DE19749906A1 - Radialkolben-Hydromotor - Google Patents
Radialkolben-HydromotorInfo
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
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- F03C1/0403—Details, component parts specially adapted of such engines
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- F03C1/22—Reciprocating-piston liquid engines with movable cylinders or cylinder
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Description
Die Erfindung betrifft einen Radialkolben-Hydromotor mit
einem Außenrotor, der durch zwangsgesteuerte, zyklisch
alternierende, gruppenweise Druckbeaufschlagung und -
Entlastung von Antriebskolben, die in axialsymmetrischer
Gruppierung um eine die Drehachse des Rotoros markierende
zentrale Längsachse des Motors in radialen Bohrungen ei
nes einen Teil des Stators bildenden Käfigteils radial
auswärts und einwärts druckdicht verschiebbar sind, rota
torisch antreibbar ist, und mit den weiteren Merkmalen
des Patentanspruchs 1.
Bei bekannten Rotationskolben-Hydromotoren dieser Art
stützen sich die Kolben am kreisrundberandeten Innenring
eines zur Drehmoment-Übertragung auf den Rotor vorgesehe
nen Wälzlagers ab, dessen äußerer Lagering drehfest am
Rotor des Motors angeordnet ist, wobei die zur Drehachse
des Motors parallele zentrale Achse des Wälzlagers in
einem radialen Abstand ε von der Drehachse des Motors
"exzentrisch" verläuft, der in der Größenordnung von 1/20
bis 1/10 des Innendurchmessers des inneren Lagerringes
dieses Wälzlagers liegt.
Die Kolben stützen sich an der zylindermantelförmigen
inneren Mantelfläche des inneren Wälzlagerringes über an
den freien Enden der Kolben um parallel zur Drehachse des
Motors verlaufende Achsen innerhalb eines kleinen Winkel
bereiches schwenkbar angeordnete Gleitschuhe ab, deren
Gleitflächen dieselbe Krümmung haben wie die Gleitfläche
des inneren Lagerringes, so daß sich eine möglichst groß
flächige Verteilung der Kolbenkräfte auf den inneren La
gerring ergibt und den Rundlauf des Lagerringes hemmende
radiale Aufweitungen desselben zwischen einander benach
barten Wälzkörpern, über die sich der innere Lagerring am
äußeren Lagerring abstützt, einigermaßen vermieden wer
den. Außerdem soll durch eine reibungsgünstige Material
paarung der relativ zueinander gleitenden Elemente - in
nerer Lagerring und Gleitschuhe - ein prinzipiell nicht
vermeidbarer Gleitreibungs-Verlust minimiert werden, z. B.
durch die Verwendung einer Bronze für die Gleitschuhe,
die gegenüber einem aus Stahl bestehenden Lagerring gün
stige Gleit-Eigenschaften hat.
Gleichwohl müssen bei derartigen Radialkolben-
Hydromotoren relativ hohe Gleitreibungs-Verluste in Kauf
genommen werden, die den mechanischen Wirkungsgrad sol
cher Motore reduzieren. Es kommt hinzu, daß der durch die
Gleitschuhe bedingte relativ komplizierte Aufbau der be
kannten Motore auch mit einem entsprechend hohen Ferti
gungsaufwand verknüpft ist.
Im Unterschied zu derartigen, bekannten Radialkolben-
Hydromotoren ist bei dem erfindungsgemäßen Radialkolben-
Hydromotor der innere Lagerring des zur Drehmoment-
Übertragung auf den Außenrotor vorgesehenen Wälzlagers an
seiner Innenseite entsprechend der Anzahl der Kolben des
Motors regelmäßig-polygonal berandet, so daß sich recht
winklig zu den zentralen Achsen der Bohrungen des Käfig
teils, in denen die Kolben radial verschiebbar geführt
sind, ebene Facettenflächen ergeben, und es sind demgemäß
auch die Kolben mit im wesentlichen ebenen Endstirnflä
chen ausgebildet, mit denen sie sich an den ebenen Facet
tenflächen des inneren Lagerringes gleitend abstützen,
wobei die rechtwinklig zu den zentralen Längsachsen der
Kolben gemessene Ausdehnung s der ebenen Facettenflächen
des inneren Lagerringes auf die Exzentrizität ε der Wälz
lagerachse von der Drehachse des Motors dahingehend abge
stimmt ist, daß die Kolben, bezogen auf Mittelpositionen,
in denen die zentrale Achse mindestens eines der Kolben
die Mittelsenkrechte einer der Facettenflächen markiert,
um den Betrag der Exzentrizität ε in alternativen Rich
tungen relativ zum Innenring gleitend verschiebbar sind.
Um dennoch, gleichsam unter Versicht auf die Möglichkeit
einer reibungsarmen Paarung der Kolben- und Ring-
Materialien die durch Relativbewegungen der Kolben und
des inneren Lagerrings bedingten Reibungsverluste klein
halten zu können, sind die Kolben mit Kanälen versehen,
die durch die Kolben und die Stator-Bohrungen begrenzte
Antriebs-Druckräume mit Gegendruckräumen kommunizierend
verbinden, die durch radial äußere, in sich geschlossene
Rippen der Kolben berandet sind, die sich mit ebenen End
stirnflächen der Rippen an den ebenen Facettenflächen des
inneren Lagerringes abstützen.
Durch die "gleichzeitige" Druckbeaufschlagung der An
triebsdruckräume und der durch die Kolben selbst und die -
ebenen - Facettenflächen des inneren Lagerringes be
grenzten Entlastungsdruckräume ist eine wirksame Reduzie
rung der Flächenpressung, die sich im Bereich der ebenen
ringförmigen freien Endstirnflächen der Kolben und der
Facettenflächen des inneren Lagerringes ergibt, wenn die
Kolben mit Druck beaufschlagt sind, möglich, so daß es,
um die Gleitreibung zwischen diesen Motor-Elementen zu
reduzieren, auf die Auswahl einer geeigneten Materialpaa
rung derselben nicht ankommt, was erhebliche konstruktive
Vereinfachungen des erfindungsgemäßen Radialkolben-
Hydromotors gegenüber bekannten Motoren dieser Art impli
ziert.
Dies gilt insbesondere, wenn, wie gemäß Anspruch 2 vorge
sehen, die von den rippenförmigen freien Endabschnitten
der Kolben umschlossenen Kolben-Stirnflächen, die die
radial inneren Begrenzungsflächen der Entlastungszugräume
bilden, dem Betrage nach annähernd denjenigen Kolbenflä
chen entsprechen, die die beweglichen Begrenzungen der
Antriebsdruckräume bilden und nur geringfügig, z. B. 3-10%
kleiner sind als diese, was, entsprechend den Merkmalen
des Anspruchs 3, nämlich daß der Außendurchmesser da der
die Ringrippen bildenden freien Endabschnitte der Kolben
signifikant, z. B. um 10% bis 25% größer ist als der
Durchmesser di der in den radialen Bohrungen des Stators
druckdicht verschiebbar angeordneten Führungsabschnitte
der Kolben konstruktiv auf einfache Weise möglich ist.
Die auch bei dem erfindungsgemäßen Radialkolben-
Hydromotor noch hinzunehmenden Gleitreibungs-Verluste
können auf dessen ebenfalls hinzunehmenden "hydrauli
schen" Leckölverluste, die mit abnehmender Gleitreibung
zunehmen, dahingehend abgestimmt werden, daß insgesamt
ein Optimum des mechanisch-hydraulischen Wirkungsgrades
des Radialkolben-Hydromotors erzielt wird, der dadurch,
daß die Geschwindigkeiten der Kolbenbewegungen sowohl in
radialer Richtung als auch relativ zu den Facettenflächen
des inneren Lagerringes - konstruktionsbedingt - klein
gehalten werden können, sehr gute Schnellauf-
Eigenschaften hat, und mit wesentlich höheren Drehzahlen
betreibbar ist als bekannte Radialkolben-Hydromotore der
geschilderten Art.
Dies gilt insbesondere auch im Vergleich mit weiter be
kannten Radialkolben-Hydromotoren (Rexroth, Hydraulik
trainer, Ausgabe 1978, 64, 65), bei denen sich die radial
aus- und einwärts verschiebbaren Kolben an einer stern
förmig strukturierten, rotorfesten Steuerscheibe gleitend
oder über Rollen abstützen, die ihrerseits axialsymme
trisch konfiguriert ist, wobei jedoch die Anzahl der ra
dial nach innen vorspringenden "Zacken"-Konturenberei
che - um 1 niedriger ist als die Zahl der Kolben, was für
die Eindeutigkeit der Drehrichtung erforderlich ist. Der
artige - bekannte - Radialkolben-Hydromotore sind auf
grund des Umstandes, daß ein häufiger Wechsel der Ver
schiebe-Richtung der Antriebskolben erforderlich ist, als
sogenannte Schnelläufer nicht geeignet.
Um einen guten "pulsationsarmen" Rundlauf des erfindungs
gemäßen Radialkolben-Hydromotors zu erzielen ist es
zweckmäßig, wenn, entsprechend den Merkmalen des An
spruchs 4, mindestens vier und vorzugsweise mehr, bevor
zugt zwischen acht und sechzehn Antriebskolben und diesen
zugeordnete Facettenflächen des inneren Lagerrings des
Wälzlagers vorgesehen sind.
In bevorzugter Gestaltung des Radialkolben-Hydromotors
ist zur Zwangssteuerung der gruppenweisen Druckbeauf
schlagung und Entlastung der Kolben des Motors ein Dreh
schieberventil vorgesehen, dessen Kolben mit dem Rotor
des Motors rotatorisch bewegungsgekoppelt ist, wobei das
Gehäuse des Drehschieberventils durch ein rohrförmiges
Teil des Stators des Motors gebildet ist, in den das Ven
til raumsparend integriert ist, vorzugsweise in der durch
die Merkmale des Anspruchs 6 näher spezifizierten, bau
lich einfachen Gestaltung mit zwei inneren Längskanälen
des Kolbens, über die die gruppenweise Druckbeaufschla
gung und -Entlastung der Kolben erfolgt, wobei diese
Längskanäle mit je einem von zwei Versorgungsanschlüssen
des Motors in kommunizierender Verbindung stehen.
