DE2335976C3 - Hydrostatische Radialkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Radialkolbenmaschine mit mehrnockiger Kolbenführungsbahn, bei der ein Zylinderkörper relativ zum Gehäuse drehbar angeordnet ist und bei dem die Druckflüssigkeitssteuerung in axialer Richtung durch einen flexiblen und drehstarr im Gehäuse aufgehängten Verteilerring erfolgt und wobei der Verteibrring mit Stützkolben versehen ist

Es ist eine hydrostatische Radialkolbenmaschine mit mehrnockiger Kolbenführungsbahn nach FR-PS 13 52 231 bekannt, bei der die Steuerung der Druckflüssigkeit in axialer Richtung durch einen Verteilerring erfolgt. Wenn derartige Maschinen auch verhältnismäßig langsam drehen, so weisen sie doch durch die Vielzahl der Nocken des Kolbenführungsprofils und ihre vielen Kolben ein ganz beträchtliches Schluckvolumen auf und erzeugen dementsprechend große Drehmomente. Da diese Maschine nur einen Verteilerring besitzt, treten hohe Strömungsgeschwindigkeiten auf, die zu hohen Drosselverlusten führen. Eine optimale Bauweise, d. h. mit möglichst kleinem Maschinenaußendurchmesser, wird durch die Anordnung nur eines Verteilerringes verhindert. Vielmehr bestimmt sich der Außendurchmesser durch die Dimens»Dnierung der Abtriebswelle, der Kanalquerschnitte im Verteilerring, welcher mit seinem Außendurchmesser die Eintauchtiefe der Kolbenstützrollen bestimmt, der Kolbenhubhöhe und des Stützrollendurchmessers. Des weiteren hat diese Maschine den Nachteil, daß die axiale Anpreßkraft des Verteilerringes von der Lagerung des Zylinderkörpers aufgenommen werdrn muß und der Zylinderkörper sich hierzu der Abtriebswellenlagerung bedient.

Ferner ist eine Radialkolbenmaschine mit einnockiger Kolbenführungsbahn (Exzenter) und zweiseitiger axialer Beströmung des Zylinderkörpers nach US-PS 24 84 337 bekannt, die aber wegen der Einnockigkeit nur für höhere Drehzahlbereiche mit kleinen Durchmessern geeignet ist.

Aber auch bei dieser Maschine wird, trotz der zweiseitigen Beströmung des Zylinderkörpers durch die Anordnung von zwei Zylinderreihen, jeder Zylinder nur von einer Seite beaufschlagt. Dadurch treten hohe Drosselverluste auf. Nachteilig bei dieser Bauart ist es auch, daß bei weitem nicht der Optimierungsgrad als bei mehrnockigen Maschinen erreicht wird. Zudem benötigen sie für geringe Drehzahlen ein Nachschaltgetriebe.

Die Jiach US-PS 29 01 975 bekannte einnockige Radialkolbenmaschine entspricht im wesentlichen der zuletzt beschriebenen Maschine und ist mit den gleichen Nachteilen behaftet Hinzu kommt noch, daß die auf einer Seite zentral angeordnete Steuerplatte eine durchgehende Welle unmöglich macht

Des weiteren ist eine mehmockige Radialkolbenmaschine mit einseitiger Beaufschlagung nach DT-OS 21 46 844 bekanntgeworden, die wegen ihrer einseitigen Beaufschlagung mit hohen Drosselverlusten behaftet ist und die deshalb, wie schon zuvor beschrieben, nicht optimal ausgeführt werden kann. Zudem ist es nachteilig, daß der Zylinderkörper wegen des Verschleißausgleichs am Schubausgleichsring, der dem Verteilerring an der anderen Zylinderkörperseite gegenüberliegt axial beweglich auf der im Gehäuse gelagerten Abtriebswelle angeordnet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Radialkolbenmaschine nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs anzugeben, welche als Hohlwellenmaschine direkt auf eine Arbeitsmaschine aufgesetzt werden kann und wobei die Hohlwelle für die Aufgabe hoher Drehmomente möglichst große Durchmesser aufweist und mit der vergleichsweise hohe Drehzahlen bei gutem Wirkungsgrad erreicht werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zu- und Abfuhr der Flüssigkeit zu jedem Zylinder gleichzeitig in axialer Richtung mittels Durchbrüchen von beiden Stirnseiten des Zylinderkorpers durch zwei beiderseits angeordnete Verteilerringe erfolgt, und daß der Zylinderkörper selbst im Gehäuse gelagert ist und in seiner Mitte eine zylindrische öffnung mit einer Vielkeilverzahnung od. dgl. aufweist.

