DE1728244B2

DE1728244B2 - Hydraulischer Radialkolbenmotor

Info

Publication number: DE1728244B2
Application number: DE1728244A
Authority: DE
Inventors: Aurelio Mailand Ortelli (Italien)
Original assignee: RIVA CALZONI SpA MAILAND (ITALIEN)
Current assignee: RIVA CALZONI SpA MAILAND (ITALIEN)
Priority date: 1967-09-29
Filing date: 1968-09-17
Publication date: 1975-10-16
Also published as: FR1587399A; DE1728244A1; GB1246647A; US3577830A; ES358789A1; AT293127B; BE721618A; NL153976B; CH502509A; NL6813458A

Description

35

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Radialkolbenmotor mit Teleskopzylindern und einer einen exzentrischen Teil aufweisenden Triebwelle, wobei jeder Teleskopzylinder aus zwei ineinandergeführten rohrartigen Elementen besteht, welche an dem exzentrischen Teil der Triebwelle und an ortsfesten Anschlägen des Motorgehäuses anliegen.

Bei Motoren dieser Art bilden die rohrartigen Elemente eine Führung für die Druckflüssigkeit, die in einer bestimmten Reihenfolge über einen rotierenden Verteiler durch die rohrarligen Elemente geführt wird und direkt auf den exzentrischen Teil wirkt. Auf diese Weise ist es gelungen, die starke Abnutzung der auf dem exzentrischsn Teil und auf den ortsfesten Anschlägen aufliegenden rohrartigen Elemente zu verhindern und eine hohe Lebensdauer des Motors 7u "cwährleisten. Jedoch hat man festgestellt, daß sich die rohrarligen Elemente wegen der hohen Drücke, denen sie unterliegen, im Bereich der Gleitkontaktflächen verformen und Ölverluste verursachen, die den Wirkungsgrad merklich herabsetzen.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, ist bekannt (DT-PS 11 92 053), eines der beiden die Teleskopzylinder bildenden rohrartigen Elemente schwingend am Motorgehäuse abzustützen. Das andere Element liegt dichtend am Exzenter der Triebwelle und schließt einen Raum ab, der mit dem verbleibenden Raum des Zylinders über eine Drossel verbunden ist. Diese Drossel hat die besondere Aufgabe, Ölverluste zwisehen dem am Exzenter anliegenden Gleitschuh des Elements und der Exzenterfläche zu verhindern. Wenn nämlich zwischen den durch die Drossel verbundenen Räumen eine durch den Ölverlust hervorgerufene Druckdifferenz entsteht, steigt automatisch der Druck auf den Gleitschuh und folglich die Dichtwirkung.

Bei der bekannten Ausführung ist der Exzenter zylinderförmig ausgebildet. Jeder Teleskopzylinder stützt sich daher auf einer zylinderförmigen Fläche ab, so daß sich an seinem Rand ein Gleitschuh mit der Form einer um die kleinere Achse gebogenen Ellipse ergibt. Dabei ergeben sich verschiedene Ausdehnungen der Zylinderwand einerseits in dem Bereich, wo die größere Achse der Ellipse den vom Gleitschuh gebildeten Dichtungsrand schneidet, und andererseitsin dem Bereich, wo die kleinere Achse der Ellipse den Dichtungsrand schneidet. Dabei ist zu berücksichtigen, daß im ersteren Bereich von der Zylinderwand verhältnismäßig lange Zungen gebildet werden. Wenn der Öldruck ansteigt, wird auch der Asymmetriegrad des Zylinders in der Nähe des Druckschuhes entsprechend ansteigen, weil die äußeren zungenförmigen Verlängerungen des Gleitschuhs immer mehr nach außen gedrückt werden.

Daraus folgt, daß die in der bekannten Ausführung beschriebene Maßnahme nur zum Teil das Problem der Dichtheit auf dem exzentrischen Teil der Tricbwelle löst.

