-
Gegenstand: ilydraulische Axialkolbenmaschine Die Erfindung bezieht
sich auf eine hydraulische Axialkolbenmaschine mit einer von einer Welle durchdrungenen,
gehäusefesten Zylindertrommel, in der auf einem Teilkreis mehrere als Zylinder dienende
Bohrungen parallel zur Achse oder mindestens in einer Ebene mit der Achse angebracht
sind, in denen Kolben gleiten, die mit ihren aus den Bohrungen herausragenden Köpfen
auf eine drehfest mit der Welle verbundene Taumelscheibe wirken, wobei auf der der
Taumelscheibe entgegengesetzten Seite der Zylinder trommel eine ebenfalls itit der
Welle dreiifest verbundene, als Drehschieber dienende Steuerscheibe angeordnet ist,
die stirnseitig mit sehr geringem Spiel sowohl an der Zylindertrommel als auch an
einem Gehäuseteil anliegt und die zwei sich diametral gegenüberliegende,radial verlaufende
Stege aufweist, deren Breite mindestens so groß ist wie der Durchmesser der Bohrungen
oder von zu den Bohrungen führenden Kanälen, welche Stege zwei zu den Bohrungen
oder Kanälen führende Strömungswege durch die Steuerscheibe trennen, von denen-der
eine fortwährend mit einem ersten insbesondere radial weiter innen liegenden Leitungssystem
verbunden und von einem zweiten insbesondere radial weiter außen liegenden Leitungssystem
getrennt ist, während der andere fortwährend mit dem zweiten Leitungssystem verbunden
und von dem ersten getrennt ist.
-
Wenn eine derartige Axialkolbenmaschine 2. B. als rotor arbeiten soll,
wird Druckmittel durch einen der Strömungswege in die als Zylinder dienenden Bohrungen
gedrückt. Die dadurch entstehende Kraft an den Kolben wird auf die Taumelscheibe
übertragen und bewirkt auf Grund einer tanyentialen Komponente ein Drehen der Taumelscheibe
und damit auch ein Drehen der Felle und der Steuerscheibe. Die Steuerscheibe ist
üblicilerweise relativ zur Taumelscheibe so eingestellt, daß etwa bei Erreichen
des oberen oder unteren Totpunktes durch einen Kolben die betreffende Bohrung bzw.
der betreffende Kanal durch einen der Stege verschlossen wird. Während dieser Zeit
sind die Zylinder, von Leckspalten abgesehen, hermetisch verschlossen. Da man den
Stegen zur Vermeidung von hydraulischen Kurzschlüssen eine positive Uberdeckung
gibt, findet in den Sylindern je nach Bewegungsrichtung eine weitere Kompression
oder Expansion statt. Insbeso.;dere bei Llotoren kann eine Kompression zu erheblichen
Druckspitzen führen, die den Wirkungsgrad und die Lebensdauer verringern. Diese
Nachteile werden dadurch verstärkt, daß sie während der Umsteuerung auftreten, d.h.,
während einer Zeit, in welcher der Kolben seine geringsten Geschwindigkeiten aufweist
und sogar zum Stillstand kommt. Da die eibungsverhältnisse bei Bewegungsbeginn wesentlich
schlechter sind als während der Bewegung, kann man sagen, daß bei herkömmlichen
Axialkolbenmaschinen die größten hydraulischen Belastungen gerade dann auftreten,
wenn die Reibungsverhältnisse die schlechtesten sind.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden, d.h.,
das Auftreten unzulässig hoher Druckspitzen zu verhindern und die Reibverluste während
des Umsteuerns allgemein zu verringern.
-
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da durch, daß jeder
Sylinder mindestens im Zeitpunkt des Umsteuerns mit einem System geringen Druckes
verbunden ist. Diese Verbindung erfolgt zwecJ-Jäßigerweise durch einen Kanal in
der Steuerscheibe, der stirnseitig in den Stegen mündet und dort kurzzeitig mit
den Bohrungen oder Kanälen in Verbindung tritt und andererseits mit einem dritten,
vorzugsweise innerhalb des ersten liegenden, der Leckölabfuhr dienenden Leitungssystem
verbunden ist. Eine einfache Konstruktion erhält man, wenn der Kanal in einen Spalt
zwischen Steuerscheibe und Welle zündet. Eine genaue Steuerung ergibt sich, wenn
der Kanal in der Steuerscheibe mit von den Bohrungen oder Kanälen in der Zylindertrommel
ausgehenden Kerben oder Nuten in Verbindung tritt. -Der Vorteil dieser Ausführung
liegt darin, daß kurz vor Erreichen der Totpunkte die Zylinder drucks werden.
