DE3502220A1 - Radialkolben aggregat mit dem kolbenschuh zwischen dem kolben und der exzentrischen hubflaeche der welle - Google Patents

Description

• RADIALKOLBEN AGGREGAT MIT DEM
• KOLBENSCHUH ZWISCHEN DEM KOLBEN UND DER EXZENTRISCHEN HUBFLAECHE DER WELLE Die Erfindung betrifft ein Aggregat nach dem Gattungsbe= griff des Patentanspruchs 1. Danach ist ein Kolbenschuh einem Kolben eines Radialkolbenaggregates angeordnet, der im Lagerbette des Kolbens schwenkbar ist und mit seinem Kolbenschuhfusse auf der Kolben = hubflaeche eines an einer Welle angeordneten Exzenterteiles laeuft.
• Derarti ge Aggregate sind besonders als Motoren eingesetzt.
• In der Hydrostatik als Grossdrehmornent Motoren und in der Pneumatik insbesondere als Pressluftmotoren.
• Doch haben die bekannten Motoren kurze Kolbenhuebe pro Baugroesse und die Kolben neigen zu Verkantung und Reibung an den Zyl inderwaenden.
• Daher hat die Erfindung die Aufgabe, diese Reibungen und Verkantungen zu verringern und die Kolbenhuebe pro Baugroesse zu verlaengern, um den Wirkungsgrad und die Leistung der Aggregate der bekannten Technik der Gattung der Aggregate zu verbessern.
• Diese Aufgabe wird mit Mfftwlt der Patentansprueche f bis 24 teilweise oder ganz geloest, wobei Jeder der Ansprueche einzeln fuer sich einen Teil der Aufgabe oder eine Unteraufgabe vetwirklicht oder eine Anzahl der genannten Ansprueche 2 bis 24 zusammen mit den Figuren und der Beschreibung Teile der Aufgabe oder die Gesamtheit der Aufgabe der Erfindung verwirklichen.
• Figur 1 ist ein Laengsschnitt durch einen Teil eines Aggregates.
• Figur 2 ist ein Querschnitt durch einen Teil ent£anq y-t der f/R4r!.
• Figur 3 ist ein Kraefteparallelogramm.
• Figur 4 ist eine schematische Darstellung.
• Figur 5 ist ein Laengsschnitt durch einen Teil eines Erfindungsaggre= gates.
• Figur 6 ist ein Querschnitt durch die Mitte entlang -S der figarS Figur 7 ist ein Laengsschnitt durch einen Teil eines Aggregates.
• Figur 8 ist ein Querschnitt durch die Mitte entlang x-x der figeJr 7.
• Figur 9 ist ein Laengsschnitt durch einen Kolben der Erfindung.
• Figur 10 ist ein Querschnitt durch Figur 9 entlang der gepfeilten Linie A-A der Figur 9 Figur 11 ist ein Querschnitt durch Figur 9 entlang B-B Figur 12 ist ein Querschnitt durch Figur 9 entlang C-C.
• Figur 13 ist ein Querschnitt durch Figur 11 entlang D-D.
• Figur 14 ist ein Laengsschnitt durch einen Kolbenschuh der Erfindung.
• Figur 15 ist ein Querschnitt durch Figur 14 entlang E-E.
• Figur 16 ist eine Ansicht der Figur 15 von unten.
• Figur 17 ist eine Ansicht des Kopfes der Figur 15 von oben.
• Figur 18 ist ein Laengsschnitt durch ein Erfindungsaggregat.
• Figur 19 ist ein Querschnitt durch Figur 18 entlang der Linie F-F.
• Figur 20 ist ein Querschnitt durch Figur 18 entlang der Linie G-G.
• Figur 21 ist ein Laengsschnitt durch eine Venti lanordnung der Erf ndung, und Figur 22 zeigt einen Laengsschnitt durch eine alternative Anordnung nach der E findung.
• In Radialkolbenaggregaten, insbesondere in hydrostatischen Gross = drehmoment Motoren und Pressluftmotoren ist zwischen dem in einem etwa radial gerichtetem Zylinder reziprokierendem Kolben und einer zur Wellen = achse exzentrischen zylindrischen Hubflaeche ein Kolbenschuh angeordnet, der die Kraft vom Kolben auf die exzentrische Kolbenhubfuehrungsflqcc;7u oder im Falle der Pumpe bzw. eines Kompressors, die Kraft von der exzen = trischen Kolbenbubfuehrungsflaeche auf den Kolben uehertraegt. Derartige Aggregate werden monatlich viele tausende gebaut und eingesetzt. Sie haben sich insbesondere in den letzten beiden Jahrzehnten im industriellem Masseneinsatz bewaehrt.
• Einsaetze dieser Aggregate in den Testraeumen des Erfinders brachten aber die Erkenntnis, dass derartige Aggregate bei hohen Drucken zu oertlicher Abnutzung, Reibung und gelegentlich sogar zum Kiemmen des Aggregates fuehren. Eine genaue Analyse der in den genann = ten Aggregaten angewendeten Technik fuehrt im Rahmen der Erfindung zu der Erkenntnis, dass die beschriebenen Aggregate grundsaetzliche Maengel haben, die deren Wirkungsgrad und deren Leistung begrenzen, sowie einen Betrieb bei hohen Drucken und Drehzahlen praktisch unmoeg lich machen. Tatsaechlich arbeiten die meisten der beschriebenen Aggre -gate mit Drucken von unter 200 oder unter 300 Bar.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Maengel der bekannten Aggregate der Gattung zu erkennen, Mittel anzuordnen, die die Maengel beheben und dabei die Leistung, den Wirkungsgrad und die Betriebssicherheit der RadiaLkobbenaggregate mit ExzenterhubRocrpern an der Welle des Aggregates zu verbessern.
• Erfindungsgemaess wird erkannt, dass die Maengel sich nicht auf eine einzige Anordnung der bekannten Aggregate beschraenken,fsondern Maengel an mehreren Orten in den Aggregaten vorhanden sind. Im Rahmen der Aufgabe der Erfindung werden die einzelnen Orte des Aggregates durch spezifische Erfindungsmassnahmen verbessert, die fuer die Erzie = lung eines optimalen Aggregates alle gemeinsam angeordet werden, bei nur teilweise verbesserten Aggregaten aber auch einzeln angeordnet werden koennen.
• In Figur 1 sieht man die prinzipielle Anordnung des Schaftes 1 mit der Exzenterscheibe, die mj.t dem Schaft einteilig sein kann und mit 2 ge = zeigt ist, die an ihrem aeusserem Durchmesser die zur Achse des Schaftes oder der Welle exzentrische zylindrische Kolbenhubfuehrungsflaeche (n) 10 hat. Im Zylinder 5 des GehaeMses 900 Z4eDlfL derlSoLhen 14 auf und ab, was man damit bezeichnet, dass man sagt, er reziprokiert im Zylinder. Zwischen dem Kolben 14 und der Kolbenhubfuehrungsflaeche 10 ist der Kolbenschuh 15 angeordnet, der mit seinem Kopfe im Kolben 14 schwenkbar gelagert ist und mit seiner Gleitfl aeche am Fusse des Kolbenschuhes auf der Kolbenhub -Fuehrungsflaeche ( oder den Fuehrungsflaechen ) 10 gleitet und gefuehrt ist. Durch ein Leitungspaar, dus mindestens eine Ho,chdruckleitung und eine Niederdruckleitung hat, von denen man in der Figur 1 die Leitung 21 sieht, wird dem Zylinder 5 Fluid zugefuehrt und aus ihm abgefuehrt. Hochdruck und Niederdruck bedeutet im Sinne der Erfindung, dass der eine der Drucke, der Hochdruck. hoeher als der andere der Drucke. der Niederolrmck / ist.
• Die Kolbenhubfuehrungsflaeche 10 ist mit dem Radius 34 um die von der Achse 7 der Welle 1 radial distanzierte Exzenterachse 8 ausge = bildet. Zwischen den Achsen 7 und 8 hat man die Exzentrizitaet "e", die mit 31 bezeichnet ist.
• Wie die Fiqur 2 zeigt, ist es ueblich geworden, im Kolbenschwenk = bett eine Ausnehmung 23 anzuordnen, die mittels dem Kanal 25 mit dem Zylinder, in dem der Kolben reziprokiert, verbunden ist. Die Ausnehmung 23 soll dadurch eine Druckfluidtasche eines hydrostatischen Lagers werden und man nimmt an, dass diese Lagertasche die Belastung der Flaechen zwischen dem Kolbenbette und dem Kolbenschuhkopfe verringern wuerde.
• Kurzum, man will die Schwenkflaechen schmieren und mitteld der Druckfluidtasche 23 die Reibung im Schwenkgelenk verringern.
• Die Anordnung solcher Druckfluidtaschen ist generell aus den Patenten des Erfinders aus den endfuenfziger Jahren fuer Fluegel und schwimmende Steuerwellen bekannt, sowie fuer Kolbenschuhe aus den entsprechenden Patenten des Erfinders aus den anfang sechziger Jahren. Entsprechende deutschsprachige Patentschriften sind zum Beispiel die DE-PS,'i,192,519; 1,189,338; 1,199,282; 1,400,478; 1,453,724; oder 1,403,748. In diesen Patentschriften des Erfinders war aber genuegend Raum vorhanden, um an dem betreffendem gleitendem Teile ein hydrostatisches Lager von solcher Abmessung anzuordnen, dass es die Gegenlast auch tragen konnte.
