DE2165781C2

DE2165781C2 - Hydraulischer Radialkolbenmotor oder -pumpe

Info

Publication number: DE2165781C2
Application number: DE19712165781
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kyoto Kita
Original assignee: SHIMADZU SEISAKUSHO Ltd KYOTO JP
Current assignee: SHIMADZU SEISAKUSHO Ltd KYOTO JP
Priority date: 1970-12-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE2165781A1; FR2121116A5; JPS5122644B1; GB1337070A

Description

a) die mit Druckmittel beaufschlagbare Fläche jeder im Kolben (30) gebildeten Drucktasche 4» (41) ist zum Druckausgleich des Kolbens (30) nahezu gleich der dem Zylinderinneren zugewandten Stirnfläche des Kolbens (30);

b) die Breite (b) der Fläche an der Bohrungswand des Zylinderblockes (17) ist so bemessen, daß r, die von innen und außen auf den Zylinderblock (17) einwirkenden, durch den Strömungsmitteldruck hervorgerufenen Kräfte statisch ausgeglichen sind;

c) das Gehäuse (14) und der Zylinderblock (17) -ο sind über mehrere Stifte (50) und entsprechende Ausnehmungen (51) gegeneinander abstützbar, wobei die Anzahl der Stifte (50) und der Ausnehmungen (51) gleich der Anzahl der Zylinder (22) ist.

2. Hydraulischer Radialkolbenmotor oder -pumpe nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet daß jeder Kolben (30) lediglich über einen begrenzten Teil seiner Länge mit der Innenwand des Zylinders (22) in w) Berührung steht.

3. Hydraulischer Radialkolbenmotor oder -pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der mit der Zylinderinnenwand zusammenwirkende begrenzte Teil der Kolbenlänge weniger als l/IOdes μ K olbendurchmessers beträgt

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Radialkolbenmotor oder -pumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein hydraulischer Radialkolbenmotor oder -pumpe dieser Gattung ist aus der US-PS 30 36 557 bekannt Bei diesem Radialkolbenmotor oder -pumpe wird eine Drehung des Zylinderblockes durch die Anlage der äußeren Stirnfläche der Kolben an den zugeordneten Gehäuseinnenflächen unterbunden. Das auf diese Weise erzeugte Reaktionsmoment wird über die Kolbenumfangsflächen auf die Wände der Zylinder übertragen. Dies erzeugt entsprechende Reibungskräfte zwischen Zylinder und Kolben sowie zwischen den äußeren Stirnflächen der Kolben und den zugeordneten Gehäuseinnenflächen. Die Drucktaschen sind in den Gehäuseinnenflächen gebildet so daß bei einer seitlichen Verschiebung des Zylinderblockes und der Kolben die vom Druckmittel in den Drucktaschen auf die Kolben ausgeübte resultierende Kraft außermittig an den Kolben angreift; auch dies erhöht die Reibungskräfte. Ferner ist die mit Druckmittel beaufschiagbare Fläche jeder Drucktasche kleiner als die dem Zylinderinneren zugeordnete Stirnfläche des Kolbens, so daß das Druckmittel auf den Kolben eine radial nach außen gerichtete Kraft ausübt Dies hat entsprechende Reibungskräfte zwischen den äußeren Stirnflächen der Kolben und den Gehäuseinnenflächer. zur Folge. All diese Reibungskräfte machen sich insbesondere beim Anfahren ungünstig bemerkbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Radialkolbenmotor oder -pumpe der angesprochenen Gattung so auszubilden, daß die im Betrieb, insbesondere beim Anfahren, auftretenden Reibungsverluste verringert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem hydraulischen Radialkolbenmotor oder -pumpe mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst durch die Kombination der im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Zu dem im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmal a) ist darauf hinzuweisen, daß es aus der US-PS 32 11 107 bereits bekannt ist, Drucktaschen nicht in den Gehäuseinnenflächen, sondern in an den Gehäuseinnenflächen anliegenden Teilen (in diesem Fall an die Kolben umgreifenden einzelnen Zylinderblöcken) vorzusehen. Aus dieser Druckschrift ist es auch bekannt, diese Zylinderblöcke und das Gehäuse durch mehrere stiftartige Teile gegeneinander abzustützen, wobei die Anzahl dieser stiftartigen Teile gleich der Anzahl der Zylinder ist