Weilerhin wird bei der bekannten Ausführung dem im Gleitschuhraum befindlichen öl ein Bruchteil vom Druck entzogen, was einen Anstieg des spezifischen Druckes auf den Gleitschuh, einen entsprechenden Anstieg der Reibung, kleineren Gesamtwirkungsgrad des Motors und eventuell Festpressen des Teleskopzylinders auf der zylindrischen Oberfläche des Exzenters zur Folge hat.

Weiter ist (OE-PS 166819) zum Schutz gegen schädliche Seitendrücke bekannt, die Kolben-Zylinder-Anordnungen auf einem Rotorgehäuse über Kugcikalotten abzustützen, die eine zum Rotorinneren gerichtete Konvexität aufweisen. Dabei sind die Kolbcn-Zylinder-Anordnungen nicht schwingend gelagert, sondern sie verschieben sich bei der Drehung des Rotors parallel zu sich selbst. Die Kugelkaloltcn bilden also kein Gelenk für die Kolben-Zylinder-Anordnungen, sondern sie dienen lediglich zum Ausgleich der von Herstellungstoleranzen verursachten und während des Betriebes auftretenden Abweichungen.

Ferner sind in der DT-OS 16 53 368 vorgeschlagen und aus der GB-PS 10 62 063 hydraulische Motoren bekannt, bei denen der exzentrische Teil, auf dem die Arbcitskolbcn radial aufliegen, eine kugelige Oberfläche aufweist. Bei solchen Motoren, wegen der pendelnden Bewegung der Arbeitskolben, treten Seitenkräfte im Bereich des Anschlages der Arbeitskolben am Gehäuse auf, die Ovalisierung der Führungszylinder mit nachfolgender Bildung von Leckspalter und Herabsetzung des Wirkungsgrades verursachen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einet hydraulischen Radialkolbenmotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem vom Öldruck bzw von etwaigen Lageverschiebungen des exzentrischer Teils bezüglich des Motorgehäuses herrührende Sei tenkräfte und nachfolgende einseitige Abnutzungs erscheinungen eliminier', sind.

Gelöst wird die Aufgabe durch einen hydraulischer Motor, der durch die Kombination folgender Merk male gekennzeichnet ist, a) die Oberfläche des exzen trischen Teiles der Triebwelle ist kugelförmig aus

gebildet b) der ortsfeste Anschlag der Teleskop- einerseits mit dem von den rohrartigen Elementen 4

zylinder ist von einer Kugelkalotte gebildet, deren und 5 begrenzten Raum 13 und andererseits mit der

Konvexität zum Motorinneren weist. Zuführungsleitung 11 in Verbindung steht, die an

Hierdurch wird eine vollkommenere, vom Öldruck einen Verteiler (nicht dargestellt) angeschlossen ist,

unabhängige Dichtungswirkung an dem exzentrischen 5 der die Leitung 11 abwechselnd und in einer be-

Teil erreicht, wobei auch auf Vorkehrungen bekann- stimmten Folge mit einer Druckflüssigkeitsquelle und

ter Ausführungen, wie die erwähnte Drossel, verzieh- einem Abfluß verbindet.

tet werden kann. Diese Vorteile werden in einer kon- Wenn der Motor angetrieben wird, beschreibt der

struktiv einfachen Weise erreicht. Die rohrartigen Mittelpunkt des Exzenters 1 einen Kreis 12 (t ι g. l), Elemente führen zu einem kreisförmigen Dichtrand io während die Teleskopzylinder 3 um ihren Stutzpunkt

des Kolbens, so daß Druckschwankungen ailenfalls am Motorgehäuse schwingen.