• Bei der Anordnung der Druckflu;dtasche 23 der heute ueblichen Radial = kolbenaggregate mit Exzenterkoerpern an den Wellen wird die Hoffnung auf eine Entlastung und Reibungsverminderung, wie die gegenwaertige Erfindung feststellt, aber nicht erfuellt. Im Gegenteil Je groesser man den relativen Durchmesser der Druckfluidtasche 23 macht, Je hoeher wird die Belastung der Schwenkflaeche. Die Belastung und die Reibung nehmen also nicht ab, wie man erhoffte, sondern sie nehmen zu und fuehren schliesslich zum Heisslaufen und Klemmen. Das geht aus der Figur 4 hervor. Legt man an die Schwenkbettflaeche die Tangenten 22, die die Lihie in den Normalen 24 beruehren, dann erhaelt man einen Hohlkonus mit dem Spitzenwinkel 13.
• Dieser Winkel wird umso spitzer, je groesser der Durchmesser der Lager: tasche 23 im Vergl eich zum Durchmesser der Schwenkkugel und des Schwenk = kugelbettes wird. Bei grossem Relativdurchmesser der Druckfluidtasche 23 fuehrt das zum Festklemmen des Schwenkkopfes des Kolbenschuhes im Schwenkbette im Kolben. Denn der Kolbenschuhkopf klemmt im Bette fest, wie der Morsekegel in dem Morsehohlkonus der Drehbank oder der Bohrma = schine. Das kommt daher, weil, wie die Erfindung erkennt, die Druckfluid= tasche 23, so gross ihr Durchmesser auch sein mag, die vom Zylinder her auf den Kolben wirkende Kraft nicht tragen kann. Denn der Durchmesser des Schwenkbettes im Kolben und des Kopfes des Kolbenschuhes ist bei diesen Aggregaten kleiner, als der Durchmesser des Kolbens. Also, so erkennt die gegenwaertige Erfindung, hat man kein hydrostatisches La = ger, sondern ein ueberlastetes Lager. In einem ueberlasteten Lager, wie in den hier beschriebenen Aggregaten, aber zieht die Vergroesse = rung des Querschnittes der hydrostatischen Lagertasche nicht zur Ver = ringerung der Flaechenbelastunq der Schwenkfluechen, sondern zu einer Erhoehung der Belastung der Schwenkflaechen. Denn, je groesser der Durchmesser der Druckfluidtasche 23 wird, je geringer wird der Quer= schnitt der tragenden Schwenkflaechen. Also nimmt die Flaechenbelastung mit steigendem Durchmesser der Druckfluidtasche 23 zu und fuehrt schliess = lich , vor allem bei hohen Fluiddrucken, zum Festklemmen des Kolbenschuh -Schwenkkopfes im Hohlkugelfoermigem Schwenkbette des Kolbens 14.
• Die erste Erkenntnis der Erfindung ist also, dass die herkoemmliche Druckflujdtasche 23 im Schwenkgelenk zwischen Kolben und Kolbenschuh eine Reibung und bei hohen Drucken èìe Festklemmen verursachende Anord = nung ist, die die gegenwaertige Erfindung abzuschaffen oder zu verbessern hat.
• Die naechste Erkenntnis der Erfindung besteht darin, dass die bisher rigen Grossdrehmo,ment Motoren mit Exzenterkoerper an der Welle einen relativ geringen Kolbenhub und eine relativ kleine Exzentrizitaete4= 31 haben. Der Kolben, der die Welle unter dem Fluiddruck im Zylinder treiben soll,tr(Fft die Kolbenhubfuehrungsflaeche 10 aber in Richtung von dem Kolbenschuhschwenkgelenk im Kolben auf den Abstand 31 = e , also auf die Exzentrische Achse 8 gerichtet. Wenn nun aber die Exzentrizitaet "e" klein ist, wie in den bisherigen Motoren dieser Gattung, dann ist also auch der Hebelarm, an dem die Druckkraft des Kolbens angreift, klein.
• Folglich wird der Hebelarm und das Drehmoment des betred dcn Motors bei gegebenem Kolbendurchmesser klein, die Belastung der Lager aber hoch.
• Daher ist die zweite Erkenntnis der gegenwaertigen Erfindung, dass die herkoemmlichen Exzenterkoerper und Fuehrungsflaechen oder Kolbenhub = flaechen abgeschafft oder verbessert werden muessen, um die Aufgabe der Erfindung zu lesen.
• Die dritte Erkenntnis der gegenwaertigen Erfindung besteht darin, dass bei Vergroesserung der Exzentrizitaet "e" = 31 in den Figuren, der Kolben 14 unter dem Winkel 16 der Figuren 1 und 2 eine Anpressung der Aussenflaeche des Kolbens an die Zylinderwand erfaehrt, die hohe Reibung verursacht und die ausserdem bei der bisherigen Ausfuehrung der Kolben und Schwenkgelenke darin, zu einer Verkantung des Kolbens im Zylinder fuehrt und insbesondere die Kolbenspitzen und rueckwaertigen Enden so besonders stark an die Zylinderwaende drueckt, dass hier ein Schaben oder mindestens aber eine besonders hohe oertliche Reibung entwicKeLt wird. Daher gehoert es zur dritten Erkenntnis der gegenwaertigen Erfin = dung,die bisherigen Kolben und Schwenkgelenke abzuschaffen oder aber so zu verbessern, dass die Aufgabe der Erfindung erkvellt wird.
• Die vierte Erkenntnis der gegenwaertigen Erfindung ist, dass die herkoemmlichen hydrostatischen Grossdrehmoment Motoren und auch die Pressluft Motoren, die letzteren besonders, hohe Verluste dadurch erleiden, dass man pro Zylinder nur einen Lei t= ungskanal 21 anordnete und diesen zu einem am rueckwaertigem Eno(a des Motors rotierendem Steuerkoerper verlaengerte. Dadurch entstanden lange Kanaele 21 von grossem Querschnitt und Volumeninhalt. Das fuehrte infolge der Laenge der Kanaele zu hohen Reibungen im Fluid, also zu Stroemungsverlusten und ausserdem infolge des grossen Volumeninhalts dieser Kanaele zu innerer Kompression im Fluid und daher zu Kompressionsverlusten im Fluid, die zu Foerderverlusten fuehrten und die Leistung und den Wirkungsgrad der bisherigen Aggregate betraechtlich senkten. Im Rahmen der vierten Erkennt nis der gegenwaertigen Erfindung sind also die Kanaele 21 zu den Steue = rungen am rueckwaertogem Ende des Motors oder der Pumpe bzw. des Kom = pressors abzuschaffen oder durch andere Massnahmen zu ersetzen, um die Aufgabe der Erfindung zu erfuellen.
• Die durch die Erfindung getroffenen erfindungsgemaessen Massnahmen und Anordnungen werden einleuchtend und verstaendl ich besonders durch die Mitbet-rachtung der Figuren 5 bis 22. Die Figur 7 und die Figur 8 zeigen daher, dass die Welle oder der Schaft 1 nicht mehr mit einem einzigem Exzenterkoerper, wie bisher, versehen ist, sondern mit mindestens einem Exzenterkoerperpaar mit mindestens zwei Kolbenhub -Fuehrungsflaechen 10 mit Radius 34 um die exzentrische Achse 8. Zwischen den beiden achsial voneinander versetzten Exzenterkoerpern 2, die mit der Welle 1 einteilig sein koennen, ist die Mittelausnehmung 30 mit dem Ausnehmungsboden 12 angeordnet. Die Kolbenhubfuehrungsflaechen 10 sind zylindrische Flaechen mit Radius 34 um die Exzenterachse 8, die um die Exzentrizitaet "e" = 31 von der zentrischen Achse 7 der Welle distanziert, aber zu ihr parallel ist. Entsprechend erhaeLt der Kolben = schuh 15, wie schon Figur 5 zeigt, erfindungsgemaess in Achsialrichtung relativ z4r Achse der Welle 1 ueber beide Kolbenhubfuehrungsflaechen 10 erstreckte Kolbenschuh - Fuesse mit entsprechenden FuehrungsflaecheX 61, die man in Figur 14 sieht, die hydrostatische Druckfluidtaschen 62,63 wie in Figur 5,enthalten koennen und deren Radius komplementaer zum Radius 34 der Hubflaechen 10 ist, sodass die Gleitflaechen 61 gut an den betreffenden Teilen der Hubflaechen 10 anliegen und an ihnen gleiten koennen. Weitere Einzelheiten der AusbildiJng des Kolbenschuhes findet man in den Figuren 14 bis 17.
