DE4040304C1 - Radial piston, hollow shaft motor - has grooves in radial pistons coupled by transverse bores to each radial piston bore - Google Patents
Radial piston, hollow shaft motor - has grooves in radial pistons coupled by transverse bores to each radial piston boreInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Radialkolbenhohlwellenmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a radial piston hollow shaft motor according to the preamble of claim 1.
Beispielsweise aus der CH-PS 6 60 771 ist es bekannt, bei Kraftwagenzügen, insbesondere Lastkraftwagenzügen, über eine elektrische Regelschaltung unter Auswertung der Winkel zwischen einem Anhängefahrzeug und einem damit verbundenen Zugfahrzeug sowie zwischen dem Zugfahrzeug und dessen gelenkten Rädern diese gelenkten Räder derart zu steuern, daß der Lagewinkel des Anhängers oder Aufliegers bei Rückwärtsfahrt dem durch ein Steuerorgan vorgegebenen Wert folgt. Hierdurch wird das Rückwärtsfahren mit Anhängefahrzeug wesentlich erleichtert und vereinfacht, wodurch auch häufig beim Rückwärtsfahren auftretende Beschädigungen und Unfallrisiken praktisch vermieden werden können.For example from CH-PS 6 60 771 it is known in motor vehicle trains, especially truck trains, via an electrical control circuit evaluating the angle between a trailer vehicle and one with it connected towing vehicle and between the towing vehicle and its steered Wheels to steer these steered wheels so that the position angle of the trailer or trailer when reversing that specified by a control body Value follows. This makes reversing with a trailer vehicle essential facilitated and simplified, which also often occurs when reversing Damage and accident risks can be practically avoided.
Zur Steuerung der gelenkten Räder kann hierbei ein Radialkolbenhohlwellenmotor verwendet werden. Üblicherweise besitzen derartige Motoren jedoch im Vergleich zu ihrer Leistung relativ große Abmessungen, so daß sie für einen Einbau in Kraftfahrzeue nicht geeignet sind, zumal dort ohnehin nur ein geringer Freiraum für zusätzliche Einbauten vorhanden ist.A radial piston hollow shaft motor can be used to control the steered wheels be used. However, such motors usually have relatively large dimensions compared to their performance, so that they can be used for one Installation in motor vehicles are not suitable, especially since there are only a few anyway There is space for additional installations.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Radialkolbenhohlwellenmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der trotz hoher Leistung mit extrem kleinen Abmessungen auskommt.The object of the invention is therefore a radial piston hollow shaft motor to create according to the preamble of claim 1, despite having high performance extremely small dimensions.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.This object is in accordance with the characterizing part of claim 1 solved.
Bei diesem Radialkolbenhohlwellenmotor erfolgt die Druckölbeaufschlagung der Radialkolben über eine seitliche Druckölzufuhr. Dies verringert einerseits die Bauhöhe und ermöglicht andererseits längere Radialkolben, die damit besser geführt sind und somit einem verringerten Verschleiß aufgrund von radialen Kraftkomponenten unterliegen. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise ein Radialkolbenhohlwellenmotor mit fünfzehn Radialkolben, einem Drehzahlbereich von 20 bis 250 U/min, einem Drehmoment von 50 Nm bei 95 bar und Abmessungen von L×B×H von 150×150×58 mm sowie einem Wirkungsgrad von 96% bei 100 bar herstellen.The pressure oil is applied to this radial piston hollow shaft motor the radial piston via a side pressure oil supply. On the one hand, this reduces the overall height and, on the other hand, enables longer radial pistons, making them better are guided and thus reduced wear due to radial Force components are subject. In this way, for example Radial piston hollow shaft motor with fifteen radial pistons, one speed range from 20 to 250 rpm, a torque of 50 Nm at 95 bar and dimensions of L × W × H of 150 × 150 × 58 mm and an efficiency of 96% at 100 bar produce.