Durch Blindnuten, die mit je einer der Steuernuten des
Kolbens in kommunizierender Verbindung stehen und dieser
diametral gegenüberliegend am Kolben angeordnet sind,
läßt sich in der durch die Merkmale des Anspruchs 7 näher
spezifizierten Konfiguration eine weitgehende und in der
hierzu alternativen, durch die Merkmale des Anspruchs 8
angegebenen "symmetrischen" Konfiguration solcher Blind
nuten eine vollständige Kompensation derjenigen, auf den
Kolben radial wirkenden Kräfte erzielen, die aus der die
"einseitigen" Druckbeaufschlagung jeweils nur einer Steu
ernut resultieren. Durch diese Kraftkompensation wird
vermieden, daß sich der Kolben im Betrieb des Motors ein
seitig an seine Gehäusebohrung anlegt, was zu Reibungs
verlusten führen könnte. Auch insoweit ist bei dem Ra
dialkolben-Hydromotor in einem weitestmöglichen Maß Rei
bung vermieden.
Durch die Merkmale des Anspruchs 9 ist eine bevorzugte
Gestaltung des Radialkolben-Hydromotors angegeben, in der
dieser durch axiale Verrückung des Steuerkolbens des
Drehschieberventils zwischen verschiedenen, definierten
Werten des Schluckvolumens umschaltbar ist, wobei in der
einen Kolbenstellung sämtliche Kolben des Motors mit
Druck beaufschlagbar sind und in der anderen Funktions
stellung lediglich die halbe Anzahl seiner Kolben.
Hierbei ist eine Gestaltung des Steuerkolbens besonders
vorteilhaft, bei der dieser mit einer peripheren Aus
gleichs-Ringnut versehen ist, über die in derjenigen
Funktionsstellung des Kolbens, in der nur eine Kolben
gruppe zur Drehmoment-Entfaltung genutzt ist, die An
triebsdruckräume der anderen Gruppe, die nicht an der
Drehmoment-Entfaltung beteiligt sind, miteinander hydrau
lisch kurzgeschlossen sind.
Wenn, wie gemäß Anspruch 9 vorgesehen, eine an dem Steu
erkolben axial angreifende Schaltfeder vorgesehen ist,
die den Kolben in dessen Grundstellung drängt und gegen
über diesem durch ein Wälzlager rotatorisch entkoppelt
ist, des weiteren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12
der Steuerkolben in seine alternativen Funktionsstellun
gen durch axiale Verschiebe-Betätigung eines Fesselglie
des bringbar ist, das mit dem Kolben in formschlüssigem
Eingriff steht, gegenüber diesem jedoch über ein Axial-
Wälzlager rotatorisch entkoppelt ist, so ist gemäß den
Merkmalen des Anspruchs 13 eine Schalt-
Betätigungseinrichtung auf einfache Weise dadurch reali
sierbar, daß zur axialen Verschiebebetätigung des Fessel
gliedes ein durch die Vorspannung der Schaltfeder seiner
seits unter einer Mindest-Zugspannung stehendes Zugglied
vorgesehen ist, mit dem ein Anschlagkörper zugfest ver
bunden ist, durch dessen Abstützung an einem feststehen
den Anschlagstück die Grundstellung des Steuerkolbens des
Motors markiert ist, und durch dessen kraft
formschlüssigen Rast-Eingriff mit einer Falle der Kolben
in der zur Grundstellung alternativen Schaltstellung ge
halten wird, aus der er durch Lösebetätigung der Falle
selbsttätig wieder in die Grundstellung zurückgelangt.
Sowohl für die rotatorische Leichtgängigkeit als auch für
die zur Schalt-Betätigung des Motors erforderliche axiale
Beweglichkeit des Kolbens, ist eine Gestaltung des Dreh
schieber-Ventils besonders vorteilhaft, bei der dessen
Kolben innerhalb des Gehäuses des Steuerventils durch
radial vorgespannte Wälzkörper, die zwischen konzentri
schen Abwälzflächen des Kolbens und des Gehäuses angeord
net sind, bezüglich der zentralen Längsachse exakt zen
triert ist, wobei sich ein geeigneter Wert der radialen
Vorspannung von Lagerkugeln zweier in axialem Abstand
voneinander an dem Kolben angeordneter Zentrier-Lager
ergibt, wenn der Durchmesser dieser Lagerkugeln im vorge
spannten Zustand um 3/104 bis 1/103 ihres Durchmessers,
den sie im entspannten Zustand haben, reduziert ist. Bei
einem typischen Kugel-Durchmesser um 3 mm bedeutet dies,
daß die Abweichungen der Kugeldurchmesser von einem mitt
leren Wert innerhalb eines Toleranzbereiches zwischen
0,3 µm und 1 µm liegen sollten, was sich jedoch durch aus
gesuchte Kugeln ohne weiteres realisieren läßt. Die für
dieser Art der vorgespannten Lagerung notwendige Voraus
setzung, daß die kolbenseitigen zylindermantelförmigen
Abseitsflächen und dessen ebenfalls zylindermantelförmige
Dichtflächen, die die kolbenseitigen Begrenzungen der
Dichtspalte zwischen dem Kolben und dem Gehäuse bilden,
hinreichend exakt koaxial bezüglich der zentralen Längs
achse des Drehschieberventils sind, d. h. ein eventueller
fertigungsbedingter radialer Abstand der zentralen Längs
achsen der kolbenseitigen Abwälzflächen von den zentralen
Achsen der kolbenseitigen Dichtflächen allenfalls im Be
reich von 1/10 der Dichtspalt-Weite beträgt, die einen
typischen Wert zwischen 5 µm und 10 µm hat. Die zur Erfül
lung dieser Bedingung erforderliche Fertigungsgenauigkeit
ist mit üblichen Werkzeugmaschinen ohne weiteres erreich
bar.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die vorgespannten La
gerkugeln frei drehbar in zylindrisch-rohrförmigen, vor
zugsweise aus Messing bestehenden Lagerkäfigen angeordnet
sind, innerhalb derer durch einen axialen Versatz der
einander wechselweise benachbarten Käfig-Öffnungen dafür
gesorgt ist, daß sich die Abwälzbahnen der Lagerkugeln
über die axiale Ausdehnung der kolbenseitigen Abwälzflä
chen "gleichmäßig" verteilen.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Radialkolben-
Hydromotors ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei
bung zweier spezieller Ausführungsbeispiele anhand der
Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs
gemäßen Radialkolbenmotors, im Schnitt längs ei
ner seine zentrale Achse enthaltenden Radialebe
ne,
Fig. 2 den Radialkolben-Hydromotor gemäß Fig. 1 im
Schnitt längs der Ebene II-II der Fig. 1;
Fig. 2a eine vergrößerte Darstellung des Zentralbereichs
der Fig. 2 zur Erläuterung von Einzelheiten der
Gestaltung eines zur Zwangssteuerung des Radial
kolbenmotors vorgesehenen Drehschieber-
Steuerventils;
Fig. 3 eine Gestaltungsvariante von Antriebskolben des
Radialkolben-Hydromotors gemäß den Fig. 1 und 2
in einer der Fig. 2 entsprechenden Schnitt-
Darstellung;
Fig. 4 eine zur Kippmoment-Reduzierung des Drehschneide
ventilkolbens geeignete Gestaltung derselben,
Fig. 5 eine zur Kippmoment-Kompensation des Drehschiebe
ventilkolbens geeignete Gestaltung desselben,
Fig. 6a ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Radialkolben-Hydromotors, der zwischen zwei Wer
ten des Schluckvolumens umschaltbar ist, in der
dem größeren Wert des Schluckvolumens entspre
chenden Konfiguration,
Fig. 6c Einzelheiten der Umschalt-Einrichtung des Radial
kolben-Hydromotors gemäß gemäß den Fig. 6a und 6b
in einer diesen entsprechenden Schnittdarstel
lung.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte, insgesamt mit
120 bezeichnete Hydromotor, der z. B. bei einem allrad
getriebenen Leichtfahrzeug jeweils als Nabenmotor ein
setzbar ist, ist als Radialkolbenmotor mit Außenrotor 121
ausgebildet, der mittels zweier Schrägkugellager 122 und
123 an dem insgesamt mit 124 bezeichneten Stator, um des
sen zentrale Längsachse 126 drehbar gelagert ist.
Bei dem zur Erläuterung gewählten, speziellen Ausfüh
rungsbeispiel hat der Hydromotor 120 zehn Kolben 127 1 bis
127 10 (Fig. 2), die in radialen Bohrungen 128 1 bis 128 10
eines Käfig-Teils 129 radial hin- und herbeweglich druck
dicht verschiebbar angeordnet sind. Die Anordnung der
Kolben ist axialsymmetrisch bezüglich der zentralen
Längsachse 126 des Stators 124, die auch die Drehachse
des Motors repräsentiert, wobei die zentralen Längsachsen
131 1 bis 131 10 der Bohrungen 128 1 bis 128 10 in einer ge
meinsamen, rechtwinklig zur zentralen Längsachse 126 ver
laufenden Quermittelebene 132 des Motors 120 angeordnet
sind, die in der Fig. 2 durch die Zeichenebene repräsen
tiert ist.
Das Käfigteil 129 ist mechanisch fest mit einem zylin
drisch-rohrförmigen Statorteil 133 verbunden, z. B. auf
geschrumpft, und dadurch, gegebenenfalls auch durch an
dere, nicht dargestellte Fixierungsmittel gegen Verdrehen
gesichert. Das rohrförmige Statorteil 133 bildet das Ge
häuse eines als Drehschieber-Ventil ausgebildeten, insge
samt mit 134 (Fig. 1) bezeichneten Steuerventils, dessen
der Grundform nach langgestreckt-zylindrischer Kolben 136
drehfest mit dem Rotor 121 des Hydromotors verbunden ist.
