EP0064563A1 - Assembly of piston shoes in radial-piston machines - Google Patents

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EP0064563A1
EP0064563A1 EP19810103470 EP81103470A EP0064563A1 EP 0064563 A1 EP0064563 A1 EP 0064563A1 EP 19810103470 EP19810103470 EP 19810103470 EP 81103470 A EP81103470 A EP 81103470A EP 0064563 A1 EP0064563 A1 EP 0064563A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
shoe
rotor
piston shoe
arms
Prior art date
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Granted
Application number
EP19810103470
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0064563B1 (en
Inventor
Karl Eickmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Breinlich Richard Dr
Original Assignee
Breinlich Richard Dr
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Filing date
Publication date
Application filed by Breinlich Richard Dr filed Critical Breinlich Richard Dr
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Publication of EP0064563A1 publication Critical patent/EP0064563A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0064563B1 publication Critical patent/EP0064563B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/0403—Details, component parts specially adapted of such engines
    • F03C1/0428—Supporting and guiding means for the pistons

Definitions

  • the invention relates to a piston or a piston shoe assembly in a radial piston machine with H-shaped piston shoes, with radial webs with extended partial cylinder surfaces for guiding the pistons on the rotor, with pivotable mounting of the piston shoe swivel part on a bearing bed in the piston and with slots reaching the central web above the swivel part between the side guide parts of the piston.
  • H- shaped piston shoes also called plunging or deep-diving piston shoes
  • H-PS 14 03 748, 13 02 469, 25 00 779 and 25 01 158 From these publications one also knows the rotor with its radial webs, on the partial cylinder surfaces of which the pistons are guided, and the radially inward sliding of the piston shoe side parts past the outer diameter of the rotor webs radially inwards. This results in the long piston stroke of these units for a given size.
  • the piston shoe is mounted in the piston with a swivel joint.
  • the radially outer edges of the piston with respect to the rotor axis are arranged radially within the lateral guide parts of the H-shaped piston shoe.
  • Radial piston machines can also open up new areas of application as motors, with the rotors of the motors being able to drive and carry at the same time, for example.
  • the use of the units as motors has therefore increased.
  • a large relative piston stroke is of particular importance for engines in order to obtain a high torque with a small engine size.
  • a high stroke ratio "S / da” must be aimed for.
  • the efficiency and the stroke ratio of a pump are not as important as in the engine. Because the pump can also work with lower efficiency, while good efficiency and high torque for a given friction ratio are essential for the motor,
  • a stroke ratio of at least 0.12 or even 0.20 is desired.
  • the relative swiveling (swivel angle) of the piston shoe on or in the piston increases in accordance with the stroke ratio.
  • the swiveling angle of the piston shoe which increases with the stroke ratio, increases the force component in the direction of rotation. This force component in the direction of rotation is particularly desirable in motors for generating the torque.
  • the outer surface of the pistons is also correspondingly ver lengthened so that a long contact surface of the piston is formed on its guide surface in the cylinder and on the rotor web. This larger contact area allows a greater load capacity for the force component in the direction of rotation and thus a bigger D deer moment to.
  • the piston arms can protrude into an annular groove or recess in the piston stroke guide and accordingly at least partially emerge outside the piston guide surfaces.
  • At least one pressure fluid pocket is periodically acted upon by pressure fluid through the pivoting part and its recesses with its control edges is arranged with respect to the rotor axis approximately at the radial height of the pivot center between the piston and piston shoe through the outer surface of the piston into the piston in the direction of the torque force component. Due to the long piston arms, the arrangement of this pressure fluid pocket on the outer surface of the piston at the level of the pivot axis between the piston and piston shoe is easily possible. With the pressure fluid pocket, a pressure field can be generated which acts on the piston against the transverse forces, so that the transverse forces do not lead to mechanical friction between the piston and the cylinder surface or piston guide surface. Since the piston can be supported radially far outwards in relation to the rotor axis by means of the pressure fluid pocket, the torque can possibly act on a long lever arm relative to the rotor axis.
  • the low output weight of the engine according to the invention is particularly remarkable. For example, about 100 HP with a weight of less than 12 kg are possible with a motor according to the invention.
  • the manufacture of the piston, the piston shoe and the swivel joint between the piston and the piston shoe can advantageously be simplified.
  • the bearing surface of the pivot portion of the piston shoe receiving pivot bed is guided in the piston at most a 180 0- arc around the pivotal center.
  • this arrangement offers the possibility of inserting the piston shoe with its swivel part in the direction of the piston axis into the bearing bed on the piston during assembly, both the swivel part and the lateral guide parts of the H-shaped piston shoe automatically taking their correct position.
  • the extended piston arms counteract a rotation of the piston relative to the associated piston shoe, so that the piston is locked against rotation. This ensures that the pressure fluid pockets which may be provided on the outer surface of the pistons always remain in the correct position and the pressure fields generated by means of the pressure fluid pockets absorb the transverse loading of the piston or the torque.
  • the piston shoe 10 has a roller-shaped piston shoe central web 12 with a pivot axis 22 and bearing surface 23 with a constant radius 100 and the outer sliding surface 16.
  • the inner surfaces 17 may occasionally be omitted from motors or pumps without self-priming.
  • FIG. 2 shows the top view of the piston shoe 10 from above, so that the "H-shape" of the piston shoe 10 is visible. Between the lateral guide parts 14 one can see the slots 93, 94 which extend as far as the central piston shoe web 12.
  • this piston shoe is called “immersed” or “deep-immersed” piston shoe because its outer surface is immersed in the rotor 24 up to the outer diameter 29 of the rotor webs, see FIGS. 8, 9 (immersed shoe) or the outer surface 16 on the outer diameter 29 the rotor webs penetrate radially inwards into the turned-off rotor parts (deep-diving piston shoe).
  • An advantage of the piston shoe 10 of FIG. 1 is that the pivot axis 22 is located high up, as a result of which the torque application force in the motor is relatively far radially outward and the motor achieves a correspondingly high torque with force application on a long lever arm.
  • Another advantage of this embodiment of the invention is that the piston shoe is easy to manufacture and cheap. Because the slots 93, 94 and the bearing surface 23 can be easily produced with the lathe when clamping at the ends of the pivot axis 22.
  • the piston shoe central web 21 has a pivoting part 20, the pivot axis 22 of which may be somewhat lower here, and the recesses 19, which serve for the locking pins 96 of the piston 3, see FIG. 4, to engage in the recesses 19 and the locking pins 96 can secure the piston shoe of FIG. 3 against falling out of the piston of FIG. 4.
  • the recesses 19 are dimensioned so that the pivoting movement can take place undisturbed despite the locking pins 96.
  • the upper part has the K ol bens 3, the axis of which is designated 101, the bearing or pivot bed 4 with the bearing surface 6 for receiving the pivoting part 20 of the piston shoe 10 and the bearing surface 23.
  • the Invention is the bearing surface 6 only as a 180 ° arc, based on the pivot axis 22, formed, with the advantage that the bearing surface 6 can be produced with simple radius cutters or grinding wheels.
  • the piston arms 1 and 2 extend radially outward from the bearing surface 6 of the piston 3 and can be extended radially outward to such an extent that after the piston shoe 10 is inserted into the swivel bed 4, it extends radially over the outer sliding surface 16 stick out of the piston shoe.
  • the piston arms 1, 2 must be sufficiently narrow to be able to engage in the slots 93, 94 of the piston shoes 10 or to reach through them. If the cable guide surface 17 of the piston shoe 10 has a recess (not shown), the width of the arms 1, 2 can also be wider than the slots 93, 94.
  • the piston arms 1, 2 are an essential part of the invention. Because they form a long piston guide surface that extends radially outward beyond the pivot axis 22. In addition, the design of the swivel bed 4 and the arms 1, 2 according to FIGS. 4 and 5 makes it possible to insert the piston shoe central web 12, 21 into the piston 3 radially from the outside.
  • the locking pins 96 can be arranged in the upper part of the piston in order to engage in the recesses 19 of the piston shoe 10 or to otherwise secure the piston shoe against falling out of the pivoting bed 4.
  • pin (s) 7 can be arranged high in the upper piston part above the sliding surface 16 of the piston shoe 10 when the piston shoe 10 is inserted into the bearing bed 4 in the piston.
  • reference number 5 shows the slot which extends radially outward from the bearing bed 4 and which, together with the bearing bed 4, has the advantage that these parts can be machined together with the pivot bearing surface 6.
  • each swivel bearing surface 6 of each individual piston had to be clamped, ground and measured individually.
  • the locking pin 96 can also be dispensed with if the piston arms 1, 2, as shown in Figure 7 on the left, are provided with extensions 8 which, as Figure 7 shows on the right and below, after the insertion of the Piston shoe 10 bends into the bed 4, as shown in the right and lower part of Figure 7.
  • the extensions 8 then fulfill the function of the holding pin 96 of FIGS. 4, 5.
  • the pins 96 are prevented from being able to come loose.
  • FIGS. 8 and 9 a part of the rotor 24 can be seen in radial section with two cylinders 25, 26.
  • the rotor axis is labeled “C”.
  • the pistons 53, 63 run radially outwards and inwards in the cylinders 25, 26, executing the piston stroke S.
  • the outer sliding surfaces 16 of the piston shoes 10 slide on the inner guide surface 27 of the piston lifting ring 35.
  • the piston lifting ring 35 has, in the case of deeply diving piston shoes, an annular groove 34 which is the guide Surface 27 breaking through and dividing, extends radially from the inside into the piston lifting ring 35.
  • the outer diameter of the rotor 24 is designated 29.
  • FIG. 8 shows the rotor rotation angle ⁇ between the zero plane and the radial axis of the relevant cylinder and piston.
  • the data of the diagram in FIG. 20 are based on this angle ⁇ .
  • FIGS. 8 and 9 The slots 5 and the piston arms 1 and 2 can also be seen in FIGS. 8 and 9. It can also be seen how the piston shoes 10 pivot with their piston shoe central web 12, 21 in the slots 5 of the piston. The angle y shows the pivoting of the piston shoes 10 in question from the normal position, this angle also appears in the diagram in FIG. 20. In FIGS. 8 and 9 it can also be seen that the piston arms 1 and 2 according to the invention engage in the annular groove 34 of the piston lifting ring 35.
  • the Kolbenhubring 35 may also be a part of the casing, or a G-e formed as a housing part with the guide surface 27, so that a separate Kolbenhubring can be saved.
  • FIGS. 8 and 9 show the long guidance of the pistons 53, 63 between the rotor radial webs and in the rotor 24.
  • the piston shoes of FIGS. 1, 2 are installed and in FIG. 9 the piston shoes of FIG. 3 with their associated pistons .
  • the piston shoe 10 in FIG. 10 essentially corresponds to that of FIG. 3, but without the recesses 19.
  • the holder for the piston shoe central web 21 in the piston 73 is here effected by a self-tensioning plate part, the clamping plate 9, which in corresponding slots 77 in the piston arms 1 , 2 is arranged self-retaining.
  • This clamping plate 9 is shown again separately in FIGS. 13 and 17. It has the clamping arch 78 between the holding ends 79.
  • FIG. 13 shows that the holding ends 79 project laterally from a recess, the holding ends 79 engaging around the parts 102, 102 'of the piston in FIG. 11, so that the clamping plate 9 is relative to the piston arms 1, 2 cannot twist.
  • the end pieces between the holding ends 79 engage in the slots 77 in the arms 1, 2 of the pistons 3 in FIG. 11, as is also shown on the left in FIG. 10.
  • the arch 78 can be provided to press the piston shoe 10 firmly onto the pivot bearing surface 6 by means of the clamping plate 9 and to smoothly follow the outer surface of the piston shoe during the pivoting movement.
  • FIG. 10 shows the piston 73 in the cylinder 26 of the rotor 24.
  • the left part of the figure is a section through the right part of the figure along the section line, which makes it clear how the piston arms 1, 2 and the other parts lie between the rotor radial webs 124.
  • FIG. 11 shows the piston of FIG. 10 in separate drawings, but on a scale like that of FIGS. 14 to 18, so that the pistons can be compared with one another.
  • the description of FIG. 10 should therefore also apply to FIG. 11 and be read together with it.
  • the important parts of the piston stroke guide, such as 27, 34, 35, can also be seen in FIG. 10 and also the slot 5 between the piston arms 1 and 2.
  • the pistons of the now described FIGS. 10 and 11 have the pressure fluid pockets 54, 55 and / or 71, 72, approximately at the radial height of the pivot axis 22, which are incorporated from the outside into the piston outer surface and outer parts.
  • the channels 51 and 56, 66 are known in principle from the aforementioned patent specification 14 53 433, from which the control edges, which the control pockets 60, 59 in the Limit swivel part of the piston shoe are known.
  • the control pockets 59, 60 act and control the loading of the channels 56, 66 and thus the pressure fluid pockets 54 and 55. This loading takes place periodically alternately with each revolution of the rotor.
  • the special feature of this invention is that the pressure fluid pockets 54, 55 are now arranged according to the invention at the radial height of the pivot axis 22 due to the inventive arrangement of the piston arms 1, 2, while they were too deep radially inward in the prior art and were not effective there could become. They were outside the current force application component and caused the pistons to tilt instead of relieving them of pressure fluid.
  • the cross section of the connecting pocket 74 or 75 also acts on the piston wall and the cylinder wall as a force component in the torque direction or vice versa.
  • the pressure fluid field in the circumferential direction in analogy to the radial piston movement and to the data in FIG Outer surface of the piston in question, for example 73.
  • This position is shown on the right in FIG. 10. This is the third stage of the connection of the pressure fluid pockets in the torque direction or in the opposite direction.
  • FIG. 10 shows a longitudinal section through the piston shoe, as it results from the section through the central axis of the piston or shoe of the lower figure of FIG. 10. It is noteworthy in the upper figure that this shows the piston shoe in the 1: 1 ratio of a test device.
  • the control pockets 59, 60 can be seen with dashed lines, since they lie in front of and behind the cut surface.
  • the recesses 57 connect the control pockets 59 and 60, which are also pressure fluid relief pockets.
  • the channels 58 guide the pressure fluid into the pressure fluid pockets 61, 62 in the outer surface of the piston shoes, ie in the sliding surfaces 16, which slide on the sliding surface (the sliding surfaces) 27 of the piston lifting ring 35.
  • pressure fluid pockets 61, 62 are partially radially above the pivot part 20, so that the pivot part 20 forms a radial support for the pressure fluid pockets 61, 62 and thus also for the sealing surface parts of the sliding surface 16 surrounding the pockets 61, 62.
  • FIG. 11 shows the piston in sections and in a view, on the scale that gives the data in FIG. 20.
  • FIG. 12 shows a cross section through the piston 83 of the prior art, as is known from the patents mentioned at the beginning. Since the bottoms and pivot axes of the pistons 3 and 83 of FIGS. 11 and 12 are on the same plane, it can clearly be seen here that the piston 83 of the previous technology is much shorter at the top, that is to say it had a much smaller piston guide, and that when piston 83 of the V ortechnik no space was provided to the torque-pressure fluid pockets 54, 55 to be arranged at the level of the pivot center 71 and 72nd It can also be seen how the bearing bed surface 6 had to be formed by more than 180 degrees (about 240 degrees around the swivel axis in the case of the piston 83 of the pre-technology in order to encompass the corresponding swivel part of the piston shoe of the pre-technology in places, which means individual clamping, machining and individual measurements the manufacture of surface 6 and which made the piston of the preliminary technology expensive T eilkugel lake of the joint, when barrel shaped pivoting part,
  • FIGS. 14 and 18 show essentially the same as FIG. 10, but on a scale that gives the data of FIG. 20, that is to say pistons with a diameter of 20 mm, the unit in a test device at 130 mm having a piston stroke “S” "of 20 mm.
  • the left longitudinal section figure is drawn to the right longitudinal section figure through the relevant part of the unit.
  • FIG. 14 shows the pistons of FIG. 11 with their piston shoes.
  • the pistons of FIG. 15 with their piston shoes of FIG. 16 are shown in the same rotor part of FIG.
  • the swivel bearing bed 104 is not in the form of a roller part, that is to say not in the form of a hollow cylinder part with a cylindrical partial surface around the swivel axis 22, as in FIG around the swivel center 22. This makes it necessary to mill the slot 91, 92 into the upper piston part radially above the swivel center 22, which was not necessary with the piston of FIG. 11.
  • the associated piston shoe of FIG. 16 accordingly has a spherical swivel part 20 which can be inserted into the bearing bed 104 in the piston 3 of FIG. 15.
  • the piston shoe requires the tapering of the piston shoe central rod 21 with the radius figures according to 20, 23, 21 of the lower figure in FIG. 16.
  • Figure 15 also shows that in the piston 3, instead of the two torque-pressure fluid pocket groups for the purpose of simplification or lower efficiencies of the unit even a single pair of T angential horrfluidtaschen 54, 55 may be arranged with control channels 56, 66th
  • FIG. 15 show the design of the upper piston arms 1, 2, with the slots 77 and the narrowed outer parts 102, 102 'for fastening and securing against rotation of the holding plate of FIGS. 13 and 17. It should also be noted, like the drawing right in Fig. 15 shows that in this embodiment, however 11, as the right view drawing shows, the piston part above the pivot bearing must be narrowed to one dimension by the processing 91, 92 so that the lateral guide parts 14 of the piston shoe, see FIG. 2, into this processing 91 , 92 can pivot into or partially enter them.
  • FIG. 19 shows that instead of the holding plate or clamping plate 9 of FIGS. 13 and 17, one or more pins 96 can also simply be arranged radially above the piston shoe in order to hold it in the piston.
  • the radial outer parts of the outer diameter of the piston arms 1, 2 are advantageously turned off or drilled to allow riveting of the pins 96 without them being able to touch and damage the cylinder wall or the guide surface on the rotor segments.
  • FIG. 20 shows the values of an assembly with 130 mm “da”, 20 mm piston stroke “S” and 20 mm diameter of the pistons. The individual meanings of the curves are entered below the diagram.

