohrung 8 beim Wechsel von der Steueröffnung 21 zur Steueröffnung 22 zu-

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nächst mit den Nuten 14, 15 die zu den Ausnehmungen 31, 33 führenden Nuten 35, 37, noch ehe die Verbindung zur Steueröffnung ganz unterbrochen ist. Bei dieser kurzzeitigen Verbindung tritt ein Druckausgleich zwischen der Steueröffnung 21 und den Ausnehmungen 3"Ij 33 ein. Ist die Steueröffnung 21 die Saugsteueröffnung der Maschine, dann werden sich keine Druckfelder von Bedeutung für das Kräftegleichgewicht aufbauen, da der Zulaufdruck gering ist.

Ist durch das V/eiterdrehen des Zylinderkörpers 5 die Verbindung der Zylinderbohrung 8 sowohl mit den Ausnehmungen 31 und 33 als auch mit der Steueröffnung 21 unterbrochen - der Kolben in der Zylinderbohrung wechselt dann die Bewegungsrichtung - überdeckt die Mündung 13 nunmehr die Vorsteuernut 52 des folgenden Steuerschlitzes 22, in dem Hochdruck herrscht. Es beginnt ein Druckausgleich zwischen der Zylinderbohrung und der Steueröffnung Gleich darauf überdecken die Nuten 14, 15 die Nuten 36, 38, worauf sich über den Ausnehmungen 32, 34 ein Druck aufbaut, der seinen Höchstwert erreicht, wenn die Mündung 13 der Zylinderbohrung 8 die Steueröffnung 22 schon überdeckt, aber die Verbindung der Nuten 14, 15 und 36, 38 noch besteht. Wenn die Verbindung der Nuten 14, 15 mit den Nuten 36, 38 unterbrochen wird, bauen sich die Druckfelder über den Ausnehmungen 32, 34 αμΓοΙι den Abfluß von Druckmittel im Spalt zwischen Zylinderkörper und Steuerzapfen langsam wieder ab, bis die nachfolgende Zylinderbohrung die Vorsteuernut 52 überdeckt und sich der zuvor beschriebene Vorgang wiederholt.

Wenn eine Zylinderbohrung infolge der Drehbewegung des Zylinderkörpers von der Steueröffnung 22 wieder zur Steueröffnung 21 wechselt, überdeckt sie mit den an der Mündung ausgebildeten Nuten 14, 15 die Mündungen 43, 44 der Kanäle 45, 46, ehe die Verbindung mit der Steueröffnung 22 unterbrochen ist. Es beginnt ein Druckausgleich, infolgedessen sich über den Ausneh-

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mungen 40, 42 Druckfelder aufbauen. Der Abbau der Druckfelder über den Ausnehmungen 40, 42 beginnt, sobald die Verbindung der Nuten 14, 15 mit den Kanälen 45, 46 unterbrochen ist. Wenn die nächste Zylindqrbohrung mit ihren Nuten 14, 15 die Mündungen 4J, der Kanäle 45, 46 überdeckt, werden die Druckfelder erneut aufgebaut und der Vorgang wiederholt sich.· Bei der angegebenen Drehrichtung und Reihenfolge der Steueröffnungen liegt der Steg 50 dem inneren (Totpunkt der Kolbenbewegung gegenüber und die Druckfelder über den Ausnehmungen 40, 42 gleichen die Kraft aus, die den Zylinderkörper im Bereich des inneren Totpunkts der Kolbenbewegung gegen den Steuerzapfen 4 preßt. Der Druckabfall über den Ausnehmungen 40, 42 erfolgt langsamer als über den um 180° zu diesen versetzten Ausnehmungen 32, 34, da der Spalt zwischen Zylinderkörper 5 xmcL dem Steuerzapfen 4 infolge der Belastung über den ersteren enger als über den letzteren 1st, so daß das Druckmittel langsamer abfließt. Die Tragfähigkeit der Druckfelder über den Ausnehmungen 40, 42 ist deshalb im Mittelwert größer als über den Ausnehmungen 32, 34. Die Spaltweite über den Ausnehmungen 32,, 34, 40, 42 stellt sich mit der Belastung selbsttätig so ein, daß ein Kräftegleichgewicht am Steuerzapfen besteht.