Hinsichtlich des Kennzeichnungsmerkmals c) ist noch auf die DE-OS 15 28 997 hinzuweisen, aus der es bei einer Drehkolbenmaschine bekannt ist, Gehäuse und Zylinderblock über mehrere Stifte und entsprechende Ausnehmungen gegeneinander abzustützen, wobei die Anzahl der Stifte und der Ausnehmungen gleich der Anzahl der Zylinder ist

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kombination von Merkmalen-wird erreicht daß sämtliche beweglichen Teile »schwimmend« angeordnet sind, d. h., daß sich diese Teile hydraulisch im Gleichgewicht befinden. Dies gilt sowohl für die Kolben wie auch für den Zylinderblock, so daß die Kraftübertragung zwischen der Welle und dem Gehäuse ausschließlich über Flüssigkeitssäulen erfolgt Durch die Abstützung des Zylinderblockes über die Stifte wird der Zylinderblock gegen eine Drehung gesichert; aufgrund der im Patentanspruch 1 angegebenen Anordnung und Ausbil-

dung sind nie mehr als zwei Stifte in Eingriff mit den entsprechenden Ausnehmungen, so daß ein Minimum an mechanischer Berührung zwischen verschiedenen Teilen stattfindet und außerdem ein guter Dichtkontakt zwischen dem Kolben und den Gehäuseinnenflächen sichergestellt wird. Durch diese Maßnahmen werden, wie ersichtlich, die Reibungsverluste zwischen den äußeren Stirnflächen der Kolben und den zugeordneten Gehäuseinnenflächen, zwischen den Umfangsflächen der Kolben und den Zylinderwänden sowie zwischen in dem Zylinderblock und dem Exzenter erheblich verringert

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand der Zeichnungen werden Ausfflhrungsbeispiele der Erfindung erläutert Es zeigt:

F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen hydraulischen Radialkolbenmotor entlang der Linie 1-1 in F i g. 2,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 eine Schemaskizze zur Veranschaulichung des Druckausgleichs an einem Kolben des Radialkolbenmotors nach den F i g. 1 und 2,

Fig.4a und 4b Schemaskizzen zur Darstellung des Druckausgleiches am Zylinderblock des Radialkolbenmotors der F i g. 1 und 2,

F i g. 5,6 Schemaskizzen zur Erläuterung des Prinzips der Drehmomenterzeugung an der Welle bzw. dem Gehäuse des Radialkolbenmotors der F i g. 1 und 2,

F i g. 7 eine Schemaskizze zur Erläuterung des Arbeitsprinzips des Radialkolbenmotors der F i g. 1 und 2,

F i g. 8 eine etwas abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten hydraulischen Radialkolbenmotor ist eine Motorwelle 11 durch zwei a Rollenlager 12, 13 drehbar abgestützt, die in einem Gehäuse 14 gehaltert sind. Das Gehäuse 14 enthält eine Seitenwand 14faji einen Vorderdeckel \4(b) und einen Hinterdeckel 14(eJL Die Vorder- und Hinterdeckel 14(f>; und \4(c) tragen die Rollenlager 12 bzw. 13.

Zwischen den beiden Lagern 12 und 13 ist die Welle 11 mit einem Exzenter 15 versehen. Der Exzenter 15 vermag in der zylindrischen Bohrung 16 eines Zylinderblocks 17 umzulaufender in der Stirnansicht im wesentlichen die Form eines Fünfecks hat. Der Mittelpunkt des Zylinderblocks 17 liegt auf der Exzentrizitätsachse des Exzenters 15. An seiner Außenfläche ist der Exzenter 15 der Motorwelle 11 mit zwei sich gegenüberliegenden kreisbogenförmigen Nuten 18 und 19 versehen, die an ihren Enden durch so Stege 20 und 21 voneinander getrennt sind, wodurch auf die unten beschriebene Weise eine Steuerspiegeleinrichtung geschaffen wird.

