DE1453602A1 - Hydraulischer Sternkolbenmotor - Google Patents

Description

!Dhe Oilgear Company, 156o West Pierce Street, Milwaukee 4» Wisconsin

USA

"Hydraulischer Sternkolbenmotor"

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Sternkolbenmotor mit einer Mehrzahl von sternförmig angeordneten Zylindern, bei dem zwischen einer Kurbelwelle und den Zylindern eine Relativbewegung erzeugt wird. Die Erfindung betrifft vorzugsweise eine Verbesserung der iiruckölvert eilung in einer zwischen jedem Zylinder und einer ' Steuerschiebermuffe auf der Kurbelwelle angeordneten Spurplatte.

Ein hydraulischer Sternkolbenmotor, bei dem vorteilhafterweise die vorliegende Erfindung Verwendung findet, ist zum Beispiel in der

amerikanischen Patentschrift ITr .... (US-Patentanmeldung Az

Hr. 271 186) beschrieben. Bei dem dort vorgeschlagenen hydraulischen Sternkolbenmotor erfolgt die Füllung bzw. Entleerung der einzelnen sternförmig angeordneten Zylinder durch Zu- bzw. Abfuhr durch den Kurbelzapfen, auf dem eine Steuerschieberrauffe angeordnet ist, die mit den sternförmig angeordneten Zylindern zugeordneten

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aß- "bzw. Aus laß öffnungen versehen ist. Der Kolben in jedem dieser sternförmig angeordneten Zylinder wird durch den Öldruck gegen den Kurbelzapfen angepreßt, derart, daß eine jedem Kolben" zugeordnete Spurplatte an der auf der Kurbelwelle angeordneten Steuerschiebermuffe dicht anliegt.

Bei einem derartig ausgebildeten hydraulischen Sternkolbenmotor j stellt das dichte Anpressen der jedem Kolben zugeordneten Spurplat"üe an die Steuerschiebermuffe auf der Kurbelwelle und das Verhindern des Abhebens derselben von der Steuerschiebermuffe ein besonderes Problem dar, und zwar nicht nur deshalb, weil übermäßige Leckverluste vermieden v/erden müssen, sondern auch deshalb, weil bei nicht ausreichend dichtem Anpressen die Gefahr der Beschädigung des hydraulischen Sternkolbenmotors und de/mit diesem verbundenen Zusatzeinrichtungen gegeben ist. -Bin weiteres ernstes Problem im Zusammenhang mit der" dichten Anpressung der jedem Kolben zugeordneten Spurplatte gegen die Steuerschiebermuffe ergibt sich beim Anlassen des hydraulischen Sternkolbenmotors: Da nämlich zu diesem Zeitpunkt der. Zylinder noch nicht so ausreichend mit öl gefüllt ist, daß sich in dem Zylinder ein ausreichender Druck zum Anpressen des Kolbens an die Steuerschiebermuffe aufbauen kann, kommt das Druckfeld zwischen der dem Kolben zugeordneten Spurplatte und der Steuerschiebermuffe unmittelbar zur Wirkung und verursacht das Abheben der Spurplatte von der Steuerschiebermuffe.

Der-Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem hydraulischen Sternkolbenmotor durch Verbesserung einer jedem Kolben zugeordneten Spurplatte in jedem Augenblick eine dichte Anpressung derselben an die Steuerachiebemuffe zu gewährleisten.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgeiaäß dadurch gelöst, daß bei einem hydraulischen Sternkolbenmotor eine durchflußgewähren de Pleuellagerung auf einer auf einem Kurbelzapfen drehbar gelagerten, dem Arbeitsrhythmus entsprechenden Steuerung des Druckmittelflusses zwischen Kurbelwelle und einem oder mehreren radial angeordneten, pendelnd stets radialsymmetrisch zum Kurbelzapfen gehaltenen Kolben-Zylinder-Einheit dienenden Steuerschiebermuffc oder Kurbelzapfenmanschette so ausgebildet 3.8t, daß diese Pleuellagerung durch die Wirkung der auftretenden hydrostatischen Kräfte sich gegen die Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) in jedem Augenblick dicht abstützt und eine konkave zylindrische Auflage- bzw. Gleitfläche mit einer in Richtung des Druckmitteldurchflusses offenen zentralen Einbuchtung oder Tasche aufweist, derart, daß zur Verhinderung des Abhebens der Pleuellagerung von der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) ciurch ,s.iph ,dazwir. sehen aufbauende hydrostatische Kräfte diese insbesondere beim Anlassen des hydraulischen Sternkolbenmotors auftretenden Kräfte vermindert werden, indem die offene zentrale Einbuchtung oder Tasche eine zur ordnungsgemäßen Zusammenarbeit mit zugeordneten Ein- bzw. Auslaßöffnungen der Steuerschiebermuffe (KurbelzapfenmanschettG) gerade ausreichende Ausdehnung hat und die Pleuellagerung mit einer weiteren, dem Ausgleich dienenden Tasche oder Einbuchtung in ihrer Auflage- bzw. Gleitfläche ^versehen ist, die mittels eines aus dieser Fläche·heraus-' n Steges von der offenen zentralen Tasche oder Eihbuchnt^ ist. -,- . · - ^fs

