DE1886781U - Hydrostatische axial- oder radialkolbenmaschine. - Google Patents

Description

Maschinenfabrik und Eisengießerei A. Beien, Herne, Vinckestr. 65a

- Hydrostatische Axial- oder Radialkolbenmaschine

Die Neuerung betrifft eine hydrostatische Axialoder Radialkolbenmaschine mit einem Steuerspiegel, dessen mittlerer, die Steuerschlitze aufweisender Steuerteil von einem mindestens mit der Druckseite der Maschine druckmittelleitend verbundenen hydraulischen Spurlager ringförmig umschlossen wird, welches aus auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels und auf der Dichtfläche des Kolbenträgers etwa kreisförmig angeordneten Speichertaschen besteht, deren Anzahl auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels größer ist als auf der Dichtfläche des Kolbenträgers, und von denen mindedbens erst ere durch eine etwa ringförmige Drosselnut druckmittelleitend miteinander verbunden sind.

Bei hydrostatischen Axial- oder Radialkolbenpumpen der vorstehend genannten Art wird die Druckflüssigkeit von mehreren Purnpenkolben, die in einem in der Regel drehbar angeordneten Kolbenträger längsverschieblich und dichtend geführt sind, aus mindestens einer Saugleitung angesaugt und in mindestens eine Druckleitung gefördert, die zu der oder den Verbrauchsstellen führt. Die die Kolben aufnehmenden Zylinder sind durch Anschlußbohrungen mit der Dichtfläche des Kolbenträgers druckmittelleitend verbunden, gegen·' welche die Spiegelfläche des feststehenden Steuerspiegels dichtend anliegt. Im Steuerspiegel sind in der Regel zwei nierenförmig ausgebildete Steuerschlitze vorgesehen, von denen der eine mit der Saugleitung und der andere mit der

Druckleitung in Verbindung steht. Die Anschlußbohrungen der Zylinder liegen etwa auf dem gleichen Teilkreis wie diese Steuerschlitze., so daß bei der Drehung des Kolbenträgers sämtliche Anschlußbohrungen nacheinander mit dem Saugschlitz und dem Druckschlitz in Verbindung kommen. Hierbei ist meist eine derartige Anordnung getroffen, daß jeweils alle in der Druckphase befindlichen Arbeitskolben mit dem Druckschlitz und alle in der Saugphase befindlichen Arbeitskolben mit dem Saugschlitz des Steuerspiegels druckmittelleitend verbunden sind. In der Totpunktebene des Kolbenträgers sind zwischen den Steuerschlitzen Trennstege angeordnet, welche Saug- und Druckschlitze voneinander trennen.

Hydrostatische Axial- oder Radialkolbenmotoren der eingangs bezeichneten Art besitzen grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die vorstehend beschriebenen Axial- oder Radialkolbenpumpen.

Da derartige hydrostatische Axial- oder Radialkolbenmas chiaen vielfach für hohe Druckmitteldrücke von etwa 150 bis 250 Atmosphären und mehr ausgelegt werden, muß die Dichtfläche des Kolbenträgers mit einem hohen Druck gegen die Spiegelfläche des Steuerspiegels angedrückt werden, um einerseits einen Kurzschluß zwischen den Steuerschlitzen des Steuerspiegels und andererseits ein Ausströmen des Druckmittels an der Trennfuge zwischen Kolbenträger und Steuerspiegel in das Maschinengehäuse zu verhindern. Das Anpressen des Steuerspiegels gegen die Dichtfläche des Kolbenträgers erfolgt bei einem älteren Vorschlag durch mindestens zwei auf der Rückseite des Steuerspiegels diametral gegenüberliegend angeordnete Anpreßkolben, von denen der eine durch den Druck auf der Druckseite der Maschine und der andere vom Druck auf der Saug- bzw. Rückströmseite der Maschine belastet ist und den Steuerspiegel gegen die Dichtfläche des Kolbenträgers andrückt. Diese Anordnung besitzt den Vorteil, daß die Anpressung des Steuerspiegels gegen die Dichtfläche des Kolbenträgers auf der Druckseite bzw. auf der Saug- oder Rückströmseite der Maschine mit unterschiedlicher Kraft erfolgt, wobei sich

außerdem diese auf beiden Seiten unterschiedliche Andruckkraft in Abhängigkeit von dem jeweiligen Druck auf der Druckseite sowie auf der Saug- bzw. Rückströmseite der Maschine selbsttätig ändert. Eearaer besitzt diese Anordnung den Vorteil, daß sich bei Umkehr der Drehrichtung der Maschine auch die Beaufschlagung der Anpreßkolben durch die Drücke in den Leitungen der Maschine automatisch umkehrt.

