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Axialkolbenmotor
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Axialkolbenmotor.
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Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 2 609 185).
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Axialkolbenmotor gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Gegenstand des Hauptpatents ....(Patentanmeldung P 2 609
185) ist ein Axialkolbenmotor, bei dem die Trommel mit der Abtriebswelle eine umlaufende
Einheit bildet, wobei die axial gegenläufig arbeitenden Axialkolben jeweils in einer
gemeinsamen Bohrung der Trommel sitzen und sich an den entgegengesetzten Seiten
der Trommel jeweils an einer Schrägscheibe abstützen. Eine solche Ausgestaltung
hat
den Vorteil, daß sich gegenüber Axialkolbenmotoren mit nur in einer Richtung wirkenden
Kolben eine Halbierung der Schrägstellung der Schrägscheibe ermöglicht,da der Arbeitsdruck
der Kolben durch zwei Schrägscheiben zustande kommt, wobei für jeden Kolben ein
geringerer Hub bei insgesamt gleichem Verdrängungsvolumen möglich ist, so daß sich
kleinere Kolbengeschwindigkeiten ergeben und der Axialkolbenmotor dadurch für höhere
Drehzahlen besonders geeignet ist. Durch die geringere Schrägstellung der Schrägscheiben
ergibt sich außerdem eine geringere Reibung am Kolben, so daß auch für niedrigere
Drehzahlen gute Voraussetzungen bei gutem Wirkungsgrad erhalten werden.
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Bei Axialkolbenmotoren dieser Ausgestaltung läuft die Trommel zusammen
mit den Kolben und der Abtriebswelle um.
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Dies bedeutet, daß innerhalb des Motors erhebliche Massen in relativ
großem Radialabstand von der Drehachse bewegt werden.
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Hierdurch wird schnelles Stoppen und schnelles Anlaufen erschwert,
wie es für Stellmotoren z.B. erwünscht ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Axialkolbenmotor der Gattung
gemäß Patentanspruch 1 so weiterzubilden, daß die innerhalb des Motors bewegten
Massen und damit das Trägheitsmoment vermindert wird.
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Diese Aufgabe ist durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst. Durch diese Merkmale wird das Trägheitsmoment erheblich vermindert, da
vor allem Rotationsmassen wegfallen, die v erhältnismäßig großen Abstand von der
Drehachse haben und sowohl die Trommel als auch die Kolben nicht umlaufen. IIierdurch
ist schnelleres Stoppen und auch Anfahren möglich. Darüberhinaus ergibt sich der
Vorteil, daß bei der mittigen Anordnung der Stützflächen an einer Schrägscheibe
die Dreheinheit aus Abtriebswelle, Schrägscheibe und Steuerzapfen nicht gegen axiale
Kräfte aus dem Antrieb gestützt zu werden braucht.
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Die Erfindung läßt sich in der Weise verwirklichen, daß die Schrägscheibe
zwei parallele Stützflächen aufweist.
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In diesem Fall müßten jedoch auf entgegengesetzten Seiten der Schrägscheibe
diametral gegenüberliegende Axialkolben gemeinsam beaufschlagt werden. Eine solche
Anordnung hat gleichförmigen Umlauf, bedingt jedoch umständlichere Maßnahmen in
der Speisung der gemeinsam zu beaufschlagenden Kolben. - Eine vereinfachte Speisung
gemeinsam zu beaufschlagender Kolben ist dann erreichbar, wenn die Schrägscheibe
zwei in bezug auf die Drehachse entgegengesetzt geneigte Stützflächen aufweist,
da in diesem Fall die auf entgegengesetzten Seiten der Schrägscheibe miteinander
fluchtenden Axialkolben gemeinsam beaufschlagt sind.
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In diesem Fall ergibt sich jedoch eine keilförmige Schrägscheibe,
so daß eine geringe Unwucht hierdurch bedingt wird, die ausgeglichen werden muß.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Steuerzapfen auf der den
Steuerkammern diametral gegenüberliegenden Seite mit geschlossenen Ausgleichsnuten
versehen ist, die mit der jeweils gegenüberliegenden Steuerkammer für Zulauf bzw.
Ablauf verbunden sind, so daß bei Beaufschlagung einer Steuerkammer die gegenüberliegende
Seite einen Gegendruck erhält, so daß hydrostatische Lagerung des Steuerzapfens
ohne Massenberührung unter Reibungsverminderung möglich ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Axialkolbenmotor
gemäß einer ersten Ausführungsform; Fig. 2 zeigt einen Ouerschnitt längs der Linie
II-II in Fig. 1;
Fig. 3 zeigt einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Axialkolbenmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform, dessen Schnitt fI-II demjenigen
der Fig. 1 entspricht.