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jJach einem v/eiteren lierkmal der Erfindung ist bei einem hydraul!- sehen Sternkoibenmotor die Pleuellagerung se ausgebildet, daß das wirksame Öldruckfeld unterteilt wird in einen Bereich für den öldurchfluß durch die Spurplatte und einen weiteren Bereich mit einer zusätzlichen Flüssigkeitspressung, in welchem der Druck des Druckübertragungsmittels zur Aufrechterhaltung der dichten Anpressung der jedem Kolben zugeordneten Spurplatte an die Steuerschiebermuffe sich jeweils entsprechend selbst einstellt. In Weiterbildung der Erfindung wird bei einem hydraulischen Sternkolbenmotor eine Jedem einzelnen Kolben zugeordnete Spurplatte so ausgebildet, daß die Auflage- bzw. Gleitfläche der Spurplatte für den Durchfluß eine entsprechende Einbuchtung zur Verbindung des zugeordneten Zylinderein- bzw. -auslasses mit dem Zylinder selbst, sowie eine zusätzliche, von dieser Einbuchtung durch einen auf der Auflage- oder Gleitfläche hervorstehenden Steg getrennten Bereich aufweist, derart, daß die Einbuchtung für den Durchfluß zusammen mit dem zusätzlichen Bereich" ein Auflagedruckfeld bilden, bei dem die Yfirkung

eines hohen öl- oder Flüssigkeitsdruckes in der Einbuchtung für den Durchfluß durch den Überlauf in den zusätzlich vorgesehenen 3ereich insbesondere beim Anlassen eines erfindungsgemäßen Sternkolbenmotors verzögert wird, derart, daß ausreichend Zeit zur Verfügung steht, um den Zylinder ausreichend mit Druckübertragungemittel (z.B. Öl) zu füllen, bevor sich das Druckfeld an der Auflage- bzw. Gleitfläche der Spurplatte zum bei Erreichung des Betriebsdruckes -gegebenen Viert aufgebaut hat.

!lach einer v/eiteren Ausbildung der Erfindung wird ein hydraulischer Sternkolbennotor so ausgebildet, daß in Kurbelzapfen Ein- bzw. Aus-

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lafiüffnungeln zum Zylinder angeordnet sind "and daß jedem Kolben eine Spurplatte/und auf dsm zur Übertragung von Schubkräften dienenden Kurbelzapfen eins Steuerschiebemiuffe zugeordnet sind, derart, daß ein Durchfluß zwischen Zylinder und Kurbelzapfen gewährleistet ist, wobei die Spurplatte so ausgebildet und angeordnet ist, daß diese eine zentrale Einbuchtung zum Durchfluß auf v/eist, die dem in der Ventilöffnung bzw. im Zylinder herrschenden Druck ausgesetzt ist; und daß diese Spurplatten ferner einen diese Einbuchtung umgebenden -Ausgleichsbereich aufweist, die zur Aufnahme von Druckübertragungsmittel aus dieser Einbuchtung in beschränktem Maße dient, um so ein Abheben der jedem Kolben zugeordneten Spurplatte von der Steuerschiebermuffe zu verhindern.

Im Nachfolgenden v/ird anhand der Zeichnung das Wesen der Erfindung und deren Vorteile durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, des erfindungsgemäßen Starnkolbenmotors beispielsweise erläutert. In den Zeichnungen zeigt» -. ... ..;...,.....'..·

Pig. 1 einen erfindungsgemäßen hydraulischen Sternkolbenmotof in Seitenansicht und längsteschnitten, wobei ein !eil des Kurbelwellengehäuses weg-gebrochen ist und ein Teil der hierdurch sichtbaren ieile des Sternkolbenmotors im Schnitt dargestellt sind, um die sternförmige Anordnung der Kolben und der zugeordneten Zylinder um den Kurbelzapfen herum und die Mittel zur Druckmittelverteilung zwischen dem Kurbelzapfen und den Zylindern sichtbar zu machen j

2 eine jeden Kolben des hydraulischen Sternkolbenmctors nach Pig. 1 zugeordnete Spurplatte einer durchfluQgawäh-

renden Pleuellagerung, in perspektivischer, nicht zia.3- 90 0813/0774

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stabgerechter Darstellung, aus der die erfindungsgemäße Ausbildung der Auflage- bzw. Gleitfläche der Spurplatte ersichtlich wird;

Fig. 3 in einer ähnlichen perspektivischen, nicht maßstabgerechten Darstellung eine Hälfte eines anderen Ausführungsbeispieles einer Spurplatte einer Pleuellagerung ähnlich der in Pig.. 2 dargestellten, mit einer etwas abgewandelten Ausbildung der Auflage- bzw. Gleitfläche j Pig. 4- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen \ KreuzSchlittenanordnung, aus der die Anordnung der erfindungsgemäßen Steuerschiebenauffe gegenüber dem Kurbelwellengehäuse und dem Kurbelzapfen ersichtlich und erkennbar ist, daß die Steuerschiebermuffe jeder Bewegung des Kurbelzapfens nachfolgen kann, aber gleichzeitig von einer Bewegung relativ zum Kurbelwellengehäuse zurückgehalten wird;

■ Pig. 5 und 6 andere-Aus-fülirungsbeispiele-von--e.rfindung3gⁱeEiä-3-··*· sen Spurplatten, wie. sie bei einem hydraulischen Sternkolbenmotor nach Pig. 1 einem Arbeitskolben zugeordnet werden können, bei denen wesentliche Teile geschnitten sind.