Wenn die Zylinderbohrung 8 die steueröffnung 22 verlassen hat, überdeckt sie gleich darauf die Vorsteuernut 51 der Steueröffnung 21. Der Kolben hat inzwischen seine Bewegungsrichtung umgekehrt und beginnt den Saughub. Zwischen der Steueröffnung 21 und der Zylinderbohrung tritt ein Druckausgleich ein, in den die Ausnehmungen 39, 41 mit einbezogen werden, wenn die Nuten 1.4, 15 an der Mündung 13 die Mündungen 47, 48 der Kanäle 49, 50 überdecken. Über diesen Ausnehmungen bauen sich Druckfelder auf die denen über den Ausnehmungen 31., 33 entsprechen und wie diese keine oder nur geringe Tragfähigkeit besitzen. Wenn die Nuten 14, 15 die Mündungen der Kanäle 49, 50 wieder freigeben, ist eine Umdrehung des Zylinderkörpers beendet.

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Der Aufbau von Druckfeldern über den Ausnehmungen, die der gleichen Steueröffnung zugeordnet sind, aber an deren entgegengesetzten Enden liegen, erfolgt zeitlich nacheinander. Trotz der ständigen Zu- und Abnahme des Druckes über den Ausnehmungen wird eine ausreichende Tragfähigkeit der Druckfelder und der Ausgleich der auf den Steuerzapfen wirkenden Kräfte erreicht. Durch die symmetrische Anordnung der Ausnehmungen auf den Stegen erzielt man auch bei wechselnder Förderrichtung und auch bei wechselnder Drehrichtung der Maschine den Kräfteausgleich am Steuerzapfen.

Infolge des so erreichten guten Kräfteausgleichs am Steuerzapfen reicht es aus, wenn die Dichtstege 25 bis 28 und 31', 35'» 39* und 41* sowie die Stege 29, 30 die im we sent liehen den Zylinderkörper 5 tragenden Flächen des Steuerzapfens sind, so daß infolge der kleinen Fläche auch die Reibungsverluste klein bleiben.

Die Abwicklung eines Steuerzapfens für eine Radialkolbenmaschine mit gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 abweichender Ausbildung der Ausnehmungen für den Kräfteausgleich zeigt die Fig. 3· Gleiche Teile sind mit den gleichen Ziffern wie zuvor bezeichnet.

Zwischen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Steueröffnungen 56, 57» die jeweils seitlich von Dichtstegen 58, 59 bzw. 60, 61 begrenzt werden, sind Stege 62, 63 angeordnet. Auf dem Steg 62 sind, in Umfangsrichtung gesehen, seitlich der Steueröffnungen 56, 57 je zwei Ausnehmungen 64, 65 bzw. 66, 67 hintereinander ausgebildet, von denen die Ausnehmungen 64, 66 der Steueröffnung 56, die Ausnehmungen 65» 67 der Steueröffnung 57 zugeordnet sind. Die Ausnehmungen 64, 65, bzw. 66, 67 werden von einem Dichtsteg 68 bzw. 69 an der den Steueröffnungen abgewandten Seite begrenzt. In jede der Ausnehmungen 64 bis 67 mündet eine kurze Nut 70 bis 73» welche von der Fläche des Steges 62 ausgeht, die von den Mndungen 13 der Zylinderbohrungen überstrichen wird. Die Länge der Nuten 70 bis 73 ist so bemessen, daß sie von den Nuten 14-, 15 an

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len Mündungen 13 der Zylinderbohrungen überstrichen werden.

