DE1528540C3 - Steuerung für einen hydraulischen Radialkolbenmotor - Google Patents
Steuerung für einen hydraulischen RadialkolbenmotorInfo
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
- F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
- F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
- F03C1/04—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
- F03C1/0447—Controlling
- F03C1/045—Controlling by using a valve in a system with several pump or motor chambers, wherein the flow path through the chambers can be changed, e.g. series-parallel
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerung für einen hydraulischen Radialkolbenmotor, der mindestens einen
Zylinderblock, dessen Radialkolben auf einem Führungsprofil umlaufen, aufweist, und bei dem mehrere
Zylinder mindestens eines Blockes durch Unterbrechung der Beaufschlagung in Leerlauf schaltbar sind,
und zwischen den jeweils nicht beaufschlagten Zylindern eine hydraulische Verbindung besteht, die eine
Ausgleichskammer umfaßt.
Bei einer bekannten derartigen Steuerung für einen hydraulischen Radialkolbenmotor (US-PS 21 60 612) ist
zwar ein Ausgleich von Unter- und Überdrücken zwischen den jeweils nicht beaufschlagten, also zur Leistungsumsetzung
nicht herangezogenen Zylindern und die Verwendung eines Ausgleichsraumes hierfür bekannt,
es kann durch diese Maßnahmen aber nicht sichergestellt werden, daß auch die Kolben der nicht
beaufschlagten Zylinder ständig an dem Führungsprofil anliegen, da das Gesamtvolumen der Ausgleichsräume
und der Zylinderräume beim Maschinenumlauf nicht konstant ist und sich dementsprechend Leckverluste
ergeben.
Es kann dadurch bei derartigen bekannten Steuerungen ebenso wie bei Steuerungen, bei denen die nicht
beaufschlagten Zylinder über die Niederdruckseite in hydraulischer Verbindung stehen und aus der Niederdruckseite
sowohl ansaugen als auch fördern (GB-PS 13 993/1 912), nicht verhindert werden, daß die Kolben
das Führungsprofil teilweise schlagartig beaufschlagen und dadurch eine vorzeitige Beschädigung oder Zerstörung desselben herbeiführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Steuerung der eingangs aufgeführten Gattung eine sichere
Führung auch der Kolben der nicht beaufschlagten Zylinder an dem Führungsprofil zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ausgleichskammer an eine Druckmittelquelle angeschlossen
ist. Durch die Druckmittelquelle wird eine von der Versorgung der beaufschlagten Zylinder unabhängige
Versorgung der nicht beaufschlagten Zylinder sichergestellt, und es können durch eine derartige Druckmittelquelle,
die in ständiger Verbindung mit der Ausgleichskammer steht, Schwankungen im Volumen ausgeglichen
werden, so daß auch das System der nicht beaufschlagten Zylinder unabhängig von Volumenschwankungen stets gefüllt gehalten wird. Hierdurch
ίο werden Belastungen der Kolben in unterschiedlichen
Richtungen, welche bei entsprechendem, unvermeidlichem Spiel in den Führungen für die Kolben zu einem
Abheben vom Führungsprofil und zu einem Ausschlagen desselben führen können, vermieden.
In Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn als Druckmittelquelle die zur Steuerung
von Motorgeschwindigkeitsänderungen dienende Druckmittelquelle vorgesehen ist, da sich so zusätzliche
Aufwendungen für die Druckmittelquelle erübrigen.
Als solche kann im Rahmen der Erfindung insbesondere die Rückflußleitung des Druckmittelkreislaufes für
den erfindungsgemäßen Zweck eingesetzt werden, wenn als der Ausgleichskammer zugeordnete Druckmittelquelle
ein abströmseitig mit einem Gegendruckventil versehener Niederdruckteil vorgesehen wird.
Eine derartige Lösung läßt sich mit geringem steuerungstechnischem Aufwand verwirklichen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann als Druckmittelquelle auch ein Druckspeicher vorgesehen
sein, der in einfacher Weise den Ausgleich von Druckschwankungen ermöglicht und der in bekannter Weise
gespeist werden kann, wobei für die vorliegende Aufgabe der Druck des Druckspeichers wesentlich unterhalb
des Speisedruckes des Motores liegen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, und es zeigt
F i g. 1 einen Ausschnitt aus einer Radialkolbenmaschine in schematisierter Darstellung und in einem
Axialschnitt,
F i g. 2 einen Teilschnitt gemäß LinieJI-II in F i g. 1
und
F i g. 3 eine Variante der in F i g. 1 gezeigten Steuerung.
In den Zeichnungen ist ein Radialkolbenmotor mit einem Zylinderblock 1 gezeigt, der mit einer Antriebswelle
2 verbunden ist und innerhalb eines Gehäuses 3 umläuft. Die in den Zylindern 4 des Radialkolbenmotors
geführten Kolben 5 sind radial außen jeweils über Führungsrollen 6 auf dem Gehäuse 3 zugeordneten
Führungsprofilen 7 abgestützt.
Der Antrieb des Motores erfolgt über eine Pumpe 8, die an den Vorratsbehälter 9 angeschlossen ist und die
über eine Druckleitung 11, in der ein Dreiwegeventil 10
angeordnet ist, mit dem Motor in Verbindung steht. Die Druckleitung 11 ist an die Speiseleitung 12 eines dem
Motor zugeordneten Verteilers 13 anzuschließen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Teilen
13<i und 136 aufgebaut ist und am Gehäuse 3 befestigt
ist. Zwischen den Verteilerteilen 13a und 136 liegt eine Ringkammer 14, in die einerseits die Speiseleitung 12
einmündet und von der andererseits eine der Anzahl der Nockenabschnitte des Führungsprofiles 7 entsprechende
Anzahl von Axialbohrungen 15 ausgehen, an die in entsprechender Weise über den Umfang verteilte
Radialbohrungen 16 anschließen. Diese Radialbohrungen 16 kommen beim Umlauf des Zylinderblockes 1 mit
in diesem vorgesehenen Versorgungsöffnungen 17 für die Zylinder 4 zur Überdeckung, welche im Ausfüh-
rungsbeispiel jeweils auf eine Axialbohrung 19 ausmünden, von der der in den jeweiligen Zylinder führende
Verbindungsstutzen 21 ausgeht.
Die Axialbohrungen 19 nehmen für die Zylinder 4, welche abschaltbar sind, jeweils einen Absperrschieber
26 auf, der mit drei im Abstand zueinander liegenden Kolben 28,29 und 30 versehen ist, und sie enthalten, der
Versorgungsöffnung 17 bzw. dem Verbindungsstutzen 21 zugeordnet, Kammern 18 und 20.
Von den Kolben des Absperrschiebers 26 ist der mittlere Kolben 28 derart angeordnet, daß er wahlweise
die Verbindung zwischen der Versorgungsöffnung 17 und dem Verbindungsstutzen 21, und damit die Versorgung
des Zylinders 4 freigibt oder aber unter Abschluß dieser Verbindung einen Anschluß zwischen
dem Verbindungsstutzen 21 und einem Ringkanal 33 herstellt, der die den absperrbaren Zylindern 4 zugeordneten
Axialbohrungen untereinander verbindet.
Auf den Ringkanal 33, der bei Absperrung der Versorgung für einzelnen der Zylinder zusammen mit den
entsprechenden Abschnitten 27 der zugehörigen Axialbohrungen eine Ausgleichskammer bildet, mündet im
dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Radialbohrung 34 eine teilweise durch den Verteiler 13 geführte
Leitung 35 aus, die an eine Druckmittelquelle anzuschließen ist.
In der Darstellung gemäß Fig. 1, in der die Versorgung
zu den absperrbaren Zylindern 4 freigegeben ist, sperrt der Kolben 28 die Verbindung zur Ausgleichskammer 27,33 ab. Diese Stellung des Absperrschiebers
26 ergibt sich durch die auf den Kolben 30 wirkende Feder 31, welche sich gegen einen in den Zylinderblock
eingesetzten Stopfen 32 abstützt. Der Federraum steht wegen der Bohrung 32a unter einem dem Gehäuseinnendruck
entsprechenden Druck und damit praktisch unter Atmosphärendruck.
Sollen die abschallbaren Zylinder 4 abgesperrt werden,
so ist, wie in F i g. 1 dargestellt, die Leitung 35 über das Zweiwegeventil 36 an die Druckmittelquelle angeschlossen,
so daß durch die Druckbeaufschlagung des Kolbens 28 der Absperrschieber 26 entgegen dem
Federdruck in eine Lage versetzt wird, in der der Kolben 28 die strichliert angedeutete Lage einnimmt, in
der er zwischen dem Verbindungsstutzen 21 und der Versorgungsöffnung 17 liegt. Da der Kolben 29 mit
Längsnuten 29,4 versehen ist und dementsprechend beidseitig mit dem gleichen Druck beaufschlagt ist, beeinflußt
er die Verschiebung des Absperrschiebers 26 nicht.