Der Zylinderblock 17 ist mit geringem Spiel drehfähig an den Exzenter 15 angepaßt und mit einer ungeraden Anzahl von radial verlaufenden Zylindern 22 versehen. Bei dem Ausfühningsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 sind fünf Zylinder vorgesehen. Jeder Zylinder ist am äußeren Ende geöffnet und enthält eine Radialöffnung 23, die das Innere des Zylinders 22 mit der zylindrischen Bohrung 16 verbindet Die Radialöffnungen 23 werden während der Drehung des Exzenters und der Motorwelle durch die oben erwähnten kreisbogenförmigen Nuten 18 und 19 und die Stege 20 und 21 des Exzenters 15 überdeckt und freigegeben. _b-

In jedem Zylinder 22 sitzt gleitfähig ein hohler Kolben 30, der sich mit seiner äußeren Stirnfläche 31 normalerweise in dichtender Anlage an der Innenfläche des Gehäuses 14 befindet Das Gehäuse 14 ist an der Innenfläche seiner Seilenwand 14a mit ebenen Anschlagflächen 32 versehen, die den entsprechenden Zylindern 22 gegenüberliegen. Die äußere Stirnfläche 31 des Kolbens 30 befindet sich in dichtender Anlage an der ebenen Anschlagfläche 32 der Innenwand des Seitenteils 14a. Der Kolben 30 wird ständig gegen die Innenwand des Gehäuses 14 durch eine Schraubenfeder 33 gedrückt, die zwischen den Kolben 30 und eine innere Anschlagschulter 34 des Zylinders 22 eingesetzt ist Ein Federhalter 35 ist am unteren Ende des Zylinders 22 auf der Schulter 34 angeordnet

An einem aus elastischem Material bestehenden Ring 36 befindet sich der Kolben 30 in gleitender Berührung mit der Innenwand des Zylinders 22. Die Eingriffslänge zwischen dem Außenumfang des Kolbens 30 und der Innenwand des Zylinders 22 kann, verglichen mit dem Durchmesser des Kolbens 30, auf einen sehr kleinen Betrag verringert sein. Beispielsweise kann die Berührungslänge in Axialrichtung des Kolbens 30 am Ring 36 weniger als 1/10 des Innendurchrr. isers des Zylinders 22 betragen. Der Ring 36 dient ferner dazu, eine Flüssigkeitsleckage zwischen dem Kolben 30 und dem Zylinder 22 zu unterbinden.

Um den Kolben 30 in vollkommenem Druckausgleich zu halten, ist eine hydrostatische Drucklagerung vorgesehen. Die hydrostatische Drucklagerung enthält eine mittige Drucktasche 41 in Form einer Ausnehmung, die in der äußeren Stirnfläche 31 des Kolbens 30 ausgebildet ist, und einen Strömungsmitteldurchlaß 42, der im Kolben 30 ausgebildet ist und die Ausnehmung mit dem Inneren des Zylinders verbindet. Der Strömungsmitteldurchlaß 42 verläuft vorzugsweise längs der Achse des Kolbens 30. Es sei darauf hingewiesen, daß die mittige Ausnehmung stets konzentrisch zur Achse des Zylinders 22 liegt

Eine Drehung des Zylinderblocks 17 ist lediglich in einem begrenzten Bereich möglich, der durch die seitlich verlaufenden Stifte 50, die am Gehäuse 14 befestigt sind, bestimmt wird. Ausnehmungen 51 in der Außenfläche des Druckblocks 17 wirken mit den einsprechenden Stiften 50 zusammen. Eine Bewegung des Zyli.nderblocks 17 in Richtung der Achse der Welle 11 wird durch Scheiben 52 verhindert, die zwischen den Enden des Zylinderblocks 17 und dem Lager 12 bzw. 13 sitzen.

Das Seitenteil 14a des Gehäuses 14 kann aus fünf getrennten Bauteilen 14aa von sichelförmigem Querschnitt, welche mit den ebenen Anschlagflächen 32 versehen sind, sowie fünf Abstandstücken 14ai> bestehen, die jeweils zwischen zwei benachbarten sichelförmigen Bauteilen 14aa angeordnet sind. Die sichelförmigen Bauteile 14aa sind durch radiale Schrauben 55 an den vorderen und hinteren Deckeln 146 und 14c befestigt, und die Abstandstücke 14ab sind durch seitliche Schrauben 56 an den vorderen und hinteren Deckeln 14b und 14c angebracht, so daß sich ein geschlossenes Gehäuse 14 ergibt

Der vordere Stirndeckel 146 ist ferner durch einen Ölverschluß 61 mit einer Öldichtung 62 abgedeckt.

