DE1528450A1

DE1528450A1 - Hydraulic radial piston motor

Info

Publication number: DE1528450A1
Application number: DE19651528450
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Quandt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-09-25
Filing date: 1965-09-25
Publication date: 1972-03-23
Also published as: DE1528450B2; DE1528450C3

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS QiPU-INO. FRiTZ THIELEKE DR.-INQ. RUDOLF DDRINQ DR. JOACHIM FRlCKEQiPU-INO. FRiTZ THIELEKE DR.-INQ. RUDOLF DDRINQ DR. JOACHIM FRlCKE

BRAUNSCHWEIG - MÜNCHENBRAUNSCHWEIG - MUNICH

Dr. Expl.Dr. Expl.

Professor Lr.-Ing. Alfred Kuhlenkanp, Braunschweig, Maschstr.Professor Lr.-Ing. Alfred Kuhlenkanp, Braunschweig, Maschstr.

"Hydraulischer Radial-Kugelkolbenziotor""Hydraulic radial ball piston engine"

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Radial-iiugelkolben-EOuor mit einem drehbar in einem G-ehäuse angeordneten Rotor, bei v/elchera wenigstens eine radial verlaufende Bohrung oder Ausnehmung als Zylinder fur einen oder für zwei als Kugeln oder Rollen ausgebildete Kolben dient, welcher auf einer den Rotor umgebenden gehäusefesten Rollbahn abläuft.The invention relates to a hydraulic radial piston piston EOuor with a rotatable rotor in a G-housing, at v / elchera at least one radially extending bore or Recess as a cylinder for one or for two as balls or Piston formed by rollers is used, which runs on a roller track which is fixed to the housing and which surrounds the rotor.

Bei Hot or en der eingangs genannten Art ist die Lüögllchkeit gegeben, mit einein im Vergleich zu anderen Antriebsmotor en einfachen Aufbau und bei vergleichsweise geringen Abmessungen relativ hohe Antriebsleistungen zu erzielen. Die eingangs genannten Motoren gehören im Hinblick auf ihr Bauprinzip zu den Eadial-Kolbenmaschinen. Diese Maschinen können generell als Pumpen, Kupplungen, Bremsen oder wie im vorliegenden Talle als L'otore arbeiten. Grundsätzlich ist die umkehrung eines Motors in eine Pumpe und umgekehrt möglichj es ist jedoch je nach jeweiligem Zweck mit Nachteilen zu reohnen, wenn eine Maschine nicht für den ureprünglich vorgesehenen Jweok verwendet wird.'In hot ores of the type mentioned at the beginning, there is a possibility of freedom given, with one compared to other drive motors simple structure and with comparatively small dimensions to achieve relatively high drive powers. The ones mentioned at the beginning In terms of their construction principle, motors belong to the Eadial piston machines. These machines can generally be used as Pumps, clutches, brakes or as in the present Talle work as L'otore. Basically the reverse is one Motor in a pump and vice versa possible, however, it is always possible to regret with disadvantages according to the respective purpose, if one Machine not used for the originally intended Jweok will.'

8AD ORIQfAAL8AD ORIQfAAL

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Die Erfindung befaßt sich hauptsächlich mit Radial-Kuge!kolbenmotoren. Besonderes Anwendungsgebiet sollen Antriebsaufgaben in Steuer- und Regelkreisen sein, wobei die zu diesen Zwecken verwendeten Motoren als Drehmomentverstärker verwendet sein sollen und eine eingeführte oder energiearm vorgegebene Größe, beispielsweise eine Bewegungsgröße, unverändert, jedoch mit hohem Drehmoment, abgeben sollen.The invention is mainly concerned with radial ball piston motors. A special area of application should be drive tasks in control and regulation loops, with those for these purposes The motors used should be used as torque amplifiers and an introduced or low-energy specified variable, for example a movement variable, unchanged, but with a high torque.

Ss ist möglich, Steuer- und Regelkreise und die zur Bildung solcher Kreise erforderlichen Vorrichtungen sehr klein auszubilden, d.h. in wenigen edm Raun unterzubringen. Es ist d.viher verständlich, daß die Motore, die die Steuer- oder Rerelinpulae oder -befehle in Antriebsarbeit umsetzen, so klein und leistunercfähig wie nur irgend möglich ausgebildet sein müssen. Zugleich muß von solchen Motoren aber auch verlangt v/erden, daß sie mit möglichst geringen Verlusten arbeiten. Im Interesse einer feinfühligen und trägheitsloeen Steuerung oder Regelung müstsen Motoren der in Rede stehenden Art fehlerfrei, d.h. so genau wie irgend möglich steuerbar sein und auf Steuer- bzw. Regelimpulse möglichnt feinfühlig ansprechen. Zu diesen Forderungen gehört außerdem auch noch die Verwirklichung eines stufenlos erfaßbaren möglichst großen Drehzahlbereiches und die Möglichkeit, den Motor beliebig schnell in seiner Drehrichtunr aus beliebigen Drehzahlen heraus umkehren au können. Außerdem verlangt die einwandfreie Erfüllung von Re£eld.ufgaben schließlich noch einen Motor, :Ver auch im Lrehzahlbereich nahe Null, d.h. bei äußerst geringen Drehzahlen oder Winkelgeechwindigkeiten,genau entsprechend .ien gegebenen Befehlen verluetarra und einwandfrei arbeitet.Ss is possible to control and regulate loops and to form to make the devices necessary for such circles very small, i.e. to accommodate them in a few square meters. It is d.viher understandable that the motors that control or rerelinpulae or convert commands into drive work, so small and inefficient must be trained as humanly possible. At the same time, however, such motors must also be required to be equipped with work with the lowest possible losses. In the interest of sensitive and inertial control or regulation, motors must of the type in question, error-free, i.e. controllable as precisely as possible and possible in response to control or regulating pulses address sensitively. These requirements also include the implementation of a continuously variable as possible large speed range and the possibility of turning the motor at any speed in its direction of rotation from any speed to be able to reverse. It also requires impeccable fulfillment von Re £ eld finally gave up an engine: Ver also im Speed range close to zero, i.e. at extremely low speeds or angular speeds, exactly as given Commands verluetarra and works fine.

