DE2552677A1

DE2552677A1 - Stroemungsmittelmaschine mit radialen kolben

Info

Publication number: DE2552677A1
Application number: DE19752552677
Authority: DE
Inventors: Stephane Bojuc
Original assignee: Rexroth Sigma SA
Current assignee: Rexroth Sigma SA
Priority date: 1974-11-29
Filing date: 1975-11-24
Publication date: 1976-08-12
Also published as: DE2552677B2; FR2292854A1; DE2552677C3; FR2292854B1

Description

Patentanwälte

Dip! Ing. H. Woickmann. Dir!. Pfcys. Dr. K. Fincke

Dipl. Ing. F. A. Weidmann, ϋψ. Item- B- H"^ber

8 München SO, Mü::i.t:a3e 22

REXROTH-SIGMA

91, BId Irene Joliot-Curie

69634 VENISSIEUX / Frankreich

Strömungsmitbelmaschine mit radialen Kolben.

Die Erfindung betrifft die Strömungsmittelmaschinen (Pumpen und Motoren) mit radialen Kolben mit einer Welle, auf welcher drehfest ein Körper mit radialen Zylindern befestigt ist, in welchen die Kolben gleiten können, wobei jeder Kolben an seinem von der Welle entfernten Ende mit einer beweglichen Anordnung verbunden ist, sowie mit einem die Welle und die Kolben umgebenden Mantel, welcher innen eine Nockenfläche aufweist, bei welcher die Zahl der Ausbuchtungen von der Zahl der Kolben verschieden ist, wobei diese Ausbuchtungen in radialer Richtung schrägliegende Zonen besitzen, welche mit den den Kolben zugeordneten beweglichen Anordnungen zusammenwirken können, wobei leitungen und Öffnungen in dem Mantel vorgesehen und jeder Ausbuchtung zugeordnet sind, während der Körper ebenfalls jedem Zylinder zugeordnete leitungen und Öffnungen aufweist, um die Zufuhr und die Abfuhr eines Strömungsmittels bei verschiedenen Drücken zu ermöglichen.

Die Erfindung betrifft im besonderen, wenn auch nicht ausschließlich, die langsamlaufenden Strömungsmittelmaschinen,

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d»h. welche mit Drehzahlen arbeiten, welche unterhalb eines Grenzwerts τοη größenordnungsmäßig 400 Umdrehungen in der Minute liegen.

Derartige Stromungsmittelmaschinen sind bekannt und insbesondere in der britischen Patentschrift Hr. 1 242 ?81 beschrieben.

Die Erfindung bezweckt insbesondere, derartige Strömungsmittelmaschinen, so auszubilden, daß sie besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis entsprechen und insbesondere einen einfacheren Aufbau, ein weicheres Arbeiten und einen verbesserten Drehzahlbereich haben.

Eine erfindungsgemäße Strömungsmitte!maschine mit radialen Kolben der oben definierten Art mit einen Schieber enthaltenden Verteilungsmitteln, welche die Strömungsmittel strömung an einer bestimmten Zahl von Ausbuchtungen des Nockens kurzschließen können, so daß das Strömungsmittel in den den kurzgeschlossenen Ausbuchtungen zugeordneten Zufuhr- und AbfuhrÖffnungen den gleichen Druck hat, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zufuhrnut und Zufuhrkanäle, welche auf einer Seite des Körpers liegen, sowie zwei axial gegeneinander versetzte Abfuhrnuten und Abfuhrkanäle, welche zwei verschiedene Gruppen bilden, welche mit den Abfuhrnuten verbunden sind, wobei die Abfuhrkanäle und Abfuhrnuten auf der anderen Seite des Körpers liegen, aufweist, daß die erste Abfuhrnut ständig mit dem Auslaß verbunden ist, daß die zweite Abfuhrnut mit einer von dem Schieber der Verteilungsmittel gesteuerten Leitung verbunden ist, daß ein Kanal in dem Mantel vorgesehen ist und den Hocken umgeht, um die Zufuhrnut mit einer von dem Schieber gesteuerten Kammer in Verbindung zu setzen, und daß der Schieber und die Verteilungsmittel so in dem Mantel angeordnet und ausgebildet sind, daß sie gestatten, entweder die beiden Abfuhrnuten miteinander zu verbinden, wobei sie sie von dem Kanal isolieren, oder die zweite Abfuhrnut mit dem Kanal zu verbinden, wobei sie die erste Abfuhrnut von der zweiten Abfuhrnut isolieren.

Es ist zu bemerken, daß die erfindungsgemäßen Strömungsmitte lmaschinen umkehrbar sind. Zur Vereinfachung und Klarheit wurden in der obigen Beschreibung Ausdrücke wie Zufuhrnuten, Zufuhrkanäle oder Abfuhrnuten und Abführkanäle benutzt. . Es ist jedoch klar, daß die in dieser Beschreibung

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sowie in den Ansprüchen gegebenen Definitionen gültig bleiben, wenn die Ausdrücke "Zufuhr" und "Abfuhr" vertauscht werden, was einer Umkehrung des Drehsinns der Maschine entspricht·

Die Maschine besitzt ζτ/eckiaässig eine gerade Zahl von Ausbuchtungen, und die Verte ilungsmittel können jede zweite Ausbuchtung kurzschließen·

Eine derartige Maschine, bei welcher die- Abdichtung zwischen den eine gegenseitige Bewegung ausführenden, durch den Körper und den Mantel gebildeten Teilen durch eine Vorrichtung mit einer an dem Mantel vorgesehenen Anlagefläche und einem an dem Körper vorgesehenen Gegenanlagestück hergestellt wird, wobei ein Gegenanlagestück auf jeder Seite des Körpers liegt und axial gleitend verschieblich ist, ist außerdem dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes Gegenahlagestück ein Druck über Ausgleichsbuchsen ausgeübt wird, welche in in dem Körper vorgesehenen, auf einen Kreisumfang verteilten öffnungen axial gleiten können.