Zwei Kanäle 63 und 64 verlaufen längs der Motorwelle 11 parallel zur Weüenachse und stehen jeweils am einen Ende mit einer der kreisbogenförmigen Nuten 18 und 19 im Exzenter 15 und am anderen Ende mit einem von zwei Ringräumen 65 und 66 in Verbindung, die nebeneinander in der Motorwelle 11 ausgebildet sind. Eine Verteilerbuchse 67 umschließt diesen Endabschnitt der Motorwelle. Die Buchse 67 ist

mit zwei Radialöffnungen 68 und 69 versehen, die mit den Ringräumen 65 bzw. 66 in Verbindung stehen. Um eine Flüssigkeitsleckage zwischen der Verteilerbuchse und der Welle 11 zu unterbinden, sind Dichtungsringe 70,71 und 72 vorgesehen.

Die Welle 11 enthält ferner einen Entlastungskanal 73, der das Innere des Gehäuses 14 über eine öffnung 74 mit eiern außerhalb des Gehäuses befindlichen Flüssigkeitstank verbindet, so daß jegliche Flüssigkeitsleckage im Gehäuse auf diesem Weg abgeführt werden kann.

Unter der Annahme, daß die öffnung 68 den Einlaß bildet, gelangt das einströmende öl längs des Kanals 63 zur kreisbogenförmigen Nut 18. Dann strömt das öl über die Öffnung 23 in die Zylinder A und B, die sich in einer Lage befinden, in der sie mit der kreisbogenförmigen Nut 18 in Verbindung stehen (F i g. 2). Andererseits gelangt das Öl in den Zylindern D und E, welche mit der kreisbogenförmigen Nut 19 in Verbindung stehen, über die öffnungen 23 der Zylinder D und £, die kreisbogenförmige Nut 19 und den Kanal 64 zum Auslaß 69. Das Volumen jedes der Zylinder A und B vergrößert sich, während sich das Volumen jedes der Zylinder D und E verkleinert, mit der Folge, daß die Welle 11 in Richtung des Pfeiles X gemäß Fig. 2 in Drehung versetzt wird. In der in Fig. 2 gezeigten Betriebslage befindet sich der Zylinder C, der durch den Steg 20 des Exzenters 15 verschlossen ist. im abgeschalteten Betriebszustand.

Da der Radialkolbenmotor symmetrisch aufgebaut ist, ergibt sich ohne weiteres, daß die Abtriebswelle 11 im entgegengesetzten Drehsinne angetrieben wird, falls die Arbeitsmittelein- und -auslasse umgekehrt werden.

Es ist von großer Bedeutung, daß keine Bauteile vorhanden sind, die unter der Wirkung einer dem Arbeitsmitteldruck proportionalen Kraft mit gegenseitiger Druckbeaufschlagung aufeinandergleiten, wie dies nachfolgend im einzelnen erläutert wird.

F i g. 3 veranschaulicht das Kräftegleichgewicht, das durch den an einem Kolben 30 angreifenden Hydraulikdruck erzielt wird. Falls die Kraft der Feder vernachlässigt wird und der Kolbendurchmesser Dp ist. ergibt sich die Kraft Fp, die den Kolben nach oben zu drücken sucht, mit

Fp = -f Dp¹P

wobei Pder Hydraulikdruck im Zylinder ist.

Andererseits ergibt sich für die Kraft Fp', die den Kolben 30 aufgrund des in der Drucktasche 41 in der oberen Stirnfläche 31 des Kolbens vorhandenen Hydraulikdrucks nach unten zu verschieben sucht, mit Dp' als wirksamem Durchmesser der kreisförmigen Ausnehmung 41.

Fp' = f Dp'ip

Bei geeigneter Wahl von Dp 'ist es somit möglich, Fp der Größe Fp' nahezu gleichzumachen. In der Praxis wird Dp'so gewählt, daß fp'etwas kleiner als Fp ist

Gemäß Fig.3 ist konzentrisch zur kreisförmigen Drucktasche 41 in der oberen Stirnfläche des Kolbens 30 eine Ringnut 80 vorgesehen.

