DE2052305C2

DE2052305C2 - Verteilerdrehschieber für hydraulische Radialkolbenmotoren

Info

Publication number: DE2052305C2
Application number: DE2052305A
Authority: DE
Inventors: Aurelio Bologna Ortelli
Original assignee: RIVA CALZONI SpA MILANO IT
Current assignee: RIVA CALZONI SpA MILANO IT
Priority date: 1969-11-07
Filing date: 1970-10-24
Publication date: 1984-05-03
Also published as: ES385618A1; US3696710A; DE2052305A1; BE758118A; AT317111B; NL7015917A; GB1335372A; FR2069086A5; CH520269A

Description

Die Erfindung betrifft einen Verteilerdrehschieber für hydraulische Radialkolbenmotoren, mit einer Steuerscheibe, die drehbar in einem den Zufluß- und Abflußleitungen der Arbeitsflüssigkeit zugeordneten Gehäuse auf der Motorwelle axial verschiebbar aufgekeilt ist, innere Durchlässe für die Arbeitsflüssigkeit besitzt und in Richtung auf eine Stirnfläche eines Gehäuseteils des Radialkolbenmotors gedrückt wird, der mit Durchlaßöffnungen für die Arbeitsflüssigkeit versehen ist, die einerseits mit den inneren Durchlässen der Steuerscheibe und andererseits mit zu den Kolbenkammern führenden Kanälen in Verbindung stehen, wobei die inneren Durchlässe der Steuerscheibe in entsprechende nierenförmige Nuten ausmünden, die sich konzentrisch zur Motorwelle erstrecken und stirnseitig abgedeckt sind. Die Steuerscheibe wird im folgenden auch als Verteiler bezeichnet.

Insbesondere bei hydraulischen Radialkolbenmotoren tritt das Problem einer Verformung eines Gehäuseteils aufgrund der auftretenden Drücke auf.

Bei einem Verteilerdrehschieber der oben angegebenen Art nach der CH-PS 4 47 821 wird die Steuerscheibe als Verteiler unmittelbar an einem Gehäuseteil bzw. einer fest mit diesem verbundenen Platte abgestützt. Dabei hat die Steuerscheibe an ihren Durchlaßöffnungen zu den Gehäus:eteilen nutenförmige Vertiefungen. Dadurch wird eine Druckkraft auf den Gehäuseteil übertragen, so daß er sich verformen kann und hierdurch Leckagen entstehen können und außerdem Gleitstellen und damit die Angriffspunkte von Reibungskräften verlagert werden, so daß das Widerstandsmoment im Betrieb vergrößert wird.

Bei einem statischen Verteilerdrehschieber nach der US-PS 32 07 180 ist eine Verbindung zu den Anschlußleitungen nur in einigen bestimmten Winkelstellungen herzustellen. Dabei fehlen nierenföi mige Nuten, welche bei einem Verteilerdrehschieber für hydraulische Radialkolbenmotoren notwendig sind und deformierende Druckkräfte an einem Gehäuseteil hervorrufen. Eine in der bekannten Ausführung aus konstruktiven Gründen und zur Bietung einer harten Oberfläche angebrachte Platte hat von Dichtungsringen umgebene öffnungen, ίο um eine Abdichtung nach außen herzustellen. Die von den Dichtungsringen begrenzten Flächen sind vernachlässigbar klein und können nicht zum Aufbau eines Reaktionsdruckes führen, abgesehen davon, daß zwischen Stellungen eine vollständige Wirkungslosigkeit vorliegen würde.

Aus der FR-PS 13 Π 180 und GB-PS 10 26 343 sind Axialkolbenmotor:! bekannt, bei denen die den Druck führende Leitung fest angeordnet ist. Die Zylinder werden dabei während der Drehung des Motors mit der Druckleitung in Verbindung gebracht, so daß ein An druck einer besonderen Stützplatte nur im Bereich einer Druckleitung vorgesehen ist. Dabei ergibt sich ein Gegendruck ;n Bezug zu inneren Schultern der Zylinder.

Die Arbeitsweise von Radialkolbenmotoren ist davon verschieden, als sich die mit der Druckleitung verbundenen, zu den Zylindern führenden Kanäle ständig ändern.