Die diesbezügliche formschlüssige Kopplung vermittelt
beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel ein
Koppelstift 137, der in außeraxialer Anordnung bezüglich
der zentralen Längsachse 126 fest mit dem Rotor 121 ver
bunden ist und in ein parallel zur Längsachse 126 verlau
fendes Sackloch 138 des Kolbens 136 formschlüssig ein
greift, das eine von der kreisrunden Form geringfügig
abweichende elliptische Querschnittsform hat, so daß sich
zwischen dem zylindrischen Koppelstift 137 und der Sack
lochwand lediglich linienförmige Berührung ergibt.
Der Rotor 121 umfaßt ein "äußeres" flach-tellerförmiges
Nabenteil 139, das in einen radialen Außenflansch 141
ausläuft, an dem das rotatorisch mittels des Motors 120
anzutreibende Element, z. B. ein angetriebenes Rad eines
Rollstuhls oder eines anderen Fahrzeuges lösbar befe
stigbar ist. Der Rotor 121 ist mittels dieses teller
förmigen Nabenteils 139 über das äußere Kugellager 122 am
äußeren Endabschnitt 142 des rohrförmigen Statorteils 133
gelagert. Des weiteren umfaßt der Rotor 121 ein der
Grundform nach kegelstumpf-mantelförmiges Konter-Teil
143, das im wesentlichen symmetrisch zu dem kegelstumpf-
mantelförmigen Abschnitt 144 des flach-tellerförmigen
Nabenteils 139 ausgebildet ist und mit diesem fest ver
schraubt ist, wie durch die Schraubverbindungen 146 re
präsentiert. Über dieses Konterteil 143 und das andere,
"axial innere" Kugellager 123 ist der Rotor 121 am mitt
leren Abschnitt 147 des rohrförmigen Statorteils 133 ge
lagert, der sich zwischen der Ebene 132 der Kolben- und
Bohrungsachsen 131 1 bis 131 10 und einem Anschlußblock 148
erstreckt, über den zum einen die hydraulische Versorgung
des Hydromotors 120 und zum anderen dessen Montage, z. B.
an einem Maschinengestell oder am Fahrgestell eines Fahr
zeugs erfolgt, je nach Verwendungszweck, zu dem der Motor
120 eingesetzt wird. Das Konterteil 143 ist mittels eines
einzigen Wellen-Dichtrings 149 gegen die äußere Mantel
fläche 151 des mittleren Abschnitts 147 des rohrförmigen
Statorteils 133 reibungsarm abgedichtet. Das rohrförmige
Statorteil 133 ist mit seinem naben-fernen Endabschnitt
153 mittels mehrerer Dichtringe 152 hochdruckdicht gegen
den Anschlußblock 148 abgedichtet, mit dem der Stator 124
insgesamt auf nicht näher dargestellte Weise mechanisch
fest verbunden ist. Mit dem Rotor 121 ist der äußere La
gerring 154 eines insgesamt mit 156 bezeichneten, als
Kugellager dargestellten radialen Wälzlagers drehfest
verbunden, das in dem von dem kegelstumpf-mantelförmigen
Abschnitt 144 des äußeren, flach-tellerförmigen Naben
teils 139 und dem kegelstumpf-mantelförmigen Konterteil
143 begrenzten Innenraum 158 des Rotors 121 angeordnet
ist.
Das Radial-Wälzlager 156 ist im Rotor 121 exzentrisch
angeordnet, derart, daß die zentrale Achse 159 (Fig. 2)
des Lagers 156 und die zu ihr parallele zentrale Längs
achse 126 des Statorteils 133, um die sich der Rotor 121
insgesamt und mit diesem auch der Ventilkolben 136 des
Steuerventils 134 drehen können, einen Abstand ε (Fig. 2)
voneinander haben, der klein gegen die Radien der Abwalz
bahnen 157' und 154' des inneren Lagerrings 157 und des
äußeren Lagerringes 154 ist und beim dargestellten, spe
ziellen Ausführungsbeispiel etwa 1/15 ihres Mittelwertes
beträgt.
Die Kolben 127 1 bis 127 10 bilden, in Richtung der zen
tralen Längsachsen 131 1 bis 131 10 der radialen Bohrungen
128 1 bis 128 10 des Käfigteils 129 gesehen, die axial be
weglichen Begrenzungen von Antriebsdruckräumen 161 1 bis
161 10, durch deren zyklisch alternierende Druck-Beauf
schlagung und -entlastung die Drehrichtung steuerbar ist,
mit der sich der Rotor 121 des Hydromotors 120 relativ zu
dessen Stator 124 dreht.
Der innere Lagerring 157 des Radial-Wälzlagers 156 ist
regelmäßig-polygonal ausgebildet und hat eine der Anzahl
der Kolben 127 1 bis 127 10 entsprechende Anzahl von ebenen
Facettenflächen 160 1 bis 160 10, die rechtwinklig zu den
zentralen Achsen 131 1 bis 131 10 der ihnen radial jeweils
gegenüberliegend angeordneten Bohrungen 128 1 bis 128 10 des
Käfigteils 129 verlaufen.
An diesen inneren Facettenflächen 160 1 bis 160 10 des inne
ren Lagerringes 157 sind die Kolben 127 1 bis 127 10 kreis
ringförmigen Gleitflächen 130 1 bis 130 10 gleitfähig abge
stützt. Diese Gleitflächen 130 1 bis 130 10 sind durch die
Endstirnflächen die freien Endabschnitte der Kolben 127 1
bis 127 10 bildender Ringrippen 130' gebildet, die auch die
radialen Begrenzungen flach-topfförmiger Entlastungs-
Druckräume 161' bilden, die über axiale Entlastungskanäle
161'' mit dem jeweiligen Antriebs-Druckraum 161 1 bis 161 10
kommunizierender Verbindung stehen.
Durch diese Gestaltung der Kolben 127 1 bis 127 10 wird,
wenn die Antriebs-Druckräume 161 1 bis 161 10 im Betrieb des
Motors 120 dem vom Fahrer angesteuerten Antriebsdruck
ausgesetzt sind, eine wirksame Reduzierung der Kraft er
zielt, mit der die Kolben 127 1 bis 127 10 gegen die Facet
tenflächen 160 1 bis 160 10 gedrängt werden. Hierdurch wird
eine drastische Verminderung der wirksamen Gleitreibung
für die gleitenden Relativbewegungen erzielt, die die
Kolben 127 1 bis 127 10 relativ zu dem inneren Lagerring 157
hierbei ausführen, wobei die maximale Auslenkung der Kol
ben 127 1 bis 127 10 relativ zu einer Mittelstellung, die in
der Fig. 2 für die mittleren Kolben 127 1 und 127 6 darge
stellt ist, im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn
jeweils der Exzentrizität ε entspricht.
Um eine noch weitergehende Verminderung der Reibung zu
erzielen, die zwischen den Kolben 127 1 bis 127 10 und den
diesen zugeordneten Facettenflächen 130 1 bis 130 10 des
inneren Lagerringes des Wälzlagers hingenommen werden
muß, ist die aus der Fig. 3 ersichtliche Gestaltung der
Kolben 127 1 bis 127 10 geeignet, bei denen freie Kolben-
Endabschnitte 127 1' bis 127 10', die die Ringrippen 130'
bilden, mit denen sich die Kolben 127 1 bis 127 10 an den
ihnen zugeordneten Facettenflächen 160 1 bis 160 10 abstüt
zen, einen größeren Außendurchmesser da haben als die
Führungsabschnitte 127 1'' bis 127 10'', mit denen die Kol
ben in den Radialbohrungen des Käfigteils druckdicht ver
schiebbar geführt sind.
Dadurch ist es möglich, den effektiven Querschnitt der
Entlastungsflächen so groß zu wählen, daß diese annähernd
den wirksamen Querschnittsflächen entsprechen, auf denen
die Kolben in Antriebsrichtung beaufschlagbar sind und
somit eine Minimierung der Gleitreibung zu erzielen, die
zwischen den Ringstirnflächen der Ringrippen und den Fa
cettenflächen des inneren Lagerringes 157 hingenommen
werden muß und die Ringrippen 127''' gleichwohl mit hin
reichender Stabilität ausführen zu können. Des weiteren
sind auch schwach vorgespannte Rückstellfedern 127'''
vorgesehen, die die Kolben 127 1 bis 127 10 in Anlage mit
den ihnen zugeordneten Facettenflächen 130 1 bis 130 10 des
inneren Lagerringes halten.
Der Kolben 136 des Steuerventils 134 ist an seinem von
dem äußeren Endabschnitt 142 des rohrförmigen Statorteils
133 aufgenommenen Steuer-Abschnitt 162 mit zwei Steuernu
ten 163 und 164 versehen, die eine gemeinsame radiale
Mittelebene 166 (Fig. 1) haben und durch zwei ihn der Quer
schnittsdarstellung der Fig. 2 sektor-flügelförmige
Trennstege 167 und 168 innerhalb der zentralen Bohrung
169, die das rohrförmige Statorteil 133 axial durchsetzt,
druckdicht gegeneinander abgegrenzt sind.
Die zwischen ihren radial äußeren Kanten 171 und 172 ge
messene azimutale Breite ϕ dieser Trennstege 167 und 168
(Fig. 2a) ist geringfügig größer und annähernd gleich der
in Umfangsrichtung gemessenen lichten Weite von radialen
Steuerkanälen 173 1 bis 173 10 des äußeren Endabschnitts 142
des rohrförmigen Statorteils 133, über die die Antriebs
druckräume 161 1 bis 161 10 gruppenweise mit der einen Steu
ernut 163 und der anderen Steuernut 164 des Steuerventil
kolbens 136, die sich zwischen den beiden sektor
flügelförmigen Trennstegen 167 und 168 jeweils über den
azimutalen Winkelbereich Φ von 180°-ϕ erstrecken, in kom
munizierender Verbindung stehen bzw. in kommunizierende
Verbindung gelangen können. In der in der Fig. 2 zur Er
läuterung dargestellten Position des Kolbens 136 des
Steuerventils 134 innerhalb des rohrförmigen Statorteils
133 stehen jeweils die vier Steuerkanäle 173 2 bis 173 5 in
kommunizierender Verbindung mit der Steuernut 163 und die
vier Steuerkanäle 173 7 bis 173 10 in kommunizierender Ver
bindung mit der Steuernut 164 des Kolbens 136, wogegen
die Steuerkanäle 173 1 und 173 6 gegen beide Steuernuten 163
und 164 "momentan" abgesperrt sind.
