DE2921765A1 - Anordnungen in hydrostatischen aggregaten, insbesondere radialkolben-aggregaten und deren teilen - Google Patents
Anordnungen in hydrostatischen aggregaten, insbesondere radialkolben-aggregaten und deren teilenInfo
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Description
Patentaime I dung
Anmelder
Dr. Richard Breinlich
Felsenkellerweg
712 Bietigheim/Wuertt.
Erfinder:
Karl Eickmann 2420Isshiki, Hayama-machi
Kanagawa-ken, Japan.
Anordnungen in hydrostatischen
Aggregaten, insbesondere Radialkolbenaggregaten und deren Teilen.
Es sind hydrostatische Pumpen, Motoren, Getriebe
und pneumatische Aggregate bekannt, die mit ihre Volumen in radialer oder achsialer Richtung veraendernden Kammern versehen sind, die
Fluid in sich aufnehmen und aus sich abgeben. Diese Aggregate haben im Laufe der Zeit immer hoehere Leistungen und Wirkungsgrade
erreicht und arbeiten weitgehend aeusserst zufrieden stellend.
Doch werden die Anforderungen an Maschinen und • Fahrzeuge, in die die hydrostatischen Aggregate eingesetzt werden,
immer hoeher und die hydrostatischen Aggregate koennten weitere
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Anwendungsgebiete in weiteren Maschinen und Fahrzeugen finden,
wenn ihre Leistung pro Raum und Gewicht noch weiter gesteigert wuerde
oder die Wirkungsgrade noch wei erhoeht wuerden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Leistungen oder die
Wirkungsgrade hydrostatischer Aggregate noch weiter zu steigern, ohne deren aeussere Abmessungen oder Gewichte zu erhoehen.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch geloest, dass .an
Teilen, die in den hydrostatischen Aggregaten angeordnet sind, Verbesserungen
vorgenommen oder neue Elemente angeordnet werden, durch die
Einzelheiten der Arbeitsweise oder des Zusammenwirkens mit anderen Teilen der Aggregate verbessert oder vervollkommnet werden.
Je nach Anwendungsfall oder Aufgabe koennen die Massnahmen
der Erfindung einzeln oder zusammen mit anderen Massnahmen der Erfindung angeordnet werden.
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Figur 1 ist ein Laenqsschnitt durch einen Teil eines Steuerkoerpers
und eines Rotors eines hydrostatischen Aggregates,worin
einigen Teilen Massnahmen der Erfindung zugeordnet sind.
Figur 2 ist ein Querschnitt durch Figur 1 entlang der Linie II—II.
Figur 3 ist ein teilweiser Laengsschnitt durch der Figur 1 verwandte
Teile,worin eine andere Loesung der Erfindung angeordnet
ist. i
Figuren 4 bis 6 sind Erklaerungs-Skizzen, die zur Berechnung der
erf indungsgemaessen Massnahmen verwendet werden koennen.
Figur 7 ist ein Laenegsschnitt durch ein der Figur 1 verwandtes
Aggregat, wobei weitere, andere Massnahmen der Erfindung eingezeichnet sind.
Figur 8 ist ein Querschnitt durch Figur 7 entlang der Linie VII—VII.
Figur 9 ist ein Laenegsschnitt durch ein der Figur 7 verwandtes
Aggregat,worin andere Ausfu ehrungsbeispiele der Erfindung
- v eingezeichnet sind.
Figur 10 ist ein Querschnitt durch Figur 9 entlang der Linie X-X.
Figuren 11 bis 13 zeigen Einzelheiten als Ausschnitte aus einer der obigen
Figuren,um solche Einzelheiten gesondert darzustellen, damit
sie besser sichtbar werden.
Figur 14 ist ein Laenegsschnitt durch einen Teil eines Rotors eines
Figur 14 ist ein Laenegsschnitt durch einen Teil eines Rotors eines
hydrostatischen Aggregates mit Ansicht eines Teiles eines
in dem Rotor angeordnetem Steuerkoerpers. Figur 16 zeigt der Figur 15 verwandte Teile mit einer eingezeichneten,
anderen Loesung im Sinne der Erfindung.
Figur 15 ist eine Ansicht eines Steuerkoerpers der Erfindung.
Figur 17 ist ein Querschnitt durch Figur 14 entlang der Linie XVII-XVII.
Figur 18 ist ein Laengsschnitt durch einen Teil eines Rotors mit darin
angeordnetem Steuerkoerperteil, wobei die Figur andere
Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung enthaelt.
Figur 19 ist ebenfalls ein Laengsschnitt durch einen beispielhaften
Rotor mit darin angeordnetem Steuerkoerperteil,wobei auch
in dieser Figur wieder andere Ausfuehrungsarten der E-rfin-
durg eingezeichnet sind.
Figur 20 ist ebenfalls ein Laengsschnitt durch ein Rotorteil mit darin
Figur 20 ist ebenfalls ein Laengsschnitt durch ein Rotorteil mit darin
angeordnetem Steuerkoerperteil und zeigt eine weitere Aus-
fuehrungsart der Erfindung.
Figur 21 zeigt ebenfalls ein Rotorteil mit Steuerkoerperteil mit
Figur 21 zeigt ebenfalls ein Rotorteil mit Steuerkoerperteil mit
Ausfuehrungsbeispielen der Erfindun g.
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- 3 —
te.
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Figur 22 ist eine schematische Erklaerung der Druckverhaeltnisse
in der Figur 21 .
Figur 23 ist ein Querschnitt durch Figur 24 entlang der
Figur 23 ist ein Querschnitt durch Figur 24 entlang der
Line XXIV-XXIV.
Figur 24 ist ein Laengsschnitt durch einen Rotor und Teile eines Rotor-Antriebes, sow ie teileweise eine Ansic ht eines im Rotor angeordneten Steuerkoerpers, wobei durch die Figuren 23 und 24 ein weiteres Ausfuehrungsbei spiel der
Figur 24 ist ein Laengsschnitt durch einen Rotor und Teile eines Rotor-Antriebes, sow ie teileweise eine Ansic ht eines im Rotor angeordneten Steuerkoerpers, wobei durch die Figuren 23 und 24 ein weiteres Ausfuehrungsbei spiel der
Erfindung gezeigt wird.
Figur 25 ist ein Laengsschnitt durch eine obere Haelfte eines
Figur 25 ist ein Laengsschnitt durch eine obere Haelfte eines
Radialkammernaggregates der Arfindung.
Figur 26 ist ein Laenegsschnitt durch eine untere Haelfte eines
der Figur 25 verwandten Aggregates mit einer anderen
Rotorlagerung nach der Erfindung. Figur 27 ist ein Querschnitt durch Figur 28 entlang der
Linie XXVII-XXVII.
Figur 28 ist ein Laengsschnitt durch ein Kolben-und Schuh -
Figur 28 ist ein Laengsschnitt durch ein Kolben-und Schuh -
Assembly der Erfindung, eingebaut in einen teilweise dargestellten Rotor und diese Figur ent spricht
auch dem Schnitt durch Figur 27 entlang der
Linie XXVII-XXVIII.
Figur 29 zeigt eine andere Kolben - und Kolbenschuh - Anordnung
Figur 29 zeigt eine andere Kolben - und Kolbenschuh - Anordnung
der Erfindung im Laenegsschnitt.
Figur 30 ist ein Schnitt durch Figur 29 entlang der Linie XXX-XXX1
Figur 31 ist ein Schnitt durch Figur 31 entlang der
Linie XXXI-XXXI.
Figur 32 ist eine Ansicht der Figur 29 gesehen vom Pfeil XXXII.
Figur 36 zeigt den Teil 231 der Figur 29 entlang der Linie II—II
in separierter Darstellung.
Figur 33 ist ein Querschnitt durch eine Kolbenschuh-Schwenkwalze
Figur 33 ist ein Querschnitt durch eine Kolbenschuh-Schwenkwalze
mit einer Ausbildung nach der Erfindung. Figur 34 zeigt die Schwenkwalze der Figur 33 in der Ansicht
in Richtung des Pfeiles XXXIV .
Figur 35 zeigt die Ansicht der Figur 34 in Richtung des
Figur 35 zeigt die Ansicht der Figur 34 in Richtung des
Pfeiles XXXV.
Figur 37 zeigt die Ansicht einer Gelenkverbindung dreier Teile mit Hil-fe der Ringteile der Figuren 29 bis 31 und 36.
Figur 37 zeigt die Ansicht einer Gelenkverbindung dreier Teile mit Hil-fe der Ringteile der Figuren 29 bis 31 und 36.
-A-
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-Z)If-
Figur 38
Figur 39 Figur 40
Figur 41
Figur 42 Figur 43 v Figur 44
Figur 45 Figur 46 Figur 47 Figur 48 Figur 49 Figur 50
Figur 51 Figur 52
Figur 53
zeigt einen Laenegsschnitt durch einen Teil eines
Rotors mit eingesetzter Steuerwelle und Anordnungen
nach der Erfindung.
ist ein Querschnitt durch Figur 38 entlang der
Linie XXXIX-XXXIX.
zeig einen Querschnitt durch Figur 38 jedoch nur in
systematischer Darstellung zlur Erklaerung der
Formenmaessigen Wirkung.
ist eine Darstellung, aehnlich der Figur 40 und dient
ebenfalls der formenmaessigen Rrklaerung der technischen
Zusammenhaenge und Wirkungen.
ist ein Laengsschnitt durch einen Teil eines Lagers
nach der Erfindung.
ist ein Laenegsschnitt durch einen Teil eines anderen
Lagers nach der Erfindung.
ist ein Querschnitt durch Figur 43 entlang der
Schnittlinie IV-IV.
ist ein Querschnitt durch Figur 43 entlang der
Schnittlinie V-V.
ist ein Laenegsschnitt durch einen Teil einer anderen
Lagerausfuehrung der Erfindung.
zeigt eine Lagerrolle der Erfindung in gesonderter
Ansicht.
zeigt eine andere Lagerrolle der Erfindung in einer
gesonderten Ansicht.
zeigt einen Laenegsschnitt durch Lagerkaefigteile
der Erfindung.
ist ein Laenegsschnitt durch eine Rotorstuetzlagerung
nach der Erfindung.
ist ein Schnitt durch Figur 50 entlang der
Schnittlinie XXXXXI-XXXXXI.
zeigt einen Laenegsschnitt durch ein hydrostatisches
Aggregat, in das das Rotorstuetzlager der Figuren
50 und 51 fuer zwei diametrale Richtungen eingebaut ist.
ist ein Querschnitt durch Figur 52' entlang der
Schnittlinie XXXXXIII-XXXXXIII.
— 5 —
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Figur 5A , ist ein Querschnitt durch Figur 55 entlang der
Schnittlinie A,
Figur 55 ist ein Querschnitt durch einen Kolben mit schwenkbar
Figur 55 ist ein Querschnitt durch einen Kolben mit schwenkbar
angesetztem Kolbenschuh nach der Erfindung, und dabei ein Schnitt durch Figur 54 entlang der Linie B .
Figur 56 ist eine Draufsicht auf den Kolbenschuh der Figur
Figur 57 ist eine Draufsicht auf einen anderen Kolbenschuh
der Erfindung.
Figur 58 ist eine Draufsicht auf einen weiteren Kolbenschuh
Figur 58 ist eine Draufsicht auf einen weiteren Kolbenschuh
nach der Erfindung.
Figur 59 ist eine Draufsicht auf noch ein anderes Ausfuehrungs-
Figur 59 ist eine Draufsicht auf noch ein anderes Ausfuehrungs-
beispiel eines Kolbenschuhes nach der Erfindung. Figur 60 ist ein Laenegsschnitt durch ein Achsialkolben
Aggregat nach der Erfindung.
Figur 61 zeigt einen Umsteuerteil der Erfindung.
■ Figur 62 zeigt eine weitere Ausfuehrung eines Steuerteiles
nach der Erfindung, und Figur 63 zeigt Schnitte durch weitere Ausfuehrungsbeispiele
der Erfindung zur Halterung von Kolbencin Kolbenschuhen.
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. Md-
In Figuren 1 und 2 ist der Steuerzapfen in dem Gehaeuseteil 91
fest gelagert und als den Rotor 9 tragender Steuerkoerper 5 ausgebildet, dessen den Rotor 9 tragendes Ende in die zentrische Rotorbohrung
eingreift.Der Rotor mag mittels dem Treibteil 10 angetrieben werden.
Im Rotor befinden sich die Zylindergruppen 6 und 7 mit den darin radial oszyliierenden Kolben 8. Die Zylinder 6 und 7 der
jeweils mehrere Zylinder beinhaltenden ZyI i ndergruppen 6 und
sind radial nach innen, der zentralen Rotorbohrung zu kommunizierend, mit den Zylinderfenstern 16 bzw, 17 versehen, die im Querschn tt
kleiner sind, als die Zylinderdurchmesser. Die Zylinderfenster
laufen ueber die Steuermuendungen 13 bzw. 14 des Steuerkoerpers
und werden durch die Steuermuendungen mit Fluid beaufschlagt oder es wird durch die Steuermuendungen Fluid aus den Zylinderfenstern
abgenommen. Insoweit arbeiten die Teile, wie aus der Radialkolben-Aggregate Technik bekannt.
In Figur 3 ist prinzipiell das gleiche dargestellt, wie in der Figur 1 , jedoch mit dem Unterschiede, dass im Rotor 9 eine
zylindrische Laufbuchse 1016 angeordnet ist. Diese Buchse 1016 enthaelt die Zylinderfenster 16 und 17.Die Zylinder 6 und 7 des
Rotors 9 koennen daher als Bohrungen mit durchgehend gleichem Durchmesser ausgebildet werden, wodurch man die Herstellung der
Sackbohrungen 6 und 7 der Figur 1 sparen kann, um die Zylinderherstellung zu vereinfachen. Die Figur 3 unterteilt also die
rotierenden Teile in einen Rotor 9 mit vollen Zylinderdurchmessern
6 und 7 und eine Laufbuchse mit engeren Rotorfenstern 16 und
In Figur 4 ist in schematischer Weise gezeigt, dass die
Zylinder 6 oder 7 einen groesseren Durchmesser haben, als die Zylinderfenster 16 oder 17. Figur 4 ist insofern · im Prinzip
ein Schnitt durch die Zylinder 6 und Zylinderfenster 16 der Figuren
1 und 3 kombiniert entlang den Schnittlinien χ und y,wobei jedoch
in Figur 4 nur die geometrischen Verhaeltnisse dargestellt sind, also keine Schnitt-Schraffierungen, da die Figur 4 der Erklaerung der
mathematischen Verhaeltnisse dient.
Im Aggregat entweicht Fluid durch den Steuerspalt zwischen dem Rotor 9 und dem Steuerkoerper 5,15. Um diese
Leckage im Hochdruckbereich des Aggregates einzudaemmen, bestand die Absicht, auf der Hochdruckseite den Rotor gegen den Steuerkoerper
5,15 zu druecken. um hier den Steuerspalt zu verengen und dadurch die Leckage durch den Steuerspalt einzuschraenken. Das
... 7 _Q3ooO^/0 665
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die Absicht, auf der Hochdruckseite den Rotor 9 gegen den Steuerkoer
per 5 oder 15 zu druecken, um hier den Steuerspalt zu verengen und dadurch die Leckage einzuschraenken. Das sollte in an sich bekannter
Weise dadurch gesche'-\an, dass die Querschnittsdifferenz zwischen
Zylindern 6,7 und Zylindermuendungen 16,17^ so gross bemossen wuerde,
dass sich zwischen den Zylindern und den Zylinderfenstern, also auf den Zylinderboeden durch den Druck im betreffendem Zylinder eine
so hohe radial nach innen auf den Steuerkoerper 5,15 zu gerichtete Kraft aufbauen wuerde, dass der Rotor auf dem Hochdruckhaelftenteil
eng an den Aussendurchmesser des Steuerkoerpers 5,15 gedrueckt wuerde.
Durch die Erfindung wird erkannt, dass diese Anordnung in Aggregaten mit mehreren Zylindergruppen nicht wirken kann. Denn bei
Aggregaten mit mehreren Zylindergruppen baut sich im Steueirspalt
"zwischen Rotor 9 und Steuerkoerper 5,15, ein Druckfeld auf, das in
Laenegsrichtung der Rotor und Steuerkoerper-Achsen zwischen den
Zy lindergruppen 6 und 7 gelegen ist und dadurch zwischen den Zylinderfenstern
16 und 17 gelegen ist. Dieses Druckfeld ist so gross, dass es
den radial einwaerts gerichteten Druck der Differenzen 6 minus 16 und
minus 17 uebersteigt. Der Rotor wird daher nicht, wie beabsichtigt gewesen, gegen den Steuerkoerper 5,15 gedrueckt, sondern in der
Hochdruckhaelfte vom Steuerkoerper 5,15, weggedrueckt.
In den Aggregaten mit mehreren Zylindergruppen wirkt das, was bei Aggregaten mit einer Zylindergr uppe funktionierte, also nicht
mehr und es entsteht gerade das Gegenteil des gewuenschten Effektes. Anstatt abzudichten, wie angestrebt, wird geoeffnet und dadurch statt
einer verringerten Leckage eine Leckage-Erhoehung bewirkt. Dies ist eine wichtige Erkenntnis der Erfindung.
Um diesen unerwarteten, gegenteiligen Effekt zu ueberwinden, wird erfindungsgemaess in Figuren 1 bis 2 die mittlere Abfluss tasche
zwischen den Steuermuendungen 13 und 14 im Steuerkoerper 5 angeordnet.
Diese mittlere Abflusstasche wird vorteilhafterweise durch den Steuerkoerper
5 mittels der Passage 2 mit einem Raum im Aggregat, der mit niederem Druck gefuellt ist, zum Beispiel mit dem Gehaeuse-Inneraum
verbunden. Dadurch wird eine Zone niederen Druckes im Bereich der Tasche 1 und teilweise um diese herium, zwischen den Zylindergruppen
6 und 7 und den Zylindertaschen 16 und 17 des Aggregates mit mehreren Zylinder
Zylindergruppen aufgebaut. Diese erfindungsgemaesse Anordnung ver-
-/-A*. 2821765
ringert die Summe der Druckkraft im Spalt zwischen Rotor und
Steuerkoerper des Hochdruckteiles des Aggregates mit mehreren Zylinder gruppen derartig stark und wirksam, dass der beschriebene,
entgegen dem beabsichtigtem gerichtet gewesene Effekt voll aufgehoben wird und nunmehr der Rotor im Druckbereicht wirksam auf die
Stuerwelle gedrueckt wird. Erfindungsgemaess ist also die Leckage-Erhoehung
aufgehoben und durch eine wirksame Verringerung der Leckage durch wirksame Andrueckung des Rotors auf der Druckseite auf
die Steuerwelle erreicht worden. Zweckdienlicherweise ordnet man
bei Aggregaten mit zwei Foerderrichtungen die Tasche 1 auch diametral gegenueber an und zwar zusammen mit der beschriebenen Verbindungsleitung 2.
