DE1453538B2

DE1453538B2 - Radialkolbenflüssigkeitsmotor

Info

Publication number: DE1453538B2
Application number: DE19641453538
Authority: DE
Inventors: Wassilij K. Ljuberzy Kutjejnikow; Jurij I. Moskau Lowzow; Anatolij J. Ljuberzy Rogow
Original assignee: Institut Gornogo dela Imeni AA Skochinskogo
Current assignee: Institut Gornogo dela Imeni AA Skochinskogo
Priority date: 1964-04-21
Filing date: 1964-04-21
Publication date: 1974-01-31
Also published as: DE1453538C3; DE1453538A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radialkolbenlliissigkeitsmotor mil umlaufendem Zylinderstern und Kolben, die über Querstücke und Führungsrollen auf zwei parallelen, fest im Gehäuse befindlichen äußeren Ringen mit sich mehrfach wiederholenden Kurvenfolgen abrollen, wobei die Druckflüssigkeit über einen Steuerzapfen den innenbeaufschlagten Kolben zugeleitet wird.

Eine hydraulische Maschine dieser Bauart ist z. B. aus der deutschen Patentschrift 836 438 bekannt. Bei dieser bekannten Ausbildung ist der Steuerzapfen in bezug auf das Gehäuse fest angeordnet, so daß jeder Stellung des Zylindersterns im Gehäuse eine

ίο bestimmte Öffnung der Steuerfenster entspricht. Die Kolben sind starre Körper ohne Federwirkung in Richtung der Kolbenlängsachse. Die Kurvenbahn der inneren Gehäusefläche, auf der die Führungsrollen abrollen, ist nicht in einer Weise gestaltet, daß auf bestimmten Abschnitten, die der Umsteuerung der Zylinderarbeitsräume entsprechen, eine kleinstmögliche Kolbengeschwindigkeit herrscht. Schließlich ist der Steuerzapfen nicht so ausgebildet, daß eine Ausgleichsströmung des Arbeitsmediums in den mehreren Axialkanälen möglich wäre.

Der Hauptnachteil eines Hydromotors dieser Bauart ist die Unmöglichkeit, Drehzahl und Drehmoment der Ausgangswelle bei konstantem Eintrittsdruck und Durchsatz des Arbeitsmediums zu regeln. Bei der Verwendung in Flüssigkeitsgetrieben von Fahrzeugen ergibt sich kein ausreichender Regelbereich.

An sich ist es bei einer Maschine anderer Bauart bekannt, eine Regelmöglichkeit dadurch zu schaffen, daß der Steuerzapfen drehbar um seine Längsachse angeordnet wird. Aus der deutschen Patentschrift 873 207 ist z. B. eine hydraulische Maschine bekannt, bei der in den Zylinderbohrungen des Zylindersterns Kugeln an Stelle von Kolben vorgesehen sind, wobei diese auf der kreisförmigen Innenfläche des Gehäuses als Laufbahn abrollen und die Drehachse des Zylindersterns gegenüber dem Mittelpunkt der Laufbahn-Innenfläche um eine bestimmte Exzentrizität versetzt ist.
Zwar gelingt bei einer solchen Ausbildung eine Regelung der Leistungsdaten durch Verdrehung des Steuerzapfens, jedoch bleibt von den weiteren Nachteilen der bekannten Ausbildung auch bei dieser Ausführungsform bestehen, daß Pulsationen und dynamische Beanspruchungen auftreten können.

Eine einfache übertragung des verdrehbaren Steuerzapfens auf eine Maschine der Eingangs erwähnten Bauart ist deshalb nicht möglich, weil wegen der starren Ausbildung der Kolben ein Abheben der Führungsrollen von der profilierten Laufbahn am Ende des Kolbenarbeitshubes möglich ist. Außerdem könnte es dann vorkommen, daß in der Phase der Umsteuerung der Kolben, d. h. während des Übergangs von einem Abschnitt der Laufbahn, wo die Zylinder mit der Druckleitung verbunden sind, auf einen Abschnitt, wo die Zylinder mit dem Rücklauf verbunden sind, eine Zwischenphase auftritt, während der die Kolben von beiden Leitungen getrennt sind und somit bei geschlossenem Arbeitsraum einer Verdichtung ausgesetzt werden, so daß unzulässige Druckanstiege auftreten, was mit Schlagen, unruhigem Lauf und niedrigem Wirkungsgrad verbunden ist.