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Abstract

1. Piston and piston shoe arrangement in a radial piston machine comprising one piece "H-shaped" piston shoes (10) ; radial webs (124) with extended part-cylindrical surfaces for guiding the piston (3) at the rotor (24) ; a pivotal mounting about a pivot axis (22) disposed parallel to the rotor axis (C) by means of a pivot surface (23) of the piston shoe pivot part (20), with the pivot surface having a constant radius about a common centre with the bearing seat (4) in the piston, and with the pivotal mounting being formed at a bearing surface (6) which matches the pivot surface (23) and which is provided at the bearing seat (4) in the piston (3) ; and slots (93, 94) in the piston shoe which extend from the peripheral ends up to the central web of the piston shoe above the pivot part (20) of the piston shoe and which are disposed between the lateral guide parts (14) of the piston shoe (10) which form the limbs of the "H-shaped" piston, characterised in that arms (1, 2) are provided which contact the pivot surface (23) of the pivot part (20) of the piston shoe (10) in places with the bearing surface (6) at its ends, which extend outwardly radial to the rotor axis and which slide, at least in places on the radial webs (124) of the rotor (24) ; and in that the piston arms (1, 2) extend radially outwardly from the part of the piston (3) which forms the bearing seat (4) past the pivotal mounting (20, 23) of the piston shoe (10) and project into the slots (93, 94) of the piston shoe (10).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben bzw. eine Kolbenschuhanordnung in einer Radialkolbenmaschine mit H-förmigen Kolbenschuhen, mit Radialstegen mit verlängerten Zylinderteilflächen zur Führung der Kolben am Rotor, mit schwenkbarer Lagerung des Kolbenschuhschwenkteiles an einem Lagerbett im Kolben und mit an den Zentralsteg oberhalb des Schwenkteiles heranreichenden Schlitzen zwischen den seitlichen Führungsteilen des Kolbens.The invention relates to a piston or a piston shoe assembly in a radial piston machine with H-shaped piston shoes, with radial webs with extended partial cylinder surfaces for guiding the pistons on the rotor, with pivotable mounting of the piston shoe swivel part on a bearing bed in the piston and with slots reaching the central web above the swivel part between the side guide parts of the piston.

H-förmige Kolbenschuhe, auch eintauchende oder tieftauchende Kolbenschuhe genannt, sind aus den DE-PS 14 03 748, 13 02 469, 25 00 779 und 25 01 158 bekannt. Aus diesen Druckschriften kennt man auch den Rotor mit seinen Radialstegen, an deren Zylinderteilflächen die Kolben geführt sind, und das radial einwärts gerichtete Vorbeigleiten der Kolbenschuh-Seitenteile an dem Außendurchmesser der Rotorstege vorbei radial nach innen. Daraus ergibt sich der lange Kolbenhub dieser Aggregate bei gegebener Bauabmessung. H- shaped piston shoes, also called plunging or deep-diving piston shoes, are known from DE-PS 14 03 748, 13 02 469, 25 00 779 and 25 01 158. From these publications one also knows the rotor with its radial webs, on the partial cylinder surfaces of which the pistons are guided, and the radially inward sliding of the piston shoe side parts past the outer diameter of the rotor webs radially inwards. This results in the long piston stroke of these units for a given size.

Der Kolbenschuh ist mit einem Schwenkgelenk im Kolben gelagert. Bei der bekannten Ausführung sind die bezüglich der Rotorachse radial äußeren Kanten des Kolbens radial innerhalb der seitlichen Führungsteile des H-förmigen Kolbenschuhes angeordnet.The piston shoe is mounted in the piston with a swivel joint. In the known embodiment, the radially outer edges of the piston with respect to the rotor axis are arranged radially within the lateral guide parts of the H-shaped piston shoe.

Diese Ausführungsform hat sich, soweit die Hübe bezogen auf den Innendurchmesser der Kolbenhubführung nicht allzu lang waren, für Aggregate mit langen Kolbenhüben bewährt.As long as the strokes were not too long in relation to the inside diameter of the piston stroke guide, this embodiment has proven itself for units with long piston strokes.

Radialkolbenmaschinen können auch als Motoren neue Anwendungsgebiete erschließen, wobei die Rotoren der Motoren zum Beispiel gleichzeitig treiben und tragen können. Die Verwendung der Aggregate als Motoren hat daher zugenommen. Bei Motoren ist ein großer Relativkolbenhub von besonderer Wichtigkeit, um ein hohes Drehmoment bei kleiner Abmessung des Motors zu erhalten.Radial piston machines can also open up new areas of application as motors, with the rotors of the motors being able to drive and carry at the same time, for example. The use of the units as motors has therefore increased. A large relative piston stroke is of particular importance for engines in order to obtain a high torque with a small engine size.

Der Innendurchmesser der Kolbenhubführung, also der Durchmesser der Kolbenhubführungsfläche wird mit "da" bezeichnet und der Kolbenhub mit "S", wobei der Kolbenhub pro halber Rotorumdrehung S=2e ist mit "e" =Exzentrizität zwischen Rotorachse und Achse der Kolbenhubführungsfläche(n). Für hohen Wirkungsgrad des Motors und großes Drehmoment des Motors muß ein hohes Hubverhältnis "S/da" angestrebt werden. Bei einer Pumpe sind dagegen der Wirkungsgrad und das Hubverhältnis nicht so wichtig wie im Motor. Denn die Pumpe kann auch bei geringerem Wirkungsgrade arbeiten, während für den Motor ein guter Wirkungsgrad und hohes Drehmoment bei gegebenem Reibverhältnis, unerläßlich sind,The inside diameter of the piston stroke guide, ie the diameter of the piston stroke guide surface, is designated with "da" and the piston stroke with "S", the piston stroke per half rotor revolution S = 2e with "e" = eccentricity between the rotor axis and the axis of the piston stroke guide surface (s). For high engine efficiency and high engine torque, a high stroke ratio "S / da" must be aimed for. In contrast, the efficiency and the stroke ratio of a pump are not as important as in the engine. Because the pump can also work with lower efficiency, while good efficiency and high torque for a given friction ratio are essential for the motor,

Für das große Hubverhältnis "S/da" benötigt man eine gute Führung der Kolben. Angestrebt wird ein Hubverhältnis von mindestens 0,12 oder sogar 0,20.Good piston guidance is required for the large stroke ratio "S / da". A stroke ratio of at least 0.12 or even 0.20 is desired.