Dabei ergeben sich besondere Probleme im Zusammenhang mit den nierenförmigen Nuten an den inneren Durchlässen der Steuerscheibe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verteilerdrehschieber der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Leckage, die durch Verformungen des Gehäuses entsteht, verringert werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Gehäuseteil und dem Verteiler eine Stützplatte mit Durchlaßöffnungen angeordnet und am Gehäuseteil befestigt ist, und daß in der zum Motorgehäuseteil zugewandten Seite des Stützteiles und um jede der Durchlaßöffnungen zwecks Bildung von den Stützteil am Drehkörper anliegend haltenden Gegendruckfedern eine an sich bekannte, von elastischen Dichtungen begrenzte Ausnehmung vorgesehen ist, die im wesentlichen die Form von radialen Kreissektoren aufweist, die konzentrisch um die Motorwelle angeordnet sind.

Durch die Stützplatte und ihre Ausgestaltung wird für eine gute und spaltfreie Anlage am Verteiler gesorgt, so daß die Abdichtung selbst bei Verformungen des Gehäuses verbessert wird, weiterhin aber auch die Leistungsbeanspruchung durch Herabsetzung oder Vermeidung von Verformungen vermindert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Verteilerdrehs,:hieber im Bereich von zwei Durchlaßöffnungen für Arbeitsflüssigkeit,

Fig. 2 in schematischer Darstellung und verkleinertem Maßstab den an einem hydraulischen Radialkolbenmotor angeordneten Verteilerdrehschieber,

Fi g. 3 einen Schnitt längs der Linie Ill-Ill in F i g. 1,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g !,

F i g. 5 eine Teildarstellung aus Fig. I in vergrößertem Maßstab.

bi F i g. 6 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der in bekannten Ausführungen auftretenden Verformungen.

In der Zeichnung ist ein Verteilerdrehschieber I mit einem Gehäuse 2. einem in diesem angeordneten Ver-

teiler 3, einem Dichtungen 13 tragenden Ring 12 und einer Stützplatte 4 gezeigt, die an einem flachen Gehäuseteil 5 des Motorgehäuses eines hydraulischen Radialkolbenmotors 6 anliegend angeordnet ist. Der Verteiler 3 wird von einer Motorwelle 7 angetrieben und hat zwei innere Durchlässe 8, 9, welche durch einen zwischen dem Verteiler 3 und dem Gehäuse 2 vorhandenen Zwischenraum mit zwei Durchlaßöffnungen 10, 11 in Verbindung stehen. Diese öffnungen 10, 11 stehen mit (nicht dargestellten) Zufluß- und Abflußleitungen der Arbeitsflüijigkeit in Verbindung. Wenn die Öffnung 10 mit einer Abflußleitung verbunden ist, ist die Öffnung 11 mit einer Zuflußleitung in Verbindung bzw. umgekehrt. So können verschiedene Drehrichtungen erhalten werden.

Um den Zufluß vom Abfluß zu trennen, ist der Ring 12 vorgesehen, der koaxial zwischen dem Verteiler 3 und dem Gehäuse 2 montiert ist und elastischen Dichtungen 13 zugeordnet ist. Diese drücken den Ring 12 in Anlage an den Verteiler 3 und bilden eine statische Abdichtung zwischen dem Ring 12 und dem Gehäuse 2. Der Ring 12 ist am Gehäuse 2 weHer mit Stiften 14 befestigt, die eine Drehbewegung des Ringes verhindern, jedoch kleine Verschiebungen in Axialrichtung gestatten. Das Gehäuse 2 und die Stützplatte 4 sind mittels Schrauben 15 am Gehäuse des Radialkolbenmotors 6 befestigt. Die Stützplatte 4 hat in der Mitte eine Öffnung für den Durchtritt der Welle 7.

Der Verteiler 3 ist auf der an der Stützplatte 4 anliegenden Seite mit zwei bogenförmigen Nuten oder RiI-ien 16, 17 versehen, die mit den Durchlässen 8, 9 in Verbindung stehen. Ferner sind noch bogenförmige Nuten oder Rillen 16a, 17a vorgesehen, welche durch nicht dargestellte innere Durchlässe mit den Rillen 16, 17 in Verbindung stehen.

Bei Eintritt unter Druck stehender Arbeitsflüssigkeit durch die Öffnung 10 entstehen im Bereich der Rillen 16 und 16a Drücke die eine ausgleichende Wirkung haben, wodurch die resultierende Kraft in vorteilhafter Weise im Bereich der Achse angelegt wird. Desgleichen entstehen, wenn die unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit durch die öffnung 11 befördert wird, Drücke in den Rillen 17 und 17a mit einer Kraft, die in Axialrichtung wirkt.