β/Λβ / Λ

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Die bekannten Motoren der eingangs genannten Art weisen tin G-ehäuee auf, in welchem ein Hot or, der die Form einer Glocke oder eine Topfform mit am Boden einstückig angeformtem Wellenstumpf aufweist, drehbar gelagert ist. Ia Rotor aind radiale oder im wesentlichen radial verlaufende Bohrungen oder Ausnehmungen vorgesehen und in diese Äugeln oder auch walzenförmige Rollen eingepaßt, welche auf einer oder mehreren insbesondere axial nebeneinander angeordneten gehäusefesten oder vom Gehäuse gehaltenen Rollbahnen ablaufen, wenn entsprechend der js'örm dieser exzentrisch zun Rotor gelagerten Rollbahnen über einen in den inneren Hohlraum der 'üopf- oder Glockenform des Rotors eingreifenden Steuerzylinder in gesteuerter Weise Druckflüssigkeit zugeführt bzw. abgeleitet wird.The known motors of the type mentioned have tin G-ehäuee in which a hot or which is in the shape of a bell or has a pot shape with a stub shaft formed in one piece on the bottom, is rotatably mounted. Ia rotor aind radial or substantially radially extending bores or recesses are provided and in these balls or also roller-shaped rollers fitted, which are fixed to the housing or held by the housing on one or more, in particular, axially adjacent to one another Runways run off, if according to the js'örm this eccentric to the rotor mounted roller tracks via a meshing into the inner cavity of the 'pot or bell shape of the rotor Control cylinder supplied pressure fluid in a controlled manner or is derived.

Mir die eingangs genannten Antriebsaufgaben in Steuer- und Regelkreisen sind die bekannten Motoren aus zahlreichen Gründen nicht geeignet. Zur Beeinflussung dea Laufes der bekannten ilotoren'bedient man sich in der Praxis beispielsweise verschiedener Maßnahmen. Aus der BSP 873 207 ist es bekannt, den in das Innere des Eotors eingreifenden Steuerzylinder in bezug auf die gehaueefeate Hollbahn zu verdrehen, um die Motorleistung zu verändern. Bei dieser Maßnahme wird aber die Lage der von der Rollbahn bestimmten Totpunkte, welche unveränderlich ist, zur Lage der durch die Druckflüssigkeitβzufuhr bzw. -abfuhr bestimmten Totpunkte fehlerhaft, so deß eich nicht vermeiden läfcit, daß die eineeinen Zylinder eines eolc&en Kotor* Ια Bereich ihrer Totpunkte eis Pumpen oder Brteeen und nicht als HotoreFor numerous reasons, the known motors are unsuitable for the drive tasks in control and regulation circuits mentioned at the beginning. In practice, for example, various measures are used to influence the running of the known motors. From BSP 873 207 it is known to rotate the control cylinder, which engages in the interior of the eotor, with respect to the hewn track in order to change the engine output. With this measure, however, the position of the dead points determined by the runway, which is invariable, to the position of the dead points determined by the pressure fluid supply or discharge becomes incorrect, so it cannot be avoided that the one cylinder of an eolc & en Kotor * Ια area of their Dead spots ice pumps or tea and not as hotore

' B ".D ΟΒΙΘΙΝΑΓ⁴*'B ".D ΟΒΙΘΙΝΑΓ ⁴ *

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arbeiten« Dabei geht ein sehr hoher Anteil der zugeführten Leistung verloren oder wird in Wärme umgesetztj zugleich wird der Verschleiß groß und die lebensdauer Terringert sich. Die wesentlichste Eigenschaft, die gemäß den eingangs genannten Forderungen für Regel- und SteuerauXgaben vorhanden sein muß, nämlich eine möglichst geringe Baugro'ße bei hoher Antriebsleistung, läßt sich aber bei dieser Energieverschwendung keinesfalls verwirklichen.·work «A very high proportion of the supplied Power is lost or converted into heat at the same time the wear is great and the service life is reduced. The most essential property, according to those mentioned at the beginning Requirements for regulation and control tasks must be available, namely the smallest possible size with high drive power, but cannot be realized with this waste of energy.