Insbesondere werden die Radialkolben außerdem rein hydraulisch und ohne Federbeaufschlagung gesteuert, wodurch ein extrem kleines Leerdrehmoment von beispielsweise 1 bis 1,5 Nm erreichbar ist. Dies ist für den bevorzugten Anwendungszweck, bei dem der Radialkolbenhohlwellenmotor fest mit der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs gekuppelt ist, wichtig, da er bei Normalfahrt, wenn er nicht zur Steuerung der Lenkung verwendet wird, permanent angetrieben wird.In particular, the radial pistons are also purely hydraulic and without Spring loading controlled, resulting in an extremely low idle torque of for example, 1 to 1.5 Nm can be reached. This is for the preferred application, where the radial piston hollow shaft motor is fixed to the steering column of a motor vehicle is coupled, important because when driving normally when it is not used to control the steering, is permanently driven.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are the following description and the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below in the attached figures illustrated embodiment explained in more detail.
Fig. 1 zeigt einen Hohlwellenmotor im Axialschnitt (obere Hälfte, Radialkolben in innerer Endstellung, untere Hälfte Radialkolben in äußerer Endstellung). Fig. 1 shows a hollow shaft motor in axial section (upper half, radial piston in the inner end position, lower half of the radial piston in the outer end position).
Fig. 2 zeigt ausschnittweise eine Kurvenscheibe für den Hohlwellenmotor von Fig. 1 in gegenüber Fig. 1 verkleinertem Maßstab. FIG. 2 shows a section of a cam plate for the hollow shaft motor of FIG. 1 on a smaller scale than in FIG. 1.
Fig. 3 zeigt ausschnittsweise eine Verteilerscheibe für den Hohlwellenmotor von Fig. 1 in gegenüber Fig. 1 verkleinertem Maßstab. Fig. 3 fragmentary 1 shows a distributor disk for the hollow shaft motor of FIG. In respect to Fig. 1 on a reduced scale.
Fig. 4 zeigt einen Radialkolben für den Hohlwellenmotor von Fig. 1 vergrößert im Schnitt. Fig. 4 shows a radial piston for the hollow shaft motor of Fig. 1 enlarged in section.
Der dargestellte Hohlwellenmotor umfaßt zwei Gehäuseringe 1 und 2, zwischen denen eine ringförmige Kurvenscheibe 3 nach außen abgedichtet eingespannt ist. In dem so gebildeten Gehäuse ist eine Hohlwelle 4 über Lagerbüchsen 5 gelagert und über Wellendichtungen 6 nach außen hin abgedichtet. Die Hohlwelle 4 ist gegebenenfalls über ein Kupplungsstück mit der Lenksäule (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs verbunden, während das Gehäuse fixiert ist.The hollow shaft motor shown comprises two housing rings 1 and 2 , between which an annular cam 3 is clamped sealed to the outside. In the housing formed in this way, a hollow shaft 4 is supported via bearing bushes 5 and sealed to the outside via shaft seals 6 . The hollow shaft 4 is optionally connected to the steering column (not shown) of a motor vehicle via a coupling piece, while the housing is fixed.
Die Hohlwelle 4 ist einstückig mit einer hierzu koaxial angeordneten, ringscheibenförmigen Kolbentrommel 7 ausgebildet, die eine Vielzahl (im Ausführungsbeispiel fünfzehn) von sternförmig mit äquidistanter Teilung angeordneten, als Radialbohrungen ausgebildeten Zylindern 8 aufweist, in die jeweils ein Radialkolben 9 eingesetzt ist.The hollow shaft 4 is formed in one piece with an annular disk-shaped piston drum 7 arranged coaxially therewith, which has a multiplicity (in the exemplary embodiment fifteen) of cylinders 8 arranged in a star shape with equidistant division and designed as radial bores, in each of which a radial piston 9 is inserted.