Die durch die Anpreßkolben erzeugte, den Steuerspiegel gegen die Dichtfläche des Kolbenträgers anpressende Kraft wird teilweise durch den in der Trennfuge zwischen Kolbenträger und Steuerspiegel wirkenden Druckmitteldruck wieder aufgehoben. Die resultierende Restkraft, mit der der Steuerspiegel gegen die Dichtfläche des Kolbenträgers angepreßt wird, muß indessen - was durch geeignete Wahl der Querschnittsabmessungen der Anpreßkolben geschehen kann- so hoch gehalten werden, daß bei den in derartigen hydrostatischen Maschinen vorhandenen hohen Druckmitteldrücken von 150 bis 250 Atmosphären und darüber mit Sicherheit ein Kurzschluß zwischen den Steuerschlitzen sowie unzulässig hohe Leckölverluste vermieden werden.

Da die Dichtfläche des Kolbenträgers an der Spiegelfläche des Steuerspiegels mit großer Geschwindigkeit gleitet und außerdem diese beiden Oberflächen mit einer großen resultierenden Restkraft gegeneinander gepreßt sind, muß dafür gesorgt werden, daß an der Trennfuge zwischen diesen beiden .GIettflachen eine ausreichende Schmierung erfolgt, da es sonst innerhalb kürzester Zeit zu einem Pressen kommen würde, was einen Ausfall der betreffenden Maschine zur Folge hätte. Wenngleich durch die in allen Fällen an der Trennfuge zwischen der Spiegelfläche des Steuerspiegels und der Dichtfläche des Kolbenträgers austretende Leckflüssigkeit eine gewisse Schmierwirkung erzielt wird, so reicht diese,zur Erzielung eines guten hydraulischen Wirkungsgrades mögliehst klein ge-

haltene Leckflüssigkeitsmenge, insbesondere bei besonders hohen Druckflüssigkeitsdrücken, bei denen der Steuerspiegel mit besonders großer Kraft gegen die Dichtfläche des KLbenträgers angedrückt werden muß, vielfach nicht aus, um trotz des hohen, zwischen den aufeinander gleitenden Flächen herrschenden spezifischen Flächen druckes eine ausreichende Schmierung zu gewährleisten und ein Fressen der Gleitflächen mit Sicherheit zu verhindern. Eine Verringerung des resultierenden Druckes, mit dem der Steuerspiegel gegen die Dichtfläche, des Kolbenträgers angedrückt wird, würde bei derart hohen Druckflüssigkeitsdrücken einerseits zwar zu einer Verbesserung der Schmierwirkung führen, andererseits jedoch derart hohe Leckverluste zur Folge haben, daß sehr niedrige hydraulische Wirkungsgrade die Folge wären.

Um diese Nachteile zu vermeiden, d.h. um auch bei für hohe und höchste Druckflüssigkeitsdrücke bestimmten hydrostatischen Maschinen trotz besonders geringer Leckverluste eine ausreichende Schmierung zwischen Dichtfläche des Kolbenträgers und Spiegelfläche des Steuerspiegels zu erzielen, hat man bereits vorgeschlagen, in die Trennfuge zwischen diesen beiden (!Leitflächen zusätzlich Schmierflüssigkeit einzuführen. Diese zusätzliche Schmierung der aufeinander gleitenden Oberflächenabschnitte des Kolbenträgers und des Steuerspiegels erfolgt in der Regel durch mindestens zwei in die Spiegelfläche des Steuerspiegels auf diametral gegenüberliegenden Seiten - etwa in der senkrecht zur Totpunktebene-liegenden Symmetrieebene einmündende Druckflüssigkeitskanäle geringen Querschnittes, von denen der eine mit der Druckseite und der andere mit der Rückström- bzw. Saugseite der Maschine druckmittelleitend verbunden ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Druckflüssigkeit

auf

mit dem jeweiligen Druck auf der Druckseite bzw./der Saugoder Rückströmseite der Maschine in die Trennfuge hineingepreßt wird. Die Spiegelfläche des Steuerspiegels ist hierbei durch eine zu den Steuerschlitzen konzentrisch angeordnete ringförmige