Es ist zweckdienlich, dem Rotor eine lange Fuehrung auf der Steuerwelle 5 zu geben, damit der Rotor 9 auf der Steuerwelle 5,15
nicht verkanten kann. Da dann ein zu lang ausgedehntes Halbdruckfeld jenseits der Steuertaschen 13,14, dem Rotorende zu entsteht, ist es dann
erfindungsgemaess zweckdienlich auch di e Abflussnuten 4 so nahe den Steuertaschen 13,14 anzuordnen, dass die Halbdruckgebiete in achsialer
Richtung nicht zu weit ausgedehnt werden. Auch diese Abflussnuten 4, die auch Ringnuten im Steuerkoerper 5,15, sein koennen, verbindet man
zweckdSenlicherweise mittels der Kanaele 3 mit dem entsprechendem.
Abflusskanal 2 oder den Abflusskanaelen 2.
Figur en 1 und 2 zeigen die Taschen 1 als Einzeltaschen in den diametralen Steuerkoerperteilen, waehrend Figur 3 Ringkanaele
11 als Alternative um den ganzen Steuerkoerper 5,15, herum zeigt. Figur 3 zeigt ausserdem noch die Moeglichkeit der erfindungsgemaessen
Anordnung einer Mittelnut 12 zwischen den Nuten 11 . Die Tasche oder Nut 12 kann verschiedene Aufageben haben, jenachdem, mit welchem Druck sie
gefuellt wird. Zum Beispiel kann sie einen Sonderdruck oder Hochdruck
fuer Schmerzwecke erhalten. Dann muss ihr entsprechend Schmierfluia"
durch eine Leitung zugefuehrt werden. Man kann auch in die Abflusskanaele
2 ein nicht eingezeichnet Druckventil einbauen und dadurch einen angenehmen MitteIdruck in den Taschen 1 ,11,12,4 aufbauen, der der
Zwangsschmierung des Passungspaltes zwischen Rotor und Steuerwelle dienen kann.In solchem Zwangsschmierungsfilm zwischen Rotor und
Steuerkoerper bilden sich dann infolge der Andrueckung des Rotors 9
gegen einen Teil des Steueirkoerpers 5,15, hydrodynamische Tragfelder
aus, die dem Rotor in einem gewuenschtem geringem Absatnd von der Aussenflaeche des Steuerkoerpers 5,15 halten, um ein Heisslaufen zu
verhindern. Das Druckventil in der Abflussleitung 2 kann dann in der
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denTOrnimum -
gewuenschten Hoehe eingestellt werdenr um dadurch
Abstand zwischen Steuerkoerperoberf laeche und Rotormnenflaeche einzustellen. Die Drehzahl des Rotors muss mit beruecksichtigt werden,
um die Kraefte der hydrodynamischen Tragfelder genau zu bestimmen
im Zusammenwirken mit den Kraeften aus dem Rotor und den Steuerkoerper Gebieten.
Figur 4 zeigt den Abstand 19 der Taschen 4-1 oder 4-11.
Die Laenge 18 ist der Bogen zwischen der Druckwirkung eines der
Zylinder und einem Benachbartem Zylinder der gleichen Zylindergruppe.
W irksam ist also das Feld 18 mal 19 in Figur 4 zusammen mit dem Feld 16 des Rotorfensters.
In Figur 5 ist das wirksame Andruckfeld des Zylinderbode έ gezeigt und bestimmt durch die Differenz der Querschnitte des
betreffenden Zylinders 6,7 und des Zylinderfensters 16,17.
Figur 6 zeigt demgegenueber das Feld, das zwischen Rotor 9 und Steuerkoerper 5,15 wirksam ist. Es ist zusammen mit
Figur 4 das Mass 19 mal 18, also das Rechteck der Figur 6, in dem etwa der mittlere, aber nicht genau der mittlere. Druck zwischen Hochdruck
und Niederdruck des Aghregates herrscht. Dieses Halbdruck; gebiet ist in Figur 6 schraffiert dargestellt. Der nicht schraffierte runde
Mittelteil der Figur 6 ist das Hochdruckgebiet des Rotorfensters 16
oder 17.
Um die gewuenschte Andrueckung des Rotors zu verwirklichen,
muss der schraffierte Bereich der Figur 5 im Zylinder 6,7, etwas groesser
sein, als die Summe des nicht schraffierten kreisrunden Bereichs der
Figur 6 plus der Haelfte des schraffierten Bereiches der Figur 6. Es ist leicht einzusehen, dass das schraffierte Feld der Figur 5 niemals
gross genug werden kann, um im Mehrgruppenarggregat ohne die Tasche oder die Ringnut(en) 11 auszukommen. Es ist ferner eine Erkenntnis der
Erfindung, dass ein solcher Versuch, ohne die Tasche 1 oder die Nuten auszukommen, den Querschnitt der Rotorfenster 16,17 so eng machen
wuerde, dass das Aggregat untragbar hohe Verluste durch Stroemungswiderstand
im durch die Fenster 16,17 stroerrendem Fluid bewirken wuerde.
Die Figuren, die Folgen, insbesondere die Figuren 7 bis
zeigen, dass man usberhaupt derartige Stroemungsverluste durch enge
Rotorfenster 16,17 vertne i den so 11 te.
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- Vt -
2 ^ 71 7R *5
Bei der Rotorandrueckung an die Steuerwelle, wie in Eingruppen- ^
Aggregaten den bekannten Art und Weise geschehen, ist die Anordnung enger Rotorfenster 16,17 aber unver eidlich, um eine Rotorandrueckung
ueberhaupt zu erzielen und daher ist es in der bekannten Andrueckung in Eingruppenaggregaten unvermeidlich, Stroemungsverluste durch
enge Rotorfenster 16,17 mit in Kauf zu nehmen. Die Aggregate der bekannten Technik konnten daher keine hoechsten Wirkungsgrade erreichen,
weil sie die Stroemungsverluste in engetp Rotorfenstern 16,17 nicht
ausschIiessen konnten.
Dieser Nachteil wird durch die Figuren 9 und 10 in Eingruppenaggregaten ueberwunden.
In Figuren 9 und 10 hat das Eingruppenaggregcii glatt
durchgehende Zylinderbohrungen 56 mit gleichen Durchmessern durch die ganze Radialhohe des Rotors 59 hindurch. Das Fluidum wird durch die
weiten Steuerfenster 13 oder 23 den Zylindern 56 zugefuehrt, oder aus
den Zylindern 56 abgefuehrt, ohne das Stroemungsverluste durch verengte Zylinderfenster 16,17 entstehen koennten, weil keine verengten Fenster
16,17 vorhanden sind. Erfindungsgemaess ist also eine Wirkungsgradsteigerung
erreicht, indem die verengten Fenster 16,17 vermieden sind. Gleichzeitig ist auch noch eine Vereinfachung der Zylinderherstellung
und damit eine Verbilligung der Rotor herste I lung erreicht worden, denn
ein glatt durchgehender Zylinder ist einfacher herzustellen, als eine
Zylinder-Sackbohrung.
Dadurch ist aber noch keine Leckageverringerung durch druckseitige Andrueckung des Rotors 59 an die Steuerwelle 55 erreicht.
Um die Leckage einzuschraenken, den Steuerspalt auf der Druckseite zu
verringern, wird daher erfindungsgemaess eine Andrueckanordnung
angeordnet. Diese besteht in der Anordnung von Andrueckschienen 67
in Ausnehmungen 60 in der Steuerwelle 55. Voteilhafterweise ordnet
man diese beiderseits der betreffenden Steuermuendung 13,23, jedoch
diametral gegenueber liegend im Steuerkoerper 55 an. Von einer Druck= leitung 92, im Steuerkoerper 55 aus oder von einer diametral gegenueber
lieg enden Steuertasche 23,13 aus fuehrt man eine Verbindungsleitung 48 oder 49 der betreffenden Ausnehmung 60 zu. Dadurch wird ■
Druckfluid in die Ausnehmung 60 geleitet und drueckt die in ihr angeordete und in ihr radial bewegliche Andruckschiene 67 gegen die
Innenflaeche des Rotors. Der Rotor wird also auf der der Druckhaelfte gegenueberIlegenden Haelfte erfindungsgemaess vom Steuerkoerper 5,15,
55 usw. weggedrueckt, was gleich ist zu einer Andrueckung des Rotors
Ö31äoo7/oees
292Ή6
auf der Druckhaelfte gegen den Steuerkoerper 5,15,55 usw..
Damit aus der Ausnehmung 60 - soweit hier in der Einzahl
geschrieben ist, soll die Mehrzahl eingeschlossen sein - kein Druckfluid
entweichen kann, ist es zweckdienl ich eine erfindungsgemaesse Abdichtung
56 moeglichst flexibler Art, zwischen Ausnehmung(en) 60 und
Andrueckschiene 67 einzubauen. Die Andrueckschienen 67 koennen Druckfluidtaschen 68 enthalten, die durch Ka'naele 69 gespeist sein
rnoegen, damit die Druckschienen nicht mechanisch an der Inneflaeche des
Rotirs reiben, sondern teilweise statt der Schienen 67 die Fluidkraefte
in den Taschen 68 die radiciie Wegdrueckung des Rotors und damit die
Andrueckung auf der gegenueberl legenden Druckzone uebernehmen. Das erhoeht den Wirkungsgrad,denn Fluidreibung ist geringer, als mechanische
Reibung. Klaunen 57 moegen angeordnet werden und in Sitzen 58 des Steuerkoerpers wirken, damit die Andrueckschienen 67 nur radial gleiten
koenneim, aber keine Verlagerung in Rotor-Umlaufrochtung erfahren koennen.
Der untere rechte Teil der Figur 9 deutet an, dass diese
Anordnung des Einzylindergruppen Aggregates auch auf Aggregate
mit mehreren Zylindergruppen uebertragen werden kann.
Im oberem Teil der Figuren 9 und 10 ist gezeigt, dass die
Ausnehmungen und Andrueckshienen auch runde oder zylindrische Querschnitte haben koennen. In den zylindrischen Ausnehmungen 61, die
durch einen Verbindungskanal 61 mit einander verbunden sein koennen,
sind die runden Andrueckschienen 62 radial beweglifch. Sie koennen mit
O-ring oder aehnüchen einfachen Abdichtungen versehen sein und die
Druckfluidtaschen 63 enthalten, die durch Kanaele 64 von der Ausnehmung
61 her gespeist werden.
Wichtig ist bei allen Ausfuehrungen mit Druckfluid gefuellter
Ausnehmung in der Steuerwelle und darin radial beweglicher Andrueckschiene, das die Querschnittssumfte durch die Ausnehmungen und Andrueckschienen
etwas groesser bemessen ist, als die wirksame diametral gegenueberliegende wirksame Druckflaeche im Steuerspalt zwischen Rotor
und Steuerkoerper. Wird die Querschnittssumme der Ausnehmungen zu gross, dann ist die Andrueck des Rotors zu stark und es entsteht eine
zu grosse Reibung. Ist sie zu klein, dann ist die Rotorandrueckung und Spaltverengung entweder ueberhaupt nicht wirksam, oder so schwach
wirksam, dass die Leckage zu hoch bleibt.
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. 3934 7-65
- to -
Die Figuren 11 bis 13 zeigen in Einzeldarstellungen eine Vereinfachung
der Halterung der Andrueckschiene der Erfindung. Steuerkoerper
hat eine Bohrung 73 und Andrueckschiene 76 hat eine Bohrung 78. In die
genannten Bohrungen kann man einen Haltestift einsetzen und so die Andrueckschine 76 in die Ausnehmung 71 einlegen, worin der Stift in den
Bohrungen 73 und 78 die Schiene 76 an Verlagerung in Rotorumlauf richtung hindert. Die Dichtung 79 mag in Ausnehmungen in der Schine 76
eingesetzt sein oder in die Schiene 76 einvulkanisiert oder anvulkanisiert sein.Die Bohrung 78 mag ferner dazu dienen, Druckfluid aus der Tasche
in die Druckfluidtasche 77 der Andrueckschine 76 zu leiten, um die
beschriebene Wirkung ztTerzfeien.
Die Figuren 7 und 8 zeigen, dass die Anordn ung der
Ausnehmung mit einer Andruckschiene darin, die der Erfindung entspricht,
auch in Aggregaten mit mehreren Zylindergruppen moeglich ist. Bei solchen
kann man die Querschnitte durch die Ausnehmungen 21 und die Andrueck-
* schienen 20 so gross bemessen, dass einem Zylindergruppenpaar 36,37
iirn einer Druckzone nur eine einzige Andrueckschiene 20 in einer Ausnehmung
21 zwischen den benachbarten Zylinder gruppen 36,37 zugeordnet werden braucht. Es koennen natuerlich auch mehrere angeordnet werden,
wenn das zweckdienlich erscheint. Bei gleichem Druck in den Zylindergruppen reicht aber eine jeweils eine Andruckschine in einer einzigen
Andruck-Ausnehmung aus.
Die Figur 8 zeigt schliesslicb noch, dass der Steuerkoerper eine mittlere Bohrung 46 haben kann, durch die ein Steuerteil oder eine
Welle 47 gefuehrt werden kann. Kanal 48 zeigt wieder eine Verbindungs leitung
von einer Druckleitung 92 zu einer Andrueck-Ausnehmung 31,33.
Bei Ausfuehrungen fuer zwei Drehrichtüngen oder Wechs. el
der Druckzonen ordnet man die Andruesckschienen wieder wieder
beiden Druckzonen zu, sodass die Anordnungen am Steuerkoerper symmetrisch geschehen.
Figur 8 enthaelt schliesslich eine weitere erfindungsgemaesse Ausfuehrung der Sicherung der Andrueckschine gegen Verlagerung in
Rotor - Umlaufrichtung. Die Steuerwelle 27 hat dazu eine Bohrung 31,.
in die ein Finger 32 der Andrueckschiene eingreift. Die Andrueckschiene 20 ist dann wieder radial in der fluiddruckfuellbaren Ausnehmung 33
beweglich gelagert, aber gegen Verlagerung in Rotor Umlaufrichtung gesichert.Die Dichtung 34 ist wieder angeordnet. Schiene 20 hat wieder
eine Druckfluidtasche 21 und eine Verbindungsleitung 29 zu deren
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Fluiddruck-Fuellung. Die Ausnehmungen und Druckschienen 21,20
koennen in Abflusstaschen 25,26 angeordnet sein, die den Abfiusstaschen 1 der Figur 1 entsprechen. Teile der Abflusstaschen 25,26
sind in Figur 8 durch die Ausdehnungen 42 sichtbar. In Figur 8 ist
ausserdem die Innenflaeche des Rotors 39 als kreisrunde Linie 43 eingezeichnet. In Figur 7 ist zusammen mit Figur 8 erkenntlich,
dass die Andrueckschine 20 in der unteren Haelfte der Figuren
mit Druck aus dem Druckhalbgebiet des oeberen Teiles der Figuren beaufschlagt ist und daher der EJotor_39 um den Spalt 45 in den -----
Figuren nach unten gedrueckt ist, wodurch der "Spalt 44 mTöEererrT
Druckbereich der Figuren sehr enge geworden und fast null ist. In der Figur 8 ist zu bedenken, dass im Oberteil der Schnitt durch
das Steuerfenster, die Steuerrruendung 13,14 gezeigt ist, und um die Wirkung zu zeigen, im unterem Teile der Schnitt durch die Andrueck-Anordnung
nach der Erfindung gezeigt ist. Das ergibt sich auch aus dem Verlauf der Schnittlinie VIII-VIII durch Figur 7.
In den Figuren 19 und 18 ist eine weitere und andere Ausfuehrungsart einer Ahdrueckanordnung nach der Ergindung gezeigt.
In Figur 19 fuer ein Aggregat mit einer Zy linder gruppe 8 im Rotor und in Figur 18 fuer mehrere Zylindergruppen 36,37 im Rotor 100.
Bei den Ausfuehrungsarten der F iguren 18 und 19 sind im
Rotor 100 oder 112 jeweils eine Buchse 101 oder 111 angeordnet.
Die betreffende Buchse 111 Oder 101 ist mit einer oder mehreren Radia !ausnehmungen 102,106,114,115 versehen, die radial durch die
betreffende Busche 101 ,111 hindruchgeht.Radial in ihre beweglich
ist in der betreffenden genannten Ausnehmung oder Radialbohrung 102,
106,114,115 ein Andrueckkolben oder eine Andrueckschine 104,103,
117 oder 118 angeordnet. Die betreffende Ausnehmung liegt wieder diametral gegenueber der ihr zugeordneten Druckzone des Aggregates
und in Rotorachsrichtung versetzt . Im Eingruppenaggregat nach Figur 19 ist jeweils ein Ausnehmungspaar angeordnet dessen einzelne
Ausnehmungen in oposit onellen AchsiaIrichtungen versetzt sind. Im
Doppelgruppenaggregat nach Figur 18, in dem die beiden Zylinder gruppen
gleichen Druck haben, ist wieder beiden Zylinder gruppen eine ihnen gemeinsame Ausnehmung mit darin beweglicher Schine oder Kolben
zugeordnet. Bei Aggregaten mit zwei Druckfluidrichtung erfolgt eine
doppelte, wieder diametral symmetrische Anordnung.