• Wie man besonders deutlich in den Figuren 7 und 8 sieht, kann bei der erfindungsgemaessen Ausbildung des Exzenterhubkoerperpaares 2 der Radius 34 so gross sein, wie der Durchmesser der Welle 1 ist. Dann erhaelt man einen Kolbenhub S = 2 e , (S=Stroke=Hub) , der dem Durch = messer der Welle 1 entspricht. Die Exzentrizitaet "e" ist dann gleich dem Radius der Welle oder des Schaftes 1. Diese Groessenverhaeltnisse sind nur beispielhaft, aber im Rahmen der Erfindung verwirklicht. Sie koennen auch etwas oder mehr oder weniger von diesen Werten abweichen. Bei Exzentrizitaet gleich halber Wellendurchmesser oder gleich Wel lenradius, wie in Figuren 7 und 8 gezeichnet, wird der Winkel 16 der Figur 1, also der Ausschwenkwinkel des Kolbenschuhes um das Schwenkzentrum 26 etwas groesser als maximal f5 Grad. In Figur 1 ist dieser Winkel kleiner gezeichnet. Zeichnet man in Figur 1 aber den langen Kolbenhub der Erfindung ein, dann wird der Winkel 16 in Figur 1 grdesser, als 15 Grad.
• Es ist nun interressant das Kraefteparallelogramm der Figur 3 zu zeichnen.
• Darin erhaelt man die Komponenten 17 und 27 parallel zur Achse des Kolbens 14 der Figur 1 und die Komponentev) 18 und 19 parallel zur Mittel = flaeche durch den Kolbenschuh, die die Linie vom Schwenkzentrum 26 zur Exzenterachse 8 in den Figuren 1 und 2 zeigt. Zwischen den Komponenten 17 und 18 hat man dann den groessten Ausschwenkwinkel 16 des Kolbenschu = hes. Die Resultierende 20 der Kraefte senkrecht zur Kolbenachse steht dann genau im Mittelpunkt des Schwenkgelenkes 26. Siehe Figur 3 unter der Figur 2. Der Abstand des Schwenkmittelpunktes 26 von der exzentri = schen Achse 8 erreicht dabei etwa 3,5 "e" und der WinkeL 16 wird groe = sser, als /5 Grad. Bei einem Kolbendurchmesser von 80 mm und einem Druck von 300 Bar hat man dann pro Kolben circa 15 000 Kilogramm Radi -alkraft auf den Kolben und die zur Kolbenachse senkrechte Kraftresultie = rende 20 der Figur 3 wird diese Radiallast mal Tangens f5,47 Grad; also rund 15 000 Kg mal 0,2767( das ist tangens 15,47 Grad) = 4151 Kilo gramm. Diese hohe Last wirkt senkrecht zur Kolbenachse auf die Zylinder = wand und fuehrt zu sehr hoher Reibung zwischen der Aussendurchmesser = flaeche des Kolbens 15 und der Zylinderwand. Aber diese sehr hohe Last, die sehr hohe Reibung verursacht, ist in den Aggregaten des Standes der Technik nie beruecksichtigt worden. Es ist nun leicht einzusehen, wie wichtig die erfindungsgermessen Erkenntnisse sind, denn eine Last von ueber 4000 Kilogramm an einer einzigen Kolbenwand, die sich an der Zylinderwand gleitend bewegt, ist keineswegs unwesentlich, sondern erzeugt eine ausserordentlich hohe Reibung, die den Wirkungsgrad und die Leistung des Aggregates ganz betraechtlich einschraenkt Beim Umlauf der Welle 1 mit dem Exzenterpaar 2 aendert sich der Winkel 16 pro Umdrehung der Welle von null auf maxium nach links und ueber null bis Maximum nach rechts und danach zurueck auf null. Das rechte und linke Maximum sind bei den beschriebenen Abmessungsbeispielen die maximalen 15,47 Grad.
• Um diese Last so zu reduzieren, dass keine hohe mechanische Reibungslast beim Laufe des Kolbens an der Zylinderwand verbleibt, werden entsprechend den Figuren 9 bis 13 Druckfluidtaschen in der Kolbenwand angeordnet, die gleichmaessig radial nach innen und nach aussen im Sinne der Erfindung um das Schwenkzentrum 26 platziert werden muessen. Am besten waere eine stufenlose Vergroesserung und Verkleinerung der Druck = fluidtaschen parallel zum Ausschwenkwinkel 16. Das ist Jedoch zu kompli = ziert in der Febrikation. Daher wird eine stufenweise Zuschaltijiig von mehreren Druckfluidtaschen bevorzugt,im Sinne der Erfindung besonders dann, wenn der Aufwand die Anordnung von stufenlos verkleinerbaren und vergroesserbaren Druckfluidtaschen nicht rechtfertigt. Gleichmaessig um das Schwenkzentrum 26 radial nach innen und aussen verteilt, was in den Figuren 9 und 11 einer gleichmaessigen Verteilung nach oben und unten um das Schwenkzentrum 26 entspricht, ist daher die erste,Druckfluidtaschen Anordnung 48 getroffen, der eine entsprechende diametral gegenueber am Kolben angeordnete 148 zugeordnet sein kann und ist, wenn der Motor in bei den Drehrichtungen laufen soll. Der ersten Druckfluidtaschen Anordnung wird eine zweite Druckfluidtaschen Anordnung 49 - 50 zugeordnet, die wiederum gleichmaessig um das Schwenkzentrum 26 verteilt ist. Bei Motoren fuer beide Drehrichl"n9en erhaelt diese eine entsprechende Anordwg nung 149 - 150 diamteral gegenueber im Kolben. Statt der ersten Anordnung nur eine zweite zu zuordnen, kann man fuer feinere Abstufung auch zwei.
• drei oder mehrere Anordnungen der ersten Druckfluidtaschenanordnung zuordnen. In den Figuren sieht man, dass die Zweite Druckfluidtaschen Anordnung 49 - 50 aus zwei Halbanordnungen 49 und 50 besteht, von denen jede gleich weit und entgegenegsetzt gerichtet vom Schwenkzentrum 26 entfernt angeordnet ist. Beide Halbanordnungen 49 und50 sind durch eine Leitung, zum Beispiel 248, miteinander verbunden. Von den ersten Druckfluidtaschen Anordnungen 48, bzw. 148 gehen Kanaele 37 bzw. 137 radial nach innen in den Kolben herein, um in das Schwenklagerbett 58 des Kolbens 15 zu muenden. Von der zweiten Druckfluidtaschen Anordnung 49 - 50 oder 149-150 aus gehen die Kanaele 38 bzw. 138 durch den Kolben -teil hindurch, um ebenfalls, jedoch an anderen oertlichen Stellen, in das Schwenkbett bzw. dessen Schwenkbettflaeche 58 im Kolben 15 zu muenden.
• Die Schwenklagerbettflaeche 58 hat den Radius 36 um das Schwenkzentrum und kann eine innere Zylinderhalbflaeche oder eine Kugelhalbflaeche sein.
• Doch zeigt sich bald, dass aus Festigkeitsgruenden, die Kugelteilform zu bevorzugen ist. Aus Gruenden der radialen Tragkraft waere Jedoch die Zyliner - Innen - Halbflaeche vor zu ziehen.
• Der Kopf 53 des betreffenden Kolbenschuhes 15 - siehe Figur 14 -der mit seiner Schwenkflaeche 57, die mit dem Radius 226 um das Schwenk = zentrum 26 ausgebildet ist, in der Schwenkbettflaeche 58 des Kolbens 14 gelagert ist und darin schwenkt, ist komplementaer zur Schwenkbettflae = che S8 geformt und liegt gut an ihr an, da der Radius 226, von dem kleinem Schwenkspiel abgesehen, dem Radius 26 des Bettes 58 entspricht. Im Kolbenschuhkopf sind, die Schwenkflaeche 57 durchbrechend, die Druck = fluid Steuertaschen 59 und 60 angeordnet. Beim Schwenken des Kolben schuhes im Kolben stellt die betreffende Druckfluid Steuertasche 59 oder 60 die Verbindung von dem Kolbenkanal 25 zu einer der Druckfluidtaschen -Anordnungen her und danach nach weiterem Ausschwenken die Verbindung zu der anderen Anordnung, indem die betreffende Steuertasche die Verbindung von dem Kanal 25 nacheinander zu d.en Kanaelen 38,138 und dann zu den Kanaelen 37,137 herstellt. So wird zuerst die eine Anordnung 49-50 oder 149-150 mit Druckfluid.beaufschLQst und dann die andere Anordnung 48 - 148. Bei der Rueckschwenkung werden diese Verbindungen wieder verschlossen. Man hat also stufenweise eine Druckfluidbeaafschlagung der aeusseren Taschenanordnungen 49-50 bzw. 149-150 und danach der aeu = sseren und der inneren Taschenanordnungen 48 bis 50 oder 148 bis 150.
• Dabei kann man stufenweise erreichen, dass die senkrecht zur Kolben = achse gerichtete Kraftkomponente 20 der Figur 3 durch die Druckfluid = taschenanordnungen 48 bis 50 oder 148 bis 150 getragen wird und so die Reibung der Kolbenwand an der Zylinderwand fast aufgehoben oder zum groesstem Teile aufgelhoben wird. Je mehr solcher Druckfluidtaschen Anordnungen man setzt, Je feiner wird die Anpassung der Tragkraft der Taschen an die Last 20 der Figur 3.
