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DE2403171A1 - Hydraulik-pumpe oder -motor - Google Patents

Hydraulik-pumpe oder -motor

Info

Publication number
DE2403171A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
oil
ball
cylinder
hemispherical inner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2403171A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiichi Hazaki
Masaya Imai
Eiji Kometani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Publication of DE2403171A1 publication Critical patent/DE2403171A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0408Pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

Dip*, ·■-. Γ "· aifa..
Dr. . . .'. „r.
β Muη ti.on ii:, Cljinsdoiis'r. It
81-22.O7MP(22.O7bH) 23. 1. 1974
HITACHI CONSTRUCTION MACHINERY CO., LTD. Tokio (Japan)
Hydraulik-Pumpe oder -Motor
Die Erfindung betrifft eine Hydraulik-Pumpe oder einen -Motor mit verbesserten Gleiteigenschaften für eine Kugel in einer etwa halbkugeligen Innenfläche eines Kolbens und für einen Kolben in-einem Zylinder .
Eine (ein) Radialkolben-Pum pe oder -Motor herkömmlicher Art wie die in Fig. 1 gezeigte, bei der ein Läufer 4 Kolben enthält, in denen eine Kugel 2 gelagert ist, welche auf einer wellenförmigen Nokken-Oberfläche 1 rollen kann, dient als hydraulischer Motor, wenn
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81-(Pos. 32 939)-Bgn-r (9)
ihm Öl hohen Druckes zugeführt wird, so daß der Läufer 4 umläuft, und als hydraulische Pumpe, wenn der Läufer gedreht wird, so daß er Öl hohen Druckes liefert.
Jedoch werden in der Pumpe bzw. dem Motor die aufeinandergleitenden Flächen zwischen der etwa halbkugeligen Innenfläche des Kolbens 3 und der Kugel 2 und zwischen dem Kolben 3 und der Fläche des Zylinders stark gegeneinandergepreßt, da die Kugel 2 der Reaktionskraft F von den schrägen Flächen der wellenförmigen Nokkenbahn 1 ausgesetzt ist.
Daher müssen, damit die (der) Hydraulik-Pumpe oder -Motor mit hoher Last betrieben werden können, Ölfilme sowohl zwischen der Kugel 1 und der halbkugeligen Innenfläche des Kolbens 3 als auch zwischen dem Kolben 3 und dem Zylinder gebildet und außerdem in die dazwischen befindlichen Spalte Öl hohen Druckes eingeführt werden, welches der ihre Richtung immer wieder wechselnden seitlichen Komponente der Reaktionskraft standhalten soll.
Angesichts der oben genannten Anforderungen sind eine Reihe von Vorrichtungen vorgeschlagen worden, welche die Gleiteigenschaften zwischen einem Kolben und einem ihn enthaltenden Zylinder verbessert haben. Einige dieser früheren Vorrichtungen sind aus den USA-Patentschriften 3 142 262, 3 228 346 und 3 255 706 und aus den japanischen Gebrauchsmusterschriften 19 773/1972, 34 888/1972, 34 889/ 1972 und 564/1973 bekannt.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Hydraulikpumpe oder einen Hydraulikmotor zu liefern, die bzw. der für Betrieb unter hoher Last und hohem Wirkungsgrad verwendbar ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Hydraulikpumpe oder einen Hydraulikmotor zu liefern, bei der bzw. bei dem in der etwa halbkugeligen Innenfläche eines Kolbens, welcher eine Kugel umfaßt, mindestens eine Ölnut angeordnet ist und bei dem bzw. bei der in der großen Durchmesser aufweisenden A ußenum fang sf lache dieses Kolbens in gleichgroßen Abständen voneinander mehrere Ölnuten angeordnet sind, welche durch Kanäle kleinen Durchmessers, die durch den Kolben hindurchgeführt und mit Drosselstellen versehen sind, mit einem Drucköl-Raum verbunden sind.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Hydraulikpumpe oder einen Hydraulikmotor zu liefern, bei der bzw. bei dem alle jene Kanäle kleinen Durchmessers nur im Kolben und zu dem Zweck angeordnet sind, Drucköl zu den Gleitflächen sowohl der Kugel und der halbkugeligen Innenfläche als auch des Kolbens und des Zylinders zu leiten
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hydraulikpumpe oder einen Hydraulikmotor zu liefern, deren Herstellung und spanabhebende Bearbeitung sich zum Vorteil ihrer praktischen, Verwendbarkeit erleichtern läßt.