Dies bedeutet, daß der Kolbenhub 12 bis 20 Prozent des Führungsdurchmessers "da" erreicht. In Sonderausführungen auch einen noch höheren Prozentsatz.This means that the piston stroke reaches 12 to 20 percent of the guide diameter "there". An even higher percentage in special versions.

Entsprechend dem Hubverhältnis steigt die relative Ausschwenkung (Schwenkwinkel) des Kolbenschuhes am oder im Kolben. Der mit steigendem Hubverhältnis steigende Ausschwenkwinkel des Kolbenschuhes steigert die Kraftkomponente in Umlaufrichtung. Diese Kraftkomponente in Umlaufrichtung ist besonders in Motoren zur Erzeugung des Drehmomentes erwünscht.The relative swiveling (swivel angle) of the piston shoe on or in the piston increases in accordance with the stroke ratio. The swiveling angle of the piston shoe, which increases with the stroke ratio, increases the force component in the direction of rotation. This force component in the direction of rotation is particularly desirable in motors for generating the torque.

Es ist Aufgabe der Erfindung, im Hinblick auf ein großes Hubverhältnis eine verbesserte Führung des Kolbens zur Steigerung der rationellen Gleitfähigkeit des Kolbens an dem betreffendem Teil der Gleitfläche der Zylinderwand oder des Rotorsteges zu schaffen, um als Motoren besonders geeignete Radialkolbenmaschinen mit hohem Drehmoment schaffen zu können.It is an object of the invention to provide in view of a large stroke ratio improved guidance of the piston to increase the efficient sliding of the piston on which, in question of the sliding surface of the cylinder wall or the rotor web to adialkolbenmaschinen as motors particularly suitable R with high torque create can.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die das Schwenkteil des Kolbenschuhes stellenweise berührenden, radial zur Rotorachse nach außen erstreckten Kolbenarme an der Schwenkauflage bzw. dem Lagerbett und an den Innenflächen der Führungsteile der Kolbenschuhe vorbei radial nach außen erstreckt sind.This object is achieved in that the piston arms touching the swivel part of the piston shoe in places and extending radially outward to the rotor axis extend radially outward past the swivel support or the bearing bed and past the inner surfaces of the guide parts of the piston shoes.

Da die bezogen auf die Rotorachse äußeren Kolbenteile weit nach radial außen verlängert sind, wird auch die Außenfläche der Kolben entsprechend verlängert, so daß eine lange Auflagefläche des Kolbens auf seiner Führungsfläche im Zylinder und am Rotorsteg entsteht. Diese größere Auflagefläche läßt eine größere Tragkraft für die Kraftkomponente in Umlaufrichtung und damit ein größeres Dreh- moment zu.Since the outer piston parts are extended radially outwards in relation to the rotor axis, the outer surface of the pistons is also correspondingly ver lengthened so that a long contact surface of the piston is formed on its guide surface in the cylinder and on the rotor web. This larger contact area allows a greater load capacity for the force component in the direction of rotation and thus a bigger D deer moment to.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Kolbenarme in eine Ringnut oder Ausnehmung der Kolbenhubführung hereinragen und dementsprechend zumindest teilweise außerhalb der Kolbenführungsflächen auftauchen.According to a preferred embodiment of the invention, the piston arms can protrude into an annular groove or recess in the piston stroke guide and accordingly at least partially emerge outside the piston guide surfaces.

Aufgrund dieser Maßnahmen wird eine besonders gute Kolbenführung erreicht.These measures result in particularly good piston guidance.

Außerdem besteht bei über die äußere Gleitfläche des Kolbenschuhes hinaus erstreckten Kolbenarmen die Möglichkeit, oberhalb der äußeren Gleitfläche des Kolbenschuhes eine Halterung zwischen den Kolbenarmen zur Verhinderung des Herausfallens des Kolbenschuhes aus dem Kolben anzuordnen.In addition, with piston arms extending beyond the outer sliding surface of the piston shoe, there is the possibility of arranging a holder between the piston arms above the outer sliding surface of the piston shoe to prevent the piston shoe from falling out of the piston.

Aufgrund der erfindungsgemäß gut geführten Kolben können hohe Drehmomente erreicht werden, die eine entsprechend große Kraftkomponente in Umlaufsrichtung des Rotors aufweisen, so daß auf die Kolben gegebenenfalls größere Kräfte quer zur Kolbenhubachse wirken.Because of the pistons, which are well guided according to the invention, high torques can be achieved which have a correspondingly large force component in the direction of rotation of the rotor, so that, if appropriate, larger forces act transversely to the piston stroke axis.

Zur Abstützung dieser Querkräfte ist es zweckmäßig, wenn mindestens eine durch den Schwenkteil und dessen Ausnehmungen mit ihren Steuerkanten mit Druckfluid periodisch beaufschlagte Druckfluidtasche bezogen auf die Rotorachse etwa in Radialhöhe des Schwenkzentrums zwischen Kolben und Kolbenschuh durch die Außenfläche des Kolbens hindurch in den Kolben hinein in Richtung der Drehmomenten-Kraftkomponente angeordnet ist. Aufgrund der langen Kolbenarme ist die Anordnung dieser Druckfluidtasche auf der Mantelfläche der Kolben in Höhe der Schwenkachse zwischen Kolben und Kolbenschuh ohne weiteres möglich. Mit der Druckfluidtasche kann ein Druckfeld erzeugt werden, welches den Kolben entgegen den Querkräften beaufschlagt, so daß die Querkräfte nicht zu mechanischen Reibungen zwischen Kolben und Zylinderfläche bzw. Kolbenführungsfläche führen. Da der Kolben mittels der Druckfluidtasche bezogen auf die Rotorachse radial weit außen abgestützt werden kann, kann das Drehmoment gegebenenfalls an einem langen Hebelarm relativ zur Rotorachse angreifen.To support these transverse forces, it is expedient if at least one pressure fluid pocket is periodically acted upon by pressure fluid through the pivoting part and its recesses with its control edges is arranged with respect to the rotor axis approximately at the radial height of the pivot center between the piston and piston shoe through the outer surface of the piston into the piston in the direction of the torque force component. Due to the long piston arms, the arrangement of this pressure fluid pocket on the outer surface of the piston at the level of the pivot axis between the piston and piston shoe is easily possible. With the pressure fluid pocket, a pressure field can be generated which acts on the piston against the transverse forces, so that the transverse forces do not lead to mechanical friction between the piston and the cylinder surface or piston guide surface. Since the piston can be supported radially far outwards in relation to the rotor axis by means of the pressure fluid pocket, the torque can possibly act on a long lever arm relative to the rotor axis.

Aufgrund der genannten Maßnahmen wird ein hoher Anstellwinkel des Kolbenschuhes zur Kolbenhubführung möglich, dieser Anstellwinkel ist mindestens gleich groß wie bei Axialkolbenmotoren mit Schrägscheiben und Massivkolben. Der erfindungsgemäße Radialkolbenmotor wird also den Axialkolbenmotoren im Drehmoment pro Baugröße sowie im Drehmoment pro Reibteilen mindestens ebenbürtig. Gleichzeitig ist im erfindungsgemäßen Motor aber die in den Axialkolbenaggregaten bestehende Verkantungstendenz der Kolben ausgeschaltet, da der Kolben erfindungsgemäß während des ganzen Hubes voll geführt bleibt.Because of the measures mentioned, a high angle of attack of the piston shoe for piston stroke guidance is possible; this angle of attack is at least as large as in the case of axial piston motors with swash plates and solid pistons. The radial piston motor according to the invention is thus at least equal to the axial piston motors in torque per size and in torque per friction part. At the same time, however, the tendency of the pistons to tilt in the axial piston units in the engine according to the invention is switched off, since the piston remains fully guided according to the invention during the entire stroke.

Infolge der verringerten Verkantungsgefahr und der Verminderung der Kolbenreibung durch die Druckfluidtasche wird der erfindungsgemäße Radialkolbenmotor bei gleich großem Hubverhältnis einem entsprechenden Axialkolbenmotor prinzipiell im Wirkungsgrad und in der Leistung überlegen, wobei das geringe Leistungsgewicht des erfindungsgemäßen Motors besonders bemerkenswert ist. Zum Beispiel sind mit einem erfindungsgemäßen Motor etwa 100 PS bei einem Gewicht von unter 12 Kg möglich.Due to the reduced jamming risk and reduction of piston friction jerk fluid pocket through D of the radial piston motor of the invention is superior in principle at the same large stroke ratio a corresponding axial piston motor in efficiency and performance, the low output weight of the engine according to the invention is particularly remarkable. For example, about 100 HP with a weight of less than 12 kg are possible with a motor according to the invention.

In vorteilhafter Weise kann die Herstellung des Kolbens, des Kolbenschuhes und des Schwenkgelenkes zwischen Kolben und Kolbenschuh vereinfacht werden. Dazu wird zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Lagerfläche des das Schwenkteil des Kolbenschuhes aufnehmenden Schwenkbettes im Kolben höchstens um einen 1800-Bogen um das Schwenkzentrum herumgeführt ist. Bei dieser Ausführung ist es möglich, die Lagerflächen im Kolben und am Kolbenschuh gemeinsam zu schleifen oder zu bearbeiten, indem eine Serie der Teile auf eine gemeinsame Achse gespannt wird, so daß die bisherige Einzelbearbeitung überwunden wird und eine Serie von Kolben- oder Kolbenschuhschwenkflächen gemeinsam hergestellt werden kann.The manufacture of the piston, the piston shoe and the swivel joint between the piston and the piston shoe can advantageously be simplified. To this end, it is advantageously provided that the bearing surface of the pivot portion of the piston shoe receiving pivot bed is guided in the piston at most a 180 0- arc around the pivotal center. In this embodiment, it is possible to grind the bearing surfaces in the piston and at the K olbenschuh together or to edit, by a series of parts is stretched on a common axis, so that the previous E is inzelbearbeitung overcome and a series of piston or piston shoe rocking surfaces can be made together.

Außerdem bietet diese Anordnung die Möglichkeit, bei der Montage den Kolbenschuh mit seinem Schwenkteil in Richtung der Kolbenachse in das Lagerbett am Kolben einzusetzen, wobei sowohl das Schwenkteil als auch die seitlichen Führungsteile des H-förmigen Kolbenschuhes selbsttätig ihre richtige Lage einnehmen.In addition, this arrangement offers the possibility of inserting the piston shoe with its swivel part in the direction of the piston axis into the bearing bed on the piston during assembly, both the swivel part and the lateral guide parts of the H-shaped piston shoe automatically taking their correct position.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung wirken die verlängerten Kolbenarme einer Verdrehung des Kolbens gegenüber dem zugehörigen Kolbenschuh entgegen, so daß der Kolben gegen Verdrehung arretiert ist. Dadurch wird sichergestellt, daß die gegebenenfalls auf der Mantelfläche der Kolben vorgesehenen Druckfluidtaschen immer in richtiger Stellung verbleiben und die mittels der Druckfluidtaschen erzeugten Druckfelder die Querbelastung des Kolbens bzw. das Drehmoment aufnehmen.In all embodiments of the invention, the extended piston arms counteract a rotation of the piston relative to the associated piston shoe, so that the piston is locked against rotation. This ensures that the pressure fluid pockets which may be provided on the outer surface of the pistons always remain in the correct position and the pressure fields generated by means of the pressure fluid pockets absorb the transverse loading of the piston or the torque.