Die eine Steuernut 163 des Kolbens 136 steht über einen
radialen Anschlußkanal 174 (Fig. 1) mit einem inneren
Längskanal 176 des Kolbens 136 in kommunizierender Ver
bindung; dieser Längskanal 176 erstreckt sich bis in
den vom Anschlußblock 148 umschlossenen, nabenfernen
Endabschnitt 153 des Kolbens 136 und steht dort über
einen versorgungsseitigen, weiteren radialen Anschluß
kanal 177 mit einer äußeren A-Ringnut 178 des Ventil
kolbens 136 in kommunizierender Verbindung, in die ein
radialer A-Anschlußkanal 179 des rohrförmigen Stator
teils 133 mündet, der unmittelbar an die am Anschluß
block 148 angeordnete A-Anschlußbuchse 181 angeschlos
sen ist, die über eine Steuerleitung 182 mit dem A-
Verbraucheranschluß 28 einer Funktions-Steuerventi
lanordnung 19 verbunden ist.
Die andere Steuernut 164 des Kolbens 136 steht eben
falls über einen radialen Anschlußkanal 183 mit einem
weiteren inneren Längskanal 184 des Kolbens 136 in kom
munizierender Verbindung; dieser Längskanal 184 er
streckt sich etwas weiter als der erstgenannte Längska
nal 176 in den vom Anschlußblock 148 umschlossenen na
benförmigen Endabschnitt 153 des Kolbens 136 hinein und
steht dort über einen weiteren versorgungsseitigen ra
dialen Anschlußkanal 186 mit einer äußeren B-Ringnut
187 des Ventilkolbens 136 in kommunizierender Verbin
dung, in die ein radialer B-Anschlußkanal 188 des rohr
förmigen Statorteils 133 mündet, der unmittelbar an die
am Anschlußblock 148 angeordnete B-Anschlußbuchse 189
angeschlossen ist, die über eine Steuerleitung 191 mit
dem B-Verbraucheranschluß 29 der Funktions-Steuer
ventilanordnung 19 verbunden ist.
Die beiden inneren Längskanäle 176 und 184 des Steuer
ventil-Kolbens 136 sind als von dessen nabenseitiger
Stirnseite her in den Kolben eingebrachte langgestreck
te Sackbohrungen ausgebildet, die an dieser Stirnseite
des Kolbens durch Stopfen 192 hermetisch druckdicht
verschlossen sind.
Zwischen der A-Ringnut 178 und der B-Ringnut 187 des
Kolbens 136 ist eine Lecköl-Ringnut 193 angeordnet, die
über einen weiteren radialen Anschlußkanal 194 mit ei
ner Lecköl-Anschlußbuchse 196 verbunden ist, über die
Lecköl zum Vorratsbehälter eines nicht dargestellten
Druckversorgungsaggregats abströmen kann.
Zur Erläuterung der Funktion des insoweit seinem Aufbau
nach erläuterten Radialkolben-Hydromotors 120 sei ange
nommen, daß sich die Funktions-Steuerventilanordnung 19
in derjenigen Funktionsstellung befindet, in der in die
A-Steuernut 163 des Steuerkolbens 136 des Hydromotors
120 Druck eingekoppelt ist, während die B-Steuernut 164
drucklos ist, d. h. mit dem Vorratsbehälter 33 des
Druckversorgungsaggregats 16 in Verbindung steht. Des
weiteren sei angenommen, daß der Motor 120 das eine,
z. B. das linke Hinterrad 1971 eines im übrigen nicht
näher dargestellten Fahrzeuges antreibe, das sich auf
einer als horizontal verlaufend vorausgesetzten Fahr
bahn 198 bewege, und daß momentan - zufällig - die in
der Fig. 2 dargestellte Konfiguration der Motorkolben 127 1
bis 127 10 und des Steuerkolbens 136 des Steuerven
tils 134 gegeben sei, die bezüglich der die zentrale
Längsachse 126 als Drehachse des Motors enthaltenden
vertikalen Längsmittelebene 199 desselben - momentan -
symmetrisch ist, derart, daß die beiden Antriebsdruck
räume 161 1 und 162 6, die momentan durch die am weite
sten und am wenigsten weit radial aus dem Käfigteil 129
herausragenden Kolben 127 1 bzw. 127 6 in Richtung ihrer
Längsachsen 131 1 und 139 6 gesehen, axial beweglich be
grenzt sind, durch die sektorflügelförmigen Trennstege
167 und 168 des Steuerkolbens 136 sowohl gegen die A-
Steuernut 163 als auch gegen die B-Steuernut 164 des
Steuerkolbens 136 abgesperrt sind.
Die einseitig "rechts" von der vertikalen Längsmittele
bene 199 des Rades 197 1 angeordneten Kolben 127 2 bis
127 5, die die radial beweglichen Begrenzungen derjeni
gen Antriebsdruckräume 161 2 bis 161 5 bilden, in die
über die A-Steuernut 163 momentan Antriebsdruck einge
koppelt ist, werden mit Radialkräften, deren Beträge
gleich dem Produkt des im jeweiligen Antriebsdruckraum
herrschenden Druckes mit der diesen Antriebsdruckraum
beweglich begrenzenden Kolben-Querschnittsfläche sind,
radial nach außen in die abstützende Anlage mit den
ebenen Anlagefacetten 160 5 bis 160 5 des inneren Lager
rings 157 des Radialkugellagers 156 gedrängt, dessen
äußerer Lagerring 154 drehfest mit dem Außenrotor 121
des Hydromotors 120 verbunden ist.
Wegen des radialen Abstandes ε der zentralen Achse 159
des Radialwälzlagers 156 von der die Drehachse des Au
ßenrotors 121 markierenden zentralen Längsachse 126 des
Motors 120 resultiert aus den radial zur Drehachse 126
des Außenrotors 121 angreifenden Kolbenkräften ein
Drehmoment, das bei dem zur Erläuterung gewählten Fall-
Beispiel dazu führt, daß sich das Fahrzeugrad 197 im
Uhrzeigersinn, d. h. in Richtung des Pfeils 201 dreht
und sich daher das Fahrzeug, das am linken Hinterrad im
Aufstandspunkt 202 auf der Fahrbahn 198 abgestützt ist,
in Richtung des Pfeils 203 der Fig. 2, nach rechts, be
wegt.
Ausgehend von der in der Fig. 2 dargestellten, zur Er
läuterung gewählten Anfangs-Konfiguration der Kolben
127 1 bis 127 10 des Motors 120 und des Steuerkolbens 136
werden, während der Steuerkolben 136 sich mit dem Rad
um 180° dreht, die Antriebsdruckräume 161 1 bis 161 5 in
aufsteigender Reihenfolge ihrer Indizes nacheinander
mit der drucklosen B-Steuernut 164 verbunden und die
Antriebsdruckräume 161 6 bis 161 10 in aufsteigender Folge
ihrer Indizes nacheinander an die druckführende Steuer
nut 163 angeschlossen. Während einer vollen 360°-Umdre
hung 121 führt jeder der zehn Kolben 127 1 bis 127 10 ei
nen bezüglich der Drehachse 126 des Motors 120 radial
nach außen gerichteten Arbeitshub der Hubhöhe 2ε aus,
in dessen Verlauf Hydraulik-Öl in den durch den jewei
ligen Kolben beweglich begrenzten Antriebsdruckraum
einströmt, sowie einen Verdrängungshub derselben Hubhö
he 2ε, durch den dieselbe Hydrauliköl-Menge wieder aus
dem zugeordneten Antriebsdruckraum verdrängt wird.
Das auf eine (360°-)Umdrehung des Rotors 121 bezogene
theoretische Verdrängungsvolumen Vth ist bei dem darge
stellten Radialkolben-Hydromotor durch die Beziehung
gegeben, in der mit Ai die effektiven Querschnittsflä
chen der radial beweglichen Kolben 127 1 bis 127 10 be
zeichnet sind, deren Querschnittsflächen gleich, jedoch
auch gruppenweise verschieden sein können.
Unter der Voraussetzung, daß die Anzahl n der Kolben
127 1 bis 127 10 des Radialkolben-Hydromotors 120, wie in
der Fig. 5 dargestellt, zehn ist und sämtliche Kolben
dieselbe Querschnittsfläche A von 1 cm2 haben und des
weiteren die Exzentrizität ε einen Wert von 0,4 cm ha
be, hat das auf eine 360°-Umdrehung des Rotors 121 des
Hydromotors 120 bezogene Schluckvolumen Vth des Hydro
motors 120 einen Wert von 8 cm3.
Das Antriebs-Drehmoment Md, das ein Radialkolbenmotor
entfalten kann, ist allgemein durch die Beziehung
gegeben, wobei Vth in [cm3]-1 und Δp in [bar] gemessen
werden und mit ηges ein Gesamtwirkungsgrad bezeichnet
ist, der stets kleiner als 1 ist und bei Hydromotoren
einen Wert zwischen 0,7 und 0,95 haben kann.
In der zur Erläuterung gewählten Auslegung entfaltet
der Motor 120 bei einer Druckdifferenz Δp von 100 bar
und einem Gesamtwirkungsgrad um 0,8 somit ein
"theoretisches" Drehmoment Md von 10 Nm.
Zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines als Nabenmotor geeigneten Radialkolben-
Hydromotors 120' sei nunmehr auf die diesbezüglichen
Einzelheiten der Fig. 6a und 6b verwiesen, wobei
Elemente des Hydromotors 120' die mit Elementen des
Motors 120 gemäß den Fig. 1 und 2 bau- und funkti
onsgleich oder -analog sind, mit denselben Bezugszei
chen bezeichnet sind wie diejenigen des Motors 120 ge
mäß den Fig. 1 und 2, deren Beschreibung insoweit
auch, um Wiederholungen zu vermeiden, für den Radial
kolbenmotor 120' gemäß den Fig. 6a und 6b gelten
soll.