Die in Pig. 1 beispielsweise dargesrellte Ausführungsform eines Sternkolbenmotors besteht aus einer.Kurbelwelle 11 mit einem Kurbelzapfen 12. Kurbelwelle 11 und Kurbelzapfen 12 haben parallele Achsen und sind zueinander in einem Abstand angeordnet, der durch den Hub der Kolben des Sternkolbenmotors bestimmt wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

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hydraulischen Sternkolbenmotors besteht das Kurbelwellengehäuse auy einem Zylinderstern 14 und Ventilgehäuse 16, das mit auf der Achse im Abstand angeordneten Spurzapfen- bzw. Querlagern 17, 13 verse hen ist. Die Kurbelwelle 11 weist eine flanschartige Erweiterung 19 mit einer Schulter 2o auf, auf die sich der innere Laufring des Lagers 17 abstützt. Am äußeren Ende der Kurbelwelle 11 ist eine Lagerspannmutter 21 befestigt, gegen die sich der innere Laufring des Lagers 18 abstützt, so daß auf diese Weise die Kurbelwelle 11 innerhalb der Lager 17 und 18 in ihrer Längslage gesichert ist, indem die äußeren Laufringe dieser Lager 17 und 18 sich auf zugeordnete äußere Schultern in den Ventilgehäuse 16 abstützen.

Der Kurbelzapfen 12 ist zylindrisch ausgebildet und bildet vorzugsweise zusammen mit der Kurbelwelle ein einziges Stüclc. Wie aus Pig. 4 zu ernennen ist, ist die zylindrische ,Oberfläche des Kurbelzapfens 12 so ausgebildet, daß darin radial, aber entgegengesetzt zueinander stehende Ventilöffnungen 26,. 27 ang.e.or.onet. .sind..... ..' >.

Das Ventilgehäuse 1o ist mit (nicht dargestellten) Haupt ein- bs?/. •fc-uslaß öffnung en versehen, die in zugeordnete Ringnuten 3o, 31 in der Ventilgehäusewand 16 einmünden; diese ringförmigen ITuten 3o, 31 arbeicen mit radial angeordneten Bohrungen 38 bzw. 39 in der Kurbelwelle 11 zusammen, wobei diese radialen Bohrungen 38, 39 wiederum mi"u gegenüber der Kurbelwellenachse schräg angeordneten Durchlässen 33 bzw. 34 in der Kurbelwelle 11 verbunden sind: Bei dem in Pig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel isz diejenige Stellung der Kurbelwelle dargestellt, bei der der vordere Durchlaß 33 gerade mit dem rüclrwärtiger. Durchlaß 34 zur Deckung komr.it. Diese gegenüber zur Kurbeiwslienachse schrägen Durchlässe 33, 34 erstrecken sich in den

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tiurbelzapffn 12 hinein; sie sind mittels zugeordneter radialer Bohrung 36 bzw. 37 mit den radial und entgegengesetzt zueinander angeordneten Ventilöffnungen 26 bzw. 27, zum Ein- bzw. Auslaß des Druckübertragungsriiittels in bzw. aus dem Arbeitszylinder verbunden.

Der Kurbelzapfen 12 wird von einer Steuerschiebermuffe oder Kurbfelzapfenmanschette 4o eng umschlossen; diese Manschette oder Muffe 46 hat ebenfalls zugeordnete Ein- bzw. Auslaßöffnungen und wird mittels einer mit Schrauben 24 an der Stirnfläche des Kurbelzapfens 12 befestigten Halte-platte 23 in Achsrichtung des Kurbelzapfens unverschiebbar festgehalten. Diese Steuerschiebermuffe bzw. Kurbelzapfenmanschette 4o kann sich gegenüber den Kurbelzapfen 12 verdrehen, wird aber andererseits gegenüber dem Kurbelwellengehäuse durch geeignete Verbindungsmittel 9o an einer Verdrehung gehindert, derart, daß andererseits eine Querbewegung dieser Manschette oder Muffe 4o innerhalb des Kurbelwellengehäuses möglich ist,..wenn., sich.... der Kurbelzapfen 12 gegenüber dieser Manschette 4o dreht. Solche .' Verbindungsmittel 9o können beispielsweise, wie in Fig.4- dargestellt, in Form eines Kreuzschlittens ausgebildet sein, der aus einem Paar quer zueinander angeordneten Führungsschienen 93 und 94, sowie einem weiteren Kreuzschlittenteil 89 besteht. Die Führungsschiene 93 ist mittels Schrauben 19 an einen Haltering 5o befestigt, so daß sie sich mit letzterem zusammenbewegt. Der Haltering 5o arbeitet mit der Steuerschieberuuffe bzw. der Kurbelzapfenmanschette 4o zusammen. Jie Führungsschiene 94 ist mittels Schrauben 92 (3fig.1; mit einer Deckelplatte 15 fest verbunden, mit der das Kurbelv-eliengehäuce abgeschlossen ist. Das weitere ^rauzschlittenteil 89 ist

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mit· einem Führungsschlitz versehen, in dem die Führungsschiene 9;i eine hin- und hergehende Bewegung ausführen kann und weist außerdem auf der entgegengesetzten Seite einen weiteren Führungsschlitz auf, in dem die Führungsschiene 94 gleitet.