Falls die Ausgangsleistung vom Gehäuse abgenommen und die Welle i! stationär gehalten wird, ergibt sich infolge der Masse des Kolbens eine nach oben gerichtete Zentrifugalkraft jedoch ist diese Kraft ebenso wie die Federkraft im Vergleich mit der durch den Hydraulikdruck aufgebrachten Kraft vernachlässig· bar klein.

Um eine vollkommene Berührung der Stirnfläche des Kolbens mit der zugeordneten Gehäusefläche selbst bei Bearbeitungsfehlern sicherzustellen, ist es von großem Vorteil, daß die Berührungslänge /des Kolbens mit dem Zylinder im Vergleich zum Durchmesser gering ist, wie dies aus den Zeichnungen ersichtlich ist.

Nunmehr wird der Ausgleich der durch den am Zylinderblock 17 angreifenden Flüssigkeitsdruck verur sachten Kräfte beschrieben. In den Fig.4(a) und 4(b) wie auch in der folgenden Rechnung ist angenommen, daß der Flüssigkeitsdruck über der gesamten Querschnittsfläche der Zylinderbohrungen wirksam ist; es versteht sich jedoch, daß der Flüssigkeitsdruck in Wirklichkeit nur auf die senkrecht zur Zylinderachse verlaufenden Flächenbereiche der Zylinder einwirkt. In Fig.4(a) wirkt ein Flüssigkeitsdruck auf die beiden Zylinder A und B, während in Fig.4(b) auch der Zylinder C neben den Zylindern A und B mit Flüssigkeitsdruck beaufschlagt ist. Falls, wie bei diesem Ausführungsbeispiel, fünf Zylinder vorhanden sind, treten somit zwei unterschiedliche Betriebszustände auf, in deren einem zwei Zylinder mit Hochdruck baufschlagt sind und in deren anderem drei Zylinder mit Hochdruck beaufschlagt sind, wobei sich diese Betriebszustand« wechselweise einstellen.

Der Hydraulikdruck, der den Zylinderblock 17 in dem in Fig.4(a) gezeigten Betriebszustand von außen zur Mitte hindriJckt, ist durch die beiden Vektoren Fa und Fb dargestellt. Diese beiden Vektoren haben die gleiche Größe, nämlich

Fa = /β = Fp = -j ßjj ■ P Der Winkel zwischen ihnen ist

2-

Daher befindet sich der aus den Vektoren F₄ und F_B zusammengesetzte Vektor F₄₈ auf der Winkelhalbierenden zwischen F₄ und F₈, wie dies gezeigt ist. Die Größe j- dieses Vektors ist

F„-2co.

(f) -#>-f cos(f

5π Wie gezeigt, soll Fab- der Flüssigkeitsdruck sein, der den Zylinderblock nach außen von der Innenfläche der mittleren Zylinderblockbohrung fortzudrücken sucht, welche die Dreh-Gleitfläche bildet die in Anlage mit dem Exzenter der Welle steht

Wenn der Hydraulikdruck im Bereich eines Kreisbogens LM(auf der kleineren Seite) angreift und die Breite des Druckbereichs senkrecht zur Zeichenebene b ist, ist in Obereinstimmung mit den Figuren die Größe des Vektors F^e-

Fab = abP

wobei a die Länge der Sehne LM ist Außerdem fällt die Richtung des Vektors Fab- mit der ,5 Mittelsenkrechten der Sehne LM zusammen. Da L und M Punkts an den Stegen im Grenzbereich zwischen den Zylindern E und A bzw. den Zylindern B und C sind, verläuft, falls die Stegbreite g klein genug ist, die Linie

LM \m rechten Winkel zur Richtung des sich aus F_A und Fb ergebenden Vektors F-te, wie dies aus F i g. 4(a) ersichtlich ist. Daher ist F\b; das auf der Mittelsenkrechten der Linie Ζ,/Wliegt, entgegengesetzt zu Fab gerichtet. Falls ferner die Breite ft des Druckbereichs so gewählt wird, daß

L Π

Π = — COS

^-) Dp>la

ist,ist

F₁* =

Somit ist es möglich, einen vollkommenen hydraulischen statischen Druckausgleich zu erzielen.