So liefert also die Erfindung eine Hydraulikpumpe oder einen Hydraulikmotor mit Ölnuten in der etwa halbkugeligen Innenfläche eines
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Kolbens, welche Drucköl zwischen diese etwa halbkugelige Innenfläche und eine Kugel einführen sollen, ferner mit Ölnuten in der Außenumfangsfläche des einen großen Durchmesser aufweisenden Teils des Kolbens, welche Drucköl zwischen diese Außenumfangsfläche des im Durchmesser größeren Kolbenteiles und die Zylinderfläche einführen sollen, ferner mit Kanälen kleinen Durchmessers, welche sich vom oberen Ende des Kolbens durch den Kolben hindurch zu den Ölnuten erstrecken und mit einem ölgefüllten Raum für den Kolben Verbindung haben, und mit Drosselstellen, welche in diesen Kanälen kleinen Durchmessers angeordnet sind und einen Abfall des Druckes des durch diese Kanäle kleinen Durchmessers fließenden Öles bewirken.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine (einen) Hydraulik-Kolbenpumpe oder -Motor herkömmlicher Art in Seitenansicht, teilweise im Schnitt in Achsebene,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines Kolbens einer (eines) erfindungsgemäßen Hydraulik-Pumpe oder -Motors, im Schnitt,
Fig. 3 denselben Kolben, in Ansicht von der linie III—III der Fig. 2 aus,
Fig. 4 denselben Kolben, in Ansicht von der Linie IV-IV der Fig. 2 aus,
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Fig. 5 und Fig. 6 Diagramme, welche die Beziehungen zwischen der Öldruck-Verteilung und dem Druckunterschied zeigen,
Fig. 7 eine zweite Ausführungsform eines Kolbens einer (eines) erfindungsgemäßen Hydraulik-Pumpe oder -Motors, im Schnitt,
Fig. 8 denselben Kolben in Ansicht von der Linie III—III der Fig. aus,
Fig. 9 denselben Kolben im Schnitt in der Ebene IV-IV der Fig. 8,
Fig. 10 denselben Kolben in Ansicht von der Linie V-V der Fig. 8 aus,
Fig. 11 denselben Kolben im Schnitt in der Ebene VI-VI der Fig. 7,
Fig. 12 denselben Kolben in Ansicht von der Linie VII-VII der Fig. 11 aus,
Fig. 13 und Fig. 14 Diagramme, welche die Öldruck-Verteilung und die Druckunterschiede zwischen einer Kugel und einer halbkugeligen Innenfläche zeigen, wenn die Kugel einer Rückdruck-Kraft ausgesetzt ist,
Fig. 15 ein Diagramm der Gleiteigenschaften der halbkugeligen Innenfläche und der in ihr gleitenden Kugel,
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Fig. 16 ein Diagramm der Gleiteigenschaften der Zylinder-Innenfläche und des auf ihr gleitenden Kolbens.
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung und der anliegenden Zeichnung von Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich.
In Fig. 2 und 3 ist ein Kolben der (des) als erste Ausführungsform der Erfindung gewählten Hydraulik-Pumpe oder -Motors gezeigt; darin sind für gleiche Bauteile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 benutzt. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet einen von mehreren Zylindern, die sich radial in einem Läufer 4 erstrecken; dieser Zylinder 5 hat nahe der Mitte des Läufers 4 einen Teil 5 a von kleinem Durchmesser und an seinem radial äußeren Ende einen Teil 5 b größeren Durchmessers. Der Kolben 3 ist gleitfähig in den Zylinder 5 eingepaßt; sein Teil 3 a von kleinerem Durchmesser ist an seiner Außenumfangsfläche mit einem Öl-Abdichtungsring 6 versehen, und sein Teil 3 b von größerem Durchmesser hat eine etwa halbkugelige Innenfläche 7, welche eine Kugel 2 umfaßt. Die Bezugsziffer 8 bezeichnet einen Ölzylinderraum für den Kolben 3, und die Ziffer 9 bezeichnet einen in diesen bzw. aus diesem Zylinderraum 8 führenden Ölkanal. Wird der Läufer 4 gedreht, so kommt der Ölkanal 9 in Verbindung mit einem Ölzufuhr- oder einem Ölabfuhr-Kanal. In der Mitte der etwa halbkugeligen Innenfläche 7 des Kolbens 3 ist eine kegelförmige Ölnut 10 und in der Außenumfangsfläche des im Durchmesser größeren Teils 3 b des Kolbens sind - s. Fig, 4 - vier über den Umfang gleichmäßig verteilte öl-
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nuten 11 angeordnet. Diese Ölnuten 10 und 11 haben, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, durch Kanäle 12 und 13 kleinen Durchmessers Verbindung mit dem Zylinderraum 8 für den Kolben 3. In diesen Kanälen 12 und 13 von kleinem Durchmesser sind nahe dem Zylinderraum 8 Drosselstellen 14 angeordnet.
