DE1528519C3 - Vorrichtung zur Geschwindigkeitsumschaltung bei einem hydrostatischen Radialkolbenmotor mit mehrnockiger KoIbenfUhrungsbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsumschaltung bei einem hydrostatischen Radialkolbenmotor mit mehrnockiger Kolbenführungsbahn, dessen Zylinder in zwei Gruppen aufgeteilt sind, und wobei entweder nur eine Gruppe oder beide Gruppen über einen von außerhalb der Maschine hydraulisch betätigten Schaltschieber im Steuerzapfen auf Leistungsabgabe geschaltet werden können, und wobei die außer Leistungsabgabe geschalteten Zylinder einer Gruppe in hydraulischer Verbindung untereinander stehen, und wobei diese hydraulische Verbindung ständig an eine außerhalb der Maschine gelegene Druckquelle angeschlossen ist.

Bei einer Vorrichtung dieser Art werden zwar die Leckverluste der außer Leistungsabgabe geschalteten Zylinder durch den Anschluß an die außerhalb der Maschine gelegene Druckquelle ausgeglichen, es findet aber kein Austausch des Druckmittels für die außer Leistungsabgabe geschaltete Zylindergruppe statt, so daß es zu einem unerwünschten Aufheizen kommen kann (DT-AS 15 28 541).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hydraulische Verbindung der außer Leistungsabgabe geschalteten Zylindergruppe zu kühlen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beide Zylindergruppen im Steuerzapfen in einer Steuerebene und über Kanäle mit Druckmittel versorgt werden und daß jede Zylindergruppe über eine weitere, im Abstand zu den anderen angeordnete Steuerebene entsorgt wird und daß die Steuerkanäle aller drei Steuerebenen mit je einer Ringnut verbunden sind, wobei die Ringnuten im Abstand voneinander in der Reihenfolge Druckeinlaß, Druckauslaß, Druckauslaß in einem Schaltschieberzylinder eingearbeitet sind und daß jeweils zwei benachbarte Ringnuten von einer Ringnut im Schaltschieber verbunden werden können und daß der Druckmittelauslaß der ganzen Maschine an der äußeren Druckauslaßnut angeschlossen ist.

Damit ist es nicht nur, wie bereits vorgeschlagen, möglich, daß die außer Leistungsabgabe geschaltete Zylindergruppe mit Druckmittel beaufschlagt wird, sondern auch, daß das von einer Zylindergruppe aufgenommene Druckmittel ohne Druckverlust wieder in den Druckmitteleingang für die gesamte Maschine gegeben wird. Auf diese Weise ist die hydraulische Verbindung zwischen den außer Leistungsabgabe geschalteten Zylindern ständig und genügend mit" frischem Druckmittel durchspült, weshalb ihre Erwärmung nicht auftreten kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt eines hydrostatischen Radialkolbenmotors mit mehrnockiger Kolbenführungsbahn und zwei Kolbengruppen, sowie einer Vorrichtung zur Geschwindigkeitsumschaltung, durch die die Zylinder einer Gruppe außer Leistungsabgabe zu schalten sind, und

F i g. 2 und 3 schematische Darstellungen, in denen jeweils eine Schaltstellung der Vorrichtung zur Geschwindigkeitsumschaltung und die entsprechende Führung des Druckmittels veranschaulicht sind.

Für die Beschreibung wird von einem hydrostatischen Radialkolbenmotor mit zehn Zylindern ausgegangen, die in zwei Gruppen zu je fünf aufgeteilt sind. Die Zylinder einer Gruppe sind mit 5Pi, die der anderen Gruppe mit 5ft bezeichnet.

Die Abschaltung der einen Zylindergruppe wird durch einen Steuerzapfen 14 ermöglicht, der über einen Kanal 14^ mit Druckmittel zu beaufschlagen ist.
Wie insbesondere die schematischen Darstellungen gemäß Fig.2 und 3 zeigen, werden die beiden Zylindergruppen 5Pi und 5P2 über Steuerkanäle 14c in Parallelschaltung gemeinsam versorgt. Die Entsorgung erfolgt für die beiden Zylindergruppen getrennt und es sind der ersten Zylindergruppe 5Pi Steuerkanäle 14a und der zweiten Zylindergruppe Steuerkanäle 146 zugeordnet. Diese Kanäle führen jeweils zum Steuerzapfen, wo die von der ersten Zylindergruppe 5Pi kommenden Kanäle 14a auf eine Ringnut HA und die von der zweiten Zylindergruppe 5Pi ausgehenden Kanäle 146 auf eine Ringnut i4B ausmünden. Die Ringnut 14Λ ist an den Druckmittelauslaßkanal 14e der gesamten Maschine angeschlossen. Eine dritte, dem Steuerzapfen 14 zugeordnete Ringnut 14Cist mit den Steuerkanälen 14c und dem Kanal 14c/ verbunden, über den die zentrale Versorgung mit Druckmittel erfolgt.

