DE3007280C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Drucköl betreibbaren Radialkolben- Maschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Radialkolben-Maschinen, die mit einem unter Druck stehenden Fluid betrieben werden, sind aus FR-500 365 oder FR-PS-976 857 bekannt. Z. B. wird bei einem Hydraulik-Motor dessen Rotor durch den Reaktions-Effekt der sich auf einer Kurvenbahn abstützenden Kolben in Rotation versetzt. Die Schubkraft des Kolbens wird auf Rollen übertragen, die auf der Kurvenbahn ablaufen, indem man den Kolben auf eine als Tragteil dienende Trag-Brücke wirken läßt, die an ihren beiden Enden je eine dieser Rollen aufweist. Diese Trag-Brücke ist andererseits auch noch an den Wänden einer Nut abgestützt, die sich in dem Zylinder-Block befindet.

Um das Gleiten der Brücke in der Nut zu erleichtern, ist zwischen den betreffenden Wänden der Nut bzw. der Brücke je eine Gleitplatte, vorzugsweise aus Bronze, angebracht. Bei der aus FR-500 365 bekannten Ausführung ist die Gleitplatte an der Wand der Nut befestigt. Sofern jedoch die im Betrieb auftretenden Beanspruchungen sowie, im Falle des Betriebes mit Hydraulik-Drucköl, die sich hieraus ergebenden Erschwernisse berücksichtigt werden, ist die Befestigung der Gleitplatten nicht einfach. Bei den bekannten Lösungen erfordern die Stützflächen sehr genaue und kostspielige Fertigungsmethoden. Vielfach sind auch besondere Befestigungen, beispielsweise Keil-Ansätze, an den Gleitplatten erforderlich. Obwohl solche Lösungen sehr kostspielig sind, erbringen sie doch nicht immer den gewünschten Erfolg.

Aufgabe der dem Anspruch 1 entnehmbaren Erfindung ist es demnach, die bekannten fluid-betriebenen Radialkolben-Maschinen insbesondere in Richtung Vereinfachung sowie erleichterter und verbilligter Fertigung weiterzuentwickeln.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, daß diejenigen Elemente der Brücke, die in der Nut gleiten, einerseits korrekt an der entsprechenden Fläche der Nut anliegen und andererseits diese Fläche der Nut keine besonders hohe Oberflächengüte aufweisen, um einen großzügigen Grad für die Rauhtiefe zu ermöglichen.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 in Kombination mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 gelöst.

Es ergeben sich insbesondere folgende Vereinfachungen bei den Fertigungsverfahren:

• - Einfaches Fräsen der Nute,
• - einfaches Fertigen der Nute auf einer Drehbank und
• - vereinfachte Fertigung der Lappen zu den Plättchen in einem einfachen Schnitt mit anschließendem Kanten.

Durchgeführte Versuche haben bewiesen, daß die vorgeschlagene Lösung gleichzeitig sehr effizient bei geringem Kostenaufwand ist.

Als besonders vorteilhaft hat sich das Einhalten folgender Werte des Rauhigkeitsgrades erwiesen:

Ra = 0,32 µ;
Rt zwischen 20 und 30 µ sowie
Rp zwischen 10 und 15 µ.

In vorteilhafter Weise kann jedes Plättchen mit zwei sich senkrecht zu einer Hauptebene erstreckenden Lappen versehen sein, die in je eine Sitz-Nut in dem das Plättchen tragenden Teil eingreifen und damit der Befestigung des Plättchens dienen.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß das Plättchen am Zylinder-Block befestigt ist, wobei die Sitze durch Ring-Nute gebildet sind, die sich in den Flächen des Zylinder-Blockes befinden, die senkrecht zu den Stütz-Flächen für das Plättchen stehen.

Die erwähnten Nute sind koaxial der Drehachse der Maschine.

Auch ist wenigstens eine Oberfläche des Plättchens in Bronze ausgeführt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie mit dieser erzielte Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles sowie aus der zugehörigen schematischen Zeichnung hervor; in dieser zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Hydraulik-Maschine,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß III-III in Fig. 2,

Fig. 4 die Draufsicht auf eines der Plättchen,

Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß Pfeil F in Fig. 4 und

Fig. 6 eine Seitenansicht gemäß Pfeil G in Fig. 4.