An sich ist es, z. B. aus der deutschen Auslegeschrift I 109 035. bei hydraulischen Maschinen auch bekannt, die Kolbeneinheit in Richtung ihrer Längsachse federnd auszugestalten. Hier handelt es sich jedoch nicht um eine Maschine vom Stator-Rotor-Typus, sondern es laufen die Kolben auf einer Taumelscheibe ab. Es wird also bei dieser Ausbilduim eine

Verringerung der wirkenden dynamischen Belastung erreicht, die übrigen Probleme der Maschinen der einleitend umrissenen Bauart stellen sich jedoch hier nicht.

Gegenüber diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Radialkolbenflüssigkeitsmotor der Eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine möglichst gleichförmige Drehgeschwindigkeit erreicht und Pulsationen des abgegebenen Drehmomentes verhindert und stoßartige und sonstige dynamische Beanspruchungen auf die einzelnen Motorbauteile und damit auch die Geräuschentwicklung gering gehalten werden sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die gemeinsame Anwendung der folgenden Merkmale vorgeschlagen:

1. ein in an sich bekannter Weise in bezug auf das Gehäuse verdrehbarer Steuerzapfen,

2. Gestaltung der Laufbahn aus Folgen von aus archimedischen Spiralen, Kreisbögen und polaren Parabeln gebildeten Kurvenbahnen, die derart berechnet sind, daß der größtmögliche Regelwinkel des Steuerzapfens und damit die kleinstmöglichen Kolbengeschwindigkeiten auf den Regelabschnitten für den vorgegebenen Änderungsbereich der Leistung des Flüssigkeitsmotors erreicht werden,

3. eine an sich bekannte Federwirkung der Kolben in Richtung ihrer Achse,

4. ein im Steuerzapfen neben dem Eintrittsringkanal, der die Druckflüssigkeit auf mehrere axiale Kanäle verteilt, am Ende dieser Kanäle liegender zweiter, diese Kanäle verbindender Ringkanal.

Die Federwirkung der Kolben kann in einer zweckmäßigen Ausbildung derart erreicht werden, daß die Kolben mehrteilig aus zwei ineinander gleitenden zylindrischen Bauteilen ausgeführt sind, wobei zwischen diesen Bauteilen Dämpfungsfedern vorhanden sind.

Eine andere zweckmäßige Ausbildung hierfür wäre es, die Kolben als beidseits verschlossene Zylinder auszubilden und mit Querschlitzen zur Verleihung der Federwirkung zu versehen. Die Ausbildung des Zylindersterns wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung zweckmäßigerweise derart getroffen, daß der Kolbenträger zylindrische, mit den Radialbohrungen gleichachsige Ansätze aufweist und die die beiden Rollen und den Kolben verbindenden Querstücke in der Mitte eine Bohrung aufweisen, in der die zylindrischen Ansätze des Kolbenträgers gleiten können.

Eine andere zweckmäßige Ausbildung hierfür wäre, die zugeordneten Flächen der Kolbenträgeransätze und der Querstücke in Form von zwei parallel zueinander und zu der Kolbenträgerachse verlaufenden Flächen auszuführen, wobei in der Querrichtung zwischen den entsprechenden Flächen der Kolbenträgeransätze und der Querstücke ein Luftspalt vorhanden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt eines erfindungsgemüßen mehrfachwirkenden Radialkolben-Flüssigkeitsmotors, wobei die Schnittebene durch die Längsachse des Kolbenträgers gelegt ist,

F i g. 2 den teilweisen Schnitt des Flüssigkeitsmotors nach der Linie A-A in F i g. 1,

F i g. 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens des Flüssigkeitsmotors,

F i g. 4 den Schnitt nach der Linie B-B in F i g. 1 zur Veranschaulichung der Kanäleanordnung im zusätzlichen Kollektor,

F i g. 5 den Schnitt nach der Linie C-C in F i g. 1, der die Konstruktion eines zur übertragung der

ίο Kräfte vom Kolben auf das Gehäuse und zur Entlastung des Kolbens von den Querkräften dienenden Querstücke darstellt, und

F i g. 6 eine weitere Ausfuhrungsform des Querstückes.

