DE7623853U1 - REVERSIBLE, HYDROSTATIC RADIAL PISTON MACHINE - Google Patents
REVERSIBLE, HYDROSTATIC RADIAL PISTON MACHINEInfo
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- DE7623853U1 DE7623853U1 DE19767623853 DE7623853U DE7623853U1 DE 7623853 U1 DE7623853 U1 DE 7623853U1 DE 19767623853 DE19767623853 DE 19767623853 DE 7623853 U DE7623853 U DE 7623853U DE 7623853 U1 DE7623853 U1 DE 7623853U1
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Die Neuerung betrifft eine reversieibare, hydrostatische Radialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The innovation concerns a reversible, hydrostatic one Radial piston machine according to the preamble of claim 1.
Bei der gattungsgemäßen Bauart handelt es sich folglich um eine Radialkolbenpumpe oder einen -motor, bei welchem die Überleitung des Arbeitsfluids zwischen den Zylinderräumen und dem Hochdruck- bzw. dem Niederdruckanschluß durch eine sich zur Steuerplatte in zwei Ebenen translatoriseh bewegende Steuerringanordnung bewirkt wird. Die Steuerplatte weist hierbei Durchgangsbohrungen als überleitungsöffnen auf. Die Anzahl der Überleitungsöffnungen entspricht der Zahl der Zylinderräume. Durch die sich an der Steuerplatte entlang translatoriseh bewegende Steuerringanordnung werden die Zylinderräume bei einer Umdrehung der Maschinenwelle abwechselnd aufeinanderfolgend mit dem Hochdruck- und dem Niederdruckanschluß verbunden. Die Steuerringanordnung führt dabei in radialer Richtung eine Trennung zwischen dem Hochdruck- und dem Niederdruckbereich durch. Die Vermeidung eines Kurzschlusses zwischen den beiden Bereichen wird durch die Breite der einerseits an der Steuerplatte und andererseits an einer mindestens mittelbar dem Maschinenkörper zugeordneten Fläche anliegenden Steuerringe gewährleistet. Beim j überfahren einer Überleitungsöffnung in der Sf-euerplatte wird diese über den gewünschten Verdrehwinkel voll von dem steuerplattenseitigen Steuerring abgedeckt.The generic design is consequently a radial piston pump or a radial piston motor, in which the transfer of the working fluid between the cylinder chambers and the high pressure or the low pressure connection by a control ring arrangement which moves in a translatory manner in two planes relative to the control plate is effected. The control plate here has through bores as transfer openings. The number of Transfer openings corresponds to the number of cylinder spaces. By moving translationally along the control plate The cylinder chambers alternate with the control ring arrangement during one revolution of the machine shaft High pressure and the low pressure connection connected. The control ring arrangement leads to a separation in the radial direction between the high pressure and the low pressure area. Avoiding a short circuit between the two areas is determined by the width of the one hand on the control plate and on the other hand at least indirectly the machine body associated area ensures adjacent control rings. When j driving over a transfer opening in the Sf-euerplatte is this is fully covered by the control ring on the control plate side over the desired angle of rotation.
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-ΊObwohl die bekannte Bauart einer reversierbaren, hydrostatischen Radialkolbenmaschine in der Praxis einen verbreiteten Eingang gefunden hat, so sind bei ihr doch Unregelmäßigkeiten im Druckverhalten beim übergang eines Zylinderraums vom Niederdruck- zum Hochdruckbereich und umgekehrt zu beobachten. Die Folge dieser Unregelmäßigkeiten sind Beschädigungen der verschiedenen Masehinenbauteile sowie erhebliche Lärmbelästigungen. Ursache dieser Mängel ist einerseits die sowohl fertigungsbedingte als auch aus Sicherheit gegen einen Kurzschluß zwischen dem Hochdruck- und dem Niederdruckbereich notwendige positive überdeckung, bei welcher also der jeweilige Zylinderraum weder mit dem Hochdruck- noch mit dem Niederdruckanschluß in Verbindung steht. Andererseits werden die Mängel durch die sogenannte Spätsteuerung hervorgerufen, die in den fertigungs-, montage- und betriebsbedingten Toleranzen der miteinander verbundenen Bauteile sowie in den wärme- und druckbedingten Einflüssen während des Betriebs begründet ist. -Ί Although the known design of a reversible, hydrostatic radial piston machine has found widespread use in practice, irregularities in the pressure behavior can be observed with it when a cylinder chamber passes from the low-pressure to the high-pressure area and vice versa. The consequence of these irregularities is damage to the various machine components and considerable noise pollution. The cause of these deficiencies is, on the one hand, the production-related and the safety against a short circuit between the high pressure and the low pressure area necessary positive overlap, in which the respective cylinder chamber is neither connected to the high pressure nor to the low pressure connection. On the other hand, the deficiencies are caused by the so-called late control, which is based on the manufacturing, assembly and operation-related tolerances of the interconnected components as well as in the heat and pressure-related influences during operation.