zu einer Zunahme oder Verringerung des Durch- Bei der Zufuhr von Druckflüssigkeit, beispielsweise messers führen. Dabei bleibt eine Auflage seines von Drucköl, durch die Leitung 11 und den Durchlaß Dichtrande«: in jedem Punkt erhalten. Es ist auch !0 zu dem von den rohrartigen Elementen 4 und S nicht mehr notwendig, zur Verbesserung der Dich- 15 begrenzten Raum 13 wirkt das Druckol direkt aut tnneswirkung dem öl einen Bruchteil seines Druckes die Oberfläche des Exzenters 1, so daß der Exzenter zu entziehen. Der Öldruck kann vollständig auf die veranlaßt wird, sich um die Achse der Welle 2 zu Triebwelle wirken und den Gesamtwirkungsgrad des drehen, während der in Betracht gezogene Teleskop-Motors wesentlich erhöhen. Durch Anordnung von zylinder 3 zwischen den in F i g. 2 strichpunktierten zwei kugelförmigen Oberflächen bleibt die Dichtuncs- 20 Linien 14 schwingt

Wirkung erhalten, auch wenn die Triebwelle Winkel- Während des Arbeitshubs dehnt sich jeder IeIeverschiebunoen unterliegen sollte. skopzylinder 3, wenn er mit Druckflüssigkeit beaut-Schließlich wird darauf hingewiesen, daß die An- schlagt wird, aus, wogegen er sich beim Kucuvud, Ordnung einer ortsfesten Kugelkalotte mit einer in währenJ welchem der Raum 13 mit dem AbriuB ver-Richtun" zum Motorinneren weisenden Konvexität 25 runden ist, verkürzt. In jedem Falle gewahr eistet die die L Linge der ideellen Pleuelstange des Motors bei Feder 7 das Anliegen der rohrartigen Elemente <» Gleichbleibenden Motorabmessuneen vergrößert. Da- und 5 am Exzenter 1 bzw. an der Kalotte 8. mit werden zwei weitere beträchtliche Vorteile er- Wie leicht zu erkennen ist, dreht sich die Welle ζ zielf die Querkomponenten der Druckkräfte sind bei fast vollständiger Abwesenheit von Reibung, da kleiner und der Motor läuft wesentlich ruhiger. 30 der Druck auf den Exzenter I und den ortsfesten In der Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel Anschlag 10 direkt durch die Druckflüssigkeit aus- Λρχ Frfinduna anhand der Zeichnungen erläutert. Es oeübt wird. ,. . _c... :1t In den Fig. 3 und 4 ist eine detaillierte Ausfuh-' Fic 1 einen Schnitt durch einen hydraulischen rungsform des crfindungsgemäßcn Motors dargestellt. Motor ecmäß der Erfindung, wobei nur ein Antriebs- 35 Auch in diesen Figuren ist in ähnlicher Weise in den oSn schematisch dargestellt ist, Fi g. 1 und 2 der Einfachheit halber nur cm Tele-Vie^ eine schematische Seitenansicht des Motors skopzylinder 3 veranschaulicht.

opm'iß Fi ε 1 in ^dt-^r '^{n ric}" ^V i S- ^{3 und 4} dargestellten Ausfuh-

^h F i "π 3 dieselbe Seitenansicht von F i g. 2 in grö- rungsform ist eine Muffe 15 im Inneren der rohrarti-

Rerem"Maßstab im Schnitt, 40 _eeif Elemente 4 und 5 vorgesehen und am Element

F?g! 4 eine Ansicht längs der Linie IV-IV in mit einem eingeschraubten Gewindering 16 befestigt

F^;u 3. teilweise im Schnitt. (Fig. 3). . _ςΗηο,,₁₇

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, weist der Die MuITc 15 dient als Fuhrung fur emc Stange

erfindungsgemäße hydraulische Motor einen exzcn- eines Innenkörpers 18, der mit dem rahrarigen Ee