Eine andere Art der Beeinflussung des ilotorlaufes zeigt die österreichische Patentschrift 97 044, Dabeiwird der ir. Gehäuse gehaltene Ring, der die Rollbahn für die ICugelkolben oder walserförmigen Kolben bildet, in Form eines exzentrisch zum Roior belagerten Kreisringes susgebildet und dieser Kreisring durch Druckeinwirkung verformt, so daß er die Porm eines Langrundes oder einer Ellipse annimmt. Zunächst 1st festzustellen, daß eine solche Art der Steuerung ohne das Vorhandensein einer gewissen Kindeststeuerleistung, die im vorliegenden Falle relativ groß ist, undenkbar ist? denn es bedarf erheblicher Kräfte, u:a einen metallischen Laufring zu verformen. Aufwendig wird der Bau solcher Motoren infolge der zum Verformen der Rollbahn benötigten Einrichtungen. Außerdem führt die Verformung des Laufringes zu einer Veränderung der geometrischen Beziehung zwischen i.otor und Rollbahn, durch, welche dtr Kolbenhub verändert wird. Line Veränderung des Kolbenhubes führt aus naheliegenden Gründen zu einer Senkung der Leistung, d.h. tine βölohβ Maßnahme steht in krassem Widerspruch zu der Forderung, bei kleinsten Abmessungen hohe Antriebsleistung«!! zu erzielen.This shows another way of influencing the running of the rotor Austrian patent specification 97 044, the ir. housing is held ring that forms the runway for the I-ball piston or Walser-shaped Piston forms, beleaguered in the form of an eccentric to the Roior Annular ring and this annulus is deformed by the action of pressure, so that it has the shape of a long round or an ellipse. First of all, it should be noted that such a type of control without the presence of a certain minimum tax benefit, which in the present case is relatively large, is unthinkable? because it takes considerable forces u: a to deform a metallic race. The Construction of such engines as a result of the need to deform the runway Facilities. In addition, the deformation of the race leads to a change in the geometric relationship between i.otor and runway, by which dtr piston stroke is changed. Line change in piston stroke results for obvious reasons to a reduction in performance, i.e. there is a measure in stark contradiction to the requirement that high drive power with the smallest dimensions «!! to achieve.

20ββ1>/βίΛ·20ββ1> / βίΛ

Es.sind euch noch.zahlreiche" andere motorgebundene Steuerungsarten "bekannt _n Es.sind you _n noch.zahlreiche "other motor-bound control types" known

S.S. österr.austrian Pat.Patient 9797 044044 Deutsch.German. Pat.Patient 11 275275 796796 Brit.Brit. trtr 573573 392392 IlIl IlIl 11 025025 722722 MM. titi 592592 618618 IlIl IlIl 11 027027 513513 ItIt IlIl 33 827827 IlIl titi 11 061061 619619 ItIt IlIl 105105 638638 IlIl IlIl 096096 751751 Franz.Franz. IlIl 458458 597597 ItIt IlIl 873873 207,207,

die im einzelnen hier nicht ausführlich behandelt zu werden brauche: weil sie zum Seil zur Steuerung von Radial-iColbenniaschinen bei dere: Arbeitsv/eise als Pumpen dienen oder weil durch die Art der Steuerun, zumindest die Ba-ugröße des Hot or ε vergrößert oder dessen Leistungsfähigkeit in bezug auf seine 3augröße vermindert wird.which need not be dealt with in detail here: because they are used to control radial iColben sewing machines in the following cases: Work as pumps or because the type of control at least the size of the hot or ε increases or its performance is reduced in relation to its size.

Die Leistungsfähigkeit eines Motors der in Rede stehenden Art wird maßgeblich von seinen Verlusten bestimmt. Diese Verluste sind bei den bekannten Motoren zum Teil recht groß. Sie setzen sich aus mechanischen Widerstandsverlusten und aus hydraulischbedingten,insbe Leckverlusten zusammen. Die WiderStandsverluste beruhen insbesondere darauf, daß die Rotoren der bekannten Motoren nur an einem Ende dea glocken- oder topfförmigen Körpers gelagert sind, so daß trotz der Verwendung dtr an aich teuren und auf v/endigen Wälzlager infolge dec beim .Betrieb entstehenden Kippmomentes ein zum Seil erheblicher Drehwiderstand ic Lager entsteht, der zu einer relativ etarken Erwärmung bei starkem Verschleiß führt. Di· bereite Yorgesehlagenon MaUnahneη zur Senkung der Reibungsverluste «wischen Kolben und Laufbahn sowie xv/isohen Kolben und Zylinder führen ausnahmslos (e. z.B. die britiaoh· Patentschrift 3827) dazu, daß sich die 4btjeseungen des Motors im Vergleich zur Leistung in erheblicher Weise The performance of an engine of the type in question is largely determined by its losses. In the known motors, these losses are sometimes quite large. They are made up of mechanical resistance losses and hydraulic losses, especially leakage losses. The resistance losses are based in particular on the fact that the rotors of the known motors are mounted only at one end of the bell-shaped or cup-shaped body, so that despite the use of dtr on aich expensive and on v / end roller bearings due to dec during .Betrieb resulting tilting moment to the rope There is considerable resistance to rotation in the bearing, which leads to a relatively strong increase in temperature when there is heavy wear. Di · ready Yorgesehlagenon MaUnahneη to reduce friction losses "wipe piston and careers, and xv / isohen piston and cylinder invariably lead (e. As the britiaoh · Patent 3827) results in that the 4btjeseungen of the motor compared to the power in a significant way