In einem mehrteiligen, aus den Teilen 1, 2 und 3 bestehenden Gehäuse (Fig. 1) ist der Kolbenträger 4 und die mit ihm starr verbundene Ausgangswelle 5 auf Wälzlagern aufgestellt. Der Kolbenträger 4 weist eine durchgehende Mittelbohrung auf, die längs seiner Drehachse verläuft und in welcher drehbar der Steuerzapfen 6 zur Steuerung des Zu- und Abflusses der Druckflüssigkeit und der Ringkanal 7 aufgestellt sind.

Kolbenträger 4 weist auch eine Reihe von Radialbohrungen 8 (in der Kolbenanzahl) auf, in welchen die Kolben 9 und 10 untergebracht sind, die ineinandergreifen und durch die zwischen ihren Stirnflächen verlegte Feder 11 getrennt werden. .Die Feder 11 dient zur Dämpfung von stoßweisen Belastungen im Regelbetrieb des Flüssigkeitsmotors. Der Kolben 12 (F i g. 3) kann auch in Form eines beiderseits verschlossenen Zylinders ausgeführt werden, der mit Querschlitzen zur Verleihung der Federwirkung versehen wird. Das Querstück 13 (F i g. 5) kann die Form einer Schale mit zylindrischer Innenbohrung aufweisen, die auf den Ansatz 14 des Kolbenträgers aufgesetzt wird und die Kräfte vom Kolben auf den Kolbenträger überträgt, indem sie über die auf ihren Achsen aufgestellten Rollen 15 gegen die Gehäuseinnenfläche abstützt.

Die zugeordneten Flächen der Querstücke und der Kolbenträgeransätze können in Form von zwei parallel zueinander und zu der Längsachse des Kolbenträgers verlaufenden ebenen Flächen O (F i g. 6) ausgeführt werden, wobei ein Luftspalt in der Querrichtung zwischen der äußeren Fläche des Kolbenträgeransatzes und der inneren Fläche des Querstückes in diesem Falle vorhanden ist, der eine selbsttätige Einstellung des Querträgers in Anpassung an das Profil der Gehäuseinnenfläche ermöglicht.

Die innere Fläche des Gehäuses 16 (F i g. 2) weist die gleiche Anzahl von Erhöhungen und Ausnehmungen auf, die der Kolbendoppelhubzahl pro eine Kolbenträgerumdrehung entspricht. Das Profil der Gehäuseinnenfläche ist derart ausgelegt, daß die kleinstmögliche Kolbengeschwindigkeit auf den Regelabschnitten gewährleistet wird.

Um eine betriebssichere und wirtschaftliche Funktion des Flüssigkeitsmotors zu erreichen, ist das Profil der Gehäuseinnenfläche derart zu gestalten, daß der größtmögliche Regelwinkel, d. h. die kleinstmöglichen Kolbengeschwindigkeiten auf den Regelabschnitten der Laufbahn, erreicht werden. Ein solches Profil der Gehäuseinnenfläche gewährleistet die mini-

f>5 male Ungleichmäßigkeit des Durchsatzes der Druckflüssigkeit und die minimalen hydraulischen Verluste im Regelbetrieb des Flüssigkeitsmotors.

Zur Erläuterung der obigen Schilderungen ist nach-

stehend eine beispielsweise Auslegung des Laufbahn-Profils angeführt.

Eine beispielsweise Auslegung des Laufbahnprofils des mehrfachwirkenden Flüssigkeitsmotors:

Es ergibt sich

Ausgangsdaten

40 mm (Kolbendurchmesser)
21 mm (Kolbenhub)
5 (Arbeitshubzahl pro eine Kolbenträgerumdrehung)

108 mm (der Anfangsradiusvektor der
Profiläquidistante)
36 mm (Rollenhalbmesser)
15 mm (Laufbahn breite)
2,5 kg (Gewicht der Kolbengruppe)
150 U/min (Umlaufzahl)
105 kg/cm² (Arbeitsflüssigkeitseintrittsdruck)

5 kg/cm² (Arbeitsflüssigkeitsaustrittsdruck)

2,5 (Regelbereich für das Drehmoment und die Drehzahl)
ω .... Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle

1. Man bestimmt die Beschränkungen, die bei der Auslegung des Profils zu berücksichtigen sind.

a) Den dem unteren Totpunkt entsprechende Krümmungsradius der Profilkurve bestimmt man nach der zulässigen Flächenpressung:

Der Krümmungsradius der Profiläquidistante wird zu R_ä = 50 mm angenommen, dann wird der Krümmungsradius der Profilkurve in diesem Punkt:

R_n = R_ä - R_r = 50 - 36 = 14 mm,

Die Flächenpressung der Rolle wird nach der Herzschen Formel bestimmt:

R_n ..
L ...