Die Ausgleichsbuchsen sind so ausgebildet, daß sie «inen hydraulischen Ausgleich ermöglichen, wobei durch jede Buchse eine Bohrung mit einer zu der Achse der Welle der Haschine parallelen Achse für den Durchtritt des Strömungsmittels tritt, wobei ein Kopf mit größerem Durchmesser an dem mit dem Gegenanlagestück in Berührung stehenden Ende der Buchse vorgesehen ist, wobei ein Dichtungsring die Ausgleichsbuchse auf der dem Gegenanlagestück abgewandten Seite des Kopfs umgibt, wobei insbesondere durch eine die Buchse umgebende Schraubenfeder gebildete elastische Mittel die Buchse gegen das Gegenanlagestück drücken.

Palis die Anlageflächen des Mantels um ihre Achse verdrehbar sind, sind Mittel zur Einstellung der Winkelstellung der Anlagefläche gegenüber dem Mantel und den Ausbuchtungen vorgesehen, welche insbesondere durch Mikrometer schrauben gebildet werden.

Die Maschine besitzt im allgemeinen eine jedem Kolben zugeordnete bewegliche Anordnung mit einem !Träger, welcher radial in einem Lager des Körpers gleiten kann und an jedem Ende mit Rollen versehen ist, welche mit den oberflächen der Ausbuchtungen des Nockens zusammenwirken können, wobei der

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ger Schiniernuten aufweist, welche insbesondere auf den Diagonalen der mit den Flächen des Lagers des Körpers in Berührung stehenden Flächen des 3h?ägers verlaufen»

Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezweckt,

die Weichheit des Arbeitens der Maschine durch Verringerung des Unregelmäßigkeitskoeffizienten des von der Maschine bei Motorbetrieb gelieferten oder bei Puinpbetrieb aufgenommenen Moments zu verbessern.

Gemäß diesem Merkmal ist die Strömungsmittelmaschine (Pumpe oder Motor) mit radialen Kolben mit einer Welle, an welcher drehfest ein Körper mit radialen Zylindern befestigt ist, in welchen die Kolben gleiten, wobei jeder Kolben an seinem von der Welle entfernten Ende mit einer beweglichen Anordnung verbunden ist, sowie mit einem die Welle und die Kolben umgebenden Mantel, welcher innen eine Nockenfläche aufweist, bei welcher die Zahl der Ausbuchtungen von der Zahl der Kolben verschieden ist, wobei diese Ausbuchtungen in radialer Richtung schrägliegende Zonen besitzen, welche mit den den Kolben zugeordneten beweglichen Anordnungen zusammenwirken, wobei Leitungen und Öffnungen in dem hantel vorgesehen und jeder Ausbuchtung zugeordnet sind, während der Körper ebenfalls einem jeden Zylinder zugeordnete Leitungen und Öffnungen besitzt, um die Zufuhr und die Abfuhr eines Strömungsmittels bei verschiedenen Drücken zu ermöglichen, wobei das Zusammenwirken der beweglichen Anordnungen und des Nockens die Umformung der Energie eines unter Druck stehenden Strömungsmittels in mechanische Drehenergie oder umgekehrt gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß sie elf Zylinder und Kolben und der Nocken acht Ausbuchtungen aufweist.

Der Mantel kann an einer Drehung verhindert werden, während die Welle frei drehbar ist, jedoch kann auch die Welle an einer Drehung verhindert sein, wobei dann der Mantel drehbar ist. In. diesem letzteren Fall enthalten die Leitungen zur Zufuhr und Abfuhr des Strömungsmittels in der Welle ausgebildete axiale Kanäle, wobei Drehdichtungen zwischen der Welle und dem Mantel für die Verteilung des Strömungsmittels auf die Zylinder vorgesehen sind.

Eine erfindungsgemäße Maschine kann sich in bei-

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den Richtungen drehen.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf. die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig» 1 ist ein Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 3 und 4-.

Fig. 2 zeigt im Schnitt unter Wegbrechung von Teilen eine Ausführungsabv/andlung des Einbaus der Kolben der Maschine der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein oberer Halbschnitt längs der Linie III-III der Fig. 1.

Fig. 4 ist ein unterer &albschnitt längs der Linie 17-17 der Fig. 1.

Fig. 5 ist eine längs der Ebene V der Fig· 1 geschnittene Teilansicht.

Fig. 6 ist eine längs der Ebene VI der Fig. 1 geschnittene Teilansicht des Mantels.

Fig. 7 zeigt, zum Teil im Schnitt, eine erfindungsgemäße Maschine, bei welcher die Welle stillsteht und der mantel frei drehbar ist.

Fig. 8 ist eine von links gesehene Ansicht der Fig. 7.

Fig. 9 zeigt schematisch die Verteilung des Strömungsmittels in der erf indungsgemäßen Maschine.

Fig. 1 zeigt eine Strömungsmitte Maschine 1 mit radialen Kolben mit einer Welle 2, an welcher drehfest ein mit radialen Zylindern 4· versehener Körper 3 befestigt ist. Ein Kolben 5 kann radial in jedem Zylinder gleiten. Jeder Kol~ ben 5 ist an seinem von der Welle 2 entfernten Ende mit einer beweglichen Anordnung 6 verbunden.

Die Maschine 1 bestitzt ferner einen die Welle 2 und die Kolben 5 umgebenden Mantel 7· Dieser Mantel 7 ist innen mit einer Fläche mit zwei nockenförmigen, axial beiderseits des Körpers 3 liegenden Abschnitten 8a, 8b verse.hen. Jeder Abschnitt 8a, 8b der Fläche besitzt die gleiche Zahl von Ausbuchtungen 9 (siehe Fig. 5 und 6), welche von der Zahl der Kolben 5 verschieden ist.

Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung ist die Zahl der Zylinder 4 und der Kolben 5 gleich elf, während die

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Zahl der Ausbuchtungen 9 acht beträgt. Diese Kombination gestattet, einen sehr geringen Unrege lmäßigkeitskoeff'izieiiten des von der Maschine 1 gelieferten oder absorbierten Moments zu erhalten. Die Drehmomentänderungen für eine vollständige Umdrehung können auf kleiner als 2 % des Höchstwerts des Moments geschätzt werden.

Wie aus Fig. 5 und 6 hervorgeht, hat jede Ausbuchtung 9 die Form, einer durch eine ZyIinderf lache mit zu der Achse der Welle 2 parallelen Mantellinien gebildeten Vertiefung· Die zentrale Mantellinie 10 einer Ausbuchtung 9 ist von der Achse der Welle 2 am weitesten entfernt. Die beiden beiderseits der durch die Achse der Welle 2 und durch die Mantellinie 10 gehenden Ebene liegenden Flächenhälften der Ausbuchtung 9 sind in Bezug auf diese Ebene zueinander symmetrisch. Die konkaven Flächen von zwei benachbarten Ausbuchtungen 9 sind durch einen konvexen Abschnitt 11 verbunden.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die beiden . identischen, die Nockenfläche bildenden Abschnitte 8a, 8b axial durch eine Ausnehmung 12 getrennt.

Jede bewegliche Anordnung 6 enthält einen Träger 13 niit Rechteck quer schnitt, welcher an seinen radial nach außen gerichteten Rändern schräge Facetten 13.a (Fig. 5) aufweist. Dieser Träger 13 kann radial in in dem Körper 3 vorgesehenen, radial nach außen offenen Lagerungen 14- gleiten, wie dies deutlich aus Fig. 5 hervorgeht« Jeder '-Präger- 13 springt axial an dem Körper 3 auf beiden Seiten durch eine zylindrische Achse 15a, 15b vor, auf deren jeder eine Rolle 16 frei drehbar ist. Diese Rollen 16 können sich an den Abschnitten δει, 8b der Nockenfläche abstützen.

Die an den gegenüberliegenden Flächen der Lagerung 14 gleitenden Flächen 13b des Trägers 13 sind mit Schmiernuten 17 versehen, welche zweckmässig. auf den Diagonalen der rechteckigen Fläche 13b liegen, wie dies deutlich aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, so daß sie ein X bilden.

Diese Nuten begünstigen die Schmierung der aneinander gleitenden Flächen, da das Innere des Mantels 7 mit Öl erfüllt ist, z.B. infolge des zwischen den verschiedenen in Bewegung befindlichen Teilen auftretenden Sickerns. Eine öff-

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nung 18 (Fig· 1) ist für die Abfuhr dieses Öls ?,u dem Vorratsbehälter ubgL zur Verhinderung eines Druckanstiegs vorgesehene Bei der Ausführungsform der Fig· 1 ist die 'Verbindung zwischen federn Kolben 5 und dem zugehörigen Träger 13 auf eine Anlage des Kolbens 5 an dem träger 13 beschränkt« Das konvexe Anlageende des Kolbens 5 hat die Form einer Kugolkappe

Bei der Ausführungsabwandlung der Fig. 2 v/ird das von der Welle 2 entfernte Ende des Kolbens 5 durch einen Kopf 19 kleineren Durchmessers verlängert, welcher in eine Erweiterung 20 ausläuft, an welcher die mit dem Träger 13 zusammenwirkende Kugelkappe 5a vorgesehen ist. Die Erweiterung 20 und ein £eil des Kopfs 19 liegen in einer in dem {Präger 13 vorgesehenen Ausnehmung 21. Die Erweiterung 20 v/ird in dieser Ausnehmung mittels eines Ringes 22 gehalten, welcher durch einen elastischen Ring 23 zurückgehalten wird, welcher in einer in der Wand der Ausnehmung 21 ausgebildeten Hut verankert ist.

Auf (jeder Seite des Körpers 3 sind an dem Mantel 7 befestigte Gegennocken PAa, 24b mit radialen Aussenflachen 25 (siehe Fig. 6) vorgesehen, an welchen sich die Rollen 16 außen abstützen. Diese Flächen 25 gewährleisten die radiale Rückführung der beweglichen Anordnung 6 nach außen, insbesondere bei einer Pumpe, bei welcher sich ein relatives Vakuum in den. Zylindern 4 bei der Ansaugung ausbilden kann.

Jeder Zylinder 4 besitzt an seinem radial der Welle 2 am nächsten liegenden Ende eine Kammer 4a, deren Durchmesser größer als der des Kolbens 5 ist. Zwei leitungen 26, 27, deren Achsen in einer Flucht liegen und zu der Achse der Welle 2 parallel sind, sind in dem Körper 3 vorgesehen und jedem Zylinder 4 so zugeordnet» daß sie einerseits in die Kammer 4a und andererseits an den äusseren Seitenflächen des Körpers 3 münden.