Die Steuerschiebermuffe bzw. Kurbelzapfenmanschette 4o hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel fünf radial angeordnete Bohrungen, die als Sin- bzw. Auslaßöffnungen 41, 42, 43, 44 und 45 dienen und die in Verbindung mit fünf radial angeordneten Zylindern 46 in dem sternförmig ausgebildeten Kurbelwellengehäuse 14 stehen. Jeder solcher Zylinderein- bzw. -auslaß 41, 42, 43 > 44 und 45 arbeitet abwechslungsweise mit den Ventilöffnungen 26 bzw. 27 zusammen, wenn der Kurbelzapfen 12 sich gegenüber der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o und dem Kurbelwellengehäuse 14 verdreht.

In dem Zylinderstern 14 sind fünf Zylinder mit zugeordneten Kolben (Zylinderkolbenanordnungen .50. .untergebracht,, wobei ,je.de. dieser-An-* ■ ·■ Ordnungen 51 je einen Zylinder 46 und einen zugeordneten Kolben 47 aufweist. Jedem dieser Kolben 47 ist am Ende seiner Pleuelstange eine eigene Spurplatte 48 zugeordnet, die jeweils zur Übertragung radialer Schubkrefte zwischen Kolben und Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o dienen. Diese Spurplatten 48 werden mittels zugeordneter Paare von Halteringen 49, 5o in ihrer Stellung gegenüber der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) Ao festgehalten, so daß jede dieser Spurplatten 48 auf der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o hin- und herschwingende Bewegungen ausführen und gleichzeitig quer dazu leicht hin- und hertaumeln kann, um eine erforderliche Ausrichtung bzv/. üinfluchtung zu erlauben.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

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hydraulischen Sternkolbenmotors ist jeder Zylinder 46 an seinem äußeren ünde mittels eines Eundkopfstöpseis 61 dicht abgeschlossen, wobei der Stöpsel 6t passend in das Kurbelwellengehäuse 14 eingesetzt ist. Außerdem dienen Drehzapfen 66. der verschwenkbaren Halterung der einzelnen Zylinder 4-6 innerhalb des Zylindersterns 14. Der in jedem einzelnen Zylinder 46 angeordnete hin- und hergehende Kolben 47 ist hohl ausgebildet, damit durch diesen das Druckiibertragungsmittel in bzw. aus dein zugeordneten Zylinder 46 ein- oder ausgelassen werden kann.

Jede einzelne Spurplatte 48 ist im wesentlichen rechteckig ausgebildet, wie dies aus 'den Fig. 1 und 2 .zu ersehen ist. Jede derselben weist eine konkave, zylindrische Auflage- bzw. Gleitfläche 76 auf, mit der diese Spurplatte 48 auf der zylindrischen Oberfläche der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o aufliegt. Am inneren Ende des Kolbens 47 ist ein Zylinderstutzen 77 in eine versenkte Bohrung 73. eingepaßt.; der Kolben..'47 stüt.z.t...si.ch .fflit .einei? _t._m

Stirnfläche auf eine Schulter 78 der Spurplatte 48 ab,· wodurch..'eine, begrenzte Pendelbewegung in einer.quer zur Eaupt.bewegungsebene Zylinder-Kolben liegende Ebene möglich ist. Mittels (nicht dargestellten) Drehzapfen ist die Spurplatte 43 mit dem Kolben 47 gelenkig verbunden, so daß" zur Gewährleistung eines einwandfreien Sitzes der Spurplatte 46 auf und in Längsrichtung zu der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o eine Pendelbewegung möglich ist.

Die Spurplatte 48 hat eine Mittelbohrung 84, die sich durch den zylindrischen Stutzen 77 hindurch erstreckt und der Durchleitung von Druckübertragungsmittel durch die Spurplatte 43 hindurch dient, äine Uitteleinbuchtung oder -lasche 85 ist in der Auflage- bzw. Gleitfläche der Spurplatte 43 angeordnet. Diese Hitteltasche oder -üäin-

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buchsung 85.ist derart zu der Hittelbohrung 84 ausgerichtet, daß diese ilitteltasche oder -Einbuchtung 35 eis eine dem Durchlaß dienende lasche oder Einbuchtung dienen kann, die gleichzeitig als ein durch Druckübertragungsmittel gebildetes Auflager innerhalb der Auflage- bzw. Gleitfläche der Spurplatte 48 bildet. Diese Hitteltasche oder -Einbuchtung 85 wird von einem Stag 87 umgeben, der eine; Teil der Auflage- bzw. Gleitfläcne 76 bildet, die mit der Steuer-! schiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o zusammenarbeitet, wobei diese Fläche eine letztere angepaßte zylindrische konkave Oberfläche aufweist. Die Spurplatte 48, die in Fig. 2 dargestellt ist, weist' einen zum Druckausgleich dienende weitere Einbuchtung oder Tasche auf, die von einem äußeren Steg 87 auf der Auflage- bzw. Gleitfläche 76 der Spurplatte 48 begrenzt ist.