Gk ■■ η ...

Pa ..

P_e ..

EP R_n + R_r jL-R-XT'

= 83

cm

d²o

= 0,0253-

cm

c) Aus der Praxis ist es bekannt, daß die Massenkraft auf den Abschnitten, wo -j-v- > 0 ist, nicht mehr

da

als 10% von der durch den Eintrittsdruck P_H der

Druckflüssigkeit bestimmten Kraft betragen darf.
**

für diese Abschnitte.

Man bestimmt

da'

.-td² _p 9,5%

4 "100%
Daraus ergibt sich
d²o

30 da²

ά²ο

= 194

da²

cm

= 0,06323

Γ cm
L(Grad)^:

35

d) Unter der Annahme, daß der maximal zulässige Druckwinkel γ 43° betragen darf, bestimmt man

-τ- , indem weiter angenommen wird, daß y_max

"^a max

in der Mitte des Kolbenhubes auftritt:
do π \ . ( h

40 /do π \ . ( h\

^d^'lsöJH⁹⁰ V·

Daraus ergibt sich

do da

= 0,1897 cm/Grad.

45

Daraus ergibt sich σ — 12000 kg/cm².

σ zul. ist für die Werkstoffe, die üblich zur Herstellung des Gehäuses verwendet und entsprechender Wärmebehandlung unterworfen werden, gleich 12000 + 14000 kg/cm².

b) Den zulässigen Wert der Massenkraft und folglich

den Wert

5Ü£

da

für Abschnitte, wo

da

2. Man bestimmt die Winkeldrehung des Kolbenträgers während eines Doppelhubes des Kolbens

360° 360°

= 72°.

< 0 ist,

55

bestimmt man aus der Bedingung eines spielfreien Wälzens der Rollen auf der Laufbahn bei der maximalen Drehzahl des Kolbenträgers und dem Druck ρ = P_e im Zylinderraum

60

ττά²

d²,
da

Es wird angenommen:

a_a = 36°; a_e = 36°; a_a + a_e = IT,
wobei a_a die Winkelverdrehung, während welcher der Arbeitshub erfolgt, und a_e die Winkelverdrehung, während welcher der Leerhub ausgeführt wird, sind.

3. Die Gestaltung des Druckabschnittes der Profilkurve

I. Der erste Abschnitt wird durch die Gleichung

/?)cosa- yR_ä

R_äYsin*η

Hierbei wird zur Vereinfachung der Rechnung angenommen, daß der Schwerpunkt der Kolbengruppe mit dem Rollenzentrum zusammenfällt. K = 1,35 ist der Sicherheitsfaktor.

bestimmt, die die Gleichung eines Kreisbogens ist. Man bestimmt

d« , ά²,, -f- und -j-\
da da

und setzt

b)

da²

da

da²

Der übriggebliebene Winkelbereich ergibt sich zu do _ /ι — Zi₁ — Zi₂ — Zi₃ — Zi₄

-O₄.= 19,5°;

da,

(5)

Für das vorliegende Beispiel wird bei dem kleineren Winkel α, = 11,5° die Gleichung (b) erfüllt. Die Gleichung des ersten Abschnittes gilt also im Bereich 0< α, < 11,5.

Man bestimmt den Kolbenhub auf dem ersten Abschnitt, indem der Wert α, = 11,5° in die Gleichung der Profiläquidistante eingesetzt wird:

Man bestimmt den Schnittpunkt der Kurven für den IV. und V. Abschnitt und der Kurven für den V. und VI. Abschnitt. Es wird angenommen

da

\ = 0,06323

cm

(Grad)²

Auf diese Weise werden die Gleichungen für den Druckabschnitt der Profilkurve gefunden.

Man bestimmt den gewonnenen Regelbereich

Zi₁ = 0,817 cm

D =

dg

= 0,1644 cm/Grad.

20 D =

■2h* '
2,1

Dieser Abschnitt kann auch durch eine Kurve dritter Ordnung vorgegeben werden.

II. Man bestimmt den Winkelbereich, innerhalb welchem die Profilkurve durch folgende Gleichung (einer polaren Parabel) bestimmt wird:

2,1 - 2 · 0,9627

= 2,5.