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Der Axialkolbenmotor 1 besitzt eine Trommel 2 aus zwei an den Stirnseiten
3 und 4 miteinander bei 5 zusammengeflanschten Gehäusehälften 6 und 7. In jeder
Gehäusehälfte 6 und 7 sind im gleichen Umfangsabstand eine gleiche ungerade Anzahl
von Längsbohrungen 8 vorgesehen (Fig.2), wobei die Längsbohrungenbeider Gehäusehälften
miteinander fluchten. In jeder Längsbohrung 8 befindet sich ein Axialkolben 9. Die
den Stirnseiten 3 und 4 der Gehäusehälften zugewandten Kopfflächen der Axialkolben
9 beider Gehäusehälften liegen über jeweils gemeinsame Lagerringe 10 an axial entgegengesetzten
Stützflächen 11 bzw. 12 einer Schrägscheibe 13 an, die eine Dreheinheit mit einer
in der Gehäusehälfte 6 über Radiallager 14 gelagerten Abtriebswelle 15 und einem
in einer Steuerbohrung 16 in der Gehäusehälfte 7 im wesentlichen hydrostatisch gelagerten
Steuerzapfen 17 bildet. Diese Dreheinheit ist ferner an beiden Gehäusehälften durch
Axiallager 18 abgestützt.
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Die Axialkolben 9 werden auf der der Schrägscheibe 13 abgewandten
Seite durch ein Druckmittel unter Steuerung durch den Steuerzapfen beaufschlagt.
Hierzu besitzt der Steuerzapfen - wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist - zwei
durch eine diametrale Wand 19 getrennteSteueikarrtrn 20 und 21 auf gleicher axialer
Höhe. In die Steuerbohrung 16 mündet in Höhe der Steuerkammer 20 und 21 von jeder
Längsbohrung 8 der Gehäusehälfte 7 eine Radialbohrung 22, die beim Umlauf des Steuerzapfens
abwechselnd mit der einen bzw. anderen Steuerkammer in Verbindung kommen, wobei
die diametrale Wand 19 durch Anlage an der Wandung der Steuerbohrung 16 die Steuerkammern
20, 21 stets voneinander trennt. Die Steuerkammern sind jeweils mit zwei Axialkanälen
23 bzw. 24 des Steuerzapfens
verbunden. Die Axialkanäle 23 der
Steuerkammer 20 stehen über eine zugehörige radiale Speisebohrung mit eine Ringkanal
25 der Steuerbohrung in Verbindung, der für Druckmittelablauf dient, während die
Axialkanäle 24 der Steuerkammer 21 über radiale Speisebohrungen mit einem Ringkanal
27 der Steuerbohrung 16 verbunden sind, der für Druckmittelzulauf dient und gegenüber
dem Ringkanal 25 axial versetzt ist. Die Ringkanäle 25 und 27 sind jeweils an einen
radialen Ablauf 28 bzw. Zulauf 29 für ein Druckmittel angeschlossen.Jeder Steuerkammer
2e und21 ist auf ihrer diametral gegenüberliegenden Seite zu jeder Seite der anderen
Steuerkammer 21 bzw. 20 je eine etwa halbringförmige Ausgleichsnut 30 bzw. 31 zugeordnet,
die über entsprechende, gestrichelt angedeutete Stichkanäle 32 mit der zugehörigen
Steuerkammer verbunden sind. Die beiden Steuerkammern 20 und 21 sind über Radialanschlüsse
33 und 34 und Anschlußleitungen - die nur bei der Ausführungsform nach Fig. 3 angedeutet
sind - mit Radialanschlüssen 35 bzw. 36 für die Längsbohrungen 8 der zugeordneten
Axialkolben der anderen Gehäusehälfte 6 verbunden.
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Im Falle der Ausführungsform nach Fig. 1 weist die Schrägscheibe
3 zwei parallele Stützflächen 11 bzw. 12 auf, wobei auf entgegengesetzten Seiten
der Schrägscheibe diametral einander qegenüberliegende Axialkolben 8 gemeinsam beaufschlagbar
sind.
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Im Falle der Ausführungsform nach Fig. 3 hat die Schrägscheibe 13
zwei in bezug auf die Drehachse enttegenge setzt geneigte Stützflächen 11 bzw. 12,
wobei auf entgegengesetzten Seiten der Schrägscheibe miteinander fluchtende Axialkolben
9 gemeinsam beaufschlagbar sind. Im übrigen entspricht diese Ausführunosform derjenigen
nach Fig. 1.
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Im übrigen sind im dem Steuerzapfen Leckölkanäle 37 und 38 vorgesehen,
die das über die Steuerbohrung durchsickernde öl auffangen und an die Lagerungen
14, 18 weiterleiten.
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Die Gehäusehälfte 7 ist durch einen Deckel 40 und die Gehäusehälfte
6 durch einen Deckel 41 abgeschlossen.