In der Darstellung gemäß F i g. 2, die eine der F i g. 1

entsprechende Schaltstellung zeigt, werden die beiden Zylindergruppen 5Pi und 5P2 in Parallelschaltung mit . Druckmittel versorgt und stehen jeweils mit dem Druckmittelauslaßkanal 14e in Verbindung. Es steht damit der Gesamthubraum der Maschine zur Arbeitsleistung zur Verfugung, und die Maschine kann ihr maximales Drehmoment abgeben.

In der Schaltstellung gemäß Fig.3 werden zwar, analog zur Schaltstellung gemäß F i g. 2, beide Zylindergruppen mit Druckmittel versorgt, eine Entsorgung über den Druckmittelauslaßkanal 14e ist aber nur für die Zylinder der ersten Gruppe 5Pi gegeben. Die Zylinder der zweiten Gruppe 5Pi stehen dagegen über das System der Kanäle 146 und die Ringnut 14ß mit der Ringnut 14Cin Verbindung, die an die Steuerkanäle 14c und an den gemeinsamen Versorgungskanal 14c/ angeschlossen ist. Bei dieser Schaltung können lediglich die Zylinder ersten Gruppe 5/Ί Leistung abgeben, und der Motor arbeitet mit kleinerem Hubraum.

Die Umschaltung zwischen den beiden vorgeschil- ■ denen Schaltstellungen erfolgt durch entsprechende Druckbeaufschlagung des Steuerzapfens 14 über den Kanal 14g·.

In der im Teilschnitt gemäß F i g. 1 dargestellten konstruktiven Ausführungsform eines hydrostatischen Radialkolbenmotors umfaßt dieser einen Zylinderblock 1, der über Kugellager 2,3 in einem Gehäuse 6 gelagert und durch Schrauben 5 an eine Welle 4 angeflanscht ist. Das Gehäuse 6 ist an seinen Enden einerseits durch f) i einen Deckel 7 und andererseits durch eine Abdeckung "* 8 abgeschlossen. Der Zylinderblock 1 weist, in einer Radialebene liegend, zehn in gleichem Abstand zueinander angeordnete Zylinderbohrungen auf, in denen Kolben 9 geführt sind. Jeder dieser Kolben 9 ist über ein Zwischenstück 10 abgestützt, das über zwei an seinen Enden vorgesehene Rollen 11 gegen die mehrnokkige Kolbenführungsbahn 12 abgestützt ist.

Die Kolbenführungsbahn 12 ist derart ausgebildet, daß innerhalb einer Gruppe von fünf in gleichem Abstand voneinander angeordneten Zylindern die zugeführte und die abgeführte Druckmittelmenge stets jeweils gleich ist, so daß der durch diese fünf Zylinder gebildete Motor bei Verbindung zwischen Zufuhrseite und Abfuhrseite sowohl im Mittel als auch in jedem Augenblick mit dem Drehmoment Null arbeitet. Hierdurch ist es möglich, diese fünf Zylinder ohne Unterschied in der Arbeitsweise sowohl an die Zufuhrseite als auch an die Abfuhrseite anzuschließen und trotzdem einen guten Durchschnittswirkungsgrad des Gesamtmotors zu erreichen.

Die Versorgung der die Kolben 9 aufnehmenden Zylinder mit Druckmittel erfolgt über einen im Zylinderblock 1 fest angeordneten Ring 13 und den Steuerzapfen 14. Letzterer ist mittels eines elastischen Dichtungsringes 15 nachgiebig im Deckel 7 befestigt und gegen Verdrehen durch den Bolzen 16 fixiert.

Im Ring 13 sind in bezogen auf die Längsachse des Steuerzapfens 14 nebeneinanderliegenden, radialen Steuerebenen Kanäle 13a, 136 und 13c vorgesehen. Jede dieser Kanalgruppen bildet eine Steuerebene und es erfolgt über die Kanäle 13a bzw. 13c die Entsorgung bzw. Versorgung der einen Zylindergruppe und die Kanäle 136 bzw. 13c die Ent- bzw. Versorgung der anderen Zylindergruppe, wobei jede Zylindergruppe, wie dargelegt, jeweils fünf Zylinder umfaßt.

Analog zu den Kanälen 13a bis 13c umfaßt der Steuerzapfen 14 in seinem Schaltschieberzylinder 14/ drei Gruppen von Steuerkanälen 14a, 146 und 14c, wobei die Zahl der in jeder der genannten radialen Steuerebenen angeordneten Steuerkanäle der Zahl der Kolbenhübe je Umdrehung entspricht und wobei die Kanäle 14a gegenüber den Kanälen 146 und 14c um den einem halben Kolbenhub entsprechenden Winkel versetzt sind. Jede der Gruppen von Steuerkanälen 14a, 146, 14c mündet auf eine Ringnut 14Λ, 14ß und 14C aus. Von diesen Ringnuten steht die mit 14/4 bezeichnete in dauernder Verbindung mit dem mit 14e bezeichneten Druckmittelauslaßkanal der gesamten Maschine, während die Ringnut 14Cin ständiger Verbindung mit dem Kanal 14c/steht, über den das ganze dem Antrieb der Maschine dienende Druckmittel zugeführt wird.