Andererseits bewirkt die Zufuhr der unter Druck stehcnden Arbeitsflüssigkeit durch die öffnung 10 eine Kraft A, die von links nach rechts (unter Bezugnahme auf Fig. 1) auf den Verteiler 3 wirkt, wogegen die Zufuhr der unter Druck stehenden Arbeitsflüssigkeit durch die öffnung 11 eine in derselben Richtung auf den Verteiler 3 wirkende Kraft B erzeugt. Die ersterwähnte Kraft resultiert aus den auf den Verteiler 3 außerhalb des Ringes 12 wirkenden Drücken, wogegen die Kraft B aus den auf den Verteiler 3 im Inneren des Ringes 12 wirkenden Drücken resultiert. Dieser Ring 12 ist in einer Weise angeordnet, daß die Kräfte A und B etwa gleich sind. Aufgrund dieser Anordnung werden die von rechts nach links wirkenden Gegenkräfte, durch die Gegenwart der Rillen 16—16a und 17—17a. auf einem niedrigeren Wert gehalten, als die Kräfte A und B, so daß in jedem Fall die Berührung zwischen dem Verteiler 3 und der Stützplatte 4 gewährleistet ist. Wenn beispielsweise die Zufuhr der unter Druck stehenden Arbeitsflüssigkeit durch die Öffnung 10 erfolgt, so ist der aufgrund der Rillen 16 und 16a auftretende Gegendruck geringer als die in entgegengesetzter Richtung wirkende Kraft A.

Wenn man C.-'.n Fall eines hydraulischen Motors mit fünf Radialkolben in Betracht zieht, so wird die Stützplatte 4 mit fünf Durchlaßöffnungen 18 \ ersehen, die mit fünf Kanälen 19 fluchten, welche im Gehäuse des Radialkolbenmotors 6 vorgesehen sind und mit den Kolbenkammern in Verbindung stehen.
Im Bereich der Durchlaßöffnungen 18 hat die Stützplatte 4 auf ihrer dem Radialkolbenmotor 6 zugekehrten Seite Ausnehmungen 18a, die von elastischen Dichtungen 20 begrenzt sind. Die Ausnehmungen 18a sind von in sich geschlossenen Rillen begrtnzt, von denen

ίο jede zwei konzentrische bogenförmige Abschnitte 186 aufweist, die durch zwei radiale oder annähernd radiale Abschnitte 18c verbunden sind. In diesen Rillen, die auch eine andere Ausbildung als die dargestellte haben können, sind die elastischen Dichtungen 20 eingesetzt, welche die Abdichtung zwischen dem Gehäuse des Radialkolbenmotors 6 und der Stützplatte 4 gewährleisten. In die Ausnehmungen 18a, in welche unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit gelangt, treten Gegendrücke C (F i g. 5) auf, die von rechts nach links wirken, so daß die Stützplatte 4 vollkommen am Verteiler 3 trotz des Druckes, der auf die Fläche der Rillen 16 und/oder 17 auf der anderen Seite der Stützplatte 4 wirkt, in Anlage gebracht wird.

Aufgrund des beschriebenen Rückdruckes unterliegt der an der Stützplatte 4 anliegende Gehäuseteil 5 des Gehäuses 6 des Radialkolbenmotors einer Verformung nach rechts, wie in F i g. 6 gezeigt ist (in dieser Figur sind die Verformungen zur Verdeutlichung stark übertrieben dargestellt). Eine solche Verformung hat im Zusammenhang mit dem Verteiler 3, jedoch bei der besonderen beschriebenen Ausführung keine praktische Auswirkung, weil konstant sowohl an der Stützplatte 4 als auch am Gehäuseteil 5 anliegende elastische Dichtungen 20 bleibend eine Abdichtung aufrechterhalten und damit ein Durchsickern von A.rbeitsflüssigkeit verhindern, wie es bei bekannten Ausführungen nach Fig. 6 oft der Fall ist. Nach der F i g. 6 liegt der Verteiler 3 in bekannter Weise unmittelbar am Gehäuse 6 des Radialkolbenmotors an, so daß die Verformung dieses Gehäuses 6 ermöglicht, daß beispielsweise in die Rille 16 gelangte Arbeitsflüssigkeit nicht vollständig in Kanäle 19 fließt, sondern seitlich zu den Rillen 17 und 17a bzw. zum Abfluß hin ausströmt. Das führt zur fehlerhaften Funktion, und die Volumenleistung kann dabei so stark abfallen, daß der Motor zum Stillstar J kommt.