Diese leitungen 26, 27 besitzen einen vergrösserten Durchmesser, so daß ein Lager zur Aufnahme einer Ausgleichsbuchse 28 entsteht, welche in diesem Lager dicht gleiten kann. Die Buchse 28 wird durch eine Schraubenfeder 29 axial aus dem Körper 3 herausgedrückt. Die Feder 29 wird zwischen der an der Stelle der Durchmesserzunahme der Leitung 26 liegenden Schulter

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30 und einer auf die Buchse 28 aufgeschobenen Lochscheibe 31 zusammengedrückt. Die Buchse 28 läuft außen in einen Kopf 32 grösseren Durchmessers aus. Ein Dichtungsring ist axial zwischen dem Kopf 32 und der Lochscheibe 31 angeordnet. Jede Buchse 28 enthält eine Bohrung 33 mit einer zu der Achse der Welle 2 parallelen Achse für den Durchtritt des Strömungssiittels. Der Kopf 32 legt sich axial gegen einen Gegenanlage stück genannten Teil 34, welcher drehfest mit dem Körper 3 verbunden, aber in Richtung der Welle 2 verschieblich ist. Die Achsen der leitungen 27» 26 und der Bohrungen 33 schneiden die Achse des zugeordneten Zylinders 4 und liegen daher in einer Ebene.

Die Verbindung zwischen dem Gegenanlage stück 34 und dem Körper 3 wird durch zu der Welle 2 parallele Stifte 35 hergestellt, welche in in dem Körper 3 und dem Gegenanlagestück vorgesehene Ausnehmungen eingesetzt sind und axial gleiten können.

Das Gegenanlagestück 34 legt sich axial gegen die querliegende Fläche eines gegenüber dem Mantel 7 undrehbaren Anlagestücks 36a» 3&b· Dta in Berührung stehenden Flächen des Gegenanlagestücks 34- und des zugehörigen Anlagestücks 36a oder 36b sind mit großer Genauigkeit geschliffen und poliert, so daß eine Abdichtung zwischen diesen einander berührenden, sich gegeneinander verschiebenden Flächen erzielt wird· Das gleiche gilt für die sich an den Ausgleichsbuchsen 28 abstützende Fläche des Gegenanlage stücks 34-·

Der Mantel 7 besitzt jeder Ausbuchtung 9 zugeordnete Leitungen und Öffnungen für die Zufuhr und Abfuhr des Strömungsmittels für die Zylinder 4 unter verschiedenen Drücken.

Der Klarheit der Beschreibung wegen ist angenommen, daß die dargestellte Maschine ein Motor ist, doch bleiben die Ausführungen auch für den Fall einer Pumpe gültig.

Der Mantel 7 weist Leitungen 37 zur Zufuhr der Druckflüssigkeit und eine Abfuhr leitung 38 für den Rückfluß der Flüssigkeit zu einem Vorratsbehälter mit einem relativen Druck Null auf. Die Zufuhr leitung 37 mündet in eine Ringnut 39, welche mit leitungen 40 in Verbindung steht, welche in dem Anlagestück 36b vorgesehen sind und auf der mit dem Gegenanlage stück 34 in Berührung stehenden Fläche dieses Anlage stücks münden.

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Jede leitung 40 mündet an dieser Fläche durch eine jeder Ausbuchtung 9 zugeordnete kreisförmige Öffnung 41 (siehe Fig· 6).

Die AbfuhrIeitung 53 steht mit einer in dem Hantel 7 vorgesehenen Ringnut 42 in Verbindung, welche mit leitungen 43 in Verbindung steht, welche in dem Anlagestück 56a vorgesehen sind und an der mit dem Gegenanlage stück 34 in Berührung stehenden Fläche dieses Anlagestücks durch kreisförmige öffnungen 44 münden. Jede Öffnung 44 ist jeder zweiten Ausbuchtung 9 zugeordnet.

In dem Mantel 7 ist eine zweite, axial gegen die

!Tut 42 versetzte und auf der gleichen Seite des Körpers 3 lie~

vorgesehen

gende Ringnut 42af welche durch in dem Anlagestück 56a vorgesehene leitungen 4j5a mit kreisförmigen öffnungen 44a in Verbindung steht, welche an der mit dem Gegenanlage stück in Berührung stehenden Fläche des Anlagestücks vorgesehen sind«

öffnungen 44a sind der anderen Hälfte der Ausbuchtungen 9 der Nockenflächen 8a, 8b zugeordnet. Wie aus Fig.6 hervorgeht, folgen die öffnungen 44, 44a abwechselnd aufeincuider und sind in der Umfangsrichtung gegen die öffnungen 41 versetzt. Jede öffnung 41 liegt in der Umfangsrichtung zwischen einer Öffnung 44 und einer Öffnung 44a. Zwei aufeinanderfolgende öffnungen (44a, 41 oder 41, 44) sind zueinander entweder in Bezug auf die Achse H einer Ausbuchtung 9 oder in Bezug auf die Achse K der Trennung von zwei Ausbuchtungen 9 symmetrisch. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, geht die Achse H durch das Zentrum der Welle 2 und durch die mittlere Mantellinie der Ausbuchtung 9, während die Achse E durch das Zentrum der Y/elle 2 und durch den Scheitel des zwei Ausbuchtungen 9 miteinander verbindenden konvexen Abschnitts 11 geht.

Die Maschine 1 besitzt Verteilungsmittel D zur Kurz Schließung der Strömungsmittelströmung an einer bestimmten Zahl von Ausbuchtungen 9 des Nockens.

Biese Mittel können zweckmässig a ede zweite Ausbuchtung des Nockens kurzschließen.

Die Verteilungsmittel D umfassen eine in dem Mantel 7 vorgesehene, in Fig. 1 und 3 sichtbare leitung 45, welche die Abfuhr leitung 43a einer Ausbuchtung mit der der glöichen . Ausbuchtung zugeordneten Zufuhrleitung 40 verbinden kann· Wie

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aus Fig. 1 hervorgeht, hat die leitung 45 die Form eines U" und umgeht in dem Mantel 7 den für den Körper 3 und die beweglichen Anordnungen 6 vorgesehenen Raum..

