Hydraulische Kolbenmaschine Es ist bekannt, an den Kolben hydraulischer Kol benmaschinen, wie Ölpumpen oder Ölmotoren, so wohl be: radialer Anordnung der Achsen der in einem rotierenden Zylinderkörper ausgesparten Zylinder wie auch bei axialer oder auch schräger Lage dieser Achsen an den Enden der Kolben Gleitschuhe an zubringen, mit welchen sich diese anlehnen an be kannte, die Hubbewegung bewirkende Flächen, welche im ersten Fall in der Regel zylindrisch, im zweiten Fall eben und im dritten Fall der schrägen Zylinder achsen in der Regel kugelig gestaltet sind.
Sofern diese die Hubbewegung bewirkenden Flächen nicht mit umlaufen und damit die Relativgeschwindigkeit der Gleitschuhe auf einen geringen Betrag verringern, ist es auch üblich und bekannt, die bei den üblichen hohen Betriebsdrücken und entsprechend hohen Flä chenbelastungen der Gleitschuhe zu erwartenden Zer störungen der Gleitflächen dadurch zu verhindern, dass man auf der Gleitfläche des Schuhes eine Ausspa rung vorsieht, welche nur wenig kleiner als der Kol bendurchmesser ist, und mit Hochdrucköl. das durch eine Bohrung durch den Kolben aus dem Zylinder herangeführt wird, zu beaufschlagen, so dass der grösste Teil der Kolbenbelastung rein hydraulisch auf genommen wird.
Damit nun nicht etwa der in den Spalt zwischen Gleitschuh und der Fläche, auf welche sich dieser stützt, hineingelangende Öldruck ein zu grosses Druckölfeld erzeugt und damit übermässigen Ölverbrauch verursacht, ist es auch üblich, ziemlich dicht ausserhalb der erwähnten Aussparung in der Gleitfläche eine Ringnut vorzusehen und diese durch einen Ablaufkanal, der nach aussen, etwa in das Ma schinengehäuse führt, von dem Öldruck zu befreien, so dass nur eine in radialer Richtung schmale Ring fläche für die Abdichtung des in der Entlastungs fläche befindlichen Hochdruckes gegen den Gehäuse druck wirksam bleibt.
Hiermit wird zwar das Abheben des Gleitschuhes durch Drucköl, welches sich in dem dichtenden Spalt ausbreiten kann, verhindert oder auf einen kleinen Restbetrag eingeschränkt, jedoch versagt diese Ein richtung, sobald höhere Drehzahlen in Frage kom men, weil dann der einfache Ausgleich der Kolben kräfte durch eine den Hochdruck führende Ausspa rung in der Gleitfläche schon allein wegen der Kol- benbeschleunigungskräfte versagt und somit Zerstö rungen der Gleitfläche verursachende Belastungen in dieser auftreten.
Ausserdem stören auch die gerade bei grösseren Kolbengeschwindigkeiten auftretenden Reibungskräfte, welchen die Kolben in den Zylinder bohrungen schon allein wegen der Viskosität des Öles ausgesetzt sind, diese Art der Entlastung und zusätz lich noch der Umstand, dass bei allen etwas grösseren Schräglagen der Kolbenachse zu der Normalen auf der Stützfläche, die in der erwähnten Aussparung des Gleitschuhes auftretenden hydraulischen Kräfte sich in ihrer Wirkung auf den Kolben entsprechend dem Kosinus des genannten Neigungswinkels verringern.
Dies ist die Ursache dafür, dass bei höheren Kolben geschwindigkeiten der bekannte Ausgleich der Kol benkräfte durch eine Aussparung in der Gleitfläche der Gleitschuhe, die fast dem Kolbendurchmesser ent spricht und nur durch eine schmale, ringförmige Dicht- und Lauffläche begrenzt wird, versagen muss, und zwar auch dann, wenn man in bekannter Weise noch ausserhalb eine Lauffläche anordnet, die jedoch zur Vermeidung des Abhebens der Schuhe durch die bereits erwähnten Entlastungskanäle vom Öldruck befreit wird und nicht zur hydraulischen Aufnahme der Kolbenkräfte herangezogen werden darf.
Erfindungsgemäss soll diese Schwierigkeit der be kannten Gleitschühentlastung dadurch behoben sein, dass die Druckölzufuhr zu der Gleitfläche des Schuhes über eine an einer Gleitfläche des Kolbens, des Ge- lenken oder des Gleitschuhes angeordnete Drossel vorrichtung vor sich geht.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass es nicht angängig wäre, etwa die natürliche Dros selwirkung des bekannten, meist in der Kolbenmitte gelegenen ölzuführungskanals für die Drosselung aus zunützen, da man diesen so gross ausführen muss, dass seine Verstopfung durch die stets vorhandenen Fremdkörper vermieden wird.