Ergibt sich ein Regelbereich, der zu klein ist, so ist die Länge des Abschnittes III zu verringern und

ein neuer Wert für Zi* und zu finden. Ergibt

Q = Qo + K +^-(a-ai) +

do

da²

dg

woraus sich bei α= 12,5° und a_u = 12,5° ergibt: ρ = O₀ + Zi₁ + Zr₂, wobei Zi₂ = 0,1821 cm ist.

III. Der nächste Abschnitt wird durch folgende Gleichung (einer archimedischen Spirale) bestimmt:

sich ein zu kleiner Regelbereich auch bei der Länge des dritten Abschnittes, die gleich Null ist, so ist die Länge des Abschnittes II zu verkleinern.

Ist aber der erhaltene Regelbereich zu groß, so ist die Länge des dritten Abschnittes zu vergrößern. (Im vorliegenden Beispiel wurde die Länge des III. Abschnittes zu Γ gewählt.)

Man bestimmt weiter den Regelwinkel (die Winkelverdrehung des Steuerzapfens):

do

ο = O₀ + Zi₁

do

da

(a —^au) >

40 ψ = a_a - O₄ +

da.

(5)

d²o

da²

= 20,008°.

d. h., der Winkelbereich 10 des Abschnittes wird durch die nachfolgende Berechnung kontrolliert. Es wird angenommen

a,„ = 13,5° ρ - ρ₀ + Zi₁ + Zi₂ + Zi₃ ,

wobei Zi₃ = 0,1897 ist.

IV. Der weitere Abschnitt wird durch folgende Gleichung ebenfalls einer polaren Parabel bestimmt:

5. Auslegung des Abfluß-Abschnittes der Profilkurve I. Der erste Abschnitt der Profilkurve wird durch die Gleichung

Q = (Oo + R_ä) cos α - ]/ Rs-(Q₀ + R_ä)² sin²a
bestimmt. Man bestimmt den Winkel α, bei welchem dg dg

cm

da

. = 0,03215
da₍₅₎ Grad

; α, = 3,178°

ρ = O₀ + Zl₁ +
do

^{+ 1}Ί£

+ h₃

d²,

da²

(a - a₃)²

55

U₄ = 16.5 bei a — a₄; ρ = ρ₀ + Zi₁ + Zi₂ + /τ₃ + Zi₄ , wo Zi₄ = 0,2845 cm ist.

V. Der fünfte Abschnitt der Profilkurve ist eine archimedische Spirale.

Der sechste Abschnitt der Profilkurve wird durch die Gleichung einer polaren Parabel bestimmt.

Zur Aufstellung der Gleichungen für den fünften und sechsten Abschnitt der Profilkurve wird der übriggebliebene Kolbenhub bestimmt:

/j* = h - Zi₁ - /i₂ -Zi₃- Zi₄ = 0.627 cm.

Man bestimmt weiter den diesem Winkel entsprechenden Kolbenhub Zi₁ = 0,0412 cm.

Dieser Abschnitt der Profilkurve kann auch durch eine kubische polare Parabel angegeben werden.

II. Man bestimmt die Länge des zweiten Abschnittes

Ψ = O₁ = 16,83°

und den sich auf dem zweiten Abschnitt vollziehenden Hub

^df' =0,5419 cm.

da

(5)

Der übriggebliebene Hub ergibt sich zu
Zi* = /1 - Zi₁ - Zi₂ = 1,5269 cm

309 585/5

und der übriggebliebene Winkelbereich zu

-⁴IIMV

— Ll_r

ψ = 15,992°.

Das Profil auf dem dritten und vierten Abschnitt wird durch polare Parabel gebildet oder kann aus anderen Kurven höherer Ordnung bestehen.

Die Koordinaten des laufenden Punktes für den dritten und vierten Abschnitt werden nach der Gleichung

Ξ1
da²

** _V2

da²

max da₍₅₎j

x)

γ² 15992 —γ

0,06323 y + (0,06323 χ + 0,03215)-—^—— = 1,5269,

woraus

χ = 2,594°

d²,

da²

; χ = 0,16393

cm
Grad

gebildet.

Somit sind die Koordinaten sämtlicher Punkte der Profilkurve durch entsprechende Gleichungen bestimmt, und es kann der Entwurf erfolgen.