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Die Fluidbeaufschlagung der Ausnehmungen oder Bohrungen 102,106,
114,115 erfolgt jedoch in diesen Ausfuehrungsbeispielen der Er indung
nicht durch die Steuerwelle hindurch, sondern durch die rotierenden Teile hindurch. Zum Beispiel derart, dass von aussen her in die Buchse
101 oder 111 die Verbindungsleitungen 113 von dem betreffendem Zylinder her zu einem oder mehreren diametral gegenueber I legendem
Andrueck-Kolben 104 usw in einer Bohrung oder Ausnehmung 102 usw.
gefuehrt werden. Die Zahl der Andruckbohrungen 102 usw. und der darin
radial beweglichen Kolben oder Schinen 104 usw. ist dann gleich der
Anzahl der Zylinder, die Haelfte der Anzahl der Zy inder oder ein Vielfaches der ZyI inder. Das wesentlic e dieser Ausfuehrungsbeispiele ist,
dass die Andrueckschinen sich nicht in dem Steuerkoerper 105 oder 115 befinden, sondern im Rotor oder in der Buchse 101 oder 111 und dass die
Andrueckkolben nicht radial aus^v/aerts, sondern radial einwärts gedreckt
werden. Auch druecken sie nicht gegen die Innenflaeche des Rotors, sondern gegen die Aussenflaeche des Steuerkoerpers 105 oder 115.
Die Querschnittsbemessung muss wieder so erfolgen, dass nur eine leichte, aber ausreichend starke Andrueckung erfolgt, damit keine zu grosse Reibung
oder Leckage entsteht.
Die Steuerkoerper 105 und 115 haben wieder die Steuermuendungen
13,23 oder 13,14 und 23,14. Die Rotoren 100,112 entahleten
wieder die Zylinder 56,36 oder 37 und die darin beweglichen Kolben 8.
Anstatt die Verbindungsleitungen durch die rotierenden
Teile zu legen, wie die Leitungen 113, ist es auch moeglich, die Leitungen
wieder durch den Steuerkoerper 101 oder 115 zu setzen. Sie muenden dann in Oeffnungen 110 in der Steuerkoerperaussenflaeche, ueber die die
betreffenden Ausnehmungen 102 usw, laufen und fuellen die betreffenden
Ausnehmungen 102 usw. dabei mit Druck. Im Bereiche der Umsteuerboegen moegen die Oeffnurgen 110 aber auch Oeffnungen anderer Steuer
leitungen sein und zum Beispiel zu Geraeuschdaempfern fuehren, um die
Geraeusche des Aggregates zu verringern. Die Andrueckkolben 104 usw. moegen wieder Druckfluidtaschen 107 in ihren Laufflaechen
haben und dazu fuehrende Verbindungsleitungen 108. Sitze 109 moegen angeordnet sein fuer die Aufnahme von Dichtungen öder O-Ringen.
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Eine weitere erfindungsgemaesse Andruck - Anordnung ist in Figur 20 gezeigt. Hier wird jedoch nicht der Rotor an die
Steuerwelle gedrueckt, sondern in der Rotorbuchse 130 im Rotor 129 ist eine der Zylinderzahl errtsprechende Anzahl von Radialbohrungen
123 angeordnet, die in den betreffenden Zylinder 6 mit Kolben 8 rnuenden.
In der Radialbohrungen 123 befinden sich die radial beweglichen
•i Andrueckkolben 121 , die die Zylinderfenster 16 enthalten. Die Andrueck Kolben
121 haben vorteilhafterweise radial aussen eine von innen her nach aussen ausgedehnte Ausnehmung 122, die vom Zylinder 6 her
mit Druck gefuellt wird und eine radial innen angeordnete Ausnehmung 123, die sich von aussen her nach innen erstreckt. Die Abmessung der Aus nehmungen
122 und 123 an den KoI ben 121 ist von hoher Bedeutung.
Die inneren Ausnehmungen 123 sind naemlich mit den Abflussnuten 143 in
Verbindung oder so nahe zu ihnen angeordnet, dass in den inneren , 123 er Ausnehmungen ein Niederdruck oder ein geringer Druck herrscht, waehrend
"ja in den aeusseren Ausnehmungen 122 Hochdruck herrscht. Die Ausneh ·- -■ ·
mungen 122 und 123 sind nun erfindungsgemaess so bemessen, dass die
Drucksumme radial ausserhalb des Andrueckkolbens 121 groesser ist,
als die Drucksumme radial in erhalb des Kolbens 121 . Dadurch wird der Andrueckkolben 121 leicht radial nach innen gedrueckt, sodass seine
radiale Innenflaeche dichtend an der Aussenflaeche des Steuerkoerpers
132 gleitet. Eine gute Abdichtung bei geringer Reibung wird dadurch erzielt. Doch ist diese Abdichtung keine voellig absolute, da kleine unabgedichtete
Flaechen zwischen den einzelnen Zylindern der Zylindergrufppe verbleiben.
Doch ist eine wesentliche Verbesserung der AZbdichtung erzieltbar. Im Uebrigen koennen die Abdichtkolben 121 durch Teile des Rotors 129
gegen radiales Weglaufen gesichert sein.
Der Steuerkoerper hat wieder die Steuermuendungen 13 und 23. Der Steuerkoerper 132 hat auch wieder die Ablaufnuten 143, die denen
den Ablaufnuten 4 der Figur 1 entsprechen.
Da der Rotor 129 fuer eine gute Lagerung auf dem Steuerkoerper 132 zu kurz waere, ist es wieder zweckmaessig, die Lagerung in
beiden Achsi α [richtungen zu verlaengern.
Wie bereits oben beschrieben, koennen die Nuten 143 auch mit mittleren Druecken gefuellt sein, um gute Schmierung des Passungsspaltes zu sichern. Da von ihnen aus dann Fluid in Achsialrichtung entweicehn
koennte, kann man erfindungsgemaess eine Passungsspalt-Ver engung anordnen, die auch in anderen Figuren und Aggregaten verwendbar
2^21765
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• - /π -
ist. Diese besteht darin, dass in der Buchse 130 radial von aussen her
eine Ringnut oder Ringnuten 124,125 angeord et wird oder werden. Daduech Dadurch wird die Buchse in diesem Bereiche so geschwaecht, dass der
Boden der Ringnutunter Druck radial nach Innen etwas verformbar wird. Erfindungsgemaess wird dann Druck in die Ringnut 124,125 geleitet.
Diesem Druck des Fluids in der Ringnut drueckt den Ringnutboden radial
etwas einwaerts, sodass eine Passungsspalt - Verengung oder volle
Abdichtung zwischen Rotor und Steuerkoerper im Beriche radial innerhalb der Ringuten 124 usw, entsteht, da der Ringnutboden dann eng
an der Oberflaeche des Steuerkoerpers mit der Innenflaeche des betreffenden Ringnutbodens gleitet. Das Druckfluid kann man innerhalb des Rotors von
mit Druck gefuellten Zylindern her in die Ringnuten leiten, oder aber, wie in der Figur gezeigt, durch eine Verbindungsbi eh Bohrung 127 von
einem der Druckkanaele im Steuerkoerper 132 her Druckfluid in die Muendung 127 leiten von der aus es durch die Bohrung 126 in die betreffende
Ringnut gelangt, wenn die Bohrung 127 ueber die Kanalmuendung 127 laeuft. Verbindungsboehru ng oder Kanal 128 mag das Druckfluid von einer
Ringnut:in eine ander leiten un d dadurch mehrere Ringnuten miteinander
verbinden. So erhalten Ringnuten 124 und 125 gleiche Druckfluid Fuellungen
und Drucke und bewirken eine gute Abdichtung in beiden Achsualrichtungen.
Diese Anordnung der selbst andrueckenden und selbst abdichtenden Ringnutboeden ist Jedoch nicht auf die Anordnung in Figur 20
beschraenkt, sondern sie kann generell auch in zentrisch zueinander
laufendem Rotor-Steuerkoerper Anordnungen zur Spaltverengung und
Abdichtung angeordnet werden mit gutem Dichtungserfolg, der , auch
bei geringer Reibung gesehen kann, wenn die Ringnuten und Ringnut Boden
- Dicken und die Deformierbarkeit der Materialien richtig bemessen werden.
In der Figur 21 ist eine andere erfindungsgemaesse Anordnung
beschrieben. Die Lagerung der Rotoren der bekannten Ausfuehrung auf dem Steuerkoerper bei , Eingruppen-Aggregaten der bekannten Technik
mit einzeitiger Rotoratidrueckung war relativ kurz und daher unstabil,
weil die Abflussnuten nahe den Steuertaschen sein mussten.
Erf indungsgemaess kann man nach der Figur 21 die Rotorlagerung
auf der Steuerwelle 135 dadurch verlaengern, dass non die Steuermuendungen 13, 23 des Steuerkoerpers 135 mit achsialen
und gegebenenfalls peripherialen Ausdehnungen von Drucktaschen 137
umgibt. Diese Anordnung kann auch zur Verringerung der Reibung
zwischen Rotor 134 und Steuerkoerper 135 dienen.
Es ist naemlich so, wie die Schematik-Figur 22 zeigt, dass,
wenn der Druckzone diametral gegenueber Druckfluid Balanzierungstaschen
133 oder 136 zugeordnet sind, in diesen die Druckfelder 140 herrschen, von denen aus etwa - aber nicht ganz exact genau - Halbdruckfelder
141 und 142 in entgegengesetztem Achsia!richtungen verlaufen.
Diese Tatsache ist auch aus frueheren Patentendes Erfinders sehr gut
bekannt. Was jedoch selten oder nie genau genug beruecksichtigt wurde, ist dass die Summe der Druckkraefte aus diesen Feldern 140-141-142
sehr gross ist. Sie koennen daher bei dem uebfichen Abmessungen den Gegendruck aus der Druckzone diametral gegenueber leicht uebersteigen,
da die Druckzone des Aggregates nur zwei Halbdruckzonen 138 hat.
Zwar ist die Hochdruckzone 138 meistens groesser, als die Druckfluid
Bdlanzierungstaschenzonen 140 zusammen sind, doch hat man vier
4HaIbzonen diamteral gegenueber den nur zwei Halbzonen in dem Druckbereich
des Aggregates. Bei den bisherigen Ausfuehrungen mussten daher die Halbdruc kzonen in Achsialrichtung kurz gehalten werden, um Druck=
gleichgewicht im Passungsspalt zwischen Rotor und Steuerkoerper bei zu behalten. Diese achsiale Kuerze aber brachte eine kurze Abdichtlaenge
und aher eine unvermeidliche Leckage. Erfindungsgemaess wird nach
Figur'21 die Tasche 137 um die Steuermuendung 13 oder 23 gelegt und in
Achsialrichtung ausgedehnt. Das Hochdruckfeld 138 der Figur 22 wird daher in Achsialrichtung ausgedehnt.
Das wird unter anderem insbesondere aus folgender Erkenntnis der Erfindung getan : Wenn der Zylinder durchgehende Bohrung ist, wie
in der Figur 21, dann herrscht aus dem Druckfeld der Steuert asche 13
bzw. 23 zwar der volle Druck gegen den Rotor 134. Der Rotor laesst infolge der durchgehenden Zylinder mit den Zylinderfenstern gleich dem
Durchmesser der Zylinder aber nur sehr wenig Innenflaeche des Rotors ueber dem betreffendem S teuer fenster 13 oder 23. Der Druck aus dem
betreffendem Steuerfenster 13,23 wirkt daher nur zum Teil gegen die
Zylinder-Innenflaeche, zum grossem Teile aber gegen die betreffenden
Kolbenboden 8. Die Summe der Kraefte aus der betreffenden Steuertasche
13,14 gegen den Rotor erreicht daher nichfdie ganze Druckhoehe, sondern nur einen kleinen Teil derselben. Die Druckhoehe 138 ist daher
viel geringer, als die des Gesamtdruckes, da der Druck zum groesserem
Teil auf die Kolbenboden 8 aber nur zum geringem Teil auf die Rotor innen=
- 18 -
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■flaeche wirkt. Waehrend.bisher die Druckhoehe generell beruecksichtigt
wurde, wird erfindungsgemaess nicht mehr die Druckhohe alleine beruecksichti gt, sondern die Auswirkung der Druckhohe in
der Steuermuendung auf die Rotor .·- Innenflaeche. Da bei den durchgehenden
Zylindern nur sehr wenig Rotor-Innenfiaeche verbleibt; ist es
also entscheidend, die Auswirkung auf die Rotor Innenglaeche zu berücksichtigen,
was in der Figur 22 schematisch geschieht. Hier ist also
138 nicht als Druckhoehe, sondern nur als der Teil der Druckhoehe
darzustellen, der gegen die Rotorinnenflaeche wirkt. Folglich
erscheint die Druckkraft 138 auf den Rotor in Figur 22 als sehr niedrig. Erfindungsgemaess ist also erkannt, dass die Felder 140 bis 142 das
Feld 138-139 bei Zylindern ohne Verengung der Rotor fenster fast immer ueberwiegen und dadurch einseitige Verlagerung des
Rotorlaufs relativ zur Steuerwelle 135 bewirkten. Es wird also erfindungs=
gemaess der Aufbau einer Verstaerkung des Druckfeldes 138 - 139 erforderlich, um den einseigigen verlagerten Rotorumlauf mit seiner
hohen-Leckage und Reibung einzuschraenken. Das geschieht durch
die erfindungsgemaesse Anordnung und Ausdehnung der Taschen 137.
In Figur 22 hat daher der Bereich 138 als sehr niedrig
zu erscheinen, waehrend der ganze Hochdruck nur beiderends der Zylinder
auf die Rotorinnenflaeche zu wirken geginnt. Die Halbdruckzonen 139 beginnen daher mit voller Druckhoehe, die der Bereich 138 als Auswirkung
auf den Rotor nicht erreicht.
Die erfindungsgemaesse Anordnung der Ausdehnung und
Anordnung der die Steuertaschen umgebenden Ausdehnungs-Taschen schafft hier also erstmals einen zum Steuerkoerper frei schwebenden
Rotor 134 mit durchgehenden Zylinderbohrungen. Ausserdem kann man durch weitere Achsialausdehnung der Taschen 137 der Erfindung
die dichtenden Halbdruckzonen 139-141-142 in Achsialrichtung verlaengern
und dadurch eine verlaengerte stabile Rotor lagerung schaffen und gleichzeitige eine bessere Abdichtung durch laengere Abdichtfugen ,wodurch die
Leckagen verringert und die Wirkungsgrade erhoeht werden. Die strichlierten Linien in 139 der Figur 22 zeigen, dass die frueheren Halbdruckzonen
139 durch die Erfindung in Hochdruck und Halbdruck-Zonen zerfallen, die durch die strichlierten Linien getrennt sind. Die Erfindung
der Taschen 137 ist zweckdienlich fuer auf einem starren Steuerkoerper .umlaufende Rotoren sowohl, als auch fuer in einem fest gelagertem
Steuerkoerper schwimmende oder sich selbst steuernde Steuerkoerper.
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•59·
In den Figuren 14 bis 17 sind eine andere Ausfuehrung der Erfindung
gezeigt
In den Figuren 14 bis 17 sind andere Ausfuehrungen der
Erfindung gezeigt, die dazu dienen, die Reibung zwischen dem Rotor
80, 81 und dem Steuerkoerper 85 zu verringern und glechzeitig die
Lecka gen einzuschraenken.
Die Leckage-Einschraenkung soll dabei im Vergleich zur
bekannten Technik derart erfolgen, dass nicht volle Achsialstroeme
an Leckagen entstehen, sondern nur mehrere in Peripherialrfchtung
kurze. Dadurch wird die Leckagesumme eingeschraenkt.
Die Figur 16 hat Zylindergruppen mit gleichen Drucken. Die Figur 14 hat Zylindergruppen 8 mit unterschiedlichen Drucken.
Erfindungsgemaess sind im Steuerkoerper 85 die Druckfluidbalanzierungstaschen
der Vortechnik durch ■■ mehrere voneinander distanzierte
Teiltaschen 86, 87 ersetzt. Diese werden einzeln nacheinander mit Druckfluid gefuellt. Zwischen ihnen verbleiben Tragflaechen und
Dichtflaechen, die eine gute Schmierung erfahren. Da an den Trag - und
Dichtflaechen zwischen den Taschen 86,87 geringere Drucke herrschen,
als in den Taschen selbst ist aus ihnen heraus die Leckage in Achsialrichtung geringer, als die a us den Taschen 86 oder 87. Die Druckfluid
beaufschaIgung der Taschen erfolgt aus diametral gegenueber liegnden
Zylindern mittels Verbindungsleitungen um etwa 180 Grad um die
Zylinderbuchse . ·81 herum. Diametral dem betreffendem Zylinder 8
gegenueber und achsial dazu versetzt, geht jeweils eine Muendungsbohrung
83 radial durch die Buchse 81 hindurch und laeuft beim
Rotor umlauf nach und nach ueber jede einzelne der erfindungsge= maessen Einzeltaschen 86,87, wobei die jeweils verbundenen Einzeltaschen
86 oder 87 mit Druck gefuellt werden. Bei der Ausfuehrung mit verschiedenen Drucken in den Zylindergruppen werden die Verbinungsleitungen
82,83 abwechselnd von der einen und der anderen der Zylindergruppen 8 gesetzt. Eine weitere Beschreibung erscheint hier ueberfluessig
, da die Figuren die Verlaeufe der Leitungen und Verbindungen ganz in den Einzelheiten zeigen. Zwecks Schmierung der endwaertigen
Passungsspaltteile koennen, wie in Figur 14 gezeigt, auch kurze Taschenteile
86,88 angeordnet werden, die entweder durch Verbindungen durch die Rotorteile gefuellt werden, oder durch Verbindungsleitungen innerhalb
•des Steuerkoerpers 85 von den Taschenteilem86,87 her gefuellt werden.
Solche Verbindungen durch den Steuerkoerper erfolgen, wie bei Leitung
2 in Figur 1 nach einer Ausfuehrungs- Moeglichkeit.
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Anstatt Einzeltaschen 86,87 anzuordnen , kann man die Verbimdungs=
leitungsmethode der Figuren 14 bis 17 auch benutzen, um, wie in den
Figuren jedoch nicht gezeigt, Einzeltaschen in der Buchse 81 anzuordnen und diesen radial flexible Taschenboeden zordnen, die dann
sinngemaess wirken, wie die Ringnutboeden der Figur 20. Solche Einzeltaschen in der Buchse 81 kann man dann aber auch durch
Muendungen von Leitungsoeffnungen in der Steuerkoerper - Aussenflaeche
beaufschlagen, wenn nran durch die Steuerkoerperb 85 Druckleitungen
mit Muendungen 127 in entsprechender Zahl und Lage setzt, die dann
ueber Bohrungen, wie 126 in Figur 20, die Einzeltaschen statt der Ringnuten 124,125 der Figur 20 beaufschlagen.