Zwar sind Einzelmerkmale der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung im Stand der Technik beschrieben, wie beispielsweise die Ringnut in der Führungsfläche der Kolbenführung, vergl. die DE-PS 14 02 369. Auch die Anordnung einer Druckfluidtasche ist aus -der DE-PS 14 53 433 an sich bekannt. Jedoch fehlt im Stand der Technik die gezielte Anwendung dieser Maßnahmen im Hinblick auf ein hohes zu erreichendes Drehmoment. Insbesondere sind beim Stand der Technik Druckfluidtaschen, bezogen auf die Rotorachse, zu weit radial einwärts angeordnet, so daß auf den Kolben wirkende Querkräfte nicht durch entsprechende von den Druckfluidtaschen erzeugte Druckfelder aufgefangen werden können.Individual features of the preferred embodiments of the invention are described in the prior art, such as, for example, the annular groove in the guide surface of the piston guide, see DE-PS 14 02 369. The arrangement of a pressurized fluid pocket is also described in DE-PS 14 53 433 known. However, the prior art lacks the targeted application of these measures with regard to a high torque to be achieved. In particular, in the prior art, pressure fluid pockets are arranged too far radially inwards with respect to the rotor axis, so that transverse forces acting on the pistons cannot be absorbed by corresponding pressure fields generated by the pressure fluid pockets.

Darüber hinaus werden im Stand der Technik auch Kolbenschuhe verwendet, die keine H-Form aufweisen, vergl. z.B. die DE-PS 23 07 997, so daß die Führungsfläche der Kolbenschuhe immer radial außerhalb des Rotorumfanges verbleiben muß. Mit diesen einfachen Kolbenschuhen kann im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen, H-förmigen, tief eintauchenden Kolbenschuhen, deren äußere Führungsfläche beim Einwärtshub radial unterhalb des Rotorumfanges liegen kann, kein großer Kolbenhub erreicht werden. Entsprechende Motoren haben nur einen geringen Wirkungsgrad. Außerdem kann nicht in einfacher Weise eine Verdrehsicherung zwischen Kolben und Kolbenschuh erreicht werden, da in diesem Kolbenschuh im Gegensatz zu H-förmigen Kolbenschuhen keine Schlitze vorhanden sind, in die Kolbenarme o.dgl. eingesteckt werden könnten.In addition, for example, in the prior art also used piston shoes that no H-shape, see Fig. 23 07 997, so that the guide surface of the piston shoes must always remain outside the radial R otorumfanges the E-PS. Can olbenschuhen with these simple K in contrast to the present invention, H-shaped, deep plunging piston shoes whose outer guide surface can lie radially below the rotor circumference during the inward stroke, no large piston stroke can be achieved. Corresponding motors have a low efficiency. In addition, an anti-rotation lock between the piston and piston shoe cannot be achieved in a simple manner, since in this piston shoe, in contrast to H-shaped piston shoes, there are no slots in the piston arms or the like. could be plugged in.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren erläutert:

  • Fig. 1 ist eine Ansicht eines Kolbenschuhes nach einem Beispiel der Erfindung und zeigt rechts daneben die Schnittfigur entlang der Schnittlinie A-A.
  • Fig. 2 zeigt den Schuh der linken Figur in Figur 1 von oben gesehen.
  • Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kolbenschuh mit anderer Lage und Ausbildung des Schwenkteiles.
  • Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch einen Oberteil eines Kolbens , wobei
  • Fig. 5 dessen Ansicht zeigt , in Fig. 4 von rechts gesehen. Beide Figuren zeigen eine Ausführungsform des Kolbens der Erfindung.
  • Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch ein anderes Kolbenkopfbeispiel.
  • Fig. 7 zeigt Schnitte durch weitere Ausbildungsbeispiele des Kolbenoberteiles.
  • Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil, insbesondere den Rotor und die Kolbenhubführung eines Aggregates der Erfindung mit eingebauten Kolben und Kolbenschuhen in Querschnitten.
  • Fig. 9 zeigt das gleiche, wie Figur 8, jedoch mit anderen eingebauten Kolben und Kolbenschuh-Beispielen nach der Erfindung.
  • Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch ein Teil eines Erfindungsaggregates mit eingebauten anderen Beispielen von Kolben und Schuh, wobei die linke Figur ein Schnitt durch die rechte ist.
  • Fig. 11 zeigt den Kolben der Figur 10 separiert in Schnitten und Ansicht.
  • Fig. 12 zeigt, wie der Kolben bisher nach den eingangs genannten Patentschriften ausgeführt war.
  • Fig. 13 zeigt die Ansicht einer Spannplatte dafür von oben und
  • Fig. 14 zeigt Schnitte durch einen Teil eines Aggregates der Erfindung mit eingebautem Kolben und Kolbenschuh-Ausführungsbeispiel.
  • Fig. 15 zeigt den Kolben eines anderen Ausführungsbeispieles in Schnitten und in einer Ansicht.
  • Fig. 16 zeigt den dazu passenden Kolbenschuh als Ausführungsbeispiel der Erfindung in Schnitten.
  • Fig. 17 zeigt die Platte der Figur 13 im Schnitt.
  • Fig. 18 zeigt Schnitte durch einen Teil des Aggregates, wie die Figur 14 sie zeigt, jedoch den Kolben und Schuh der Figuren 15, 16 eingebaut.
  • Fig. 19 zeigt Schnitte durch ein weiteres Beispiel der Kolbenoberteil-Ausbildung der Erfindung, und
  • Fig. 20 ist ein Diagramm, in dem Funktionen und Werte über dem Rotorumlaufwinkel alpha eingetragen sind.
Preferred exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the figures:
  • Fig. 1 is a view of a piston shoe according to an example of the invention and shows the sectional figure along the section line AA to the right.
  • Fig. 2 shows the shoe of the left figure in Figure 1 seen from above.
  • F ig. 3 shows a cross section through a piston shoe according to the invention with a different position and design of the swivel part.
  • F ig. 4 is a longitudinal section through an upper part of a piston, wherein
  • Fig. 5 shows the view seen from the right in Fig. 4. Both figures show an embodiment of the piston of the invention.
  • F ig. 6 shows a longitudinal section through another piston head example.
  • Fig. 7 shows sections through further training examples of the upper piston part.
  • F ig. 8 shows a cross section through a part, in particular the rotor and the piston stroke guide, of an assembly of the invention with built-in pistons and piston shoes in cross sections.
  • F ig. 9 shows the same as FIG. 8, but with other built-in pistons and piston shoe examples according to the invention.
  • F ig. 10 shows a cross section through part of an inventive unit with other examples of pistons and shoes installed, the left figure being a section through the right.
  • F ig. 11 shows the piston of FIG. 10 separated in sections and view.
  • Fig. 12 shows how the piston was previously carried out according to the patents mentioned.
  • Fig. 13 shows the view of a clamping plate therefor from above and
  • Fig. 14 shows sections through part of an assembly of the invention with built-in piston and piston shoe embodiment.
  • F ig. 15 shows the piston of another exemplary embodiment in sections and in a view.
  • Fig. 16 shows the matching piston shoe as an embodiment of the invention in sections.
  • F ig. 17 shows the plate of FIG. 13 in section.
  • FIG. 18 shows sections through part of the unit as shown in FIG. 14, but with the piston and shoe of FIGS. 15, 16 installed.
  • Fig. 19 shows sections through another example of the upper piston configuration of the invention, and
  • 20 is a diagram in which functions and values are plotted against the rotor rotation angle alpha.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 hat der Kolbenschuh 10 einen walzenförmigen Kolbenschuh-Zentralsteg 12 mit Schwenkachse 22 und Lagerfläche 23 mit gleichbleibendem Radius 100. Endwärts des Kolbenschuh-Zentralsteges 12 können Radialstützen 113 mit seitlichen Führungsteilen 13, 14, den Endflächen 18, den inneren Zugführungsflächen 17 und der äußeren Gleitfläche 16 angeordnet sein. Die inneren Flächen 17 können bei Motoren oder Pumpen ohne Selbstansaugebetrieb gelegentlich fortgelassen werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the piston shoe 10 has a roller-shaped piston shoe central web 12 with a pivot axis 22 and bearing surface 23 with a constant radius 100 and the outer sliding surface 16. The inner surfaces 17 may occasionally be omitted from motors or pumps without self-priming.

Die Figur 2 zeigt die Draufsicht auf den Kolbenschuh 10 von oben, so daß die "H-Form" des Kolbenschuhes 10 sichtbar ist. Zwischen den seitlichen Führungsteilen 14 sieht man die bis an den Kolbenschuhzentralsteg 12 heranreichenden Schlitze 93, 94.FIG. 2 shows the top view of the piston shoe 10 from above, so that the "H-shape" of the piston shoe 10 is visible. Between the lateral guide parts 14 one can see the slots 93, 94 which extend as far as the central piston shoe web 12.

In der Praxis wird dieser Kolbenschuh "eintauchender" oder "tieftauchender" Kolbenschuh genannt, weil seine Außenfläche bis zum Außendurchmesser 29 der Rotorstege, vergl. Fig. 8, 9, in den Rotor 24 eintaucht (eintauchender Schuh) oder die Außenfläche 16 am Außendurchmesser 29 der Rotorstege radial nach innen vorbei in die abgedrehten Rotorteile tief eintaucht (tieftauchender Kolbenschuh).In practice, this piston shoe is called "immersed" or "deep-immersed" piston shoe because its outer surface is immersed in the rotor 24 up to the outer diameter 29 of the rotor webs, see FIGS. 8, 9 (immersed shoe) or the outer surface 16 on the outer diameter 29 the rotor webs penetrate radially inwards into the turned-off rotor parts (deep-diving piston shoe).

Ein Vorteil des Kolbenschuhes 10 der Figur 1 besteht darin, daß die Schwenkachse 22 hoch oben liegt, wodurch die Drehmomenten-Angriffskraft im Motor relativ weit nach radial außen zu liegen kommt und der Motor ein entsprechend hohes Drehmoment mit Kraftangriff an langem Hebelarm erzielt.An advantage of the piston shoe 10 of FIG. 1 is that the pivot axis 22 is located high up, as a result of which the torque application force in the motor is relatively far radially outward and the motor achieves a correspondingly high torque with force application on a long lever arm.

Ein weiterer Vorteil dieses Ausführungsbeispieles der Erfindung ist, daß der Kolbenschuh einfach herstellbar und billig ist. Denn die Schlitze 93, 94 und die Lagerfläche 23 kann man mit der Drehbank beim Einspannen an den Enden der Schwenkachse 22 einfach herstellen.Another advantage of this embodiment of the invention is that the piston shoe is easy to manufacture and cheap. Because the slots 93, 94 and the bearing surface 23 can be easily produced with the lathe when clamping at the ends of the pivot axis 22.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 hat der Kolbenschuhzentralsteg 21 ein Schwenkteil 20, dessen Schwenkachse 22 hier etwas tiefer liegen kann, und die Ausnehmungen 19, die dazu dienen, daß die Arretierstifte 96 des Kolbens 3, vergl. Figur 4, in die Ausnehmungen 19 eingreifen und die Arretierstifte 96 dabei den Kolbenschuh der Figur 3 gegen Herausfallen aus dem Kolben der Figur 4 sichern können. Die Ausnehmungen 19 sind so bemessen, daß trotz der Arretierstifte 96 die Schwenkbewegung ungestört erfolgen kann.In the exemplary embodiment in FIG. 3, the piston shoe central web 21 has a pivoting part 20, the pivot axis 22 of which may be somewhat lower here, and the recesses 19, which serve for the locking pins 96 of the piston 3, see FIG. 4, to engage in the recesses 19 and the locking pins 96 can secure the piston shoe of FIG. 3 against falling out of the piston of FIG. 4. The recesses 19 are dimensioned so that the pivoting movement can take place undisturbed despite the locking pins 96.