• Fuer die praktische Ausfuehrung muss der Kolben 15 Jedoch die Ausnehmungen 39 und 40 enthalten, damit der Kolbenschuhfuss in diese eintreten und in ihnen schwenken kann. Siehe die Figuren 9 bis 16.
• Dadurch entstehen an den Kolben 14 lange radial nach innen gerichtete Kolbenarme 42. Diese muessen vorhanden sein, um die Druckfluidtaschen 48 und 50 anordnen zu koennen, weil ja die Bedingung erfuellt sein muss, dass diese radial gleich weit um das Schwenkzentrum 26 erstreckt werden.
• Infolge der Ausnehmungen 39 und 40 werden diese Kolbenarme sehr lang, denn die Kolbenschuh Fuesse brauchen hohe Radialausdehnung um hohe Festigkeit gegen radiale Deformationen zu bieten. Um eine grosse Lagerflaeche des Schwenkl agers 57-58 zu erzielen, waere es zweckdienlich, das Lagerbett 58 als hohle Zylinderhalbflaeche und den Kolbenschuh -Kopf mit Schwenkflaeche 57 als zylindrische Schwenkwalze auszubilden, denn das gibt eine groessere Tragflaeche. Doch wuerde dadurch der Kol = ben 14 so stark geschvwaecht, dass die langen Arne 42 noch laenger und folglich unstabil wuerden. Daher setzt die Flaechengroesse des Schwenk= lagers 57-58 der Druckbelastbarkeit mit Fluiddruck die Hoechstgrenze fuer das Radialkolbenaggregat mit Exzenterhub flaechen an der Welle 1.
• Fuer die Schwenkbarkoit des Kolbenschuhes 15 bzw. dessen Halses und dess Fusses54 und 55 erhaelt der Kolben 14 noch die inneren Abschraegungen 44,45 und 46,47. Ausserdem kann der Kolben 1A mit den Haltetaschen 51 versehen werden, um mittels eines Stiftes den Kolbenschuh kopf 53 im Kolben 14 halten. zu koennen. Die Figuren 9 bis 13 zeigen die Einzelheiten der beschriebenen erfindungsgemaessen Anordnung. Dabei ist noch von Bedeutung, dass die Druckfluidtaschen 48 bis 50 und'148 bis 150 innerhalb der Taschen Tragflaechen 300 haben, die von allen Seiten her von Druckfluid aus der betreffenden Tasche gespeist sind und daher eine hohe Tragfaehigkeit erhalten. Die Druckfluidtaschen bilden also Kanaele oder Graben um die Tragstege oder Tragfelder 300 herum. Durch die An ordnung der Tragfelder 300 wird die Tragkraft erhtehi. Denn die Zu -und Ab-Schaltung der Druckfluidtaschen geschieht Ja stufenweise, sodass man fuer hohe Betriebssicherheit auf grosse tragende Flaechen angewiesen ist. Jede der Druckfluidtaschen ist nach peripherial aussen von einem Sealing land umgeben, also von einer Abdichtflaeche umgeben, die mit dem betreffendem Teile der Zylinderwand die Abdichtung der betre = ffenden Druckfluidtasche bildet. Die sealing lands sind nicht mit Bezugs= nummern versehen und von den Tragstegen 300 sind nur einige in den Figuren mir dieser Bezugsnummer versehen, weil die Figuren zu un uebersichtlich wuerden, wenn man Jede einzelne Stelle mit Bezugszeichen versieht. Wuerde die gleichmaessige Ausdehnung der Druckfluidtaschen um das Schwenkzentrum 26 nicht erfuellt, dann koennte die Lagerung des Kolbens beim Laufe im Zylinder nicht gewaehrleistet werden und koennten statt Reibungsverminderung erhoehte Verkantungen und oertliche Belastungen oder Verkantungen der Kolben und Zylinder - Lamfflaechen auftreten.
• Die so beschriebene Kolbenausbildung der Erfindung waere aber im Radialkolbenaggregat der bisherigen Technik garnitht anwendbar, weil die bisherigen Grossdrehmomentmotorden der Hydrostatik und die Pressl uftmotoren dann keine Fuehrungen fuer die Kolbenarme 42 haetten.
• Daher sieht man in den Figuren 6 bis 8, dass die Zylinder 77 oder die Gehaeuse 700 mit radial nach innen erstreckte , axial gesehen relativ zur Wellenachse kurze eru9s - Sfeg 4 mit Fuehrungsflaechen 3 erhalten.
• Diese Fuehrungsstege erstrecken sich radial von aussen her in die Mittel= ausnehmung 30 zwischen den Exzenterkoerpen 2 herein und bis fast an den Ausnehmungsboden 12 heran. Die Flaechen 3 haben gleiche Radien, wie die Zylinderwaende um die gleiche Achse, die Zylinderachse und Kolbenach = se 6, sodass diese Flaechen 3 Fortsaetze der Zylinderwaende sind und an ihnen die Kolbenarme 42 gefuehrt werden koennen und an ihnen laufen.
• Dadurch erhaelt der Kolben 15 eine Fuehrung auf seiner ganzen Radiallaenge oder auf dem groesstem Teil derselben und auf dem ganzem Kolbenhube oder auf dem groesstem Teile derselben und Verkantungen des Kolbens oder oertliche Ueberbelastungen der Kolbenwand auf der Zylinderwand sind durch die Erfindung ausgeschlossen worden. Um hohe radiale Tragfaehig = keit der Welle 1 zu erhalten, ohne dass diese sich in der Mitte zwischen den Lagern 32 durchbiegen kann, erhaelt der Ausnehmungsboden 12 einen Radius um die Achse 7 der Welle 1, der groesser sein kann, als der Radius der Welle 1 innerhalb der Lager 32.
• Die Figuren 5 und 6 zeigen noch, dass man die Zylinder 17 sfs Fnzel= teile herstellen und mittels den Flanschen 777 auf dem Gehaeuse 700 befes = tigen kann. Die Figuren zeigen auch, dass Ausnehmungen 33 angeordnet werden, entweder im Gehaeuse 700 oder in den Zylindern 77, wenn das erforderlich ist, um Teile der Kolbenschuhfuesse darin eintreten zu lassen.
• Diese Figuren zeigen auch, dass die Kolbenschuhe mittels der Zug = ringe 34 so gehalten werden koennen, dass die Laufflaechen oder Gleitflaechen 61 der Kolbenschuhe 1 5 immer gut an den Kolbenhubfuehrungs = flaechen 10 der Exzenterteile 2 anliegen.
• Figuren 14 bis 17 zeigen die Einzelheiten des bevorzugten Kolben = schuhes der Erfindung. Der Kolbenhals 54 ist duenner als der Kopf 53, um das Schwenken des Schues 15 im Kolben 14 zu ermoeglichen. Der Kolbenschuhfuss 55 ist in Peripherialrichtung dadurch in der Laenge be = grenzt, dass er nicht an benachbarte Kolbenschuhe anstossen darf. In Achsialrichtung parallel zur Achse 7 der Welle 1 ist der Kolbenschuh = fuss so lang, dass er sich ueber beide KoLbenhubflaechen 10 und damit ueber beide Exzenterkoerper 2 erstreckt, Der Kolbenschuh hat also am Fuss ein Mittelteil zwischen zwei achsialen Aussenteilen. Lediglich die Aussenteile liegen radial oberhalb der Kolbenhubfuehrungsflaechen 10.
• Der Mittelteil dazwischen liegt radial oberhalb der Ausnehmung 30.
• Damit der KolSbenschuhfuss 55 zwischen den Stegen 4 mit den r-laechen 3 schwenken kann, muss der Fuss 55 mit den Ausnehmungen 66,67 versehen sein, damit die Stege 4 der Zylinder 77 in diese eintreten koennen und dadurch der Kolbenschuh voll schwenken kann. Das Mittelteil ist vorteilhafterweise in der Gleitflaeche 61 durch wellenachsparallele Nuten 68 unterbrochen, damit diese Stelle der Gleitflaeche nicht heisslaeuft.
• Doch sind die Nuten 68 nicht mit Druckfluid Kammern verbunden, . Innerhalb der Seitenteile sind, die Gleitflaeche 61 durchbrechend, die Druckfluid= taschen 62 und 63 angeordnet, von denen je eine durch eine der Kolben= hubflaechen 10 verschlossen ist. Die Druckfluidtaschen 62 und 63 sind durch Kanaele 28 und 29 mit dem Kolbenkanal 25 verbunden, sodass die Druckfluidtaschen 62 und 63 aus dem betreffendem Zylinder her mit Druck = fluid beaufschlagt sind, wenn der betreffende Zylinder Druck im Fluid hat.