Der Erfindungsgegenstand hat den Vorteil, daß jeder Zylinder gleichzeitig von zwei Seiten mit Druckringflüssigkeit versorgt wird. Dadurch verdoppeln sich die Kanalquerschnitte und halbieren sich die Strömungsgeschwindigkeiten. Deshalb können vergleichsweise hohe Drehzahlen bei guten Wirkungsgraden erreicht werden. Des weiteren ermöglicht die vorgeschlagene Ma schine die Anordnung einer durchgehenden Hohlwelle mit so großem Durchmesser, daß die Maschinenmo mente einwandfrei übertragen werden können, ohne daß deswegen der Maschinenaußendurchmesser ver größert werden muß und Dank der zweiseitigen Beauf schlagung ohne Beeinträchtigung der Beströmung Durch die beidseitige Beströmung wird ein Schubaus gleich und damit eine Entlastung der Zylinderkörperla gerung erreicht. Die direkte Lagerung des Zylinderkör pers im Gehäuse mittels seiner Hohlwelle sichert bauli ehe Vorteile.

Die Anpressung der Verteilerringe erfolgt übe Stützkolben, die zur Hälfte mit dem Druckkanal um zur anderen Hälfte mit dem Rücklaufkanal in Verbin dung stehen. Vorteil dieser Anordnung ist es, daß di Anpressung immer proportional der Summe der Ka naldrücke ist. Durch geeignete Wahl der Stützkolben durchmesser ist die günstigste Anpreßkraft bestimm bar.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge stellt und wird im folgenden näher beschrieben. E zeigt

F i g. 1 Ansicht der Maschine mit zur Hälfte entferr tem Gehäuseseitenteil und geschnittenem Zylinderköi per,

F i g. 2 Seitenansicht der Maschine bzw. Halbschnitt, F i g. 3 Verteilerring, Ansicht der Steuerkanäle, F i g. 4 Verteilerring, Seitenansicht,

F i g. 5 Verteilerring, Ansicht der Sacklochbohrungen für die Stützkolben,

F i g. 6 Schnitt durch die Steuerkanäle, Schnittverlauf · ,4-Bin Fig.3,

Fig. 7 Schnitt durch die Sackiochbohrungen, Schnittvprlauf C-D in F i g. 5.

In F i g. 1 und 2 ist eine hydrostatische Radialkolbenmaschine ersichtlich, bei der ein Zylinderkörper 4 in einem Gehäuse, bestehend aus den Seitenteilen 1 und einem Ring 2 mit Innennockenprofil, mittels der Wälzlager 5, drehbar gelagert ist.

Der Zylinderkörper 4 ist zentrisch durchbohrt und diese Bohrung trägt eine Innenverzahnung, wobei die Bohrung und die Innenverzahnung *o dimensioniert sind, daß das von der Maschine erzeugte Drehmoment abgeleitet werden kann. Im Zylinderkörper 4 ist eine Vielzahl von vom Mittelpunkt nach außen gerichteter Zylinder 6 vorhanden. Diese Zylinder werden durch Kolben 7 verschlossen. Die Kolben 7 stützen sich gegen Traversen 8 ab, wobei die Traversen 8 in Schlitzen des Zylinderkörpers 4 geführt werden und an ihren Enden Stützrollen 9 tragen. Die Stützrollen 9 rollen auf dem Innen-Nockenprofil ab und dabei wird das unter den Kolben 7 sich befindende Zylindervolumen periodisch vergrößert und verkleinert

Das die Kolbenbewegung hervorrufende hydraulische Strömungsmittel wird von einer Pumpe geliefert und gelangt über den Verteilerstutzen 3 in die beiden Seitenteile 1 und dann über die entsprechenden Ringkanäle 10 in die Steuerkanäle 19 der Verteüerringe 11. Drucköl bekommen selbstverständlich nur die Hälfte der Steuerkanäle 19, wobei in Umfangsrichtung jeder zweite Steue. kanal Drucköl bekommt. Aus F i g. 3, 4, 6 ist ersichtlich, welche Steuerkanäle 19 mit dem momentan mit Drucköl beaufschlagten Ringkanal 10 verbunden sind. Die in den F i g. 3 bis 7 angebrachten Sterne • kennzeichnen Steuerkanäle 19, Ringkanäle 10 bzw. Bohrungen 16, die miteinander verbunden sind. Über die im Zylinderkörper 4 angebrachten Durchbrüche 13 gelangt das hydraulische Strömungsmittel unter die Kolben 7. Die Steuerkanäle 19 in den Verteilerringen 11 sind so angeordnet und so mit den kingkanälen 10 verbunden, daß nur unter die Kolben 7 Flüssigkeit geleitet wird, die bei einer festgelegten Drehrichtung des Zylinderkörpers radial nach außen gleiten können. Die bei einer solchen Drehung zwangläufig nach innen gleitenden Kolben können über die Durchbrüche 13 und über die nicht mit Drucköl beaufschlagten Steuerkanäle 19 und mit den entsprechenden Ringkanälen 10 die unter ihnen stehende Flüssigkeit abgeben. Diese Rücklaufflüssigkeit gelangt in die Seitenteile 1 und von dort zu dem Verteilerstutzen 20 und von dort wieder zur Pumpe bzw. in den Tank. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, sind die Stirnseiten des Zylinderkörpers 4 als Steuerflächen ausgebildet und die Flächen müssen folglich möglichst glatt, möglichst verschleißfest und mit möglichst kleinen Stirnlauffehlern behaltet sein. Die Verteüerringe U müssen an diese Steuerflächen angedrückt werden, damit ein Minimum an Druckflüssigkeit an den Übergabestellen entweicht