Falls der Wert von b auf diese Weise gewählt wird, läßt sich ein hydrostatischer Druckausgleich auch für rien Fall aufrechterhalten, daß der Hydraiilikdriick an drei Zylindern anliegt, wie dies in F i g. 4(b) gezeigt ist. In diesem Fall ist die Hydraulikkraft, die den Zylinderblock von außen zur Mitte hin zu drücken sucht, durch die drei Vektoren F\, Found Ftdargestellt. und die Richtung des resultierenden Vektors F*bc dieser drei Vektoren ist gleich der Richtung des Vektors Fe, wie dies aus der Figur ersichtlich ist. Andererseits wird die Hydraulikkraft, die den Zylinderblock nach außen von den Innenflächen der zylindrischen Bohrung zurückzudrükken sucht, durch den Hydraulikdruck verursacht, der im Bereich des großen Kreisbogens LM angreift, und diese "raft, die durch einen Vektor Fabc dargestellt wird, liegt auf der Mittelsenkrechten der Sehne LN. Da L und N Punkte auf den Stegen am Übergang zwischen den Zylindern E und A bzw. den Zylindern C und D sind, verläuft die Linie LN, falls die Breite der Stege klein genug ist, im rechten Winkel zu dem aus Fa, Fb und Fc resultierenden Vektor F\bt wie dies aus F i g. 4(b) ersichtlich ist. Daher ist Fabc entgegengesetzt zu Fabc gerichtet

Wenn, wie gezeigt, die Kräfte Fn und Fe vorhanden sind und ihr resultierender Vektor Foe ist, wird der resultierende Vektor von Fde und Fabc gleich dem resultierenden Vektor sämtlicher Vektoren Fa. Fb, Fc. Found Ff. Diese Vektoren sind natürlich gegenseitig auf Null ausgeglichen, so daß Fabc im Betrag gleich Foe ist (jedoch entgegengesetzt gerichtet ist). Da außerdem F_Of im Betrag gleich Freist, ist

~ F₄

Wie sich andererseits aus den Figuren 4 (a) und 4 (b) ergibt, ist

LN = LM= a

und

F_ABC = LNbP= abP

Daher ist

- F_AB = F₄₈ = F

so daß ein vollkommener Kraftausgleich aufrechterhalten wird.

Bei dem in Fig.4 gezeigten Ausführungsbeispiel wurden zwar fünf Zylinder beschrieben, wenn jedoch im äiigcineinen Fa" 2.7+ϊ Zylinder vorhanden sind, sind zwei wechserweise aufeinanderfolgende Betriebsfälle zu unterscheiden; im ersten Fall sind π Zylinder mit

Hochdrück beaufschlagt, und im zweiten Fall sind n+ 1 Zylinder dem Hochdruck ausgesetzt. Es ist möglich, den hydraulischen Kräfteausgleich gleichzeitig für beide Fälle aufrechtzuerhalten. Dies erfolgt auf die gleiche Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel, das fünf Zylinder enthält.

F i g. 5 zeigt das Prinzip der Drehmomentenerzeugung mittels der Welle und entspricht der F i g. 4(a). Da der Vektor Fab, der die infolge des am Außenumfang des Exzenters der Abtriebswelle anliegenden Hydraulikdrucks erzeugte Kraft darstellt, bezüglich des Drehpunktes O der Welle 11 einen Hebelarm e' hat, ergibt sich das Abtriebsmoment mit Fab* e'. In diesem Fall wird die Radialbelastung über die zwei Lager 12,13 abgeführt (F ig. 1).

F i g. 6 dient zur Erklärung des Gegenmoments, das am Gehäuse angreift, wobei der Druckzustand der gleiche wie gemäß F i g. 4(a) ist.

Da die Vektoren Fi und Fa. die die rlurrh Hip Hydraulikdrücke hervorgerufenen Kräfte darstellen, durch die Mitte O' des Exzenters verlaufen, sind sie bezüglich der Mitte O des Gehäuses (der Mitte der Abtriebswelle) um den Betrag c exzentrisch. Bezüglich der Mitte O haben die Vektoren Fi und Fe somit Drehmomentenarme e_A bzw. e_R und somit ist das am Gehäuse angreifende Gegenmoment gleich.

F₄

e_B

Da die Aktions- und Reaktionskräfte gleich groß sind, ist die Größe dieses Moments gleich dem Abtriebsmoment Fab χ e'der Welle.