• Die Druckfluidtaschen 62 und 63 sind wieder von sealing lands 67 und 68 umgeben, die an den betreffenden Teilen der Hubflaechen 10 anliegen und an ihnen die Druckfluidtaschen 62 und 63 abdichten. Die Flaechen 67 und 68 sind also Dichtflaechen um die DruckfLuidtaschen 62 und 63. Innerhalb der Druckfluidtaschen 62 und 63 sind wiederum Tragfelder, Tragstege, Tragflaechen 64 angeordnet, die fuer Schmierzwecke von wel lenachspara = llelen Nuten 65, die in die Druckfluidtaschen 62 oder 63 muenden, vonein= ander getrennt sind. Die Anordnung der Tragfelder, Tragflaechen innerhalb halb der Druckfluidtaschen 62 und 63 erhoeht die Tragfaehigkeit des Kolbenschuhes an den Hubflaechen 10 und besonders die Betriebssicherheit des Laufes der Gleitflaeche 61 an den Hubflaechen 10, denn man weiss nie genau wie hoch der mittlere Druck an den Dichtflaechen, sealing lands, 67 und 68 ist, weil dieses von der Lufgeschwindigkeit, der Oberflaechen= gute, der Fluidtemperatur undsoweiter abhaengt. Die Dichtflaechen 67,68 Druckfluidtaschen 62,63 und die TragstegElaechen 64 zusammen mit den Nuten 65 bilden zwei hydrostatische Lager, von denen Jedes fast die Haelfte der radialen KolbenlXst aufnimmt. Die Tragkraft der hWa'rostati= schen Lager kann aber auch hoeher, als die Radialkraft auf den Kolben 15 sein, da die vom Kolbenschuh auf die Flaechen 61 und 10 ausgeuebte Kraft bei hohem Ausschwenkwinkel hoeher, als die Kraftkomponente 17 ist und der Komponente oder Resultierenden 18 der Figur 3 entspricht, der Komponente 18 geteilt durch den Cosinus des Winkels 1oder der Da die Hubflaechen und Exzenterteile 10 und 2 beliebig lang in Achsi = akrichtung ausgedehnt werden koennen, ist es moeglich, die hydrpstatischen Lager im Kolbenschuhfusse so zu bemessen, dass diese praktisch die ganze Last aufnehmen, die der Kolbenschuh auf die Hubflaechen uebertraegt und dadurch die Exzenter 2 antreibt und die Welle in Drehung versetzt, oder umgekehrt. Die Welle wird dann nicht mehr ueberwiegend durch mechanische Kraft, sondern ueberwiegend durch Druckfluidpolster in Rotation versetzt.
• Der Kraftangriff erfolgt am langem Helebelarm auf die Exzenterachse 8 gerichtet, die von der Wellenachse den grossen Abstand "e" hat, damit ein langer Hebelarm fuer den Kraftangriff zum Betrieb des Motors entsteht.
• Der Kolbenschuhfuss kann noch die achsialen Endflaechen 76,78 haben, damit der Schuh zwischen entsprechenden Fuehrungsfl aechen im Motor gehalten werden kann. Ausserdem koennen die Zugflaechen 72,73 mit Bord= flaechen 74,75 angeordnet sein, um Sitze fuer die Zugringe 34 der Figuren zu schaffen, die den Kolbenschuh an den Hubflaechen 10 halten.
• Im Gegensatz zum Kolbenschuhfusse, der mit Lagern versehen sein kann, die die Last fast vollstaendig hydrostatisch tragen, ist beim Kolben = schuhkopfe 15 ein solches Tragen durch hydrostatische Mittel nicht moeglich.
• Die Anordnung einer ueblichen Druckfluidtasche 23 fuehrt zur Erhoehung der Flaechenbelastung, aber nicht. zu Verringerung der Flaechenlast. Daher ist dieser Kolbenkopf ganz und gar erfindungsgemaess auszufuehren. Denn hier handelt es sich um ein ueberlastetes Lager, indem die Druckfluid= tasche niemals die Last tragen kann, die auf das Lager wirkt. Das ueber= lastete Schwenklager am Kopf des Kolbenschuhes 15 ist daher nach Figur 17 ausgebildet und besteht darin, dass zwangsgeschmierte Tragsteg = flaechen 71 angeordnet werden, olie durch enge zur Schwenkrichtung quer gestellte Nuten 70, die mit Druckfluid gespeist sind, unterbrochen sind.
• Die Erfindung erkennt naemlich, dass die Flaechenlast auf dem Kol = benschuhkopfe mindestens 1,5 mal hoeher ist, als der Druck im Fluid im Zylinder. Je breiter man die Quernuten 70 macht, umso hoeher wird die Flaechenlast. Es ist also so, dass im ueberbelasteten Lager die Ausdehnung der hydrostatischen Nuten oder Taschen die Flaechenlast nicht verringert, sondern sie erhoeht. Daher muessen die Nuten 70 zur Erzielung einer hohen Belastbarkeit des Schwenkgelenkes so eng, wi e moegl i ch sein, sodass gerade noch Fluid voll in sie eindringt. Die Tragstegflaechen 71 muessen in Schwenkrichtung so kurz sein, dass sie bei der Schwenkbewegung vorwaerts und rueckwaerts Teile der Schwenkbettflaeche 58 im Kolben beruehren, die bei den qle/ehem Wellenumlauf relndestens einmal von einer der Quer = nuten 70 beruehrt und von deren Fluidinhalt benetzt waren. Im Kolbenkopf tragen also nicht die hydrostatischen Nuten 70, sondern die Tragflaechen 71. aX Baut man den Kolbenkopf etwa mass-staeblich nach den Figuren der Anmel = dung dann erhaelt man an den Tragflaechen 71 etwa den doppelten Druck des Druckes im Fluid im Zylinder. In den Nuten 70 aber herrscht nur der gleiche Druck, wie im Zylinder. Wuerde man die Nuten 70 in Richtung der Schwenkbewegung verbreitern, zum Beispiel auf das doppelte, dann er hielte man auf den TragstegFLqechen 71 fast die vierfache Last des Druckes im Fluid im Zylinder und damit fast die vierfache Belastung der Tragkraft der Nuten 70. Man sieht hier, wie wichtig die Erkenntnisse der Erfindung sind. Denn im Schwenklager am Kolbenschuhkopfe hat man praktisch umge kehrte Auswirkungen der hydrostatischen Taschen und Nuten, wie am Fusse des Kolbenschuhes. Denn am Kolbenkopfe hat man im Sinne der Erfindung ein ueberbelastetes Lager, am Fusse des Kolbenschuhes aber hat man druckausgeglichene Lager. Diese unetrschiedlichen Auswirkungen der Druckfluid Taschen und Nuten am Kolbenschuhfusse und am Kolbenschuh Kopfe sind bisher nie richtig beachtet und erkannt worden. JedenFalls ist dem Erfinder keine entsprechende Literatur bekannt geworden. Die Auswir= kungen sind aber so erheblich und fast entgegengesetzt, dass man die Er kenntnisse der Erfindung beachten und verwirklichen muss, wenn man einen Radialkolben Motor der Gattung fuer hohe Drucke und Leistungen bauen will.
• Im Uebrigen mag der Kolbenschuhkopf eine Querbohrung 52 erhalten, durch die man einen Stift 215 stecken und mit dem Stift 215 den Kolbenschuh 15 in den Ausnehmungen 51 des Kolbens 14 schwenkbar halten kann.
• Die vierte Erkenntnis der Erfindung wird so angewandt, den Wirkungsgrad und die Leistung des Aggregates zu verbessern, dass die lange Leitung 21 vom Zylinder zum Steuerkoerper am Motorende abgeschafft und durch eine Ventilanordnung am Zylinder ersetzt wird.
• Die Figuren 18 bis 22 zeigen Ausfuehrungsbeispiele der Anordnung der Erfindung zur Verhinderung der Leistungs und Wirkungsgrad VerlusteS in der bisherigen Leitung 21 zwischen dem Zyl inder 77 und dem Steuerkoer= per am hinterem Ende des Motors. Nach den Figuren 18 und 19 sind zwei Bohrungen parallel zur Rotorachse durch den Zylinderkopf angeordnet, in denen die Ventilkoerper 92 und 192 lagern und schwenkbar oder rotierbar sind. Nach Figur 21 ist der Ventilkoerper 112 in der Bohrung oder in den Boehrungen oder Betten oszillierbar oder reziprokierbar. Die Ven -t i lkoerper we/ltriachsparallel anzuordnen, wird erfindungsmeaess deshalb bevorzugt, weil der Kolben 14 in Figur 19 rechts und links der Kolben = achse und radial oberhalb des Kolbens 14 besonders Raum dafuer bietet.
• Wichtig ist nicht unbedingt, dass die Ventilanordnung so ausgefuehrt wird, wie in den Figuren 18 bis 22 gezeigt ist, sondern wichtig ist, dass die Ventilkoerper in der Naehe des radial aeusseren Zylinderendes angeord = net werden, damit toter Raum in langen Kanaelen vermieden wird. Die Ventilkoerper haben einen Durchmesser mit konstantem Radius um die Ventilkoerperachsen. Die Kolbenkoepfe der Kolben 14 - siehe Figur 19 -formen daher Ausnehmungen mit Zylinderteilflaechen 104 und 105, die etwa den gle chen Radius haben, wie die Ventilkoerper 92,192. Zu den Ventilbetten, die durch die Waende der gegannnten Bohrungen gebildet sind, fuehren die Kanaele 94 und 95 oder 94 und 95,96 des erfindungs= gemaess angeordneten Leitungspaares oder Kanalpaares. Die Ventikoerper 92 und 192 sind mit Durthlass-Schl itzen oder Steuerschlitzen 102 bzw. 103 und / oder weiteren Durchlass- oder Steuer - Schlitzen versehen. In der Figur 19 sind die Schlitze 102 und 103 in der Verschlusslage oder der Neutral lage gezeichnet. In Figur 18 sind die Steuerschlitze 102 und 103 nicht gezeigt, da diese Figur die Kanalanordnungen verdeutlichen soll.