Die YerteilungsHiittel D umfassen ferner einen Schieber 46, welcher in einer Ausnehmung des Mantels 7 angeordnet ist und zwei Stellungen einnehmen kann, in deren einer die leitung 45 von der Hut 42a isoliert ist, wie in Fig. 1 dargestellt. In der gleichen Stellung wird die Nut 42a durch eine an dem Schieber- 46 vorgesehene Nut 47 mit der Nut 42 in Verbindung gesetzt. In der zweiten Stellung, welche der Verschiebung des Schiebers 46 nach der rechten Seite der Fig. 3 entspricht, wird die Hut 42a mit der Leitung 45 in Verbindung gesetzt und von der Nut 42 isoliert.

Wie aus Fig· 3 hervorgeht, steht der Schieber unter der Wirkung einer Rückholfeder 48, welche ihn in der Stellung zu halten sucht, in v/elcher die Nuten 42 und 42a in Verbindung stehen. An seinem von der Feder 48 entfernten Ende kann der Schieber 46 zweckmässig einem Steuerdruck ausgesetzt v/erden, wobei das Druckmittel durch die öffnung 49 zugeführt wird. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besxLtzt der Schieber 46 zwei durch die Nut 47 getrennte Endabschnitte grösseren Durchmessers· Die leitung 45 mündet in eine Kammer 50· Es sind zwei weitere Kammern 51» 52 vorgesehen und in der Achsrichtung des Schiebers 46 versetzt. Die verschiedenen Kammern sind voneinander durch Schultern 53 getrennt, welche Bohrungen abgrenzen, deren Durchmesser gleich dem der Endabschnitte des Schiebers 46 ist. Die Nut 42a ist mit der Kammer 51 durch eine Leitung 54 und die Nut 42 mit der Kammer 52 durch eine Leitung 55 verbunden· Wie aus der Zeichnung hervorgeht, isoliert der rechte Endabschnitt großen Durchmessers des Schiebers 46 die Kammer 50, wenn der Schieber die in Fig. 3 dargestellte Stellung einnimmt, wobei die Nut 47 die Kammern 51 und 52 miteinander verbindet. Wenn das Steuerdruckmittel durch die Öffnung 49 zugeführt wird, verschiebt sich der Schieber 46 in Fig. 3 nach rechts, wobei er die Feder 48 zusammendrückt, und das linke Ende großen Durchmessers des Schiebers 46 isoliert die Kammer 52 von der Kammer 51, wobei die Kammer 51 mit der Leitung 45 durch die· Nut 47 in Verb-Indung gesetzt wird· Wenn der Schieber diese Stel-

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lung einnimmt, sind die Nut 42a und die Abfahröffnungen 44a mit den Zufuhröffnungen 40 verbunden, so daß die diesen Öffnungen 44a zugeordneten Ausbuchtungen kurzgeschlossen sind. 'Es wird also die Hälfte der Gesamtzahl der Ausbuchtungen kurzgeschlossen·

In Fig· 9 sind schematisch die Ausbuchtimgen 9 des Nockens und die verschiedenen Öffnungen, Leitungen und liuten dargestellt· Ih der in Fig. 9 dargestellten Stellung spielen alle Ausbuchtungen 9 eine aktive Rolle. Wenn der Schieber 46 nach rechts verschoben wird, spielen die den Öffnungen 44a zugeordneten Ausbuchtungen 9 keine aktive Rolle und sind kurzgeschlossen.

Die Mittelpunkte der in dem Mantel vorgesehenen Zufuhröffnungen 41 und Abfuhröffnungen 44, 44a liegen auf einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt auf der Achse der Welle 2 liegt· Ebenso liegen die Achsen der Bohrungen 33 auf dem gleichen Kreisbogen. Der Durchmesser der Bohrungen 33 ist praktisch gleich dem kürzesten Abstand j£ zwischen den Umfangen von zwei benachbarten Öffnungen 44, 41 (siehe Fig« 6). Die Öffnungen sind in Bezug auf die Ausbuchtungen 9 so angeordnet, daß die Zylinder 4 mit Druckmittel gespeist werden, wenn die Rollen mit einer sich in der Drehrichtung der Maschine radial von der Achse der Welle 2 entfernenden Ausbuchtungsfläche zusammenwirken, während die Öffnungen 44 und 44a die Zylinder 4 auf Aus- " laß schalten sollen, wenn die dem Zylinder zugeordnete Rolle 16 mit einer sich der Welle 2 nähernden Fläche zusammenwirkt, was eine Abnahme des Volumens der durch den Zylinder und den Kolben begrenzten Kammer bewirkt.

Um die Stellung der Öffnungen 41, 44 und 44a gegenüber den Ausbuchtungen 9 des Nockens genau einstellen zu können, haben die Anlage stücke 36a, 36b die Form von Muffen» welche in dem Mantel 7 frei drehbar sind und in Bezug auf diesen Mantel mit Hilfe von zwei Mikrometer schrauben 56, 57 festgezogen werden können, welche auf Stößel 58 wirken, welche dicht in in dem Mantel vorgesehenen Bohrungen 58a gleiten und -sich an dem Grund von in den Anlage stücke bildenden Muffen vorgesehenen Vertiefungen 59» 60 abstützen. Die Achsen der Bohrungen 58a, in welchen sich die Stößel 58 befinden, gehen

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nicht durch den KitteIpunkt des Querschnitts des Mantels, so daß die auf die Anlagestücke 36a_t 36b ausgeübte Kraft ein Drehmoment um die Achse erzeugt*

Es ist zu bemerken, daß die Ausgleichsbuchsen 28 beiderseits des Körpers 3 liegen und so ausgebildet sind, daß sie die von dem Mantel 7 und nicht von den zwischen der Welle 2 und dem Mantel 7 engeordneten Kugellagern r aufgenommenen Axialkräfte hydraulisch ausgleichen. Die Drehverbindung zvdschen der Welle 2 und dem Körper 3 kann durch einen an der Welle 2 vorgesehenen geriffelten Abschnitt 61 hergestellt werden, welcher durch den Körper 3 tritt, in welchem eine mit komplementären Rippen versehene Ausnehmung 62 vorgesehen ist.

