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Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus der
US 5 115 890 ist eine Radialkolbenmaschine mit Bremsmitteln bekannt, welche in Form einer Mehrscheibenbremse ausgebildet sind. Ein Teil der Bremsscheiben ist am Gehäuse gegen Verdrehen gesichert.
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Aus der
US 5 209 064 ist eine Radialkolbenmaschine mit Bremsmitteln bekannt, bei der ein erstes Drehlager unmittelbar an einer Stirnfläche des Rotors anliegt. Die Bremsmittel sind abseits dieser Stirnfläche angeordnet.
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Aus der
US 3 690 097 ist eine Radialkolbenmaschine bekannt, bei welcher zwei Rotoren mittels einer Klauenkupplung schaltbar miteinander gekoppelt sind.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Verdrehsicherung, welche für die Bremsmittel erforderlich ist, durch unbearbeitete Gussoberflächen bereitgestellt werden kann. Trotzdem ist ein Verklemmen oder Verkanten der Bremsmittel im Betrieb nicht zu befürchten. Weiter ist die Radialkolbenmaschine besonders kompakt ausgebildet. Als Bremsmittel ist ohne Weiteres die o.g. schaltbare Klauenkupplung verwendbar, welche eine Haltbremse bildet, die vorzugsweise im Stillschalt ein- bzw. ausgekuppelt wird.
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Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse einen bezüglich der Drehachse ringartigen Fortsatz aufweist, welcher von einem gesonderten Bremsring umgeben ist, wobei der Bremsring in Richtung der Drehachse beweglich ist, wobei er zweite Bremsmittel aufweist, die durch eine Bewegung des Bremsrings in Richtung der Drehachse in Bremseingriff mit den ersten Bremsmitteln bringbar sind, wobei der Bremsring an seiner radial inneren Seite derart formschlüssig in den ringartigen Fortsatz eingreift, dass eine Verdrehung zwischen dem Gehäuse und dem Bremsring zumindest begrenzt ist. Der formschlüssige Eingriff zwischen dem Bremsring und dem ringartigen Fortsatz kann damit in unmittelbarer räumlicher Nähe zum Eingriff zwischen den ersten und den zweiten Bremsmitteln angeordnet werden. Damit wird ein Verkanten des Bremsrings selbst dann ausgeschlossen, wenn der formschlüssige Eingriff nur an einer Stelle des Umfangs des ringartigen Fortsatzes trägt. Die entsprechenden Formschlusskonturen können folglich mit großen Maßtoleranzen hergestellt werden, wie sie für das Gießverfahren typisch sind.
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Das Gehäuse weist vorzugsweise einen ersten und einen zweiten Fluidanschluss auf, wobei in dem Gehäuse eine Fluidverteileinrichtung angeordnet ist, welche derart ausgebildet ist, dass jede erste Fluidkammer durch Drehen des Rotors wahlweise mit dem ersten oder mit dem zweiten Fluidanschluss fluidisch verbindbar ist. Die Steuerfläche hat vorzugsweise ein Querschnittsprofil, welches entlang der Drehachse konstant ausgebildet ist. Die Radialkolbenmaschine ist zur Verwendung mit einem Druckfluid vorgesehen, bei dem es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit und höchst vorzugsweise um Hydrauliköl handelt. Vorzugsweise umgibt der ringartige Fortsatz den Rotor, insbesondere dessen Antriebswelle. Die Radialkolbenmaschine ist vorzugsweise ein Radialkolbenmotor, wobei es sich auch um eine Radialkolbenpumpe handeln kann.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Es kann vorgesehen sein, dass an der radial inneren Seite des ringartigen Fortsatzes ein erstes Drehlager aufgenommen ist, in dem der Rotor bezüglich der Drehachse drehbar gelagert ist. Die entsprechende Radialkolbenmaschine ist besonders kompakt ausgebildet. Darüber hinaus befindet sich das erste Drehlager in unmittelbarer räumlicher Nähe zum Eingriff zwischen den ersten und den zweiten Bremsmitteln und zum formschlüssigen Eingriff zwischen dem ringartigen Fortsatz und dem Bremsring.
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Hierdurch werden elastische Verformungen der Radialkolbenmaschine minimiert, welche durch die beim Bremsen entstehenden Kräfte verursacht werden. In der Folge ist die Gefahr eines Verkantens des Bremsrings gering. Neben dem ersten Drehlager können weitere Drehlager zwischen dem Gehäuse und dem Rotor angeordnet sein. Das erste Drehlager ist vorzugsweise auf der Antriebswelle des Rotors aufgenommen.