209813/0*0· ' BAD ORIGINAL* ·209813/0 * 0 · 'BAD ORIGINAL * ·

Auch der Senkung dar Leckverluste sind Grenzen gesetzt. Will man nämlich die Reibungsverluste zwischen Kugelkolben und Zylinderwandung gering halten, dann muß ein gewisses Mindestspiel zwischen Kugel und Zylinderwandung vorhanden sein. Je höher der Flüssigkeitsdruck ist, umso größer werden bei diesem Mindeetspiel die Leckverluste. Will man hingegen die Leckverluste klein halten, führt nur die gegenteilige Maßnahme zum Erfolg, d.h. die als Kolben dienende Kugel muß in den Zylinder möglichst eng, vorzugsweise im Gleitsitz, eingepaßt sein. Eine gewisse unvermeidliche Gleitreibung als Widerstand läßt sich dabei nicht vermeiden. Eine reibungsbedingte Erwärmung läßt sich ebenfalls nicht umgehen. Die Erfahrungen mit bekannten Uotoren haben gezeigt daß diese Maßnahmen relativ rasch zu starkem Verschleiß führen, weil die ungleichmäßige Erwärmung von Rotor und Kugel zu Verkleidungen der Kugel in dem Zylinder und damit zu gesteigerter : Reibung und schließlich zu einem Tressen, ggfs. Blockieren, führt.' Dabei wird häufig der Motor zerstört. Als Abhilfe wird beispiels- ; v/eise in der britischen Patentschrift 578 332 aber auch in anderen; der bereits oben erwähnten Patentschriften vorgeschlagen, die jThere are also limits to the reduction in leakage losses. If you want to reduce the friction losses between the spherical piston and Keep the cylinder wall small, then there must be a certain minimum clearance between the ball and the cylinder wall. Ever The higher the fluid pressure, the greater the leakage losses in this Mindeet game. On the other hand, if you want leakage losses keep it small, only the opposite measure leads to success, i.e. the ball serving as a piston has to go into the cylinder as much as possible be fitted tightly, preferably in a sliding fit. A certain unavoidable sliding friction as resistance cannot be found here avoid. Heating caused by friction cannot be avoided either. Experience with known motors has shown that these measures lead relatively quickly to severe wear, because the uneven heating of the rotor and ball to cladding the ball in the cylinder and thus to increased: friction and finally to a weaving, possibly blocking. ' This often destroys the engine. As a remedy, for example; v / eise in British patent specification 578 332 but also in others; of the patents already mentioned above which j

Zylinder in Bereich des Kugelkolbenhubes mit lösbar eingesetzten Buchsen auszurüsten, und diese Buchsen aus Material von besonderer Wärmeleitfähigkeit, besonderer Festigkeit, besonderer Hart· u»v?. auszubilden. Es iet offeneichtlich,daß mit einer solohen l!aß«*hme ' der eingangs genannten förderung nach einfachem Aufbau insbesondere aber nach geringer Baugröße nicht entsprochen wird. To equip the cylinder in the area of the ball piston stroke with releasably inserted bushings, and these bushings made of material of particular thermal conductivity, particular strength, particular hardness. to train. It is evidently that the above mentioned promotion for simple construction but especially for small size is not met with a single engine.

Aue den bereite genannten zahlreichen Patenteohr if ten lot zu. nehmen, de3 bei der Konstruktion Ton Radial-Kolbenmotoran relativAue the already mentioned numerous patent ear if ten lot . take, de3 relative to the construction of ton radial piston engine

208113/0108 ^aAD 208113/0108 ^aAD

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hohe Verluste, eine mehr oder weniger geringe Lebensdauer, eine fest vorgegebene nicht überschreitbare Leistungsfähigkeit und eine gewisse Mindeatbaugröße, die für die eingangs genannten Forderungen iru. groß ist, nicht unterschritten werden kann.high losses, a more or less short service life, a Firmly specified performance that cannot be exceeded and a certain minimum size for the ones mentioned at the beginning Claims iru. is large, cannot be fallen below.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile der bekannten Radial-Kolbenmotoren zu vermeiden und eine Bauform eines solchen Motors zu finden, die bei geringen Verlusten, langer Lebensdauer, feinfühliger und Y/eitgehend träghei*tsloser Steuerbarkeit des Motors zugleich die nahezu kleinstmögliche Bauweise bei einer gegebenen Leistung gewährleistet.The object of the invention is to avoid the disadvantages of the known radial piston motors and a design To find such a motor with low losses, long service life, more sensitive and more inertia Controllability of the motor at the same time almost the smallest possible Design guaranteed for a given performance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor als zylindrische, in wenigstens zwei Gleitlagern geführte Walze ausgebildet ist und bei einem nit zwei IColben ausgerüsteten Zylinder einen, das Zweifache des Kugeldurchir.essers betragenden Durchmesser aufweist, welcher höchstens um einen geringen Betrag, der eine gegenseitige Berührung der Kugeln in der unteren Totpunkt lage ausschließt, vergrößert ist, während bei nur einem Kolben jeThis object is achieved according to the invention in that the rotor is designed as a cylindrical roller guided in at least two slide bearings and, in the case of one, is equipped with two I-pistons Cylinder one that is twice the spherical diameter Has diameter, which at most by a small amount, the mutual contact of the balls in the bottom dead center position excludes is enlarged, while with only one piston per

etwaapproximately

Zylinder der Durchmesser der als Kolben dienenden ICugel/das 0,7-fache des Rollbahndurchmesee-rs beträgt, und daß zur Druckflüssigkeitszufuhr und -ableitung gehäusefeste, zugleich als Gleitlager für den Rotor ausgebildete Steuerhülsen mit bogenförmigen Steuerkaramern und am Rotor in umfängliche St euer öffnunger ausmündende, im v/eaenollohen radial zu den Zylindern, verlaufende Steuerkanäl« vorgesehen sind.Cylinder the diameter of the I-ball serving as a piston / 0.7 times of the runway diameter is, and that for the hydraulic fluid supply and discharge fixed to the housing, at the same time as a slide bearing Control sleeves designed for the rotor with curved control camshafts and on the rotor in circumferential stalks opening out, in the v / eaenollohen radial to the cylinders, running control channels " are provided.