Die Figuren 23 und 24 zeigen die erfindungsgemaesse
Loesung eines anderen Problemes. Der Rotor wurde bisher in der bekannten
Technik durch Kupplungen 10, wie in Figu r 1 getrieben. Diese Kupplungen «griffen aber an einem der Rotorenden an. Das bewirkt selbst bei flexiblen
Kiui pplungsmitteln keinen idealen Angriff am Rotor. Der Rotor ist daher
bei dieser bekannten Antriebsart Kraeften ausgesetzt, die won der Antriebs-Kupplung
am Rotorende her auf den Rotor wirken und diesen mehr oder weniger an einem einwandfreiem Umlauf aif der Steuerwelle stoeren. Das
ist besonders auch dann der Fall, wenn der Rotor einseitig an die Steuerwelle drueken soll und daher um eine andere Achse umlauft, als
die Steuerwellenachse, da zwischen der Rotorachse und der Steuerkoerper
achse dann eine kleine Exzentrozitaet vorhanden ist.
Erfindungsgemaess werden diese Nachteile der bekannten
Technik dadurch ueberwunden, dass der Angriff des Rotorantriebs vom Rotorende weg in die Rotormitte verlagert wird. Und als weiteres Erfindungsmerkmal
koennen zwischen Rotor und Antrieb Reibungs-Verminde.-rungsmittel angeordnet werden.
Der mit den Zylindern 56 versehene Rotor 144 erhaelt dementsprechend Ausnehmungen 157 und der Antriebsschaft 152 erhaelt
Mitnehmer- Finger 156, die bis in die Rotormitte oder daru ber hinaus
erstreckt sind und die in die Ausnehmungen 157 im Rotor 144 eingreifen,
und beim U,'lauf des Schaftes 152 den Rotor 144 treiben oder beim Umlauf
des Rotors 144 den Schaft 152 treiben. Damit sich'Achsungleichheiten zwischen Rotor 144 und Schaft 152 nicht vom einen auf den anderen uebertragen,
haben die Finger 156 in den Ausnehmungen 157 etwas freies Spiel und sie koennen sich relativ zueinander etwas radial bewegen.
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Waehrend in der bek> nnten Technik der Antrieb des
Rotors an einem Rotorende angriff und dadurch Verkantungen des Rotors
hervorrufen konnte, greuft der Antrieb nach der erfindungsgemaessen Ausfuehrung sauber in der Mitte des Rotors and und verkantet daher den
Rotor nicht. Ausgleich zwischen Achsungleichheiten zwischen Antrieb und Rotor gleichen sich durch das Spiel und die radiale Beweglichkeit
relativ zueinander aus.
In solchen Aggregaten, in denen Rotor und Steuerkoerper
einseitig gegeneinader gepresst werden, um Leckagen zu verringern, sind immer Ungleichheiten zwischen den Achsen vorhanden und muss daher
immer pro jeder Rotorumdrehung gleichmaessig ueber die Umdrehung verteilt, eine relative Radialbewegung zwischen dem Schaft und dem
Rotor stattfinden. Selbstverstaendlich ist diese nur klein in der
radialen Abmessung, da ja das Passungsspiel zwischen Rotor und Steuerkoerper im . Allgemeinen nur ei nige hundertstel oder Zehntel
Millimeter betraegt und die Radialbewegung hoechstens die Radial-Abmessung
des Passungsspieles erreicht. Bei hohen Drehazahlen und Drehmomenten moennen das aber trotzdem bedeutende Leistungen werden,
die die Reibung durch den Achsausgleich bewirkt. U m diese Reibung einzuschraenken un d ausserdem den Achsausgl eich leichter und zuegiger
zumachen, koennen erf indungsgemaess di e Finger 1:56 des Treibar —
mes 152 des Schaftes 152 mit Gleitschuhen 158 versehen werden.
Entweder in den Fingern 156 oder in den Gleitschuhen 158 koennen dann Fluiddruckfelder 160 angeordnet werden , die an einer der Waende
der Ausnehmungen 157 wirken. Diese Druckfluidfelder 160 werden
durch Druckfluidleitungen 159 gespeist, die zum Beispiel durch den Treibarm und die Finger 156 des Antriebs gehen und in die Druckfluid
Felder 160 muenden. Der Antrieb.152 karm das Druckfluid aus einer Druckleitung
in dem Steuerkoerper 145 entnehmen. Durch die Druckfluidfelder 160 zwischen Antrieb und Wand der Ausnehmung 157 kann die Reibung
zwischen Antrieb und Rotor 152 und 144 betraechtlich verringert und
die gegeneseitige Ausgleichsbewegung leicht gemacht werden. In der Figur sind Gleitschuhe mit und ohne Druckfluidtaschen 160
eirrgezeichnet. Die Gleitschuhe koennen mit Flaechen 161 auf den .Antriebsfingern 156 lagern. Statt das Druckfluid durch den betreffenden
Antriebsfinger 156 der Druckfluidtasche 160 zu zufuehren, kann man
die Druckfluidfuehrung auch durch die Bohrung 163 von einem Zylinderinnenteil 56 durch den Rotorteil 144 hindurch der
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,- 23 -
Wandflaeche 162 in diese muendend, zufuehren und dadurch die
an der Wandflaeche 162 anliegende Druckfluidtasche 160 mit Druck fluid
fuellen. Es ist zu beachten, dass bei nur einer Rotor-Umlaufrichtung
nur die eine Wandflaeche 162, die der Druckfluidtaschenlagerung
und der Kraftuebertragung dient, fein zu bearbeiten.
Die rueckwaertige Wand der Ausnehmung 157 kann dagegen grob bearbeitet
bleiben. *
Durch den Antrieb nach der Erfindung wird der Kraftangriff auch gegenueber der Votechnik radial nach aussen verlagert,wodurch
bei gleichem Drehmoment die Auflagekraft zwischen Antriebsfinger und Rotor-Ausnehmungswand verringert wird.
Der Schaft 152 kann mit einer Verlaengerung 149 versehen sein, die durch eine zentrale Bohrung 148 im Steuerkoerper 145 erstreckt
ist und die in einem Lager 153 jenseits des Rotors am anderem Steuerkoerperende gelagert ist. Dadurch ist der Schaft 152 stabil
* belagert, Verkantungen d es in der Vortechnik oft nur bis
zum vorderem Rotorende erstreckten Schaftes sind ausgeschaltet und
der Fingerschaft 152 kann dann auch Leistungsteile durch den Rotor
und den Steuerkoerper hindurch an das andere Ende des Aggregates uebertragen.
Bei Rotoren mit mehreren Kammergruppen in von Fluid durchstroemten Aggregaten waren in der bekannten Technik die Rotoren
an deren Enden gelagert. Das hat den Nachteil, dass die Rotorlagerung die am den Rotorenden angebrachten Steuerungen durch zu enge Raumbeschraenkung
beeintraechtigten. Die Steuerfensterquerscnnitte waren daher in derartigen, bekannten Aggregaten gering, was Stroemungsverluste
mit sich brachte. In anderen Faellen brachte der Lagerinnendurchmesser eine Raumverengung, d ie die Steuerkoerper an den
Rotorenden im Durchmesser zu stark einschraenkte oder zu einer Verlagerung achsial nach aussen zwang. Zu kleine Ste.uerkoerper Durchmesser
brachten zu enge Stuerfensterquerschnitte mit Reibungsverlusten durch Syroemung im Fluid. Zu weite Verlagerung der Steuerkoerper
achsial nach aussen brachte zu lange Rotorkanaele und dadurch zu hohe Verluste durch innere Kompres sion im Fluid in den Rotor Kanaelen.
Beides verringerte den Wirkungsgrad der Aggregate.
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In den Figuren 25 und 26 werden daher erfindungsgemaesse Merkmale dargestellt, die die Nachteile der beschriebenen Vortechnik gut einschrae'xnken
oder voellig ueberwinden.
Erfindungsgemaess werden daher an den Rotorenden nur
noch schwache Lager angeordnet, die nur noch einen kleinen Teil der
Rotorkraefte tragen und so bemessen sein kbennen, dass sie die sonstigen
Anordnungen an den Rotorenden nicht mehr stoeren. Diese schwachen Rotorendlager183, 190 koennen infolge ihrer geringen Tragkraef:e so
dimensioniert und platziert werden, dass die Stoerung anderer Teile am Rotorende durch sie vermieden wird.
Um die Endlager so schwaechen zu koennem, wird erfindungsgemaess
ein Mittellager 180 oder 189 an einem Rotormittelteil 187
angeordnet. Hier ist ausreichend Platz vorhanden, um ein Lager mit grosser radialer Tragkraft verwirklichen zu koennen, dass den weitaus
*groessten Teil der Rotor Radial last traegt.
In der Figur 26 befindet sich am Mittelteil 187 des
Rotors 186 das mittlere Hauptlager 179. Sein Aussenring kann gleichzeitig
der Zentrierung der beiden Gehaeusehaelften dienen, die die Leitungsports 192 und 193 enthalten. An den Rotore>itfe/t si'nd daher nur noch
leichte Endlager 190 angeordnet. Sie sind von achsial kurzer und radial
geringer Bauabmessung, sodass viel Platz gewonnen wird, um an den Rotorenden ungestoert die Steuerkoerper 191 anordnen und radial
ausgedehnt genug bemessen zu koennen und sie gleichzeitig den Zylndern 181 ,182 nahe anzuordnen, um kurze Rotorkanaele zu erhalten.
Die S{"roerrungsverIuste in Steuerkoerperkanaelen und die Kompressionsverluste im Fluid in den Rotorkanaelen sind durch die Erfi ndung nach der
Figur 26 eingeschraenkt und der Wirkungsgrad und die Leistung des Aggregates nach der Figur 26 sind dadurch erhoeht worden. Gleichzeitig
ist auch die Lebensdauer des Aggregates der Figur 26 erhoeht, da das Mittel lager 189 von hoher Radial- und Achsial- Abmessung sein
kann, wodurch das Lager hohe Tragkraft und Lebensdauer erhaelt, ohne
di e sonstigen Teile des Aggregates zu stoeren.
In Figur 25 enthaelt der Mittelteil 127 des Rotors das hydrostatische oder hydrostatisch-hydrodynamische Traglager 167
in der Lagerbuchse 180, Die Lagerbuchse 180 kann gleichzeitig die beiden Qehaeusehaelften mit den Leitungsanaschluessen 192-193
zueinander zentrieren.
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Der hydrostatische Lagerteil des Mittel lagers 180 besteht in der Anordnung von einzelnen Lagertaschen 168 in dem
Roiror-Aussenring 167 des mittleren Rotorlagers 167-180. Die
ueber den Umfang gleichmaessig verte Iten Lagertaschen 168 sind
radial nach aussen offen,wodurch das Druckfluid in ihnen an der
Innenflaeche des Lagerringes 180 wirkt undjdie Lagertaschen durch die Innenflaeche des Ringes 180 verschlossen werden. Gefuellt werden
die betreffenden Lagertaschen 168 durch Halbring-Kanaele 169, die
etwa 180 Grad um den Rotor herumgehen und in den Rotormittelteil
eingearbeitet sind. Jeder der Kanaele 169 verbindet einen Zylinder der Zylindergruppen 172 oder 173 mit einer diametral gegenueber liegenden
Lagertasche 168. Auf der Haelfte des Rotors, in der Niederdruck in den Zylindern herrscht, ist also Hochdruck in den entsprechend verbundenen
Lagertaschen 168. In den diametral zur Rotorachse angeordneten ν Lagertaschen 168 herrscht also der Druck, wie inden verbundenen
Zylindern. Bei unterschiedlichem Druck in den Zylinderg ruppen und 173 werden beiden Zylindergruppen getrennte Lagertaschen 168
diametral gegenueber zugeordnet. Der Ring 167 ist dichtend auf das Rotormittelteil 199 aufgezogen zum Verschluss der Verbindungskanaele
kanaele 169. Wenn man keinen Ring 167 um den Rotormittelteil 199
setzen wuerde, koennte man die Verbindungskanaele im Rotormittelteil
199 nicht um 180 Grad zur diametralen Stelle des Rotors fraesen. Auf den Rotor wirken also die Fluiddruckkraefte der Zylinderboeden
172,173 in der einen Richtung und die Kraefte aus den Lagertaschen 168 in der entgegegensesetzen Radialrichtung, sodass der Rotor frei
zwischen radial entgegengesetzt gerichteten und gleich grossen Fluiddruckkraeften schwimmend umlauft ohne verbleibende Radiallast.
Daher ist es ausreichend, an den Rotorenden oder an den Gehaeuse enden leichte Fluidlager 183 um den Schaft 175 anzuordnen, um eine Lagerung
des Schaftes an den Enden des Aggregates gegen Radialkraefte von aussen auf den Schaft zu bilden.Die Radiallager 183 des Schaftes 175 kann man
leicht schmieren, indem man eine Leitung 185 von einem der Fluidports 192, 193 durch die Lagerbuchse 183 zuim Lagerspalt zwischen Schaft
und der betreffenden Lagerbuchse 183 leitet. Die Ausfuehrung der Lagerung nach Figur 25 ergibt lange Lebensdauer und geringe oder keine
mechanische und nur Fluidreibung,wenn die Lagerung einwendfrei
bemessen ist und fuer voellige Schmutzfreiheit gesorgt wurde.
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Der Mittelteil 199 der Figur 25, der bisher als Mittelteil des. Rotors.bezeichnet wurde, kann aber auch eine Radialverstaerkung des
Schaftes 175 sein, wie in der Figur 25 dargestellt. Das Mittellager 167-180 ist dann nicht am Rotor, sondern an dem Schaft 175 angeordnet
und die Verbindungsleitungen gehen dann nicht durch den Rotor, sondern die Verbindungsleitungen 169 befinden sich dann im Schaft-Tei I 199.
Der Lagerring 170 umgibt dann nicht sanen Rotor mitte I teil, sondern einen
■i
Mittelteil 199 des Schaftes 175. Der Rotor besteht dann aus zwei Einzelrotoren 176 und 177, die auf dem Schaft 175 gelagert sind und auf
ihm achsial beweglich sind. Im Gehaeuse 170 befinden sich plane innere Endflaechen, auf denen die Gleitscheiben 194 lagern oder umlaufen.
Die Rotoren 176 und 177 werden dann gegen die Gleitscheiben 194 und damit gegen die Endwaende des Gehaeuses gedrueckt, um gute
Dichtung zu den Anschluessen 192-193 zu erhallten« Die Andrueckung geschieht zum Beispiel durch Andrueckkolben 166, die in Achsial-Kamma^n
178 achsial beweglich sind0 Die Kolben 166 moegen Sitze
fuer Abdichtungsringe haben. Durch Verbindungsbohrungen wird Druckfl uid
fluid aus den betreffendem Zylinder 172 oder 173 in die Druckkammer
166, die dem Zylinder zugeordnet ist gelitet und das Druckfluid druect dann den betreffenden Kolben 166 gegen den betreffenden Rotor 176 oder
177 und den betreffe den Rotor gegen die Dichtschibe 194 und die
betreffende Gehaeuse-Innenwand.
Radialkolbenaggregate der Vortechnik haben eine
Begrenzung der Druckhoehe dadurch, dass die Kolbenschuhe innerhalb
der Kolben schwenbar gelagert sind oder auf ihnen schwenkbar gelagert sind. Man ordnete zwischen Kolben und Kolbenschuhen in frueheren
Patenten des Erfinders bereits Druckfluidtaschen zur Verringerung der Radialkraefte zwischen . Kolben und Kolbenschuhen an. Da diese
Druckfluidtaschen aber im Querschnitt kleiner sein mussten, als der Querschnitt durch den Kolben, weil sonst keine Abdichtflaeche mehr
verblieb, konnten die Kraefte zwischen Kolben und Kolbenschuh nicht voellig durch die Druckfluidtaschen aufgenommen werden. Es verblieb also
eine Reibung und Abnü ^zung zwischen Kolben und Kolbenschuhen zurueck,
die den Hoechstdruck in solchen Aggregaten auf einige hundert Bar begrenzten.Bei Drucken von ueber 400 Bar wurde die Reibung bereits
sehr beachtlich und so bestand eine Druckgrenze hohen Druckes ueber den hinaus die Aggregate nicht mehr betriebssicher gemacht werden
konnten. _^
— 2o —
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Durch die erfindungsgemaesse Ausfuehrung der Figuren 2.7 und 23
wird dieser Nachteil der Vortechnik ueberwunden und ein Radialkolben Aggregat
geschaffen, dass mehrfach hoehere Drucke, wie die Vortechnik zulaesst.
Erfindungsgemaess werden zwei Kolben angeordnet und
zwar ein Dichtkolben und ein Treibkolben in jedem Zylinderpaar. Der betreffende Zylinder hat einen Aussenteil groesseren Durchmessers
und einen Innenteil geringeren Durchmessers,sodass die inneren und
aeusseren Zylinderteile Z y linderpaare bilden. Bei solchen Zylinderpaaren
verschiedenen Durchmessers ist es schwierig oder unmoeglich, sie.ganz genau um die gleiche Achse zu fabrizieren. Beide Zylinderteile
erhalten beim Honen oder Laeppen kleine Achsungleichfoeiten.
Daher koennte ein einteiliger Kolben nicht genau in einem ZyIi derpaar passen oder dichten. Entsprechend wird dem Zylinderpaar
ein Kolbenpaar zugeordnet und das betreffende Kolbenpaar in das betreffende Zylinderpaar eingesetzt. Der aeussere Kolben des Kolben-.paares
kann daher gegenueber dem innerem Kolben des Kolbenpaares eine
Achsverlagerung erfahren. Beide Kolben koennen dann in ihrem entsprechendem Zylinderteil einwandfrei gleiten oder dichten.
Die inneren Zylinderteile 301 erhalten die Dichtkolben 201. Die
aeusseren Zylinderteile 302 erhalten die Treibkolben 202.
In Motoren liegen der Treibkolben 202 und der Dichtkolben 201 frei aufeinander auf. In selbstansaugenden Pumpen aber muss der Treibkolben
202 den Dichtkolben 201 beim Ansaughub in dem Zylinder auswaerts ziehen. Die Kolben 201 und 202 muessen dann miteinander - verbunden sein.
Der Treibkolben 202 hat dann eine Verlaengerung 217, die durch eine Bohrung 303 im Dichtkolben 201 erstreckt ist. Eine Halterung 215,
216, die eine Feder beinhalten kann, haelt den Dichtkolben 201'am Treibkolben
202 beim Saughub. Die Bohrung 303 muss groesseren Durchmesser haben, als die Verlaengerung 217, damit die Verlaengerung 217 sich in
der Bohrung 308 im Dichtkolben senkrecht zur Kolbenachse verlagern kann
und ausserdem, damit Druckfluid durch die Bohrung 303 fliessen kann.