Die Welle 2 kann an den beiden Enden des Mantels 7 durch geriffelte Abschnitte 2a, 2b vorspringen, so daß man in dem Fall eines Motors zwei Antriebsausgänge haben kann. Gemäß einer Au sführungs abwand lung springt die Welle 2 nur auf einer Seite des Mantels 7 vor, z.B. bei 2a.

Die in Pig· 7 und 8 dargestellte Ausfülirungsabv/andlung entspricht der Ausführung der Maschine, bei welcher die Welle 2 feststeht und der Mantel oder das Gestell 7 drehbar ist. Ein derartiger Motor ist insbesondere für den Antrieb eines Fahrzeugrades geeignet, wobei dann der drehbare Mantel 7 unmittelbar mit dem Rad verbunden ist.

Diese Ausführungsform der Fig. 7 und 8 besitzt die wesentlichen bereits oben erläuterten Merkmale, und die verschiedenen Elemente, welche identische oder gleichwertige Aufgaben erfüllen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die Unterschiede liegen hauptsächlich darin, daß die Leitungen zur Zufuhr und Abfuhr des Strömungsmittels in der Welle parallel zu der Achse derselben ausgebildet sind, wobei Drehdichtungen für die Überführung des Strömungsmittels von der Welle zu dem Mantel vorgesehen sind.

Die auf der Zeichnung sichtbaren Blindbohrungen 37sl und 38a sind in der Welle 2 für die Zufuhr des Druckmittels zu den Zylindern bzw. die Abfuhr des Strömungsmittels vorgesehen, wenn die Maschine 1a der Fig. 7 und 8 als Motor· arbeitet.

Es ist zu bemerken, daß in Fig. 7 der größeren Klar-

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heit wegen die verschiedenen Leitungen 37a» 38a» I8j3 und 49a in Stellungen, dargestellt sind, welche gegenüber den tatsächlichen, in Pig. 8 dargestellten Stellungen versetzt sind.

Die· Zufuhrleitung 57a. steht durch ein in der Nähe ihres geschlossenen Indes vorgesehenes radiales Loch 63 (Pig«7) mit einer in dem drehfest mit dem Mantel 7 verbundenen Anlage-* stück- 36b vorgesehenen Ringnut 64 in Verbindung. Diese Nut 64 steht durch geeignete leitungen mit Jeder an dem Anlagestück vorgesehenen Öffnung 41 in Verbindung. Dichtungen 65 zur Herstellung einer Drehdichtung sind axial beiderseits der.Nut 64 vorgesehen und in die Welle 2 eingesetzt»

In der gleichen Weise steht die leitung 38a in der Nähe ihres geschlossenen Endes durch ein radiales Loch 66 mit einer ihrerseits mit der oben genannten Hut 42 in Verbindung stehenden Eingnut 67 in Verbindung. Diese Nut ist unmittelbar mit den öffnungen 44 verbunden. Die mit den öffnungen 44a verbundene Nut 42a. ist ebenfalls vorhanden, wie auch die Verteilungsmittel D. Dichtungen für eine Drehabdichtung sind ebenfalls beiderseits axial von der Nut 66 vorgesehen.

Es ist zu bemerken, daß die den leitungen 37,a, 38a (deren Achsen auf dem gleichen Durchmesser liegen) zugeordneten Austrittsöffnungen 68 und 69 (F'ig· 8) radial nach innen versetzt sind, damit ein genügender Raum für den Einbau von Verbindern freigelegt wird.

Die Blindbohrung 49,a ist für die Speisung der Verteilungsmittel D mit Steuerdruckmittel vorgesehen. Diese Leitung 49a steht durch ein radiales Loch 70 (Fig. 7) in· der Nähe ihres geschlossenen Endes mit einem in dem Mantel 7 vorgesehenen Leitungssystem 71 zur Zufuhr des Steuerdruckmitfcels zu den Verteilungsmitteln D in Verbindung.

Beiderseits des radialen Lochs 70 und der mit dem Verteilungssystem 71 in Verbindung stehenden Ringnut 72 sind Dichtungen für eine Drehabdich-tung vorgesehen.

Schließlich steht die leitung 18a zur Rückgewinnung der insbesondere von dem Durchsickern herrührenden Leckströmungen durch zwei radial angeordnete, axial beiderseits des Körpers 3 liegende Löcher 73, 74 mit den zwischen dem Körper 3 und dem Mantel 7 liegeDden Ringräumen 75, 76 in Verbindung·

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Ein anderes, mit der leitung 18a in Verbindung stehendes radiales Loch 77 liegt axial zwischen den Löchern und 66. Dieses Loch 77 steht mit einer am Umfang der Welle 2 vorgesehenen Hingnut 78 in Verbindung, welche das zwischen der Welle 2 und der Bohrung des Mantels 7 durchsickernde Strömungsmittel auffangen soll. Zwei Dichtungen sind axial beiderseits dieser Nut 78 vorgesehen.

Die obige Maschine arbeitet folgendermaßen. Es sei angenommen, daß die Maschine als Motor arbeitet.

Ia Fig. 1 wird das Druckmittel durch die Zufuhrleitung 37 zugeführt und durch die öffnungen 41 des Anlagestücks 36b auf die Zylinder 4 verteilt. Das den Zylindern 4, deren zugehörige Bohrungen 33 mit Öffnungen 41 in Verbindung stehen, zugeführte Druckmittel drückt die Kolben 5 gegen die beweglichen Anordnungen 6. Diese Anordnungen 6 werden gegen eine Ausbuchtungshälfte 9 der Abschnitte 8a., 8b des Nockens verschoben, wobei sich die Oberfläche dieser Ausbuchtungshälfto allmählicli von der Achse der Welle 2 entsprechend dem in Fig. 5 durch den Pfeil F angegebenen Drehsinn der Maschine entfernt» Die Rollen 16 rollen an dieser Ausbuchtungshälfte.