Beim Rückfluß des Druckmittels aus den beaufschlagten Zylindern 4 tritt dieses im Übergang vom Zylinderblock
1 in den Verteiler 13 aus der jeweiligen Versorgungsöffnung 17 in eine entsprechende radiale
Auslaßbohrung 22 über, wobei diese Auslaßbohrungen in der gleichen Querebene wie die Radialbohrungen 16,
aber versetzt zu diesen, angeordnet sind. Die Bohrung 22 mündet auf eine axiale Kammer 23 zwischen den
Teilen 13a und 136 des Verteilers 13 aus, welche über eine Axialbohrung 24 mit der Rückflußleitung 25 in
Verbindung steht, die zusammen mit der Druckleitung über das Dreiwegeventil 10 ab- und umsteuerbar ist,
und in der, bezogen auf die Rücklaufrichtung stromab ihrer Vereinigung mit der Leitung 35 vor ihrer Ausmündung
in den Vorratsbehälter 9 ein Gegendruckventil 37 angeordnet ist. Auf Grund des Gegendruckventiles
37 ist in der Rückflußleitung 25 ein gewisser Mindestdruck gewährleistet, und bei entsprechender Stellung
des Zweiwegeventils 36 ist demzufolge auch in der Leitung 35 und in der nachfolgend zu dieser vorgesehenen
Ausgleichskammer ein entsprechender Druck gegeben, der beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1
gleichzeitig den Steuerdruck bildet, durch den der Absperrschieber 26 in die Lage gebracht wird, in der
durch den Kolben 28 (strichlierte Lage desselben) die Versorgung der absperrbaren Zylinder 4 unterbrochen
ist. Bezüglich der Kolben der abgesperrten Zylinder 4 ist dann eine Verbindung mit der Ausgleichskammer
27, 33 gegeben,- so daß diese untereinander in Verbindung stehen und gleichzeitig auch mit einem entsprechenden
Druck beaufschlagt sind, der eine sichere Anlage ihrer Führungsrollen 6 an den Führungsprofilen 7
gewährleistet. "Sollen alle Zylinder 4 beaufschlagt sein, so ist die Leitung 35 über das Zweiwegeventil 36 nicht
an den als Druckmittelquelle dienenden Niederdruckteil, sondern unmittelbar über die Leitung 38 an den
Vorratsbehälter 9 angeschlossen.
Abweichend von der Konstruktion gemäß F i g. 1 kann unter Beibehalt der wesentlichen Konstruktionsmerkmale
die Steuerung des Absperrschiebers vom Anschluß der Ausgleichskammer an eine Druckmittelquelle
jederzeit getrennt werden, und zwar dadurch, daß die Längsnuten im Kolben 29 weggelassen und der
Kolben 29 über eine zusätzliche Steuerdruckleitung auf seiner vom Kolben 28 abgelegenen Seite zur Verstellung
des Absperrschiebers entgegen der Kraft der Feder 31 mit Druck beaufschlagt wird.
Während in der Ausführungsform gemäß F i g. 1 der Niederdruckteil als Druckmittelquelle dient, ist beim
Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 als Druckmittelquelle ein gesonderter Druckspeicher 39 vorgesehen,
an den die Leitung 35 über das Zweiwegeventil 36 anschließbar ist. Die Gesamtfunktion ändert sich damit
gegenüber den auf das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2 bezogenen Ausführungen nicht, und es
wird deshalb insoweit auf diese Bezug genommen. Der Druckspeicher 39 kann, was in F i g. 3 nicht dargestellt
ist, in bekannter Weise unter anderem dadurch funktionstüchtig gehalten werden, daß er an die Pumpe angeschlossen
wird, wobei die Anschlußleitung über ein Gegendruckventil auf einen entsprechenden Höchstdruck
begrenzt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Steuerung für einen hydraulischen Radialkolbenmotor, der mindestens einen Zylinderblock, dessen
Radialkolben auf einem Führungsprofil umlaufen, aufweist, und bei dem mehrere Zylinder mindestens
eines Blockes durch Unterbrechung der Beaufschlagung in Leerlauf schaltbar sind, und zwischen
den jeweils nicht beaufschlagten Zylindern eine hydraulische Verbindung besteht, die eine Ausgleichskammer
umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgleichskammer (27, 33) an eine Druckmittelquelle (z. B. 39) angeschlossen ist.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittelquelle die zur Steuerung
von Motorgeschwindigkeitsänderungen dienende Druckmittelquelle vorgesehen ist.
3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als der Ausgleichskammer (27,
33) zugeordnete Druckmittelquelle ein abströmseitig mit einem Gegendruckventil (37) versehener
Niederdruckteil, insbesondere die Rückflußleitung (25) des Druckmittelkreislaufes, dient.
4. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittelquelle ein
Druckspeicher (39) vorgesehen ist
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