Ebenso sind am Steg 63 in der gleichen Weise wie beim Steg 62, in Umfangrichtung' gesehen, seitlich der Steueröffnungen 56, 57 je zwei Ausnehmungen 74, 75 bzw. 76, 77 hintereinander angeordnet, von denen die Ausnehmungen 7^-, und 76 der Steueröffnung 57» die Ausnehmungen 75, 77 &er Steueröffnung 56 zugeordnet sind. In jede Ausnehmung 74 bis 77 mündet eine Nut 78 bis 81, die von der Fläche des Steges ausgeht, welche von den Mündungen 13 der Zylinderbohrungen überstrichen wird. Die Ausnehmungen 74-, 75 bzw. 76, 77 werden auf den von den SteuerÖffnungen abgelegenen Seiten von einem Dichtsteg 82 bzw. 83 begrenzt. Die zu den Ausnehmungen führenden Nuten sind so angeordnet, daß sie von den von der Mündung 13 einer Zylinderbohrung 5 ausgehenden Nuten 14, 15 überdeckt werden, wenn die'Mündung 13 die Steueröffnung, welcher die Ausnehmungen" zugeordnet sind, noch oder gerade überdeckt. Bei der Drehbewegung des Zylinderkörpers entsteht damit eine kurzzeitige Verbindung von der Steueröffnungen zu den diesen zugeordneten Ausnehmungen.

An den Steueröffnungen 56", 57 ist je eine Vorsteuernut 84, 85 ausgebildet, die sich entgegen der Drehrichtung A des Zylinderkörpers erstreckt. Ihre Länge ist so bemessen, daß die Mündung 13 einer Zylinderbohrung, die z. B. die Steueröffnung 57 ansteuert, die vorhergehende Steueröffnung 56 und die Nuten 14, 15 an der Mündung der Zylinderbohrung die Nuten 70, 72, welche zu den der Steueröffnung 56 zugeordneten Ausnehmungen 64, 66 führen, bereits freigegeben haben, bis die Vorsteuernut 85 der angesteuerten Steueröffnung 57 überdeckt wird. Sinngemäßes gilt für den Wechsel einer Zylinderbohrung von der Steueröffnung 57 zur Steueröffnung 56.

Die Abstände der Nuten 71, 78 bzw. 73, 80, die zu derselben Steueröffnung 57 zugeordneten Ausnehmungen 65, 7^ bzw. 67, 76

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führen, ist so gewählt, daß sie ein ganzes Vielfaches der Teilung der Zylinderbohrungen betragen, gemessen auf dem Umfang des Steuerzapfens. Das gleiche gilt für die Abstände der Nuten 70, bzw. 72, 81, die zu den der Steueröffnung 56 zugeordneten Ausnehmungen 64, 75 bzw. 66, 77 führen. Der übrige Aufbau der Maschine stimmt mit dem des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 1 und 2 überein.

Der Auf- und Abbau der Druckfelder über den Ausnehmungen 64 bis 67, 74 bis 77 stimmt im Ablauf mit dem des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 2 überein. Im Gegensatz zu diesem erfolgt der Druckausgleich bei allen einer Steueröffnung 56 bzw. 57 zugeordneten Ausnehmungen mit dieser gleichzeitig. Die über den Ausnehmungen 65» 74 bzw. 67, 76 aufgebauten Druckfelder, die der Steueröffnung 57 zugeordnet sind, sind um einen Winkel zueinander verdreht, der kleiner als 180° ist. Sie haben dadurch sich addierende Komponenten senkrecht zu einer durch die Mitten der Stege 62, gehende Symmetrieebene. Diese Komponenten der Druckfelder gleichen Kräfte aus, die den Zylinderkörper im Bereich der Drucksteueröffnung gegen den Steuerzapfen drücken.

Die Kraft, die den Zylinderkörper im inneren Totpunkt der Kolbenbewegung gegen den Steuerzapfen preßt, wird durch die entsprechende Druckkraftkomponente des gegenüberliegenden Druckfeldes ausgeglichen. Die in gleicher Richtung wie die den Steuerzapfen im inneren Totpunkt belastende Kraft wirkende Komponente des Druckfeldes auf der anderen Seite des Steuerzapfens wird, solange sie nicht ausgeglichen int, selbsttätig verkleinert, indem sich der Spalt über der Ausnehmung vergrößert, wodurch sich das Druckfeld soweit abbaut, bis ein Kräftegleichgewicht am Zylinderkörper herrscht, und damit auch am Steuerzapfen, der diese Kräfte aufnimmt.