Da Stirnlauffehler des Zylinderkörpers 4 nicht ausgeschlossen werden können, müssen die Verteilerringe 11 flexibel in den Seitenteilen 1 gelagert sein. Erreicht wird dies, indem man die Verteilerringe 11 mit entsprechendem Spiel in die Bohrung der Seitenteile 1 einlegt Die flexible Aufhängung erfolgt durch die in die Einstiche 14 eingelegten elastischen Dichtelemente 15. Diese Dichtelemente 15 übernehmen selbstverständlich auch die Abdichtung des unter Dirucköl stehenden Ringkanals 10 zu dem nicht mit Drucköl beaufschlagten Ringkanal 10 und ebenso die Abdichtung der RingkanäJe 10 gegen den Maschineninnenraum.

Damit die Verteilerringe 11 eventuellen Stirnlauffehlern des Zylinderkörpers 4 folgen, und damit der durch Abrieb zwischen Verteilerring 11 und Steuerfläche des Zylinderkörpers 4 entstehende Spalt immer nachgestellt wird, werden die Verteilerringe 11 mittels Systemdruck gegen den Zylinderkörper 4 gedruckt. Die Verteilerringe 11 sind gegenüber den Seitenteilen 1 axial verschiebbar, jedoch drehstarr angeordnet. Dieser Systemdruck wird über die Ringkanäle 10 und kleine Bohrungen 16 auf Stützkolben 17 geleitet. Die Stützkolben 17 stecken in Sacklochbohrungen 18, die an der Stirnseite der Verteilerringe 11 angebracht sind. Die halbe Anzahl der Stützkolben 17 sind über die Bohrung 16 mit dem mit Drucköl beaufschlagten Ringkanal 10 und die andere Hälfte mit dem nicht mit Drucköl beaufschlagten Ringkanal 10 verbunden. Die Beaufschlagung der Stützkolben 17 erfolg« so, daß immer ein mit Drucköl beaufschlagter Stützkolben 17 zwischen zwei nicht mit Drucköl beaufschlagten Stützkolben 17 liegt (paarige Anzahl der Kolben!).

Durch diese Anordnung kommt es. daß die Verteüerringe 11 von der Hälfte der Stützkolben 17 mit Systemdruck und von der anderen Hälfte der Stützkolben 17 mit dem in der Rücklaufleitung herrschenden Druck gegen den Zylinderkörper 4 gedrückt werden. Der hinter den Stützkolben 17 herrschende Füssigkeitsdruck möchte die Stützkolben 17 aus der Sacklochbohrung 18 schieben. Dies ist aber nicht möglich, da die Stützkolben 17 an den Seitenteilen 1 anliegen. Die Reaktionskraft läßt also die Verteilerringe 11 immer mit einer sowohl dem Druck in der Druckleitung als auch dem Druck in der Rücklaufleitung entsprechenden Kraft an den Steuerflächen des Zylinderkörpers 4 anliegen. Da an beide Stirnseiten des Zylinderkörpers 4 Verteüerringe 11 angepreßt werden, sind von den Hauptlagern keine Axialkräfte aufzunehmen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydrostatische Radialkolbenmaschine mit mehrnockiger Kolbenführungsbahn, bei der ein Zylinderkörper relativ zum Gehäuse drehbar angeordnet ist und bei dem die Druckflüssigkeitssteuerung in axialer Richtung durch einen flexiblen und drehstarr im Gehäuse aufgehängten Verteilerring erfolgt und wobei der Verteilerring mit Stützkolben versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Abfuhr-der Flüssigkeit zu jedem Zylinder (6) gleichzeitig in axialer Richtung mittels Durchbrüchen (13) von beiden Stirnseiten des Zylinderkörpers (4) durch zwei beiderseits angeordnete Verteilarringe (11) erfolgt und daß der Zylinderkörper selbst im Gehäuse gelagert ist und in seiner Mitte eine zylindrische Öffnung mit einer Vielkeilverzahnung aufweist.