Der Hydromotor 120' unterscheidet sich von dem Motor
120 gemäß den Fig. 1 und 2 in funktioneller Hinsicht
dadurch, daß er zwischen zwei Werten Vth1 und Vth2 seines
Schluckvolumens und damit bei vorgegebenem Betriebs
druck zwischen zwei Werten des nutzbaren Drehmoments
Md1 und Md2 umschaltbar ist.
Hierzu sind die radialen Steuerkanäle 173 i (i = 1-10),
über die die Antriebsdruckräume 161 i gruppenweise mit
einer der beiden Steuernuten 163 und 164 des Steuerven
tilkolbens 136 in kommunizierender Verbindung stehen,
in axialer Richtung, d. h. entlang der zentralen Längs
achse 126 des Motors 120 gesehen, alternierend so ge
geneinander versetzt, daß die parallel zur Quermittele
bene 132 des Motors 120' verlaufende Achsebene 206, die
durch die zentralen Achsen 207 der einen Gruppe der
Steuerkanäle 173 aufgespannt ist, die gemäß der Dar
stellung der Fig. 6b - außenseitig - links von der
Quermittelebene 132 angeordnet sind, von der Achsebene
208, die durch die zentralen Achsen 209 derjenigen ra
dialen Steuerkanäle 173 aufgespannt ist, die gemäß der
Darstellung der Fig. 6a innenseitig - rechts - von der
Quermittelebene 132 des Motors 120' angeordnet sind,
einen axialen Abstand ls hat, der etwas größer ist als
der Durchmesser der als kreisrund vorausgesetzten Steu
erkanäle 173 und einem Steuerhub des Kolbens 136 ent
spricht, um den dieser, ausgehend von der in der Fig.
6a dargestellten Position, in der sämtliche Antriebs
druckräume 161 i mit den Steuernuten 163 und 164 in kom
munizierender Verbindung stehend bzw. nacheinander in
eine solche gelangen können, so daß sämtliche Kolben 127
an der Vortriebskraft-Entfaltung beteiligt sind,
axial - nach rechts - verschoben werden muß, um in die
in der Fig. 6b dargestellte Position zu gelangen, in
der nur noch diejenigen Antriebsdruckräume 161 i des
Motors 120' zur Antriebskraft-Entfaltung betragen sind,
deren radiale Steuerkanäle 173 in der inneren "rechten"
Achsebene 208 liegen, während die anderen Antriebs
druckräume 173, deren zentrale Steuerkanalachsen 207 in
der äußeren Achsebene 206 verlaufen, mit einer äußeren
Ausgleichs-Ringnut 211 des Steuerkolbens 136 in kommuni
zierender Verbindung stehen, die Ausgleichsströme von
Hydrauliköl zwischen den an der Vortriebsentfaltung
nicht beteiligten Antriebs-Druckräumen 161 i ermöglicht.
Die axialen lichten Weiten der A-Ringnut 178 und der B-
Ringnut 187 des Steuerkolbens 136 sind hinreichend groß
bemessen, daß in jeder der beiden Steuerpositionen des
Kolbens gemäß den Fig. 6a und 6b der A-Anschlußkanal
179 und der B-Anschlußkanal 188 des rohrförmigen
Statorteils 133 mit ihrem Gesamtquerschnitt innerhalb
der Ringnuten 178 und 187 liegen.
Zur Erläuterung einer zur Umschaltung des Motors 120'
zwischen Betriebszuständen unterschiedlicher Drehmo
ment-Entfaltung geeigneten Umschalt-Einrichtung sei nun
mehr auf die diesbezüglichen Einzelheiten der Fig. 6c
Bezug genommen, anhand derer funktionelle Eigenschaften
der Umschalteinrichtung erläutert werden sollen, die
konstruktiv auf vielfältige Weise, auch abweichend von
den zur speziellen Erläuterung gewählten konstruktiven
Maßnahmen realisierbar sind.
Die in der Detaildarstellung der Fig. 6c insgesamt mit
212 bezeichnete Umschalteinrichtung ist so ausgebil
det, daß der Steuerkolben 136 des Steuerventils 134
durch die Wirkung einer vorgespannten Schaltfeder 213
in die in der Fig. 6a dargestellte "Grund"-Stellung
gedrängt wird, in der sämtliche Kolben 127 i im Verlauf
einer Umdrehung des Rotors 121 an der Antriebskraft-
bzw. Drehmoment-Entfaltung beteiligt sind, und gegen
die Wirkung dieser Schaltfeder 213 in die in der Fig.
6b dargestellte "Schalt-Position" gebracht werden kann,
in der nur die halbe Anzahl der Kolben 127 i an der An
triebskraft-Entfaltung beteiligt sind.
Der Steuerkolben 136 ist an seinem von dem nabenfernen
Endabschnitt 153 des rohrförmigen Statorteils 133 um
schlossenen Endabschnitt 214 mit einer zylindrisch-
topfförmigen, mit der zentralen Längsachse 126 des Mo
tors 120 koaxialen Vertiefung 216 versehen, innerhalb
derer ein kreisscheibenförmiger Endflansch 217 eines
insgesamt mit 218 bezeichneten Fesselgliedes angeordnet
ist, das im übrigen als mit dem Endflansch 217 einstüc
kig ausgebildeter Rundstab 219 ausgebildet ist, dessen
Durchmeser signifikant kleiner ist als der Durchmesser
des Endflansches 217.
Die zylindrisch-topfförmige Vertiefung 216 des Kolbens
136 ist durch eine an dem Kolben 136 durch schematisch
angedeutete Schraub-Verbindungen 221 festgelegte Ring
scheibe 222 gleichsam abgeschlossen, die eine mit der
zentralen Längsachse 126 des Hydromotors 120' koaxiale,
zentrale Öffnung 223 hat, deren Durchmesser geringfügig
größer ist als der Durchmesser des Rundstabes 219 des
Fesselgliedes 218, der durch diese Öffnung 223 der
Ringscheibe 222 in koaxialer Anordnung mit der zentra
len Längsachse 126 des Motors 120' hindurchtritt.
Der Außendurchmesser der Ringscheibe 222 ist geringfü
gig kleiner als der Durchmesser der zentralen Bohrung
169 des rohrförmigen Statorteils 133, dessen von dem
Anschlußblock 148 umschlossener, nabenferner Endab
schnitt 153 ein aus dem Anschlußblock 148 herausragende
Verlängerung 224 hat, die an ihrem nabenfernen Ende
durch eine Überwurfmutter 226 abgeschlossen ist, die
mittels einer statorseitigen Ringdichtung 227, die an
der ringförmigen Endstirnfläche 228 der Verlängerung
224 des rohrförmigen Statorteils 133 angeordnet ist,
gegen dieses abgedichtet ist.
Die Überwurfmutter 226 ist mit einer mit der zentralen
Längsachse 126 des Hydromotors 120' koaxialen Bohrung
229 versehen, in der der Rundstab 219 des Fesselgliedes
218 druckdicht axial verschiebbar geführt ist, wobei
die gleitfähige Abdichtung des Fesselgliedes 218 gegen
über der Überwurfmutter durch eine an dieser angeordne
te Ringdichtung 231 vermittelt ist.
Die Überwurfmutter 226 bildet die statorfeste einseiti
ge axiale Begrenzung eines Ringraumes 232, der axial
beweglich durch den Kolben 136 des Steuerventils 134
und die mit dem Kolben 136 verbundene Ringscheibe 222
begrenzt ist. Lecköl, das in diesen Ringraum 232 z. B.
aus der Ringnut 187 des Kolbens 136 überströmen kann,
kann über einen Abflußkanal 233 zum Vorratsbehälter des
Druckversorgungsaggregats hin abströmen.
Innerhalb dieses Ringraumes ist die Schaltfeder 213,
den Rundstab 219 des Fesselgliedes 218 koaxial umgebend
angeordnet, wobei sie mit ihrem einen Ende an der Über
wurfmutter 226 abgestützt ist und mit ihrem anderen En
de über ein zu ratotorischen Endkopplung der Schaltfe
der 213 von dem Steuerkolben 136 vorgesehenen Axialku
gellager 234 an der der Überwurfmutter 226 zugewandten
Außenseite 236 der Ringscheibe 222 angreift, die mit
dem Steuerkolben 136 fest verbunden ist. Dadurch wird
die mit dem Steuerkolben 136 fest verbundene Ringschei
be 222 in abstützende Anlage mit dem Endflansch 217 des
Fesselgliedes 218 gedrängt, zu dessen rotatorischer
Entkopplung von dem Steuerkolben 136 ein weiteres
Axialkugellager 237 vorgesehen ist, das zwischen der
Ringscheibe 222 und dem Endflansch 217 des Fesselglie
des 218 angeordnet ist und dessen axiale Abstützung an
der Ringscheibe 222 des Steuerkolbens 136 vermittelt.