Da die Kurve —τ— = /(α) bekannt vorliegt, wird

durch eine Integrierung die Funktion h = f(a) gefunden, die Tabelle für ρ = o₀ + h mit einem Schritt von 0,5 oder 1° zusammengestellt und die- Profiläquidistante entworfen.

Die Profilkurve wird als Hüllkurve für die Kreisbogen von dem Radius R_p gefunden, deren Mittelpunkte auf der Profiläquidistante liegen.

Die angeführten Gleichungen sind nicht die einzig möglichen. Die Profilabschnitte können durch verschiedene Kurven gebildet werden. Die Hauptbedingung, nämlich die größtmögliche Vergrößerung des Regelwinkels und damit die Herabsetzung der Kolbengeschwindigkeit auf den Regelabschnitten der Laufbahn, bleibt jedoch immer dieselbe.

Der Kolbenträger 4 (Fig. 1) weist die Radialkanäle 17, die gleichachsig mit den Radialbohrungen 8 verlaufen und diese mit der Mittelbohrung des Kolbenträgers verbinden, ferner den beiderseits verschlossenen Achsialkanal 18 des Steuerzapfens und die ebenfalls verschlossenen nicht zentralen Kanäle 19 auf. Die Anzahl der Kanäle 19 ist gleich der Anzahl von Erhöhungen auf der Laufbahn.

Der Steuerzapfen 6 weist die Radialkanäle 20 auf, die die Mittelbohrung mit den Kanälen 17 des Kolbenträgers verbinden, welche zur Zuführung (oder zur Abführung, je nach der Drehrichtung) der Druckflüssigkeit in die Zylinderräume bei bestimmten Winkelstellungen des Kolbenträgers dienen. Im Steuerzapfen 6 sind auch die Radialkanäle 21 zur Abführung der Druckflüssigkeit aus den Zylinderräumen bei bestimmten Winkelstellungen des Kolbenträgers vorgesehen.

Der Steuerzapfen 6 ist mit dem Stift 22 versehen, durch welchen er um seine Achse verdreht und in die erforderliche Lage in bezug auf das Gehäuse eingestellt werden kann, um den spezifischen Druckflüssigkeitsverbrauch pro eine Umdrehung der Ausgangswelle zu verändern und somit das Drehmoment an der Abtriebswelle 5 und die Drehazhl des Flüssigkeitsmotors stufenlos zu verstellen.

Der Steuerzapfen kann unmittelbar von Hand 5 oder auch aus der Entfernung betätigt werden. Da die zur Verdrehung des Steuerzapfens benötigte Verstellkraft verhältnismäßig klein ist, läßt sich eine Fernsteuerung des Flüssigkeitsmotors leichter verwirklichen.

Zur Zu- und Abführung der Druckflüssigkeit durch Axialkanäle des Steuerzapfens sind in diesem die Radialbohrungen 23 und 24 vorgesehen, die die Axialkanäle 18 und 19 mit den Hochdruck- und Niederdruckkanälen des Kollektors 25 verbinden. An das Gehäuseteil 3 wird der Deckel 26 angebracht, in dem die Stutzen 27 zur Zu- und Abführung der Druckflüssigkeit von einer Flüssigkeitspumpe oder anderer Druckflüssigkeitsquelle her aufgestellt sind.
An der Abtriebsseite des Motors ist im Steuerzapfen 6 der Ringkanal 7 vorgesehen, der zur Herabsetzung der hydraulischen Verluste im Regelbetrieb des Flüssigkeitsmotors gedacht ist.

Der Kollektor 25, der Steuerzapfen 6, die Stutzen 27 sowie die Ausgangswelle 5 werden durch Dichtungsringe 28 aus einem elastischen Werkstoff abgedichtet. Die Abdichtung der Teilfugen der Teile 1, 2 und 3 des Gehäuses sowie der Deckel 26 und 29 erfolgt durch die Dichtungen 30.

Der Flüssigkeitsmotor wirkt folgenderweise.

Die Arbeitsflüssigkeit wird unter einem hohen Druck (von einer Flüssigkeitspumpe oder einer anderen Druckflüssigkeitsquelle her) durch den Kollektor 25 und die entsprechenden Axial- und Radialkanäle des Steuerzapfens 6 in die Zylinderräume unter den Kolben 9 eingeleitet. Die von der Druckflüssigkeit auf die Kolben 9 ausgeübte Kraft wird über Feder 11 und einen Teil des Kolbens 10 auf das Querstück 13 und die auf den Achsen von diesem gelagerten Rollen 15 übertragen.