Das Zusammenwirken der Rollen 16 und der beweglichen Anordnung 6 mit den Ausbuchtungen 9 ermöglicht somit die Umwandlung der Energie des Druckmittels in auf die Welle 2 übertragene mechanische Drehenergie ·

Wenn die beiden dem gleichen Kolben 3 zugeordneten Rollen 16 die tiefste Stelle der Ausbuchtung 9 überschritten haben, welche den von der Achse der Welle 2 am weitesten entfernten Abschnitt dieser Ausbuchtung bildet, wird die dem Zylinder 4 des Kolbens 5 zugeordnete und auf der Seite des Anlagestücks 36a liegende Bohrung 33 mit einer öffnung 44 oder 44a in Verbindung gesetzt, während die auf der Seite des Anlagestücks 36b liegende Bohrung 33 von der öffnung 41 zur Zufuhr des Druckmittels isoliert wird.

Wenn daher die Rolle 16 an der anderen Hälfte der Ausbuchtung 9 rollt, deren Oberfläche sich allmählich in radialer Richtung der Achse der Kammer 2 nähert, nähern sich die bewegliche Anordnung 6 und der Kolben 5 der Achse der Welle

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2, und das entspannte Strömungsmittel tritt durch die leitung 38 aus.

Die Umkehrung des Drehsinns der Welle 2 wird dadurch erhalten, daß man das Druckmittel durch die leitung 38 zuführt und durch die leitung 37 abführt.

Beim Arbeiten als Pumpe wird die Welle 2 mechanisch angetrieben, und das von der Pumpe angesaugte Strömungsmittel wird unter einem bestimmten Druck gefördert.

Die Arbeitsweise der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsabwandlung entspricht der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen.

Wenn die Verte ilungsmittel D, insbesondere der Schieber 4-6, die in Fig. 3 dargestellte Stellung einnehmen, sind alle Ausbuchtungen 9 aktiv, d.h. wenn sich eine bewegliche Anordnung 6 und ihre Rollen 16 sich an der sich radial von der Achse 2 entfernenden Hälfte einer beliebigen Ausbuchtung bewegen, arbeitet das unter Druck zugeführte Strömungsmittel in dem Zylinder 4, und ein Teil der Energie desselben wird in mechanische Drehenergie umgeformt.

Wenn dagegen der Schieber 46 durch Zufuhr eines Steuerdruckmittels durch die öffnung 49 in Fig. 3 nach rechts verschoben wird, wird die Hälfte der Ausbuchtungen in der oben erläuterten Weise kurz ge se KLo ssen. Dies hat zur Folge, daß das den Zylindern 4 zugeführte Druckmittel in Wirklichkeit nur an jeder zweiten Ausbuchtung arbeitet.

Unter diesen Bedingungen wird für den gleichen Druck des zugeführten Strömungsmittels und für die gleiche von dem Motor verlangte leistung die Drehzahl desselben durch zwei dividiert, wenn man von der Stellung, in welcher alle Ausbuchtungen 9 aktiv sind (Schieber 46 in der Stellung der Fig# 3) in die Stellung übergeht, in welcher nur jede zweite Ausbuchtung aktiv ist.

Mit der Kombination von acht Ausbuchtungen und elf Zylindern und Kolben wird eine gute Gleicimässigkeit des Moments sowohl wenn alle Ausbuchtungen aktiv sind, als auch wenn nur die Hälfte der Ausbuchtungen aktiv ist, erzielt.

Die erfindungsgemäßen Verteilungsmittel D ermöglichen somit, eine Maschine zu erhalten, deren Drehzahlbereich

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erheblich erweitert und praktisch mit zwei nrultiplisiert ist.

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Claims

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PASEH SAN SPRÜCHE

1o) StrÖmmigsmittelmaschine (jtmnpe oder Motor) mit radialen Kolben mit einer Welle, an welcher drehfest ein Körper mit radial angeordneten Zylindern befestigt ist, in welchen die Kolben gleiten, wobei jeder Kolben an seinem von der Welle entferiiten Ende mit einer beweglichen Anordnung verbunden ist, sowie mit einem die Welle und die Kolben unigebaiden Mantel, welcher innen eine Uockenflächa mit Ausbuchtungen aufweist, deren Zahl von der Zahl der Kolben verschieden ist, wobei diese Ausbuchtungen gegen die radiale Richtung schrägliegende Zonen besitzen und mit den den Kolben zugeordneten beweglichen Anordnungen zusammenwirken können, wobei Leitungen und Öffnungen in dem Mantel vorgesehen und jeder Ausbuchtung zugeordnet sind, während der Körper ebenfalls jedem Zylinder zugeordnete Leitungen und Öffnungen für die Zufuhr und die Abfuhr eines Strömungsmittels bei verschiedenen Drücken aufweist, wobei die Maschine Verteilungsmittel mit einem Schieber besitzt, welche die Strömungsmitouletröiaung an einer bestimmten Zahl von Ausbuchtungen des Nockens kurzschließen können, so daß das Strömungsmittel in den den kurzgeschlossenen Ausbuchtungen zugeordneten Zufuhr- und Abfuhr öffnungen den gleichen Druck hat, dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits eine Zufuhr- oder Abfuhrnut (39) und Zufuhr- oder Abfuhrkanäle (41) auf einer Seite des Körpers (3) und andererseits zwei axial verschobene Abfuhr- oder Zufuhrnuten (42a) und Abfuhr- oder Zufuhrkanäle (44, 44a) aufweist, welche zwei verschiedene, mit den Abfuhrnuten (42, 42a) verbundene Gruppen bilden, wobei diese Kanäle (44, 44a) und die Abfuhrnuten. (42, 42a) auf der anderen Seite des Körpers liegen, daß die erste (42) Abfuhrnut ständig mit der Abfuhr (38) verbunden ist, daß die zweite Abfuhrnut (42a) mit einer von dem Schieber (46) der Verteilungsmittel gesteuerten leitung (54) verbunden ist, daß ein Kanal (45) in dem Mantel vorgesehen ist und den Nocken umgeht, um die- Zufuhrnut (39) mit einer durch den Schieber (46) gesteuerten Kammer (50) in Verbindung zu setzen, daß der Schieber (46) und die Verteilermitrfcel (D) in dem Mantel (7) angeordnet und so ausgebildet sind, daß sie entweder die be Men Abfuhrnuten (42, 42a)