Im wesentlichen liefern nur die Ausnehmungen, Vielehe der Drucksteueröffnung zugeordnet sind, Druckfelder für den Kräfteaus-

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gleich am Zylinderkörper, solche, die der Saugsteueröffnung zugeordnet sind, sind.vernachlässigbar". Ändert sich die Förderrichtung der Maschine bei gleichbleibender Drehrichtung, dann werden Saug- .und Drucksteueröffnung vertauscht. Durch die symmetrische Anordnung der Ausnehmungen werden auch dann die Kräfte, die am Zyliiiderkörper angreifen, sinngemäß wie zuvor beschrieben, ausgeglichen.

Auch bei dieser Ausführung genügen die Flächen der Dichtstege bis 61, 68, 69, 82, 83 und die Stege 62, 63 zum Führen des Zylinderkörpers der Maschine und zum Tragen der hydrostatischen, nicht ausgeglichenen Kräfte. Da diese Fläche relativ klein ist, sind auch die Reibungsverluste gering.

Eine weitere Abwicklung eines Steuerzapfens für eine Radialkolbenmaschine mit gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 abweichender Ausbildung der Ausnehmungen für den Kräfteausgleich zeigt die Fig. 4.

Zwischen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Steueröffnungen 86, 87_t die von Dichtstegen 88, 89 bzw., 90, 91 begrenzt werden, sind Stege 92, 93 angeordnet» A-if den Steg 92 sind, in Umfangsrichtung betrachtet, seitlich der Steueröffnungen 86, 87 je zwei rechteckige Ausnehmungen 94-, 95 bz'w„ 96, 97. unterschiedlicher Größe nebeneinander ausgebildet, von denen die kleineren inneren Ausnehmungen 95» 97 der Steueröffnung 86, die größeren· äußeren Ausnehmungen 94-, 96 der Steueröffnung 87 zugeordnet sind. Auf der in axialer Richtung den Steueröffnungen abgewandten Seite werden die Ausnehmungen 94-, 95 von einem Dichtsteg 98, die Ausnehmungen 96, 97 von einem Dichtsteg 99 begrenzt. In den Ausnehmungen 94-, 96 endet je ein Kanal 100, 101, dessen Mündung 100', 101' in der Fläche des Steges liegt, die von den Nuten 14, ' 15 an den Mündungen 13 der Zylinderbohrungen überstrichen wird. In die Ausnehmungen 95? 97 mündet^je eine Nut 102, IO3, die

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gleichfalls von dem von den Nuten 14, 15 überstrichenen Bereich, des Steges 92 ausgeht.

Die Mündung einer Zylinderbohrung, die bei der Drehung des Zylinderkörpers von der Steueröffnung 06 zur Steueröffnung 87 umgesteuert wird, überdeckt mit den Nuten 14, 15 die Mündungen 100*, 101' der zu den Ausnehmungen 94, 96 führenden Kanäle 100, 1.01, solange sie noch mit der Steueröffnung 86 in Verbindung, steht. Sie überdeckt eine Vorsteuernut 104 an der Steueröffnung 87t kurz ehe sie die zu den Ausnehmungen 95» 97 führenden Muten 102, 103 JBit den Nuten 14, 15 überdeckt und nachdem die Verbindung zu der Steueröffnung 86 und zu den Ausnehmungen 94, 96 unterbrochen ist. Wenn diese Mündung (der Zylinderbohrung) gerade die Steueröffnung 87 überdeckt, besteht über die Nuten 14, 15 und die Nuten 102, 103 noch eine Verbindung zu den Ausnehmungen 95» 97·

Der Steg 93 ist genau gleich wie der Steg 92 gestaltet: Seitlich der Steueröffnungen 86, 87 sind je zwei rechteckige Ausnehmungen 105, 106 bzw. 107, 108 unterschiedlicher Größe ausgebildet, von denen die größeren äußeren Ausnehmungen IO5, 107 der Steueröffnung 87» die kleineren inneren Ausnehmungen 106, 108 der Steueröffnung 86 zugeordnet sind.