bad 209813/0*08bad 209813/0 * 08

Die mechanischen Verluste, aber auch die Leckverluste v/erden weiter verringert und dadurch die Steuerempfindlichkeit des Motors und zugleich seine Leistungsfähigkeit gesteigert, wenn dieser nach einem v/eiteren Merkmal der Erfindung so ausgebildet ist, daß zwischen, jeweils zwei axial benachbarten Zylindern eine jeweils· beiden zugleich dienende Steuerhülse vorgesehen ist, und daß alle Steuerhülsen über im Gehäuse in axialer Richtung Verlaufende Kanäle miteinander und mit ins Gehäuse mündenden Druckflüssigkeitszufuhr- bzw. -ableitrohren verbunden sind.Ground the mechanical losses, but also the leakage losses further reduced and thereby the control sensitivity of the motor and at the same time increased its performance, if this is designed according to a further feature of the invention so that between, each two axially adjacent cylinders one both control sleeves serving at the same time are provided, and that all control sleeves open with each other and with the housing via channels running in the axial direction in the housing Hydraulic fluid supply and discharge pipes are connected.

um die Steuerung und Regelung so empfindlich wie nur irgend möglich zu gestalten, zugleich aber auch zu verhindern, daß durch des unvermeidbare Lecken Flüssigkeit verloren geht, sieht die Erfindung vor, daß jedem Zylinder im Gehäuse eine Lecklcaiumer zugeordnet ist, und daß alle Leckkamnern miteinander und mit einer getrennt aus den Gehäuse herausgeführten Rohrleitung verbunden sind.to make the control and regulation as sensitive as ever to make possible, but at the same time also to prevent that fluid is lost through the inevitable leakage, sees the invention provides that each cylinder in the housing has a Lecklcaiumer is assigned, and that all the leak chambers are connected to one another and to a pipeline which is led out separately from the housing are.

über die bereits genannten Forderungen hinaus wird der neue Motor den Aufgaben und Forderungen für eine Verwendung zu Steuer- und Regelzvvecken in besonderem Maße weiter angepaßt, wenn er erfindungs&emäfS so ausgebildet ist, daß der Rotor beidendig mit vorzugsv/eise im Durchmesser verjüngten und aus dem Gehäuse hercusragenden Wellenenden ausgerüstet ist.beyond the requirements already mentioned, the new Engine of the tasks and demands for a use for tax and Regelzvecken to a particular extent further adapted when he invention & emäfS is designed so that the rotor at both ends with preferably tapered in diameter and protruding from the housing Shaft ends is equipped.

Die von der Erfindung wie vorstehend vorgeschriebene Bemessung der Motorteile steht im krassen Widerspruch zur aus den bereits genannten Patentschriften entnehmbaren Lehre, hohe Maximalleistun- The dimensioning of the engine parts prescribed by the invention as above is in stark contradiction to the teaching, which can be gathered from the patent specifications already mentioned, that high maximum performance

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gen durch, möglichst große Anzahlen von gedrängt beieinander angeordneten Zylindern und Kolben zu erzielen. Die neue Ausbildung, d.h. vorgeschriebene Bemessung der Motorbauteilβ, berücksichtigt aber die geometrischen Zusammenhänge zwischen der exzentrischen Rollbahn, der Kugel und der als Zylinder dienenden Bohrung des Rotors in der I'orm, daß sie das praktisch verwirklichbare, maximal erzielbare Wellendrehmoment bei einer minimalen Motorgröße, insbesondere bei einem geringstmöglichen Motordurchmesser nicht primär von der Anzahl und räumlichen Konzentration der Zylinder und Kolben abhängig macht. gen by achieving the largest possible numbers of cylinders and pistons arranged in a tightly-knit arrangement. The new design, i.e. the prescribed dimensioning of the motor component, takes into account the geometric relationships between the eccentric roller track, the ball and the bore of the rotor serving as a cylinder in the form that it achieves the practically realizable, maximum achievable shaft torque with a minimum motor size, especially with the smallest possible engine diameter, it does not primarily depend on the number and spatial concentration of the cylinders and pistons.

Durch rechnerische Ableitung läßt sich ermitteln, daß bei einer als Kolben v/irkenden Kugel der kleinste Motordurchmesser dannBy means of a computational derivation it can be determined that with a ball acting as a piston the smallest motor diameter is then

etwa zu verwirklichen ist, wenn der Kugeldurchmesser/das 0,7 -fache des Rollbahndurchmessers beträgt. Dabei ist bei der Kleinhaltung der Llotorabnessungen und der Ableitung der Bemessungsvorschrift besonderer Y/ert darauf gelegx worden, daß der Motordurchmesser so klein v/ie irgend möglich wird.can be realized if the ball diameter / 0.7 times of the runway diameter is. This is with keeping small the Llotor dimensions and the derivation of the design specification special attention has been paid to the fact that the motor diameter as small as possible.

In den vorstehenden Bemessungsvorschriften heißt es, daß der Motor erfindungagemäß eine Kugel aufweisen soll, deren Durch-In the above dimensioning regulations it is said that the motor according to the invention should have a ball, the diameter of which

et-va
messer/das 0,7-fache des Rollbühndurchmessers beträgt. Dieser Wert läßt sich bei den eingangs genannten bekannten Motoren jedooh nicht verwirklichen; das bedeutet, daß zur Schaffung des erfindungsgemäßen Motor» und der Verwirklichung seiner vorteilhaften Eigenschaften die zusätzlichen Ausbildungsvorschriften weetntlich mitbestimmend sind. Da tu gehört im besonderen UaSe lagerung in Gleitlagern und die Zuführung der Druckflüssigkeit et-va
knife / 0.7 times the conveyor belt diameter. However, this value cannot be achieved in the known engines mentioned at the beginning; This means that for the creation of the engine according to the invention and the realization of its advantageous properties, the additional training regulations are partly decisive. This includes, in particular, storage in plain bearings and the supply of hydraulic fluid

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in radialer Richtung aus den Gehäuse in"ein oder mehrere Gleitlager. Durch die Gleitlager läßt sich nämlich ein bei bekanntenin the radial direction out of the housing into one or more plain bearings. Because of the plain bearings can be a known