Die dargestellte Hydraulik-Maschine besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, einer zweispurigen Kurvenbahn 2, die Bestandteil des Gehäuses 1 bildet, ferner einer Welle 3 mit Dreh-Achse 4, sowie aus einem Zylinder- Block 5, der um die Dreh-Achse 4 drehbar mit der Welle 3 über Längsnute 6 verbunden ist. Zylinder 7, von denen die Zeichnung lediglich einen zeigt, sind durch Bohrungen im Zylinder-Block 5 dargestellt. Ihre Längs-Achsen 8 erstrecken sich radial in Bezug auf die Dreh-Achse 4. Im übrigen sind die Zylinder wie üblich in Sternform gleichmäßig um die Achse 4 herum angeordnet.

In jedem der Zylinder 7 ist ein Kolben 9 gleitbar geführt. Nach diesem Beispiel weist eine Verteilerscheibe 10 eine Planfläche 11 auf, die sich gegen eine Planfläche 12 des Zylinder-Blockes 5 anlegt. Beide Planflächen 11 und 12 stehen senkrecht zur Drehachse 4. Zwischen der Kurvenbahn 2 und der Verteilerscheibe 10 besteht im Hinblick auf das Rotieren Formschluß.

Im Zylinder-Block 5 befinden sich ferner Leitungen 13, um den jeweiligen Zylinder 7 mit der Planfläche 12 zu verbinden.

In der Verteilerscheibe 10 sind entsprechend den Mündungen der Leitungen 13 in der Planfläche 12 des Zylinder- Blockes 5 Leitungen 14 verteilt angeordnet. Während der Relativ-Drehbewegung des Zylinder-Blockes 5 gegenüber der Verteilerscheibe 10 werden die Leitungen 14 periodisch mit den Leitungen 13 des Zylinder-Blockes 5 verbunden. Andererseits sind die paarweise vorhandenen Leitungen 14 in bekannter Weise, wie mit 15 symbolisiert, mit einer Drucköl-Quelle bzw. mit einem Rücklauf- Sammler verbunden.

Es ist anzumerken, daß in den Zylinder-Block 5 eine Nut 16, die durch zwei der Radialmittelebene des Zylinders parallele Flächen 17 begrenzt wird und in der Verlängerung des Zylinders 7 liegt, eingearbeitet ist. Jede der Flächen 17 der Nut ist mit einem planen, aus Bronze gefertigten Plättchen 18 bedeckt. In jede der zur Dreh-Achse 4 senkrechten Seiten-Flächen 20 des Zylinder- Blockes ist eine Nut 19 eingearbeitet, die in jede Fläche 17 der Nut 16 mündet. Ferner ist jedes Plättchen 18, das im übrigen zwei Lappen 21 aufweist, die sich senkrecht zur (Haupt-)Fläche des Plättchens erstrecken, gegenüber dem Zylinder-Block 5 durch die in die Nute 19 eingeführten Lappen 21 in seiner Lage gehalten.

Ein brückenartiges Tragteil, das im wesentlichen Parallelipedform aufweist, einen geraden Teil mit Rechteckquerschnitt hat und nachstehend kurz mit Brücke 22 bezeichnet wird, ist wenigstens zum Teil innerhalb der Nut 16 angeordnet. Die Längsachse 23 der Brücke 22 liegt parallel der Dreh-Achse 4. Außerdem sind im Bereich 25 zwei parallele Flächen der Brücke parallel den Flächen 17 der Nut und stützen sich auf den Flächen 26 der Plättchen 18 ab. Diese sind parallel den Stütz- Flächen 27 der Plättchen 18, die auf den Flächen 17 der Nut liegen. In der Längs-Achse 23 der Brücke 22 ist an deren Enden, einander gegenüberliegend, ein Paar Rollen 28 drehbar gelagert. Unter der Wirkung der Druckflüssigkeit im Zylinder 7 legt sich der Kolben 9 gegen die Unterseite 29 der Brücke 22 an und drückt sie derart, daß die an der Kurvenbahn 2 anliegenden Rollen 28 auf der Kurvenbahn 2 abrollen.

Wesentlich ist, daß die Oberflächen der Stütz-Flächen 17 der Nut erfindungsgemäß einen ganz bestimmten Rauhigkeitsgrad haben, der durch nachstehende normgerechte Mindestwerte bestimmt ist:

Ra = 0,25 µ:
Rt = 15 µ und
Rp = 8 µ.

Vorzugsweise liegt aber Ra bei 0,32 µ, Rt zwischen 20 und 30 µ sowie Rp zwischen 10 und 15 µ.

Die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit wird übrigens sehr einfach bei der Fertigung der Nut 16 durch Fräsen erhalten, indem man auf den Flächen 17 die Fras-Reifen 30 beläßt.