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Es kann vorgesehen sein, dass das erste Drehlager an der Stirnfläche des Rotors in Richtung der Drehachse abgestützt ist. Hierdurch kann das erste Drehlager besonders nah am Eingriff zwischen den ersten und den zweiten Bremsmitteln angeordnet werden, so dass die vorstehend genannten Verformungen noch weiter minimiert werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Stirnfläche des Rotors mit Ausnahme der ersten Bremsmittel eben ausgebildet ist, wobei sie senkrecht zur Drehachse ausgerichtet ist. Damit kann die Stirnfläche unmittelbar als Anlagefläche für das erste Drehlager genutzt werden. Sie ist darüber hinaus einfach und kostengünstig herstellbar. Die Stirnfläche kann durch Schlitze, Kanäle o.ä. unterbrochen sein, um Leckagen am ersten Drehlager vorbei zu leiten.
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Es kann wenigstens eine Feder vorgesehen sein, welche unter Vorspannung derart zwischen dem Bremsring und dem Gehäuse eingebaut ist, dass der Bremsring in Richtung der Drehachse zur Stirnfläche des Rotors hin gedrückt wird. Damit sind die ersten und die zweiten Bremsmittel in Eingriff, solange der Bremsring nicht gegen die Kraft der wenigstens einen Feder bewegt wird. Dadurch ist insbesondere im Falle einer Betriebsstörung sichergestellt, dass sich die Radialkolbenmaschine nicht bewegen kann. Die wenigstens eine Feder ist vorzugsweise jeweils in einer zugeordneten ersten Ausnehmung im Gehäuse aufgenommen. Die wenigstens eine Feder ist vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet, deren Mittelachse parallel zur Drehachse ausgerichtet ist. Die wenigstens eine Feder kann auch als Wellfeder oder als Tellerfeder ausgebildet sein. Die erste Ausnehmung ist vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet, wobei sie parallel zur Drehachse angeordnet ist. Die wenigstens eine Feder ist vorzugsweise in Richtung der Drehachse auf der vom Rotor abgewandten Seite neben dem Bremsring angeordnet.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine zweite Fluidkammer vorgesehen ist, welche ringartig um den Bremsring herum angeordnet ist und welche abschnittsweise vom Gehäuse begrenzt wird, wobei der Bremsring durch Druckbeaufschlagung der zweiten Fluidkammer in Richtung der Drehachse bewegbar ist. Damit kann der Bremsring hydraulisch gegen die Kraft der wenigstens einen Feder bewegt werden. Die entsprechende Druckkraft greift gleichmäßig verteilt über den Umfang des Bremsrings an, so dass ein Verkanten des Bremsrings vermieden wird. Die Bewegungsrichtung des Bremsrings bei Druckbeaufschlagung der zweiten Fluidkammer ist vorzugsweise von der Stirnfläche des Rotors weg gerichtet.
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Es kann vorgesehen sein, dass die zweite Fluidkammer abschnittsweise von einem gesonderten Verschlussring begrenzt wird, der ringartig um den Bremsring herum angeordnet ist, wobei der Verschlussring an seiner radial äußeren Seite fluiddicht am Gehäuse anliegt. Damit kann der Bremsring montiert werden, bevor der Verschlussring eingesetzt wird, wobei die Montage beider genannten Bauteile von der Innenseite des Gehäuses her erfolgen kann. Eventuell dort auftretende Leckagen fließen in den Innenraum des Gehäuses und gelangen nicht in die Umgebung der Radialkolbenmaschine.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen gesonderten Hubring aufweist, an dem die Steuerfläche angeordnet ist, wobei der Verschlussring in Richtung der Drehachse am Hubring abgestützt ist. Damit wird die Lage des Verschlussrings formschlüssig festgelegt, wobei gleichzeitig die Montage des Verschlussrings und des Hubrings problemlos möglich ist. Der Hubring weist wegen seiner wellenartig ausgebildeten Steuerfläche Stirnflächenbestandteile auf, die in den Innenraum des Gehäuses hineinragen und die als Anlagefläche für den Verschlussring dienen können.
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Es kann vorgesehen sein, dass die zweite Fluidkammer abschnittsweise von dem Bremsring begrenzt wird. Bei dieser Ausführungsform liegt der Verschlussring an seiner radial inneren Seite vorzugsweise fluiddicht am Bremsring an. Der Bremsring ist im Querschnitt betrachtet vorzugsweise L-förmig ausgebildet. Er liegt vorzugsweise mit seiner radial äußeren Seite fluiddicht und gleitbeweglich am Gehäuse an. Insbesondere an diesem Berührkontakt wird durch die vorliegende Erfindung ein Verkanten vermieden.