-
Dadurch werden Druckspitzen zu Beginn des Ul.lsteuerns vermieden und
entsprechend verringert sich die Reibung, insbesondere die Iiaftreibung an den Kolben.
-
Da die Förderkennlinie in diesem Bereich einen nahezu waagerechten
Verlauf hat, ist der volumetrische Verlust
sehr gering, so daß sich
insgesamt auf Grund des verringerten Reibungsverlustes eine Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades
ergibt.
-
Anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die Erfindung näher erläutert.
-
Figur 1 zeigt die stirnseitige Ansicht einer Steuerscheibe mit den
Bohrungen gemäß dem Schnitt A - 13 von Figur 2.
-
Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A - 13 in Figur 1.
-
Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie C - D in Figur 1.
-
In einer Zylindertrommeil sind mehrere axial gerichtete Bohrungen
2 angebracht, in denen Kolben 3 gleiten, die auf eine nicht dargestellte Taumelscheibe
wirken, welche auf einer Welle 4 befestigt ist. Auf der Welle 4 ist weiterhin eine
Steuerscheibe 5 befestigt, die stirnseitig dicht an der Zylinder trommel 1 anliegt
und auf der anderen Seite von einem Deckel 6 begrenzt wird. Ein definiertes Spiel
zwischen Steuerscheibe 5 und Zylindertrommel 1 bzw. Deckel 6 wird durch einen
Distanzring
7 zwischen Zylinder trommel 1 und Deckel 6 erreicht. Der zwischen Distanzring 7
und Steuerscheibe 5 verbleibende Ringraum 8 ist durch eine Bohrung 9 mit einem Anschluß
A verbunden. Kanäle lo verbinden die Bohrungen 2 mit der Stirnseite der Zylindertrommel
1 und liegen der Steurscheibe 5 gegenüber. Ein zweiter Anschluß B ist über eine
Bohrung 11 mit einer Ringnut 12 in der Steuerscheibe 5 verbunden. Die Ringnut 12
ist gegenüber der Wellenbohrung 13 durch einen Rand 14 abgedichtet und ist mit einem
Durchbruch 15 in der Steuer scheibe 5 verbunden, welcher eine Verbindung zwischen
Ringnut 12 und den Kanälen lo herstellt. Gegenüber dem Ringraum 8 ist der Durchbruch
15 durch einen Rand 16 sowie zwei sich an den Rand 16 anschließende, radial einwärts
bis zur Ring nut 12 verlaufende Stege 17 und 18 getrennt. Die Ringnut 12 ist ihrerseits
nach außen durch einen sich an die Stege 17 und 18 anschließenden Rand 19, der eine
direkte Verbindung zwischen Ringnut 12 und den Kanälen lo unterbindet, abgedichtet.
Auf diese Weise entsteht ein Strömungsweg in Form eines äußeren Durchbruches 20,
der den Ringraum 8 mit den Kanälen lo verbindet. Die Kanal lo sind mit radial auswärts
gerichteten Kerben 21 versehen, denen in den Totpunkten Kanäle 22 in der Steuerscheibe
gegenüberliegen,.die innerhalb der Stege 17 und 18 angeordnet sind und zu Spalten
23 zwischen Steuerscheibe 5 und Welle 4 verlaufen. Der Weitertransport der Flüssigkeit
erfolgt durch einen Spalt 24 zwischen Welle 4 und Zylindertrommel 1 zu
einem
Hohlraum innerhalb der Axialkolbenmaschine und einem Leckölanschluß. Die Breite
der Stege 17 und 18 ist so groß, daß keine Verbindung zwischen den Kanälen 22 und
den Systemen 12, 15 bzw. 8, 20 stattfinden kann.
-
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Insbesondere in der Ausbildung der Kerben, des Kanals und der Weiterleitung sind
andere Lösungen denkbar.