In den Ausnehmungen 105» IO7 endet je ein Kanal 109, 110, dessen Mündung 109', 110' in der Fläche des Steges 93 in dem von den Nuten 14, 15 der Mündungen.13 der Zylinderbohrungen überstrichenen Bereich liegt. Zu den Ausnehmungen 106, 108 führt je eine von demselben Bereich ausgehende Nut 111, 112. Die Mündung einer Zylinderbohrung stellt bei ihrer Bewegung eine kurzzeitige Verbindung von der Steueröffnung 87 zu den Ausnehmungen 105, 107 und von der Steueröffnung 86 zu den Ausnehmungen 106, 108 her. An der Steueröffnung 87 ist eine Vorsteuernut 113 ausgebildet, die sich entgegen der Drehrichtung A des Zylinderkörpers erstreckt, Die Ausnehmungen 105, 106 werden von einem Dichtsteg 114, die

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Ausnehmungen 1.07, 108 werden von einem Divctrfcsteg 115 begrenzt.

Der Auf— und Abl>au der Druckfelder über den Ausnehmungen 94 bis 99 und 105 tois 108 stimmt im Ablauf mit dem des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 2 überein. Hat der Zylinderkörper die Drehrichtung A und ist die Steueröffnung 87 die Drucksteueröffnung, dann liegt der Steg 93 den Inneren !Totpunkt der Kolbenbewegung gegenüber. Über den Ausnehmungen 105_} 107 werden intermittierend gespeiste Druckfelder größerer Tragfähigkeit als über den Ausnehmungen 95ι 97 aufgebaut_t welche zu den ersteren um 180 verdreht sind. Die Druckfelder über den Ausnehmungen 105, 107 kompensieren die Kraft, die den Zylinderkörper in diesem Bereich gegen den Steuerzapfen preßt und bilden gleichseitig die Gegenkraft zu den Druckfeldern über den Ausnehmungen 95 und 97· Die Stärke der· Druckfelder stellt sich selbstatig ein, indem sich der Spalt zwischen Zylinderkörper und Steuerzapfen dort vergrößert, wo ein Kraftüberschuß besteht, der dann durch verstärkten Abfluß von Druckmittel abgebaut wird. Man erhält bei richtiger Bemessung der Ausnehmungen einen' sehr weitgehenden Ausgleich der Kräfte und zugleich eine gute Zentrierung des Zylinderkörpers auf dem Steuerzapfen.

Bei der dargestellten Anordnung der Ausnehmungen sind unabhängig von der Förderrichtung, aber gleichbleibender Drehrichtung stets die größeren Ausnehmungen desjenigen Steges, der dem inneren Totpunkt der Kolbenbewogung gegenüberliegt, der Hochdrucksteueröffmmg zugeordnet. Man erzielt also stets einen optimalen Kräfteauögleich unabhängig von der Förderrichtung. Aus diesem Grunde ist die erforderliche Fläche am Steuerzapfen zur Führung des Zyliriclcrkörpers klein. Diese besteht im wesentlichen aus der Fläche der Dichtstege 88 bis 91, 98, 99, 11-4, 115 und der Stege 9?» 93· Dio Reibungsverluste dor Maschine sind deshalb klein.

Die Ausbildung der Mündungen der Zylinderbohrungen einer Radialkolbenmaschine für die Verbesserung des Ausgleichs der den Zylin

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derkö.rper im Bereich der Hochdruckst eueroffmmg gegen den Steuerzapfen pressenden Hestkraft zeigen die Fig. 5a und 5b.

In einem Zylinderkörper 120, der mit einer Bohrung 120' auf einem Steuerzapfen 121 geführt ist, sind Zylinderbohrungen 122 ausgebildet, die am Übergang zu einer mit durch Stege 125¹ getrennten Steueröffnungen 123, 124 am Steuerzapfen 121 zusammenwirkenden Mündung 125 eine Schulter 126 auf v/eisen. An der Mündung 125 jeder Zylinderbohrungen 122 ist eine flache, rechteckige Ausnehmung 127 ausgebildet, deren Längsseite 128 sich in Umfangsrichtung des Steuerzapfens erstreckt. Jede Ausnehmung 127 ist durch einen schmalen Dichtsteg 129 von der benachbarten Ausnehmung getrennt. Die Stege 125' zwischen den Steueröffnungen 123, 124 haben eine Länge, die gleich der Teilung der Zylinderbohrungen 122 ist, gemessen auf dem Umfang des Steuerzapfens 121. Die Ausnehmungen 127 haben eine Länge, die gleich der um die Breite eines Dichtsteges zwischen zwei Ausnehmungen 127 verminderten Teilung der Zylinderbohrung 122 ist, ebenfalls auf dem Umfang des Steuerzapfens 121 gemessen. Die Länge der Ausnehmung beträgt etwa 85 bis 95 % der Teilung. Die Breite einer Ausnehmung 127 ist so gewählt, daß die auf ihr ruhende Druckkraft den auf die Zylinderbohrung entfallenden Anteil der noch nicht ausgeglichenen Restkraft ausgleicht.