Irennut in einen die nierenförmigen Stei£rschlitze des Steuerspiegels und die Anschlußbohrungen des Kolbenträgers umfassenden Steuerteil und eine Spurlagerfläohe unterteilt. Die Spurlagerfläohe des Steuerspiegels wird durch eine zu den Steuerscititzen konzentrisch angeordnete Ri^flache gebildet, die innenseitig von der vorerwähnten Trennut und außenseitig ebenfalls durch eine ringhutartige Ausnehmung od. dgl. der Steuerspiegelfläche begrenzt ist. Auf dem gleichen Durchmesser wie die Trennut sind am Kolbenträger Entlastungsbohrungen vorgesehen, die diese mit dem Maschinengehäuse verbinden. Auf der Ringfläche des hydraulischen Spurlagers ist eine ringförmig sowie konzentrisch oder annähernd konzentrisch zur Drehachse verlaufende Drosselnut vorgesehen, welche sehr geringe Querschnittsabmessungen von beispielsweise etwa 0,5 bis 0,7 mm liefe und Breite besitzt. Über den Umfang dieser Drosselnut sind eine größsre Anzahl von Erweiterungen oder Vertiefungen - nachfolgend Speichertaschen genannt - vorgesehen, welche mit der Drosselnut in leitender Verbindung stehen und eine unterschiedliehe !Formgebung besitzen können, vorzugsweise jedoch eine runde Querschnittsform besitzen und im Längssohnit etwa trichterförmig ausgebildet sind. Die der Zuführung des Schmiermittels dienenden Druckflüssigkeitskanäle sind bei dieser Bauart als im Steuerspiegel vorgesehene Bohrungen kleinen Querschnittes ausgebildet, die in geringem seitlichem Abstand von der Drosselnut des Spurlagers in die Spiegelfläche des Steuerspiegels münden.

Auf der Dichtfläche des Kolbenträgers sind bei dieser älteren Bauart ebenfalls etwa kreisförmig angeordnete Speichertaschen vorgesehen, und zwar in dem Bereich, der als Gegenfläche für die Spurlagerfläche des Steuerspiegels dient. Vorzugsweise sind die Speichertaschen beider Lagerflächen des hydraulischen Spur lagers auf dem gleichen !Teilkreis angeordnet. Die Abmessungen und die Porm der Speichertasohen auf der

Dichtfläche des Kolbenträgers sind bei diesem älteren Vorschlag im wesentlichen dieselben wie auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels., jedoch ist die Anzahl der Speichertaschen auf der Dichtfläche des Kolbenträgers wesentlich kleiner als auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels.

Während des Betriebes wird über die die Druckleitung bzw. die Saug- oder Rückströmleitung der Maschine mit der Spiegelfläche des Steuerspiegels verbindenden Druckflüssigkeitskanäle Druckflüssigkeit in die Trennfuge zwischen den ringförmigen Lagerflächen des hydraulischen Spurlagers geleitet., welche infolge der Relativdrehung zwischen Kolbenträger und Steuerspiegel auf den beiden aufeinander gleitenden Lagerflächen des hydraulischen Spurlagers verteilt wird und dort nach den bekannten hydrodynamischen Gesetzmäßigkeiten einen

wo-Schmierkeil bildet,/durch ein Pressen der aufeinander gleitenden Flächenabschnitte des hydraulischen Spurlagers verhindert wird. Eine allein durch Relativdrehung zwischen Kolbenträger und Steuerspiegel bewirkte Verteilung der dem hydraulischen Spurlager laufend zugeführten Druckflüssigkeit würde jedoch wegen der zwischen den aufeinander gleitenden Flächenabschnitten herrschenden hohen Flächenpressungen,insbesondere bei Belastungswechsel, nicht ausreichen, um eine zuverlässige und kontrollierte Schmierung der aufeinander gleitenden Flächen des hydraulischen Spurlagers zu gewährleisten. Bei dem vorstehend behandelten älteren Vorschlag wird jedoch durch die auf der ringförmigen Spurlagerfläche des Steuerspiegels vorgesehene, gleichfalls etwa ringförmige Drosselnut in Verbindung mit den an sie angeschlossenen Speichertaschen sowie den auf der Gegenfläche des Kolbenträgers vorgesehenen Speichertaschen eine gleichmäßige und genau dosierte Verteilung der Druckflüssigkeit über die gesamten Lagerflächen des hydraulischen Spurlagers erreicht. Hierbei baut sich infolge der Drosselwirkung der auf der einen Lagerfläche die Speichertaschen verbindenden Drosselnut ein in Umfangsrichtung des hydraulischen Spurlagers

im wesentlichen stufenweise ab- bzw. zunehmender hydraulischer Druck auf. Dieser Druck ist relativ am größten im Bereich des mit der Druckseite der Maschine in Verbindung stehenden Druckmittelzuführungskanales, d.h. etwa im Zentrum der Druckseite des Steuerspiegels, und nimmt von dort in Umfangsrichtung des hydraulischen Spurlagers bis zu dem diametral gegenüberliegend angeordneten mit der Saug- bzw. Rückströmseite der Maschine verbundenen Druckmittelzuführungskanal ab. Auf diese Weise ist es unter Verwendung sehr geringer Druckflüssigkeitsmengen möglich, über die gesamte Umfangslänge des hydraulischen Spurlagers einen tragfähigen Schmierfilm von einer sich etwa über die gesamte radiale Breite des Spurlagers erstreckenden Breite zu erzielen, wobei außerdem der zwischen den aufeinander gleitenden Lagerflächen des Spurlagers wirksame Druckflüssigkeitsdruck jeweils in vorteilhafter Weise dem die jeweiligen Umfangsabschnitte des hydraulischen Spurlagers gegeneinander pressenden Druck angepaßt ist.

Es hat sich indessen gezeigt, daß die bei der vorstehend beschriebenen älteren Bauart vorgesehenen Maßnahmen insbesondere bei stalten sowie rasch aufeinanderfolgenden Belastungsschwankungen nicht ausreichen, um auch unter solchen, extremen Arbeitsbedingungen eine zuverlässige und ausreichende Schmierung der aufeinander gleitenden flächen des hydraulischen Spurlagers unter Vermeidung jeglicher Gefahr eines Fressens zu gewährleisten. Untersuchungen haben gezeigt, daß diese Mangel der bekannten Bauart in erster liniedarauf zurückzuführen sind, daß die Anzahl der Speichertaschen auf der Dichtfläche des Kolbenträgers nicht nur relativ zu der Anzahl der Speichertaschen auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels, sondern auch im Verhältnis zu der Anzahl der Zylinder des Kolbenträgers zu gering^wählt ist. Bei dieser Konstruktion ist

die Anzahl der Speichertaschen auf der Dichtfläche des Kolbenträgers wesentlich kleiner als die Hälfte der Zahl der Speichertaschen auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels und χχχ im Höchstfalle gleich der Anzahl der Zylinder des Kolbenträgers.

Von der Neuerung wurde erkannt, daß sich die vorstehend erwähnten Mängel der älteren Bauart dadurch beseitigen lassen, daß die Anzahl der Speichertaschen auf der Dichtfläche des Kolbenträgers wesentlich größer gewählt wird als die Zylinderzahl des Kolbenträgers, und zwar vorzugsweise so, daß sie sich etwa auf das 1,5-bis 2-fache der Zylinderzahl beläuft. Umfassende Versuche haben gezeigt, daß die Anzahl und damit auch der Abstand zwischen den auf der Dichtfläche des Kolbenträgers vorgesehenen Speichertaschen sowohl den mechanischen als auch den hydraulischen Wirkungsgrad der mit einem solchen hydraulischen Spurlager ausgerüsteten Maschine maßgeblich beeinflußt. Je größer die Anzahl der Speichertaschen auf der Dichtfläche des Kolbenträgers gewählt wird umso besser wird die Schmierwirkung und umso geringer damit die Reibungsverluste, was eine Erhöhung des mechanischen ■Jirkungsgrades zur Folge hat. Mit größer werdender Anzahl der Speichertaschen auf der Dichtfläche des Kolbenträgers werden andererseits jedoch die Leckverluste größer, was eine entsprechende Verschlechterung des hydraulischen Wirkungsgrades zur Folge hat. Es hat sich nun gezeigt, daß - sofern die Anzahl der auf der Dichtfläche des Kolbenträgers vorgesehenen Speichertaschen etwa den 1,5- bis 2-fachen der Zylinderzahl der Maschine entspricht - einerseits ein sehr günstiger mechanischer Wirkungsgrad erreicht wird, andererseits jedoch auch der hydraulische Wirkungsgrad noch überraschend hoch liegt.

Der gegenüber der älteren Bauart wesentlich bessere mechanische Wirkungsgrad der neuerungsgemäß ausgebildeten Axial- oder Radialkolbenmaschine ist vor allem darauf zurückzuführen, daß durch die wesentlich

■4 - 9 - fm

größere Anzahl der Speichertaschen auf der Dichtfläche des Kolbenträgers eine gleichmäßigere und wirksamere Schmierung der aufeinander gleitenden Flächenabschnitte des hydraulischen Spurlagers erzielt wird, wobei außerdem eine wesentlich schnellere Verteilung der zugeführten Druckflüssigkeit sowie eine schnellere Anpassung des innerhalb des ringförmigen Schmierfilmes herrschenden, sich in Umfangsrichtung desselben verändernden hydraulischen Druckes an Druckänderunden auf der Druckseite und/oder auf der Saug- bzw. Rückströmseite der Maschine erzielt wird. Besondere Bedeutung hat die Neuerung somit für solche hydrostatische Axial- oder Radialkolbenmaschinen, bei denen häufiger starke bzw. rasch aufeinanderfolgende Belastungsschwankungen auftreten. Dies ist beispielsweise bei langsamlaufenden Axialkolbenmotoren der Fall, wie sie für den Antrieb von Gewinnungs- und Fördergeräten im untertägigen Grubenbetrieb sowie von Erdbearbeitungsund Lademaschinen Verwendung finden. Durch die neuerungsgemäß vorgeschlagene, gegenüber der bekannten Bauart wesentlich größere Anzahl der auf der Dichtfläche des Kolbenträgers vorgesehenen Speichertaschen wird nicht nur der Verschleiß auf den aufeinander gleitenden Lagerflächen des hydraulischen Spurlagers überraschend gering gehalten und jegliche Gefahr eines Fressens dieser Lagerflächen vermieden, sondern auch bei sehr starken und plötzlichen Belastungsschwankungen eine gleichbleibend gute und wirksame Schmierung über den gesamten Umfang des hydraulischen Spurlagers gewährleistet. Gleichzeitig wird hierdurch erreicht, daß der zwischen den Lagerflächen des hydraulischen Spurlagers herrschende Druckmitteldruck sich allen auftretenden BelastungsSchwankungen sehr schnell anpaßt, während trotzdem nur sehr geringe Leckverluste auftreten und somit der hjrdraulische Wirkungsgrad überraschend hoch bleibt.

In den Fällen, in denen die auf der Dichtfläche des Kolbenträgers vorgesehenen Speichertaschen untereinander gleiche Abmessungen besitzen sowie in etwa gleichmäßigen Ab-

ständen auf demselben zur Drecliachse koaxialen Teilkreis angeordnet sind, wird neuerungsgemäß der Abstand zwischen zwei benachbarten Speichertaschen derart gewählt, daß er sioh etwa auf das 1 1/2- bis 3-fache - vorzugsweise auf das 1,7- bis 2,5-fache - ihrer größten, in ümfangsrichtung des Teilkreises gemessenen Querabmessungen beläuft.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Mauerung besitzt die gesamte Öffnungsfläche der an der Dichtfläche des Kolbenträgers vorgesehenen Speichertaschen einen Fläohenanteil von etwa 1/15 bis 1/25 an der gesamten Dichtfläche des Kolbenträgers.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung ist die Anzahl der Speichertaschen auf aer Dichtfläche des Kolbenträgers eine ungerade Zahl. Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, die Anzahl der Speichertaschen auf der Dichtfläche des Kolbenträgers mindestens gleich, vorzugsweise aber gräßer als die Hälfte der Anzahl der Speichertaschen auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels zu wählen.

In aller Eegel ist es zweckmäßig, den Speichertaschen auf der Dichtfläche des Kolbenträgers und auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels eine solche form und Ausbildung zu geben, daß sie eine geometrisch ähnliche Öffnungsfläche besitzen, wobei jedoch die Öffnungsfläche einer jeden Speichertasche auf der Dichtfläche des Kolbenträgers um etwa 20 bis 30 fo kleiner bemessen ist als auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels. Derartig ausgebildete Speichärtaschen lassen sich besonders einfach mittels eines geeigneten Bohrers oder Fräsers durch Anbohren bzw. Anfräsen der hierfür vorgesehenen Lagerfläche des Steuerspiegels

bzw. der Dichtfläche des Kolbenträgers herstellen. xxxXxxxxxx Es ist jedoch'.XXXXX auch möglich, den Speichertaschen statt einer im Querschnitt im wesentlichen kreisförmigen Form eine quadratische, polygonförmige, elliptische oder in sonstiger Weise geeignete Querschnittsform zu geben. Was die Tiefe der Speichertaschen an der Dichtfläche des Kolbenträgers und der Lagerfläche des Steuerspiegels anlangt, so genügt es, wenn diese etwa 0,5 bis 1,5 mm beträgt.

In der Zeichnung ist die Neuerung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine als Axialkolbenpumpe ausgebildete Maschine nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht auf den Steuerspiegel in Richtung der Linie II - II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung der Linie III - III i auf den Kolbenträger der Fig. 1,

Fig. 4 einen Teilschnitt aus Fig. 1 in größerem j Maßstabe durch den Kolbenträger, i

Fig. 5 einen Teilschnitt in größerem Maßstabe j durch den Steuerspiegel in Fig. 1,

Fig. 6 eine schematische Teilabwicklung der Spiegel- ; fläche des Steuerspiegels in Fig. 2, :

gleichfalls in größerem Maßstabe. I

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs-

,..,.. ^. „ ι» _Λ · ^und umsteuerbaren beispielsist die Neuerung anhand einer regelbaren/Axialkolbenpumpe veranschaulicht, jedoch läßt sich der Neuerungsgedanke in der gleichen Weise auch bei Radialkolbenpumpen sowie sämtlichen hydrostatischen Pumpen und Motoren anwenden, soweit sie durch einen Steuerspiegel gesteuert sind. Insbesondere ist die Neuerung auch in den Fällen anwendbar, in denen mindestens der Druckschlitz des Steuerspiegels eine derartige Ausbildung besitzt, daß er die Gesamtförderung der Pumpe in zwei oder mehr voneinander getrennte, in ihren Grundeigenschaften (Förderdruck, Fördermenge und FSrdergeschwindig-

keit) voneinander unabhängige sowie unabhängig voneinander entnehmbare Teilförderströme unterteilt.

Mit 1 ist ein im wesentlichen zylindrischer Kolbenträger bezeichnet, welcher mit einer ungeraden Anzahl von Zyljn dem 2 versehen ist, die in Umfangsrichtung des Kolbenträgers 1 auf demselben Teilkreis desselben in gleichmäßigen Abständen verteilt angeordnet sind sowie parallel zueinander und zur Kolbenträgerachse verlaufen. In den Zylindern sind Kolben 3> langsverschieblich und dichtend geführt, die durch Kolbenstangen 4 mit einer verschwenkbar gelagerten Taumel- bzw. Schiefscheibe 5 verbunden sind.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind der Kolbenträger 1 und die Schiefscheibe 5 einschließlich der sie verbindenden Kolbenstangen 4 innerhalb eines gemeinsamen, im wesentlichen zylindrischen Gehäuses 6 angeordnet, aus dessen einer Stirnseite das mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor zu kuppelnde Ende der Antriebswelle ¹J herausragt, welches gegenüber dem Gehäuse 6 abgedichtet ist. Die Antriebswelle 7 ist in einem Gehäuseflansch 8 durch ein Kegelrollenlager 9 drehbar gelagert, während sie an ihrem entgegengesetzten Ende in einem Kugellager 10 gelagert ist. In ihrem mittleren Bereich ist die Welle ¹J durch eine Paßfeder 11 oder z.B. durch eine Kerbverzahnung, Keilwelle od. dgl., mit dem Kolbenträger 1 drehfest gekuppelt, so daß bei Antrieb der Welle 7 der Kolbenträger 1 mitgenommen wird, wodurch

mittels .der Kolbenstangen 4_ die mit der Schiefscheibe 5/gekuppelten Kolben J m bekannter Weise eine Hin- und Herbewegung ausführen.

Der Kolbenträger 1 ist mit seiner der Taumelscheibe 5 abgekehrten, als Dichtfläche ausgebildeten Stirnfläche 12 an einem im Gehäuse 6 nicht drehbar angeordneten Steuerspiegel Ij5 dichtend geführt, welcher die insbesondere aus Fig. 2 ersichtlichen Steuerschlitze - Saugschlitz 14 und Druckschlitz 15 - aufnimmt. Die Zylinder des Kolbenträgers 1 stehen über Anschlußbohrungen 2a mit

der Dichtfläche 12 in Verbindung und gelangen bei Antrieb des Kolbenträgers 1 nacheinander mit den Steuerschlitzen und 15 in druckrnittelleitende Verbindung. Die Steuerschlitze 14 und 15 sind ihrerseits an Leitungen der Maschine, im vorliegenden Fall an die Saug- und Druckleitung, angeschlossen, während sie im Falle eines hydrostatischen Motors an die Rückstrom- und Druckleitung angeschlossen sind.

Der Steuerspiegel I3 wird durch mindestens zwei diametral gegenüberliegend angeordnete, aus der Zeichnung nicht ersichtliche, an die Saug- bzw. Druckleitung angeschlossene Anpreßkolben gegen die Dichtfläche 12 des Kolbenträgers 1 angepreßt. Die an der Dichtfläche 12 des Kolbenträgers 1 gleitende Spiegelfläche.des Steuerspiegels 13 ist - wie aus Fig. 2 ersichtlich -/einen Steuerteil 13a, welcher im wesentlichen die Steuerschlitze 14 und 15 umfaßt, und eine Spurlagerfläche 13b durch eine Trennut 16 geringer Tiefe unterteilt, welche über Bohrungen I7, l8 mit dem Inneren des Gehäuses 6 drucklos verbunden ist. Außen ist die Lagerfläche 13b durch einen Absatz 19 begrenzt.

Die Spurlagerfläche 13b ist - wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich - bis auf im Bereich einer senkrecht zur Totpunkt-ebene T-T stehenden Achse χ - χ angeordnete Oberflächenabschnitte mit einer Vielzahl von in geringem Abstand zueinander angeordneten kreisförmigen Speichertaschen 20 versehen, welche durch eine Drosselnut 21 geringer Abmessungen von etwa 0,4 - 0,8 mm Tiefe und Breite druckmittelleitend miteinander verbunden sind. Im Bereich der senkrecht zur Totpunktebene T-T senkrecht stehenden Achse χ - χ münden Anschlußbohrungen bzw. Knäle 22, 23 geringen Querschnittes in die Spurlagerfläche 13b der Spiegelfläche des Steuerspiegels 13 sowie in unmittelbarer Nähe der Drosselnut 21 ein. Die Bohrung 22 ist auf nicht dargestellte Weise mit dem Schlitz 14 und die Bohrung 23 mit dem Schlitz 15 druckmittelleitend verbunden.

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Auf der Dichtfläche 12 des Kolbenträgers 1 sowie etwa auf dem gleichen Teilkreis wie die an der Lagerfläche 15b des Steuerspiegels 15 angeordneten Speichertaschen 20 liegend sind ebenfalls Speichertaschen 24 vorgesehen, welche im wesentlichen die gleichen Querschnittsabmessungen wie die Speichertaschen 20 am Steuerspiegel 15 besitzen. Im Gegensatz zu den an der Lagerfläche IJb des Steuerspiegels 15 angeordneten Speichertaschen 20 sind die Speichertaschen 24 jedoch untereinander nicht druckmitteilefend verbunden, wobei auch außerdem der Abstand der Speichertaschen 24 untereinander gegenüber den am Steuerspiegel 15 angeordneten Speichertaschen 20 um ein wesentliches Maß größer bemessen ist. Die Anzahl der Speichertaschen 24 beläuft sich hierbei etwa auf das 1,5- bis 2-fache der ZylinderzaliL im Kolbenträger 1.

Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Auiührungsform ist folgende:

Beim Antrieb des Kolbenträgers 1 über die Antriebswelle 7 durch einen nicht dargestellten Motor führen die Kolben 5 eine hin- und hergehende Bewegung aus und saugen in der gezeichneten Stellung über den Schlitz 14 Druckflüssigkeit an und drücken diese über den Schlitz 15 in eine nicht gezeichnete, zu der Verbrauchsstelle führende Druckleitung. Die nicht gezeichneten Anpreßkolben v/erden hierbei gleichfalls von dem in der Saug- bzw. Druckleitung herrschenden Druckflüssigkeitsdruck beaufschlagt und pressen den Steuerspiegel 15 gegen die Dichtfläche 12 des Kolbenträgers 1 dichtend an.

Über die mit den Steuerschlitzen 14, 15 druckmittelleitend verbundenen Bohrungen bzw. Kanäle 22 und 25 wird in die Trennfuge zwischen Dichtfläche 12 des Kolbenträgers 1 und Lagerfläche 15b Druckflüssigkeit geleitet, welche durch die Dichtfläche 12 des Kolbenträgers 1 mitgenommen und auf der Lagerfläche 15t> verteilt wird. Hierbei baut sich nach den bekannten hydrodynamischen Gesetzmäßigkeiten ein Schmierfilm auf, welcher eine metallische Berührung der aneinander gleitenden Oberflächenabschnitte von Steuer-

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spiegel Ij5 und Dichtfläche 12 des Kolbenträgers 1 verhindert.

Wie Pig. 6 erkennen läßt, wird die Verteilung der durch die Bohrungen bzw. Kanäle .23, 23 in die Trennfuge zwischen Steuerspiegel Γ3 und Kolbenträger 1 geleiteten Druckflüssigkeit über die Lagerflächen 12 bzw. Ij5b des hydraulischen Spurlagers durch die Speichertaschen 20 bzw. wesentlich beschleunigt. Die auf der Dichtfläche 12 des Kolbenträgers 1 angeordneten Speichertaschen 24 überstreichen bei der Drehung des Kolbenträgers 1 die Kanäle bzw. Bohrungen 21, 23 und verbinden diese nacheinander druckmittelleitend mit der die Speichertaschen 20 verbindenden Drosselnut 21, wodurch die durch die Bohrungen bzw. Kanäle 21, 23 den Lagerflächen zugeführte Druckflüssigkeit sich insbesondere axt sämtliche Speichertaschen 20 verteilt. Dadurch, daß die auf der Dichtfläche 12 des Kolbenträgers 1 angeordneten Speichertaschen 24 - wie in Pig. 6 gestrichelt angedeutet eine Anzahl von den auf der Lagerfläche 13b vorgesehenen Speichertaschen 20 überbrücken, wird die Verteilung der dem hydraulischen Spurlager zugeführten Druckflüssigkeit weiter beschleunigt. Dies ist insbesondere in den Fällen von Vorteil, in denen mit häufigen und plötzlichen Belastungsänderungen bzw. Druckschwankungen in der Druckleitung bzw. in der Saug- oder Rückströmleitung gerechnet werden muß.

Claims (6)

PATENTANWÄLTE Γ./i. j U | J Q 5 * *" fj, ΒζΜ^ DR.-ING. W. STUHLMANN - DIPL.-ING. R. WILLERT Tfjl· DR.-ING. P. H. OIDTMANN / 1 AKTEN-NR. 386 BOCHUM. 7.5-19O^ Postschließfach 24 5O Ihr Zeichen Fernruf 6 65 31 und 6 4314 Maschinenfabrik & EiSen·» Telegr.: Stuhlmannpatent gießerei A, B e i e η Schutzansprüohe :

1. Hydrostatische Axial- tder Radialkolbenmaschine mi1|einem Steuerspiegel, dessen mittlerer» die Steuerschlitze aufweisender Steuerteil von einem mindestens mit der Druckseite der Maschine druckmittelleitend verbundenen hydraulischen Spurlager ringförmig umschlossen wird, welches aus auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels und au^l&er Dicht« fläche des Kolbenträgers etwa kreisförmig angeordneföpeiehertaschen besteht, deren Anzahl auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels größer ist, als auf der Dichtfläche des Kolben-

/am

trägers und von denen mindestens erstere durch etwa ringförmige Drosselnut druckmitttlleitend miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Speichertaschen (24) auf der Dichtfläche (12) des Kolbenträgers (l) wesentlich größer ist, als die Zylin« derzahl des Kolbenträgers (l), und sich Torzugsweise auf das 1,5 bis 2«fache der Zylinderzahl beläuft,

2_t Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1, bei welcher die auf der Dichtfläche des Kolbenträgers vorgesehenen Speichertasthen untereinander gleiche Abmessungen besitzen sowie in etwa gleichmäßigen Abständen auf demselben, zur Sehachse koaxialen Teilkreis angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Speiehertaschen {24) sich auf etwa das

1 l/2-bis 3«faehe«» vorzugsweise etwa auf das 1,7-TdIs2ß~fache ihrer größten in Umfangsrichtung des leilkreises gemessenen Querabmessungen belauft.

3. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte öffnungsfläche der an der Dichtfläche (12) des Kolbenträgers (l) vorgesehenen Speichertasehen einen Flächen** anteil von χχχ· etwa 1/15 "bis 1/25 an der gesamten Dicht« fläche des Kolbenträgers (!) besitzt,

4# Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Speichertaschen (24) auf der Dichtfläche (12) des Kolbenträgers (l) eine ungerade Zahl ist.

5· Hydrostatische Masehine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeich« net, daß die Anzahl der Speiehertaschen (24) auf der Dichtfläche (12) des Kolbenträgers, (l) mindestens gleich, vorzugsweise jedoch größer als die Hälfte der Anzahl der Speichertaschen (20) auf der Spiegelfläche des Steuerspie~ gels (13) ist.

6. Hydrostatische Masehine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeich« t, daß die Speiehertasehen (24) auf der Dichtfläche (12)

, /und
des Kelbenträgers (1) auf der Spiegelfläche des Steuer·« spiegeis (13) eine geometrisch ähnliche Öffnungsfläche be« sitzen, wobei jedoch die Öffnungsfläche einer jeden Speichertasche auf der Dichtfläche des Kolbenträgers (l) um etwa 20 bis 30 % kleiner benfssen ist als auf der Spiegelfläche des Steuerspiegels (13)·