In diesen Drosselstellen wird, wenn durch die Kanäle 12 und 13 Drucköl fließt, ein wesentlicher Abfall dieses Öldruckes und, wenn durch diese Kanäle kein Öl fließt, kein Druckabfall erzeugt. Infolgedessen fließt Öl mit hohem Druck sowohl in die Ölnut 10 der halbkugeligen Innenfläche 7, an welche die Kugel 2 von der im folgenden noch zu beschreibenden Reaktionskraft angedrückt wird, als auch in die Ölnuten 11 der A ußenum fang sf lache des im Durchmesser größeren Teiles 3 b, welche an der Wand des Zylinders 5 anliegen.
Nun wird der Fall beschrieben, daß die bzw. der Hydraulik-Pumpe bzw. -Motor als Motor betrieben wird. Wenn, wie in Fig. 2, die Kugel 2 auf der Schräge N einer wellenförmigen Nockenwelle 1 anliegt und auf ihr vom Scheitel M der Welle herabrollt, dann wird auf die Kugel 2 und den Kolben 3 eine Reaktionskraft F ausgeübt, die von der Schräge N ausgeht. Durch die zur Kolbenachse senkrechte Komponente F dieser Reaktionskraft F werden sowohl die Kugel 2 als auch der Kolbenteil 3 b großen Durchmessers nach rechts (in Fig. 2) gedrückt. Hierdurch wird auf der (in Fig. 2) rechten Seite der Spalt G zwischen der Kugel 2 und
der halbkugeligen Innenfläche 7 des Kolbens 3 verkleinert und daher die durch den Kanal 12 und die Nut 10 fließende Ölmenge verringert, aber
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auf der (in Fig. 2) linken Seite der Spalt G zwischen der Kugel 2 und dem Kolben 3 vergrößert und daher die durch den Kanal 12 und die Nut 10 fließende Ölmenge vermehrt. Infolgedessen wird der im Kanal G entstehende Öldruck niedriger als der im Spalt G entstehende Öldruck . Daher stellt sich im Spalt zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7 des Kolbens 3 eine Ölfilm-Druckverteilung wie die in Fig. 5 gezeigte und ein Druckunterschied zwischen dem rechten und dem linken Teil der halbkugeligen Innenfläche wie der in Fig. dargestellte ein. Der Druckunterschied über den Ölfilm hin, d. i. der Druck im schraffierten Gebiet in Fig. 6, drückt die Kugel 2 zurück nach links, so daß ein geeigneter Ölfilm zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7 entstehen kann, und gleicht die Komponente F der Reaktionskraft F aus.
Ferner wird die Kugel 2 durch eine in Richtung der Achse des Kolbens 3 wirkende Komponente F der Reaktionskraft F aufwärts gedrückt. Daher wird der Spalt G zwischen der Kugel 2 und dem mittleren Teil der halbkugeligen Innenfläche 7 des Kolbens 3 kleiner und daher die durch den Kanal 12 und die Nut 10 in den Spalt G flie-
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ßende Druckölmeiige kleiner mit dem Ergebnis, daß auch der Druckverlust in der Drosselstelle 14 kleiner wird. Daher stellt sich um diese Nut 10 herum ein hoher Öldruck ein; dieser drängt die Kugel 2 abwärts, erzeugt einen geeigneten Ölfilm zwischen der Kugel 2 und dem mittleren Teil der halbkugeligen Innenfläche 7 und gleicht die Komponente F der Reaktionskraft F aus. So übt der in Fig. 5 dargestellte, um den mittleren Teil der kugeligen Innenfläche 7 und zwi-
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sehen der Kugel und dieser kugeligen Innenfläche erzeugte Ölfilmdruck eine Kraft aus, welche die Kugel 2 in Richtung der Kolbenachse zurückdrückt, so daß der Ölfilmdruck p, der auf den Seitenteil der Fläche 7 wirkt, im wesentlichen zum Ausgleich der Komponente F , aber zum Teil auch zum Ausgleich der Komponente F der Reaktionskraft F beiträgt .