Die dem Durchfluß dienende Einbuchtung oder Tasche 85 ist von länglicher Form, d.h. sie ist in Richtung der Pendelbewegung der Spurplatte 48 breiter, so daß innerhalb des Bereiches_solcher Pendelbewegungen die Einbuchtung 85 in jedem Augenblick in Verbindung mit; einer zugeordneten Zylinderein- bzw. -auslaßöffnung in der Kurbel-. zapfenmanschette bzw. Steuersohiebermuffe 4o stehen kann, und so den Drückübertragungsmittel-ein- bzw. -auslaß (d.h. den Durchsatz) zu regeln. Die Ausgleichstasche bzw. Einbuchtung 86 hat eine verhältnismäßig große Oberfläche, in die aus der mittleren lasche oder Einbuchtung 85 in begrenzter üenge Druckübertragungsmittel eintritt und zwar einerseits über die Stirnflächen des Steges 87 und andererseits (wie aus den Fig. ersichtlich) durch kleine Durchlässe, z.3. enge Schlitze 88, die den Steg 8.7 vorzugsweise in Richtung der Bewegung dor Spurplatte 48 auf der Steuerschiebernuffe (Kurhelzapfenraanschette) £o durchsetzen, damit die durch den dadurch auftretenden

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Abstreifeffekt bewirkte Selbstreinigung ausgenutzt wird.

An den von der .achse der Steu.erschiebermuffe (^urbelzapfenmancchette) 4o durchsetzten äußeren Rändern der TJmran dungs fläche 76 der Spurplatte 48 sind, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ein Paar Nuten 98 angeordnet, die der Krümmung der Gleit- bzw. Auflagefläche der Spurplatte 48 angepaßt in diesen Rändern eingeschnitten sind und als Abflußnuten dienen, mittels derer die Auflage.- bzw. Gleitfläche derart begrenzt wird, daß immer nur ein vorbestimmtes, maximales Druckfeld wirksam wird, das etwas kleiner ist als die wirksame Druckfläche des Kolbens: Auf diese Weise wird sichergestellt, daß in jedem Falle ein Drucküberschuß wirksam wird, der ein Abheben der Spurplatte 48 von der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4ο verhindert.

Durch eine Verdrehung der Kurbelwelle 11 wird ein Durchdrehen des Kurbelzapfens 12 und eine Verschiebung des· Kolbens 47 in seinem zugeordneten "Zylinder 46 "verursacht, da "sowohl ICo Ib" en" als auch'" Zyl'in- " der im Zylinderstern 14 jeweils an Punkten befestigt sind,' die auf einem Kreise koaxial zur Kurbelwelle 12 liegen. Die freien Enden der Zylinder-Kolbenanordnungen 51 können auf der Steuerschiebermuffe (der Kurbelzapfenmanschette) 4o gleiten: Ja, sie sind dazu gezwungen, denn durch den Zwang zur Erhaltung der radialen Flucht zum Kurbelzapfen 12 muß jede Zylinder-Kolbenanordnung 51 eine schwingende Bewegung ausführen.

Die erfindungsgemäße Spurplatte 48 v/eist eine Auflage- bzw. Gleitfläche auf, die so ausgebildet ist;, daß darin ein Druckfeldbereich vorhanden ist, in dem sich Druckkräfte aufbauen können, die bestrebt

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aind, die Spurplatte 48 von der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanachette) 4o abzulieben, wobei dieser .Bereich normalerweise etwas kleiner ist als der Druckfeldbereich, in dem die Kräfte, die über den Arbeitskolben 47 die Anpressung bewirken, sich entwickeln, so daß erreicht wird, daß die Oberfläche der Stege der Spurplatten 4o durch einen Ölfilm geschmiert werden und gleichzeitig gegen die einen zugeordneten Zylinderein- bzw. -auslaß diesor Manschette 4o umgebende zylindrische Oberfläche der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanachette) 4o dicht angepreßt wird.

Dadurch, daß die Auflage- bzw. Gleitfläche zusätzlich zu der durchlaßgewährenden Einbuchtung 85 eine Ausgleichstasche oder -Einbuchtung 86 aufweist, die einen begrenzten Durchsatz von Druckübertragungsmittel erlaubt, wird erreicht, daß jedes Abheben der Spurplatte 48 von der Steuerachiebermuffe (Kurbelzapfenmanachette) 4o erheblich erschwert wird, denn die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt, daß in der Auagleichataache 86 der Druck eine selbsttätige-. Angle io.h-ung -er-· · fährt.

Hinzu kommt, daß die erfindungsgemäße Ausbildung der durchflußgewährenden Einbuchtung oder lasche 85 zusammen mit der Ausgleichstasche oder -Einbuchtung 86, derart, daß ein begrenzter Durchsatz zwischen beiden Taschen 85 und 86 möglich ist, besonders beim Anlassen des hydraulischen Sternkolbenmotors vorteilhaft ist, indem diese Ausbildung ermöglicht, daß in dem zugeordneten Zylinder 46 das Druckübertragungsmittel seinen normalen 3etriebsdruck aufbauen kann, bevor im Bereich der Ausgleichstasche oder -Einbuchtung 86 der Spurplatte 48 sich ein höherer Druck aufgebaut hat. Die erfindungsgemäße

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Anordnung verhindert also, daß diejenigen Kräfte, die "bestrebt sind, die Spurplatte 48 von der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschet-

te) 4o abzuheben, beim Anlassen des hydraulischen Stemkoibenmotors diejenigen Kräfte, die ein dichtes Anpressen der Spurplatte 48 an die Manschette (Muffe) 4o bewirken, größenordnungsmäßig übersteigen·

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel des hydraulischen Sternkolbenmotors ist jeder Kolben 47 in seiner unteren lage bestrebt, im Leerlauf (d.h. derselbe steht nicht unter Druck) sich infolge seines Gewichtes (Schwerkraft) von der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfeiman-■schette) 4o abzuheben. Das hierbei zugelassene höchstmögliche Spiel der Spurplatte 4o ist durch zugeordnete- Halteringe 49> 5o bestimm"!;, würde aber, falls nach dem Anlassen dieses weiterbestehen bleiben würde, zu groß sein: Der Kolben würde infolge von hierdurch verursachten zu großen Leckverlusten an Druckübertragungsmittel als Arbeitskolben unwirksam.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Auflage- bzw. Gleitfläche 7& der Spurplatte 48 mit "einer verhältnismäßig kleinen durchflußgewährenderi von einem Steg umschlossenen Zentraltasche oder -Einbuchtung 85 bewirkt nun, daß an der Auflage- bzw· Gleitfläche der Spurplatte 48 der Durchfluß von Druckübertragungsmitteln unterbrochen wird, so daß sich in der Zwischenzeit in jedem zugeordneten Zylinder 46 ein Druck aufbauen kann, der die Anpressung der Spurplatte 48 gegen die Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o unmittelbar" erzwingt· Liegt die Gleitfläche der Spurplatte 48 dicht an der üanschette 4o an, so wird durch die e rf indungs gemäße Ausbildung dieser Gleitfläche erreicht, daß der dich.ta Sitz seloattätig aufrechterhalten bleibt, inden an der Auflage- bzw.- Gleitfläche der Spurplatte 48 nur noch ein be-

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grenzter Drirchsatz von Druckübertragung3mitteln möglich ist. Auch im Falle ejjner Selbst justierung der^Spurplatte 48 auf der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfeniaanschette) 4o, bei der eine Verschwenkung der Spurplatte auftritt, wird ein Wegdrücken oder eine vollstär dige Trennung der Spurplatte 48 von der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o durch den.selbsteinstellenden Druck im Bereiche der großen Ausgleichstasche oder -Einbuchtung 86 verhindert.

Im Betriebe des hydraulischen Sternkolbenmotors wird beim Anlassen Druckübertragungsmittel über einen Ventilein- bzw. -auslaß 26 dem Ar beitszylinder 46 zugeführt, wenn diese übereinander zur Deckung kommen. Das in den zugeordneten Zylinder 46 eingeführte Druckübertragungsmittel drückt den zugeordneten Kolben 47 gegen den Kurbelzapfer 12, wodurch wiederum die Spurplatte 48 gegen die Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o dicht angedrückt und eine Durchflußmöglichkeit für das Druckübertragungsmittel jlurch zugeordnete Zylinder-.ein-/bzw.. -.auslasse in. der S-fceuerschiebermuffe (Eu-rbelza-pf-e-jamans-ciiet te) 4o geschaffen vard. ' "·'·.'·

Der Kolben 47 übt auf den Kurbelzapfen 12 radialen Schub aus und bewirkt so seine Verdrehung um die Achse der Kurbelwelle 11 in einer Richtung, wodurch abv/echslungsweise jeder Zylinderein- und -auslaß mit einem zugeordneten Ventilein- bzw. -auslaß und der Öffnung 27 des zugeordneten Rückflußvantiles zur Deckung kommt. Der zugeordnete Kolben 47, dessen Zylinder 46 in Verbindung mit der Öffnung 27 des , zugeordneten HückfluSventiles 27 zur Deckung kommt, wird bei nied- I rigen positiven "."ert des Druckes in der Rückkehrleitung zum Kurbel-J zapfen 12 darüberhinaus bei,der erfindungsgemäßen Ausbildung Zwangs weise rait seiner zugeordneten Spurplatte 48 öldicht an der Steuer-

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schiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o angedrückt, so daß die radiale Flucht der Kolben-Zylinderanordnung 51 aufrechterhalten bleibt.