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Es kann ein gesonderter Ringkolben vorgesehen sein, welcher bezüglich der Drehachse drehbar am Bremsring gehalten ist, wobei er in Richtung der Drehachse am Bremsring abgestützt ist, wobei der Ringkolben den zweiten Fluidraum abschnittsweise begrenzt. Bei dieser Ausführungsform liegt der Verschlussring an seiner radial inneren Seite vorzugsweise fluiddicht am Ringkolben an. Der Ringkolben ist im Querschnitt betrachtet vorzugsweise L-förmig ausgebildet. Der Ringkolben und der Verschlussring sind vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten der zweiten Fluidkammer angeordnet. Der Ringkolben liegt vorzugsweise mit seiner radial äußeren Seite fluiddicht und gleitbeweglich am Gehäuse an. Insbesondere an diesem Berührkontakt wird durch die vorliegende Erfindung ein Verkanten vermieden.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse eine bezüglich der Drehachse kreiszylindrische Dichtfläche aufweist, wobei ein Abschnitt der Dichtfläche den zweiten Fluidraum begrenzt. Vorzugsweise liegt der Verschlussring an seiner radial äußeren Seite dichtend an der Dichtfläche an. Vorzugsweise liegt der Bremsring bzw. der Ringkolben fluiddicht an der Dichtfläche an.
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Es kann vorgesehen sein, dass die ersten Bremsmittel von einer Vielzahl von ersten Fortsätzen gebildet werden, welche in Richtung der Drehachse auf den Bremsring zu weisen, wobei sie mit einem Teilungsabstand gleichmäßig verteilt um die Drehachse herum angeordnet sind, wobei die zweiten Bremsmittel von einer Vielzahl von zweiten Fortsätzen gebildet werden, welche in Richtung der Drehachse auf die ersten Fortsätze zu weisen, wobei sie mit dem genannten Teilungsabstand gleichmäßig verteilt um die Drehachse herum angeordnet sind. Die ersten und die zweiten Bremsmittel sind damit in der Art einer Klauenkupplung ausgebildet. Der Teilungsabstand ist vorzugsweise klein ausgelegt, damit die ersten und die zweiten Bremsmittel in möglichst vielen unterschiedlichen Drehstellungen ineinander eingreifen können. Der Teilungsabstand beträgt vorzugsweise zwischen 4° und 15°, wobei er beispielsweise 9° beträgt. Es ist auch denkbar, dass die ersten und die zweiten Bremsmittel als Reibbeläge ausgebildet sind. Die Seitenflächen der ersten und der zweiten Fortsätze können geneigt und/oder abgerundet ausgebildet sein, damit die Klauenkupplung ab einem vorgegebenen Drehmoment öffnet.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Bremsring an seiner radial inneren Seite wenigstens zwei dritte Fortsätze aufweist, welche verteilt um die Drehachse herum angeordnet sind, wobei sie in jeweils angepasste zweite Ausnehmungen am ringartigen Fortsatz eingreifen. Hierdurch wird eine Verdrehung des Bremsrings relativ zum Gehäuse formschlüssig begrenzt. Die dritten Fortsätze greifen vorzugsweise mit Spiel in die jeweils zugeordnete zweite Ausnehmung ein. Die dritten Fortsätze und die zweiten Ausnehmungen haben vorzugsweise eine unbearbeitete Gussoberfläche. Das genannte Spiel ist vorzugsweise so groß ausgelegt, dass es unabhängig von den beim Gießen auftretenden Maßtoleranzen vorhanden ist. Die zweiten Ausnehmungen sind vorzugsweise nach radial außen und axial zum Rotor hin offen ausgebildet, um die Montage des Bremsrings am Gehäuse zu vereinfachen. Die dritten Fortsätze weisen vorzugsweise radial nach innen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Feder jeweils im Bereich einer zweiten Ausnehmung angeordnet ist. Damit kann die Feder jeweils an einem dritten Fortsatz des Bremsrings abgestützt werden. Der Bremsring kann damit abseits der dritten Fortsätze dünn und mithin materialsparend ausgebildet werden.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen Längsschnitt einer Radialkolbenmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 einen Querschnitt der Radialkolbenmaschine nach 1, wobei die Schnittebene durch die Mitte der Kolben verläuft.
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3 eine perspektivische Ansicht der Zylindertrommel der Radialkolbenmaschine nach 1;
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4 eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils der Radialkolbenmaschine nach 1;
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5 eine vergrößerte Teilansicht der 1 im Bereich des Bremsrings;
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6 eine perspektivische Ansicht des Bremsrings der Radialkolbenmaschine nach 1;
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7 eine der 5 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
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8 eine Explosionsansicht des Bremsrings und des Ringkolbens der Axialkolbenmaschine nach 7.