Eine derartige Drossel vorrichtung wäre praktisch unwirksam, oder sie würde einen unerträglich hohen Ölverbrauch bedingen. Vielmehr wird in erfindungsgemässer Weise die im Hochdruckbetrieb erforderliche, intensiv wirkende Drosselstelle unter Vermeidung von Verstopfungs erscheinungen so an die bewegten und gleitenden Flächen des Kolbens, des Gelenkes oder des Gleit- schuhes angelegt, dass eine Drosselwirkung in der bei hydrostatischen Lagern an sich bekannten Weise zwi schen bewegten Maschinenteilen stattfindet, womit die Verstopfung der Drosselung auch bei recht eng be messenen Drosselstellen vermieden sein soll.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung jeweils im Längsschnitt durch einen Kol ben und in Draufsicht auf den dazugehörigen Gleit- schuh dargestellt.
Die Abb. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher 1 der Kolben eines hy- draulischen Getriebes ist, welcher sich über das Ge lenk 2 mittels des Gleitschuhes 3 auf der in der Regel nicht mitrotierenden festen Stützfläche 4 abstützt. Sofern es sich hierbei um ein Axialkolbengetriebe mit genau oder angenähert parallel zur Drehachse des Zylinderblockes angeordneten Zylindern handelt,
pflegt das Gelenk 2 ein Kugelgelenk und die auf der Stützfläche 4 sich abstützende Gleitfläche des Gleit- schuhes 2 ebenso wie die Stützfläche selbst eine ebene Fläche zu sein. Durch die Bohrung 5 wird Drucköl üblicherweise sowohl zu dem Gelenk 2 wie auch zu der Gleitfläche des Gleitschuhes 3 aus dem zum Kolben 1 gehörenden Zylinder 15 herangeführt. Zu diesem Zwecke enthält der Gleitschuh üblicherweise eine
Bohrung 6. Im vorliegenden Falle lässt diese Bohrung aber das Drucköl jedenfalls nicht unmittel bar in eine grössere, etwa mit dem Kolbenquerschnitt vergleichbare Aussparung einströmen, sondern an stelle einer grösseren Aussparung findet sieh nur die Ringnut 7 in der Gleitfläche des Gleitschuhes und zwischen dieser in der Drucköleinführung, welche noch eine kleine Aussparung 8 gegebenenfalls unmit telbar speist, und es ist eine in der ebenen, kugeligen oder zylindrischen Lauffläche des Gleitschuhes ge legene weitere Lauffläche 9 vorhanden, welche die Ringnut 7 von der Ölzufuhr durch die Bohrung 5 und die kleine Aussparung 8 trennt.
Eine Verbindung wird hier nur in stark gedrosselter Art hergestellt durch eine beispielsweise spiralig gewundene, verhältnis mässig feine Nut 10, welche in der Lauffläche 9 aus gespart ist und eine bestimmte, aber durch die Öl- reibung in dieser Drosselnut 10 beschränkte Ölmenge in die Ringnut 7 eintreten lässt. Die Wirkung dieser Druckölzufuhr ist folgende: Sobald Drucköl aus dem unter Druck stehenden Zylinder 15 durch die Bohrung 5 an die Gleitfläche des Schuhes gelangt, kann dieses sich nur innerhalb des Querschnittes der Bohrung und der gegebenenfalls damit zusammenhängenden kleinen Aussparung 8 auf der Gleitfläche des Schuhes sofort und in voller Höhe ausbreiten.
Die Kolbenkraft, welche insbesondere durch den hydraulischen Hochdruck hervorgerufen wird, bewirkt daher, da infolge der Drosselwirkung der Spiralnut nur eine beschränkte Ölmenge weiter geleitet wird, dass dieser Hochdruck nur eine auf wenige Hundertstelmillimeter beschränkte Abhebung der Gleitfläche des Schuhes bewirken kann. Ein über mässiger Ölverbrauch ist daher keineswegs zu befürch ten, auch wenn z. B. die Ringnut 7 ähnliche oder sogar noch grössere Abmessungen als der Durchmes ser des Kolbens besitzt und dazu noch eine weitere Lauf- oder Dichtungsfläche 11 ausserhalb dieser Ring nut 7 mit beträchtlichen Abmessungen vorgesehen wird.
Die in Abb. 1 und 2 ersichtliche spiralige Dros selnut kann wegen ihrer verhältnismässig grossen Länge, welche die Anwendung verhältnismässig grosser Querschnitte für die Drosselnut gestattet, ohne Schwie rigkeit hergestellt werden. Mit speziellen Werkzeugen ist es möglich, auch genügend Tiefe besitzende und dennoch wenig<B>öl</B> trotz direkt radialer Anordnung durchlassende Drosselnuten herzustellen. Die Abb. 3 und 4 zeigen eine entsprechende Anordnung, bei wel cher sechs radiale Nuten 12 von der ölzufuhrbohrung 5 und einer kleinen Aussparung 8 ausgehend die Fläche des Gleitschuhes mit dem entlastenden, ge drosselten Drucköl versorgen.