Zwischen Kolben 201 und 202 ist dann ein e Druckfluidkammer angeordnet, die durch die Dichtung 219 abgedichtet ist. Von dieser aus geht eine_
Bohrung oder Verbindungsleitung 207 durch den Treibko.lben 202, um
in die Druckfluidtasche^zwischen Treibkolben und Kolbenschuh 250 zu muenden.
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Die Druckfluidtasche 209 zwischen dem Kolbenschuh-Schwenkteil 250
und dem Treibkolben 202 dient gleichzeitig der Steuerung der Tangential Balanzier
ngstaschen 203 und deren Zuleitung 204, wenn die Tangentialbaianzierung
des Treibkolbens angeordnet ist,. Tangentialbalanzierung
ist erforde rl ich bei grossen Kolbenhueben pro Rotordurchmesser, weM
■das Verhaeltnis des Kolbenhubes zum Innendurchmesser der Kolbenhubfuehrung
212 die maximalen AnstellwinkeJ des Kolbenschuhes 252
relativ zum Kolben 202 bestimmt und damit die Groesse der Querkraft
des Kolbens in Richtung auf die ZyJinderwand bei der Schwenkbewegung
des Kolbenschuhes bestimmt. Das Zylinderpaar ist im Rotor 214 angeordnet.
Die Druckfluidtaschen 223 dienen zur Druckentlastung zwischen dsn
AussenfJaechen des Kolbenschuhes 252 und der Innenf laeche der Kolbenhubfuehrung
212.Die Taschen 223 sind durch die Kanaele 224 mit dem
Druckfluid im Zylinder 301 verbunden. Der Rotor 214 kann Radialstege
211 zur Verlaengerung der Fuehrung des Treibkolbens 202 'haben, die in die Ringnut 253 in der Kolbenhubfuehrung 212 teilweise
beim Rotorumlauf eintauchen.
Das Wesen dieses Ausfuehrungsbeispiels der Erfindun g nach
den Figuren 27 und 28 besteht darain, dass der Durchmesser des
aeusseren Zylinders 302 und des Treibkolbens 202 so gross gewaehlt werden kann, dass das Druckfluidfeld 209 zwischen Treibkolben 202 und Kolbenschuh-Schwenkteil
250 so grossen Querschnitt erhalten kann, dass es fast dem Querschnitt des Dichtkolbens 201 entspricht. Dadurch wird es
moeglich, das Aggregat mit bei iebig hohem Druck arbeiten zu lassen,
da die bisher zu hohe Druckbelastung zwischen den bisherigen Kolben und Kolbenschuhen bei zu hohen Druecken im Fluid wegfaellt. Es ist die
Bemessung des Querschnitts durch die Druckfluidtasche 209 und das Schwenklager zwischen Kolben und Schuh, die die Anordnung des
aus Dichtkolben und Treibkolben bestehendem Kolbenpaares erfor' erforderlich machten im Sinne der Erfindun g. Infolge der Durchmesser Differenz
zwischen Verlaengerung 217 und Bohrung 303 ist eine Achsverlagerung der Kolben 201 und 202 relativ zu einander moeglich.
Durch die Anordnung des Zylinderpaares und des Kolbenpaares ist die
Druckgrenze der ' bisherigen Aggregate voll ueberwunden
worden . Es ist jedoch zweckdienlich, dabei die Radialbalananzlerungs
Druckfluidtaschen 223 mit ihren Zuleitungen am Treibkolben anzuordnen und bei grossem Kolbenhub auch die Tangentialbalanzierungs mittel
202,204 usw. am Treibkolben anzuordnen.
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Die Ringmitfcel 221 und 222 halten das Kolbenschuh-Schwenkteil 250
im Treibkolben und verhindern eine Verdrehung des Kolbens 202 relativ zum Kolbensc.nuh. Diese Ringanaordnung wird in den naechsten
Figuren noch mehr im Detail erlaeutert.
Zwischen Kolben und Kolbenschuh ist ein Schwenkgelenk erforderlich und auch schon nach frueheren Patenten des Erfinders erfolgreich
angewendet worden. Andererseits ist bei relativ grossem Kolbenhub in den Radialkolbenaggregaten nach Patenten des Erfinders aber auch
eine TangentiaJbalanzierung der Kolben, also eine Druckfluidtasche
zwischen Kolbenwand und Zy inderwand erforderlich, um Reibung unter
Andrueckung an die Zylinderwand einzuschraenken. Das ist an sich nicht
neu und seit anfang der sechziger Jahre aus den Patenten des Erfinders
bekannt. Das Problem wurde damals durch Anordnung einer Kolbenschuh Schwenkwalze
in einem teilzylindrischem Kolbenbette geloest, das die
. A/erdrehung des Kolbens relativ zum Kolbenschuh verhinderte und gleich.
zeitig ein gutes tragfaehiges Schwenkgelenk zwischen Kolben und Kolbenschuh schuf. Es verhinderte auch die Verdrehung des Kolbens
relativ zum Kolbenschuh. Die Verdrehung des Kolbens relativ zum Kolbenschuh muss verhindert werden, weil sonst keine wirksame Tangentialbalanzierung
angeordnet werden kann, oder deren Wirkung mangelhaft wird,
Die bewaehrte Schwenkwalzenanordnung trifft aber
auf Widerstand in einigen Fabrikationsbetrieben, weil die Herstellung
der Schwenkwalze einen maschinellen Aufwand oder einen Aufwand an Bearbeitungswerkzeugen erfordert. Diese Betriebe, zu denen gluecklicherweise
nicht alle gehoeren, streben daher die Verwendung des Kugelteilfoermigen SchwenkgeCenkes zwischen Kolben und Kolbenschuh an.
Wenn man dieses verwenden will, dann ist aber keine Garantie dafuer
gegeben, dass der Kolben sich nicht relativ zum Kolbenschuh verdreht.
Wuerde sich der Kolben relativ zum Kolbenschuh verdrehen, dann wuerde,
wie die Erfindung erkennt, das Tangentialbalanzierungs- Drucktaschenfeld im Kolben nicht mehr einwandfrei in Umlaufrichtung liegen und
daher die Druckentlastung zwischen Kolben und Zylinderwand unpraezise oder ueberhaupt unzuverlaessig werden.
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Es ist daher erfindungsgemaess erforderlich, bei Kolben mit Tangentialbalanzierung
und kugelteilfoermigen Schwenkgelenken zwischen Kolben und Kolbenschuhen eine Massnahme zur Verhinderung der Verdrehung
des Kolbens relativ zum Kolbenschuh anzuordnen. Ausserdem muss
man eine Massnahme zu schaffen versuchen, dass der Kolbenschuh nicht vom Koibenschuh abhebt und keine Spalte zwischen Kolben und Schuh
im Schwenkgle lenk bei selbstansaRgenden Pumpen entstehen, wenn
ei ic Schwenkgelenjcflaechen im Laufe langer Betriebszeit eine Abnutzung
erfahren haben.
Diese Probleme werden durch die erfindungsgemaessen Loesungen nach den Figuren 29 bis 31, 36 und 63 geloest.
Der Kolben 230 hat das kugelteilfoermige Schwen|agerbett,255,
in dem der kugelteilfoermige Schwenklagerteil 254 des Kolbexnschuhes
.. schwenken kann. Vom Schwenklagerbett 255 aus erstreckt sich die
zylindrische Kolbenoeffnung 1155. Der Kolbenkopf ist mit einem
Querschlitz 236 versehen. Radial oberhalb des Lagerteiles 254 des Kolbenschuhes erhaelt der Kolbenschuh-Hals 210 zwei parallele
Flaechen 232 und 233. Nachdem der Kolbenschuh-Schwenklagerteil 254
in das Lagerbett 255 im Kolben 230 gelegt worden ist,
wird-der geschlitzte Ring 231 , der in Figur 36 separiert gezeigt ist,
ueber den Kolbenschuh- Hals 210 geschoben und in die Kolbenoeffnung 1155 eingefuehrt, sodass die Finger 235 des Ringes 231 in die
Schlitze 236 des Kolbens 230 eingreifen und die parallelen Innenflaechen
234 des Ringes 231 die parallelen Flaechen 232,233 des Kolbenschuh Halses
210 umgreifen. Da der Hals 210 sich zwischen den Parallelflaechen
234 nicht drehen kann und der Ring ■ 231 sich infolge der Halterung dessen Finger 235 in den Kolbenschlitzen 236 im Kolben
230 nicht drehen kann, ist eine Verdrehung des Kolbens 230 relativ
zum Kolbenschuh 210 verhindert. Der Sicherungsring 222 ist in eine Nut in der Oeffnung 1155 in den Kolben 230 einzusetzen und dadurch
wird das Herausfallen des Ringes 231 aus dem Kolben 230 verhindert.
Um Abnutzungen nach langem Betrieb auszugleichen,
kann der Haltering 231 Federwirkung und ein dem. Kolben zu gerichtetes
Feder-Formteil bilden, wie die Figur 31 zeigt, sodass der Ring 231
das Schwenkteil 210 an einer Schulter greift und das Kolbenschuh-Schwenkteil 254 fest in das Bett 255 im Kolben 230 presst.
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to·
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Weitere Ausfuehrungs- Moegli chkeiten der Sicherung des Kolbens
gegen Verdrehung und Anordnung von Schwenkgelenken sind in den Beispielen der Figur 63 gezeigt.
Ein anderes Problem der Technik von Radialkolben - Schwenk Gelenken
wird anhand der Figuren 33 bis 35 erlaeutert.
Die Figuren 33 bis 35 zeigen den bekannten Schwenkwalzenteil
eines Schwenkgelenkes zwischen Kolben und Kolbenschuh nach den bekannten aelteren Patenten oder Patentschriften des Erfinders, jedoch mit einer
neuen, erfindungsgemaessen Aisbildung der Druckfluidfelder zwischen
Kolben und Kolbenschuh.
Die bekannte Kolbenschuh-Schwenkwalze hat eine Lagerflaeche
1254 mit gleichem Radius um die Schwenkachse 261 , wie aus den genannten Patenten bekannt. Mit dieser Flaeche lagert die Schwenkwalze im teilzy-
lindrischem Bett des Kolbens, das ebenfalls einen gleichen Radius um die
Schwenkachse 261 hat. In bekannter Weise sind nach den frueheren Patenten oder den noch gueltigen Patentes des Erfinders entweder ein einzelnes
Druckfluidfeld oder mehrere Druckfluidtaschen zwischen Kolben und
Kolbenschuh im Schwenkgelenk angeordnet. Diese Anordnung geschieht meistens durch Ausbildung von Druckf luidtaschen in der Schwenkwalze 241
Da das Schwenklager aber innerhalb des Durchmessers des Kolbens angeordnet sein muss, damit die Schwenkwalze 241 in den
betreffenden Zylinder eintreten kann, kann das Druckf luidtaschen Gebiet niemals voll den Querschnitt des Kolbens erreichen. Das Druckfluidfeld
dder die Druckfluidtasche(n) kann (koennen) daher niemals die volle
Drucklast unter dem Kolbenbodem im Zylinder tragen, sondern nur einen Teil dieser Last. Die die DruckfIuidtasche umgebenden Abdicht - und
Trag- Flaechen sind daher hohen Belastungen unterworfen-!, die den
Wert an Belastung in Druck in Kg pro centimeterquadrat um ein Mehrfaches
uebersteigen. Das fuehrt im Laufe der Zeit zu Abnutzung der Lagerfiaechen,
wenn hoher Druck im Aggregat verwendet wird. Hier liegt ueberhaupt
die Druckbelastungsgrenze solcher Radialkolbenaggregate begruendet, wodurch die Ausbildung des Schwenklagers eines der bedeutendsten Probleme
in der Radialkolben Technik wird. Dies ist durch die Erfindung auch voll erkannt und gewuerdigt.
Erfindungsgemaess wird anhand der Figuren 33 bis 35 die Tragkraft des Schwenklagers weiter gesteigert und der Wirkungsgrad
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des an sich bekannten Schwenkwalzenlagers weiter erhoeht.
Die erfindungsgemaesse Ausbildung besteht darin, dass mindestens zwei Druckfluidtaschen 242 im Schwenkwalzenbett angeordnet werden, die
sich in Richturrg parallel zur Rotorachse erstrecken. Die Richtung der Erstreckung der Druckfluidtaschen 242 ist das , was erfindungsgemaess
wichtig ist. Denn· dadunch wird zwischen zwei benachbarten Druckfluidtaschen 242 ein Tragsteg 241 ausgebildet. Bei der Schwenkbewegung
des Kolbenschuhes im Kolbenbette lauft dieser Tragsteg 241
durch Teile des Bettes im Kolben, die waehrend anderer Zeit der Schwenk-Bewegung
mit Druckfluid beaufschlagt waren, weil sie ueber dem oder
unter der Druckfluidtasche lagen. Erreicht wird durch diese Durch.·=·
Schwenkung von zu anderen Zeiten' f luidbenetzten Flaechenteilen des
Bettes im Kolben, dass eine Zwangsschmierung der Tragflaeche des
Tragsteges 241 erfolgt und zwar bei Rotorumlauf zweimal von zwei verschiedenen Sei teh her. Bei Zusammendrueckung der Lagerflaechen
·* unter dem hohem Druck kann naemlich normalerweise kein Druckfluid
zwischen die aufeinander liegenden Flaechen eintreten. Die Abdichtflaechen
des Schwenklagers waren daher in der bisherigen Ausf uehrung unge =
schmiert mit Trockenreibung und nutzten daher stark ab. Mindestens teilweise herrschte, wie die Erfindung erkennt, Tpockenreibung.
Durch die Erfindung wird nunmehr innerhalb des Schwenkgelenkes eine Tragflaeche erreicht, naemlich die des Tragsteges 241 , die
sich infolge ihres Durchs/chwenkes durch mit Fluid benetzte Flaechenteile
selber schmiert. Zum erstem Male ist also im Schwenkgelenk ein Flaechenteil geschaffen worden, das nicht nur Dichtteuil, sondern auch
geschmiertes Tragteil ist und daher eine viel hoehere Druck belastung
gestattet und hoehere Tragkraft hat, als die bisherigen Dichtflaechen des bisherigen Schwenkgelenkes oder der bisherigen Schwenkgelenk Dichtflaechen.
Dabei ist ausserdem noch von Bedeutung, dass der Tragsteg 241 die Last senkrecht zur Belastungsrichtung traegt. Der Tragsteg
241 der Erfindung kann also nicht eingequetscht werden, wie die Kugelteilflaechen
in kugelteilfoermigen Schwenkgelenken. Der Tragflaechen-Steg 241 hat also eine hohe Tragkraft und kann pro Quadratmillimeter
ei we VielfacheftLast tragen, als es die bisherigen Dichtflaechen koennten.
Die Tragfaehigkeit des Schwenkwalzengelenkes ist durch diese Erfindung
ausserordentlich erhoeht worden. Die Aggregate mit der Ausbildung nach diesen Figuren lassen daher hoehere Drucke und Drehzahlen zu
und gleichzeitig ist der Wirkungsgrad gesteigert, da die geschmierten Tragstegflaechen 241 weniger Reibung haben, als die teilweise
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•te·
, - 83 ungeschmierten Dichtflaechen der bisherigen Schwenkgelenke.
Anstatt zwei Druckfluidtaschen anzuordnen, koennen auch mehrere Druckfluictaschen 242 angeordnet werden, wodurch dann anstatt
nur eines Tragsteges 241 meherere Tragstege 241 ausgebildet werden,
sodass das Schwenkwalzengelenk dann eine besondere hohe Trag= faehigkeit erreicht. Bei mehereren Druckfluidtaschen 242 kann es dann
erforderlich werden, Verbindungsleitungen *243 zwischen ihnen anzuordnen,
zum Beispiel, wie in Figur 33 erkennbar. Die auf den ersten Blick unwesentlich erscheinende Richtung und Lager der Druckfluidtaschen 242
und des Tragsteges 241 haben im Radialkolbenmaschinenbau eine ausserordentlich
hohe Auswirkung auf die Leistungs-Steigerung und dieser Erfindungsteil ist daher aeusserst wichtig. Man kann diese Erfindung nicht
nur in Radialkolb enaggregaten anwenden, sondern auch in hydrostatischen Lagerungen von Wellen. Die Erfindung ist daher nicht auf die Anwendung
in Radialkolbenmaschinen beschraenkt.
Figur 37 zeigt, dass man die Ringanordnung der Figuren 29 bis 31 und 36 auch verwenden kann , um Gelenkwellen zu
schaffen, indem man in Ausnehmungen in Wellenenden 2,3 die Anordnungen
nach een genannten Figuren einsetzt und einen Wellenteil 1 zwischen die Wellenteile 2 und 3 montiert. Das WeI lenteil 1 entspricht dann
dem Ko,benschuhteil 210 der Figuren 29 bis 31 .
Das System der Figur 1 ist im Prinzip noch einmal in den Figuren 38 und 39 dargestellt. Figur 39 zeigt dabei einen
vergroessert gezeichneten Pasaungsspalt 12 zwischen der Aussenf laeche
des Steuerkoerpers 1 und der Innenf laeche 28 des Rotors 10. .Bei
der ueblichen zylindrischen Ausbildung dieser Flaechen 28,29, wird, wie die Erfindung erkennt, keine volle Abdichtung erreicht und zwar auch
dann nicht, wenn der Rotor auf der oberen Druckzone voellig an die
Steuerwelle 1 gepresst ist. Denn es entstehen dann Spaltoeffnungen
31-siehe Figur 40 - durch die noch Druckfluid entweichen kann, da
sich ein halbmomdfoermiger Spalt 12 - siehe Figur 40 - zwischen den
Flaechen 28 , der Rotorinnenflaeche und 29, der Steuerwellen Aussenflaeche ausbildet. Denn diese Flaechen haben ja verschiedene
Durchmesser. Die Rotorbohrungsflaeche 28 hat den groesseren Durchmesser.
Die Aufgabe der Figuren 38 bis 41 ist es, diesen Spaltteil 31 der bekannten Technik zu verhindern und eine ■ bessere Abdichtung
der Lagerung eines exzentrischen Rotors auf der Welle 1 zu schaffen.
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te.