Es ist ferner bemerkenswert, daß die Nut 19, die ja ringförmig um die Dreh-Achse 4 liegt, einfach dadurch zu fertigen ist, daß man den Zylinder-Block auf der Drehbank entsprechend der Achse 4 spannt.

Gestützt auf die mit Bezugszahlen versehene Gegenstandsbeschreibung lassen sich nachstehende Vorteile der Erfindung feststellen.

Die Maschine arbeitet in bewährter Weise zufolge einer guten Führung der Brücke 22 in der Nut 16. Das Gleiten der Flächen (Bereich 25) der Brücke 22 auf den Flächen 26 der Plättchen 18 erfolgt mit geringem Reibbeiwert, was durch Versuche erhärtet ist.

Besonders bemerkenswert ist, wie die Plättchen 18 im Zylinder-Block gehalten sind. Die gewählte Rauhigkeit der Flächen 17 der Nut 16 im Zylinder-Block aus Stahl unterdrückt die Bildung eines Ölfilmes zwischen den Flächen 27 der Plättchen 18 und den Flächen 17 der Nut, denn es kann eventuell eingedrungenes Öl durch die Reifen 30, entsprechend der gewählten Rauhtiefe, entweichen. Jedes Plättchen 18 liegt daher korrekt an der entsprechenden Fläche 17 der Nut 16 an. Die Lappen 21 haben lediglich die richtige Lage des betreffenden Plättchens 18 einzuregeln, müssen aber keine nennenswerten Kräfte aufnehmen, die das Plättchen verschieben möchten. Die Sicherung und feste Abstützung eines jeden Plättchens 18 verunmöglicht das Auftreten von solchen Verschiebekräften.

Besonders zu bemerken ist, daß die Erfindung anstatt eine besonders hohe Oberflächengüte der Flächen 17 der Nut 16 vorzuschreiben, ganz im Gegenteil großzügig einen Rauhigkeitsgrad vorsieht, der von überkommenen Vorstellungen in dieser Hinsicht abweicht.

Claims (7)

1. Hydraulische Radialkolben-Maschine, insbesondere Radialkolbenmotor oder -pumpe mit

• - einer Kurvenbahn (2),
• - einem bezogen auf die Kurvenbahn (2) sowie auf eine Drehachse (4) drehbar angeordneten Zylinder-Block (5),
• - wenigstens einem in einem Zylinder (7) im Zylinder-Block (5) radial gleitbar angeordneten Kolben (9),
• - einer Brücke (22), die
  • - mit dem Kolben (9) kraftschlüssig verbunden ist,
  • in einer im Zylinder-Block (5) in der Verlängerung des Zylinders (7) angebrachten Radial-Nut (16) gleitbar geführt ist und
  • - auf Flächen (17) der Nut (16), die der Längs-Achse (8) des Zylinders (7) parallel sind, mittels je eines zwischenliegenden, umbeweglichen Plättchens (18) abgestützt ist,
    • - das zwischen jeder Fläche (17) der Nut (16) und dem Bereich (25) der Brücke (22) angeordnet sowie an einem der beiden Teile (Zylinder-Block 5 oder Brücke 22) befestigt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche wenigstens eines der einander zugeordneten Bereiche, nämlich der Fläche (17) im Block (5), auf der das Plättchen (18) befestigt ist oder der Fläche (z. B. 26) des Plättchens (18) selbst, einen Rauhigkeitsgrad aufweist, der wenigstens nachfolgenden Normwerten genügt: Ra = 0,25 µ
Rt = 15 µ und
Rp = 8 µ

2. Radialkolben-Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Rauhigkeits-Norm-Werte Ra=0,32 µ; Rt zwischen 20 und 30 µ sowie Rp zwischen 10 und 15 µ.

3. Radialkolben-Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Plättchen (18) zwei sich senkrecht zu seinen Hauptflächen (26, 27) erstreckende Lappen (21) hat und daß das Plättchen (18) durch diese in zwei im Block (5) befindliche Sitze (z. B. 19) eingelegten Lappen (21) befestigt ist.

4. Radialkolben-Maschine nach Anspruch 3, wobei das Plättchen am Zylinder-Block befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitze durch in den Seiten-Flächen (20) des Zylinder-Blockes (5) befindliche, senkrecht zu den Stütz-Flächen (17) für die Plättchen (18) liegende Ring-Nute (19) gebildet sind.

5. Radialkolben-Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ring-Nute (19) koaxial zur Dreh-Achse (4) liegen.

6. Radialkolben-Maschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchen (18) mit einer Bronze-Oberfläche versehen sind.