Die Speisung der Kolbenkammern des hydraulischen Radialkolbenmotors erfolgt durch die erwähnten Rillen 16 und 17 und die Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit findet gleichzeitig, je nach der Winkelstellung des Verteilers 3, durch zwei oder drei Kanäle 19 statt. Aber auch dann, wenn drei Kolben gleichzeitig gespeist werden, dürfen die Gegendrücke, welche in drei Ausnehmungen 18a auftreten, keine Kraft erzeugen, die größtr als die Kraft A oder B ist, weshalb die drei Ausnehmungen 18a entsprechend bemessen werden.

Weiterhin muß die axiale Abmessung des Verteilers 3 so groß sein, daß seine Unverformbarkeit gegen die Wirkung der Drücke gewährleistet ist. So wird die Stützplatte 4, die an der Fläche des Verteilers 3 anliegt, flach gehalten und ein Druchsickern von Arbeitsflüssigkeit in der Gleitzone verhindert.

Aus obigen Ausführungen ergibt sich auch die Funktionsweise des Verteilerdrehschiebers.

Die Zuführung von Arbeitsflüssigkeit, beispielsweise

bi durch die Öffnung 10, bewirkt eine Drehung des Radialkolbenmotors in einer Richtung, weil die Arbeitsflüssigkeit durch die im Bereich der Rille 16 befindlichen Kanäle 19 zu den Kolben gelangt. Gleichzeitig treten Ge-

gendrücke in den betreffenden Ausnehmungen 18a auf, während sich der an der Stützplatte 4 anliegende Teil des Motorgehäuses verformt, jedoch ohne daß dabei die Arbeitsflüssigkeit durchsickern könnte, weil die Dichtungen 20 vorhanden sind. Damit wird zwischen dem Verteiler 3 und der Stützplatte 4 eine einwandfreie Anlage unter Ausschaltung jeglicher Leckage oder Durchsickerung der Arbeitsflüssigkeit im Bereich der Gleitzone erreicht. Somit wird auch eine erhöhte Volumenleistung ermöglicht und zwar insbesondere bei hydraulischen Motoren mit niedriger Geschwindigkeit und hohen Betriebsdrücken.

Da sich der Lauf des Verteilers auf die Stützplatte 4 auf planen Flächen abspielt und daher die Reibungskräfte praktisch gleichmäßig verteilt sind, ist im Vergleich zu den bekannten Ausführungen auch die mechanische Leistung größen Bei den bekannten Ausführungen erhöht sich die Reibung mit dem Ansteigen der Verformung jenes Teiles des Motorgehäuses, der an den Verteiler angreift, da hierbei eine Verlagerung der Gleitstellen zum Umfang des Verteilers 3 hin auftritt, wie leicht aus F i g. 6 erkennbar ist.

Mit der beschriebenen Ausführung kann vorteilhaft auch eine Wiederinbetriebnahme nach einem Auftreten von Schaden erfolgen, wenn in einfacher Weise die Stützplatte 4 ausgetauscht worden ist, weil nur an dieser Schaden auftreten können. Demgegenüber erfordern bei bekannten Ausführungen Abnutzung und Abschliff des am Verteiler anliegenden Teiles des Gehäuses des Radialkolbenmotors langwierige Schleifarbeit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verteilerdrehschieber für hydraulische Radialkolbenmotoren, mit einer Steuerscheibe, die drehbar in einem den Zufluß- und Abflußleitungen der Arbeitsflüssigkeit zugeordneten Gehäuse auf der Motorwelle axial verschiebbar aufgekeilt ist, innere Durchlässe für die Arbeitsflüssigkeit besitzt und in Richtung auf eine Stirnfläche eines Gehäuseteils des Radialkolbenmotors gedruckt wird, der mi» Durchlaßöffnungen für die Arbeitsflüssigkeit versehen ist, die einerseits mit den inneren Durchlässen der Steuerscheibe und andererseits mit zu den Kolbenkammern führenden Kanälen in Verbindung stehen, wobei die inneren Durchlässe der Steuerscheibe in entsprechend·; nierenförmige Nuten ausmünaen, die sich konzentrisch zur Motorwelle erstrecken und stirnseitig abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuseteil (5) und dem Verteiler (3) eine Stützplatte (4) mit Durchlaßöffnungen (18) angeordnet und am Gehäuseteil (5) befestigt ist, und daß in der zum Motorgehäuseteil (5) zugewandten Seite des Stützteiles (4) und um jede der Durchlaßöffnungen (18) zwecks Bildung von den Stützteil (4) am Drehkörper anliegend hal tenden Gegendruckfedern eine an sich bekannte, von elastischen Dichtungen (20) begrenzte Ausnehmung (18a^ vorgesehen ist, die im wesentlichen die Form von radialen Kreissektoren aufweist, die konzentrisch um die Motorwelle angeordnet sind.