Wenn eine ZyIinderbohrung 122 von der Hochdrucksteueröffnung zur Niederdrucksteueröffnung umgesteuert wird und ihre Mündung 125 sich bereits über dem Steg 123 zwischen den Steueröffnungen 123, befindet, steht sie durch die Aiisnehroung 127 weiterhin mit der Drucksteueröffnung in Verbindung. Dadurch bleibt die auf die lUngfläche 126 wirkende, den Zylinderkörper 123 gegen den Steuerzapfen 121 drückende Kraft erhalten, solange sich noch ein Abschnitt der Wandung eier Bohrung 120', der dieser Zylinderbohrung 122 zuzuordnen iüt, über der Hochdrucksteueröffnung befindet und auf diesem der eine abliebende Kraft hervorrufende Hochdruck ruht. "Das bedeutet, daß die anpressenden und abhebenden Kräfte, die man am Zylinderkörper 120 einer Teilung der Zylinderbohrungen zuordnen kann, immer nur gleichzeitig wirken. Kurz nachdem die Ausneh-

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mung 127 ganz über den Steg 123' geglitten ist, überdeckt sie die Niederdrucksteueröffnung, so daß die abhebende und die anpressende Kraft gleichzeitig abgebaut werden.

Wird nun eine Zylinderbohrung 122 von der Saugsteueröffnung zur Drucksteueröffnung umgesteuert, dann"entsteht eine dieser Zylinderbohrimg 122 zuzuordnende abhebende Kraft, sobald sich ein dieser Zylinderbohrung 127 zuzuordnender Abschnitt der Wandung der Bohrung 120' über der Hochdrucksteueröffnung befindet. Da sich die Ausnehmung 127 über die ganze Länge der Teilung erstreckt - von dem relativ geringen Anteil des Dichtnmgsüteges 129 abgesehen wird gleichzeitig die Zylinderbohrung 122 mit der Hochdruckseite verbunden, so daß mit der gleich in ihrer vollen Größe entstehenden abhebenden Druckkraft auf der Ausnehmung auch die anpressende Druckkraft auf d.er Ringfläche 126 hervorgerufen wird. Da die beiden Kräfte die gleiche Wirkungslinie haben, ist auch bei diesem Umsteuervorgang das Kräftegleichgewicht gewahrt.

Aus dem vorangehenden läßt sich entnehmen, öaß der Mechanismus des Kräfteausgleichs nur an den Zylinderbohrungen wirksam wird, die unigesteuert werden. Die Ausnehmung 127 an der Mündung einer Zylinderbohrung hat verständlicherweise keine Auswirkung, solange sie sich ganz über der Hochdrucksteueröffnung befindet.

Es ist leicht einzusehen, daß man anstelle von Ausnehmungen an den Mündungen der Zylinderbohrungen die Mündungen selbst so ausbilden kann, daß ihre Form und ihre Fläche denen der Ausnehmungen entsprechen und daß man dadurch dieselbe Wirkung erzielt.

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Claims (10)

Robert Bosch GmbH . · Se/Gii R. p~J? 9 Stuttgart 2236125 Anspruche

1.]Radialkolbenmaschine mit einem auf einem Steuerzapfen rotierenden Zylinderkörper, in dem sternförmig angeordnete, Kolben aufnehmende Zylinderbohrungen ausgebildet sind, deren■Mündungen mit Steueröffnungen im Steuersapfen zusammenwirken, welche durch Stege getrennt sind» auf denen Ausnehmungen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (31 bis 34, 39 bis 42, 64 bis 67, 74 bis 77) - bezogen auf die UinfangG-richtung des Steuerzapfens (4) - seitlich versetzt zu den Steueröffnungen (21, 22, 56, 57, 86, 87) angeordnet sind und daß die Ausnehmungen periodisch mit den Zylinderbohrungen (8) verbindbar sind.

2. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Steg (29, 30, 62, 63) je zvrei Ausnehmungen (31 bis 34, 39 bis 42, 64 bis 67, 74 bis 77) seitlich der Steueröffnungen (21, 22, 56, 57) in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnet sind, die nacheinander mit den Zylinderbohrungen (5) in Verbindung treten.

3. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Steg (92, 93), in Umfangürichtung des Steuerzapfens gesehen, je zwei Ausnehmungen (94 bin 97, I.05 birj 100) nebeneinander seitlich der SteuerÖffnungen (86, 87) angeordnet sind, die nacheinander mit den Zylinderbohrungen (5) in Verbindung treten.

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4. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (31 bis 34, 39 bis 4-2, 64 bis 67, 74 bis 77) über Kanäle (35 bis 38, 45, 46-, 49, 50, 70 bis 73, 78 bis 81) mit den ,Zylinderbohrungen (8). verbindbar sind.

5. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der Mündung (13) oeder Zylinderbohrung (5) zwei in Achsrichtung des Steuerzapfens verlaufende, einander diametral gegenüberliegende Hüten (14, 15) ausgehen, die mit den zu den Ausnehmungen (31 bis 34, 39 "bis 42, 64 bis 67, 74 bis 77 ^ 94 bis 97, 105 bis 108) führenden Kanälen (35 Ms 38, 45, 46, 49, 50, 70 bis 73, 78 bis 81) im Steuerzapfen (4) zusammenwirken.

6. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (94 bis 96, 105 bis 108). auf einem Steg (92, 93), <üe der jeweiligen Drucksteueröffnung zugeordnet sind, eine größere Fläche haben als diejenigen, die der Saugst eueröffnung ziigeordnet sind und daß die Ausnehmungen in der Mitte des Steges angeordnet sind.

7· Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (70, 72, 79, 81; 71, 73, 78, 80), die zu Ausnehmungen (64, 66, 75, 77', 65, 67, 74, 76) auf den beiden Stegen (62,-63) führen, welche der gleichen Steueröffnung (56; 57) zugeordnet sind, einen Abstand haben, der ein

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ganzes Vielfaches der Teilung der Zylinderbohrungen ist, gemessen auf dem Umfang des Steuerzapfens.

8. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Hochdruck beaufschlagten Ausnehmungen (66, 67, 74-1 76), die der gleichen Steueröffnung (57) zugeordnet sind, um einen Winkel von weniger als 180 zueinander verdreht sind.

9. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Dichtstege (25 bis 28, 31', 33'j 39', 4i'), welche die Ausnehmungen (31 bis 34, 39 bis 42) und Steueröffnungen (21, 22) umgeben, und die Stege (29, 30) zwischen den Steueröffnungen (21, 22) die den Zylinderkörper (5) führenden Flächen des Steuerzapfens (4) sind.

10. Radialkolbenmaschine mit einem auf einem Steuerzapfen rotierenden Zylinderkörper, in dem sternförmig angeordnete, Kolben aufnehmende Zylinderbohrungen ausgebildet sind, deren Mündungen mit Steueröffnungen im Steuerzapfen zusammenwirken, welche durch Stego getrennt sind, auf denen Ausnehmungen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (123*) zwischen den Steueröffnungen (123, 124) die Breite einer Teilung der Zylinderbobrungen (122) haben - gemessen auf dem Umfang dos Steuerzapfens (121) - und daß an den innenliegenden Mündungen (125) der Zylinderbohrungen (122) Ausnehmungen (127) ausgebildet üind, die sich symmetrisch zu diesen Mündungen (125) in Uinfangrich-

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tung über eine Länge erstrecken, die gleich der um die Breite eines Dichtsteges (129) zwischen zwei Ausnehmungen (12?) ver-' minderte Teilung zwischen zwei Zylinderbohrungen (122) ist, ebenfalls auf dem Umfang des Steuerzapfens gemessen. £

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