• Zum Kanalpaar 94 - 95,96 gehoert ein Anschlusspaar 99,100.
• Der AnschLuss 99 gehoert zum Kanal 94, wahrend der Anschluss 100 in Zweigkanaele 95,96 muenden kann. Druckfluidtaschen 97 und 98 sind vorteilhafterweise angeordnet und mit dem Druck aus einer'der Lei -tungen gefuellt, um den Ventilkoerper 92,192 unter Fluiddruck schwebend zu lagern und dadurch die Reibung bei der Bewegung des Ventilkoerpers zu verringern. Dreht man die Ventilkoerper 92,192 Jeweils um etwa 90 Grad, dann stellen die Steuerschlitze 102 und 103 die Verbindung der Leitung 95,96 vom Anschluss 100 zum Zylinderraum 5 in dem Zylinder oder Gehaeuse her. Fluid kann durch Leitung 100-9 -95 in den Zylinder 5 herein oder aus ihm heraus stroemen. Dreht man die Ventilkoerper 92,192 um weitere 90 Grad etwa, und beispielhaft, dann verbinden andere Schlitze oder ein anderer Schlitz den Kanal 99-94 mit dem Zylinder 5, sodass aus dem betreffendem Kanal Fluid in den Zylinder 5 herein oder aus ihm aus -stroemen kann. Dabei dient eine der Kanalverbindungen als Einlass Kanal und die andere als Auslasskanal.
• In Figur 21 ist die Ventilkoerperbewegung reziprokierend, sodass der Steuerschlitz im Ventilkoerper 112 einmal den Kanal 114 zwischen dem Zylinder 5 und dem Ventilbette mit dem Kanal 115 und das andere mal waehrend der gleichen Wellenumdrehung mit dem Kanal 116 verbindet.
• Der Antrieb der Bewegungen der Ventilkoerper 92,192 oder 112 muss mit dem Rotorumdrehungswinkel der Exzenter 2 der Welle 1 verbunden werden. In Figur 18 geschieht dass derart, dass ein kleiner Steuermecha = nismus am Rotorende angeordnet ist, der den Steuerkoerper 79 in dem Umsteuergehaeuse 80 bildet. Durch die Anschluesse 81 und 82 wird FLuid in die rotierenden Steuermuendungen 82 und 83 des Steuerkoerpers 79 geleitet. Hochdruckfluid in die eine und Niederdruckfluid in die andere.
• Dadurch wird abwechselnd pro Rotorumlauf jede der Steuermxendungen 82 und 83 einmal ueber den Kanal 84 und einmal ueber den Kanal 85 mit der Zylinderkammer 86 oder 87 eines Hubzylinders verbunden, in dem der Kolben 88 unter dem Fluiddruck in den Kammern 86 und 87 reziprokierbar ist. Je nachdem, welche der Steuermuendungen 82 oder 83 Hochdruck fuehrt, wird dadurch der Kolben 88 in den Kammern 86 und 87 einmal in der Figur 18 nach rechts und links gedrueckt pro Umlauf der Welle 1. Die Kolbenstange 89 des Kolbens 88 uebertraegt diese Hubbewegung ueber den Verbindungsbolzen 90 auf das Pleuel 91 - siehe auch Figur 20 -, wodurch die Hubbewegung auf den am Ventilkoerper exzentrisch angeordneten Hubzapfen 93 des Ventilkoerpers uebertragen, da das Auge des Pleuels 91 am anderem Ende diesen Hubzapfen umgreift. So wird die Hubbewegung des Kolbens 88 in eine Schwenkbewegung oder in eine Drehbewegung des Ventilkoerpers oder der Ventilkoerper 92,192 umgewandelt und so die periodische Verbindung der Leitungen ueber Steuerschlitze mit dem Zy -linderraume hergestellt. Pro Umdrehung der Welle 1 wird so einmal die Verbindung zu einem Hochdruck Kanal und einmal zu einem Niederdruck Kanal des Kanalpaares hergestellt. Einmal wird also Hochdruck auf den Kopf des Kolbens 14 geleitet und einmal wird Fluid aus dem Zylinder 5 herausgelassen, wenn das Aggregat als Motor arbeitet. Als Pumpe oder Kompresser ist der Druckverlauf umgekehrt . gerichtet, Die Figur 22 zeigt, dass die hydrostatische Steuerung auch fort = gelassen werden kann und man am Wellenende t06 dn Szew4sr+ 8 anordnen kann. Ein Teil 109 daran mag die Zapfen 110,111 usw. enthalten, an denen dann direkt ein entzprechend laengeres Pluel 91 angeordnet werden kann, um den betreffenden Ventilkoerper 92,192 parallel zum Umlauf der Welle 1 zu schwenken oder zu rotieren.
• In der Figur 21 wird der Kanal 84 der Figur 18 mit dem Kanal 120 der Figur 21 verbunden und der Kanal 85 der Figur 18 mit dem Kanal 119 der Figur 21 verbunden. Jenachdem, welche der Steuermuendungen 82 oder 83 zu der betreffenden halben UJellenumdrehung Hochdruckfluid hat, wird der Ventilkoerper 112 dadurch in der Kammer 117 nach oben oder in der Kammer 118 nach unten bewegt und so pro einmaligem Umlauf der Welle 1 und der Exzenter 2 einmal die Verbindung des Anschlusses oder Kanales 115 zum Zylinder 5 und das andere mal des Anschlusses oder Kanales 116 zum Zylinder 5 hergestellt.
• Wichtig ist bei den erfindungsgemaessen Anordnungen der Figuren 18 bis 22, dass die Steuerung 79-80 nur geringe Fluidmengen steuert, naemlich lediglich das Steuerfluid zum Antrieb der Bewegung der betre = ffenden Ventilkoerper 92,192 oder 112. Die Ventilanordnung ist daher baulich von geringen Abmessungen und die Stroemungs- und Reibungsverluste in ihr sind entsprechend gering, insbesondere auch, da nur kleine Steuerfluidmengen durch die Steueranordnung stroemen, bzw.
• in ihr ueberhaupt nur reziprokieren.
• Das Arbeitsfluid hingegen stroemt nicht durch die Steueranordnung.
• Es ist vielmehr in grossen Fluidraeumen vorhanden, wobei einmal ein Raum das Niderdruckfluid und der andere Raum das HochdruckFluid enthaelt. Zum Beispiel Hochdruckfluid im Raum grossen Querschnitts, der mit dem Kanal 100 verbunden ist oder der mit dem Kanal 99 verbunden ist. Das Niederdruckfl uid kann bei Pressluftmotoren direkt in die Atmosphere entlassen werden. Bei Fluessigkeitsmotoren hat auch das Niederdruckfluid eine grosse Kammer, die zu allen Ventilkoerpen aller Zylinder des Motors oder des Kompressors bzw. der Pumpe verbun den ist. So haben alle Hochdruckleitungen und alle NiederdruckleitQng des betreffenden Aggregates eine querschnittsmaessig weite Verbindung di reckt zur Niderdruck oder Hochdruck Kammer des ganzen Motors.
• Alle alten Leitungskanaele mit langen Leitungen 21 sind dadurch im Aggregat der Erfindung vermieden. Das Arbeitsfluid hat lediglich durch die Steuerschlitze 102,103 oder 113 zu stroemen um aus der Hochdruckkamer in die betreffenden Zylinder des Motors zu stroemen oder um aus der Niederdruck Kammer in die Zylinder 5 der Pumpe oder des Kompressors zu stroemen und beim umgekehrtem Kolbenhube in umgekehr = ter Richtung zu stroemen. Die Stroemungsverluste und inneren Kompre = ssionsverluste im Fluid in den langen Kanaelen 21 der herkoemmlichen Aggregate sind dadurch ganz erheblich vermindert und die Leistung und der Wirkungsgrad des Aggregates ist durch die Erfindung erhoeht. Bei Pressluftmotoren kann die Leistung mit Hilfe der Erfindung auf diese Weise insbesondere im Zusammenhange mit den anderen Anordnoungen der Erfindung verfielfacht werden. Die Pressluftmotoren erhalten Verbre = nnungsmotoren Performance und koennen mit Drucken um 60 Bar statt der Drucke der ueblichen Pressluftmotoren um 6 Bar, arbeiten.
• Die konstruktieven Einzelheiten der Figuren 18 bis 22 sind nur beispielhaft. Entscheidend im Sinne der ErFindung ist, dass die langen Einzelleitungen 21 pro Zylinder vom Zylinderkopfe zur Steuerung am Motorende vermieden und durch grosse Druckkammern nahe der Ventil -Steuerung am Zylinderkopfe des Zylinders 5 ersetzt werden wozu