In den Figuren 4 und 5 hat das Oberteil des Kol- bens 3, dessen Achse mit 101 bezeichnet ist, das Lager- bzw. Schwenkbett 4 mit der Lagerfläche 6 zur Aufnahme des Schwenkteiles 20 des Kolbenschuhes 10 bzw. der Lagerfläche 23. Entsprechend der Erfindung ist die Lagerfläche 6 nur als 180°-Bogen, bezogen auf die Schwenkachse 22, ausgebildet, mit dem Vorteil, daß die Lagerfläche 6 mit einfachen Radiusfräsern oder Schleifscheiben hergestellt werden kann. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Kolbenarme 1 und 2 von der Lagerfläche 6 des Kolbens 3 radial nach außen erstreckt und können so weit radial nach außen verlängert sein, daß sie nach Einsetzen des Kolbenschuhes 10 in das Schwenkbett 4 radial über die äußere Gleitfläche 16 des Kolbenschuhes herausragen.In Figures 4 and 5, the upper part has the K ol bens 3, the axis of which is designated 101, the bearing or pivot bed 4 with the bearing surface 6 for receiving the pivoting part 20 of the piston shoe 10 and the bearing surface 23. Accordingly, the Invention is the bearing surface 6 only as a 180 ° arc, based on the pivot axis 22, formed, with the advantage that the bearing surface 6 can be produced with simple radius cutters or grinding wheels. According to an advantageous embodiment of the invention, the piston arms 1 and 2 extend radially outward from the bearing surface 6 of the piston 3 and can be extended radially outward to such an extent that after the piston shoe 10 is inserted into the swivel bed 4, it extends radially over the outer sliding surface 16 stick out of the piston shoe.

In Figur 5 ist ersichtlich, daß die Kolbenarme 1, 2 hinreichend schmal sein müssen, um in die Schlitze 93, 94 der Kolbenschuhe 10 eingreifen oder durch diese hindurchgreifen können. Wenn die Zugführungsfläche 17 des Kolbenschuhes 10 eine nicht gezeichnete Ausnehmung hat, kann die Breite der Arme 1, 2 jedoch auch breiter als die Schlitze 93, 94 sein.In FIG. 5 it can be seen that the piston arms 1, 2 must be sufficiently narrow to be able to engage in the slots 93, 94 of the piston shoes 10 or to reach through them. If the cable guide surface 17 of the piston shoe 10 has a recess (not shown), the width of the arms 1, 2 can also be wider than the slots 93, 94.

Die Kolbenarme 1, 2 sind ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung. Denn sie bilden eine lange Kolbenführungsfläche, die radial über die Schwenkachse 22 nach außen reicht. Außerdem ist es durch die Ausbildung des Schwenkbettes 4 und der Arme 1, 2 nach den Figuren 4 und 5 möglich, den Kolbenschuhzentralsteg 12, 21, radial von außen her in den Kolben 3 hereinzulegen.The piston arms 1, 2 are an essential part of the invention. Because they form a long piston guide surface that extends radially outward beyond the pivot axis 22. In addition, the design of the swivel bed 4 and the arms 1, 2 according to FIGS. 4 and 5 makes it possible to insert the piston shoe central web 12, 21 into the piston 3 radially from the outside.

Dies war bei dem bisherigem Stande der Technik nicht möglich, da die Lagerfläche 6 den Kolbenschuhzentralsteg um mehr als 180 Grad umgreifen mußte, so daß ein Hereinlegen des Kolbenschuhes in das Bett 4 unmöglich war und die Kolbenschuhe von der Seite her entlang der Schwenkachse 22 in das Lagerbett im Kolben hereingeschoben werden mußten.This was not possible in the prior art, since the bearing surface 6 had to encompass the piston shoe central web by more than 180 degrees, so that it was impossible to insert the piston shoe into bed 4 and the piston shoes from Side agerbett had to be pushed in in the piston along the pivot axis 22 in the L.

Im übrigen sieht man, wie bereits beschrieben, daß die Arretierstifte 96 im Kolbenoberteil angeordnet werden können, um in die Ausnehmungen 19 des Kolbenschuhes 10 einzugreifen oder den Kolbenschuh anderartig gegen Herausfallen aus dem Schwenkbett 4 zu sichern.Moreover, as already described, it can be seen that the locking pins 96 can be arranged in the upper part of the piston in order to engage in the recesses 19 of the piston shoe 10 or to otherwise secure the piston shoe against falling out of the pivoting bed 4.

In Figur 6 ist gezeigt, daß der Stift (die Stifte) 7 hoch im Kolbenoberteil oberhalb der Gleitfläche 16 des Kolbenschuhes 10, wenn der Kolbenschuh 10 in das Lagerbett 4 im Kolben eingesetzt ist, angeordnet sein kann.In Figure 6 it is shown that the pin (s) 7 can be arranged high in the upper piston part above the sliding surface 16 of the piston shoe 10 when the piston shoe 10 is inserted into the bearing bed 4 in the piston.

In den Figuren 4 und 6 zeigt das Bezugszeichen 5 den vom Lagerbett 4 radial nach außen erstreckten Schlitz, der zusammen mit dem Lagerbett 4 den Vorteil hat, daß diese Teile zusammen mit der Schwenklagerfläche 6 bearbeitet werden können. Auch das ist ein wichtiger Vorteil der Erfindung. Bei der bisherigen Ausführung des Kolbens nach der Figur 12 mußte jede Schwenklagerfläche 6 jedes einzelnen Kolbens einzeln eingespannt, geschliffen und gemessen werden. Bei dem Kolben nach der Erfindung ist es jedoch möglich, eine große Anzahl Kolben 3 mit allen Schwenkachsen 22 in eine gemeinsame Schwenkachse zu spannen und die Schwenklagerflächen 6 der Kolbenserie gemeinsam mit Formfräser zu fräsen und nach dem Härten des Kolbens gemeinsam mit Form-Radiusschleifscheiben auf der Flächenschleifmaschine zu schleifen. Dadurch entfallen Einzelbearbeitungen und Messungen. Die Bearbeitungszeit ist dadurch derartig verkürzt, so daß der Kolben um vieles billiger als der der Vortechnik wird, und nur noch einen Bruchteil des Kolbens der Vortechnik kostet.In FIGS. 4 and 6, reference number 5 shows the slot which extends radially outward from the bearing bed 4 and which, together with the bearing bed 4, has the advantage that these parts can be machined together with the pivot bearing surface 6. This is also an important advantage of the invention. In the previous design of the piston according to FIG. 12, each swivel bearing surface 6 of each individual piston had to be clamped, ground and measured individually. In the piston according to the invention, however, it is possible to clamp a large number of pistons 3 with all pivot axes 22 in a common pivot axis and to mill the pivot bearing surfaces 6 of the piston series together with form cutters and after hardening the piston together with form radius grinding wheels on the Surface grinder to grind. This eliminates individual processing and measurements. The processing time is shortened in such a way that the piston is much cheaper than that of the pre-technology and only costs a fraction of the piston of the pre-technology.

In Figur 7 ist gezeigt, daß man auch auf den Arretierstift 96 verzichten kann, wenn man die Kolbenarme 1, 2 wie in Figur 7 links gezeigt, mit Fortsätzen 8 versieht, die man, wie Figur 7 rechts und unten zeigt, nach dem Einsetzen des Kolbenschuhes 10 in das Lagerbett 4 umbiegt, wie in dem rechten und unteren Teil der Figur 7 gezeigt. Die Fortsätze 8 erfüllen dann die Funktion des Haltestiftes 96 der Figur 4, 5. Bei dieser einteiligen Kolbenausführung ist verhindert, daß die Stifte 96 sich lösen können.In Figure 7 it is shown that the locking pin 96 can also be dispensed with if the piston arms 1, 2, as shown in Figure 7 on the left, are provided with extensions 8 which, as Figure 7 shows on the right and below, after the insertion of the Piston shoe 10 bends into the bed 4, as shown in the right and lower part of Figure 7. The extensions 8 then fulfill the function of the holding pin 96 of FIGS. 4, 5. In this one-piece piston design, the pins 96 are prevented from being able to come loose.

In den wichtigen Figuren 8 und 9 sieht man einen Teil des Rotors 24 im Radialschnitt mit zwei Zylindern 25, 26. Die Rotorachse ist mit "C" bezeichnet. Mit "E" ist die zur Rotorachse C exzentrische Achse (Mittellinie) des Kolbenhubringes 35 bezeichnet, wobei die Exzentrizität "e" den Kolbenhub S pro Umdrehung des Rotors bestimmt: "S = 2 e". Die Kolben 53, 63 laufen in den Zylindern 25, 26 radial auswärts und einwärts, wobei sie den Kolbenhub S ausführen. Die äußeren Gleitflächen 16 der Kolbenschuhe 10 gleiten an der inneren Führungsfläche 27 des Kolbenhubringes 35. Der Kolbenhubring 35 hat bei tief tauchenden Kolbenschuhen eine Ringnut 34, die sich, die Führungsfläche 27 durchbrechend und unterteilend, radial von innen her in den Kolbenhubring 35 hinein erstreckt. Die Führungsfläche 27 hat den Innendurchmesser "da", so daß man aus "2e = S" und "da" das eingangs beschriebene Hubverhalten "S/da" als wichtige Leistungs- und Wirkungsgrad-Kenngröße des Aggregates erhalten kann.In the important FIGS. 8 and 9, a part of the rotor 24 can be seen in radial section with two cylinders 25, 26. The rotor axis is labeled "C". "E" denotes the axis (center line) of the piston stroke ring 35 which is eccentric to the rotor axis C, the eccentricity "e" determining the piston stroke S per revolution of the rotor: "S = 2 e". The pistons 53, 63 run radially outwards and inwards in the cylinders 25, 26, executing the piston stroke S. The outer sliding surfaces 16 of the piston shoes 10 slide on the inner guide surface 27 of the piston lifting ring 35. The piston lifting ring 35 has, in the case of deeply diving piston shoes, an annular groove 34 which is the guide Surface 27 breaking through and dividing, extends radially from the inside into the piston lifting ring 35. The guide surface 27 has the inside diameter "da", so that the lifting behavior " S / da" described at the beginning can be obtained from "2e = S" and "da" as an important performance and efficiency parameter of the unit.

Der Außendurchmesser des Rotors 24 ist mit 29 bezeichnet.The outer diameter of the rotor 24 is designated 29.

Die Figur 8 zeigt den Rotorumlaufwinkel α zwischen der Nullebene und der Radialachse des betreffenden Zylinders und Kolbens. Auf diesem Winkel α beruhen die Daten des Diagrammes der Figur 20.FIG. 8 shows the rotor rotation angle α between the zero plane and the radial axis of the relevant cylinder and piston. The data of the diagram in FIG. 20 are based on this angle α.

In den Figuren 8 und 9 sind auch die Schlitze 5 und die Kolbenarme 1 und 2 zu sehen. Außerdem ist erkennbar, wie die Kolbenschuhe 10 mit ihrem Kolbenschuhzentralsteg 12, 21 in den Schlitzen 5 des Kolbens schwenken. Der Winkel y zeigt die Ausschwenkung der betreffenden Kolbenschuhe 10 aus der Normallage, dieser Winkel erscheint ebenfalls im Diagramm der Figur 20. In den Figuren 8 und 9 ist noch ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Kolbenarme 1 und 2 in die Ringnut 34 des Kolbenhubringes 35 eingreifen.The slots 5 and the piston arms 1 and 2 can also be seen in FIGS. 8 and 9. It can also be seen how the piston shoes 10 pivot with their piston shoe central web 12, 21 in the slots 5 of the piston. The angle y shows the pivoting of the piston shoes 10 in question from the normal position, this angle also appears in the diagram in FIG. 20. In FIGS. 8 and 9 it can also be seen that the piston arms 1 and 2 according to the invention engage in the annular groove 34 of the piston lifting ring 35.

Der Kolbenhubring 35 kann auch ein Teil des Ge-häuses oder als Gehäuseteil mit der Führungsfläche 27 ausgebildet sein, so daß ein separater Kolbenhubring eingespart werden kann.The Kolbenhubring 35 may also be a part of the casing, or a G-e formed as a housing part with the guide surface 27, so that a separate Kolbenhubring can be saved.