Ferner wird der die Kugel 2 umfassende Kolben 3 von der Komponente F der Reaktionskraft F nach rechts - s. Fig. 2 - gedrückt. Wenn in dieser Weise der Kolbenteil 3 b großen Durchmessers nach rechts an den Zylinder 5 angedrückt wird, dann wird der zwischen diesem Kolbenteil 3 b großen Durchmessers und dem Zylinder 5 auf der rechten Seite befindlichen Spalt H verringert und der auf der lin-
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ken Seite befindliche Spalt in derselben Weise wie der Ölfilm auf der halbkugeligen Innenfläche 7 verhältnismäßig weiter. Der in diesen Teilen entstehende Unterschied der Ölfilmdrücke seinerseits bewirkt, daß der Kolben 3 entgegen der Reaktionskraft F nach links zurückgedrückt wird. Infolgedessen entsteht zwischen dem Kolbenteil 3 b großen Durchmessers und dem Zylinder 5 ein geeigneter Ölfilm, und dieser verbessert die Gleiteigenschaften für den Kolben 3 und dem Zylinder 5, auf dem der Kolben gleiten soll.
Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform sind die Ölnuten in der Außenumfangsfläche des Kolbenteils 3 b von großem Durchmesser angeordnet. Natürlich können die Ölnuten auch von beliebig anderer Form als der gezeigten oder sie können auch bloß eine Reihe kleiner Löcher sein.
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Nun wird die zweite Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 7 bis 16 beschrieben. Fig. 7 und 8 zeigen einen Kolbenteil einer (eines) Hydraulik-Pumpe oder -Motors, die als die zweite Ausführungsform der Erfindung gewählt worden sind. In diesen Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bis 4 bezeichnet.
Wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich, sind in der halbkugeligen Innenfläche 7, und zwar im seitlichen Teil dieser Fläche 7, Ölnuten 15a bis 15d angeordnet, und zwar in einer zur Kolbenachse senkrechten Ebene gleichmäßig über den Umfang verteilt. Die Ölnuten 10, 15 a bis 15 d und 11 sind durch Kanäle kleinen Durchmessers 12, und 16, die im Kolben 3 angeordnet sind, mit dem Zylinderraum 8 für den Kolben 3 verbunden, wie aus Fig. 9 und 11 ersichtlich. In diesen Kanälen 12, 13 und 16 sind nahe der den Zylinderraum begrenzenden Seite des Kolbens 3 Drosselstellen 14 und 17 angeordnet. Aus dem im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Grund dienen diese Drosselstellen 14 und 17 dazu, Öl hohen Druckes sowohl in die in der halbkugeligen Innenfläche 7 angeordneten Ölnuten, die an der Kugel 2 anliegen, welche durch die Reaktionskraft an sie angedrückt wird, als auch in die Ölnuten einzuleiten, welche in dem Kolbenteil 3 b großen Durchmessers angeordnet sind und am Zylinder 5 anliegen. Bei dieser zweiten Ausführungsform sind in der halbkugeligen Innenfläche 7 Ölnuten 15 a bis 15 d vorhanden, die radial auswärts vom Mittelpunkt dieser Fläche angeordnet und gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Ferner sind auf dem Kolben 3 in der
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Außenumfangsfläche des Kolbenteils 3 b großen Durchmessers Ölnuten 11, ebenfalls gleichmäßig über den Umfang hin verteilt, angeordnet.
Nun wird der Fall beschrieben, in dem die (der) Hydraulik-Pumpe oder -Motor der zweiten Ausführungsform als hydraulischer Motor dient.
Wie bei der ersten Ausführungsform wird, wenn die Kugel 2 auf der Schräge N einer wellenförmigen Nockenfläche 1 anliegt und auf ihr vom Scheitel M der Welle herabrollt, der zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7 des Kolbens 3 an deren rechtem Teil befindliche Spalt G verengt, so daß die durch den Kanal 16 und durch die Ölnut 15 a zu diesem verengten Spalt G fließende
Menge Drucköls abnimmt. So ergibt sich in der Drosselstelle 17 des Kanals 16 ein nur geringer Druckverlust. Der Druck in der am
Spalt G befindlichen Ölnut 15a wird fast so groß wie der Druck, der a
im Zylinderraum 8 herrscht. Andererseits nimmt diejenige Menge Drucköl, die durch den Kanal 16 und durch die Drosselstelle 15 c zum Spalt G fließt, zu, so daß der Druckabfall in der Drosselstelle 17 im Kanal 16 größer wird. In dieser Hinsicht ist der zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7 des Kolbens auf dessen linker Seite befindliche Spalt G größer als der Spalt G . Daher wird der um die Ölnut 15 c im Spalt G sich einstellende Druck ρ kleiner als der um die Ölnut 15 a im Spalt G sich bildende Druck. Daher wird sich die in Fig. 13 und 14 gezeichnete Druckdifferenz und Ölfilm-Druckverteilung über den zwischen dem Kolben 3 und der Kugel 2 befindlichen Spalt einstellen.