Uischen Teil 1 (im folgenden kurz Exzenter genannt) 45 ment 4 fest verbunden ,st. Der Innnko pe^l8 weist

auf dessen Oberfläche kugelförmig ausgebildet ist. eine kreisförrmge Erweiterung 19 au, da rm: einem

um den exzentrischen Teil 1 herum sind in regel- ringförmigen, zum Exzenter oficnc1 S * ^v"^se^_

mäßkcn Abständen drei Teleskopzylinder 3 angeord- ist. in den em Dichtungsring^20 aus U sch m Ma

net von denen jeder aus zwei ineinandergeführtcn tcnal eingesetzt ist. Der Korpcrl8 ist^ derart^a J,

rohrartigen Elementen 4, 5 besteht (in der Zeichnung 50 bildet, daß er mit der Oberfläche des JExzenters l

\bdichtung durch einen am Rande des rohrartigen 60 artigen Elementes 5 etwas | ob r ^si

Elementes! befestigten Dichtungsring 4 b gewahrte,- dughmesser dcs Dichωη₈ nn es 20 _Dchtungs

stet wird, wogegen das rohrart.g.e Element 5 an der Durch diese Ma™⁸«!™ ^

Oberfläche einer Kugelkalotte 8 anhegt die am nng eine von ^den h>draul^ _{dem im}

Motorgehäuse 9 befestigt ist und deren Konvexität Jxialkraft ausgeübt die^ prop _Weise i it Ah am Rande des rohr 6₅ Raum 13 hJJJjJjgen D™*^

Motorgehäuse 9 befestigt ist und deren Kon J ^

zum Motorinneren weist. Auch am Rande des rohr- 6₅ Raum 13 hJJJjJjgen D™*^ ^

^Dh ^" Schtingsriig 20 und der Exzenteroberfläche ver-

s_ehen

^SDie^eikugelkalotte 8 besitzt einen Durchlaß 10, der mieden.

Zwischen dem Element 5 und dem Körper 18 ist Tatsächlich wird der Druck auf den Exzenter 1 nicht

dann im Inneren eine Feder la angeordnet, welche vom Körper 18, sondern von der Druckflüssigkeit

den Teleskopzylinder 3 im Strecksinne belastet. übertragen, die sich im Zwischenraum 21 befindet.

Die Abdichtung zwischen dem rohrartigen EIe- Ein geringer Anteil des in jedem Teleskopzylinment 5 und der Kugelkalotte 8 wird durch einen dem 5 ders 5 vorhandenen Druckes wirkt auf den Dich-Dichtungsring 20 gleichen Dichtungsring 23, der in t.ungsring 20, der somit dichtend auf der Exzentereinem entsprechenden Sitz auf dem Rand des rohr- oberfläche anliegt. Das Anliegen des Dichtungsrinartigen Elementes 5 angeordnet ist, gewährleistet. Die ges 20 entsteht dadurch, daß der Innendurchmesser Dichtungsringe 20 und 23 bestehen vorzugsweise aus desselben etwas kleiner ist als der Innendurchmesser einem unter dem Handelsnamen DELRlN bekann- io des Rohrteiles 5. Dieselben Überlegungen gelten ten Kunststoff, welcher die Eigenschaft einer bedeu- auch für den Dichtungsring 23. Der Druck auf den tenden elastischen Verformbarkeit besitzt und even- Exzenter 1 wird aufeinanderfolgend von den vertueile Unvollkommenheiten auf der Kontaktfläche schiedenen Teleskopzylindern 3 übertragen, die derauszugleichen vermag. Die Dichtungsringe 20 und 23 art gesteuert sind, daß der Exzenter 1 in Drehung weisen weiter je eine Rille 20a bzw. 23a im Bereich 15 versetzt wird. Im geeigneten Augenblick wird jeder der Kontaktfläche auf. Diese Rillen stehen nach außen Teleskopzylinder 3 mit dem Abfluß verbunden, dahin mit peripher untereinander in einem gewissen Ab- mit er sich bis auf die kürzeste Länge, die in F i g. 3 stand angeordneten Durchlässen in Verbindung, da- in vollen Linien gezeigt ist, zurückbewegen kann,
mit eventuelle Druckölinfiltrationen sofort nach Während der Längenveränderung sind die rohrartiaußen abgeführt werden. Auf diese Weise wird der 20 gen Elemente 4, 5 durch die Stange 17 wirksam geAufbau von Gegendrücken verhindert, welche die führt, auch dann, wenn sich die rohrartigen Elemente Axialkraft, mit der die Dichtungsringe gegen die Ex- in gestreckter Stellung befinden,
zenteroberfläche gedrückt werden, teilweise kompen- Wie festgelegt werden kann, ermöglicht der besieren. Jede Kugelkalotte 8 besitzt eine Ausnehmung schriebene Motor, daß Ölverluste weitgehend ver-24, in die der Endteil der Stange 17 eintreten kann. 25 mieden werden. Tatsächlich verursachen wegen der Diese Ausnehmung wird von einem Ringraum 25 kreisförmigen Ausbildung der Dichtränder der rohrumgeben und steht mit diesem über radiale Bohrun- artigen Elemente 4, 5 auftretenden Druckschwangen 26 in Verbindung. Der Ringraum 25 steht seiner- kungen lediglich eine Zunahme bzw. Verringerung seits mit einer Zuflußleitung 27 (Fig. 4) in Verbindung, des Durchmessers der Dichtränder, die jedoch imdie an einen Verteiler angeschlossen ist, über den sie 30 mer ihre kreisrunde Gestalt behalten, so daß sie abwechselnd mit der Druckflüssigkeitsquelle und mit gleichmäßig auf der Oberfläche des Exzenters 1 aufdem Abfluß in Verbindung gesetzt wird. liegen.