Claims (1)

1. Patentansprueche 1.) Radialkolbenaggregat mit einem Kolbenschuh zwischen einem in einem Zylinder hin und her bewegtem Kolben und der zylindrischen, aber zur Wellenachse exzentrischen Hubflaeche angeordnetem Kolbenschuh dadurch gekennzeichnet, dass Mittel 2,10,3,4, usw. zur Erhoehung der Leistung des Aggregates und zur Erhoehung des Wirkungsgrades des Aggre = gates angeordnet sind.

   2.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Welle 1 mindestens zwei Exzenterteile 2 zugeordnet sind, die durch eine mittlere Ausnehmung 30 voneinander getrennt, zwei Kolbenhubflaechen 10 zur Fuehrung der Gleitflaechen 6.1 des Kolbenschuhes 14 bilden.

   3.) Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderteil 77,700 mit nach innen gerichteten, achsial kuerzer als die mittlere Ausnehmung 30 ausgebildeten Stegen 4 mit Laufflaechenteilen 3 zur Kolbenfuehrung versehen ist, die mindestens stellenweise und zeitweise in die mittlere Ausnehmung 30 zwischen den Exzentern 2 eintreten.

   4.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenschuh mit seinem KoLb£nkop( 53 in einem Schwenk= beF58 im Kolben 14 gelagert ist, wobei die SchuJenkbettflaeche 58 des Kolbens 14 die Schwenkflaeche 57 des Kolbenschuhes 14 lagert.

   5.) Aggregat nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenschuh 14 zwischen dem Kolbenkopf 53 und dem Kolbenfuss 55 einen verjuengten Kolbenschuhhals 54 bildet und der Kolbenschuhfuß mit Schlitzen 66,67 versehen ist, in die waehrend dem Betrieb des Aggregates Teile der Stege 4 der Zy = linder eintreten koennen, um eineJ1 hohen Ausschwenkungswinkel 16 des Kolbenschuhes im Kolben zu ermoeglichen.

   6.) Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Exzenterteile 2 etwa doppelt so gross, wie der Durchmesser der Welle 1 ist, sodass die Exzentri = zitaet, also der Abstand zwischen der zentrischen Wellenachse 7 und der dazu exzentrischen Exzenterachse s der exzentrischen Hubteile 2 etwa dem Radius der Welle 1 entspricht und das Schwenkzentrum 26 des Kolbenschuhes im Kolben etwa den 3,5 bis 4 F:Rc;7en Abstand der Exzentrizitaet "e" von der exzen = trischen Achse 8 hat, wodurch das Aggregat einen langen Kolben = hub und einen Ausschwenkwinkel 16 deskolbeilscctkes im Kolben von etwa 15 Grad erreicht.

   7.) Aggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenschuhfuss Gleitflaechen 61 bildet, die an den Hub = flaechen 10 laufen und die radial oberhalb der Hubflaechen 10 hydrostatische Druckfluidtaschen bilden, 8.) Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatischen Druckfluidtaschen 62,63 mit wellenachs= parallelen Tragstegflaechen 64 versehen sind, die durch wellen = achsparallele Nuten 65 voneinander getrennt sind.

   9.) Aggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfluidtaschen 61 ,63 durch Dichtflaechen 67,68 umgeben sind, die der Abdichtung dienen, waehrend die Tragstegflaechen 64 von allen Enden her durch das Druckfluid in den Taschen 62,63 zwangsgeschmierte. Tragflaechen bilden, die hoehere Tragkraft, als die Dichtflaechen haben koennen.

   10.) Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenschuhkopf 53 mit Steuertaschen 59 und 60 zur zeitweiligen Offnung und Schliessung der Fluidleitungen 37,38, 137,138 des Kolbens 15 versehen ist, durch die die Druckfluid = taschen 48-50,148-150 des Kolbens 15 zeitweilig pro Wellenumlauf mit Hochdruckfluid und zeitweilig mit Niederdruckfluid gespeist werden, waehrend die genannten Steuertaschen 59,60 mit Steuer = kanten und Verschlussflaechen dahinter versehen sind, durch die die genannten Fluidleitungen 37,38,137,138 zeitweilig verschlossen werden.

   11.) Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenschuhkopf 53 im Kolbenbette 58 mit der Schwenk flaeche 57 schwenkbar gelagert ist, der Durchmesser des Kolben schuhkopfes kleiner als der Durchmesser des Kolbens 15 ist, wodurch die genannte Schwenkbettflaeche 58 und die genannte Schwenkflaeche 57 des Kolbens 15 und des Kolbenschuhes 14 ein ueberlastetes Lager bilden und in einer der genannten Flaechen 57,58 Mittel zur Erhoehung der Tragfaehigkeit und des Wirkungs= grades des ueberlasteten Lagers angeordnet sind, die darin beste = hen, dass quer zur Schwenkrichtung ausgedehnte, in Schwenkrichtung richtung aber kurze Tragflaechenstege 71 angeordnet sind, die durch parallel dazu erstreckte, in Schwenkrichtung sehr kurze Nuten 70 voneinender getrennt sind, die Nuten 70 mit einer Druck = fluid enthaltenden Kammer,z.B. dem Zylinder 5, verbunden sind und die genannten Tragflaechenstege in Schwenkrichtung so kurz sind, dass jeder der Tragflaechenstege 71 pro Wellenumlauf der Welle 1 und damit pro Schwenkung des Kolbenschuhes 15 im Kolben 14 einmal eine anliegende Flaeche 57,58 beruehrt, die beim gleichem Wellenumlauf durch eine der Nuten 70 beruehrt und dadurch mit Druckfluid benetzt wurde.