Übrigens zeigen die beiden Figuren 8 und 9 die lange Führung der Kolben 53, 63 zwischen den Rotorradialstegen und im Rotor 24. In der Figur 8 sind die Kolbenschuhe der Figuren 1, 2 eingebaut und in Figur 9 die Kolbenschuhe der Figur 3 mit ihren zugehörigen Kolben.Incidentally, the two FIGS. 8 and 9 show the long guidance of the pistons 53, 63 between the rotor radial webs and in the rotor 24. In FIG. 8 the piston shoes of FIGS. 1, 2 are installed and in FIG. 9 the piston shoes of FIG. 3 with their associated pistons .

In die Zeichnungen sind die international verbreiteten Benennungen "Piston" für Kolben, "Shoe" für Kolbenschuh, "Groove" für Ringnut und "Actuator" für Kolbenhubring eingetragen.The internationally widespread names "Piston" for pistons, "Shoe" for piston shoes, "Groove" for ring groove and "Actuator" for piston stroke ring are entered in the drawings.

Der Kolbenschuh 10 in Figur 10 entspricht im wesentlichen dem der Figur 3, jedoch ohne die Ausnehmungen 19. Die Halterung für den Kolbenschuhzentralsteg 21 im Kolben 73 wird hier durch einen selbstspannenden Plattenteil, die Spannplatte 9 bewirkt, die in entsprechenden Schlitzen 77 in den Kolbenarmen 1, 2 selbsthaltend angeordnet ist.The piston shoe 10 in FIG. 10 essentially corresponds to that of FIG. 3, but without the recesses 19. The holder for the piston shoe central web 21 in the piston 73 is here effected by a self-tensioning plate part, the clamping plate 9, which in corresponding slots 77 in the piston arms 1 , 2 is arranged self-retaining.

Diese Spannplatte 9 ist in den Figuren 13 und 17 separiert noch einmal dargestellt. Sie hat den Spannbogen 78 zwischen den Halteenden 79. Figur 13 zeigt, daß die Halteenden 79 seitlich einer Ausnehmung vorstehen, wobei die Halteenden 79 die Teile 102, 102' des Kolbens der Figur 11 umgreifen, so daß die Spannplatte 9 sich relativ zu den Kolbenarmen 1, 2 nicht verdrehen kann. Die Endstücke zwischen den Halteenden 79 greifen in die Schlitze 77 der Arme 1, 2 der Kolben 3 der Figur 11 ein, wie auch in Figur 10 links gezeigt ist. Der Spannbogen 78 kann vorgesehen sein, um mittels der Spannplatte 9 den Kolbenschuh 10 fest auf die Schwenklagerfläche 6 zu drücken und dabei der Außenfläche des Kolbenschuhes bei der Schwenkbewegung geschmeidig zu folgen.This clamping plate 9 is shown again separately in FIGS. 13 and 17. It has the clamping arch 78 between the holding ends 79. FIG. 13 shows that the holding ends 79 project laterally from a recess, the holding ends 79 engaging around the parts 102, 102 'of the piston in FIG. 11, so that the clamping plate 9 is relative to the piston arms 1, 2 cannot twist. The end pieces between the holding ends 79 engage in the slots 77 in the arms 1, 2 of the pistons 3 in FIG. 11, as is also shown on the left in FIG. 10. The arch 78 can be provided to press the piston shoe 10 firmly onto the pivot bearing surface 6 by means of the clamping plate 9 and to smoothly follow the outer surface of the piston shoe during the pivoting movement.

In den Figurenteilen der Figur 10 sieht man den Kolben 73 im Zylinder 26 des Rotors 24. Der linke Teil der Figur ist ein Schnitt durch den rechten Teil der Figur entlang der Schnittlinie, wodurch deutlich wird, wie die Kolbenarme 1, 2 und die sonstigen Teile zwischen den RotorRadialstegen 124 liegen.10 shows the piston 73 in the cylinder 26 of the rotor 24. The left part of the figure is a section through the right part of the figure along the section line, which makes it clear how the piston arms 1, 2 and the other parts lie between the rotor radial webs 124.

Die Figur 11 zeigt den Kolben der Figur 10 in separierten Zeichnungen, jedoch im Maßstab, wie dem der Figuren 14 bis 18, damit die Kolben miteinander vergleichbar sind. Die Beschreibung der Figur 10 soll daher auch für die Figur 11 gelten und mit ihr zusammen gelesen werden. Die wichtigen Teile der Kolbenhubführung, wie 27, 34, 35 sind auch in Figur 10 zu sehen und ebenso der Schlitz 5 zwischen den Kolbenarmen 1 und 2.FIG. 11 shows the piston of FIG. 10 in separate drawings, but on a scale like that of FIGS. 14 to 18, so that the pistons can be compared with one another. The description of FIG. 10 should therefore also apply to FIG. 11 and be read together with it. The important parts of the piston stroke guide, such as 27, 34, 35, can also be seen in FIG. 10 and also the slot 5 between the piston arms 1 and 2.

Als erfindungsgemäße Besonderheit haben die Kolben der jetzt beschriebenen Figuren 10 und 11 etwa in Radialhöhe der Schwenkachse 22 die Druckfluidtaschen 54, 55 und/oder 71, 72, die von außen her in die Kolbenaußenfläche und Außenteile eingearbeitet sind. Die Kanäle 51 und 56, 66 sind im Prinzip aus der eingangs erwähnten Patentschrift 14 53 433 bekannt, aus der auch die Steuerkanten, die die Steuertaschen 60, 59 in dem Schwenkteil des Kolbenschuhes begrenzen, bekannt sind. Die Steuertaschen 59, 60 beaufschlagen und steuern die Beaufschlagung der Kanäle 56, 66 und damit der Druckfluidtaschen 54 und 55. Diese Beaufschlagung erfolgt periodisch wechselnd bei jedem Umlauf des Rotors. Die Besonderheit nach dieser Erfindung besteht darin, daß die Druckfluidtaschen 54, 55 aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Kolbenarme 1, 2, jetzt erfindungsgemäß in radialer Höhe der Schwenkachse 22 angeordnet sind, während sie bei der Vortechnik zu tief radial innen lagen und dort nicht gut wirksam werden konnten. Sie lagen außerhalb der aktuellen Kraftangriffskomponente und führten zu einer Verkantung der Kolben, anstatt sie mit Druckfluid zu entlasten.As a special feature of the invention, the pistons of the now described FIGS. 10 and 11 have the pressure fluid pockets 54, 55 and / or 71, 72, approximately at the radial height of the pivot axis 22, which are incorporated from the outside into the piston outer surface and outer parts. The channels 51 and 56, 66 are known in principle from the aforementioned patent specification 14 53 433, from which the control edges, which the control pockets 60, 59 in the Limit swivel part of the piston shoe are known. The control pockets 59, 60 act and control the loading of the channels 56, 66 and thus the pressure fluid pockets 54 and 55. This loading takes place periodically alternately with each revolution of the rotor. The special feature of this invention is that the pressure fluid pockets 54, 55 are now arranged according to the invention at the radial height of the pivot axis 22 due to the inventive arrangement of the piston arms 1, 2, while they were too deep radially inward in the prior art and were not effective there could become. They were outside the current force application component and caused the pistons to tilt instead of relieving them of pressure fluid.

Aus der Kurve "Ft" der Figur 20 ist ersichtlich, daß die Last des Kolbens in Umlaufrichtung, also in Drehmomentrichtung (oder entgegengesetzt gerichtet dazu), mit dem Umlaufwinkel oC des Rotors zunimmt und abnimmt. Daher müßte, wie die Erfindung erkennt, eigentlich ein Druckfluidfeld bzw. eine Druckfluidtasche 54, 55 mit Veränderbarkeit des Querschnittes angeordnet werden, wenn das Druckfluidfeld die Tangentiallast immer richtig aufnehmen soll. Eine stufenlos veränderliche und gesteuerte Veränderung der Querschnitte der Druckfluidtaschen 54, 55 ist jedoch schwierig und teuer. Daher ist im Ausführungsbeispiel der Figur dieser Erfindung eine stufenweise Beaufschlagung mehrerer Druckfluidtaschen mit Anpassung an die Funktion "Ft" der Figur 20 angeordnet.It can be seen from curve "Ft" in FIG. 20 that the load of the piston increases and decreases in the circumferential direction, that is to say in the torque direction (or in the opposite direction) with the circumferential angle oC of the rotor. Therefore, as the invention recognizes, a pressurized fluid field or a pressurized fluid pocket 54, 55 with changeable cross section should actually be arranged if the pressurized fluid field should always correctly absorb the tangential load. However, a continuously variable and controlled change in the cross sections of the pressure fluid pockets 54, 55 is difficult and expensive. Therefore, in the exemplary embodiment of the figure of this invention, a stepwise application of a plurality of pressure fluid pockets with adaptation to the function "Ft" of FIG. 20 is arranged.

Wenn der Kolben in Figur 10 auswärts gleitet und die Schwenkbewegung des Kolbenschuhzentralsteges 21 um die Schwenkachse 22 so weit fortgeschritten ist, daß die obere Kante der Wand der Steuertasche 59 den Kanal 56 freizugeben beginnt, ist zunächst nur die Druckfluidtasche 55 über die Steuertasche 59 mit der Druckleitung 51 zum Zylinder 26 verbunden. In diesem Zustande ist die Druckfluidtasche 55 dem Druckfluid zugeschaltet. Sobald die Auswärtsbewegung des Kolbens (z.B. 3,73) analog den Daten der Figur 20 fortschreitet, überläuft die radial äußere Wand der Druckfluidtasche 55, 54 die in der Rotorwand angeordnete Verbindungstasche 75, 74, wodurch die Verbindung des Druckfluids im Zylinder 26 mit der zugeschalteten Verbindingstasche 74 oder 75 entsteht. Nunmehr wirkt zusätzlich zu dem Querschnitt der Druckfluidtasche 54 oder 55 auch noch der Querschnitt der Verbindungstasche 74 oder 75 auf die Kolbenwand und die Zylinderwand als Kraftkomponente in Drehmomentrichtung oder umgekehrt. Es erfolgt also eine stufenweise Vergrößerung des Druckfluidfeldes in Umlaufrichtung (Drehmomentangriffsrichtung) in Analogie zur Kolben-Radialbewegung und zu den Daten der Figur 20. Bei noch weiterer radialer Auswärtsbewegung verbinden die Druckfluid-Verbindungstaschen 74 oder 75 sich mit den weiteren Druckfluidtaschen 72 oder 71 in der Außenfläche des betreffenden Kolbens, zum Beispiel 73. Diese Lage ist in Figur 10 rechts gezeichnet. Dieses ist die dritte Stufe der Zuschaltung der Druckfluidtaschen in Drehmomentrichtung oder entgegengesetzt.If the piston in FIG. 10 slides outward and the pivoting movement of the piston shoe central web 21 about the pivot axis 22 has progressed so far that the upper edge of the wall of the control pocket 59 begins to open the channel 56, only the pressure fluid pocket 55 is initially via the control pocket 59 with the Pressure line 51 connected to the cylinder 26. In this state, the pressure fluid pocket 55 is connected to the pressure fluid. As soon as the outward movement of the piston (for example 3.73) progresses analogously to the data in FIG. 20, the radially outer wall of the pressure fluid pocket 55, 54 overflows the connecting pocket 75, 74 arranged in the rotor wall, as a result of which the connection of the pressure fluid in the cylinder 26 to the connected one Connecting pocket 74 or 75 arises. Now, in addition to the cross section of the pressure fluid pocket 54 or 55, the cross section of the connecting pocket 74 or 75 also acts on the piston wall and the cylinder wall as a force component in the torque direction or vice versa. There is thus a gradual enlargement of the pressure fluid field in the circumferential direction (torque application direction) in analogy to the radial piston movement and to the data in FIG Outer surface of the piston in question, for example 73. This position is shown on the right in FIG. 10. This is the third stage of the connection of the pressure fluid pockets in the torque direction or in the opposite direction.