Das wird erfin..iungsgemaess dadurch erreicht, dass die Steuerbus 1 einen
Halbteil 32 erhaelt, der einen Radius 34 erhaelt, der dem Radius 36
36 der Innenflaeche 28 des Rotors entspricht. Die Innenflaeche 28 hat dann nach Figur 40 den Radius 36 um den Rotormittelpunkt und die Steuerwellen
Halbseite hat dann den gleichen Radius, der mit 34 bezeichnet ist, jeeoch um die Exzentrizitaet 26 verlagert. Erjindungsgemaess ist dann
ein Dichtspalt 33 zwischen den Fla echen 32 und 29 ausgebildet, der in dem ganzem Dtuckzonenbereich des Aggregates gleich weit ist. Jenachdem
wie eng man dann den Spalt 33 macht, hat man mehr Dichtung oder mehr Leckage, also mehr Reibung und weniger Leckage oder mehr Leckage und
weniger Reibung* Die Abdichtwirkung wird gegenueber der bekannten Technik
ganz erheblich verbessert,sodass das Aggregat der Erf indung hoehere Leistung
und hoeheren Wirkungsgrad, als die bekannte Technik erreichen kann. Es kann an der Steuerwelle 1 auch ein diamteral gegenueber liegender
zweiter Flaechnteil 19 mit Radius 34 um eine andere Exzentrizitaet 27
angeordnet werden. Da& Aggregat ist dann fuer beide Druckrichtungen,
Schluckrichtungen oder Foerderrichtungen geeignet.
In dem weitem Spaltbereich 12 kann im Niederdruckbereich, wenn der Niederdruckbereich
der Ansaugberefch der Pumpe ist, eine so grosse Spal ί weite
entstehen, dass durch den Spaltbereich 12 Luft angesaugt wird. Die Pumpe, macht dann hohes Geraeusch und die Saugwirkung der Pumpe wuerde
schlecht. Es ist daher angebracht, erfindungsgemaess Dichtleisten 14 in
Betten 13 anzuordnen, damir durch die Spaltweite 12 in Figur 38 und 39
keine Luft angesaugt werden kann.
Bei Pumpen oder Motoren mit einer Foerder- oder Schluck-Richtung kann der Radius 34 um die Exzentrizitaet 33 , wie Figur 41 zeigt,
um mehr, als 180 Grad ausgedehnt werden. Dann erhaelt man eine gute Abdichtung der Umsteuerbereiche 24 und 25. Mann kann dann die gute
Abdichtung in diesen Bereichen benützen, um Geraeuschdaempfer in die
Pumpe oder den Motor einzusetzen.
Ein weiteres Problem in Radialkammern Aggregaten ist die
Lagerung des umlaufenden Kapselrirrges oder der umlaufenden Kolbenhub fuehrung.
Die handelsueblichen, genormten Waelzlager nabeln eine hohe
Reibung, wenn OeI in die Lager eintritt. Diese Oelquetschreibung wird bei
hohen Drehzahlen in hydrostatischen Radialkammer-Aggregaten ein Vielfaches der sonstigen Lagerreibung. Handelsuebliche Lager verbrauchen
bei sehr hohen Drehzahlen bis zu 15 Prozent der Leistung des Aggregates.
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Mr
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Die handelsueblichen Waelzlager verringerten den Wirkungsgrad der
Radialkammernaggregate bei hohen Drehzahlen daher untragbar, wenn
das Leckoel nicht voll auds den Gehaeusen abgefuehrt wurde. Ausserdem
verhinderten die handelsueblichen Lager, wenn sie um den Kolbenhubfuehrungsfuehrungsring
gesetzt wurden, um ihn zu lagern, eine ausreichend tiefe Ringnut im Kolbenbhubfuehrungsring. Dadurch wurde der die Kolben
fuehrende Radialsteg am Rotor zu kurz, was dann zu erhoehter Kolbenreibung
unter Tangential last an den Stegwoenden der ZyI inderstegteile
fuehrte.
Die Figuren 42 bis 49 ueberwinden diese Nachteile der handelsueblichen und genormten Waelzlager in Radialkammern Aggregaten
sehr weitgehend.
Erfindungsgemaess erhaelt der umlaufende KoI benhubfuehrungsring
1 eine mittlere aeussere Radialerweiterung 5 radial oberhalb der Ringnut 6 und beiderends der Radialerweiterung 5 werden Laufflaechen
fuer Waelzlagerpaare angeordnet, auf denen die Waelzkoerperpaare 3 usw. " umlaufen. Die Waelzkoerper drei werden in einem glattem aeusserem
Lagerring 2 gefuehrt. Durch diese Anordnung wird erfindungsgemaess ein Mehrfaches erreicht. Einmal wird erreicht, dass in die Lager eintretendes
OeI frei aus dem Lager abfHessen kann und sich nicht in Ri an
der handelsueblichen und genormten Waelzlager stauen kann. Dadurch wird
die beschriebene Oelquetschreibung vermieden und werden die Wirkungsgradverluste,
die sich durch die handelsueblichen und genormten Waelslager in Radialkammer Aggregaten zeigten, ausgeschaltet durch diese
Erfindung. Gleichzeitig wird eine stabilere Lagerung der umlaufenden Korribenhubfuehrungsringes erreicht, da dieser nicht mehr in einem Waelzkoerpersatz
gelagert ist, sondern in einem Waelzkoerperpaar Satz.
Ausserdem tragen die Waelzkoerper jetzt nach der Erfindung radial genau ueber den Lastgebieten der Kolbenschuhe, naemlich radial ueber den Druckfluidtaschen
der hydrostatischen Lager der Kolbenschuhe. Ausserdem wird durch die Anordnung des mittleren Radialsteges 5 der Umlaufring.der nun den
Innenring des WaeLzJagers bildet, radial verstaerkt , sodass dessen Radialverformungen
unter Radial last verringert werden. Das erhoeht den Wirkungsgrad des Lagers und ftiiliesslich wird eine radial besonders gedraerrgte-Bauabmessung
erreicht, die wiederum die Kosten des Aggregaten senkt, dessen Gewicht verringert , dessen Aussenabmessungen verringert und
schliess//>ch infoi.ge Lagerdurchmesser Verringerung wiederum den Wirkungsgrad
des Lagers erhoeht, indem dessen Rebung durch ReLativ Geschwindigkeit^
Verringerung gemindert wird.
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Die Figuren 42 bis 49 zeigen verschiedene Ausfuehrungsbeispiele des
erfindungsgemaessen Lagers oder dessen Teile. In Figur 42 sind die Kugeln 3 im Kaefig 4 gelagert und zwar sind
Kugelpaare auf dem Laufflaechenpaar 7 angeordnet. Die bereits beschriebene
Ausbildung des Laufflaechenpaares, der Waelzkoerperppaare und
der Radialverstaerkung 5 werden bei der weiteren Figurenbeschreibung
nicht mehr wiederholt. Damit die Lagerausfuehrung nach Figur 42 eine ausreichende Lebensdauer erhaelt, sind die Lauff laechen 7 als Rillen
mit dem Kugeldurchmesser angemessenem Radius ausgebildet. Stattdessen koennen auch einfache ebene zylindrische Lauff laechen 7 verwendet werden,
doch ist dann die Lebensdauer des Lagers sehr gering. Andererseits ist aber dessen Wirkungsgrad dann sehr hoch,da die geringste PlanrBchreibung
im OeI erzielt wird.Der gute Wirkungsgrad hat sich in Flugzeugantriebe
, vor allem Senkrechtstartern nach den Patentanmeldungen des Erfinders auesserst bewahrt. Doch ist die Lebensdauer zu beruecksichtigen
und duerfen zylindrische Lagerflaechen 7 fuer Lager mit Kugeln 3 und
erforderlicher langer Lebensdauer nicht verendet werden, ohne die Lebensdauer Frage vorher beruecksichtigt zu haben.
Das Lager der Figur 43 hat demgen -- ueber eine hohe Lebens dauer
und trotzdem guten Wirkungsgrad. Je grosser der Durchmesser der Rollen 33 gewaehlt wird und je kuerzer ' die Rollen 33 ausgebildet
werdeOf je hoher wird der Wirkungsgrad des Lagers. Andererseits ergibt eine laengere Ausbildung der Rollen 33 eine laengere Lebsndauer.
Durch richtige Bemessung der Durchmesser und Laengen der Rollen
kann man also ein Lager der besten Wahl erhalten, mit entweder hohem
Wirkungsrad oder hoher Lebensdauer.
Die Rollen 33 sind durch den Mittelteil 77 miteinander verbunden. Man dreht die Rollen am b~ estern aus einem Stuck mit einem
Mittelteil 77 kleinem Durchmessers und Endrollenteilen groesseren Durchmessers.
Die Rollenform ist dadurch den Beduerfnissen und der Ausbildung des Innennnge 31 oder des umlaufenden Kokbenhubfuehrungsringes 31
bestens angepasst oder anpassungsfaehig. Die Rollen 33 fuehrt man
in Kaefigen34,134.
Die Figuren 47 und 48 zeigen Beispiel der Rollen der Erfindung in separierter Darstellung. Entweder koennen zum Beispiel die Mittelteile
33 Fuehrungsteil e 79 zur Fuehrung im Kaefig 34,134 erhalten oder es koennen Endfuehrungsteile 66 achsial ausserhalb der Rollen 68 angeordnet
werden zwecks Fuehrung im Kaefig der Figur 49. Man kann natuerlich auch
die Rollen 78, 68 in Ausnehmungen in entsprechenden, nicht in den Figuren erscheinenden
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-SrJ-
Der Rollenkaefig 134 der Figuren 43,44,45 wird zweigeteilt, damit
man die Teile des Kaefiges radial von aussen her ueiier die Rollen-Mittelteile
setzen kann, sodass die Mittelteile 77 mit ihren Fuehrungen 78,88 in den Fuehrungsausnehmungen 188 des Kaeigs 134 mit den
Fuehrungs-Enden 34 zur Halterung und Fuehrung gelangen. Danach verbindet man die Kaefig teile 34, 234 oder 134,234 mittels der
Verbindungsmittel 90,91 ,sodass die Kaefigtejle in den Flaechen 93
fest aneinander liegen oder durch die Teile, zum Beispiel Bolzen oder Nieten 91 und die Einsaetze 90 fest miteinander verbunden werden. Siehe
die Teile 134 und 334. Die Ausnehmung oder Ringnut 89 in der Kaefigmitte dient der Gewichtsersparnis oder der Aufnahme der Verbindungsstuecke
90.
Ein besonders stabiles Lager mit besonders stabil gefuehrten Lagerrpllen der Figur 48 der Erfindung ist in Figur 46 der Erfindung
gezeigt. Es enthaelt die beiden Kaefighaelften 131 der Figur 49. In den .t Kaefighaelften 131 befinden sich die Lagersitze 166, die die Lagerrollen
teile 66 umgreifen und fuehren. Nach Einsatz der Rollen werden die
Kaefighaelften von rechts und vpn links her in das Lager der Figur 46 montiert. Die Kaefighaelften werden danach zusammen verschraubt oder
genietet. Der lange Abstand der Fuehrungen 66 und 166 voneinander gibt die stabile Rollenfuehrung. Der geringe Durchmesser der Fuehrungsteile
88,7&,66,166,188 im Vergleich zum grossem Rollendurchmesser 68,78
gibt die relativ geringe Reibung der Lager und damit deren hohen Wirkungsgrad zusammen mit den bereits beschriebenen anderen Wirkungsgradvorteilen.
Figur 49 zeigt noch, dass achsial ausserhalb oder in der Naehe der Fuehrungssitze 188,188 rotierende Oelbaeder 132
angeordnet werden koennen, die sich unter der Fliehkraftwirküng mit
Schmieroel aus den Leckagebeieten der Rotcn^rtei Ie fuellen und dann die
Lauf- und Fuehrungsflaechen 79,88,66,188,166 unter Fliehkraftdruck
bestens schmieren. Das Schmieroel lauft dann an den ebenen Inneflaechen der Aussenringe 2,22,32 wieder bestens aus den Lagern ab und die
Planschreibung der Rollen ist dadurch verhindert oder eingeschraenkt.
Infolge der stabile/) Ausfuehrung und Rollenfuehrung ist das Lager der
Erfindung in seinen verschiedenen Ausfuehrungsarten, von denen in den Figuren einige gezeigt sind, nicht nur in Radialkammern Aggregaten,
sondern auch generell als Lager in industriellen Anwendung verwendbar.
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Durch die Figuren 50 bis 53 wird erfindungsgemaess ein weiteres
schwieriges Problem des Baues von Radialkammern HydrostOtikaggregaten
geloest. Diese h/'aben Rotoren, die radial belastet sind. Man lagert
sie in Waelzlagern oder in hydrodynamischen Lagern. Auch in Hydrostatischen Lagern koennen sie gelagert werden.
Doch haben die Waelzlager nur^begrenzte Lebensdauer, die
hydrodynamischen Lager bauen achsial zu iang, um angenehm verwwendbar zu sein. Sie beeintraechtigen infolge ihrer Baulaenge auch die Anordnung
von guten Steuerkoerpern an den Achsialenden der Rotoren. Die hydrostatic
sehen Lager wer· en unbrauchbar, wenn sie verschmutzen oder auslaufen.
Waehrend hydrostatische Lager in anderen Technik en oft verwendbar sind, werden sie in hydrostatischen Aggregaten durch den Druckstrom des Aggregates
geschmiert. Wenn sich die Spalte solcher hydrostatischen Lager in hydrostatischen Aggregaten erweitern, geht durch die . erweitereten
Spalte ein grosser Teil der hydraulischen Leistung der Aggregate als Leckage verloren. Das ist umso empfindlicher und fuehrt U/mso hoehere
Leistungsverluste des Hydrostatikaggregates herbei, je hoeher der Druck in den Aggregaten ist. Aber gerade fuer Hochdruckaggregate moechte
man hydrostatische Lager verwenden, weil bei hohem Druck die Lebensdauer
von Waelzlagern zu gering wird. Man kann aber bei hohen Drucken wegen der Gefahr der Spaltausweitung und der dadurch bedingten Leckageerhoehung
und Wirkungsgradabnahme fuer Hochdruck nicht
ohne weiteres hydrostatische Lager verwenden.
Diese Probleme werden durch die Ergindung nach den Figuren
50 bis 53 beseitigt oder eingeschraenkt. Die Erfindung dieser Figuren
besteht darin, dass man kein hydrostatisches Lager einsetzt, sondern die Erfindung ein hydrostatisches Stueztzlager schafft und dieses mit radialer
Nachstellung versieht. Die Erfindung schafft also ein sich selbst nachstellendes
hydrostatisches Stueztlager, das den Rotor nicht voll lagert, sondern ihn stuetzt und dadurch einen Hauptteil der Radial-
Last des Rotors traegt.
In den Figuren 50 und 51 ist die Welle 7,77 in den Lag'ern'9
im Gehaeuse 10 rotieriar gelagert. Die WeLIe hat einen schweren Mittelteil
77, den es zu tragen und rotierend zu lagern gilt. Die schwachen
Lager 9 reichen nicht aus, um die Last 77 fuer larrge Zeit zu tragen. Erfindungsgemaess werden daher die Lager Laufteile 7 an der WeJ-Ie
angeordnet, bevorzugterweise beiderseits der Last 77.
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Unterhalb der Lagerflaechen 77 werden im Gehaeuse 10 Lager Stuetzschalen
1 der Erfindung angeordnet. Diese sind mit hydrostatischen
2 versehen, die an den Lagerflaechen 7 wirken. Ihnen wird durch die
Leitungen 3,41, Druckfluid zugefuehrt. Die Lagerstuetzschalen 1 der
Erfindung koennen durch die Halterung 42 gegen Verlagerung in Achsialrichtung oder Um I auf richtung der Welle 7 gehalten werden.
Ausserdem ist die erfindungsgemaesse Druckfluidtasche 6 zwischen den Stuetaschalen 1 und dem Gehaeuse 10 angeordnet und mit flexiblen
Dichtungen 4 abgedichtet, die die Abdichtung der Taschen 6 auch dann aufrecht erhalten, wenn die Stuetszschalen 1 radial verlagert werden.
Erfindurrgsgemaess sind die Stuetzschalen 1 radial beweglich, also
verlagerbar. Diese Verlagerung wird durch die Druckfluidtaschen 6 «besorgt. Ihr Querschnitt ist so gross bemessen, dass die Stutzschalen
durch sie gegen die Laufflaechen 7 der Welle 7,77 gedrueckt werden, wobei gleichzeitig die Lagertaschen 2 abgedichtet werden. Die Leitungen
3 gehen auch durch die Stuet-^zschalen 1 und verbinden die Druckfluid
taschen 2 und 6 miteinander. Es ist wichtig, den Querschnitt durch
die Lagertaschen 2 und 6 so zu bemessen, dass ein leichter Andruckdruck zur Ahdruekung der Stuetzschailen 1 an die Lagerflaechen 7 verbleibt.
Die erfindungsgemaessen Stuetzschalen 1 tragen dann die Hauptlast 77 zu einem so grossem Anteil dass die eigentlichen Wellenlager 9 die
Welle praktisch nur noch zentrieren, aber nur nur noch wenig der Last tragen und daher eine grosse Lebensdauer erhalten. Die richtige
Bemessung der Flaechen 77, der Schalen 1 und der Druckfluidtaschen und 6 laesst dem Kons^buktieur freie Hand jeden gewuenschten und
praktischen Lastanteil auf die Zentrierungslager 9 oder die Stuetzschalen 1 zu verteilen.
Dieses Stuetzlagersystem gibt die beste Lagerung des Rotors in Radialkammern oder in Radialkolbenaggregaten der Figuren 52 und
Man wendet in ihnen bei Aggregaten mit zwei Foerder oder Druck Richtungen Lagerschallen Paare 11 und 21 an. die wirken, wie die
Stuetzschalen der Figuren 50 und 51. Die Lagerflaechen 17 sind
entsprechend am Rotor 87 ausgebildet und ersetzen die Lagerflaechen
der Figuren 50 und 51. Die Last der Welle 7,77 ist im Radialkolbenaggregat
die Last auf den Rotor 87 durch die Zylinder 60. Die Lager 19
-AO-
sind im Aggregat der Figuren 52-53 die Zentrierlager 19 fuer den
Rotor 87 und ihre Belastung ist erfindungsgemaess dadurch reduziert,
dass die Stuezschalen 11 oder 21 der Erfindung mit den Lager taschen 12 oder 22 und den Druckfluid-Tragtaschen 16 die Hauptlast
des Rotors 87 abstuetzen. Die Lagersch len 11 ,21 sind wiederum radial
beweglich im Gehaeuse 31 des Aggregates gelagert, damit sie sich an die Lagerflaechen 17 des Rotors andruecken und selber nachstellen,
wenn die Laufflaechen ausgelaufeniein sollten. Teile 13,14,36 zeigen eine
angenehme Ausfuehrung der Anordnung der Halterung, der Dichtung und Anordnung der Druckfluidtaschen 16 Im Radialkammern - Aggregat.