Das Fesselglied 218 ist in seiner in der Fig. 6c in
ausgezogenen Linien dargestellten Position, die der
Steuerkolben-Position gemäß Fig. 6a entspricht, durch
Anschlagwirkung eines mit dem Fesselglied 218 zugfest
verbundenen - beweglichen - Anschlagteils 238 mit einem
auf nicht dargestellte Weise fest mit dem Stator 133 des
Motors verbundenen Anschlagstück 239 gehalten, die
durch die Vorsperrung der Schaltfeder 213 in Anlage
aneinander gedrängt werden. Beim dargestellten, speziel
len Ausführungsbeispiel ist die zugfeste - in Zugrich
tung nicht nachgiebige - Verbindung des beweglichen
Anschlagteils 238 mit dem Fesselglied 218 durch eine in
der Art einer Fahrrad-Antriebskette ausgebildete Glie
derkette 241 vermittelt, die an einer Umlenk-Kulisse
242 gleitend anliegt, die eine Umlenkung einer über die
Gliederkette 241 auf das Fesselglied ausgeübten Zug
kraft um 90° vermittelt. Die Gliederkette 241 ist durch
ein stab-förmiges Verbindungsteil 243, das durch eine
Bohrung 244 geringfügig größeren Durchmessers des An
schlagteils 239 hindurchtritt, mit dem beweglichen An
schlagteil 238 zufest verbunden. Das bewegliche An
schlagteil 238 hat die Form eines Kreiskegel-Stumpfes,
der mit seiner Basisfläche 250 größeren Durchmessers an
dem ortsfesten Anschlagteil 239 abstützbar ist, wobei
durch diese Abstützposition die Steuerkolben-Stellung
gemäß Fig. 6a markiert ist. Mittels einer durch einen
Zuggriff 245 veranschaulichten Zug-Vorrichtung ist das
Fesselglied 218 und mit diesem der Steuerkolben 136 des
Steuerventils 134 in Richtung des Pfeiles 246 der Fig.
6c - nach rechts - so weit verschiebbar, daß durch eine
derartige Verschiebung der Steuerkolben 136 in die in
der Fig. 6b dargestellte Position gelangt, in der nur
die Hälfte der Anzahl der Antriebskolben zum Vortriebs
moment-Entfaltung beiträgt.
In dieser Position des Steuerkolbens 136, der die in
der Fig. 6c gestrichelt eingezeichnete Position des be
weglichen Anschlagteils 238 der Umschalteinrichtung 212
entspricht, ist der Steuerkolben 136, dadurch gehalten,
daß eine federbelastete Falle 247, die sich radial an
dem beweglichen Anschlagteil 238 abstützt, nach dem
Vorbeitreten seines konischen Mantels 248 an der Fal
len-Kante 249 in eine die breitere Basisfläche 250 des
konischen Anschlagteils 238 hintergreifende Rastpositi
on gelangt, in der das bewegliche Anschlagteil 238 und
mit diesem der Steuerkolben 136 über das Fesselglied
218 in der in der Fig. 6b dargestellten Funktionsstel
lung gehalten wird, in der nur die halbe Anzahl der
Motorkolben 127 i zur Vortriebs- oder Bremsmoment-
Entfaltung beitragen. Die Falle 247 ist, gesehen in
Richtung der auf das bewegliche Anschlagteil 238 ausüb
baren Zugkraft, um eine im Abstand von ihrer Rastnase
249, angeordnete Achse 252 schwenkbar gelagert und ist
mittels einer Zugvorrichtung 253, die als umlenkbare
Drahtlitze 254 mit einem Handgriff 256 dargestellt ist,
gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 257 aus ihrer
Eingriff-Stellung mit der Anschlagfläche 250 des koni
schen Anschlagteils 238 radial ausrückbar, wodurch der
Kolben 136 des Steuerventils 134 durch die Wirkung der
Schaltfeder 213 selbsttätig wieder in diejenige Stel
lung (Fig. 6a) gelangt, in der sämtliche Kolben 126 i
zur Antriebskraft-Entfaltung oder Bremswirkung beitra
gen.
Sowohl bei dem auf den festen Wert des Schluckvolumens
Vth ausgelegten Radialkolbenmotor 120 (Fig. 1) als auch
bei dem zwischen zwei verschiedenen Werten des Schluck
volumens Vth1 und Vth2 umschaltbaren Radialkolben-Motor
120' (Fig. 6a und 6b) ist die zu deren Funktion erfor
derliche, weitgehend hermetische Abdichtung des Kolbens
136 des als Drehschieber-Ventil ausgebildeten Steuer
ventils 134 gegen den Stator 133 durch die Genauigkeit
erzielt, mit der der Durchmesser d des Ventilkolbens
136 und der mit diesem nahezu gleiche, geringfügig grö
ßere Durchmesser d' der zentralen Längsbohrung 169 des
rohrförmigen Statorteils 133 aufeinander abgestimmt
sind, derart, daß die Durchmesserdifferenz Δd = d' - d
einen Wert von nur wenigen µm z. B. 5 bis 10 µm hat, was
bei den ansonsten etwa der maßstäblichen Darstellung
entsprechenden Abmessungen des Kolbens 136 und seines
durch das Statorteil 133 gebildeten Gehäuses ausreicht,
um eine hermetische Abdichtung der jeweils druckführen
den Steuernut 163 bzw. 164 zu erzielen. Um auch bei
hohen Differenzen der Drücke, die über die Steuernuten
163 und 164 in die Antriebsdruckräume 161 i einkoppelbar
sind, eine hinreichende rotatorische Leichtgängigkeit
des Steuerventilkolbens 136 zu gewährleisten, ist die
ser sowohl an seinem nabenseitigen Endabschnitt 261 als
auch an seinem nabenfernen Endabschnitt 262, deren Au
ßendurchmesser d1 signifikant geringer ist als der
lichte Durchmesser d' der zentralen Bohrung 169 des
Statorteils 133, an diesem über "schwach" vorgespannte
Lagerkugeln 263 radial abgestützt, deren Vorspannung
hinreichend groß gewählt ist, so daß im Bereich des
nabenseitigen Steuerabschnitts 162 des Steuerkolbens
136 und im Bereich seines von dem Anschlußblock 148
umschlossenen Steuerabschnitts 264, innerhalb dessen
die A-Versorgungs-Ringnut 178 und die B-Versorgungs-
Ringnut 187 angeordnet sind, der Kolben 136 selbst
nicht in unmittelbare Anlage mit dem rohrförmigen
Statorteil 133 gelangen kann, was zu einer uner
wünschten Erhöhung der Gleitreibung führen würde, son
dern lediglich über die vorgespannten Lagerkugeln 263
mit geringer Rollreibung und einem kleinen Anteil von
Gleitreibung seine Relativbewegungen zum Statorteil 133
ausführen muß.
Die hierfür erforderliche Genauigkeit der Koaxialität
der äußeren Mantelflächen 266 und 267 des nabenseitigen
Endabschnittes 261 und des nabenfernen Endabschnittes
262 des Steuerkolbens 136 bezüglich der zentralen
Längsachse 126 des jeweiligen Radialkolben-Hydromotors
120 bzw. 120' einschließlich seiner die Steuernuten 163
und 164 sowie die A- und B-Versorgungs-Anschlußnuten 178
und 187 begrenzenden Kolbenflansche ist erstel
lungstechnisch innerhalb eines Toleranzbereiches von
wenigen µm möglich, so daß ungeachtet der in Betrieb
asymmetrischen Druckverhältnisse innerhalb des Steuer
kolbens 136 - hoher Druck in nur einem der Längskanäle
176 oder 184 - eine hinreichende Zentrierung des Kol
bens 136 durch die Lagerkugeln 263 gewährleistet
bleibt, deren Vorspannung, die, gesehen in der Längs
schnitt-Darstellung der Fig. 1 und 6a sowie 6b zu
einer elliptischen Verformung derselben führt, natür
lich hoch genug sein muß. Die Vorgabe der erforderli
chen Vorspannung der Lagerkugeln 263 ist ohne weiteres
dadurch möglich, daß diese bei einem Eigendurchmesser
von ca. 3 mm dem Durchmesser nach innerhalb eines Tole
ranzbereiches von 0,5 µm ausgesucht worden, so daß die
zur Abstützung eines der beiden Endabschnitte 261 und
262 des Kolbens sowie dessen Lagerkugeln nach ihrem
Einbau um ca. 1,6 ‰ ihres Durchmessers zu
sammengedrückt, d. h. einer elastischen Verformung in
radialer Richtung unterworfen sind, die weit innerhalb
der Elastizitätsgrenzen des Materials, üblicherweise
Stahl, liegt, aus dem die Kugeln 263 bestehen.
Zweckmäßigerweise sind die Lagerkugeln 263 in rohr-hül
senförmigen Lagerkäfigen 268 gehalten, die ein gerin
ges, z. B. einige Prozent des Kugeldurchmessers betra
gendes axiales und azimutales Spiel erlauben, so daß
die Lagerkugeln - im wesentlichen - frei beweglich
sind.
Innerhalb der Lagerkäfige 268 sind die Lagerkugeln 263
so angeordnet, daß sich, in axialer Richtung gesehen,
eine äquidistante Verteilung der Abwälzbahnen der ein
zelnen Lagerkugeln ergibt, was eine weitestgehend
gleichmäßigen Verteilung der in radialer Richtung wirk
samer Pressungen, gesehen über die axiale Ausdehnung
der Abwälzbereiche ergibt.
Bei dem auf ein definiertes Schluckvolumen ausgelegten
Radialkolben-Hydromotor 120 gemäß Fig. 1 ist durch die
axiale Ausdehnung der Lagerkäfige 268 die funktionsge
rechte Anordnung der Lagerkugeln 263 vorgebbar.
Bei dem zwischen zwei verschiedenen Werten des Schluck
volumens umschaltbaren Motor 120' ist es erforderlich,
daß die Lagerkäfige axiale Bewegungen des Steuerkolbens
236 mit ausführen, was durch die einzelnen Anschlagele
mente, z. B. einen Sprengring 269 am nabenseitigen En
dabschnitt 261 des Steuerkolbens und die am nabenfernen
Endabschnitt desselben befestigte Ringscheibe 222, wie
aus den Fig. 6a und 6b ersichtlich, ohne nennenswerten
Aufwand realisierbar ist.
In einer typischen Gestaltung der Lagerkäfige 268 sind
diese auf die Aufnahme von 20 bis 30 Lagerkugeln 263 in
azimutal äquidistanter Verteilung ausgelegt.
Zur Erläuterung weiterer, der leichtgängigen Drehbar
keit des Kolbens 136 des Steuerventils 134 dienender
Gestaltungsvarianten desselben sei nunmehr auf die De
taildarstellung der Fig. 4 Bezug genommen, die in einem
der Fig. 2a entsprechenden Maßstab eine Ansicht des
Steuerabschnitts 162 des Kolbens 136 des Steuerventils
134 in Richtung des Pfeils Vb der Fig. 5a zeigt, wobei
der Stator 133 im Schnitt längs der Linie IV-IV der
Fig. 2a dargestellt ist.