Jetzt ist die größte Querschnittssumme der Druckfluidttaschen in Drehmomentrichtung erreicht. Das geeschieht in der Lage, in der die Tangentialkraft (Drehmomentkomponente) "Ft" in Figur 20 am größten ist.The largest cross-sectional sum of the pressure fluid pockets in the torque direction has now been reached. This happens in the position in which the tangential force (torque component) "Ft" is greatest in FIG.

Beim EEinwärtslauf des Kolbens schalten die Druckfluidttaschen in umgekehrter Reihenfolge nach- einander ab. Bei der zweiten Hälfte der betreffeenden Rotorumdrehung steuert die Kante der Steuer-tasche 60 die Druckfluidtaschen an der gegenüiberliegenden Hälfte des Kolbens und die Steuer-tasche 59 schaltet die diesseitige, vorher beschriebene Seite des Kolbens von der Beaufschlacgung der betreffenden Druckfluidtaschen mit Druckffluid ab. Die Taschen werden dann mit dem Niederrdruckbereich des Aggregates stufenweise nacheiinander verbunden und abgeschaltet.When E E inwärtslauf the piston, the Druckfluidttaschen off in reverse order after the other from. During the second half of the rotor rotation in question, the edge of the control pocket 60 controls the pressure fluid pockets on the opposite half of the piston and the control pocket 59 switches the side of the piston, described above, off from the pressurization of the pressure fluid pockets in question with pressure fluid. The pockets are then connected to the low-pressure area of the unit in stages and switched off.

Die obere Figur der Figur 10 zeigt einen Längsschnitt durch den Kolbenschuh, wie er sich aus dem Schnitt durch die Mittelachse des Kolbens bzw. Schuhes der unteren Figur der Figur 10 ergibt. Beachtenswert ist in der oberen Figur, daß diese den Kolbenschuh im 1:1-Verhältnis einer Versuchsvorrichtung zeigt. Die Steuertaschen 59, 60 sieht man strichliert, da sie vor und hinter der Schnittfläche liegen. Die Ausnehmungen 57 verbinden die Steuertaschen 59 und 60, die gleichzeitig Druckfluid-Entlastungstaschen sind. Die Kanäle 58 leitem das Druckfluid in die Druckfluidtaschen 61, 62 in der Außenfläche der Kolbenschuhe, d.h. in dem Gleitflächen 16, die an der Gleitfläche (den Gleitflächen) 27 des Kolbenhubringes 35 gleiten.The upper figure of FIG. 10 shows a longitudinal section through the piston shoe, as it results from the section through the central axis of the piston or shoe of the lower figure of FIG. 10. It is noteworthy in the upper figure that this shows the piston shoe in the 1: 1 ratio of a test device. The control pockets 59, 60 can be seen with dashed lines, since they lie in front of and behind the cut surface. The recesses 57 connect the control pockets 59 and 60, which are also pressure fluid relief pockets. The channels 58 guide the pressure fluid into the pressure fluid pockets 61, 62 in the outer surface of the piston shoes, ie in the sliding surfaces 16, which slide on the sliding surface (the sliding surfaces) 27 of the piston lifting ring 35.

Beachtenswert ist, daß die Druckfluidtaschen 61, 62 teilweise radial oberhalb des Schwenkteiles 20 liegen, so daß das Schwenkteil 20 eine Radialstütze für die Druckfluidtaschen 61, 62 bildet und so auch für die die Taschen 61, 62 umgebenden Dichtflächenteile der Gleitfläche 16.It is noteworthy that the pressure fluid pockets 61, 62 are partially radially above the pivot part 20, so that the pivot part 20 forms a radial support for the pressure fluid pockets 61, 62 and thus also for the sealing surface parts of the sliding surface 16 surrounding the pockets 61, 62.

In Figur 11 sieht man den Kolben in Schnitten und in einer Ansicht, und zwar in dem Maßstab, der die Daten der Figur 20 ergibt.FIG. 11 shows the piston in sections and in a view, on the scale that gives the data in FIG. 20.

Figur 12 zeigt einen Querschnitt durch den Kolben 83 der Vortechnik, wie aus den eingangs erwähnten Patentschriften bekannt. Da die Böden und Schwenkachsen der Kolben 3 bzw. 83 der Figuren 11 bzw. 12 auf gleicher Ebene stehen, sieht man hier deutlich, daß der Kolben 83 der Vortechnik oben viel kürzer ist, also eine viel geringere Kolbenführung zu bieten hatte, und außerdem, daß beim Kolben 83 der Vortechnik kein Platz vorhanden war, um die Drehmoment-Druckfluidtaschen 54, 55, 71 und 72 in Höhe des Schwenkzentrums anzuordnen. Ferner sieht man, wie beim Kolben 83 der Vortechnik die Lagerbettfläche 6 um mehr als 180 Grad (etwa 240 Grad um die Schwenkachse herum ausgebildet sein mußte, um das entsprechende Schwenkteil des Kolbenschuhes der Vortechnik stellenweise zu umgreifen. was Einzeleinspannung, -bearbeitung und Einzelmessen bei der Herstellung der Fläche 6 erforderte und wodurch der Kolben der Vortechnik teuer wurde. Das Schwenkzentrum ist beim Schwenkgelenk mit Kugelteilform der Mittelpunkt der betreffenden Teilkugelflächen des Gelenkes, bei walzenförmigem Schwenkteil, wie bei der Erfindung, - die Schwenkachse 22. Schwenkzentrum und Schwenkachse sind jeweils mit 22 bezeichnet.FIG. 12 shows a cross section through the piston 83 of the prior art, as is known from the patents mentioned at the beginning. Since the bottoms and pivot axes of the pistons 3 and 83 of FIGS. 11 and 12 are on the same plane, it can clearly be seen here that the piston 83 of the previous technology is much shorter at the top, that is to say it had a much smaller piston guide, and that when piston 83 of the V ortechnik no space was provided to the torque-pressure fluid pockets 54, 55 to be arranged at the level of the pivot center 71 and 72nd It can also be seen how the bearing bed surface 6 had to be formed by more than 180 degrees (about 240 degrees around the swivel axis in the case of the piston 83 of the pre-technology in order to encompass the corresponding swivel part of the piston shoe of the pre-technology in places, which means individual clamping, machining and individual measurements the manufacture of surface 6 and which made the piston of the preliminary technology expensive T eilkugelflächen of the joint, when barrel shaped pivoting part, as in the invention, - the pivot axis 22 and the pivot center pivot axis are respectively denoted by the 22nd

Die Figuren 14 und 18 zeigen im wesentlichen Gleiches wie die Figur 10, jedoch in einem Maßstab, der die Daten der Figur 20 ergibt, also Kolben mit 20 mm Durchmesser, wobei das Aggregat in einer Versuchsvorrichtung bei 130 mm "da" einen Kolbenhub "S" von 20 mm abgibt. Den linken Radialschnittfiguren ist jeweils die rechte Längsschnittfigur durch das betreffende Teil des Aggregates zugezeichnet. In der Figur 14 sind die Kolben der Figur 11 mit ihren Kolbenschuhen eingezeichnet. Im gleichen Rotorteil der Figur 18 sind die Kolben der Figur 15 mit ihren Kolbenschuhen der Figur 16 eingezeichnet.FIGS. 14 and 18 show essentially the same as FIG. 10, but on a scale that gives the data of FIG. 20, that is to say pistons with a diameter of 20 mm, the unit in a test device at 130 mm having a piston stroke “S” "of 20 mm. The left longitudinal section figure is drawn to the right longitudinal section figure through the relevant part of the unit. FIG. 14 shows the pistons of FIG. 11 with their piston shoes. The pistons of FIG. 15 with their piston shoes of FIG. 16 are shown in the same rotor part of FIG.

Der Unterschied der Kolben nach Figur 15 gegenüber der Figur 11 besteht darin, daß das Schwenklagerbett 104 nicht walzenteilförmig, also nicht hohlzylinderteilförmig mit Zylinderteilfläche um die Schwenkachse 22 ausgebildet ist, wie in Figur 11, sondern kugelteilförmig, also hohlkugelteilförmig mit sphärischer Lagerbettfläche 106 vom Radius 100 um das Schwenkzentrum 22. Dadurch wird es erforderlich, den Schlitz 91, 92 in das obere Kolbenteil radial oberhalb des Schwenkzentrums 22 einzufräsen, was bei dem Kolben der Figur 11 nicht notwendig war.The difference of the pistons according to FIG. 15 compared to FIG. 11 is that the swivel bearing bed 104 is not in the form of a roller part, that is to say not in the form of a hollow cylinder part with a cylindrical partial surface around the swivel axis 22, as in FIG around the swivel center 22. This makes it necessary to mill the slot 91, 92 into the upper piston part radially above the swivel center 22, which was not necessary with the piston of FIG. 11.

Mancher Hersteller zieht jedoch die sphärische, kugelteiförmige Ausbildung gemäß den Figuren 15 und 16 vor. Insbesondere deshalb, weil sphärische Gelenke in Axialkolbenaggregaten, die bisher den Markt beherrschten, üblich waren. Technisch gesehen ist jedoch die Ausführung mit Zylinderteilform nach Figuren 11 und 3 radial tragfähiger und auch billiger in der Herstellung, wenn man die vom Erfinder vorgeschriebenen Bearbeitungsmaschinen verwendet.However, some manufacturers prefer the spherical, spherical shape according to FIGS. 15 and 16. In particular, because spherical joints were common in axial piston units that previously dominated the market. From a technical point of view, however, the design with the cylindrical part shape according to FIGS. 11 and 3 is more radially stable and also cheaper to manufacture if the processing machines prescribed by the inventor are used.

Der zugehörige Kolbenschuh der Figur 16 hat entsprechend ein kugelteilförmiges Schwenkteil 20, das in das Lagerbett 104 im Kolben 3 der Figur 15 einsetzbar ist. Der Kolbenschuh benötigt die Verjüngung des Kolbenschuhzentralstabes 21 mit den Radienfiguren nach 20, 23, 21 der unteren Figur der Figur 16.The associated piston shoe of FIG. 16 accordingly has a spherical swivel part 20 which can be inserted into the bearing bed 104 in the piston 3 of FIG. 15. The piston shoe requires the tapering of the piston shoe central rod 21 with the radius figures according to 20, 23, 21 of the lower figure in FIG. 16.

Die Figur 15 zeigt außerdem, daß im Kolben 3 statt der beiden Drehmoment-Druckfluidtaschengruppen zwecks Vereinfachung oder für geringere Wirkungsgrade des Aggregates auch ein einzelnes Paar von Tangentialdruckfluidtaschen 54, 55 mit Steuerkanälen 56, 66 angeordnet sein kann.Figure 15 also shows that in the piston 3, instead of the two torque-pressure fluid pocket groups for the purpose of simplification or lower efficiencies of the unit even a single pair of T angentialdruckfluidtaschen 54, 55 may be arranged with control channels 56, 66th

Außerdem zeigen die Zeichnungen der Figur 15 die Ausbildung der oberen Kolbenarme 1, 2, mit den Schlitzen 77 und den verengten Außenteilen 102, 102' zur Befestigung und Sicherung gegen Verdrehung der Halteplatte der Figuren 13 und 17. Zu beachten ist noch, wie die Zeichnung rechts in Fig. 15 zeigt, daß bei dieser Ausführung, aber auch bei den Kolben der Figur 11, wie jeweils die rechte Ansichtszeichnung zeigt, der Kolbenteil oberhalb des Schwenklagers auf eine Abmessung durch die Abarbeitungen 91, 92 verengt werden muß, damit die seitlichen Führungsteile 14 des Kolbenschuhes, vergl. Figur 2, in diese Abarbeitungen 91, 92 hineinschwenken können oder teilweise in sie eintreten.In addition, the drawings in FIG. 15 show the design of the upper piston arms 1, 2, with the slots 77 and the narrowed outer parts 102, 102 'for fastening and securing against rotation of the holding plate of FIGS. 13 and 17. It should also be noted, like the drawing right in Fig. 15 shows that in this embodiment, however 11, as the right view drawing shows, the piston part above the pivot bearing must be narrowed to one dimension by the processing 91, 92 so that the lateral guide parts 14 of the piston shoe, see FIG. 2, into this processing 91 , 92 can pivot into or partially enter them.