Motoren nicht erreichbarer genauer Rundlauf des Rotors verwirklichen. Bei den bekannten Ausführungsformen von Radial-Kclben-Fiotoren läßt sich Wegen der bereits erwähnten Fehler, insbesondere Nachteile der einseitigen Lagerung in Wälzlagern, eine hxuforrn nicht wesentlich verbessern, bei welcher die als Kolben dienende Kugel im Durchmesser das 0,3-fache des Rollkreisdurchmessers beträgt.Realize motors that cannot achieve precise concentricity of the rotor. In the known embodiments of radial piston motors, because of the errors already mentioned, in particular the disadvantages of one-sided mounting in roller bearings, a hxu shape in which the diameter of the ball serving as a piston is 0.3 times the pitch circle diameter cannot be improved significantly amounts to.

Wesentliche Vorteile der Kleinhaltung deö Motordurchmessers, insbesondere der geringstmöglichen Bemessung des Rotors und der zugleich mehrfachen Abstützung in Gleitlagern, die zugleich auch Steuerhülsen sind, sind folgende: Der Rotor ist mehrfach abgestutzt und durch den in den Druckkammern anstehenden Druck druckentlastet, so da5 die Reibungsverluste so gering v/ie nur irgend möglich sind. Der genaue Rundlauf des Hotors läßt eine enge Cleitsitzeinpassung der Kugel im Zylinder zu und fördert damit die Senkung der Leckverluste. Die kleinen Leckverluste und die geringen Reibungsverluste führen gemeinsam zu einem hohen Leistungsfaktor des Motors,und sie bilden darüber hinaus die Voraussetzung für eine hohe Ansprechempfinalichkeit, wie sie zu Steuerungszwecken gefordert wird. Dieser Forderung kommt außerdem 3er geringe Motordurchmeeser entgegen; denn bei einem geringen Durchmesser wird di« rotierende »UsseSignificant advantages of keeping the motor diameter small, in particular the smallest possible dimensioning of the rotor and the multiple support in plain bearings, which at the same time also Control sleeves are as follows: The rotor is trimmed several times and relieved of pressure by the pressure present in the pressure chambers, so that the friction losses are only as low as possible are at all possible. The exact concentricity of the hotor leaves one tight cleit fit of the ball in the cylinder and promotes thus reducing leakage losses. The small leakage losses and the low friction losses together lead to one high power factor of the motor, and they form in addition the prerequisite for a high response sensitivity, as required for control purposes. This requirement also accommodates 3 low engine diameters; because with a small diameter it becomes the «rotating» usse

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klein,und die sur Veränderung der Rotation benötigte Seachleunijungsenergie kann auf ein Minimum herabgesenkt werden. Bekanntlich ^eht der Durchmesser von Drehkörpern mit seiner vierten iottnsr In die Trägheit ein, so daß der Durchinesserverringerung bei dem neuen Motor ipi Hinblick auf schlagartig durchzuführende Drehzahl.- und Drehriehtun gsänderungen die größte Bedeutung zukommt.small, and the change in rotation required for the visual acceleration energy can be reduced to a minimum. As is well known ^ eht the diameter of rotating bodies with its fourth iottnsr Into the inertia, so that the reduction of the throughput in the new motor ipi with regard to the speed to be carried out suddenly. and changes in the direction of rotation are of the greatest importance.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Motors ist in den Zeichnungen dargestallt.An embodiment of the new engine is in the drawings presented.

Die ji'ig. Ί zeigt einen Längsschnitt durqh einen als Einkolben-Mehrzylinderaotor ausgebildeten Radial-Kugelkolbennioter.The ji'ig. Ί shows a longitudinal section through a single-piston multi-cylinder engine trained radial spherical piston rod.

Die Jig. 2, 3 und 4 zeigen Schnitte längs der Linien II-II, III-I1I • ύ...-:. IV-IY in der Pig. 1 .The jig. 2, 3 and 4 show sections along the lines II-II, III-I1I • ύ ...- :. IV-IY in the Pig. 1 .

Die Pig. 5 ze,ή« einen Schnitt durch einen als Mehrzylinder-Doi;pel.Kolbenmotor ausgebildeten Radial-Kugelkolber.ciotcr.The Pig. 5 ze, ή «a section through a multi-cylinder double piston engine trained radial ball piston.ciotcr.

Äie Pig. β, 7, S ui:d 9 aeigen Schnitte längs den Linien VI-VI, VII-VII, VIII-VIII bzw. IX-IX in Fig. 5.Äie Pig. β, 7, S ui: d 9 aeigen sections along the lines VI-VI, VII-VII, VIII-VIII and IX-IX in Fig. 5, respectively.

Ir. den liiguren sind, unabhängig von den beiden ßauvarianten des ne.iv. . Motors, einander gleiche oder zunindeet entsprechende Teile ::it den gleichen Bezugszeichen versehen. Bauteile, die unter dem .Gi r; laß der Ausbildung als Einfach- oder Doppelkolbenmotor unterschiedliche iorrLen aufweisen, sind zur Unterscheidung bei der Ausbildung hIs I. ppelkolbenmotor bei gleichen Bezug«zeichen cuifoii de^ Index a berYcr.-ehoben.Ir. the liiguren, regardless of the two ßau variants of the ne.iv. . Motors, parts that are the same or that correspond to one another: are given the same reference numerals. Components listed under the .Gi r; Let the training as a single or double piston engine have different iorrLen, to differentiate in the training with the same reference, signs cuifoii de ^ index a berYcr.