Ziffern 26 und 24 zeigen eine Alternativ-Ausfuehrung der Taschen 6 und
der Dichtungen 24 Im RadialkammerrAggregat. Die Figuren zeigen noch
die bekannte Zylinder-Kolben und Schuhanordnung durch die Nummern 60, 61 und 62, sowie den Kolbenhubring 63.
Die besonderen Errungenschaften der Erfindung bestehen darin, dass Abnutzungen der Laufflaechen der hydrostatischen Lagerung
jetzt keine Leckageerhoehung mehr bringen, Waehrend hydrostatische Lager infolge der Laufflaechenabnutzung den Wirkungsgrad des Hydrostatik-Aggregates
stark verminderten und das Aggregat dadurch unbrauchbar machen konnten, tritt eine Leckageerhoehung im Hydrostatik Aggregat dann nicht
merh ein und folglich auch keine Eirkungsgradabnahme bei Lagerflaechen Abnutzung mehr ein, wenn man statt hydrostatischer Lager die Stutzschalen
der Erfindung mit automatischer Radial nächste I lung einsetzt.
Auf diese Weise laesst sind eine fast unbegrenzte Lebensdauer der Hydrostatikaggregate, insbesondere der Radiatkolben Aggregate und
gewisser Radialkammern Aggregate dreh die Erfindung verwirklichen.
Und das ist moeglich bei geringen Achsialabmessungen, geringen Gewichten und bei einfacher Bauweise, die keine praezisen Gleichla&ufe der Lagerschalen
und Rotoren um eine praezise Achse im Gehaeuse benoetigen. Im Gegenteil in der Praxis wird ein Zwischenraum 24 zwischen den
Lagerstuetzschalen 11,21 und dem Gehaeuse 31 angeordnet, sodass
keine Praezision der Aussenflaechen der Stuetzschalen erforderlich ist,
die die des allgemeinen Maschinenbaues uebersteigen wuerde.
Die Figuren 54 bis 59 loesen ein anderes Problem der Radialkolben oder Fluegel Aggregate. Man strebt an, auch die Lager
um die Kolbenhubfuehrung auszuschalten, wenn man besonders lange
Lebensdauer bei besonders hohem Druck und sauberem Fluid wuenscht.
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Man nimmt an, dass das Radialkolbenaggregat eine hoehere Lebensdauer
haben wueräe, wenn man die Kolbenhubfuehrung stationaer ausbildet
und die Kolbenschuhe direkt an der Innenflaeche der Kolbenhub fuehrung
laufen Jaesst, weil die Lebensdauer der hydrostatischen Lager in der Kolbenschuh Sussenflaeche groesser sei, als die Lebensdauer des
Waelzlagers des umlaufenden Kolbenhubfuehrungsri nges. Derartig α usgefuehrte Aggregate, insebsondere Pumpten sollen sich auch bereits
ausgezeichnet bewaehrt haben.
Jedoch ist es nach Erkenntnissen dieser Erfindung unmoeglich,
dass die in der Patentliteratur beschriebenen Ausfuehrungen der Kolbenschi
he bereits die besten Wirkungsgrade erreicht haben koennten. Denn es fehlten ihnen hydrodynamische Einlauftaschen. Man hatte Kolbenschuh-Aussenflaechen
mit Ra dien, die den Radien der Innenglaechen der Kolbenhubfuehrung entsprachen. Es bestanden also aneiichander laufende,
.^zueinander parallele Laufflaechen, in denen sich keine hydrodynamischen
Lager ausbilden konnten. Zwar ist in USA Patenten des Erfinders bereits
eine Einlauftasche im Kolbenschuh vorgesehen, durch die Druckfluid
zwischen die Laufflaechen gezogen werden soll, doch fehlt auch in dem
genanntem USA Patent des Anmelders eine Lehre zur Bemessung solcher Einlauftaschen und auch zu deren Herstellung. Ein betriebssicheres
Wirken war daher durch die Patentschrift noch nicht garantiert.
Diese beschriebenen Nachteile werden durch die Figuren 54 bis 59 der Erf ndung ueberwunden. Der Kolben 53 traegt den
an ihm schwenkbaren Kolbenschuh 52, der die Aussenf laeche 50 hat, die mit dem Radius 61 ausgebildet ist, der dem Radius der Innenflaeche
63 der Kolbenhubfuehrung 63 entspricht. Wenn die Aussenflaeche 50 des Koobenschuhes 52 an der Innenflaeche 63 der Kolbenhubfuehrung anliegt,
liegen also zwei zueinander parallele Flaechen aneinander oder laufen
aneinander. Dabei muss das Druckf uid zwischen ihnen entweichen, da der Kolbenschuh an die Laufflaeche 63 gedrueck wird. Dann fehlt es an
Schmierung und der Kolbenschuh muss an der Fuehrung heisslaufen. Die Praxis hat zwar gezeigt, dass es Aggregate gibt, die anscheinend nicht
heiss laufen, obwohl sie parallele Flaechen 50 und 63 haben, doch wird das nicht daran liegen koennen, dass sich hydrodynamische
Tragfelder zwischen den Flaechen ausgebildet haben, sondern daran, dass
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Materialien verwendet wurden, die Eindringen von Druckfluid aus den
Hydrostatischen Lagertaschen in die Material-Grenzschicht oder
Grenzschichten zuliesssen. Zum Beispiel Materialen mit gewissen durchlaessigen Oberflaechen oder poroesen Oberflaechen. Eine einwandfreie
hydrodynamische Schmierung aber kann nicht vorgelegen haben. Erfindungsgemaess wird aber eine hydrodynamische Zwangsschmierung
zwischen den Laufflaechen 50 und 63 erreicht ohne Ruecksicht auf besondere Material-Oberflaechen.
Die Erfindung erreicht das daurch, dass an den Enden der Kolbenschuh — Aussenflaechen 50 geneigte Fuehrungsflaechenteile 51
mit einem Radius 62 ausgebildet werden, der kleiner, als der Radius 61
des Flaechenteiles 50 ist. So entsteht ein sich keilförmige verengender,
gebogener Spalt 51 α an dem betreffendem Kolbenschuhende, in den Druckfluid bei schnellem Lauf der Flaeche 50 an der F;aeche 63 eindringt
und ein hydrodynamisches Tragfeld im Spalt - Keil 51 aufbaut. TJie Starke und Tragkraft dieses hydrodynamischen Tragfeldes in dem
Bereich des gebogenem Keilspaltes 51 α laesst sich anhand der hydrodynamischen
Lagerthecrie genau berechnen. Was bei der Berechnung dann herauskommt,
ist jedoch, dass der Spalf 51a einensshr spitzen Keil 51a bilden
muss und die Geschwindigkeit zwischen den Flaechen 51 und 63 sehr hoch sein muss, um eine hohe radiale Tragkraft des dort aufbauenden hydrodynamischen
Tragfeldes zu-erreichen. Ausserdem muss das Druckfluid eine entsprechende
Viscositaet haben.
Diese Anforderungen an den Spaltkeil 51a lassen
sich aber nach der Erfindung in der Praxis sehr genau und leicht erfuellen.
Man schaffe zum Beispiel einen zweiten Zylinder oder Zylinderteil mit dem
Radius 62. Dann kann man den Kolbenschuh oder dessen Aussenflaeche
mit Laeppulver an der Innenflaeche mit dem Radius 62 laeppen. Schon nach kurzer Laeppzeit sieht man dann an den Enden der Flaeche
die Lappfarbe,die die Ablaeppung = vom Radius 61 aud den kleineren
Radius 62 anzeigt. Je laenger man laeppt oder schleift, Je laenger wird dann die Flaeche 51. Sobald die errechnete Laenge 51 erreicht ist, ist der
einwandfreie gebogene Spaltkeil 51a entstanden. Bei Verwendung von Laeppulver und Laeppen sieht man die Keilflaeche 51 dann an der Farbe
mit dem Auge ganz genau. Das Laeppen dauert oft nur wenige Secunden. Die erfindungsgemaesse Ausbildung der Flaechen 51 ist also in der
Praxis sehr leicht moeglich und kann sogar ohne jegliche maschinelle
Bearbeitung besorgt werden. Die Ergindung schafft also wirkliche hydrodynamische
Lager zwischen dem Kolbenschuh und der Kolbenhubfuehrung.
292176S SS-
Folglich kann durch die Erfindung das wirkliith wirksame hydrodynamische
Lager ueber den Ffaechen 51 und zwischen 51 und Abflussnut 5 7 praktisch
verwirklicht und zusammen mit dem hydrostatischem Lager 55-56 des
Kolbenschuhes eingesetzt werden.
Figur 57 zeigt die hydrodynamischen Tragkeilflaechen 51
im H-foermigem, tief tauchendem Kolbenschuh vereint mit den hydrostatischen
Lagertaschen 55,56,54. Figurt 56 zeigt die^Tragkeilffaechenteile 51
am Kolbenschuh mit kreisrunder Lagertasche 55 und Dichtung 56 und Abflussflaeche
57. In Figur 56 entsprechen jedoch nur die mit 516
ekennzeichneten Tragkeilflaechenteile 516 der Erfindung. Die uebrige Ausbildung
ist aus der Vortechnik bekannt.
Figur 58 zeigt den Kolbenschuh der Figur 57, jedoch sind hier die Flaechenteile 64 als Verlaengerungen der Flaechen 50 vorhanden. Teile
64 haben also den Radius 61 und dienen der stabileren Fuehrung des
Kolbenschuhes. Hydrodynamische Tragkeilflaechen sind hier nur die 'Flaechenteile 51 , die zwischen den Flaechenteilen 64 liegen. Man kann
diese Flaechenteile 51 zum Beispiel dadurch herstellen, dass man den Kolbenschuh mit einem Ring vom Radius 62 und der Laenge des Albstandes
zwischen den Flaechenteilen 64 laeppt.
Figur 59 zeigt die Auswenflaeche eines Kolbenschuhes fuer eine Laufrichtung, wobei die Laufrichtung in Richtung des Flaechenteiles
erfolgt, das die Tragkeilflaeche 51 darstellt, jedoch der Besonderheit
dieses flusfuehrungsbeispp iels wegen mit 65 bezeichnet ist. Die Ausnehmung
68 dient zum Eintauchen eines Rotorstegteiles fuer groesseren Kolbenhub.
Die Stuetzflaechen 70 verhindern ein Umkippen des Kolbenschuhes in Laufricjntung gesehen nach hinten und die Abflussnuten 57,69
begrenzten die einzelnen Flaechenteile und trennen das hydrostatische
Lager 54,66,67 von den anderen Lagerteilen der Kolbenschuh Aussenflaeche.
In an sich bekannter Weise sind die hydrodynamischen
Tragfeldteile durch Abfleussnuten 57 von den hydrostatischen
Lagerteilen 55-56 getrennt. Auch tragen in bekannter Weise die hydrostatischen Teile 55-56 die Haupt Radial last. Die hydrodynamischen Lagerteile
50,51,51 dienen dem Aufbau einer kleinen engen Spaltweite zwischen den Flaechen 5o und 63 durch das hydrodynamische Lager 51,
51a, damib die Flaechen 50· und 63 nicht aneinander heiss
laufen. Die beschriebenen hydrodynamischen Lagerteile 51,51a koennen
aber nur bei bestimmten Drehzahlbereichen wirken, da die Tragkrfat hydrodynamischer Lager von der Relativgeschwind keit zwischen den
0 3 0 00 7^ G_e 6 5
292176:
-.,44 FJaechen 50,51 und 63 abhaerrgt.
Figur 60 zeigt einen A chsi α !kolbenmotor der Erfindung^
Er erhaelt erfindungsgemaess eine Steuerbohrung 1 durch den
Zentralzapfen 2, durch den ein Steuerfluid ueber die Lagertasche im Kopf 4 in die Kammer 5 geleitet wird, die sich im Schaft38 befindet.
In der Kammer 5 ist ein VersteUkolben 8 angeordnet. Ein Federmitte] 13
mag den Kolben 8 in dem Schaft 38 in seine Ruhelage drueken. Schickt man
dann ein Steuerfluid durch die Leitung 1 in die Kammer 5, dann kann
das Steuerfiuid durch Fluiddruck den Regelkolben 8 in dem Schaft 38
beliebig weit nach links druecken, Dadurch hat man erfindungsgemaess eine Moeglichkeit durch den Motor hindurch waehrend eem Umlauf des Rotors 35
und des Schaftes 38 des Motors eine Anordnung 21 am Schafte des Motors zu verstellen. Diese erfindungsgemaesse Anordnung kann zum Beispiel
benutzt werden,- um durch Fluiddruck Fernsteuerung den Anstellwinkel
eines Propellers 21 ueber ein Gestaenge 8,28,29,26,27,25,24,23,22,
im Fluge zu verstellen wenn ein Propeller durch den Achsialkolbenmotor
der Erfindung getrieben wird. Doch kann der VersteUkolben 8 auch anderen Zwecken dienen, zum Beispiel der Arretierung von Raedern oder Raupen
an Fahrzeugen , Im letzterem Falle laesst man eine Arrettierung durch
die Federn 13,14 zu die die Fahrzeugraeder usw, arrettiertm wwenn das Fahrzeug in Ruhe ?st,pi-so wenn kein Druckfl uid in der Steuer leitung 1
wirksam ist. Zum Fahrtbeginn leitet man dann Druckfluid zum Beispiel aus dem Antriebsport 40 oder 41 in die Steuerieitung 1 , wodurch dann
die Feder 13 komprimiert . und die Fahrzeugarrettierung geoeffnet wird.
Es sind auch andere, nicht beschriebene Anwendungen des Verstellkolbens im erfindungsgemaessem Motor mittels der erfindungsgemaessen Steuerleitung
1 moeglich.
Figur 61 zeigt die automatische Beaufschlagung der Steuer= leitung 1 aus dem jenigen Anschluss 40 oder 41 , der Jeweils den hoeheren
Druck fuehrt.Dazu werden die Kammern 59,60 beiderends mit den Kanaelen 40 oder 41 verbunden ,wodurch die VersteUkolben 61,62 in den
Kammerrr 59,/6O bewegen und dadurch die Muendung 40 oder. 41.
ueber den Kanal 57 oder 68 mit der Steuerleitung 1 kommuniziert wird.
Figur 62 zeigt eine Anordnung eines Kolbens 77 mit
Belastung durch die Feder 76 und Druckbelastung durch die Steuerleitung 1,
wobei das Kraeftespiel den Kolben 77 verschieben und dadurch eine Verbindung zum Kanal 55 schaffen kann. Schlitz 72 mag den Durchfluss
begrenzen und damit eine Zeitbestimmung der Wirkung schaffen.
03Q00J4/_066S
Figur 63 zeigt weitere erfindungsbeisoiele f uer die Verbindung eines
Kolbens 313 mit dem Kolbenschuh-Schwenk-Kugelteil 312, die den
aehnllchen Zweck haben, wie die Figuren 31 bis 34, naemlich, den
Kolben und Kolbenschuh zusammen zu halten, das Relativ-Schwenken zwischen ihnen zu ermoeglichen und trotz Verwendung von Teilkugel Formen
eine Verdrehung des KoIb ens relativ^ zum Kolbenschuh zu verhindern.
Zum Beispiel wird im Kolbenschuhschwenkeil ein
Ausnehmungspaar 302 angeordnet. Der Kolben erhaelt dann nach
Einsatz des Kolbenschuhteiles 312 eine Verformung 301 nach innen,
die in die Ausnehmungen 302 eingreifet und damit den Kolbenschuhteil
312 im Kolben 313 haelt und ihn gegen Verdrehung sichert, aber die
Schwenkung ermoeglicht. Eine aehnliche Wirkung wird erreicht, wenn man ein Ausnehmungspaar 304 im Teil 312 anordnet und
ein Ausbruchspaar 303 aus der Kolbenwand abwink elt und in die Ausnehmungen 304 eingreifen laesst. Dann bleiben die Ausbruechs=
luecken 305 im Kolben 313 doch stoert das den Betrieb nicht.
Man kann auch Bohrungen 307 in das Kolbenschuhteil 312 setzen und mit aeusseren Erweiterungen 308 versehen,wobei die
Bohrungen 307 mit Bohrungen 306 im Kolben 313 fluchten. Bohrungen 306 haben kleineren Durchmesser als die Erweiterungen 308. Dann kann
man mit Bohrungen 310 versehene Nieten in die Bohrungen 306,307 und 308 einsetzen und mit einem Dorn in die Bohrungen
310 haemmern,sodass sich eine Radialaufweitung der Nieten 309 ergibt, die in die Ausweitungen 308 eingreift. Die Nieten 309 koennen
sich dann nicht loesen, da der Durchmesser der Bohrungen 306 kleiner
ist, als die erhaltenen Aufweitungen 311 der Nieten 309.