Die Ringnuten 14/4, 14ß und 14Csind in der Innenwandung des Schaltschieberzylinders 14/ angebracht, der den Schaltschieber 17 längsverschiebbar aufnimmt. Der Schaltschieber 17 ist in seinem Umfang mit einer Ringnut 17a versehen, über die jeweils zwei der Ringnuten 14/1, 145 bzw. 14C wahlweise zu verbinden sind. Die Flanken der Ringnut 17a sind mit schlitzförmigen Anfasungen 176 und 17c versehen, die dazu dienen sollen, bei der Umschaltung einen stoßfreien Übergang von der einen in die andere Schaltstellung zu ermöglichen.

Über ein an den Schaltschieberzylinder 14/ angeschraubtes Widerlager 19 ist eine Feder abgestützt, über die der Schaltschieber 17 in Richtung auf eine seiner Endlagen belastet ist. Dem Widerlager 19 gegenüberliegend ist im Schieberzylinder 14/ ein Kanal 14g· vorgesehen, der an eine Druckquelle anzuschließen ist, derart, daß der Schaltschieber 17 bei Druckmittelzufuhr durch den Kanal 14g· entgegen der Kraft der Feder 18 verschoben wird.

Die vorgeschilderten Konstruktionsmerkmale bringen es mit sich, daß die Ringnut 14,4 stets mit dem Druckmittelauslaßkanal 14e und die Ringnut 14C stets mit dem Druckmittelzufuhrkanal 14c/ verbunden ist. Die zwischen diesen beiden äußeren Ringnuten 14/4 und 14C liegende Ringnut 14ßist über die Ringnut 17a im Schaltschieber 17 in Abhängigkeit von dessen Stellung wahlweise mit der Ringnut 14/1 (F i g. 2) oder mit der Ringnut 14C(F ig. 3) verbunden. Je nach Schaltstellung wird dabei, wie an Hand der F i g. 2 und 3 erläutert, die Maschine mit fünf oder zehn Zylindern betrieben.

Für den Schaltschieber 17 erweist es sich als zweckmäßig, diesen dichtungslos in den Schaltschieberzylinder 14/einzupassen, um Störungen durch Beschädigungen oder Abnutzungen derartiger Dichtungen zu vermeiden.

Abweichend von dem vorstehend Beschriebenen kann der Motor auch mit entgegengesetzter Drehrichtung betrieben werden, und zwar durch Umkehrung der Durchlaufrichtung des Druckmittels, was, wie in F i g. 2 und 3 dargestellt, durch Zwischenschaltung eines als 4/2 Ventils ausgebildeten Umschalters 20 in den Kanälen 14c/und 14e möglich ist.

F i g. 2 und 3 zeigen des weiteren die Anordnung eines Ventils 21 in dem zwischen Vorratsbehälter und Umschalter 20 liegenden Abschnitt des Kanals 14e, durch das nach Umschaltung des Ventils 20 in der Rückflußleitung ein Mindestdruck aufrechterhalten werden kann, der gewährleistet, daß die dann an den Auslaß angeschlossene hydraulische Verbindung der außer Leistungsabgabe geschalteten Zylinder unter Druck gehalten wird, was nötig ist, um ein Schlagen der Kolben zu verhindern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Geschwindigkeitsumschaltung bei einem hydrostatischen Radialkolbenmotor mit mehrnockiger Kolbenführungsbahn, dessen Zylinder in zwei Gruppen aufgeteilt sind, und wobei entweder nur eine Gruppe oder beide Gruppen über einen von außerhalb der Maschine hydraulisch betätigten Schaltschieber im Steuerzapfen auf Leistungsabgabe geschaltet werden können und wobei die außer Leistungsabgabe geschalteten Zylinder einer Gruppe in hydraulischer Verbindung untereinander stehen, und wobei diese hydraulische Verbindung ständig an eine außerhalb der Maschine gelegene Druckquelle angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zylindergruppen (5Pi, 5Pi) im Steuerzapfen (14) in einer Steuerebene (durch 13c) und über Kanäle (14c/; 14c; 13c) mit Druckmittel versorgt werden und daß jede Zylindergruppe über eine weitere im Abstand zu den anderen angeordnete Steuerebene (durch 136; durch 13a) entsorgt wird und daß die Steuerkanäle (14a; 14£>; 14c) aller drei Steuerebenen mit je einer Ringnut (14/4; 14ß; 14C) verbunden sind, wobei die Ringnuten im Abstand voneinander in der Reihenfolge Druckeinlaß, Druckauslaß, Druckauslaß in einem Schakschieberzylinder (14/) eingearbeitet sind und daß jeweils_: zwei benachbarte Ringnuten (14Λ; 145 oder 14ß; 14Q von einer Ringnut (17a) im Schaltschieber (17) verbunden werden können und daß der Druckmittelauslaß der ganzen Maschine (14e) an der äußeren Druckauslaßnut (14/4) angeschlossen ist. ■'■■'■■.■■-'■

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken der Ringnut (17a) des Schaltschiebers (17) mit einer Anfasung (17έ>; 17c) versehen sind.