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1 zeigt einen Längsschnitt einer Radialkolbenmaschine 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Radialkolbenmaschine 10 hat ein Gehäuse 20, welches aus einem ersten Gehäuseteil 21, einem zweiten Gehäuseteil 22 und einem Hubring 30 zusammengesetzt ist, wobei der Hubring 30 fest zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil 21; 22 eingebaut ist. In dem ersten Gehäuseteil 21 sind ein erstes und ein zweites Drehlager 41; 42 aufgenommen, welche vorzugsweise als Radialwälzlager und beispielsweise als Kegelrollenlager ausgebildet sind. In dem ersten und dem zweiten Drehlager 41; 42 ist eine Antriebswelle 47 bezüglich einer Drehachse 11 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 47 ragt mit einem Antriebsmittel 50 aus dem Gehäuse 20 heraus. Bei dem Antriebsmittel 50 kann es sich beispielsweise um eine oder mehrere Zahnräder handeln. Zwischen der Antriebswelle 47 und dem ersten Gehäuseteil 21 ist eine Dichtung 51 angeordnet, welche beispielsweise als Radialwellendichtring ausgebildet ist. Hierbei ist anzumerken, dass das Gehäuse 20 einen Innenraum 18 umgrenzt, der im Wesentlichen fluiddicht abgeschlossen ist.
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Die Antriebswelle 47 ist Bestandteil eines Rotors 40, der außerdem eine Zylindertrommel 48 umfasst. Die Antriebswelle 47 und die Zylindertrommel 48 sind vorliegend als gesonderte Bauteile ausgebildet, welche mittels eines Keilwellenprofils (Nr. 49 in 3) bezüglich der Drehachse 11 drehfest miteinander verbunden sind. In Richtung der Drehachse 11 sind die Antriebswelle 47 und die Zylindertrommel 48 minimal beweglich zueinander, so dass Verspannungen des ersten und des zweiten Drehlagers 41; 42 vermieden werden. Es ist aber ebenso denkbar, dass die Antriebswelle 47 und die Zylindertrommel 48 einstückig ausgebildet sind.
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Im Rotor 40 sind mehrere Kolben 60 radial zur Drehachse 11 beweglich aufgenommen. Der Hubring 30 umgibt die Zylindertrommel 48, wobei er eine Steuerfläche 31 aufweist, welche auf die Zylindertrommel 48 zu weist. Die Steuerfläche 31 begrenzt den Bewegungsweg der Kolben 60 radial nach außen. Weiter ist jedem Kolben 60 an seiner radial inneren Seite ein erster Fluidraum 15 zugeordnet. Durch Druckbeaufschlagung des ersten Fluidraums 15 kann der jeweilige Kolben 60 gegen die Steuerfläche 31 gedrückt werden, wodurch der Rotor 40 bezüglich der Drehachse 11 in Drehbewegung versetzt wird. Dabei wird ein Teil der Kolben 60 von der Steuerfläche 31 nach radial innen gedrückt, so dass sich das Volumen der entsprechenden ersten Fluidräume 15 verkleinert.
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Am zweiten Gehäuseteil 22 sind ein erster und ein zweiter Fluidanschluss vorgesehen, wobei in 1 nur der erste Fluidanschluss 17 sichtbar ist. Weiter ist im zweiten Gehäuseteil 22 eine Fluidverteileinrichtung 13 aufgenommen, welche mit einer ebenen Verteilfläche 19 versehen ist, welche senkrecht zur Drehachse 11 ausgerichtet ist. In der Verteilfläche 19 sind beispielsweise zwölf Mündungsöffnungen verteilt um die Drehachse 11 herum angeordnet, wobei sie fluidisch entweder mit dem ersten 17 oder dem zweiten Fluidanschluss verbunden sind. In der Zylindertrommel 48 ist für jede erste Fluidkammer 15 ein Fluidkanal 52 angeordnet, der sich im Wesentlichen parallel zur Drehachse 11 erstreckt. Dieser mündet je nach Drehstellung des Rotors 40 in eine der genannten Mündungsöffnungen ein, wobei er auch von der Verteilfläche 19 versperrt sein kann. Damit ist jede erste Fluidkammer 15 durch Drehen des Rotors 40 wahlweise mit dem ersten 17 oder mit dem zweiten Fluidanschluss fluidisch verbindbar.
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2 zeigt einen Querschnitt der Radialkolbenmaschine 10 nach 1, wobei die Schnittebene durch die Mitte der Kolben 60 verläuft. Die Steuerfläche 31 verläuft endlos und unterbrechungsfrei um die Drehachse 11 herum. Das in 2 dargestellte Querschnittsprofil der Steuerfläche 31 ist in Richtung der Drehachse 11 über die gesamte Breite des Hubrings 60 konstant ausgebildet. Der Abstand zwischen der Steuerfläche 31 und der Drehachse 11 variiert entlang des Umfangs periodisch. Dabei sind beispielsweise jeweils sechs Stellen mit minimalem bzw. maximalem Abstand vorgesehen, so dass ein Kolben 60 bei einer Umdrehung des Rotors 40 sechs Hübe ausführt.