Der Steuerkolben 136 ist innerhalb des seinem Steuerab
schnitt 162, der mit den Steuernuten 163 und 164 verse
hen ist, benachbarten Mittelabschnitts mit den Steuer
nuten 163 und 164 je einzeln zugeordneten Blindnuten
163' und 164' versehen, die mit je einer der Steuernu
ten 163 bzw. 164 über einen Verbindungskanal 276 bzw.
277 in kommunizierender Verbindung stehen.
Die Blindnuten 163' und 164' haben, in Richtung der
zentralen Längsachse 126 des Motors 120 bzw. des Motors
120' gesehen dieselben azimutale Anordnung und Ausdeh
nung ϕ wie die Steuernuten 163 und 164 und sind inso
weit mit diesen deckungsgleich angeordnet und wie diese
durch sektorflügelförmige Trennstege 167' und 168' ge
geneinander angegrenzt.
Die Blindnuten 163' und 164' haben dieselbe axiale Wei
te w wie die Steuernuten 163 und 164 und sind gegen
diese durch einen Zwischenflansch 273 des Steuerkolbens
136 in axialer Richtung abgegrenzt. Der axiale Abstand
a der gemeinsamen, rechtwinklig zur zentralen Längsach
se 126 des Steuerventilskolbens 136 verlaufenden Mitte
lebene 271 der Steuernuten 163 und 164 von der zu ihr
parallel verlaufenden gemeinsamen Mittelebene 272 der
Blindnuten 163' und 164' entspricht bei der zur Erläu
terung gewählten Gestaltung des Steuerkolbens 136 den
doppelten Wert 2w der lichten Weite w der Steuernuten
163 und 164 bzw. der Blindnuten 163' und 164', so daß
sich für den Wert der axialen Dicke des Zwischenflan
sches 273 ebenfalls der Wert w ergibt.
Die der A-Steuernut 163 zugeordnete und mit dieser über
den Verbindungskanal in kommunizierender Verbindung
stehende A-Blindnut 163' ist, in Richtung der zentralen
Längsachse 126 gesehen, der Steuernut 163 diametral ge
genüberliegend angeordnet; dementsprechend sind auch
die B-Steuernut 164 und die ihr zugeordnete B-Blindnut
164' die über den Verbindungskanal 277 in kommunizieren
der Verbindung miteinander stehen, einander diametral
gegenüberliegend angeordnet, wobei ihr Verbindungskanal
277 seinerseits dem Verbindungskanal 276, der die A-
Steuernut 163 mit der A-Blindnut 163' verbindet, dia
metral gegenüberliegend angeordnet ist.
Die Verbindungskanäle 276 und 277 sind als Außennuten
des Zwischenflansches 273 ausgebildet, die, gesehen in
der Projektion der Fig. 4, eine möglichst kurze - "di
rekte" - Verbindung der jeweiligen Steuernut 163 bzw.
164 mit der dieser zugeordneten Blindnut 163' bzw. 164'
vermitteln.
Herstellungstechnisch ist es am einfachsten, wenn die
Verbindungskanäle 276 und 277 die einander azimutal
nächstgelegenen Endabschnitte der jeweiligen Steuernut
163 und Blindnut 163' bzw. der Steuernut 164 und der
dieser zugeordneten Blindnut 164' jeweils in unmittel
barer Nachbarschaft der jeweiligen sektorförmigen
Trennflügel 167 und 167' bzw. 168 und 168' miteinander
verbinden, selbstverständlich in einer Anordnung, daß
konstruktive "Leck"-Stellen zuverlässig vermieden wer
den.
Unter der Voraussetzung, daß der axiale Abstand 2w der
Steuernuten 163 und 164 von den Blindnuten 163' und
164' klein gegen den axialen Abstand der am weitesten
voneinander entfernten Stützstellen ist, zwischen denen
der Steuerkolben 136 sich radial an dem hohlrohrförmi
gen Statorteil 133 abstützt, wird durch die in der Fig.
4 geschilderte Anordnung und Gestaltung der Blindnuten
163' und 164' erreicht, daß ein Kippmoment, das auf den
Steuerkolben 136 aufgrund des Unterschiedes der Drücke,
die in den Steuernuten 163 und 164 herrschen, resul
tiert, und den Kolben in einseitiger Anlage mit der
zentralen Bohrung 169 des hohlrohrförmigen Statorteils
133 drängt, was zu unerwünschten Reibungseffekten füh
ren könnte, gleichsam in einer guten, ersten Näherung
ausgeglichen wird.
Gleichwohl bleibt aufgrund des axialen Abstandes a der
Blindnuten 163' und 164' von den Steuernuten 163 und
164 ein aus der Druckbeaufschlagung der jeweiligen
Steuernut 163 oder 164 und der mit dieser jeweils in
kommunizierender Verbindung stehenden Blindnut 163' und
164', ein Restkippmoment, das an den Endabschnitten des
Kolbens, mit denen dieser radial in der zentralen Boh
rung 169 des Statorteils 133 gleitend abgestützt ist,
zu Kräften führt, die zu der Radialkraft Fr, die aus
der Druckbeaufschlagung der jeweiligen Steuernut 163
oder 164 resultiert, im Verhältnis a/l stehen, wenn mit
l der Abstand der Kolbenenden voneinander bezeichnet
ist.
Im Unterschied dazu wird durch die Gestaltung des Steu
erventilkolbens 136 gemäß Fig. 5 durch eine bezüglich
der Mittelebene 271 der Steuernuten 163 und 164 symme
trische Anordnung von Blindnuten 163' und 163'', die
mit der einen Steuernut 163 in kommunizierender Verbin
dung stehen, sowie von Blindnuten 164' und 164'', die
mit der anderen Steuernut 164 in kommunizierender Ver
bindung stehen, ein vollständiger Ausgleich der aus
einem Druckunterschied zwischen den Steuernuten 163 und
164 resultierenden Radialkraft erzielt. Die mit der A-
Steuernut 163 in kommunizierender Verbindung stehenden,
beidseits der B-Steuernut 164 angeordneten Blindnuten 163'
und 163'' sowie die mit der B-Steuernut 164 in
kommunizierender Verbindung stehenden Blindnuten 164'
und 164'' haben dieselbe axiale lichte Weite w/2, die
der halben lichten Weite w der Steuernuten 163 und 164
entspricht. Die Abstände ihrer Mittelebenen 272' und
272'' von der Mittelebene 271 der Steuernuten 163 und
164 sind jeweils gleich und haben bei dem zur Erläute
rung dargestellten Ausführungsbeispiel den Wert 1,75 w.
Claims (16)
1. Radialkolben-Hydromotor (120, 120') mit einem Außen
rotor (121), der durch zwangsgesteuerte zyklisch
alternierende, gruppenweise Druckbeaufschlagung und
Entlastung von Antriebskolben (127 1 bis 127 10), die
in axialsymmetrischer Gruppierung um eine die Dreh
achse des Rotors (121) markierende zentrale Längs
achse (126) des Motors in radialen Bohrungen (128 1
bis 128 10) eines einen Teil des Stators (124) bil
denden Käfigteils (129) radial auswärts und ein
wärts druckdicht verschiebbar sind, rotatorisch an
treibbar ist,
wobei sich die Kolben mit ebenen Endstirnflächen an rechtwinklig zu den zentralen Achsen (131 1 bis 131 10) der Bohrungen des Käfigteils verlaufenden, radial inneren ebenen Facettenflächen (160 1 bis 160 10) eines an seiner Innenseite entsprechend der Anzahl der Kolben regelmäßig-polygonal, an seiner Außenseite kreisrund berandeten inneren Lagerringes (157) eines zur Drehmomentübertragung auf den Rotor vorgesehenen Wälzlagers (156) abstützen, dessen äu ßerer Lagerring (154) drehfest am Rotor des Motors angeordnet ist,
wobei weiter die zur Drehachse des Motors parallele zentrale Achse (159) des Wälzlagers in einem radia len Abstand ε von der Drehachse des Motors "exzentrisch" verläuft, der auf den Wert s der rechtwinklig zur zentralen Achse des Lagers gemes senen Ausdehnung der ebenen Facettenflächen des In nenringes des Wälzlagers dahingehend abgestimmt ist, daß die Kolben, bezogen auf Mittelpositionen, in denen die zentrale Achse mindestens eines der Kolben die Mittelsenkrechte einer der Facettenflä chen markiert, um den Betrag der Exzentrizität in alternativen Richtungen relativ zum Innenring glei tend verschiebbar sind,
und wobei die Kolben mit Kanälen (161'') versehen sind, die durch die Kolben und die Stator-Bohrungen begrenzte Antriebsdruckräume (161 1 bis 161 10) mit Gegendruckräumen (161') kommunizierend verbinden, die durch radial äußere, in sich geschlossene Rip pen (130') der Kolben berandet sind, die sich mit ebenen Endstirnflächen (130 1 bis 130 10) der Rippen an den ebenen Facettenflächen (160 1 bis 160 10) des inneren Lagerringes (157) abstützen.
wobei sich die Kolben mit ebenen Endstirnflächen an rechtwinklig zu den zentralen Achsen (131 1 bis 131 10) der Bohrungen des Käfigteils verlaufenden, radial inneren ebenen Facettenflächen (160 1 bis 160 10) eines an seiner Innenseite entsprechend der Anzahl der Kolben regelmäßig-polygonal, an seiner Außenseite kreisrund berandeten inneren Lagerringes (157) eines zur Drehmomentübertragung auf den Rotor vorgesehenen Wälzlagers (156) abstützen, dessen äu ßerer Lagerring (154) drehfest am Rotor des Motors angeordnet ist,
wobei weiter die zur Drehachse des Motors parallele zentrale Achse (159) des Wälzlagers in einem radia len Abstand ε von der Drehachse des Motors "exzentrisch" verläuft, der auf den Wert s der rechtwinklig zur zentralen Achse des Lagers gemes senen Ausdehnung der ebenen Facettenflächen des In nenringes des Wälzlagers dahingehend abgestimmt ist, daß die Kolben, bezogen auf Mittelpositionen, in denen die zentrale Achse mindestens eines der Kolben die Mittelsenkrechte einer der Facettenflä chen markiert, um den Betrag der Exzentrizität in alternativen Richtungen relativ zum Innenring glei tend verschiebbar sind,
und wobei die Kolben mit Kanälen (161'') versehen sind, die durch die Kolben und die Stator-Bohrungen begrenzte Antriebsdruckräume (161 1 bis 161 10) mit Gegendruckräumen (161') kommunizierend verbinden, die durch radial äußere, in sich geschlossene Rip pen (130') der Kolben berandet sind, die sich mit ebenen Endstirnflächen (130 1 bis 130 10) der Rippen an den ebenen Facettenflächen (160 1 bis 160 10) des inneren Lagerringes (157) abstützen.