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So wird durch den Unterschied der ölfilmdrücke, d. i. durch den Druck im schraffierten Gebiet A der Fig. 14, eine Kraft ausgeübt, welche die Kugel 2 nach links zurückdrängt, und dadurch wird zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7 über den ganzen Spalt hin ein geeigneter Ölfilm erzeugt und somit die Komponente F der Reaktionskraft F ausgeglichen.
Wie bei der ersten Ausführungsform ist der Druckabfall in der im Kanal 12 angeordneten Drosselstelle 14 geringer und daher der Druck in der Ölnut 10 höher, so daß dieser zwischen der Kugel 2 und dem mittleren Bereich der halbkugeligen Innenfläche 7 einen ausreichenden Ölfilm erzeugt und die Komponente F der Reaktionskraft F ausgleicht. Der Ölfilmdruck p, der im Spalt zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7 im Mittelbereich dieser halbkugeligen Innenfläche 7 herrscht, übt eine Kraft aus, welche die Kugel 2 in Richtung der Kolbenachse zurückdrückt und wesentlich dazu beiträgt, die Komponente F und zum Teil auch die Komponente F der Reaktionskraft F auszugleichen. Es ist zu bemerken, daß das Maß dieses Beitrages zum Ausgleich der Komponenten F und F beim zweiten Ausführungsbeispiel größer als beim ersten Ausführungsbeispiel ist j dies zeigt sich beim Vergleich der Fig. 5 mit der Fig. 13. Kurz: Wenn die Komponente F der Reaktionskraft F die Kugel 2 zur halbkugeligen Innenfläche hin seitwärts drängt, wird infolge der Wirkung der Drosselstelle 17 Hochdrucköl über diese halbkugelige Innenfläche 7 eingeführt. Und wenn die Komponente F der Reaktionskraft F die Kugel 2 auf den mittleren Teil der halbkugeligen Innenfläche 7
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drückt, wird infolge der Wirkung der Drosselstelle 14 Hochdrucköl in den mittleren Teil der halbkugeligen Innenfläche gedrückt und dadurch zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7 ein geeigneter Druckölfilm erzeugt.
Wie bei der ersten Ausführungsform wird zwischen dem Kolbenteil 3 b großen Durchmessers und dem Zylinder 5 ein geeigneter Ölfilm und dadurch bessere Gleiteigenschaft dieser Bauteile erzeugt.
Nun seien die Prüfversuche für die Gleiteigenschaften der (des) Hydrauiik=Pumpe oder -Motors der zweiten Ausführungsform beschrieben .
Bei diesen Versuchen wurden die Gleiteigenschaften der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7, die aufeinander gleitend angeordnet waren, in folgender Weise untersucht: Der die Kugel 2 umfassende Kolben 3 war starr befestigt, und an die Kugel 2 wurde eine Nockenscheibe so angelegt, daß die Reaktionskraft F auf die Kugel in einem Winkel θ zur Kolbenachse (wie in Fig. 2 gezeigt) drückt. Außerdem wurde durch Drehen der Nockenscheibe die Kugel gedreht, während der im Zylinderraum 8 für den Kolben 3 wirkende Öldruck schrittweise erhöht und dabei der Koeffizient der Reibung zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7 gemessen wurde. Ferner wurden die Gleitcharakteristik des Zylinders 5 und des Kolbenteils 3 b großen Durchmessers, welche aufeinander gleitend angeordnet waren, in folgender Weise gemessen: Der Läufer 4, in dem sich der Zylinder 5 be-
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fand, war ortsfest starr befestigt, während der die Kugel 2 umschließende Kolben 3 so montiert war, daß er im Zylinder 5 des Läufers gleiten konnte. Die exzentrische Nockenscheibe wurde derart in Berührung mit der Kugel 2 gebracht, daß - wie im vorigen Fall - die Reaktionskraft F auf die Kugel in einem Winkel O zur Kolbenachse wirkte. Durch Drehen der Nockenscheibe wurde der Kolben 3 im Zylinder 5 gleitend bewegt, während der im Zylinderraum 8 für den Kolben 3 wirkende Öldruck schrittweise erhöht wurde, um den Koeffizienten der Reibung zwischen dem Zylinder 5 und dem Kolbenteil 3 b großen Durchmessers zu messen.