Beim Wechsel eines Zylinderraums vom Niederdruck- zum Hochdruckbereich ist bei der bekannten Bauart festzustellen, daß der Zylinderraum bereits kurz vor dem Erreichen des oberen Totpunkts vom Niederdruckbereich getrennt wird. Der Kolben bewegt sich jedoch noch weiter in Richtung auf den oberen Totpunkt zu und komprimiert dadurch den restlichen Anteil des sich noch im Zylinderraum befindender. Arbeitsfluids. Hat der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht und wechselt er dann seine Bewegungsrichtung » so kann sich das eingeschlossene Arbeitsfluid bei stetig größer werdendem Zylinderraum zwar entspannen, es kann jedoch noch nicht abströmen, da der Zylinderraum aufgrund der positiven Überdeckung über einen bestimmten Verdrehwinkel der Maschinenwelle weiterhin verschlossen bleibt. Bei dann sich weiter in Richtung auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben wird der Zylinderraum noch mehr vergrößert, ohne daß er zum Hochdruckbereich hin geöffnet wird. Der Grund hierfür ist dieWhen changing a cylinder chamber from the low-pressure to the high-pressure area, it can be determined with the known design that that the cylinder space is separated from the low pressure area shortly before reaching top dead center. The piston moves however, further towards the top dead center and thereby compresses the remaining part of the itself still in the cylinder space. Working fluids. Has the piston reaches its top dead center and then changes its direction of movement »so the enclosed working fluid can In the case of steadily increasing cylinder space, it is true that it relaxes, but it cannot yet flow out because the cylinder space is due to the positive overlap remains closed over a certain angle of rotation of the machine shaft. With then yourself further in the direction of the piston to be moved to the bottom dead center, the cylinder space is enlarged even more without it being to High pressure area is opened. The reason for this is that
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Spätsteuerung. Hierdurch kommt es also zu einem Saugeffekt, der bewirkt, daß der dem Kolben zugeordnete Kolbenschuh von seiner Gegenfläche abgehoben wird. Die Dichtspalte zwischen dem Kolbenschuh und der Gegenfläche werden mithin vergrößert, so daß eine erhöhte Leckage eintritt, wenn anschließend bei der Verbindung des Zylinderraums mit dem Hochdruckbereich unter Hochdruck stehendes Arbeitsfluid zuströmt. Die plötäiche Verbindung des Zylinderraums mit dem Hochdruckbeieich bewirkt ferner eine schlagartige Verlagerung des Kolbenschuhs gegen die Gegenfläche und führt damit zu hohen Reibmomentspitζen zwischen dem Kolbenschuh und der Gegenfläche. Die Polgen sind einerseits ein erhöhter Verschleiß des Kolbenschuhs sowie der Gegenfläche und andererseits sowohl ein schlechterer mechanischer als auch ein schlechterer volumetrischer Wirkungsgrad.Late control. This leads to a suction effect which causes the piston shoe associated with the piston to be removed from its Counter surface is lifted off. The sealing gaps between the piston shoe and the mating surface are therefore enlarged, so that a increased leakage occurs when the connection between the cylinder chamber and the high-pressure area is then under high pressure Working fluid flows in. The sudden connection of the cylinder space with the high pressure area also causes a sudden displacement of the piston shoe against the mating surface and thus leads to high frictional torque peaks between the piston shoe and the mating surface. The poles are on the one hand an increased wear of the piston shoe and the mating surface and on the other hand, both a poorer mechanical and a poorer volumetric efficiency.
Zusätzliche Beanspruchungen ergeben sich darüber hinaus noch dadurch, daß beim Druckaufbau am Kolben und Anlage des Kolbenschuhs an der Gegenfläche sowohl das Material des Kolbens als auch des Pleuels zunächst gestaucht und als zwangsläufige Folge des Stauchvorgangs anschließend wieder entlastet wird, wobei dieser Entlastung jedoch dann schon die nachfolgende Druckfront entgegentritt. Hiermit ist infolgedessen ein sehr starker Druckstoß verbunden, der dazu führt, daß die Druckhöhe über die Betriebsdruckhöhe ansteigt. Die Folge dieser Vorgänge ist ein stetiges Pendeln der Druckhöhe oberhalb und unterhalb des Betriebsdrucks mit jedoch langsam kleiner werdenden Ausschlägen in beide Richtungen. Das Pendeln kann sich aber über einen Verdrehwinkel erstrecken, der durchaus drei Viertel des Wegs zwischen dem oberen und dem unteren Totpunkt betragen kann.Additional stresses also arise from the fact that when the pressure builds up on the piston and the system Piston shoe on the mating surface both the material of the piston and the connecting rod initially compressed and as inevitable The result of the upsetting process is then relieved again, but this relief then already the subsequent one Facing pressure front. As a result, this is associated with a very strong pressure surge, which leads to the pressure height rises above the operating pressure level. The consequence of these processes is a constant oscillation of the pressure level above and below of the operating pressure with, however, slowly decreasing deflections in both directions. The commuting can be over extend a twist angle that can be three quarters of the way between the top and bottom dead center.
Kurz vor Erreichen des unteren Totpunkts wird der Zylinderraum infolge der positiven überdeckung vom Hochdruckbereich getrennt, so daß sich das im Zylinderraum eingespannteShortly before the bottom dead center is reached, the cylinder space becomes exposed to the high pressure area due to the positive overlap separated so that the clamped in the cylinder space
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Arbeitsfluid bei sich noch weiter bewegendem Kolben geringfügig entspannen kann, bis der Kolben den unteren Totpunkt erreicht hat. Anschließend kehrt der Kolben seine Richtung um und komprimiert das Arbeitsfluid im Zylinderraum wieder, ohne daß jedoch aufgrund der positiven überdeckung sowie der Spätsteuerung schon eine Verbindung zum Niederdruckbereich hergestellt worden ist. Das Arbeitsfluid wird folglich nochmals im Zylinderraum auf eine Druckhöhe komprimiert, die den Betriebsdruck durchaus erheblich übersteigen kann. Erst bei der Verbindung mit dem Niederdruckbereich kann sich das eingespannte Arbeitsfluid dann völlig entspannen.Working fluid can relax slightly with the piston moving further until the piston reaches bottom dead center Has. The piston then reverses its direction and compresses the working fluid in the cylinder space again, but without this Due to the positive overlap and the late control, a connection to the low-pressure area has already been established is. The working fluid is consequently compressed again in the cylinder chamber to a pressure level which is definitely the operating pressure can exceed significantly. Only when it is connected to the low-pressure area can the clamped working fluid then move relax completely.
Die geschilderten Probleme, Mängel und Nachteile sind im wesentlichen an einem reversierbaren, hydrostatischen Radialkolbenmotor zu beobachten, da eine reversierbare, hydrostatische Radialkolbenpumpe bzw. eine nur für eine Drehrichtung ausgelegte hydrostatische Radialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) mit relativ einfachen Mitteln so ausgelegt werden könnan, daß die beschriebenen Mängel und Nachteile gar nicht erst auftreten.The problems, deficiencies and disadvantages outlined are essentially in a reversible, hydrostatic radial piston engine to be observed, as a reversible, hydrostatic radial piston pump or one designed for only one direction of rotation hydrostatic radial piston machine (pump or motor) can be designed with relatively simple means so that the described Defects and disadvantages do not even occur.
Man hat zwar bei einer gattungsfremden Axialkolbenmaschine schon vorgeschlagen, die vorstehend erwähnten Mängel dadurch zu beheben, daß die Steuerplatte drehbeweglich angeordnet wird. Dieser Vorschlag ist aber nicht ohne weiteres auf eine Radialkolbenmaschine übertragbar.It is true that you have an axial piston machine of a different species already proposed to remedy the above-mentioned shortcomings in that the control plate is rotatably arranged will. However, this suggestion cannot simply be transferred to a radial piston machine.
Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine reveraierbare, hydrostatische Radialkolbenmaschine, insbesondere jedoch einen reversierbaren, hydrostatischen Radialkolbenmotor, zu schaffen, bei dem beim übergang vom Niederdruckzum Hochdruckbereich und umgekehrt durch eine drehbewegliche Anordnung der Steuerplatte ebenfalls schlagartige Druekstöße und plötzliche Druckminderungen vermieden werden.The innovation is accordingly based on the object, a reversible, hydrostatic radial piston machine, in particular However, to create a reversible, hydrostatic radial piston motor, in which the transition from low pressure to High pressure area and vice versa by a rotatable arrangement of the control plate also sudden pressure surges and sudden pressure reductions can be avoided.
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Die Löeung dieser Aufgabe beateht gemäß der Neuerung in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.The solution to this task is based on the innovation in the characterizing features of claim 1.
Dank der neuerungsgemäßen Merkmale ist es nunmehr möglich, auch bei einer reversierbaren, hydrostatischen Radialkolbenmaschine, insbesondere aber bei einem reversierbaren, hydrostatischen Radialkolbenmotor, die mit erheblichen Nachteilen für die Triebwerksteile behafteten Kompressions- und Dekompressionsvorgänge als Auswirkung der durch fertigungs-, montage- und betriebsbedingten Ungenauigkeitan notwendigen positiven überdeckung sowie der Spätsteuerung beim übergang vom Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich und umgekehrt zu egalisieren. Durch Verlagerung der Steuerplatte entgegengesetzt zur jeweiligen Drehrichtung der Maschinenwelle und damit auch zur Drehrichtung der Exzentersteuerung ist es jetzt jederzeit in beiden Drehrichtungen der Maschine möglich, einen Druckverlauf zu erzielen, der beim Übergang vom Niederdruck- zum Hochdruckbereich langsam ansteigt und beim übergang vom Hochdruck- zum Niederdruckbereich sich langsam abbaut. Bereits vor dem oberen Totpunkt wird der Zylinderraum vom Niederdruckbereich getrennt und es kommt zu einer Kompression des Arbeitsfluids, bis der Hochdruck erreicht ist. Im günstigsten Fall erfolgt das direkt im oberen Totpunkt, wo exakt die Verbindung zum Hochdruckbereich hergestellt wird, so daß kein Druckstoß auftritt. Auch vor Erreichen des unteren Totpunkts wird der Zylinderraum vom Hochdruckbereich wieder getrennt, so daß die Dekompression des Arbeitsfluids genau im unteren Totpunkt beendet ist. Es wird also neben einem druckstoßfreien Betrieb der neuerungsgemäßen Maschine und der dadurch erheblich gesenkten Lärmbelästigung darüber hinaus der Vorteil erzielt, daß keine Pluidkompressionsverluste auftreten.Thanks to the features according to the innovation, it is now possible, even with a reversible, hydrostatic radial piston machine, but especially in the case of a reversible, hydrostatic radial piston engine, which has considerable disadvantages for the engine parts afflicted compression and decompression processes as an effect of the inaccuracy due to manufacturing, assembly and operation positive coverage as well as the late control in the transition from To equalize the high pressure area to the low pressure area and vice versa. By shifting the control plate opposite to the respective direction of rotation of the machine shaft and thus also to the The direction of rotation of the eccentric control is now possible at any time in both directions of rotation of the machine, a pressure curve to achieve, which increases slowly at the transition from the low pressure to the high pressure range and at the transition from the high pressure to the Low pressure area slowly degrades. The cylinder space is separated from the low-pressure area even before top dead center and there is a compression of the working fluid until the high pressure is reached. In the best case scenario, this is done directly in top dead center, where exactly the connection to the high pressure area is established so that no pressure surge occurs. Also before reaching bottom dead center, the cylinder chamber is separated from the high pressure area again, so that the decompression of the Working fluid has ended exactly at bottom dead center. It will So in addition to a pressure surge-free operation of the machine according to the innovation and the resulting significantly reduced noise pollution in addition, the advantage achieved that no fluid compression losses appear.
Die Verdrehung der Steuerplatte entgegengesetzt zur Drehrichtung der Maschinenwelle kann nach der Neuerung auch vonThe rotation of the control plate opposite to the direction of rotation of the machine shaft can, according to the innovation, also from
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Hand durchgeführt werden, wenn die Drehrichtung der betreffenden Maschine nur sehr selten geändert werden muß. Die Verstellung der Steuerplatte unter der Einwirkung des am Hochdruckanschluß anstehenden Hochdruckfluids wird indessen dann bewirkt, wenn die Maschine ihre Drehrichtung häufiger wechseln soll. Insofern wird eine automatische Sbeuerzeitanpassung an die Drehrichtung herbeigeführt. Dabei ist es in weiterer Ausgestaltung des neuerungsgemäßen Gedankens selbstverständlich denkbar, auch noch zusätzlich eine Anpassung des Steuerzeitpunkts an den Betriebsdruck oder an andere für den Betrieb einer Radialkolbenmaschine wichtig ermittelte Parameter vorzunehmen.Be carried out manually if the direction of rotation of the machine in question only needs to be changed very rarely. The adjustment the control plate under the action of the high pressure fluid present at the high pressure connection is then effected, when the machine should change its direction of rotation more frequently. In this respect, there is an automatic adjustment of the control time to the direction of rotation brought about. It is in a further development of the idea according to the innovation of course conceivable, also an additional adjustment of the timing to the Operating pressure or other parameters that are important for the operation of a radial piston machine.
Damit eine exakte Verlagerung der Steuerplatte gewährleistet ist, sieht die Neuerung ferner vor, daß die Drehachse der Steuerplatte mit der Drehachse der Maschinenwelle übereinstimmt. So that an exact displacement of the control plate is guaranteed, the innovation also provides that the axis of rotation the control plate corresponds to the axis of rotation of the machine shaft.
Der Anschlagzapfen erstreckt sich parallel zu der Längsachse der Maschinenwelle. Durch entsprechende Bemessung des Durchmessers des Anschlagzapfens und des Durchmessers der Ausnehmung im Masohinenkörper kann der Verdrehwinkel der Steuerplatte in beide Richtungen exakt definiert werden. Mit Hilfe der in beide Drehrichtungen der Steuerplatte an den Anschlagzapfen angreifenden Stellkolben kann der Anschlagzapfen dann durch den Druck des Hochdruckfluids bei Drehrichtungsänderung in die entsprechende Richtung verlagert werden. Hierbei ist es zweckmäßig, daß die Rückseiten der Stellkolben jeweils mit einem der Anschlüsse für das Arbeitsfluid verbunden sind. Dadurch ist gewährleistet, daß jeweils derjenige Stellkolben eine Verlagerung des Anschlagzapfens und damit eine Verdrehung der Steuerplatte herbeiführt, der von dem jeweils höheren Flüssigkeitsdruck beaufschlagt wird.The stop pin extends parallel to the longitudinal axis of the machine shaft. By appropriate dimensioning of the diameter of the stop pin and the diameter of the recess in the masohine body, the angle of rotation of the Control plate can be precisely defined in both directions. With the help of the control plate in both directions of rotation on the stop pin The stop pin can then attack the actuating piston due to the pressure of the high-pressure fluid when the direction of rotation is changed be shifted in the appropriate direction. It is useful here that the rear sides of the actuating pistons each are connected to one of the connections for the working fluid. This ensures that each actuating piston shifts the stop pin and thus rotates it the control plate, which is acted upon by the higher fluid pressure.
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Die Heranführung des jeweils unter Hochdruck Stehenden Arbeitsfluids an die Rückseiten der Stellkolben erfolgt über Kanäle, die lediglich durch Bohrungen in den Wandungen des Maschinenkörpers hergestellt sind. Nicht benutzte Bohrungsmündungen sind durch Verschlußstopfen versperrt. Das Vorteilhafte an dieser Anordnung ist, daß keine weiteren Regel- oder Steuerorgane vorgesehen werden müssen. Es iat nur sicherzustellen, daß die Zuführkanäle zu den Stellkolben exakt mit beiden Druckbereichen verbunden sind.The introduction of those who are under high pressure Working fluid to the rear of the actuating piston takes place via channels that are only through bores in the walls of the machine body are made. Unused bore openings are blocked by plugs. The advantageous What is part of this arrangement is that no further regulating or control organs have to be provided. It is just a matter of ensuring that the feed channels to the actuating piston are exactly connected to both pressure areas.
Un unnötige Schwingungen im System zu vermeiden, sind die Rückseiten der Stellkolben federbeaufschlagt. Die Federkraft ist gering und nur so stark bemessen, daß die Stellkolben immer an dem Anschlagzapfen anliegen, jedoch keine Verlagerung der Steuerplatte durchführen können.To avoid unnecessary vibrations in the system, the rear of the actuating pistons are spring-loaded. The spring force is small and only dimensioned so strong that the actuating piston always rest on the stop pin, but no displacement the control panel.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Neuerung kennzeichnet sich dadurch, daß die Axiallage der Stellkolben durch Arretierbolzen veränderbar ist. Mit Hilfe dieser Arretierbolzen, die bevorzugt durch axial festlegbare Schraubbolzen gebildet sind, kann mithin jede Radialkolbenmaschine individuell in beide Drehrichtungen auf den jeweiligen Steuerzeitpunkt exakt eingestellt werden. Dadurch können Fehler bei der Fertigung einer Maschine ausgeglichen werden und es sind auch gröbere Toleranzen bei der Fertigung zulässig. Es ist folglich eine wirtschaftlichere Herstellung möglich.Another advantageous embodiment of the innovation is characterized in that the axial position of the actuating piston can be changed by locking bolts. With the help of this locking bolt, preferably by means of axially fixable screw bolts are formed, each radial piston machine can therefore individually in both directions of rotation to the respective control time can be set exactly. As a result, errors in the manufacture of a machine can be compensated for and there are Larger tolerances are also permitted in production. It is consequently possible to manufacture more economically.
Nach der Neuerung ist die Steuerplatte aus Stahl gebildet. Eine solche Stahlplatte stellt gegenüber dünnen Steuerplatten aus Buntmetallegierungen deshalb eine Verbesserung dar, weil sie aus Materialkostenersparnis und der besseren Bearbeitbarkeit wegen - es ist z.B. eine Magnetaufspannung beim Schleifen möglich - erheblich kostengünstiger hergestellt werdenAccording to the innovation, the control plate is made of steel. Such a steel plate is therefore an improvement over thin control plates made of non-ferrous metal alloys, because they are because of material cost savings and better machinability - it is e.g. a magnetic clamping during grinding possible - can be produced much more cheaply
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kann. Außerdem ist Stahl im Vergleich zu einem Buntmetall, insbesondere einer aluminiumhaltigen Legierung, weniger kavitationsanfällig und außerdem ein geringerer Katalysator für die ölalterung, beispielsweise im Vergleich zu Bronze.can. Also, steel is compared to a non-ferrous metal, in particular an aluminum-containing alloy, less susceptible to cavitation and also a lower catalyst for oil aging, for example compared to bronze.
Von Vorteil ist es nach der Neuerung darüber hinaus, daß die gehäuseseitige Planfläche der Steuerplatte ungehärtet und die den Steuerringen zugewendete Planfläche bevorzugt nitriergehärtet ist. Die beiden Seiten der Steuerplatte haben unterschiedliche Aufgaben zu erfüllen. Da die der Exzentersteuerung zugewendete Planfläche eine nur geringe Reibung und einen geringen Verschleiß haben soll, wird diese gehärtet, bevorzugt nitriergehärtet. Die gegenüberliegende gehäuseseitige Planfläche wird jedoch nur über geringe Wege bewegt, nämlich nur bei einem Wechsel der Drehrichtung der Maschine. Diese Planfläche soll in erster Linie gut abdichten, wobei ein wechselseitiges geringfügiges Eingraben der Drehriefen von Maschinenkörper und Steuerplatte durchaus erwünscht und von Vorteil sein kann.According to the innovation, it is also advantageous that the plane surface of the control plate on the housing side is not hardened and the plane surface facing the control rings is preferably nitrided. Have the two sides of the control plate to perform different tasks. Since the plane surface facing the eccentric control has only low friction and Should have a low wear, this is hardened, preferably nitrided. The opposite side of the housing However, the plane surface is only moved over short distances, namely only when the direction of rotation of the machine is changed. These First and foremost, the flat surface should seal well, with a reciprocal, slight digging of the turning grooves of the machine body and control plate can be quite desirable and advantageous.
Die Neuerung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The innovation is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:
Fig. 1 die Steuereinrichtung einer hydrostatischen Radialkolbenmaschine in axialem Längsschnitt gemäß der Linie I - I der Fig. 2;1 shows the control device of a hydrostatic radial piston machine in an axial longitudinal section according to the line I - I of FIG. 2;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Steuereinrichtung gemäß der Linie II - II der Fig. 1;Fig. 2 shows a cross section through the control device according to the line II - II of Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Steuereinrichtung gemäß der Linie III - III der Fig. 2;Fig. 3 is a longitudinal section through the control device according to the line III - III of Fig. 2;
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Pig. 4 einen Ausschnitt der Steuereinrichtung im Längsschnitt gemäß der Linie IV - IV der Fig. 2;Pig. 4 shows a detail of the control device in longitudinal section along the line IV-IV of Fig. 2;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Steuereinrichtung etwa gemäß dem der Fig. 3» der eine weitere Möglichkeit zur Fluidzuführung zu den Stellkolben zeigt5 shows a longitudinal section through the control device approximately in accordance with that of FIG. 3, which shows a further possibility for supplying fluid to the actuating piston
undand
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Steuereinrichtung der Fig. 1, etwa entsprechend der Linie II - II mit einer weiteren Ausführungsform der Verstelleinrichtung für die Steuerplatte.6 shows a cross section through the control device of FIG. 1, roughly corresponding the line II - II with a further embodiment of the adjusting device for the control plate.
In den Fig. 1 bis 5 ist mit 1 das Gehäuse bzw. der Maschinenkörper einer Radialkolbenmaschine bezeichnet. Das Gehäuse ist endseitig mit einer topfartigen Ausnehmung 2 zur Aufnahme einer Steuereinrichtung 3 versehen. Der Boden der Ausnehmung wird von einer relativ dünnen Steuerplatte 4 aus Stahl gebildet, die mit einem nur geringen Bewegungsspiel in eine bodenseitige Vertiefung 5 der Gehäuseausnehmung 2 eingepaßt ist. Die Steuerplatte ist mit einem Anschlagzapfen 6 versehen, der parallel zur Längsachse J der Maschine ausgerichtet ist und mit definierter Toleranz in eine Ausnehmung 8 des Maschinengehäuses 1 eingreift.In FIGS. 1 to 5, 1 denotes the housing or the machine body of a radial piston machine. The end of the housing is provided with a pot-like recess 2 for receiving a control device 3. The bottom of the recess is formed by a relatively thin control plate 4 made of steel, which is fitted into a recess 5 on the bottom of the housing recess 2 with only a small amount of play. The control plate is provided with a stop pin 6 which is aligned parallel to the longitudinal axis J of the machine and engages in a recess 8 in the machine housing 1 with a defined tolerance.
Die Steuerplatte 4 besitzt Überleitungsöffnungen 9, in die die zu den nicht näher dargestellten Zylinderräumen der Radialkolbenmaschine führenden Steuerkanäle 10 münden. Ferner weist die Steuerplatte eine zentrale Bohrung 11 auf, die von derThe control plate 4 has transfer openings 9 into which the cylinder chambers, not shown, of the Radial piston machine leading control channels 10 open. Furthermore, the control plate has a central bore 11, which of the
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Maschinenwelle 12 mit großem Spiel durchsetzt wird. Die der Ausnehmung 2 zugewendete Steuerfläche 13 der Steuerplatte ist plangeschliffen und nitriergehärtet. Die dem Maschinengehäuse i zugewendete Planfläche 14 der Steuerplatte ist nicht gehärtet.Machine shaft 12 is penetrated with great play. The control surface 13 of the control plate facing the recess 2 is ground flat and nitrided. The plane surface 14 of the control plate facing the machine housing i is not hardened.
Der über die Steuerplatte 4 in die Ausnehmung 2 hineinragende Abschnitt 15 der Maschinenwelle 12 ist im Querschnitt als Vierkant ausgebildet. Auf diesen Vierkant ist eine etwa doppelt so dick wie die Steuerplatte bemessene Exzenterscheibe 16 mit einem zur Steuerplatte vorstehenden Axialflansch 17 drehfest aufgesetzt. Die der Steuerfläche 13 zugewendete Stirnfläche 18 des Axialflansches ist als plane, kreisringförmige Andruckfläche gestaltet. Die Andruckfläche wird einerseits von dem Außenumfang des Axialflansches und andererseits von einer zentralen Vertiefung 19 im Axialflansch begrenzt. Die Länge des Axialflansches entspricht etwa der Dicke der Exzenterscheibe. Der Axialflansch kann jedoch auch wesentlich kürzer bemessen sein.The one protruding over the control plate 4 into the recess 2 Section 15 of the machine shaft 12 is designed as a square in cross section. On this square there is something like eccentric disk 16, twice as thick as the control plate, with an axial flange 17 protruding towards the control plate, in a rotationally fixed manner put on. The end face 18 of the axial flange facing the control surface 13 is a planar, circular ring-shaped pressure surface designed. The pressure surface is on the one hand by the Outer circumference of the axial flange and on the other hand limited by a central recess 19 in the axial flange. The length of the Axial flange corresponds approximately to the thickness of the eccentric disk. The axial flange can, however, also be made much shorter being.
In koaxialer Verlängerung des Axialflansches 17 ist die Exzenterscheibe 16 mit einer kreisrunden Ausnehmung 20 versehen, deren Tiefe etwa der Dicke der Exzenterscheibe entspricht. In diese Ausnehmung greift mit Gleitspiel der zylindrische Portaatz 21 eines Dichtkörpers 22 ein, welcher auf den vierkantigen Endabschnitt 15 der Maschinenwelle 12 zwar drehfest aufgesetzt, jedoch gegenüber der Exzenterscheibe axial verlagerbar ist. Die Abdichtung des zylindrischen Portsatzes gegenüber der Ausnehmung 20 in der Exzenterscheibe 16 wird durch eine Ringdichtung 23 bewirkt, die in einer Radialnute' 2*i der Exzenterscheibe eingebettet ist.In a coaxial extension of the axial flange 17, the eccentric disk 16 is provided with a circular recess 20, the depth of which corresponds approximately to the thickness of the eccentric disk. The cylindrical portaatz engages in this recess with sliding play 21 of a sealing body 22, which is placed on the square end section 15 of the machine shaft 12 in a rotationally fixed manner, however, it is axially displaceable with respect to the eccentric disk. The sealing of the cylindrical port set against the Recess 20 in the eccentric disk 16 is brought about by an annular seal 23 which is inserted in a radial groove '2 * i of the eccentric disk is embedded.
Der Dichtkörper 22 besitzt einen gegenüber demzylindrischen Fortsatz 21 im Durchmesser vergrößerten Endabschnitt 25,The sealing body 22 has an opposite to the cylindrical Extension 21 in diameter enlarged end section 25,
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dessen Stirnseite als kreisringförmige plane Dichtfläche 26 ausgebildet ist. Die Dichtfläche wird einerseits von dem Außenumfang des Endabschnittes 25 und andererseits von einer zentralen Vertiefung 27 im Dichtkörper begrenzt. Zwischen dem Endabschnitt des Dichtk(3rpers und der Exzenterscheibe 16 ist ein Spreizmittel in Form eines relativ schwachen Federelementes 28 angeordnet. Die Federkraft des Spreizmittels ist so bemessen, daß die Andruckfläche 18 des Axialflansches 17 und die Dichtfläche 26 des Dichtkörpers 22 auch bei geringen Fluiddrücken bzw. im drucklosen Zustand mit ausreichendem Andruck an der Steuerfläche 13 bzw. an einer Stützfläche 29 des Gehäuses 1 anliegen.the end face of which is designed as a circular, planar sealing surface 26. The sealing surface is on the one hand from the outer circumference of the end portion 25 and on the other hand limited by a central recess 27 in the sealing body. Between the end section of the sealing body and the eccentric disk 16 is an expansion means in the form of a relatively weak spring element 28 arranged. The spring force of the expansion means is such that the pressure surface 18 of the axial flange 17 and the sealing surface 26 of the sealing body 22 even with low fluid pressures or in the unpressurized state with sufficient pressure on the Control surface 13 or on a support surface 29 of the housing 1 issue.
Die vorerwähnte Stützfläche 29 wird durch die plane Oberfläche eines in die Ausnehmung 2 eingesetzten scheibenartigen Druckblocks 30 gebildet. In Richtung auf die endseitige Öffnung der Ausnehmung ist der Druckblock durch einen Spannring 31 festgelegt. Die Abdicht-ung des Druckblocks gegenüber der Gehäusewandung 32 wird durch Ringdichtungen 33 bewirkt, die in entsprechend gestaltete Radialnuten 3** im Druckblock eingebettet sind.The aforementioned support surface 29 is formed by the planar surface of a disk-like inserted into the recess 2 Pressure block 30 is formed. In the direction of the opening at the end of the recess, the pressure block is secured by a clamping ring 31 set. The sealing of the pressure block with respect to the housing wall 32 is brought about by ring seals 33, which are shown in FIG appropriately designed radial grooves 3 ** embedded in the pressure block are.
Die Exzenterscheibe 16 weist mehrere Axialbohrungen 35 auf, die im inneren Ringraum 36 den Durchtritt des Arbeitsfluids durch die Exzenterscheibe zu einem Ringkanal 37 ermöglichen, der im Druckblock 30 eingearbeitet ist. An den Ringkanal schließen sich rückwärts Uberleitungsbohrungen 38 an, die zu einem Ringkanal 39 am Außenumfang des Druckblocks führen, der mit einem Druckanschluß 1IO im Maschinengehäuse 1 in Verbindung steht. Der Druckanschluß ist insbesondere aus den Fig. 3 und 5 erkennbar. The eccentric disk 16 has a plurality of axial bores 35 which, in the inner annular space 36, enable the working fluid to pass through the eccentric disk to an annular channel 37 which is incorporated in the pressure block 30. To the annular channel backwards via line bores 38 follow, leading to a ring channel 39 at the outer periphery of the printing block, which is connected to a pressure port 1 IO in the machine housing 1 in connection. The pressure connection can be seen in particular from FIGS. 3 and 5.
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Die Exzenterscheibe 16 steht mit ihrem gesamten Außenumfang in gleitendem Kontakt mit dem Innenumfang eines inneren Steuerrings 4l. Diesem innere Steuerring ist in einem äußeren Steuerring 42 teleskopartig und dichtend geführt. Die Dichtung besteht aus einer Ringdichtung 43 zwischen zwei Absätzen der beiden Steuerringe. Der äußere Steuerring bildet mit dem Innenumfang der Ausnehmung 2 einen äußeren Ringraum 44, der mit dem anderen Druckanschluß 45 für das Arbeitsfluid (ebenfalls aus den Fig. 3 und 5 erkennbar) in Verbindung steht.The eccentric disk 16 stands with its entire outer circumference in sliding contact with the inner periphery of an inner control ring 4l. This inner control ring is in an outer one Control ring 42 guided telescopically and sealingly. The seal consists of an annular seal 43 between two paragraphs of the two control rings. The outer control ring forms with the inner circumference of the recess 2, an outer annular space 44, which with the other pressure connection 45 for the working fluid (also recognizable from FIGS. 3 and 5) is in communication.
Die beiden mit Bezug auf die Querschnittsebene der Exzenterscheibe 16 voneinander abgewendeten freien Stirnflächen der Steuerringe 4l, '42 stehen in gleitendem Kontakt einerseits mit der Steuerfläche 13 an der Steuerplatte 4 und andererseits mit der Stützfläche 29 am Druckblock 30. Zwischen den Steuerringen ist ein Federelement 46 vorgesehen, das sie axial auseinander und gegen die beiden vorerwähnten Flächen drückt. Im vorgespannten Zustand ist die axiale Baulänge der beiden Steuerringe 41, 42 gleich der axialen Baulänge der Exzenterscheibe 16 einschließlich Axialflansch 17 zuzüglich des Dichtkörpers 22 bemessen. The two free end faces facing away from one another with reference to the cross-sectional plane of the eccentric disk 16 the control rings 4l, '42 are in sliding contact on the one hand with the control surface 13 on the control plate 4 and on the other hand with the support surface 29 on the pressure block 30. Between the control rings, a spring element 46 is provided, which they axially apart and presses against the two aforementioned surfaces. The overall axial length of the two control rings is in the pre-tensioned state 41, 42 equal to the overall axial length of the eccentric disk 16 including Axial flange 17 plus sealing body 22 are dimensioned.
Aus der Fig. 2 ist erkennbar, daß der mit der Steuerplatte 4 fest verbundene und radial weit nach außen gegenüber der Drehachse der Maschinenwelle 12 versetzte zylindrische Anschlagzapfen 6 in beiden Drehrichtungen der Maschinenwelle von zwei Stellkolben 47» 48 beaufschlagt wird, die in einer Bohrung 49 des Maschinengehäuses 1 mit Gleitspiel eingesetzt sind. Die Stellkolben sind federbeaufschlagt, wobei die am Stellkolben 48 anliegende Schraubendruckfeder 50 mit schwacher Federkraft sich im inneren Endabschnitt 51 der Gehäusebohrung 49 und die an dem anderen Stellkolben 47 anliegende Schrauben-From Fig. 2 it can be seen that the firmly connected to the control plate 4 and radially far to the outside the axis of rotation of the machine shaft 12 offset cylindrical stop pins 6 in both directions of rotation of the machine shaft is acted upon by two actuating pistons 47 »48, which in one Bore 49 of the machine housing 1 are used with sliding play. The actuating pistons are spring-loaded, with the Adjusting piston 48 abutting helical compression spring 50 with a weak spring force in the inner end portion 51 of the housing bore 49 and the screw bolt resting on the other actuating piston 47
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druckfeder 52 sich mit ebenfalls schwacher Federkraft an einem
Verschlußstopfen 53 abstützt, der in den endseitigen Gewindeabschnitt 51J der Gehäusebohrung eingedreht 1st. Durch die
Schraubendruckfedern werden die Stellkolben in Anlage am Ansqhlagzapfen
gehalten.compression spring 52 with a likewise weak spring force on one
Sealing plug 53 is supported, which is screwed into the threaded section 5 1 J at the end of the housing bore. Through the
The actuating pistons are held in contact with the locking pin by means of helical compression springs.
Ferner ist aus Fig. 2 erkennbar, daß in die dieIt can also be seen from Fig. 2 that in the
,··"> Schraubendruckfedern 50 und 52 aufnehmenden Längenabschnitte
ν der· Gehäusebohrung 49 auf der Rückseite dor Stellkolben 47 und
48 Fluidzuführkanäle 55 und 56 münden (s. hierzu auch die Fig.
3 und 4). über diese Fluidzuführkanäle können folglich die |
Rückseiten der Stellkolben entweder aus dem äußeren oder aus }
dem inneren Ringraumm 44 bzw. 36 in Abhängigkeit von der Drehrichtung
mit Druck beaufschlagt werden, d.h. in Abhängigkeit : davon, welcher Ringraum mit Hochdruck beaufschlagt ist. j, ·· "> helical compression springs 50 and 52 receiving length sections
ν of the housing bore 49 on the rear side of the actuating piston 47 and
48 fluid supply channels 55 and 56 open (see also Fig.
3 and 4). The | Reverse actuating piston are the inner Ringraumm 44 or 36 applied to either the outer or off} depending on the direction of rotation of the pressure, that is a function: which is subjected, which annular space with high pressure. j
Wird folglich einer der beiden Stellkolben '17 oder 48 i If one of the two actuating pistons '17 or 48 i
I mit Druck beaufschlagt, so erfolgt eine Verlagerung des An- JI pressurized, the An J is shifted
sclilagzapfens 6, bis sein Außenumfang an dem Innenumfang der fsclilagzapfens 6 until its outer circumference on the inner circumference of the f
Ausnehmung 8 zur Anlage kommt. Die fest mit dem Anschlagzapfen I s~\ }Recess 8 comes to rest. The fixed with the stop pin I s ~ \ }
r verbundene Steuerplatte 4 wird dabei um einen Winkel aus ihrer \ Mittellage bewegt, der sich aus der halben Differenz des Durch- \ messers der Bohrungsausnehmung 8 zum Durchmesser des Anschlagzapfens 6 ergibt. r associated control plate 4 is moved at an angle from their \ center position, the diameter of the hole-type recess 8 results from half the difference of the transit \ to the diameter of the stop pin. 6
Eine exaktere Darstellung der Fluidzuführung zeigen
die Fig. 3 und 4. Man erkennt, daß der Stellkolben 47 dann mit
Hochdruck beaufschlagt wird, wenn dieser im äußeren Ringraum 44
ansteht. Das Arbeitsfluid gelangt dann über den Kanal 56 unmittelbar
auf die Rückseite des Stellkolbens 47 in den durch den
Verschlußstopfen 53, den Stellkolben 47 und die Bohrung 49
gebildeten Raum._. Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß das Hochdruck-Show a more precise representation of the fluid supply
3 and 4. It can be seen that the actuating piston 47 then with
High pressure is applied when it is in the outer annular space 44
pending. The working fluid then passes through the channel 56 directly to the rear of the actuating piston 47 in the through the
Sealing plug 53, the adjusting piston 47 and the bore 49
formed space ._. From Fig. 4 it can be seen that the high pressure
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Il «0 lit« ODIl «0 lit« OD
> f r . ι. Λ > fr. ι. Λ
Il . 1 I · ■Il. 1 I · ■
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fluid aus dem inneren Ringraum 36 über die Kanäle 57 und 55 auf die Rückseite deß Stellkolbens 48 gelangen kann. Bei gemeinsamer Betrachtung der Fig. 2, 3 und 4 wird erkennbar, daß ff der Kanal 57 außermittig dort über die Steuerplatte 4 in den inneren Ringraum 36 mündet, wo es nicht zu einem Verschluß der Mündung dieses Kanals durch den inneren Steuerring 41 kommt.fluid can pass from the inner annular space 36 via the channels 57 and 55 to the rear side of the actuating piston 48. Looking at FIGS. 2, 3 and 4 together, it can be seen that the channel 57 opens out of center via the control plate 4 into the inner annular space 36 where the opening of this channel is not closed by the inner control ring 41.
Die in der Fig. 5 dargestellte AusfUhrungsform zeigt eine andere Möglichkeit, wie der Stellkolben 48 mit dem Hochdruckfluid aus dem inneren Ringraum 36 versorgt werden kann. Die Fluiclzuf'ührung erfolgt hier über drei in die Wandung 32 de3 Gehäuses 1 eingebrachte Kanäle 58, 593 60, die nach außen durch Verschlußstopfen 61 verschlossen sind. Der Kanal 58 steht dabei mit dem Ringkanal 39 in Verbindung, der über die Überleitungsbohrungen 38 und dem Ringkanal 37 Verbindung mit dem inneren Ringraum 36 hat.The embodiment shown in FIG. 5 shows another possibility, like the actuating piston 48 with the high pressure fluid can be supplied from the inner annular space 36. The fluid is fed into the wall 32 via three de3 housing 1 introduced channels 58, 593 60 that lead to the outside are closed by plug 61. The channel 58 is in connection with the annular channel 39, which is connected to the Transfer bores 38 and the annular channel 37 connection with the inner annular space 36 has.
Bei der Ausführungsform der Fig.6, bei der das Maschinengehäus.e 1 eine etwas andere Querschnittsform hat als bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 5, erfolgt die Verdrehung der Steverplatte 4 nicht durch eine vorher konstruktiv festgelegte Ausbildung des Anschlagzapfens 6 und der Ausnehmung 8 wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 5. Bei dieser Ausführungsform kann vielmehr mit Hilfe von zwei durch Schraubbolzen gebildete Arretierbolsen 62, 63 sowie den Arretierbolzen zugeordnete Kontermuttern 64, 65 der Verdrehungswinkel für die Steuerplatte für beide Drehrichtungen getrennt optimal eingestellt werden. Die Kontermuttern- liegen hierbei in entsprechend gestalteten Ausnehmungen 66 des Maschinengehäuses.In the embodiment of Figure 6, in which the Maschinengehäus.e 1 has a somewhat different cross-sectional shape than in the embodiment of FIGS. 1 to 5, the rotation takes place of the stever plate 4 not through a previously structurally defined formation of the stop pin 6 and the recess 8 as in the embodiment of FIGS. 1 to 5. In this embodiment can rather with the help of two locking bolts 62, 63 formed by screw bolts and the locking bolt associated lock nuts 64, 65 of the angle of rotation for the control plate can be optimally set separately for both directions of rotation. The lock nuts are in this case accordingly designed recesses 66 of the machine housing.
In der gezeichneten Situation ist der Stellkolben über den Kanal 56 mit dem Hochdruckfluid beaufschlagt. Der An-In the situation shown, the actuating piston is acted upon by the high-pressure fluid via the channel 56. The arrival
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schlagzapfen 6 ist dadurch um einen bestimmten Betrag aus der Mitte verlagert worden, und zwar so weit, bis der über die Schraubendruckfeder 50 an den Anschlagzapfen angedrückte Stellkolben 48 mit seiner Rückseite mit einer Nase 67 des Arretierbolzens 62 in Kontakt gelangt. Auch der gegenüberliegende Arretierbolzen 63 weist eine entsprechende Nase 67 aufc Die Abdichtung der Arretierbolzen erfolgt über Dichtelemente 68. Die Art der Zuführung des Hochdruckfluids zu den Stellkolben entspricht der, die anhand der Fig. 3 bzw. 5 erläutert worden ist.Firing pin 6 is thereby a certain amount from the Center has been shifted until the actuating piston is pressed against the stop pin by means of the helical compression spring 50 48 comes with its back with a nose 67 of the locking bolt 62 in contact. Also the opposite one The locking bolt 63 has a corresponding nose 67 The locking bolts are sealed by means of sealing elements 68. The manner in which the high-pressure fluid is supplied to the actuating piston corresponds to that which has been explained with reference to FIGS. 3 and 5, respectively is.
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Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19767623853 DE7623853U1 (en) | 1976-07-29 | 1976-07-29 | REVERSIBLE, HYDROSTATIC RADIAL PISTON MACHINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19767623853 DE7623853U1 (en) | 1976-07-29 | 1976-07-29 | REVERSIBLE, HYDROSTATIC RADIAL PISTON MACHINE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7623853U1 true DE7623853U1 (en) | 1978-09-28 |
Family
ID=6667852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19767623853 Expired DE7623853U1 (en) | 1976-07-29 | 1976-07-29 | REVERSIBLE, HYDROSTATIC RADIAL PISTON MACHINE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7623853U1 (en) |
-
1976
- 1976-07-29 DE DE19767623853 patent/DE7623853U1/en not_active Expired
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