Das Ausführungsbeispiel der Zeichnungen der Figur 19 zeigt, daß anstelle der Halteplatte oder Spannplatte 9 der Figuren 13 und 17 auch einfach ein Stift oder mehrere Stifte 96 radial oberhalb des Kolbenschuhes angeordnet werden können, um diesen im Kolben zu halten. Man dreht dabei vorteilhafterweise die radial äußeren Teile des Außendurchmessers der Kolbenarme 1, 2 etwas ab, oder bohrt sie an, um eine Vernietung der Stifte 96 zu ermöglichen, ohne daß diese die Zylinderwand oder die Führungsfläche an den Rotorsegmenten berühren und beschädigen können.The exemplary embodiment of the drawings in FIG. 19 shows that instead of the holding plate or clamping plate 9 of FIGS. 13 and 17, one or more pins 96 can also simply be arranged radially above the piston shoe in order to hold it in the piston. The radial outer parts of the outer diameter of the piston arms 1, 2 are advantageously turned off or drilled to allow riveting of the pins 96 without them being able to touch and damage the cylinder wall or the guide surface on the rotor segments.

Der Rotor mit seinen Radialstegen, wie er in den Aggregaten der Erfindung verwendet wird, ist nicht beschrieben, da dieser aus den eingangs erwähnten Patentschriften bekannt ist.The rotor with its radial webs, as used in the units of the invention, is not described, since it is known from the patents mentioned at the beginning.

Das Diagramm der Figur 20 zeigt die Werte eines Aggregates mit 130 mm "da", 20 mm Kolbenhub "S" und 20 mm Durchmesser der Kolben. Unter dem Diagramm sind die einzelnen Bedeutungen der Kurven eingetragen.The diagram in FIG. 20 shows the values of an assembly with 130 mm “da”, 20 mm piston stroke “S” and 20 mm diameter of the pistons. The individual meanings of the curves are entered below the diagram.

Die Berechnung dieser Werte ergibt sich aus den Forschungsergebnissen des Erfinders. Nachfolgend werden nur die Formeln angebeben, auf die Ableitungen und Beweise wird verzichtet.The calculation of these values results from the research results of the inventor. In the following only the formulas are given, the derivations and proofs are omitted.

Es gelten:

  • Kolbenhub = 2 e =S. (Maße in mm.)
    Figure imgb0001
  • = Umlaufwinkel zwischen der Nullfläche und der Kolbenachse.
  • = Schwenkwinkel des Kolbenschuhes im Kolben.
  • Δa = Kolbenradiallage =
    Figure imgb0002
  • Va = Radialgeschwindigkeit des kolbens =
    Figure imgb0003
  • α = Schwenkwinkel = JNV.sin (e/R)sinα
  • FT = Tangentialkraft = Drehmomentkomponente =
    Figure imgb0004
  • VRS = Schwenkgeschwindigkeit der Schwenkflächen relativ zueinander also Fläche 23 auf Fläche 6 = VRS = Va (R/RS) mit R = ½ da
  • Nfa = Reibungsverlust der Kolbenwand auf der Zylinderwand, wenn die Erfindung nicht angewendet ist und Reibungskoeffizient
    • µp = 0,20 ist.
    • Nfa = Va · Ft · µp
  • Nps = Reibungsverlust zwischen der Schwenkgelenkfläche 23 und der Lagerbettfläche 6, wenn µ = -,10 ist.
The following apply:
  • Piston stroke = 2 e = S. (Size in mm.)
    Figure imgb0001
  • = CFW aufwinkel between the zero surface and the piston axis.
  • = Swivel angle of the piston shoe in the piston.
  • Δa = radial piston position =
    Figure imgb0002
  • Va = radial speed of the piston
    Figure imgb0003
  • α = swivel angle = JNV.sin (e / R) sinα
  • FT = tangential force = torque component =
    Figure imgb0004
  • V RS = swivel speed of the swivel surfaces relative to each other, ie surface 23 on surface 6 = V RS = Va (R / R S ) with R = ½ da
  • Nfa = R eibungsverlust the piston wall on the cylinder wall when the invention is not applied, and coefficient of friction
    • µ p = 0.20.
    • Nfa = Va · Ft · µp
  • Nps = loss of friction between the swivel joint surface 23 and the bearing bed surface 6 when µ = -, 10.

Die beiden letzteren Terme zeigen die Wichtigkeit der Anwendung der Erfindung, weil durch die Erfindung diese Verluste fast vollständig oder weitgehend aufgehoben werden.The latter two terms show the importance of the application of the invention because the invention almost completely or largely eliminates these losses.

Die obigen Daten gelten für 100 Bar Druck im Aggregat und 1500 Umdrehungen pro Minute.The above data apply to 100 bar pressure in the unit and 1500 revolutions per minute.

Es sei noch bemerkt, daß das lange Kolbenoberteil der Erfindung verbunden mit der Anwendung im Rotor mit Radialsteg von etwas kleinerem Durchmesser als "da", also etwa 90 bis 99,9 % "da", eine so stabile Kolbenführung bringt, daß der Kolben keinerlei Kipptendenz hat. Denn er ist beim ganzen Kolbenhub durch die Radialstege des Rotors geführt. Dadurch erhält die Erfindung ihre hohe Betriebssicherheit, ihren hohen Wirkungsgrad. Der Rotorstegaußendurchmesser 29 ist erfindungsgemäß gegenüber der Vortechnik auf bis zu 99,99 Prozent von "da" vergrößert. Rs = Schwenkbettradius 100.It should also be noted that the long piston upper part of the invention combined with the use in the rotor with a radial web of a somewhat smaller diameter than "there", ie about 90 to 99.9% "there", brings such a stable piston guide that the piston does not have any Has a tendency to tip over. Because it is guided through the radial webs of the rotor during the entire piston stroke. This gives the invention its high level of operational reliability and high efficiency. The rotor web outer diameter 29 is increased according to the invention compared to the previous technology up to 99.99 percent from "there". Rs = swing bed radius 100.

Claims (9)

1. Kolben und Kolbenschuh-Anordnung in einer Radialkolbenmaschine mit H-förmigen Kolbenschuhen, Radialstegen mit verlängerten Zylinderteilflächen zur Führung der Kolben am Rotor, schwenkbarer Lagerung des Kolbenschuhschwenkteiles an einem Lagerbett im Kolben und an den Zentralsteg oberhalb des Schwenkteiles heranreichenden Schlitzen zwischen den seitlichen Führungsteilen des Kolbenschuhes, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schwenkteil (12,20) des Kolbenschuhes (12,20) stellenweise berührenden, radial zur Rotorachse nach außen erstreckten Kolbenarme (1,2) an der Schwenkauflage bzw. dem Lagerbett (6) und an den Innenflächen (17) der Führungsteile (13,14) der Kolbenschuhe (12,20) vorbei radial nach außen erstreckt sind.1. Piston and piston shoe assembly in a radial piston engine with H-shaped piston shoes, R adialstegen with longer cylinder part surfaces for guiding the piston on the rotor, pivotal mounting of the piston shoe pivoting part on a bearing bed in the piston and to the central web above the pivoting part zoom ranging slots between the lateral guide parts of the piston shoe, characterized in that the piston arms (1, 2), which touch the swivel part (12, 20) of the piston shoe (12, 20) in places and extend radially outward to the rotor axis, on the swivel support or the bearing bed (6) and on the Inner surfaces (17) of the guide parts (13, 14) of the piston shoes (12, 20) extend radially outward past. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenarme (1,2) bis über die äußere Gleitfläche (16) des Kolbenschuhes (12,20) hinaus erstreckt sind und oberhalb der Gleitfläche (16) des Kolbenschuhes (12,20) eine Halterung (7,9,96) zwischen den genannten Armen (1,2,101,102) zwecks Verhinderung des Herausfallens des Kolbenschuhes aus dem Kolben (3,43,63) angeordnet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the piston arms (1, 2) extend beyond the outer sliding surface (16) of the piston shoe (12, 20) and above the sliding surface (16) of the piston shoe (12, 20) a holder (7,9,96) is arranged between said arms (1,2,101,102) to prevent the piston shoe from falling out of the piston (3,43,63). 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenarme (1,2,101,102) und die Halterung (7,9,96) in eine Ringnut oder Ausnehmung (34) einer Kolbenhubführung (35) hereinragen und dadurch mindestens teilweise radial außerhalb der Kolbenhubführungsflächen (27) erscheinen.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the piston arms (1,2,101,102) and the holder (7,9,96) in an annular groove or off Take (34) of a piston stroke guide (35) protrude and thereby appear at least partially radially outside the piston stroke guide surfaces (27). 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine durch den Schwenkteil (12,20) und dessen Ausnehmungen (59,60) mit ihren Steuerkanten mit Druckfluid periodisch beaufschlagte Druckfluidtasche (54,55,71,72), bezogen auf die Rotorachse etwa in Radialhöhe des Schwenkzentrums (22), durch die Außenfläche des Kolbens hindurch in den Kolben (3,43,63) hinein in Richtung der Drehmomenten-Kraftkomponente angeordnet ist.4. Arrangement according to claim 1, characterized in that at least one through the pivoting part (12, 20) and its recesses (59, 60) with its control edges pressurized with fluid pressure fluid pocket (54,55,71,72), based on the The rotor axis is arranged approximately at the radial height of the swivel center (22), through the outer surface of the piston into the piston (3, 43, 63) in the direction of the torque force component. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfluidtasche (54,55,71,72) stufenlos regelbar oder mehrteilig, gegebenenfalls unter Mitbenutzung einer in der betreffenden Zylinderwand angeordneten Verbindungstasche (74,75) ausgebildet ist und dadurch die wirksame Querschnittsfläche der Druckfluidtasche (54,55) während des Kolbenhubes der Drehmomenten-Kraftkomponente angepaßt verändert ist.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the pressure fluid pocket (54,55,71,72) is infinitely variable or in several parts, optionally with the use of a connecting pocket arranged in the relevant cylinder wall (74,75) and thereby the effective cross-sectional area of the Pressurized fluid pocket (54, 55) is changed during the piston stroke in a manner adapted to the torque force component. 6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfluidtasche (54,55) aus zwei radial zueinander versetzten einzelnen Druckfluidtaschen (54,55,71,72) besteht, die periodisch nacheinander dem Druckfluid im Zylinder (26) zuschaltbar und abschaltbar sind.6. Arrangement according to claim 4, characterized in that the pressure fluid pocket (54,55) consists of two radially offset individual pressure fluid pockets (54,55,71,72) which can be switched on and off periodically in succession to the pressure fluid in the cylinder (26) . 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschuhzentralsteg (21) und das Kolbenschuh-Schwenkteil (12,20) mit einem gleichen Radius (100) um die Schwenkachse (22) ausgebildet sind.7. Arrangement according to claim 1, characterized in that the piston shoe central web (21) and the piston shoe swivel part (12, 20) are formed with the same radius (100) about the swivel axis (22). 8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschuh (20,12) mittels eines um eine Senkrechte zur Kolbenachse (101) in Schlitzen (31) im Kolben (3, 53) schwingenden Stiftes (30) gegen Demontage gesichert sind.8. Arrangement according to claim 1, characterized in that the piston shoe (20, 12) are secured against disassembly by means of a pin (30) oscillating about a perpendicular to the piston axis (101) in slots (31) in the piston (3, 53). 9. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß oberhalb der Schwenkfläche (23) des Kolbenschuhes (12,20) Ausnehmungen (19) angeordnet sind, in die in den genannten Kolbenarmen (1,2) befestigte Haltestifte (96) eingreifen.9. Arrangement according to claim 1, characterized in that above the pivot surface (23) of the piston shoe (12, 20), recesses (19) are arranged, in which engage in the piston arms (1, 2) fastened holding pins (96).
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