Falls das Spiel zwischen dem Außenumfang des Exzenters und der im Zylinderblock ausgebildeten Zylinderbohrung nicht vernachlässigbar klein ist, ergeben sich hinsichtlich der Druckflüssigkeitsleckage auf der Niederdruckseite der Zylinderbohrung, in der der Exzenter einsitzt Schwierigkeiten. Insbesondere falls auf der Niederdruckseite des Motors noch eine merkliche Druckhöhe vorhanden ist, beispielsweise für den Fall, daß die Niederdruckseite des Motors im Falle einer Reihenschaltung mit der Hochdruckseite eines zweiten Motors verbunden ist, macht die Druckflüssigkeitsleckage beträchtliche Schwierigkeiten. Falls andererseits dem Motor über den Einlaßkanal in der Motorwelle plötzlich eine erhitzte Flüssigkeit zugeführt wird, kann die Drehung der Welle infolge des sogenannten »thermischen Schocks« unterbrochen werden, was auf eine Differenz des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Exzenter der Welle und dem Druckblock zurückzuführen ist.

Die oben beschriebenen Schwierigkeiten lassen sich durch Verwendung eines konisch ausgebildeten Exzenters vermeiden. F i g. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das für diesen Zweck geeignet ist In F i g. 8 sind die den F i g. 1 und 2 entsprechenden Bauteile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 8 ist der Exzenter 15 der Welle 11 als Konus ausgebildet der eine leicht geneigte Erzeugende hat Der Zylinderblock 17 enthält eine konische Bohrung 16, die mit dem konischen Exzenter 15 zwecks Relativdrehung zusammenwirkt Die ebene Anschlagfläche auf der Innenwand des Gehäuses verläuft in einer Ebene, die parallel zu der Erzeugenden des konischen Exzenters 15 liegt Infolgedessen liegt die gemeinsame Achse des Kolbens 30 und des Zylinders 22 senkrecht zur Erzeugenden des konischen Exzenters 15. Vorzugsweise wird der Zylinderblock durch eine nicht

gezeigte Feder in Richtung des größeren Durchmessers des konischen Exzenters beaufschlagt, so daß der konische Druckblock mit dem geringstmöglichen Spiel an dem Exzenter anliegt. Druckkräfte können durch Anordnung eines Drucklagers 81 und/oder einer ί Flüssigkeitsdruckkammer 82 ausgeglichen werden, welche um einen Lagerabschnitt 83 der Welle 11 ausgebildet ist.

Durch diese Maßnahme läßt sich die Anpassung zwischen dem Exzenter und dem Zylinderblock w verbessern, wodurch wiederum die maschinelle Bearbeitung des Exzenters und der Innenfläche des Zylinderblocks erleichtert wird.

Die Erfindung läßt sich auch auf doppelt-, dreifachetc. wirkende Radialkolbenmotoren oder -pumpen 1> anwenden, wobei sich die Vorteile noch deutlicher zeigen. Es lassen sich also zwei, drei oder mehr Exzenter auf einer einzigen Welle ausbilden, wobei entsprechend viele Zylinderblöcke damit in Eingriff stehen. In diesem Faii lassen sich mehrere Zyiinderbiöcke aus einem Siück h'i ausbilden. Bei einer derartigen Ausbildung werden die Bearbeitungskosten verringert, und dennoch wird ein Motor geschaffen, der ein hohes Antriebsmoment erzeugt und mit Vorteil auch als langsamlaufende Pumpe verwendet werden kann. r>

Der beschriebene Radialkolbenmotor arbeitet derart, daß, wie Fig.7 zeigt, eine mittlere Welle 5und ein die Welle umschließendes Gehäuse C aufeinander mittels radial verlaufender Hochdruck-Flüssigkeitssäulen (im gezeigten Fall zwei Flüssigkeitssäulen L\ und L₂) in Drehmomente nach dem Prinzip von actio et reactio ausüben.