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Die Kolben 60 sind untereinander identisch ausgebildet, wobei sie als Stufenkolben ausgeführt sind. Sie sind jeweils in einer angepassten Zylinderbohrung 43 in der Zylindertrommel 48 aufgenommen, welche als Stufenbohrung ausgebildet ist. In jedem Kolben 60 ist eine kreiszylindrische Rolle 61 aufgenommen, welche auf der Steuerfläche 31 abwälzt. Hierbei ist anzumerken, dass in 2 alle Kolben in der gleichen Radialstellung dargestellt sind, wobei sie im Betrieb durch den Druck in der ersten Fluidkammer 15 gegen die Steuerfläche 31 gedrückt werden, so dass die Kolben unterschiedliche Radialstellungen einnehmen. Die mit der Bezugsziffer 63 gekennzeichneten Kolben 60 bewirken bei Druckbeaufschlagung des entsprechenden ersten Fluidraums 15 eine Drehung des Rotors 40 entgegen dem Uhrzeigersinn. Die ersten Fluidräume 15, welche den mit der Bezugsziffer 64 gekennzeichneten Kolben 60 zugeordnet sind, verkleinern sich bei dieser Drehbewegung. Die Kolben 65 befinden sich in der in 2 dargestellten Drehstellung des Rotors 40 in einem Totpunkt.
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Die Drehachsen der Rollen 61 sind parallel zur Drehachse 11 ausgerichtet. Die Rollen 61 können über ein hydrostatisches Druckfeld am jeweils zugeordneten Kolben 60 abgestützt sein.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Zylindertrommel 48 der Radialkolbenmaschine nach 1. Die Zylindertrommel 48 hat eine ebene Stirnfläche 44, welche senkrecht zur Drehachse 11 ausgerichtet ist, wobei sie dem ersten Drehlager (Nr. 41 in 1) zugewandt ist. An der Stirnfläche 44 sind erste Bremsmittel 45 vorgesehen. Die ersten Bremsmittel 45 umfassen eine Vielzahl von ersten Fortsätzen 46, welche mit einem konstanten Teilungsabstand 12 gleichmäßig verteilt um die Drehachse 11 herum angeordnet sind. Die ersten Fortsätze 46 sind untereinander gleich ausgebildet, wobei ihr Abstand zur Drehachse 11 ebenfalls gleich ist. Ihre Seitenflächen 53 greifen formschlüssig zwischen die zweiten Fortsätze (Nr. 72 in 6) ein, welche die zweiten Bremsmittel bilden. Die genannten Seitenflächen 53 können eben und geneigt ausgebildet sein, so dass der genannte Formschluss bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmoments aufgehoben wird. Die Seitenflächen 53 können hierfür auch abgerundet ausgebildet sein.
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In der Stirnfläche 44 können (nicht dargestellte) Nuten oder Kanäle vorgesehen sein, mit denen Fluidleckagen am ersten Drehlager vorbei geleitet werden können.
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An der Außenumfangsfläche der Zylindertrommel 48 sind zwei Haltringe 62 angeordnet, welche formschlüssig verhindern, dass die Kolben (Nr. 60 in 2) aus der jeweils zugeordneten Zylinderbohrung (Nr. 43 in 2) herausfallen, solange die Zylindertrommel 48 nicht an der verbleibenden Radialkolbenmaschine montiert ist. Die Halteringe 62 sind in Richtung der Drehachse 11 an gegenüberliegenden Seitenrändern der Zylindertrommel 48 angeordnet.
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Wie bereits erläutert, ist die Zylindertrommel 48 mit einem Keilwellenprofil 49 versehen, welches formschlüssig in die Antriebswelle (Nr. 47 in 1) eingreift.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils 21 der Radialkolbenmaschine nach 1. Das erste Gehäuseteil 21 ist im Wesentlichen topfartig ausgebildet. In 4 ist die Seite des ersten Gehäuseteils 21 dargestellt, welche dem Hubring (Nr. 30 in 1) zugewandt ist. Zu erkennen ist einerseits die kreisrunde Bohrung 28 in der Bodenfläche des ersten Gehäuseteils 21, welche von der Antriebswelle (Nr. 47 in 1) durchsetzt wird. Um die Bohrung 28 herum ist ein bezüglich der Drehachse (Nr. 11 in 1) ringartiger Fortsatz 23 angeordnet, der in den Innenraum (Nr. 18 in 1) des Gehäuses hineinragt. An der radial inneren Seite des ringartigen Fortsatzes 23 ist das erste Drehlager (Nr. 41 in 1) aufgenommen, insbesondere der entsprechende Außenring. Der dortige Lagersitz 27 ist kreiszylindrisch bezüglich der Drehachse (Nr. 11 in 1) ausgebildet.
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An der radial äußeren Seite des ringartigen Fortsatzes 23 sind vorliegend insgesamt zehn zweite Ausnehmungen 25 vorgesehen, wobei die genannte Anzahl weitgehend beliebig wählbar ist. Die Ausnehmungen 25 sind in Richtung der Drehachse zur Zylindertrommel (Nr. 48 in 1) hin offen ausgebildet. Weiter sind sie radial nach außen offen ausgebildet. In Richtung der Drehachse betrachtet haben sie ein rechteckiges oder ein leicht trapezförmiges Querschnittsprofil. In die zweiten Ausnehmungen 25 greifen angepasste dritte Fortsätze (Nr. 73 in 6) am Bremsring ein, so dass eine Verdrehung des Bremsrings gegenüber dem Gehäuse zumindest begrenzt ist. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die zweiten Ausnehmungen 25 und die dritten Fortsätze Gussoberflächen aufweisen können, welche nicht spanabhebend nachbearbeitet sind. Sie können also vergleichsweise ungenau und damit kostengünstig ausgeführt sein. Trotzdem ist nicht zu befürchten, dass sich der Bremsring verkantet.
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Jeder zweiten Ausnehmung 25 ist eine erste Ausnehmung 24 zugeordnet, welche kreiszylindrisch ausgebildet ist, wobei sie in Richtung der Drehachse in einer Flucht mit der betreffenden zweiten Ausnehmung 25 angeordnet ist. Die ersten Ausnehmungen 24 verlaufen parallel zur Drehachse, wobei sie eine konstante Tiefe aufweisen. In den ersten Ausnehmungen 24 ist jeweils eine Feder (Nr. 14 in 5) aufgenommen.
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5 zeigt eine vergrößerte Teilansicht der 1 im Bereich des Bremsrings 70. Der Außenring des ersten Drehlagers 41 ist an dem bereits angesprochenen Lagersitz 27 innen am ringartigen Fortsatz 23 aufgenommen. Der entsprechende Innenring ist auf der Antriebswelle 47 aufgenommen, wobei er in Richtung der Drehachse an der Stirnfläche 44 der Zylindertrommel 48 abgestützt ist.
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Um den ringartigen Fortsatz 23 und damit um das erste Drehlager 41 herum ist der Bremsring 70 angeordnet, welcher in 6 genauer dargestellt ist. An seiner in 5 rechten Seite hat der Bremsring 70 zweite Bremsmittel 71, die in Richtung der Drehachse genau gegenüberliegend zu den ersten Bremsmitteln 45 an der Zylindertrommel 48 angeordnet sind. An der in 5 linken Seite des Bremsrings 70 liegen die Federn 14 an. Diese sind vorliegend jeweils als Schraubenfedern ausgebildet, wobei es ebenso denkbar ist, Tellerfedern oder Wellfedern zu verwenden. Die Federn 14 sind größtenteils in einer jeweils zugeordneten ersten Ausnehmung 24 im ersten Gehäuseteil 21 aufgenommen, so dass ihre Lage festgelegt ist. Die Federn 14 sind unter Vorspannung zwischen dem Gehäuse 20 und dem Bremsring 70 eingebaut, so dass der Bremsring 70 auf die Zylindertrommel 48 zu gedrückt wird. Der entsprechende Bewegungsweg wird durch den Verschlussring 80 begrenzt, der in Richtung der Drehachse am Hubring 30 abgestützt ist. Der Verschlussring 80 ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, dass die Spitzen der zweiten Bremsmittel 71 nicht zur Anlage mit der Stirnfläche 44 kommen können.
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Anzumerken ist, dass 5 eine Stellung des Bremsrings 70 zeigt, in welcher die zweite Fluidkammer 16 mit Fluiddruck beaufschlagt ist, so dass sich der Bremsring 70 in einer Endstellung befindet, in welche die zweiten Bremsmittel 71 nicht in die ersten Bremsmittel 45 eingreifen. Die entsprechende Endstellung wird durch einen Anschlag 29 am ersten Gehäuseteil 21 definiert. Wenn die zweite Fluidkammer 16 nicht mit Fluiddruck beaufschlagt ist, liegt der Bremsring 16 am Verschlussring 80 an, wobei die zweiten Bremsmittel 71 in die ersten Bremsmittel 45 eingreifen.
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Die zweite Fluidkammer 16 wird abschnittsweise von einer Dichtfläche 26 am ersten Gehäuseteil 21 begrenzt, welche kreiszylindrisch bezüglich der Drehachse ausgebildet ist. An der Dichtfläche 26 liegen sowohl der Bremsring 70 als auch der Verschlussring 80 dichtend an, wobei jeweils ein entsprechender Dichtring vorgesehen ist. Der Bremsring 70 ist im Querschnitt betrachtet L-förmig ausgebildet. Der eine L-Schenkel bildet eine Seitenwand der zweiten Fluidkammer 16, deren Druckbeaufschlagung eine Verschiebung des Bremsrings 70 bewirkt. Der andere L-Schenkel bildet eine der Dichtfläche 26 gegenüberliegende, radial innere Wand der zweiten Fluidkammer 16, deren Druckbeaufschlagung keine Bewegung des Bremsrings 70 bewirkt.
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An der genannten radial inneren Wand liegt der Verschlussring 80 dichtend an, wobei dort ein entsprechender Dichtring angeordnet ist. Der Verschlussring 80 bildet ebenfalls eine Seitenwand der zweiten Fluidkammer. Deren Druckbeaufschlagung bewirkt eine Kraft, welche formschlüssig am Hubring 30 abgestützt ist, so dass sich der Verschlussring 80 im Betrieb nicht bewegt. Der Verschlussring 80 ist hierfür mit einer schmalen Nase 81 versehen, so dass er die Zylindertrommel 48 in keiner Drehstellung berührt. Der Verschlussring 80 ist mit dem in 5 dargestellten Querschnittsprofil rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse ausgebildet. Die zweite Fluidkammer 16 ist ebenfalls rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse ausgebildet.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Bremsrings 70 der Radialkolbenmaschine nach 1. An der der Zylindertrommel (Nr. 48 in 1) zugewandten Stirnfläche ist der Bremsring 70 mit zweiten Bremsmitteln 71 versehen. Die zweiten Bremsmittel 71 umfassen eine Vielzahl von zweiten Fortsätzen 72, welche mit einem konstanten Teilungsabstand 12 gleichmäßig verteilt um die Drehachse 11 herum angeordnet sind. Die zweiten Fortsätze 72 sind untereinander gleich ausgebildet, wobei ihr Abstand zur Drehachse 11 ebenfalls gleich ist. Ihre Seitenflächen 74 greifen formschlüssig zwischen die ersten Fortsätze (Nr. 46 in 3) ein, welche die ersten Bremsmittel bilden. Die genannten Seitenflächen 74 können eben und geneigt ausgebildet sein, so dass der genannte Formschluss bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmoments aufgehoben wird. Die Seitenflächen 74 können hierfür auch abgerundet ausgebildet sein. Die zweiten Fortsätze 72 sind identisch zu den ersten Fortsätzen (Nr. 46 in 3) ausgebildet. Der Teilungsabstand 12 der ersten und der zweiten Bremsmittel 71 ist gleich ausgebildet.
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An der Innenumfangsfläche des Bremsrings 70 sind die bereits angesprochenen dritten Fortsätze 73 vorgesehen, welche in die zweiten Ausnehmungen (Nr. 25 in 4) eingreifen, um den Bremsring 70 formschlüssig gegen eine Verdrehung um die Drehachse 11 zu sichern. Anzumerken ist, dass der Freiraum zwischen den dritten Fortsätzen 73 den Bremsring in Richtung der Drehachse 11 nicht über die gesamte Breite durchsetzt, so dass er die zweiten Bremsmittel 71 nicht schneidet. Am gegenüberliegenden Ende ist der genannte Freiraum offen ausgebildet, damit der Bremsring 70 in Eingriff mit dem ersten Gehäuseteil (Nr. 21 in 4) gebracht werden kann.
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Die Außenumfangsfläche des Bremsrings 70 ist mit der in 5 dargestellten Querschnittsform rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse 11 ausgebildet. Die in 6 nicht sichtbare, hintere Stirnfläche des Bremsrings 70 ist eben und senkrecht zur Drehachse 11 ausgebildet.
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7 zeigt eine der 5 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede identisch zur ersten Ausführungsform ausgebildet, so dass insoweit auf die Ausführungen zur den 1 bis 6 verwiesen wird. Dabei sind gleiche bzw. sich entsprechende Teile in den 1 bis 8 mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Insbesondere sind die Zylindertrommel 48 nach 3, das erste Gehäuseteil 21 nach 4 und der Verschlussring 80 nach 5 bei beiden Ausführungsformen identisch ausgebildet.