Beispielsweise an den äusseren Enden dieser Radialnuten 12 können noch tangentiale Nuten 13 zu besserer Verteilung des ent lastenden Öldruckes angeordnet werden. Bei entspre chend schmaler Ausführung der Nuten 12 kann auch damit eine genügende Drosselung erzielt werden und dieselbe Wirkung erreicht werden, wie sie gemäss obenstehender Beschreibung bei der Spiraldrossel er reichbar ist.
Da bei Ausführung nach Abb. 3 und 4 die ein- zelnen Segmente der Gleitfläche eine verschieden starke öldruckentwicklung aufweisen können, ist die selbe für die Aufnahme exzentrisch liegender Kräfte besonders geeignet, wie diese z. B. in besonderen Fällen von einer gewissen Bedeutung sein kann, etwa bei einem aus irgendwelchen Gründen schwergängigen Gelenk.
Die Ausführung dieser im obigen Sinne wirk samen Drosselvorrichtung für die Druckölfelder kann noch in mehrfach abgewandelter Form vor sich gehen, wie aus den Ausführungen nach Abb. 5-10 ersichtlich ist. In Abb. 5 und 6 ist beispielsweise eine Ausfüh rung gezeichnet, bei welcher die Drosselung des zu der Aussparung 19 im Gleitschuh geleiteten Druck öles in die Gelenkflächen des Kugelgelenkes 2 ver legt ist. Zu diesem Zweck ist die das Drucköl aus dem Zylinderraum 15 heranführende Bohrung 5 im Kolben 1 nicht vollständig bis zu den Gleitflächen des Kugelgelenkes 2 durchgeführt. Das Schmier- oder Entlastungsöl für dieses wird beispielsweise durch eine oder mehrere schräge Bohrungen 20 den Kugel gelenkgleitflächen zugeführt.
Von diesen kann es nur über die Gelenkgleitflächen zur Bohrung 6 und damit zur Aussparung 19 gelangen, wobei noch Nuten 21 in den Gleitflächen des Gelenkes zur dosierten Ver mehrung der Entlastungsölmenge dienen können.
In Abb. 7 und 9 ist eine Ausführung gezeigt, bei welcher die erwähnte Druckölzufuhrbohrung 5 im Innern des Kolbens 1 an der linken Seite desselben nicht vollständig durchgeführt ist, sondern hier blind endet. Eine oder mehrere Querbohrungen 31 verbin den dort die Bohrung 5 mit einer Ringnut 32, und in diese kann das Drucköl nur über ein Stück der Kol benoberfläche 33 aus dem Zylinder 15 hineingelan gen.
Dadurch, dass man den Durchmesser des Kol bens an dieser Stelle etwas kleiner ausführt oder da selbst einige Abflachungen oder feine Nuten aus führt, lässt sich die in diesem Falle gleichzeitig für die Kugelgelenkschmierung und die Entlastung des Gleit- schuhes mittels der Aussparung 19 dienende Ölmenge in gewünschter Weise regeln. Diese Entnahme gedros selten Entlastungsöls hat dabei den Vorteil, dass sie grösseren Fremdkörpern den Eintritt in die Schmier- und Entlastungskanäle verlegt.
Es lassen sich verschiedene Veränderungen an den Drosselorganen und an den Entlastungs- oder Dich tungsflächen durchführen, ohne damit am Wesen der Erfindung etwas zu ändern. Abb. 9 und 10 zeigen z. B. eine Ausführung, bei welcher die Zufuhrbohrung 5 ganz durch den Kolben durchgeführt ist, wenn auch z. B. am rechten Ende desselben etwas verjüngt. Die zentrale Bohrung 6 im Gleitschuh, wie sie bei den an deren Ausführungen vorliegt, ist hier weggelassen und ersetzt durch eine oder mehrere exzentrisch gelegene Bohrungen 51, welche mit den Aussparungen im Gleitschuh, die etwa durch die Ringnut 7 und die Dichtungsfläche 11 begrenzt sind, durch Nuten 52 in Verbindung stehen.
Die Bohrungen erhalten ihr Drucköl gedrosselt durch die Gleitfläche des Kugel gelenkes 2, wobei noch dosierende Nuten oder Aus sparungen 53 vorgesehen werden können. Die Anord nung von Gleitflächen 54 innerhalb der Ringnut 7 hat keinen grossen Einfluss auf die Funktion der Hoch druckentlastung, kann aber bei einer Saugpumpe den Lauf der Gleitflächen während des Durchganges des Kolbens durch den Saugzustand in Anbetracht der bei Saugpumpen meist angeordneten Federanpressung der Gleitschuhe erleichtern.
Wesentlich für die Wirkungsweise ist die Anord nung von reichlich gross bemessenen Entlastungsflä chen in der Gleitfläche des Kolbens, des Gelenkes oder des Gleitschuhes mit den sie umgebenden Dich- tungs- und Laufflächen, in Verbindung mit einer auch bei Hochdruck intensiv wirksamen Drosselvorrich tung, welche an den bewegten Flächen angebracht wird, wodurch der Lauf der verschleissarmen Gleit- schuhe bei gleichzeitiger Verringerung des Hoch- druckölverbrauches verbessert wird.