Infolgedessen bilden die radial gruppierten Kolben P\ bis Pi nichts weiter als zylindrische Dichtglieder, die den Hauptzweck haben, die Druckflüssigkeitssäulen aufrechtzuerhalten. Wie bereits oben im einzelnen erläutert wurde, sind somit nicht nur die Kolben, sondern auch der Zylinderblock statisch vollkommen ausgeglichen und nicht an der Kraftübertragung mittels eines mechanischen Kontakts beteiligt. Die mittlere Welle S ist in Richtung des ausgezogenen Pfeils gemäß Fig. 7 mit einem Drehmoment beaufschlagt und liefert in dieser Richtung ein Abtriebsmoment, während das Gehäuse C einem Drehmoment in Richtung des gebrochen dargestellten Pfeiles ausgesetzt ist, so daß das Gehäuse bei slationärer Halterung der mittleren Welle ein Abtriebsmoment liefert, das das Gehäuse in dieser Richtung zu drehen sucht.

Da für die Kraftübertragung keine mechanische Berührung verwendet wird, lassen sich eine Reihe von Schwierigkeiten beheben, einschließlich des Verschleißes und der Reibung der Hauptbauteile und insbesondere des Drehmomentenverlustes beim Anfahren und eines ruckhaften Festklemmens bei niedrigen Drehzahlen, und es läßt sich ein hoher Wirkungsgrad und eine große Lebensdauer des Motors oder der Pumpe erzielen.

Falls die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Einrichtung als

iVlOiOf VcrWcHuci WiTu, Κ5ΠΠ äüi uiC i'CuCr jj VCrZiCniCt werden, da während des Anfahrens infolge der Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Zylinders und der Drucktasche 41 eine Kraft erzeugt wird, die den Kolben 30 gegen die Gehäuseseitenwand 14a drückt. In diesem Fall muß die Drucktasche 41 über einen Drosseldurchlaß 42 mit dem Inneren des Zylinders 22 verbunden werden.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Motor läßt sich ferner ein Freilauf einstellen. Zu diesem Zweck wird die Feder 33 in den Zylindern fortgelassen und eine Druckflüssigkeit über den Entlastungskanal 73 in das Gehäuse 14 eingeführt, wobei an beiden öffnungen 68 und 69 Niederdruck (ein Flüssigkeitstank) anliegt. Selbst wenn an der Welle 11 ein äußeres Moment angreift, übt der Motor in diesem Falle ein äußerst kleines Bremsmoment aus. Während eines solchen Freilauf-Betriebs sind sämtliche Kolben von der inneren Gehäusewand abgehoben und in Richtung ihrer vollständig eingeschobenen Endlage in den Zylindern gedrückt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Radialkolbenmotor oder -pumpe mit einem Gehäuse, mit einer Welle, mit einem an der Welle vorgesehenen Exzenter, mit einem im Gehäuse und um den Exzenter angeordneten Zylinderblock, der eine Bohrung für eine Drehung des Exzenters im Zylinderblock aufweist mit mehreren im Zylinderblock ausgebildeten, radial um to den Exzenter gruppierten Hydraulikzylindern, die in einer gemeinsamen, senkrecht zur Wellenachse verlaufenden Ebene liegen, mit jeweils in den Zylindern vorschiebbar angeordneten Kolben, mit zwei im Exzenter auf gegenüberliegenden Seiten gebildeten Nuten, von denen die eine mit einem Druckmittel-Zuführungskanal und die andere mit einem Druckmittel-Abführungskanal verbunden ist mit ebenen Anlageflächen auf der Gehäuseinnenfläche zum Zusammenwirken mit den entsprechenden ?u äußeren Stirnflächen der Kolben, mit Öffnungen im Zylinderblock zur Verbindung der Nuten mit dem Inneren der Zylinder und mit jeweils einer zwischen den äußeren Stirnflächen der Kolben und der angrenzenden Gehäusewand vorgesehenen Druck- 2Ί tasche, die über einen Strömungsmitteldurchlaß mit dem Inneren des Zylinders in Verbindung steht wobei der Zylinderblock radial nach innen über einen vorgegebenen Flächenbereich mit dem im Zylinderinneren wirksamen Strömungsmitteldruck und radial nach außen mit dem durch den Zuführungsl.jnal zugeführten Strömungsmitteldruck über eine von feiner Bihrungswand gebildeten Fläche beaufschlagt wird, bei der die Öffnungen zur Verbindung der Nut mit ί"-^η Zylinderinneren r> ausgespart sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: