DE1503352C - Hydraulische Mehrzylindermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine als Motor und Pumpe verwendbare hydraulische Mehrzylindermaschine mit umlaufendem Zylinderblock, mit einem im Gehäuse feststehenden Kolbenführungsring mit einer Nockenfläche zur Betätigung der Arbeitskolben sowie mit einer Steuerspiegelsteuerung, bei welcher die Steuerung über eine senkrecht zur Antriebsachse angeordnete Steuerfläche eines gegen den Steuerspiegel des Zylinderblocks anliegenden beweglichen Steuerkörpers und die Flüssigkeitsführung von diesem in das Gehäuse durch teilweise in dem Steuerkörper, teilweise in dem Gehäuse gelagerte Hohlkolben erfolgt.

Derartige Anordnungen sind aus der britischen Patentschrift 779 670 und der französischen Patentschrift 1 305 818 bekannt, bei denen jedoch der gegen den Steuerspiegel anliegende Steuerkörper nicht frei beweglich, sondern an auf der dem Steuerspiegel abgewandten Seite im Gehäuse befestigten, in den Steuerkörper eingreifenden axialen Stiften oder Bolzen geführt ist.

Wenn nun die Drehgeschwindigkeit und der Druck der Arbeitslosigkeit nicht allzu hoch sind, genügt bereits die Behinderung der freien Beweglichkeit des Steuerkörpers durch die Führungsstifte, um das freie Spiel des Steuerkörpers am Steuerspiegel einzuschränken und eine ungleichmäßige Anlage mit der Folge ungleichmäßiger Leckraten und schlechten Gleichlaufs herbeizuführen. Außerdem ist dadurch die niedrigste erreichbare Geschwindigkeit nach unten begrenzt.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Maschine der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die Erreichung niedriger Geschwindigkeiten unter Erhaltung . des einwandfreien und gleichmäßigen Laufs gewähγιο leistet ist.

Hierzu sieht die Erfindung vor, daß der Steuerkörper ausschließlich durch die Hohlkolben drehfest gehalten und in an sich bekannter Weise unter Federdruck und unter dem Druck der Arbeitsflüssigkeit zur Anlage am Steuerspiegel des Zylinderblocks gehalten ist.

Die Hohlkolben verhindern nur das Mitdrehen, sitzen aber im übrigen nur so eng in den Bohrungen im Steuerkörper und im Gehäuse, wie es zur Gewährlei-

ao stung der Funktion der Dichtringe erforderlich ist. Die freie Beweglichkeit des Steuerkörpers wird also durch die Hohlkolben nicht über die reine Verdrehsicherung hinaus beeinträchtigt. Die Bedeutung der doppelten Druckausübung liegt darin, daß bei langsamem Lauf

as und niedrigem Druck im Verein mit der freien Beweglichkeit des Steuerkörpers dieser von den Federn, unabhängig vom Flüssigkeitsdruck, in satter Anlage am Steuerspiegel gehalten und eine einwändfreie Abdichtung sowie ein gleichmäßiger Lauf der Maschine erzielt wird. Bei zunehmendem Druck indessen nimmt auch die über die Arbeitsflüssigkeit ausgeübte Druckkraft zu und überlagert sich zunehmend der Kraft de Feder, um den Dichtdruck proportional dem Druck der Flüssigkeit, gegen die abgedichtet werden soll, zu erhöhen.

An sich bekannt ist die doppelte Druckausübung aus der deutschen Auslegeschrift 1 026 624, bei der ein axialer, durch eine in einen Gehäuseteil eingreifende Verzahnung gegen Verdrehen gesicherter Steuerbolzen unter Federdruck und unter dem Druck der Arbeitsflüssigkeit in Anlage an dem umlaufenden Zylinderblock einer hydraulischen Mehrzylindermaschine gehalten wird.

In einer im Hinblick auf platzsparende und einfache Unterbringung der Federn vorteilhaften Ausführungsform, sind die Federn in den Hohlkolben untergebracht und drücken über die Hohlkolben den Steuerkörper gegen den Steuerspiegel des Zylinderblocks.

Zweckmäßig weisen die Hohlkolben eine dem Druck der Flüssigkeit ausgesetzte Fläche auf und drücken über die Fläche den Steuerkörper gegen den Steuerspiegel des Zylinderblocks.

Es empfiehlt sich, daß die Bohrung jedes Hohlkolbens und die Flüssigkeitsführung im Gehäuse und im Zylinderblock eine geradlinige Verbindung ergeben, um die Strömungsverluste innerhalb der Maschine zu vermindern.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt einen axialen Teilschnitt einer hydraulischen Mehrzylindermaschine unter Aussparung einesstrichpunktierten Rechtecks;

F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Wiedergabe dieses Rechtecks;

F i g. 3 ist eine Teilansicht des Steuerkörpers gemäß F i g. 2 von links.

In F i g. 1 bezeichnet 1 das feststehende Gehäuse

der Mehrzylindermaschine, in dem sich die in Kugellagern 3 und 4 gelagerte Welle 2 dreht. Auf der Welle 2 ist der Zylinderblock 5 angeordnet und dreht sich mit dieser.

In dem Zylinderblock 5 sind elf Zylinder 6 vorgesehen, von denen jeder einen Arbeitskolben 7 enthält. Der Arbeitskolben 7 trägt eine Rolle 10, welche auf einer sinusförmigen Nockenfläche 8 abrollt. Die Mehrzylindermaschine ist für acht Hübe je Umdrehung eingerichtet. Dementsprechend weist das Nokkenprofil acht vollständige Sinuslinien auf, welche jedoch in ihrer Form abgewandelt sind, um Strömungsstillstände bei der Umdrehung zu bilden. Durch die Leitung Il wird die Arbeitsflüssigkeit eingespeist und durch die Leitung 12 zum Vorratsbehälter zurückgeleitet.

Gemäß F i g. 2 erfolgt die Zuleitung der Arbeitsflüssigkeit durch den Kanal 13 in den Grund eines jeden Zylinders 6. Der Steuerkörper ist in seiner Gesamtheit mit 14 bezeichnet. Er weist zylindrische Ausnehmungen zur Aufnahme der Hohlkolben 15 auf, die jeweils von einer Feder 16 am Grund ihrer Ausnehmung gehalten werden. Die Feder 16 ist bestrebt, den Hohlkolben auf die linke Seite der F i g. 2 zu drücken. Auf die Fläche 17 des Hohlkolbens 15 wirkt die Druckflüssigkeit, welche durch die Leitung 11 ankommt. Hierzu ist der gemäß F i g. 2 rechte Teil des Hohlkolbens 15 in einer Ausnehmung des Teils 18 des feststehenden Gehäuses 1 untergebracht.

Durch den Hohlkolben 15 verläuft eine Bohrung 19 kreisförmigen Querschnitts, während der Durchlaß 20, welcher der Bohrung 19 entspricht und in dem Steuerkörper 14 vorgesehen ist, einen länglichen etwa bohnenförmigen Querschnitt besitzt.

Beide Querschnitte sind aus Fig. 3 ersichtlich, in welcher die Hohlkolben 15 gestrichelt angedeutet sind. In F i g. 3 sind nur zwei Hohlkolben 15 wiedergegeben, während auf dem ganzen Umfang sechzehn Stück verteilt sind, nämlich zwei je Zylinder 6, von denen der eine für die Zuleitung der Arbeitsflüssigkeit, der andere für deren Ableitung vorgesehen ist.

Der Kanal 13 ist in einem Teil 21 des Zylinderblocks 5 vorgesehen und dreht sich mit diesem. Der Teil 21 weist zwischen den Stellen 22 und 23 eine einen Steuerspiegel bildende senkrecht zur Achse der Welle 2 stehende ebene Fläche auf. Der Teil 21 kann mit dem Zylinderblock 5 einstückig oder an den Zylinderblock 5 angesetzt sein. Der Steuerkörper 14 weist gleichzeitig eine ebene Fläche auf, die unter der Wirkung der Feder 16 bzw. unter der Gesamtwirkung dieser Feder 16 und des bei 11 ankommenden Drukkes auf die Steuerspiegelfläche des Teils 21 gedrückt wird.

An der dem Steuerspiegel zugewandten Fläche des Steuerkörpers 14 sind zwischen den Stellen 24 und 25 bzw. 26 und 27 Dichtflächen vorhanden. Zwischen den Stellen 22 und 24 bzw. 23 und 27 ist eine freie Oberfläche vorhanden, die zur Aufnahme des Unterschieds zwischen der Kraft, die durch die Hohlkolben 15 in Fi g. 2 nach links ausgeübt wird, und der Kraft dient, die von dem Druck herrührt, welcher auf die Oberfläche 24 bis 27 des Steuerkörpers 14 wirkt.

Wie in F i g. 3 zu erkennen ist, ist die den Steuerspiegel bildende Fläche des Steuerkörpers 14 durch eine Anzahl von Dichtflächen gebildet, die sich durch radiale Rillen 28, 29 in Verbindung mit Umfangsrillen

. 30, 31 ergeben.

ίο Die Wirkungsweise der Mehrzylindermaschine ist folgende: Die bei II ankommende Arbeitsflüssigkeit drückt den Hohlkolben 15 nach links auf den Grund der Ausnehmung in dem Steuerkörper 14. Der Hohlkolben 15 drückt hierdurch gegen den Steuerkörper 14, der seinerseits an dem Steuerspiegel des Teiles 21 zur Anlage kommt. Während eine Strömung stattfindet, deckt sich der Kanal 13 mit den Durchlässen 19 bzw. 20.

Für den gleichen Zylinder 6 ergibt sich der Rückstrom durch die im Drehsinn folgende Leitungsanordnung. Der Rückstrom erfolgt durch die Leitung 12 zum Vorratsbehälter.

Die Mehrzylindermaschine läßt die Umkehr der Bewegungsrichtung zu. In diesem Fall erfolgt die Zuleitung der Arbeitsflüssigkeit durch die Leitungen 12 und der Rückstrom durch die Leitungen 11.

Der Steuerkörper 14 wird an einer Drehung durch die Hohlkolben 15 gehindert, die ihrerseits in den Teil 18 festgehalten sind. Um eine einwandfreie Abdichtung am Steuerspiegel zu erzielen, müßte die Berührungsfläche genau senkrecht zur Drehachse stehen. Technologische Gründe machen dies jedoch unmöglich. Falls Abweichungen von der Senkrechten infolge Bearbeitungsungenauigkeit, von Spiel oder Federn in den Kugellagern für die Welle 2, von ungleichmäßigen Ausdehnungen oder Metallverformungen vorhanden sind, werden die Anlageflächen am Steuerspiegel eine Taumelbewegung ausführen bzw. windschief sein, was Leckverluste zur Folge hat, die sich besonders beim Durchgang durch die oberen und unteren Totpunkte bemerkbar machen. Damit nun der Steuerkörper die leicht taumelnde Bewegung nachvollziehen und stets am Steuerspiegel anliegen kann, muß er vollkommen fliegend bzw. schwebend gehalten werden.

Dies geschieht ganz gleichmäßig durch die Hohlkolben 15, die mit Spiel in ihren Ausnehmungen angeordnet sind und folgende Wirkungen gewährleisten:
1. Sie führen den Steuerkörper 14 am Steuerspiegel drehfest gegen den drehenden Teil 21;

2. Sie ergeben innere Verbindungen für den Durchlaß der Druckflüssigkeit;

3. Sie halten, über die Federn 16 bei sehr geringen Geschwindigkeiten mit kleinem hydraulischem Druck den Steuerkörper 14 in Anlage am Steuerspiegel;

4. Sie ergeben das notwendige freie Spielen des Steuerkörpers 14, damit dieser immer an dem drehenden Teil 21 in Anlage sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Als Motor und Pumpe verwendbare hydraulische Mehrzylindermaschine mit umlaufendem Zylinderblock, mit einem im Gehäuse feststehenden Kolbenführungsring mit einer Nockenfläche zur Betätigung der Arbeitskolben sowie mit einer Steuerspiegelsteuerung, bei welcher die Steuerung über eine senkrecht zur Antriebsachse angeordnete Steuerfläche eines gegen den Steuerspiegel des Zylinderblocks anliegenden beweglichen Steuerkörpers und die Flüssigkeitsführung von diesem in das Gehäuse durch teilweise in dem Steuerkörper, teilweise in dem Gehäuse gelagerter Hohlkolben erfolgt,' d ad u rch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (14) ausschließlich durch die Hohlkolben (15) drehfest gehalten und in an sich bekannter Weise unter Federdruck und unter dem Druck der Arbeitsflüssigkeit zur Anlage am Steuerspiegel des Zylinderblocks (5) gehalten ist.

2. Mehrzylindermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (16) in den Hohlkolben (15) untergebracht sind und über die Hohlkolben (15) den Steuerkörper (14) gegen den Steuerspiegel des Zylinderblocks (5) drücken.

3. Mehrzylindermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkolben (15) eine dem Druck der Flüssigkeit ausgesetzte Fläche (17) aufweisen und über die Fläche (17) den Steuerkörper (14) gegen den Steuerspiegel des Zylinderblocks (5) drücken.

4. Mehrzylindermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (19) jedes Hohlkolbens (15) und die Flüssigkeitsführung im Gehäuse (1) und im Zylinderblock (5) eine geradlinige Verbindung ergeben.