Jeder Radialkolben 9 trägt am radial äußeren Ende eine Kugel 10. Die Kugeln 10 laufen an der Innenseite der Kurvenscheibe 3, und zwar insbesondere in einer Führungsrille 11. Jeder Radialkolben 9 ist ferner mit einer durchgehenden, sich in Axialrichtung des Radialkolbens 9 erstreckenden Bohrung 12 versehen, die einerseits über eine oder mehrere Querbohrungen 13 mit einer breiten, eine geringe Tiefe benötigenden Umfangsnut 14 im mittleren Bereich des Radialkolbens 9 in Verbindung steht und andererseits zur Kugel 10 hin durch eine Drossel 15 verengt ist. Beidseitig der Umfangsnut 14 ist jeder Radialkolben 9 mit mehreren umlaufenden Schmiertaschen 16 versehen.Each radial piston 9 carries a ball 10 at the radially outer end. The balls 10 run on the inside of the cam disc 3 , in particular in a guide groove 11 . Each radial piston 9 is also provided with a continuous bore 12 extending in the axial direction of the radial piston 9 , which is connected on the one hand via one or more transverse bores 13 with a wide circumferential groove 14 in the central region of the radial piston 9 which requires a small depth and on the other hand Ball 10 is narrowed by a throttle 15 . Each radial piston 9 is provided with a plurality of circumferential lubrication pockets 16 on both sides of the circumferential groove 14 .
Der Gehäusering 1 besitzt eine ringförmige, zur Kolbentrommel 7 hin offene, im Schnitt treppenförmig ausgebildete und mit drei Stufen 17a, 17b, 17c versehene Ausnehmung 17, die zur Aufnahme einer bezüglich des Gehäuserings 1 feststehenden Verteilerscheibe 18 dient, die wie die Ausnehmung 17 im Schnitt nach außen hin abnehmend in drei Stufen gestuft ist, und zwar so, daß zwischen den Stirnseiten der beiden äußeren Stufen und den benachbarten Bodenseiten der Ausnehmung 17 jeweils ein umlaufender Ringkanal 19 bzw. 20 verbleibt. Außerdem ist jede Stufe der Verteilerscheibe 18 mit einer umlaufenden Nut zur Aufnahme eines O-Rings 21 zum Abdichten der Ringkanäle 19, 20 gegeneinander und nach außen versehen.The housing ring 1 has an annular recess 17 , 17 b, 17 c, which is open towards the piston drum 7 , is stepped in section and has three steps 17 a, 17 c, which serves to receive a fixed with respect to the housing ring 1 distributor plate 18 , which like the recess 17 is stepped downwards in section towards the outside in three stages, in such a way that a circumferential annular channel 19 or 20 remains between the end faces of the two outer stages and the adjacent bottom sides of the recess 17 . In addition, each stage of the distributor disk 18 is provided with a circumferential groove for receiving an O-ring 21 for sealing the ring channels 19 , 20 against one another and towards the outside.
An der der Kolbentrommel 7 zugewandten Stirnseite ist die Verteilerscheibe 18 mit Taschen 22, 23 versehen, die äquidistant in einer Anzahl entsprechend derjenigen der Radialkolben 9 plus ein (hier 16), abwechselnd radial zueinander versetzt sowie mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die radial äußeren Taschen 22 stehen jeweils über eine mittlere Bohrung 24 mit dem äußeren Ringkanal 19 und die Taschen 23 jeweils über zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Bohrungen 25 mit dem inneren Ringkanal 20 in Verbindung.On the end face facing the piston drum 7 , the distributor disk 18 is provided with pockets 22 , 23 , which are equidistant in a number corresponding to that of the radial pistons 9 plus one (here 16), alternately radially offset from one another and arranged at a distance from one another. The radially outer pockets 22 are each connected to the outer annular channel 19 via a central bore 24 and the pockets 23 are each connected to the inner annular channel 20 via two circumferentially spaced bores 25 .