2. Radialkolben-Motor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die von den rippenförmigen freien En
dabschnitten der Kolben umschlossenen Kolben-
Stirnflächen, dies die radial inneren Begrenzungs
flächen der Entlastungsdruckräume (161') bilden,
dem Betrage nach annähernd denjenigen Kolbenflächen
entsprechen, die die beweglichen Begrenzungen der
Antriebsdruckräume (161 1 bis 161 10) bilden und nur
geringfügig, z. B. 3 bis 10% kleiner sind als diese.
3. Radialkolben-Motor nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Außendurchmesser da der die
Ringrippen bildenden freien Endabschnitte der Kol
ben (127 1 bis 127 10) signifikant, z. B. um 10% bis
25%, größer ist als der Durchmesser di der in den
radialen Bohrungen (128 1 bis 128 10) des Stators
(124) druckdicht verschiebbar angeordneten Füh
rungsabschnitte der Kolben.
4. Radialkolben-Motor nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier und
vorzugsweise mehr, bevorzugt zwischen acht und
sechzehn Antriebskolben (127 1 bis 127 10) und diesen
zugeordnete Facettenflächen (160 1 bis 160 10) des in
neren Lagerringes (157) des Wälzlagers (156) vorge
sehen sind.
5. Radialkolben-Motor nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zwangssteuerung
der gruppenweisen Druckbeaufschlagung der antrei
benden Kolben ein Drehschieberventil (134) vorgese
hen ist, dessen Kolben (136) mit dem Rotor (121)
des Motors (120; 120') drehfest rotatorisch bewe
gungsgekoppelt ist, und dessen Gehäuse durch ein
rohrförmiges Teil (133) des Stators (124) des Mo
tors (120; 120') gebildet ist.
6. Radialkolben-Motor nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kolben (136) als Steuernuten
(163, 164) zwei einander diametral gegenüberliegend
angeordnete Außennuten gleicher azimutaler Ausdeh
nung Φ hat, die durch einander diametral gegen
überliegende Trennstege (167, 168) druckdicht gegen
einander abgegrenzt sind, deren azimutale Ausdeh
nung mindestens und annähernd der azimutalen lich
ten Weite ϕ von radialen, mit je einem der An
triebsdruckräume (161 1 bis 161 10) in kommunizieren
der Verbindung stehenden Steuerkanälen (173 1 bis
173 10) des Stators (124, 123) entspricht, die inner
halb der azimutalen Ausdehnung Φ der Steuernuten
(163 und 164) gruppenweise in diese münden, wobei
die Steuernuten (163, 164) mit je einem inneren
Längskanal (176 bzw. 184) des Kolbens (136) in kom
munizierender Verbindung stehen, der seinerseits
mit einer kolbenseitigen Ringnut (178 oder 187)
oder einer gehäuseseitigen Ringnut in kommunizie
render Verbindung steht, die mit je einem der bei-u
den Versorgungsanschlüsse (181 und 189) des Motors
(120; 120') verbunden sind.
7. Radialkolben-Motor nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß in einem axialen Abstand a von den
Steuernuten (163 und 164), der klein gegen die
axiale Länge l des Steuerkolbens ist und vorzugs
weise auch signifikant kleiner als der Durchmesser
derjenigen Kolbenabschnitte, mit denen der Kolben
(136) in der zentralen Stator-Bohrung (169) druck
dicht-gleitfähig gelagert ist, Blindnuten (163' und
164') am Kolben vorgesehen sind, die mit je einer
der Steuernuten (163 oder 164) kommunizierend ver
bunden sind, wobei die miteinander verbundenen
Steuer- und Blindnuten dieselbe azimutale Ausdeh
nung Φ und dieselbe axiale lichte Weite w haben
und einander diametral gegenüberliegend angeordnet
sind.
8. Radialkolben-Motor nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß in einer bezüglich der gemeinsamen,
rechtwinklig zur zentralen Längsachse (126) verlau
fenden Mittelebene (271) der beiden Steuernuten
(163 und 164) symmetrischen Anordnung Blindnuten
(163' und 164' sowie 163'' und 164'') vorgesehen
sind, die mit je einer der Steuernuten (163 bzw.
164) paarweise in kommunizierender Verbindung ste
hen, wobei diese Blindnuten dieselbe azimutale An
ordnung und Ausdehnung Φ haben wie dies Steuernuten
und der mit ihnen kommunizierend verbundenen Steu
ernut (163 bzw. 164) jeweils diametral gegenüber
liegend angeordnet sind und die axiale lichte Weite
der Blindnuten dem halben Wert der lichten Weite w
der Steuernuten entspricht.
9. Radialkolben-Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Achsebene (206) der
radialen Steuerkanäle (173), über die eine erste Un
tergruppe von mindestens drei axialsymmetrisch ange
ordneten Antriebskolben (127) mit Druck beaufschlagbar
und druckentlastbar ist, von der Achsebene (209) der
radialen Steuerkanäle (173), über die eine zweite Un
tergruppe von mindestens drei, ihrerseits axialsymme
trisch angeordneten Antriebskolben druckbeaufschlagbar
und -entlastbar ist, in einem axialen Abstand vonein
ander angeordnet sind, der signifikant größer ist als
die axiale lichte Weite der Steuerkanäle (173 1-173 10),
und daß der Steuerkolben (136) aus einer Posi
tion, in der die radial inneren Mündungsöffnungen
sämtlicher Steuerkanäle (173 1-173 10) innerhalb der
Steuernuten (163, 164) des Kolbens münden, in axialer
Richtung so weit ausrückbar ist, daß nur noch die
Steuerkanäle einer der beiden Kolbengruppen innerhalb
der Steuernuten (163, 164) des Kolbens (136) münden.
10. Radialkolben-Motor nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Steuerkolben (136) mit einer peri
pheren Ausgleichs-Ringnut (211) versehen ist, über die
in derjenigen (Schalt-)Position des Kolbens (136), in
der nur eine Kolbengruppe zur Drehmomententfaltung ge
nutzt ist, die Antriebsdruckräume der anderen, nicht
an der Drehmoment-Entfaltung beteiligten Kolbengruppe,
miteinander in kommunizierender Verbindung stehen.
11. Radialkolben-Motor nach Anspruch 9 oder Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß eine an dem Steuerkolben
(136) axial angreifende Schaltfeder (213) vorgesehen
ist, die den Kolben (136) in dessen Grundstellung
drängt und gegenüber diesem durch ein Wälzlager
(234) rotatorisch entkoppelt ist.
12. Radialkolben-Motor nach einem der Ansprüche 9 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben
(136) durch axiale Verschiebe-Betätigung eines Fes
selgliedes (218), das mit dem Kolben (136) in form
schlüssigem Eingriff steht, gegenüber diesem jedoch
über ein Axial-Wälzlager (237) rotatorisch entkop
pelt ist, in seine alternativen Funktionsstellungen
bringbar ist.
13. Radialkolben-Motor nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur axialen Verschiebebetätigung des
Fesselgliedes (218) ein durch die Vorspannung der
Schaltfeder (213) seinerseits unter einer Mindest-
Zugspannung stehendes Zugglied (241) vorgesehen ist,
mit dem ein Anschlagkörper (238) zugfest verbunden
ist, durch dessen Abstützung an einem feststehenden
Anschlagstück (239) die Grundstellung des Steuerkol
bens (136) des Motors (120') markiert ist, und durch
dessen kraft-formschlüssigen Rasteingriff mit einer
Falle (247) der Kolben in seiner zur Grundstellung
alternativen Schaltstellung gehalten wird, aus der
er durch Lösebetätigung der Falle (247) selbsttätig
in die Grundstellung zurückgelangt.
14. Drehschieber-Ventil, insbesondere zur Steuerung
eines Radialkolben-Motors nach einem der Ansprüche 1
bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens
rotatorisch bewegliche Steuerkolben (136) des Dreh
schieberventils (134) innerhalb des Gehäuses durch
radial vorgespannte Wälzkörper (263), die zwischen
konzentrischen Abwälzflächen des Kolbens (136) und
des Gehäuses angeordnet sind, bezüglich der zentra
len Längsachse (126) zentriert ist.
15. Radialkolben-Motor nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die radiale Durchmesserverringerung der
Wälzkörper, vorzugsweise von Lagerkugeln (263), die
durch deren Lagerungs-Vorspannung bedingt ist, zwi
schen 1/104 und 1/103 ihres Durchmessers beträgt.
16. Radialkolben-Motor nach Anspruch 14 oder Anspruch
15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (263)
in zylindrisch-rohrförmigen, vorzugsweise aus Metall
bestehenden Lagerkäfigen (268) frei drehbar angeord
net sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997149906 DE19749906A1 (de) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Radialkolben-Hydromotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997149906 DE19749906A1 (de) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Radialkolben-Hydromotor |
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DE19749906A1 true DE19749906A1 (de) | 1999-05-20 |
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ID=7848355
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1997149906 Ceased DE19749906A1 (de) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Radialkolben-Hydromotor |
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