In Pig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel· einer erfindungsgemässen Spurplatte 48'' dargestellt, bei den die Auflage- bzw. Gleitfläche etwas anders ausgebildet ist, als bei der in Pig. 2 dargestellten Spurplatte 48. Die Spurplatte 48' der Pig. 3 weist eine Auflage- bzw. Gleitfläche auf, die eine zentrale, durchflußgewährende Einbuchtung oder Tasche 85' und an entgegengesetzten Seiten einzelne, voneinander

durch elinen Zwischensteg 87' getrennte Ausgleichstaschen oder Einbuchtungen 86' aufweist, derart, daß der Zwischensteg 87' auf der Steuerschiebermuffe 4o über die konkave Auflage- bzw. Gleitfläche

in der Spurplatte 48 sich erstreckt, wobei aber/diesem Mittelsteg 87' eine mittlere Durchlaßeinbuchtung oder -Tasche 85' angeordnet ist. Die Ausgleichstaschen oder -Einbuchtungen 86' werden mit Druckübertragungsmittel aus der zentralen Einbuchtung 85' in einer beschränkten

Durchsat znenge versorgt,- wobei" der Durchsatz" durch "sntspr'e'öLe&d'e" -^r\

Beschränkungen das Durchflusses .zwischen denselben festgelegt vrerden kann; bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel' sind solche besondere Durchflußbeschränkungen bzw. spezielle Durchlässe hierfür nicht dargestellt, da diese von der Größe derjenigen Durchfluß eins chränlcung abhängig ist, die durch die Größe der Auflage- bzw. Gleitfläche des Zwischensteges 87' gegeben ist.

In den Pig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spurplatte, hier-mit 1oi bezeichnet, dargestellt, die· anstatt einer Spurplatte 48 einem Kolben 47 eines in Pig. 1 dargestellten hydraulischen Sternkolbenmotors zugeordnet werden kann.

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Die Spürplatte 1o1 gemäß Pig. 5 und 6 hat eine konkave zylinderförmige Auflage- bzw. Gleitfläche mit einer großen Einbuchtung b2,w. 'lasche 1o2, die durch umlaufende Randstege 1o3 begrenzt ist j durch diese Stege ist ein flüssigkeitsdichtes Anliegen an die Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o gewährleistet. Der zylindrische Stutzen -77 der Stützplatte Io1 ist so ausgebildet, daß er vom Arbeitskolben 47 in seinem Ende aufgenommen werden kann: Eine Mitte1-bohrung 1o4 in diesem Ende gewährleistet, wenn diese mit einem Kanal . 71 im Kolben 47 zur Deckung kommt, den Durchfluß. Die Bohrung 1o4 führt z-u einer versenkten Bohrung 1o5, in der ein Durchflußsperrkolben 1o6 angeordnet istj zwischen dem Kolben 1o6 und einer Schulter der versenkten Bohrung 1o5 ist eine Feder 1o7 angeordnet, durch die der Kolben 47 nach außen gegen die Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o gedruckt wird.

Die äußere Stirnfläche 1o8 des Absperrkolbens 1o6 ragt in eine Einbuchtung 1o2. Diese-Stirnfläche 1o8 ist konkav zylinderfprmi^^und^

bildet einen Teil der Auflage- bzw. Gleitfläche der erfindungsgemässen Spurplatte io1. Die äußere Stirnfläche Io8 dient gleichzeitig als Steg zwischen der Einbuchtung 1o2 und einer mittleren durchflußgewährenden Bereich im Kolben 1o6. Die Einbuchtung 1o2 dient als Ausgleichsbereich, der in beschränkter Durchsatzmenge Druckübertragungsmittel über die Stirnfläche 1oS des Kolbens Ίοβ zugeführt erhält, da sich der Kolben 1o6 gegen die Oberfläche der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o abstützt. Die Stirnfläche 1o8 des Kolbens 1οό kann, wie dargesteirc, mit einem schmalen, beschränk&en Durchlaß gewährenden Schlitz 1o9 versehen sein, der in begrenztem Umfange ein D-urchtreten von Druckübertragungsmittel in den Ausgleichs-

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SAD ORiQINAL

bereich io2 zuläßt.

Der Kolben 1o6 ist gegen Verdrehung in der versenkten Bohrung 1o5 der Spurplatte 1o1 gesichert und kann in beschränktem Ausmaß in dieser versenkten Bohrung 1o5 eine axiale Bewegung ausführen; diese Sicherung erfolgt mittels eines Zapfens 111, der im Preßsitz in eine Bohrung in der Yfand der versenkten Bohrung 1o5 eingepaßt ist und in ein Langloch 112 im Kolben 1o6 hineinragt.

Bei Betrieb des hydraulischen Sternkolbenmotors drückt die Stützplatte 1o1 ihren zugeordnten Kolben 1o6 stets dicht gegen die Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o unter Wirkung der Feder 1o7 an. Wird über einen der Zyliriderein- bzw. -auslasse 41, 42, 43, 44 oder 45 der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) Druckübertragungsmittel bzw. Druck zugeführt, so bewirkt dieser zusätzlich, daß die Feder 1o7 den Kolben 1o6 gegen die Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) 4o solange anpreßt, bis der Druck in der Einbuchtung 1o2 den normalen Betriebsdruck erreicht hat:-Die Geschwindigkeit, mit der der Druck in der Einbuchtung To2" in der Auflage- bzw. Gleitfläche der Stützplatte 1o1 aufgebaut wird, wird also gegenüber der für den Aufbau des Betriebsdruckes im Arbeitszylinder 46 benötigten Zeit verzögert. So wird erreicht, daß die Stützplatce 1o1 zu keinem Zeitpunkt, weder beim Anlassen des hydraulischen Sternkolbenmotors, noch auch während seines Betriebes, zum Abheben von der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) neigt.