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miteinander verbinden und sie dabei gleichzeitig von dem Kanal (4-5) isolieren, · oder die zweite Abfuhrnut (42a) mit dem Kanal (45) verbinden und gleichzeitig die erste Abfuhrnut (42) von der zweiten Abfuhrnut (42a) isolieren.

2· Maschine nach Anspruch 1 mit einer geraden Zahl von Ausbuchtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsmittel (D) jede zweite Ausbuchtung (9) kurzschließen können.

3· Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (46) der Verteilungsmittel (D) durch einen Steuerdruckmitteldruck gesteuert werden kann.

4. Maschine nach einem der Ansprüche Λ bis 3, bei welcher die Abdichtung zvri.schen den durch den Körper und den Hantel gebildeten, eine gegenseitige Bewegung ausführenden Teilen durch eine Vorrichtung mit an dem Mantel und an dem Kör-

Dzw. Gegenanlagestucken per vorgesehenen Anlage stücken/erzielt wird, wobei ein Gegen— anlagestück auf jeder Seite des Körpers liegt und axial gleitend verschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes Gegenanlage stück (34) ein Druck über Ausgleichstnohsen (28) ausgeübt wird, welche axial in in dem Körper (3) vorgesehenen, auf einen Kreisumfang verteilten Öffnungen gleiten.

5· Maschine, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsbuchsen (28) so ausgebildet sind, daß sie einen hydraulischen Ausgleich ermöglichen, wofür durch jede Buchse eine Bohrung (33) mit einer zu der Achse der Welle (2) der Maschine parallelen Achse für den Durchtritt des Strömungsmittels tritt, wobei ein Kopf (32) größeren Durchmessers an dem mit dem Gegenanlage stück (34) in Berührung stehenden Ende der Buchse vorgesehen ist, wobei ein Dichtungsring die Ausgleichsbuchse auf der dem Gegenanlage stück (3^) abgewandten Seite des Kopfs (32) umgibt, wobei elastische, insbesondere durch eine die Buchse (28) umgebende Schraubenfeder (29) gebildete Mittel die Buchse gegen das Gegenanlage stück (3^) drücken·

6· Maschine nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Anlagestück oder die Anlagestücke (36sLf 36b) des Mantels (7) um ihre Achse verdrehbar sind, wobei Mittel (56, 57) zur Einstellung der Winkelstellung des Anlagestücks gegenüber dem Mantel und den Ausbuchtungen (9) vorge-

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sehen sind und insbesondere durch. Mikrometerschrauben gebildet werden.

7» Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6' mit einer jedem Kolben zugeordneten beweglichen Anordnung mit einem Träger, welcher radial in einer Lagerung des Körpers gleiten kann und an jedem Ende mit Rollen versehen ist, vjelche mit den Oberflächen der Ausbuchtungen des Nockens zusammenwirken können, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (13) Schmiernuten (17) aufweist, welche insbesondere auf den Diagonalen der mit den Flächen der lagerung (14) des Körpers in Berührung stehenden Seiten des Trägers liegen.

8· Strömungsmittelmaschine (Pumpe oder Motor) mit radialen Kolben mit einer Welle, an welcher drehfest ein Körper mit radial angeordneten Zylindern befestigt ist, in Viel ehen die Kolben gleiten, wobei jeder Kolben an seinem von der Welle entfernten Ende mit einer beweglichen Anordnung verbunden ist, sowie mit einem die Welle und die Kolben umgebenden Mantel, welcher innen eine Hockenfläche mit einer Zahl von Ausbuchtungen aufweist, reiche von der Zahl der Kolben verschieden ist, wobei diese Ausbuchtungen gegen die radiale Richtung schrägliegende Zonen aufweisen und mit den den Kolben zugeordneten beweglichen Anordnungen zusammenwirken können, wobei leitungen und Öffnungen in dem Mantel vorgesehen und jeder Ausbuchtung zugeordnet Isind, während der Körper ebenfalls jedem Zylinder zugeordnete leitungen und Öffnungen für die Zufuhr und Abfuhr eines Strömungsmittels mit verschiedenen Drükken aufweist, wobei das Zusammenwirken der beweglichen Anordnungen des Rockens die Umformung der Energie eines Druckmittels in mechanische Drehenergie oder umgekehrt ermöglicht» insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch ge&Bnnzeichnet, daß sie elf Zylinder (4-) und Kolben (5) und acht Ausbuchtungen

(9) aufweist.

9· Strömungsmittelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher die Welle an einer Drehung verhindert ist, während der Mantel drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen für die Zufuhr und die Abfuhr des Strömungsmittels axiale, in der Welle ausgebildete Leitungen (37a, 38a, 18a, 49a) umfassen, wobei Dichtungen zur Herstellung

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einer Drehabdichtung zwischen der Welle (2) und dem Mantel (7) beiderseits von mit diesen axialen leitungen in Verbindung stehenden Ruten vorgesehen sind.

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