Schliesslich kann man im Teil 312 eine Bohrung 322 anordnen und engenere Bohrungen 320 im Kolben 313 anordnen, die
mit der Bohrung 322 fluchten. In die Bohrung 322 kann man eine Druckfeder 324 einsetzen und zwei abgesetzte Bolzen 325, Dann schiebt man
das Teil 312 in den Kolben 313. Die Feder 324 drueckt dann die duenneren Enden 321 der abgesetzten Bolzen 325 in die Kolbenbohrungen 320,
waehrend die weiteren Teile 326 der Bolzen 325 in der Bohrung
verbleiben. Auch diese Anordnung ist selbstsichernd,sodass die Anordnung
sich beim Betrieb nicht loest. Wichtig ist bei diesen £usfuehrungen
nach Figur 63, dass die Anordnungen auf einer zur Kolbenachse 331
JU
senkrechten Linie erfolgen , die durch den Mittelpunkt des Schwenkgelenkes
geht, damit die Schwenkbar!^ Q<wakvlttsM wird. Q300Ö7/066S
r -55;
Leerseite
Claims (1)
- Patentansprueche :1.) Hydrostatisches Aggregat,dadurch gekennzeichnet, dass in eirier Pumpe, einem Motor oder einem Getriebe neue Mittel zur Steigerung der Leistung, des Wirkung sgrades oder der Betriebssicherheit angeordnet sind.2.) Aggregat nach Ansprucn 1,dadurch gekennzeichnet, dass i η einem Rotor 9 Zylindergruppen 6, mit verengten Einlaessen 16,17 angeordnet sind, der Rotor eine zengrale Bohrung hat, in die ein Steuerkoerper 5 eingreift ■ * und den Rotor traegt, der Rotor 9 durch den Fluiddruck auf dieZylinderboeden zwischen 6,7 und 16,17 auf den Steuerkoerper 5 gedrueckt wird und zwischen den Zylindergruppen 6,7 im Steuerkoerper 5 ein Niederdruck - Abflusskammernfeld 1 angeordnet ist.3.) Aggregat nach Anspruch 1 und 2 und dadurch gekennzeichnet,dass die Abfl usskammer 1 durch eine Abfluss Ringnut 12 ersetzt ist.4.) Aggregat nach Anspruechen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,dass ausserdem Abflussnuten 4 angeordnet und durch Leitungen 2,3 miteinander und mit der Ausnehmung 1 oder 12 verbunden sind.5.) Aggregat nach Anspruch und dadurch gekennzeichnet,dass im Rotor 59 eine einen Steuerkoerperteil 55 aufnehmende zentrale Bohrung angeordnet ist und im Steuerkoerper 5,55 usw. mindestens eine Ausnehmung 33,60 usw, angedorndet und mit einer Hochdruckkammer kommunizierend verbunden ist und die betreffende Ausnehmung 33,60 usw, ein radial bewegliches Anpresskolbenteil 20,67 usw. enthaelt, das gegen die Innenflaeche des Rotors gedrueckt wird, wodurch der Rotor auf der Druckzonen haelfte gegen den Aussendurchmesser der Steuerwelle 5,55 usw.gedrueckt wird. _ 46 - 03000?AOδSS29217856.) Aggregat nach Anspruch 5 und dadurch gekennzeichnet, dassdie genannte Ausnehmung diametral gegenueber dem Hochdruck Bereich des Aggregates angeordnet ist.7.) Aggregat nach Anspruechen 5 und 6 und dadurch gekennzeichnet,dass ein Ausnehmungspaar 60 mit dar im befindlichem Andrueckkolbenpaar 67.20 usw. achsial beiderseits einer Zylindergruppe oder Kammengruppe angeordnet und ihr zugeordnet ist.8.) Aggregat nach Anspruechen 5 und 6 und dadurch gekennzeichnet,dass einem Arbeitskammerngruppenpaar 36,37 eineihnen gemeinsame Ausnehmung 33 mit darin angeordnetem, ihnen gemeinsamem Andrueckkolben 20 zugeordnet ist.- 9.) Aggregat nach Anspruechen 1 bis 6 und dadurch gekennzeichnet,dass die Andrueckkolben mit hydrostatischen Lagerta sehen 21 , 68 usw. zur Verringerung der Reibung zwischen den Andruckkolben und der Rotorinnenflaeche versehen ind die Lagertaschen mit Druckfluid Verbindungsleitujgen verbunden sind, damit die Taschen mit Druckfluid gefuellt werden.10.) Aggregat nach Anspruechen 1 bis 6 und dadurch gekennzeichnet,dass die Ausnehmungen und Andrueckkolben Zylindergruppen mit Zylindern 36,37,56 durchgehend gleichen Durchmessers zugeordnet sind.11.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass in einem Rotor eine Buchse eingesetzt ist, zum Beispiel 81 in 80, oder 101 in 100, in der Buchse ein Teil eines Steuerkoerpers 5, ,85,115 usw. angeordnetist und die Buchse radial einwärts bewegliche Andrueckkc 103,104 in Ausnehmungen 102,106 enthaelt, und wobei die^ Andrueckkolben radial einwaerts gegen die Aussenfleche des Steuerkoerpers druecken und dabei den Hochdruckteil des Rotors gegen die Steuerwelle druecken.- 47 -030007/06BS12.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass in einem Rotor 80 eine einen Steuerkoerper 85 umgreifende Buchse 81 angeordnet ist, deren Aussenteil Verbindungsleitungen 82 mit Radialbohrungen 83 enthaelt, der Steuerkoerper Einzeltaschen 86,87 enthaelt und die genannten Einzeltaschen aus diametral gegenueberliegenden Arbeitskammern 36,37 durch die genannten Bohrungen und Leitungen 83,82 mit Druckfl uid beliefert werden.13.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass zwischen einem Rotor 129 und einer Steuerwelle eine Buchse 130 angeordnet ist, die Ausnehmungen 125 ent= haelt, die deformierbare Boeden bilden, die sich unter Druckfluidbelastung gegen die Steuerwelle 132 pressen und Teilendes Paassungspaltes oder den Passungsspalt zwischenv Buchse 130 und Steuerwelle 132 abdichten.14.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass in einen Zylinder 6 eine Dichtung 121 radial beweglich eingesetzt und mit inneren und aeusseren Ausnehmungen 122 und 123 versehen ist, wobei diese Ausnehmungen und ihre ■ · respecktiven Drwckbeaufschlagungen den Dichtring 121 gegen die in der Rotorboehrung angeordnete Steuerwelle druecken und dadurch den Fluiddurchtritt zwischen Rotor 129, 130 und S auerwelle 132 abdichten .15.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass in einem Rotor 134 eine zylindrische Bohrung zur Aufnahme der Steuerwelle 135 angeordnet ist, der Rotor Zylinder 8 mit gleichbleibendem Durchmesser ohne Verengung in den Muendungen enthaelt, der Steuerkoerper 135 an sich bekannte Steuermuendungen 13,23 hat und um die Steuertaschen 13,23 erweiterte Ausnehmungen 137 angeordnet sind,- 48 -30 007/0665• ι16.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass eine Steuerwelle 145 einen Rotor traegt, der Roter durch einen Schaft angetrieben wird, der Schaft 152 den Rotor 144 bewegl ich gekuppelt treibt oder mit ihm flexible gekuppelt ist und der Rotor Ausnehmungen 157 enthaelt, ΐη die am Schaft 152 angeordnete Finger oder Treibarme 156 eingreifen.17.) Aggregat nach Anspruch 16 und dadurch gekennzeichnet,dass die genannten Finger 156 in der Rotormitte in Achsial richtung gesehen, an Waende der Ausnehmungen 157 angreifen und/oder Gleitschuhe 158 oder Druckfluidtaschen 160zwischen Waenden 162 der Ausnehmungen 157 und den Fingern νangeordnet sind.18.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass in einem Gehaeuse 170 ein Mehrstromrotor 186 mit Arbeitskammerngruppen 172, 174 oder 181,182 angeordnet ist und zwecks Aufnahme eines grossen Teiles der auf den Rotor wirkenden Radialkräefte zwischen den Arbaeitskammerngruppen mindestens ein mittleres Rotor lager 189 oder 167,180 angeordnet ist.19.) Aggregat nach Anspruch 18 und dadurch gekennzeichnet,dass das Lager 167-180 als mittleres Rotorlager ausgebildet ist mit einem hydrostatischem Lagerteil, der hydrostatische Druckfluidlagertaschen 168 enthaelt, die aus diametral gegenueberIlegenden Arbeitskammern 172,174, 181,182 durchdurch das Mittelteil 199 gehende Verbindungsleitungen gespeist sind.20.) Aggregat nach Anspruch 18 oder 19 und dadurch gekennzeichnet,dass das Mittellager 189,167-180 auf einem Mittelteil 199 des Schaftes 175 angeordnet ist und der Schaft beiderseits des Mittelteiles 199 Je ein Rotorteil 176, 177 traegt.- 49 -030007/0665232176S21.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass im Rotor 214 eines Radialkolben - Aggregates aeusssere Zylinder 302 groesseren Durchmessers radial ausserhalb innerer Zylinder 301 kleineren Durchmessers angeordnet sind, die ausseren Zylinder 302 in ihnen bewegliche Treibkolben 202 enthalten, die inneren Zylinder 301 in ihnen bewegliche und dichtene Dichtkolben 201 enthalten, die genannten Treibkolben 202 mit den genannten Dichtkolben 201 bezueglich ihrer Achsen beweglich verbunden sind und die Treibkolben Kolbenschuhe 210 schwnekbar lagern, wobei zwischen den Kolbensahuh-Schwenkteilen 250 und den Betten 251 in den Treibkolben 202 ueber Verbindungsleitungen 207, 303 in den Treibkolben und den Dichtkolben gespeiste Drcukfluidtaschen 209 angeordnet sind, die zusammen mit den sie umgebenden - *■ Dichtflaechen 251 usw. eine radiale Tragkraft haben, die dieKolbenbelastung des Dichtkolbens aus dem Zylinder 301 herwirksam zu tragen vermag,sodass insbesondere die weite Ausdehnung der Druckfluidtaschen 209 eine Schwenkbewegung zwischen Kolben und Kolbenschuh mit geringer Reibung zulassen.22.) ' Aggregat nach Anspruch 21 und dadurch gekennzeichnet, dass im Treibkolben 202 Tangential Balanzierungsfelder angeordnet sind, deren Dri ckfluidbeaufschlagung durch das Schwenkgelenk 250-202 im Treibkolben 202 gesteuert wird.23.) Aggregat nach Anspruch 21 und dadurch gekennzeichnet,dass zwischen dem Treibkolben 202 und dem Dichtkolben 201 ein Niederdruckraum 206 gebildet ist, der durch eine Leitung 218 mir einem Raum niederenm Druckes im Aggregat verbunden ist,sodass in dem genanntem Räume 206 keine Fluidkompressionen oder Drucke entstehen.24.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass mindestens ein Schwenkgelenk mit Kugelteilflaechen zwischen einem Kolben 230,313 und einem Kolbenschuh Teil 254,312 angeordnet ist, dass Relativschwenkungen zwischen Kolben und Kolbenschuhtei I zulaesst,030007/06852021765 ο-Kolben 230,313 und Kolbenschuhgelenk 254,312 zusammenhaelt und zusaetzl ich eine Anordnung enthaelt, die die Verdrehung des Kolbens relativ zum Kolbenschuh verhindert.25.) . Anordnung nach Anspruch 24 und dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Anordnung einen Schlitz 236 im Kolben, einen Nacken oberhalb 210 im Kolbenschuh, eine Haltenut im Kolben 230, parallele Flaechen 232,233 am Kolbenschuh, einen Drcuckring 231 mit Sicherungsfingern 235 und parallelen Innenflaechen 234 und einen Sicherungsrigng 222 enthaelt, wobei die parallelen Flaechen 234 die parallelen Flaechen 232,234 umgreifen und die Finger 235 in die Schlitze 236 eingreufen und dabei die Verdrehung des Kolbens 230 relativ zum Kolbenschuh 210 verhindert ist , aber die Schwenkbewegung des. ν Kolbenschuhes im Kolben gewaehrleistet bleibt.26.) Aggregat nach Anspruch 25, wobei der Ring 231 einen demNacken oberhalb 210 in Figur 31 zugekehrten Federteil enthaelt, mit dem der Kolbenschuh- Kugelteil 254 auf die Bettflaeche 255 im Kolben 230 gedrueckt wird.27.) Aggregat nach Anspruch 24 und dadurch gekennzeichnet,dass die Befestigung des im Kolben 313 schwenkbaren Kolbenschuhes 312 durch Eingriffe 302,301,321,326, 309, 310 oder durch Umgriffe 303 usw. i η oder um eine zur Kolbenachse 331 senkrechten Achse 232 erfolgt, diedurch den Mittelpunkt des Schwenkgelenkes geht.28.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass ein Kolben mit einem zylinderteilfoermigem Lagerbette in bekannter Weise eine Kolbenschuh-Schwenkwalze 241 lagert und schwenkbar traegt, wobei in der Schwenkwalze Druckfluidtaschen 242 angeordnet sind, die sich parallel zur Achse des Rotors und der Schwenkachse 261 erstrecken und zwischen sich mindestens einen von zwei Seiten her aus Taschen 242 zwangsgeschmierten Tragsteg 241 bilden .- 51 -030007/06652521765• τ ·29.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass ein Rotor 10 eine zen.rale Bohrung mit einem darin engesetztem Steuerkoerper 1 enthaelt, wobei die Aussenflaeche des Steuerkoerpers 1 nicht zylindrisch ist, sondern mindestens eine Zylinderteilflaeche ■ 32 mit einem dem Radius der Innenflaeche der Bohrung des Rotors 10 enthaelt, sodass zwischen einer Haelfte der Steuerwellenausenflaeche und der Rotorinnenflaeche ein Passungsspalt 33 von gleichbleibender Radialweite entsteht, der sich auf der halben Zone des Rotors und der Steuerwelle nicht aender4·, da der Radius 34 der Steuerwellenaussenf laeche auf der betreffenden Haeifte der Steuerwelle 1 dem Radius der Innenflaeche der Rotorzentralb Ehrung entspricht und zu ihm gleich ist, waehrend zwisxhen der Steuerwellenachse und der Rotor-achse eine kleine Exzentrizitaet 2.6 oder 27 besteht,30.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass ein Radial lager ausgebildet ist, das in bekannter Weise aus einem Innenring 1, einem Aussenring 2 und dazwischen angeordneten Waelzkoerpern 3 besteht, worin der Innenring 1 ,21,31 gleichzeitig ein umlaufender Kolbenhubfuherungsri ng eines Radialkolbenaggregates sein kann und ausserdem erfindungsgemaess der Innenring eine mittlere Radialerweiterung 5,35,25 hat, jenseits derer beiderseits Laufflaechen 7,27,37 zur. Lagerung von Rollkoerpern mit Laufkoerperpaaren 3,33,58,78 angeordnet sind,31.) Aggregat nach Anspruch 30 und dadurch gekennzeichnet,dass die Kollkoerper 23,23 radial ausgedehnte RollkoerperteiIe 68,78 haben, die durch im Durchmesser kleinere Mittelteile 23,33 miteinander verbunden oder einteilig sind.32.) Aggregat nach Anspruch 31 und dadurch gekennzeichnet, dassdie Rollkoerper Teile kleinen Durchmessers haben, die als Fuehrungsteile 79,66 in entsprechende Fuehrungs-Ausnehmungen 188,166 eines Rollenkaefiges 134.131, eingreufen.33.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass ein in einem Gehaeuse gelagerter rotierender Teil 7, 87 angeordnet ist, der hoher Radial last unterworfen sein und zum Beispiel eine Welle oder der Rotor eines Radialkammern Aggregates sein kann und zwecks Stuetzung eines Teiles der Radiallast radial bewegliche Lagerschalen 1,11,21 im Gehaeuse 10,31 angeordnet sind, die Lauffflaechen enthalten, die an Laufflaechen 7,17 des Rotors 7,87 gleiten und Druckfluidtaschen 2,12,22 enthaltende durch Leitungen 41 ,3,13.28,23 usw. gespeist werden und dadurch hydrostatische Lagertaschen 2,12,22 zwischen Stuetzschale und Rotor bilden, waehrend die Stuetzschaten 1 ,11 ,21 in ihren Aussenteilen weitere Druckfluidtaschen 6,16,26 enthalten, die durch Dichtungen 5,35 usw. abgeeichtet sind, die eine radiale Verlagerung der Stuetzschalen 1 ,12,21 zulassen und dadurch eine Stuetzlagerung ausgebildet ist, die sich selber an das zu stuetzende rotiere-nde Teil 7,87 anlegt und einen grossen Teil der Last dieses rotierenden Teiles 7,87 stuetzt oder traegt.34.) Aggregat nach Anspruch 33 und dadurch gekennzeichnet, dassdas Stuetz ager als hydrostatische Lagerstuetze in einem hydrostatischem Motor oder einer hydrostatischen Pumpe zur Unterstuetzung der Rotorlagerung oder zur Rotorlagerung angeordnet ist.35.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,dass in einem Radialkolbenaggregat Kolben 53, dazu schwenkbar arrgeordnete Kolbenschuhe 52 und eineKolbenhubfuehrung angeordnet sind, worin die Aussenflaechen der Kolbenschuhe zur Innenflaeche 63 der Kolbenhubfuehrung parallele Flaechenteil/e '50 mit zur Innenflaeche 63 gleichem Radius 61 enthalten und an deren« Enden einen gebogenen Keil 51a zwischen ihnen und der Fuehrungsflaeche 63 bildende hydrodynamische Tragflaechenteile 51,516 mit kleineretn Radius 62 ausbilden.- 53 -030007/066529217Θ536.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichntet,dass in einem Achsialkolbenaggregate eine Steuerleitung 1 durch dessen Rotor 3% und dessen Gelenk 4 hindurchin den Schaft 38 hinein angeordnet ist und im Schaft 38 ein einen Steuerkolben 8 beinhaltender Raum 7 ausgebildet ist, in den durch die Steuerleitung 1 Druckfluid geleitet werden kann, um den Steuerkolben 8 zu bewegen und dadurdh am Schaft 38 befsstigte Teile 19,21 usw. zu bewegen oder zu steuern beziehungsweise mittels Fluiddruck und gegenwirkendem Federdruck in einer gewuenschten Stellung oder Lage zu halten.- 54 -0300G7/OSG5
Applications Claiming Priority (5)
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Family Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE19792921594 Withdrawn DE2921594A1 (de) | 1978-05-30 | 1979-05-28 | Neue anordnungen in hydrostatischen aggregaaten, insbesondere radialkolben- aggregaten und deren teilen |
| DE19792921765 Withdrawn DE2921765A1 (de) | 1978-05-30 | 1979-05-29 | Anordnungen in hydrostatischen aggregaten, insbesondere radialkolben-aggregaten und deren teilen |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19792921594 Withdrawn DE2921594A1 (de) | 1978-05-30 | 1979-05-28 | Neue anordnungen in hydrostatischen aggregaaten, insbesondere radialkolben- aggregaten und deren teilen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (2) | DE2921594A1 (de) |
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| DE4405802C2 (de) * | 1994-02-23 | 1996-06-27 | Duesterloh Gmbh | Steuereinrichtung für eine hydrostatische Arbeitsmaschine |
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-
1979
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| CN107965558B (zh) * | 2016-10-20 | 2022-05-03 | 迪尔公司 | 用于液压马达速度/扭矩选择器的具有压力聚合活塞装置的驱动器组件 |
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