Die Kolbentrommel 7 besitzt an der der Verteilerscheibe 18 zugewandten Stirnseite benachbart zu den Taschen 22, 23 umlaufende Bohrungen 26, die mit der Innenseite der Zylinder 8 im Bereich der Umfangnut 14 der Radialkolben 9 in Verbindung stehen. Im Verhältnis zu allen Taschen 22, 23 bieten die Ringnuten 19, 20 eine größere druckbeaufschlagbare Fläche, wodurch die Verteilerscheibe 18 ständig an die Kolbentrommel 7 gedrückt wird. Dabei sollte das Flächenverhältnis möglichst nahe zu 1 sein, um einen zu großen Anpreßdruck, der den Wirkungsgrad beeinträchtigt, zu vermeiden.The piston drum 7 has, on the end face facing the distributor disk 18, adjacent to the pockets 22 , 23, circumferential bores 26 which are connected to the inside of the cylinders 8 in the region of the circumferential groove 14 of the radial pistons 9 . In relation to all pockets 22 , 23 , the annular grooves 19 , 20 offer a larger area which can be pressurized, as a result of which the distributor disk 18 is constantly pressed against the piston drum 7 . The area ratio should be as close as possible to 1 in order to avoid excessive contact pressure that affects the efficiency.
Druckfedern 27 sorgen dafür, daß beim Anfahren des Motors die Verteilerscheibe 18 an der Kolbentrommel 7 anliegt.Compression springs 27 ensure that the distributor disk 18 bears against the piston drum 7 when the engine is started.
Die Ringkanäle 19, 20 sind an nicht dargestellte Leitungen, je nach Drehrichtung des Hohlwellenmotors als Drucköl- bzw. als Rücklaufölleitung geschaltet, angeschlossen. Außerdem mündet eine Leckölleitung an den zwischen der Kolbentrommel 7 und dem umgebenden Gehäuse befindlichen Zwischenraum 28 benachbart zur Kurvenscheibe 3.The ring channels 19 , 20 are connected to lines (not shown), depending on the direction of rotation of the hollow shaft motor, as a pressure oil line or as a return oil line. In addition, a leak oil line opens into the space 28 located between the piston drum 7 and the surrounding housing adjacent to the cam disk 3 .
Außerdem besitzt der Gehäusering 2 eine Ringnut 29 zur Aufnahme eines Verschleißrings 30 und eines Axiallagerkranzes 31 für die Kolbentrommel 7 auf der der Verteilerscheibe 18 abgewandten Seite.In addition, the housing ring 2 has an annular groove 29 for receiving a wear ring 30 and an axial bearing ring 31 for the piston drum 7 on the side facing away from the distributor disk 18 .
Wenn der Ringkanal 20 druckölbeaufschlagt ist, gelangt Drucköl über die Bohrungen 25 in die Taschen 23 und somit über die damit kommunizierenden Bohrungen 26, Umfangsnuten 14 und Querbohrungen 13 in die jeweiligen Bohrungen 12 der entsprechenden Radialkolben 9, so daß das Drucköl die jeweiligen Stirnseiten 32 der Radialkolben 9 beaufschlagt. Die hierdurch ausgeübte, in Richtung der Kurvenscheibe 3 wirkende Kraft dieser Radialkolben 9 bewirkt ein Drehen der Kolbentrommel 7 (in diesem Fall im Gegenuhrzeigersinn) entlang den nach außen geneigt verlaufenden Kurvenabschnitten 3a der aus insgesamt acht gleichen und aneinandergereihten, aus jeweils einem nach außen und einem nach innen verlaufenden Kurvenabschnitt 3a bzw. 3b bestehenden Bereichen zusammengesetzten Kurve (wobei sich die nach außen und nach innen geneigten Abschnitte bei Umkehrung der Drehrichtung natürlich vertauschen). Die sich in diesem Moment in Eingriff mit den nach innen geneigten Kurvenabschnitten 3b befindlichen Radialkolben 9 werden radial einwärts gedrückt, wodurch das Rücklauföl über die Querbohrungen 13, Umfangsnuten 14, Bohrungen 26, Taschen 22, Bohrungen 24 und den Ringkanal 19 zur Rücklaufölleitung gelangt. Der Zu- und Abfluß des Hydrauliköls wird somit über die Kanten der Bohrungen 25 und die Kanten der Taschen 22, 23 gesteuert. Hierbei ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Anordnung so getroffen, daß keine Überschneidung zwischen Zu- und Abfluß auftritt, d. h. Nullschnitt vorhanden ist. Dies ist für sehr kleine Drehzahlen wegen des erzielten volumetrischen Wirkungsgrades zweckmäßig. Für höhere Drehzahlen kann eine