Fig. 15 zeigt die Kennlinie des Gleitens zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7, die ineinander gleitend montiert waren, Fig. 16 zeigt die Kennlinie des Gleitens zwischen dem Zylinder und dem Kolbenteil 3 b großen Durchmessers, die ebenfalls ineinander gleitend angeordnet waren. In diesen Diagrammen stellt eine Kurve B den Fall eines Kolbens mit Ölnuten und mit Ölkanälen kleinen Durchmessers, d.h. eines erfindungsgemäßen Kolbens dar, während eine Kurve C den Fall eines Kolbens ohne Ölnuten und ohne Ölkanäle, d. h. eines herkömmlichen Kolbens, zeigt. Wie die Versuchsergebnisse zeigen, ist, wenn der im Zylinderraum 8 herrschende Öldruck verhältnismäßig niedrig ist, beim Kolben herkömmlicher Art der Koeffizient der Reibung sowohl zwischen der Kugel 2 und der halbkugeligen Innenfläche 7 als auch zwischen dem Kolbenteil 3 b von großem Durchmesser und dem Zylinder 5 sehr viel größer und dementsprechend auch die Gefahr des Fressens größer. Dagegen ist beim erfindungsgemäßen KoI-
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ben der Reibungskoeffizient verhältnismäßig kleiner, und Fressen tritt nicht ein.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen betreffen Hydraulik-Pumpen und -Motoren radialer Bauart. Aber die Erfindung ist natürlich auch auf Hydraulik-Pumpen und -Motoren axialer Bauart anwendbar.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, bietet die Erfindung sowohl bei der Kombination aus Kugel und auf ihr gleitender halbkugeliger Innenfläche als auch bei der Kombination aus Kolben und Zylinder verbesserte Gleiteigenschaften, welche lange Lebensdauer von Kugel und Kolben verbürgen. Und die aus ihnen resultierende gute Schmierung der Gleitflächen ergibt besseren Dreh-Wirkungsgrad der hydraulischen Maschine und insbesondere bei langsamlaufenden, hochbelasteten Maschinen besseres Anfahr-Drehmoment. Außerdem sind erfindungsgemäß alle das Drucköl zu den Gleitflächen sowohl der Kugel und der halbkugeligen Innenfläche als auch des Kolbens und des Zylinders leitenden Kanäle nur im Kolben angeordnet, so daß die Herstellung, insbesondere die spanabhebende Bearbeitung der Maschine, leichter und daher die Maschine mit großen Vorteilen praktisch verwendbar ist.
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Claims (3)

A nsprüche
1. Hydraulik-Pumpe oder -Motor mit einer innerhalb eines Ge-
häuses angeordneten wellenförmigen Nockenfläche, mit einem Zylinderblock, der drehbar im Gehäuse angeordnet ist und mindestens einen Zylinder enthält, mit einem in jedem Zylinder hin- und herbeweglichen Kolben und mit einer Kugel, die drehbar in einer etwa halbkugeligen Innenfläche jedes Kolbens gelagert ist und auf der Nockenfläche abrollt, dadurch gekennzeichnet, daß in der etwa halbkugeligen Innenfläche (7) jedes Kolbens (3) mindestens eine Ölnut (10, 15 a bis 15 d) angeordnet ist und in der Außenumfangsfläche eines größeren Durchmesser aufweisenden Teiles (3 b) des Kolbens mehrere Ölnuten (ll) über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind, sowie daß im Kolben Ölkanäle (12, 13, 16) kleinen Durchmessers, welche sich durch den Kolben erstrecken und die Ölnuten (10, 11, 15 a bis d) mit dem Zylinderraum (8) für den Kolben verbinden, und in diesen Ölkanälen Drosselstellen (14) angeordnet sind.
2. Hydraulik-Pumpe oder -Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der etwa halbkugeligen Innenfläche (7) des Kolbens eine einzelne Ölnut (10) angeordnet ist.
3. Hydraulik-Pumpe oder -Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der etwa halbkugeligen Innenfläche (7) des Kolbens (3) in deren Mitte eine einzelne Ölnut (10) und in deren seitlichem Bereich mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Ölnuten (15a - d) angeordnet sind.
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DE2403171A 1973-01-26 1974-01-23 Hydraulik-pumpe oder -motor Ceased DE2403171A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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