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Der neue Motor ist in den beiden Aueführungsbeispielen als ÜJehrzylindermotor ausgebildet. Er weist' ein Gehäuse 1 und eine: Roter 2 auf. Der Rotor 2 v/eist die Gestalt einer zylindrischen Walze auf und ist an beiden Enden mit im Durchmesser verjüngte! Wellenenden 5 und 4 ausgerüstet, die sowohl zur Abnahme der Antriebsleistung als auch zur Abnahme einer Steuergröße, beispielsweise einer Bewegungsgröße, dienen. Gegenüber dem Gehäus« inneren sind die Wellenenden 3,4 mittels Dichtungen 5 abgedichtet. In the two examples, the new engine is designed as an over-cylinder engine. It has a housing 1 and a: Red 2 on. The rotor 2 has the shape of a cylindrical one Roller up and is tapered at both ends with in diameter! Shaft ends 5 and 4 equipped both for the acceptance of the Drive power and also serve to decrease a control variable, for example a movement variable. Opposite the housing « Inside, the shaft ends 3, 4 are sealed by means of seals 5.

In dem Rotor sind in radialer Richtung verlaufende Bohrungen 6 in axialem Abstand voneinander und zugleich in radialem Winkel zueinander versetzt angebracht. In diese Bohrungen 6 bzw. 6a sind Kugeln 7 bzw. 7a als.Kolben eingesetzt. Die Kugeln laufen bei einer Rotation des Rotors 2 auf Rollbahnen 9 bzw. 9& ab. Zwischen swei benachbarten als Zylinder dienenden Bohrungen 6 oder 6a ist jeweils eine Steuerhülee 10 bzw. 10ä in das Gehäuse eingebaut. Diese Steuerhülae 10 bildet zugleich ein Gleitlager für den Rotor 2. In ihr sind jedoch bogenförmige Kammern 11 bzw. 11a vorgesehen, die über geeignete im Gehäuse verlaufende Kanäle 17 bzw. 17a und Kammern 18 bzw. 18a sowie Kanäle 19 mit Rohranschlüssen 12' verbunden sind, über welche del* Motor mit Steuerventilen öder dgl. und Druckflüssigkeitsquellen usw. verbunden ist; Im Bereich der Kammern 11 oder 11a liegen am Außenumfang dee Rotors vorgesehene "Steueröffnungen 12 bsw. 12a, die über Kanäle 13 bzw. 13a mit den zugehörigen Zylindern 6 oder 6a in Verbindung stehen, eo daß die in den Kawnsrn "Π oder 11a anstehende Druckflüssigkeit während der Rotation des Rotors 2 zunächst den Zylindern 6 oder 6*.Bores 6 extending in the radial direction are provided in the rotor at an axial distance from one another and at the same time offset from one another at a radial angle. Balls 7 and 7a are used as piston in these bores 6 and 6a. When the rotor 2 rotates, the balls run on roller tracks 9 or 9 &. A control sleeve 10 or 10a is built into the housing between two adjacent bores 6 or 6a serving as cylinders. This control sleeve 10 also forms a sliding bearing for the rotor 2. In it, however, arc-shaped chambers 11 and 11a are provided, which are connected to pipe connections 12 'via suitable channels 17 and 17a and chambers 18 and 18a and channels 19 running in the housing , via which the * engine is connected to control valves or the like and hydraulic fluid sources, etc.; In the area of the chambers 11 or 11a, on the outer circumference of the rotor, there are "control openings 12 or 12a, which are connected to the associated cylinders 6 or 6a via channels 13 or 13a, so that the pressure fluid present in the Kawnsrn" or 11a during the rotation of the rotor 2 first the cylinders 6 or 6 *.

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zugeführt, beim PqS^ieren des entsprechenden Tetpunktes -wieder abgeführt wird. Die in den Kammern der Steuerhülse 10 anstehende Druckflüssigkeit wirkt dem Druck entgegen, mit welchem sich der Rotor 2 auf den Gleitlager, das die Steuerhülse bildet, abstützt. Das bedeutet, da3 der Rotor zwischen jeweils zwei benachbarten und zu einem Paar zusammengefaßten Zylindern, welche gemeinsam von einer Steuerhülse gesteuert werden, auch in Gleitlagern aufgenommen ist und auf' Druckflüseigkeitspolstern aufschwimmt. Es wird auf diese V.'eise eine weitgehende Senkung der Lagerreibung erzielt.supplied, when PqS ^ ieren the corresponding Tetpunktes-again is discharged. The pressure fluid present in the chambers of the control sleeve 10 counteracts the pressure with which the Rotor 2 is supported on the plain bearing which forms the control sleeve. This means that the rotor is between two neighboring ones and to a pair of combined cylinders, which are jointly controlled by a control sleeve, also received in slide bearings is and floats on 'pressure fluid cushions. It In this way, the bearing friction is reduced to a large extent achieved.

Bei dem in den Fig. 1 bis 4- gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Einkolbenmotor. Die Rollbahn 9 hat die Form eines exzentrischen Kreisringes. Diese Form gewährleistet einen außerordentlich glatten, ruhigen Lauf der Kugel und schafft die Voraussetzung für die Erzielung hoher Rotordrehzahlen. Zur Kleinhaltung des Rotordurchniessers ist die Kugel insbesondere so bemessen, daß ihr Durchmesser das 0,65-fache des Rollbahndurchmessers beträgt.In the example shown in Figs. 1 to 4 embodiment, it is a Einkolbenmotor. The runway 9 has the shape of an eccentric circular ring. This shape ensures that the ball runs extremely smoothly and quietly and creates the conditions for achieving high rotor speeds. To keep the rotor diameter small, the ball is dimensioned in particular so that its diameter is 0.65 times the diameter of the orbit.