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Anstelle des einstückigen Bremsrings bei der ersten Ausführungsform sind bei der zweiten Ausführungsform ein Bremsring 70' und ein gesonderter Ringkolben 90 vorgesehen. Der Ringkolben 90 begrenzt die zweite Fluidkammer 16 in der gleichen Weise wie der Bremsring (Nr. 70 in 5) bei der ersten Ausführungsform. Der Ringkolben 90 ist bezüglich der Drehachse drehbar auf dem Bremsring 70' aufgenommen. Aufgrund der Reibkräfte in den entsprechenden Dichtungen dreht sich der Ringkolben 90 im Betrieb nicht gegenüber dem Gehäuse 20 und dem Verschlussring 80, obgleich eine Verdrehung bezüglich der Drehachse grundsätzlich möglich ist. Ein Verschleiß an den genannten Dichtungen ist daher nicht zu befürchten. Der Bremsring 70' kann im Betrieb gegenüber dem Gehäuse 20 kleine Drehbewegungen um die Drehachse ausführen, da der Eingriff zwischen den zweiten Ausnehmungen (Nr. 25 in 4) und den dritten Fortsätzen (Nr. 73 in 8) vorzugsweise etwas Spiel aufweist. Diese Drehbewegung führt allein zu einer Relativbewegung zwischen dem Bremsring 70' und dem Ringkolben 90. Dort sind keine verschleißanfälligen Dichtungen angeordnet.
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Der Bremsring 70' gemäß der zweiten Ausführungsform ist ebenfalls L-förmig ausgebildet, wobei der in 7 vertikale L-Schenkel eine formschlüssige Mitnahme zwischen dem Ringkolben 90 und dem Bremsring 70' bewirkt. An diesem L-Schenkel liegen auch die Federn 14 an. Der Anschlag 29 gelang vorzugsweise mit dem vertikalen L-Schenkel 20 in Berührkontakt. Der in 7 waagerechte L-Schenkel bildet eine bezüglich der Drehachse kreiszylindrische Lagerfläche für den Ringkolben 90. Der Ringkolben 90 ist mit der in 7 dargestellten Querschnittsform rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse ausgebildet.
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8 zeigt eine Explosionsansicht des Bremsrings 70' und des Ringkolbens 90 der Axialkolbenmaschine nach 7. Die Innenumfangsfläche des Bremsrings 70' mit den dritten Fortsätzen 73 ist identisch zur Innenumfangsfläche des Bremsrings (Nr. 70 in 6) gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet. Gleiches trifft auf die zweiten Bremsmittel 71 zu. Die den zweiten Bremsmitteln 71 gegenüberliegende Stirnfläche des Bremsrings 70' ist eben und senkrecht zur Drehachse ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Radialkolbenmaschine (erste Ausführungsform)
- 10'
- Radialkolbenmaschine (zweite Ausführungsform)
- 11
- Drehachse
- 12
- Teilungsabstand
- 13
- Fluidverteileinrichtung
- 14
- Feder
- 15
- erste Fluidkammer
- 16
- zweite Fluidkammer
- 17
- erster Fluidanschluss
- 18
- Innenraum
- 19
- Verteilfläche
- 20
- Gehäuse
- 21
- erstes Gehäuseteil
- 22
- zweites Gehäuseteil
- 23
- ringartiger Fortsatz
- 24
- erste Ausnehmung
- 25
- zweite Ausnehmung
- 26
- Dichtfläche
- 27
- Lagersitz
- 28
- Bohrung
- 29
- Anschlag
- 30
- Hubring
- 31
- Steuerfläche
- 40
- Rotor
- 41
- erstes Drehlager
- 42
- zweites Drehlager
- 43
- Zylinderbohrung
- 44
- Stirnfläche
- 45
- erste Bremsmittel
- 46
- erster Fortsatz
- 47
- Antriebswelle
- 48
- Zylindertrommel
- 49
- Keilwellenprofil
- 50
- Antriebsmittel
- 51
- Dichtung
- 52
- Fluidkanal
- 53
- Seitenfläche des ersten Fortsatzes
- 60
- Kolben
- 61
- Rolle
- 62
- Haltering
- 63
- treibender Kolben
- 64
- getriebener Kolben
- 65
- Kolben im Totpunkt
- 70
- Bremsring (erste Ausführungsform)
- 70'
- Bremsring (zweite Ausführungsform)
- 71
- zweites Bremsmittel
- 72
- zweiter Fortsatz
- 73
- dritter Fortsatz
- 74
- Seitenfläche des zweiten Fortsatzes
- 80
- Verschlussring
- 81
- Nase
- 90
- Ringkolben
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5115890 [0002]
- US 5209064 [0003]
- US 3690097 [0004]