Überdeckung von Vorteil sein.When the ring channel 20 is pressurized with oil, pressure oil passes through the holes 25 into the pockets 23 and thus through the holes 26 , circumferential grooves 14 and transverse holes 13 communicating therewith into the respective holes 12 of the corresponding radial pistons 9 , so that the pressure oil reaches the respective end faces 32 of the Radial piston 9 acted upon. The force exerted thereby, in the direction of the cam disk 3, of these radial pistons 9 causes the piston drum 7 to rotate (in this case counterclockwise) along the outwardly inclined curve sections 3 a, which consist of a total of eight identical and lined up, one out and one each an inward-running curve section 3 a or 3 b consisting of composed areas (whereby the outwardly and inwardly inclined sections are of course reversed when the direction of rotation is reversed). The located radial piston 9 b at that moment in engagement with the inwardly inclined cam portions 3 are inwardly radially compressed, passes whereby the return oil through the cross bores 13, circumferential grooves 14, bores 26, pockets 22, bores 24 and the annular channel 19 to the return oil conduit. The inflow and outflow of the hydraulic oil is thus controlled via the edges of the bores 25 and the edges of the pockets 22 , 23 . Here, in the exemplary embodiment shown, the arrangement is such that there is no overlap between the inflow and outflow, ie there is a zero cut. This is useful for very low speeds because of the volumetric efficiency achieved. For higher speeds, an overlap can be advantageous.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird jeweils auf sieben Radialkolben 9 eine Kraft ausgeübt, die über die Kurvenscheibe 3 in ein Drehmoment umgewandelt wird, während über weitere sieben Radialkolben 9 Hydrauliköl ausgestoßen wird und ein Radialkolben 9 sich um Nullschnitt befindet.In the illustrated embodiment, a force is exerted on each of seven radial pistons 9, which force is converted into torque via the cam disk 3 , while hydraulic oil is expelled via a further seven radial pistons 9 and a radial piston 9 is at zero cut.
Die Drossel 15 dient zur hydraulischen Entlastung der Kugel 10, um eine zu große Belastung am Kugelbett des Radialkolbens 9 zu vermeiden.The throttle 15 is used for the hydraulic relief of the ball 10 in order to avoid excessive stress on the ball bed of the radial piston 9 .
Beim Ausschalten des Radialkolbenmotors werden alle Radialkolben 9 durch einen kleinen Restdruck (beispielsweise ca. 1 bar) in der Leckölleitung in die Zylinder 8 geschoben, so daß vermieden wird, daß durch Berühren der Laufbahn zusätzliches Leerdrehmoment und zusätzliche Geräusche entstehen.When turning off the radial piston motor all radial pistons 9 (for example, bar approximately 1) pushed through a small residual pressure in the drain line in the cylinder 8 so that it is avoided that are caused by touching the track additional idle torque and additional noise.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904040304 DE4040304C1 (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Radial piston, hollow shaft motor - has grooves in radial pistons coupled by transverse bores to each radial piston bore |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19904040304 DE4040304C1 (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Radial piston, hollow shaft motor - has grooves in radial pistons coupled by transverse bores to each radial piston bore |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4040304C1 true DE4040304C1 (en) | 1991-12-12 |
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ID=6420552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904040304 Expired - Lifetime DE4040304C1 (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Radial piston, hollow shaft motor - has grooves in radial pistons coupled by transverse bores to each radial piston bore |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4040304C1 (en) |
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