Bei der Ausbildung des neuen Motors als Doppelkolbenmotor wird der geringste Motordurchraeoser bei höchstmöglicher Motorleistung dann erreicht,. wenn der Rotordurchmesser das Doppelte oder geringfügig mehr als das Doppelte des Kugeldurchmessers beträgt. Durch die geringfügige Überbemessung des Rotordurchmesciire wird verhindert, daß die Kugeln 7a in der unteren Totpunktlage einander gegenseitig berühren oder unter dem Binfluß von Beschleunigungskraft en bei hohen Drehzahlen gegeneinander prallen und ölen be-When the new engine is designed as a double-piston engine, the lowest possible engine flow is achieved with the highest possible engine output. if the rotor diameter is twice or slightly more than twice the ball diameter. By the slight oversizing of the Rotordurchmesciire that the balls 7a are mutually touch in the bottom dead center position, or en under the Binfluß of acceleration force is prevented collide against each other at high speeds and oil loading

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schädigen. Die Hollbahn 9a hat bei der Doppelkolben-Motorausbildung die Form eines "^angrundes oder einer Ellipee. Die ?orm der Rollbahn 9 oder auch 9a kann scbg-ewandelt werden, wenn, bezogen auf eine volle Umdrehung des Rotors, ein besonders ausgebildeter Verlauf des Wellendrehraomentes erzielt werden soll, z.B. ein möglichst konstanter und glatter Verlauf des Brehmo-· mentes. Die vom Motor erwartete Endleistung läßt sich nunmehr durch beliebige Addition einer entsprechenden Anzahl a^jcial hintereinander angeordneter Zylinder bei gleichbleibend kloinatmögliehern Motordurchmesser verwirklichen.damage. The Hollbahn 9a has the shape of a ground or an elliptical in the double-piston engine design. The shape of the runway 9 or 9a can be changed if, based on a full revolution of the rotor, a specially developed course of the shaft torque The ultimate power expected by the engine can now be achieved by arbitrarily adding a corresponding number of cylinders arranged one behind the other with the same engine diameter as possible.

Un die Flüssigkeit nicht zu verlieren, die durch dae unvermeidbare Lecken zwischen den Kugeln und den Zylindern austritt, sind Leckkarnmern 14 bzw. 14a vorgesehen und über in Gehäuse vorgesehene Kanäle 15 miteinander und mit einer Leckflüssigkeitsabfithrleitung 16 verbunden. Auf diese Weise wird bei begrenztem festen Flüssigkeitsvolumen ein Flüssi^keitsvcrluBt vermieden, zugleich aber auch eine Beeinträchtigung dtr Steuerempfindlichkeit durch die Leckflüssigkeit verhindert.And not to lose the fluid that is inevitable Leak escapes between the balls and the cylinders, leak cores 14 and 14a are provided and provided in the housing Channels 15 with each other and with a case drainage line 16 connected. In this way, a liquid leakage is avoided with a limited solid volume of liquid, but at the same time also an impairment of the control sensitivity prevented by the leakage fluid.

Es ist schließlich aus den Zeichnungen noch erkennbar, daß mit Ausnahme der beiden Wellendichtungen 5 keine Abdichtung des Motors erforderlich ist, weil die Steuerhülsen in ihrer Punktion als Gleitlager zugleich abdichtend wirken. Damit ist, gegenüber den bekannten Bauformen nicht nur eine erhebliche Senkung dee Aufwandes, sondern auch eine weitgehende Vereinfachung «riielt. Finally, it can still be seen from the drawings that, with the exception of the two shaft seals 5, the motor does not need to be sealed, because the control sleeves act as a seal in their puncture as sliding bearings. So that is compared to the known designs dee not only a significant reduction in expenditure, but also a major simplification "riielt.

Claims

r'j hydraulic radial ball-and-socket motor with a rotatably arranged rotor in a housing, in which at least one rudially extending bore or recess serves as a cylinder for one or two pistons designed for ice balls or rollers, which run on a roller track fixed to the housing surrounding the rotor, characterized in that the rotor (2) is designed as a cylindrical Y / cylinder guided in at least two plain bearings (10, 10a) and, in the case of a cylinder (6a) equipped with two pistons (7a), has a diameter of the ball (7a) twice Has a diameter which is increased by at most a small amount that prevents mutual contact of the balls (7a) in the bottom dead center position j, while with only one piston (7) per cylinder (6) the diameter

approximately

diameter of the I-ball (7) serving as a piston / is 0.7 times the runway diameter s, and that for the supply and discharge of pressure fluid, the housing is fixed to the housing and at the same time designed as slide bearings (4U ₊ IUa-) for the rotor (2) with curved control sleeves • Control chambers (11, 11a) and control channels (13, 13a) which open out into circumferential control openings (12, 12a) and run essentially radially to the cylinders are provided on the rotor.

2. Motor according to claim 1, characterized. g e K e κ h draws, dat> between each two axially adjacent cylinders (6, 6a) a control sleeve serving both of them at the same time (10,10a) is provided, and that all SteunrhUleen about in the housing

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channels running in the axial direction with each other and ir.it ins Housing opening hydraulic fluid supply or discharge pipes (12 ·) are connected.

J. Motor according to claim 1 and / or 2, characterized characterized in that each cylinder (6,6a) im Housing (1) is assigned a leakage chamber (14,14a), and that all leak chambers with each other and with one separated from the

Housing led out catenary (16) are connected.

4. Motor according to one or more of · Claims 1 to 3 _9, characterized in that the rotor is equipped at both ends with shaft ends (3, 4) which are preferably tapered in diameter and protrude from the housing.

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