Durch die Zusammenwirkung der Rollen 15 mit der profilierten Innenfläche 16 des Gehäuseteiles 3 entsteht ein Drehmoment, das die Drehung des Kolbenträgers 4 und der mit diesem starr verbundenen Ausgangswelle 5 in bezug auf das ortsfeste Gehäuse bewirkt. Bei Bauarten mit einem ortsfesten Kolbenträger wird das Gehäuse und die mit diesem verbundene angetriebene Ausgangswelle in Drehung versetzt. Die Radialkanäle 20 und 21 des Steuerzapfens 6 werden in bezug auf die profilierte Gehäusefläche derart angeordnet, daß beim Abwälzen der Rolle 15 auf dem Arbeitsgangabschnitt A der Laufbahn die Zylinderräume mit der Druckleitung und beim Übergang auf den Leergangabschnitt mit der Abflußleitung verbunden werden.

Die Regelung des Drehmomentes an der Ausgangswelle und der Drehzahl von dieser erfolgt durch eine Winkelverdrehung des Steuerzapfens 6 am Stift 22 innerhalb eines Bereiches, der gleich oder kleiner als der Regelwinkel (s. Auslegung des Laufbahnprofils) sein kann. Dabei werden die Radialkanäle 20 und 21 des Steuerzapfens 6 ebenfalls verdreht, wodurch eine stufenlose Veränderung des spezifischen Druckflüssigkeitsverbrauches pro eine Umdrehung der Ausgangswelle bewirkt und somit das Drehmoment an der Ausgangswelle und die Drehzahl von dieser verstellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Radialkolbenflüssigkeitsmotor mit umlaufendem Zylinderstern und Kolben, die über Querstücke und Führungsrollen auf zwei parallelen, fest im Gehäuse befindlichen äußeren Ringen mit sich mehrfach wiederholenden Kurvenfolgen abrollen, wobei die Druckflüssigkeit über einen Steuerzapfen den innenbeaufschlagten Kolben zugeleitet wird, gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung folgender Merkmale:

1. ein in bezug auf das Gehäuse (1, 2, 3) verdrehbarer Steuerzapfen (6),

2. Folgen von aus archimedischen Spiralen, Kreisbogen und polaren Parabeln gebildete Kurvenbahnen (16), die derart berechnet sind, daß der größtmögliche Regelwinkel des Steuerzapfens (6) und damit die kleinstmöglichen Kolbengeschwindigkeiten auf den Regelabschnitten für den vorgegebenen Änderungsbereich der Leistung des Flüssigkeitsmotors erreicht werden,

3. eine Federwirkung der Kolben (9, 10; 12) in axialer Richtung,

4. ein im Steuerzapfen (6) neben dem Eintrittsringkanal, der die Druckflüssigkeit auf mehrere axiale Kanäle (19) verteilt, am Ende dieser Kanäle (19) liegender zweiter, diese Kanäle (19) verbindender Ringkanal (7).

2. Radialkolbenflüssigkeitsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben mehrteilig aus zwei ineinander gleitenden zylindrischen Bauteilen (9, 10) ausgeführt sind, wobei zwischen diesen Bauteilen eine Dämpfungsfeder (11) vorgesehen ist.

3. Radialkolbenflüssigkeitsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12) in Form eines beiderseits verschlossenen Zylinders ausgeführt und mit Querschlitzen zur Verleihung der Federwirkung versehen ist.

4. Radialkolbenflüssigkeitsmotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenträger (4) zylindrische mit den Radialbohrungen (17) gleichachsige Ansätze (14) aufweist und die die beiden Rollen (15) und den Kolben (9, 10; 12) verbindenden Querstücke (13) in der Mitte eine Bohrung aufweisen, in der die zylindrischen Ansätze (14) des Kolbenträgers gleiten können.

5. Abänderung des Radialkolbenmotors nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeordneten Flächen der Kolbenträgeransätze (14) und der Querstücke (13) in Form von zwei parallel zueinander und zu der Kolbenträgerachse verlaufenden Flächen (O) ausgeführt sind, wobei in der Querrichtung zwischen den entsprechenden Flächen der Kolbenträgeransätze (14) und der Querstücke (13) ein Luftspalt vorhanden ist.