Aufgrund der vorstehenden Ausführungen ist die Die Anordnung von einer ortsfesten Kugelkalotte Arbeitsweise des in den F i g. 3 und 4 dargestellten und eines kugelförmigen exzentrischen Teils mit entMotors offensichtlich. 35 gegengesetzter Konvexität ist ferner vorteilhaft, weil

Wenn Drucköl in den Raum 13 eines Teleskopzy- die Achsen der rohrartigen Elemente 4, 5 immer

linders 3 über die Leitung 27, den Ringraum 25, die automatisch mit den Mittelpunkten der Kugelka-

Bohrungen 26, die Ausnehmung 24 und die Durch- lotte 8 und des Exzenters 1 fluchten. Dadurch bleibt

lasse 15 α der Muffe 15 eintritt, übt der Körper 18 die Dichtwirkung erhalten, auch wenn die Achse

auf den Exzenter 1 einen entsprechenden Druck aus. 40 der Triebwelle 2 aus irgendeinem Grund (z. B. we-

Die Bohrung 22 setzt den Zwischenraum 21 mit dem gen der hydraulischen Belastung oder wegen der auf

Raum 13 in Verbindung, so daß sich im Zwischen- das Motorgehäuse oder auf die Triebwelle senkrecht

raum 21 derselbe Druck aufbaut wie im Raum 13. wirkenden Kräfte) einer Lageverschiebung unterliegt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Radialkolbenmotor mit Teleskopzylindern und einer einen exzentrischen Teil aufweisenden Triebwelle, wobei jeder Teleskopzylinder aus zwei ineinandergeführten rohrartigen Elementen besteht, welche an dem exzentrischen Teil der Triebwelle und an ortsfesten Anschlägen des Motorgehäuses anliegen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Oberfläche des exzentrischen Teils (1) der Triebwelle (2) ist kugelförmig ausgebildet, und

b) der ortsfeste Anschlag der Teleskopzylinder (3) ist von einer Kugelkalotte (8) gebildet, deren Konvexität zum Motorinneren weist.

20

2. Hydraulischer Radialkolbenmotor nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eines der jeden Teleskopzylinder bildenden rohrartigen Elemente (4, 5) einen Innenkörper (18) aufweist, der mit einer Stange (17) versehen ist, die in einer an dem anderen rohrartigen Element (5) befestigten Muffe (15) geführt ist.