Es ist klar, daß die Stirnfläche des Abdichtkolbens 1o6 so groß gewählt ist, daß ein dichtes Anliegen an die Oberfläche der mit einem

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Zylinderein- "bzw. -auslaß in Verbindung stehenden Öffnung in der Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanachette) 4o normalerweise gewährleistet ist, daß ferner die an der Stirnfläche des Abdichtkolbens 1o6 vorgesehene Öffnung zwar nicht lang, aber doch genügend groß sein soll, um einwandfreie Verbindung mit den zugeordneten Zylinderein- bzw. -auslaßöffnungen zu gewährleisten. Jedoch wird ein !eil der öffnung eines jeden Zylinderein- bzw.-auslasses nur in dem Falle von der Stirnfläche des Abdichtkolbens 1o6 verschlossen, wenn ein eingestellter Durchsatz nicht erforderlich ist.

Es ist offensichtlich, daß bei den dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen hydraulischen Sternkolbenmotors Abänderungen möglich sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung umfaßt alle vorteilhaften Teil-, Unter- und Gesamtkombinationen der beschriebenen Merkmale.

-Patentansprüche-

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Claims (6)

1. H53602

   1J Hydraulischer Sternkolbenmotor mit einer auf einem Kurbelzapfen drehbar angeordneten Steuerschiebermuffe (Kurbelzapfenmanschette) zur Steuerung des Druckmittelflusses zwischen sternförmig angeordneten, zur Gewährleistung ständiger radialsymmetrischer Anordnung zur Kurbelwelle pendelnd gehaltenen Zylinder-Kolben-Einhelten zum Kurbelzapfen, sowie mit zugeordneten Pleuellagern, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Pleuellager eine stets durch hydrostatischen Druck dicht an die Steuerschiebermuffe (4o) angepreßte Spurplatte (48, 1oi) mit einer konkaven zylindrischen Auflage- oder Gleitfläche (76, I06) mit zentraler, zum Druckübertragungsmitteldurchlaß offener Einbuchtung oder 'lasche (85) aufweist, derart, daß zur Verhinderung des Abhebens der Spurplatte (48) des Pleuellagers von der Steuerschiebermuffe (4o) durch sich dazwischen aufbauende hydrostatische Kräfte diese, insbesondere beim Anlassen des hydraulischen Sternkoltenmotors auftretenden Kräfte vermindert werden, indem die offene - zentrale Einbuchtung (85) eine zur ordnungsgemäßen Zusammenarbeit mit • zugeordneten- Sin-' bzw. Aus laß Öffnungen (41, 42, 43, 44, 45) der· .Steuerschiebermuffe (40) gerade ausreichende Ausdehnung hat und die Spurplatte zusätzlich eine dem Druckausgleich dienende zweite Einbuchtung oder 'lasche (86) besitzt, die durch einen hervorstehenden Steg (87) auf der Auflage- oder Gleitfläche (76, I06) von der ersten Einbuchtung (85) getrennt ist.
2. 2. Hydraulischer Sternkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hervorstehende Steg (87) zwischen der zentralen Durchfluß gewährenden Einbuchtung (85) und dar Druckausgleicheinbuchtung (86) einen den Druckmi-ctelfluß begrenzenden Durchlaß (88) aufweist.
3. 3. Hydraulischer Stornkolbenmotor nach Anspruch 1 und/oder 2, daaurcli

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   BAD OFXGiNAL

   gekennzeichnet, daß auf jeder Seite einer zentralen Einbuchtung (85^!) je ei/je Ausgleichseinbuchtung (86¹) angeordnet ist, derart, daß diese Ausgleichseinbuchtungen (86') durch den Steg (87') von der zentralen Einbuchtung (85') getrennt sind.
4. 4. Hydraulischer Sternkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ,

   zeichnet, daß die zentrale Durchfluß gewährende Einbuchtung (io4) ι

   i durch einen hohlen Kolben (io6) gebildet wild, der in eine Spurplatte

   (101) eingepaßt ist und gegen die Auflage- bzw. G-Ie it fläche derart angepreßt wird, daß der zugeordnete Sand (io3) dieses hohlen Kolbens (1o6) einen Steg bildet, der der Begrenzung des Durchflusses von Druckübertragungsmittel in die dem Ausgleich dienende Einbuchtung

   (102) dient.
5. 5. Hydraulischer Sternkolbenmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (io6) mittels Federmitteln (io?) gegen die Auflage- bzw.Gleitfläche zur Zusammenarbeit mit der Steuerschiebermuffe (4o) angepreßt wird, wenn infolge der Drucknibteldurchflußregelung durch die- Steuermuffe (4o) auf den Kolben (io6) hydrostatische Kräfte/ wirken. . ■
6. 6. Hydraulischer Sternkolbenmotor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des Abhebens der Pleuellagerung von der Steuerschiebermuffe (4o) ein Durchfluß beschränkender Durchlaß am äußeren Ende des Kolbens (io6) vorgesehen ist, mittels der die Durchlaß gewährende Einbuchtung (io4) in der Auflage- bzw.Gleitfläche der Spurplatte (io1) mit der Ausgleichseinbuchtung (Io2), in der sich der Druck mit verminderter Geschwindigkeit aufbaut, verbunden ist.

   Patentanwälte Stehmann - Dr. Schweinzer

   90 9 813/0774

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