   12.) Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zylinder 5 reziprokierende Kolben 14 mit radial nach innen erstreckten Kolbenarmen 42,43 versehen ist, die etwa der Breite der mittleren Ausnehmung 30 zwischen den Ex = zentern 2 entsprechen und so gerichtet sind, dass sie beim Wellen -umlauf einmal in die genannte Ausnehmung 30 teilweise eintreten.

   13.) Aggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kolbenschuh 15 Mittel, z.B. Endflaechen 76,78, oder 72 bis bis 75 zugeordnet sind, die den Kolbenschuh an der Umdrehung um dessen Laengsachse hindern also der Kolbenschuhfuss 55 para = Ilel zu den Hubflaechen 10 gerichtet bleibt und Mittel,z.B. 52,51, 215 zur Verhinderung der Drehung des Kolbens 14 um seine Achse 6 und um die Laengsachse des Kolbenschuhes 14 angeordnet sind.

   14.) Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben 15 beim Lauf im Zylinder 5 gegen Drehung um die Laen/gsachse 6 des Kolbens und des Zylinders gesichert ist, der im Kolben gelagerte Kolbenschuh 14 mit seiner Mittelflaeche in einer Ebene schwenkt, die durch die Zylinderachsen 6 geht und zur Achse 7 der Weile 1 senkrecht steht und der Kolben 15 seine 9 aussere Laengs FLaecCle kolbeneinwaerts durchbrechende Druck = fluidtaschen, z.B. 48 - 50,148-150 enthaelt, die mittels Kanae = len 37,38,137,138,248 zeitweilig mit Druckfluid beaufschlagbar sind, wobei diese Druckfluidtaschen dadurch gekennzeichnet sind, dass sie mit ihren gedachten Mittelflaechen, die die Symmetrie = ebenen der genannten Taschen bilden, in der genannten zur WeLlen -achse 7 senkrechten, ds die Zylinderachsen 6 gehenden Ebene liegen und von den genannten Symmetrie-Ebenen in Umfangsrich = tung des Kolbens 14 gleich weit spiegelbildlich symmetrisch er; streckt sind und dass die Summe der Druckfluidtaschen in Laengs: richtung des Kolbens 14, also parallel zur Kolbenachse 6 gleich= weit spiegelbildlich, symmetrisch, nach innen und aussen um das Schwenkzentrum 26 des Kolbenschuhes 15 im Kolben 1 4 erstreckt sind.

   15.) Aggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Druckfluidtaschen erste Druckfluidtaschen 49 und 50 bilden, die- bei einer geringeren Ausschwenkung des Kolbenschuhes 14 im Kolben 14 dem Druckfluid zugeschaltet werden und mindestens zweite Druckfl uidtaschen 48 bilden, die bei einer groesseren Ausschwenkung des Kolbenschuhes 15 im Kolben 14 dem Druckfluid zugeschaltet werden, wobei die Zuschaltung und Abschultung der Druckf luidtaschen durch die Kanaele 37,38, 137,138 im Kolben 15 und die Steuertaschen 59,60 im Kolbenschuh 14 erfolgen mag, waehrend die Kolbenbohrung 25 gegebenenfalls ueber weitere Nuten oder Kanaele das Druckfluid zum Beispiel aus dem Zylinder 5 in die genannten Steuertaschen 59 und 60 leitet.

   16.) Aggregat nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kolbenarme 42,43 Ausnehmungen 39,40 des Kolbens 14 begrenzen, die Ausnehmungen 39,40 im Kolben 14 ange ordnet sind, um Teile des Kolbenschuhfusses 55 oder des Kolben= schuh-Halses 54 aufzunehmen und deren Schwenken im Kolben 14 zu ermoeglichen, waehrend Abschraegungen 44.45 und/oder 46, 47 am Kolben 15 angeordnet sein moegen, tim die optimale Ausschwen = kung des Kolbenschuhes 15 im Kolben 14 zu ermoeglichen.

   17.) Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat mit Mitteln zu einer optimalen Leistung bei ge = rigen Reibungsverlusten dadurch ausgebildet ist, dass maximale Kolbenhubwege und Kolbenlagerung durch hydrostatische Druckfluid -Taschen bei maximaler Kolbenfuehrungslaenge dadu ch erreicht sind, dass die Exzenter 2 und die Hubflaechen 10 einen Durchmesser haben, der dem Vierfachen der Exzentrizitaet "e" zwischen der zentrischen Wellenachse 7 der Welle 1 und der exzen rischen Achse 8 entspricht, waehrend dqs Schwenkzentrum 26 des Kolbenschuhes 15 im Kolben 14 einen Abstand von der exzentrischen Achse 8 hat, der etwa dem 3 fachem der genannten Exzentrizitaet "e" entspricht und der Durchmesser der Kolben 15 dem Doppelten der genannten Exzentrizitaet "e" entspricht, wenn das Aggregat mi fuenf Kolben 15 und Zylindern 5 versehen ist.

   18.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zylinder 5 an dessen radial aeusserem Ende ein Schwenk -Rotations-oder Reziprokations - Ventil 92.192,112 zugeordnet ist, das mit einer Steuerung gekuppelt ist durch die waehrend eines Teiles des Umlaufs der Welle 1 ein Hochdruckfluidraum 100,99tF0D,399 der bis in die Naehe des genannten Ventiles erstreckt ist, mit dem betreffendem Zylinder 5 in Fluid leitende Verbindung gebracht wird.

   19.) Aggregat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil und der genannte Hochdruckfluidraum die bishe = rige Steuerung am rueckwqerEigem Ende des Motors oder des Aggregates ersetzt und bisherige lange Leitungen grossen Volu= meninhalts mit Verlusten im Fluid darin verrneldet.

   20.) Aggregat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkoerper 92,192 in einem Bette gelagert ist, dem eine Kolbenausnehmungswand 104,105 zugeordnet ist, der Ventilkoerper 92, 192 teilweise in den Zylinder 5 hereinragt und der genante Venti Ikoerper mit einem Schlitz oder einer Nut 102,103,113 versehen ist, die die zeitweilige Verbindung zwischen dem betreffendem Zylinder 5 und der Druckfluidzuleitung 99,100, 115,116 oder der Fluidableitung 94,95t96,99,100,115,116 herde stellt wird.

   21.) Aggregat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Welle 1 eine Steueranordnung 79,80 zugeordnet ist, durch die beim Wellenumlauf einmal Druckfluid in die erste Kammer 86 und einmal Druckfluid in die zweite Kammer 87 eines Hubzylinders geleitet wird und dadurch ein Kolben 88 in den Kammern 86,87 reziprokiert wird, dessen Kolbenstange 89 mit einem Pleuel 91 schwenkbar verbunden ist, wodurch das auch mit einem Exzenter: lager 93 des Ventilkoerpers 92,192 verbundene Pleuel 91 die reziprokierende Hubbewegung des Kolbens 88 in eine Schwing.oder Umdrehbewegung des Ventilkoerpers 92,192 umwandelt und somit die genannte Bewegung des genannten VentiLkoerpers treibt, wodurch der genannte Ventilkoerper zeitweilig den betreffenden Zylinder 5 verschliesst und ihn zeitweilig und periodisch mit der genannten Hochdruckfluidkammer 99,100 und zeitweilig mit einem Niederdruck Gebcte verbindet.

   22.) Aggregat nach Anspruch 21, dadurch gekehnzeichnet, dass die genannte Steueranordnung 79,80 periodisch das Hochdruck und Niederdruckfluid nicht in die genannten Kammern 86 und 87 leitet, sondern in achsialwaerts eines reziprokierbaren Ventilkoer = pers 112 angeordnete Kammern 117 und 118 leitet, wodurch der Ventilkoerper 112 pro Umlauf der Welle 1 einmal in die eine und einmal in die andere der Kammern 117,118 gepresst wird, um die zeitweilige Verbindung des Zylinders 5 mit den Kanaelen 115 tind 116 abwechselnd herzustellen.

   23.) Aggregat nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung 79,80 und die Kammern 86,87 durch eine an der Welle 1 angebrachte Exzenl;e ranordnung 106,108,109, 110,111 ersetzt sind und deren Teile 110 oder 111 das eine Auge des genannten Pleuels 91 lagern.

   24.) Aggregat nach Anspruchloder mindestens einem der Patentansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere Mittel der Beschreibung oder der Figuren angeordnet sind.