DE2238952A1 - Radialkolbenmaschine - Google Patents

Radialkolbenmaschine

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DE2238952A1
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Description

R. Ί 0 07
Anlage zur . .
Patent- und
Gebrauchsmust erhilf sanmeldung
EOBEET BOSCH GMBH, STUTTGARO?
Eadialkolbenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Eadialkorbenmas,chine mit einem rotierenden Zylinderkörper, der in sternförmig angeordneten Zylinderbohrungen Kolben aufnimmt, welche sich mit'einem -Ende auf einem Hubring abstützen, der zwecks Änderung einer Kenngröße des DruckmittelStroms durch mindestens"einen Stellkolben einer Verstelleinrichtung, verschiebbar ist. .
Es ist eine derartige Radialkolbenmaschine bekannt, bei der zwei von verschiedenen Drücken beaufschlagte Stellkolben außen an einander gegenüberliegenden Stellen.am Hubring an-
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greifen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Durchmesser der Maschine, der vom Bauprinzip her schon wesent- £ lieh größer als der anderer Maschinen mit vergleichbarem Anwendungsbereich ist, noch größer wird, weshalb sie für manche Anwendungsgebiete wegen zu großen Platzbedarfs nicht brauchbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radialkolbenmaschine zu schaffen, deren Verstelleinrichtung so angeordnet ist, daß der Platzbedarf gering ist.
Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Stellkolben vor einer Stirnseite des Hubringes und etwa parallel zu dieser angeordnet ist und durch ein Übertragungsglied mit dem Hubring verbunden ist.
Das hat den Vorteil, daß die Verstelleinrichtung nicht oder nicht wesentlich über den Durchmesser des Hubrings hinausgeht.
Weiter vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der anschließenden Beschreibung und der Zeichnung.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Radialkolbenmaschine im Längsschnitt, >
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Steuerzapfen der Radialkolbenmaschine nach dem Ausführungsbeispiel der Pig. längs II-II,
Fig. 3 einen Ausschnitt der Maschine nach der Fig. 1 längs HI-IIT,
Fig. 4 eine Einzelheit der Maschine nach der Fig. 1 längs IV-IV, im Ausschnitt,
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Fig. 5 ©in zweites Ausführungsbeispiel einer Radialkolbenmaschine im Ausschnitt, ,
Fig. 6 eine als Doppelpumpe ausgebildete Radialkolbenmaschine in Draufsicht.
Die Radialkolbenmaschine nach dem Ausführungsbeisplel der Fig. 1 besitzt ein Gehäuse 1, das von einem Gehäusedeckel 2 verschlossen ist. Im Gehäuseinneren ist ah einer Stirnseite 3 des.Gehäuses 1 in einer Ausnehmung 4 ein Steuerzapfen 5 angeordnet und mit Schrauben 6 befestigt. Auf dem Steuerzapfen 5 ist ein Zylinderkörper 7 dicht gleitend geführt. In dem Zylinderkörper 7 sind sternförmig angeordnete Zylinderbohrungen 8 ausgebildet, in denen Kolben 9 dicht gleitend angeordnet sind, welche sich mit Gleitschuhen 10 auf einem Hubring 11 abstützen. Zwei Niederhälteringe 12, 13 verhindern ein Abheben der Gleitschuhe 10 vom Hubring 11. Am Steuerzapfen 5 sind Steueröffnungen 14, 15 ausgebildet, in die Kanäle 16, 17 mit im Steuerzapfen 5 verlaufenden Kanalabschnitten 161, 17* von etwa nierenförmigem Querschnitt (Fig. 2) für den Zu- und Abfluß· von Druckmittel mit einem bogenförmigen Übergang münden und die mit an den Zylinderbohrungen 8 ausgebildeten Mündungen Λί zusammenwirken. Eine Triebwelle 19 ist im Gehäuse ,1 und in einer Längsbohrung, 20 im Steuerzapfen, durch die"sie hindurchgeführt ist, gelagert und drehfest mit einer Scheibe 21 verbunden. An dieser Scheibe 21 sind zwei Stirnklauen 22 ausgebildet, die in • entsprechende Hüten des Zylinderkörpers 11 eingreifen.
In einer Ausnehmung 24 im Gehäuse 1 ist ein eine Verstelleinrichtung aufnehmender Einsatz 25 angeordnet, welcher mit einem Fortsatz 26 in eine Zylinderbohrung 27 ragt, deren Achse senkrecht zur Antriebsachse verläuft. Tn der Zylinderbohrung 27 ist der Kolben 28 eines Differentialkolbens 29 dicht gleitend angeordnet, dessen Schaft 30 in einer zur Zylinderbohrung 27 konzentrischen Sackbohrung 31 im Einsatz 25 geführt ist. Der KoI-
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ben 28 teilt die Zylinderbohrung 27 in einen über der Kreisfläche 32' des Kolbens liegenden Zylinderraum 32 und einen über der Kreisringfläche 33' des Kolbens liegenden Ringraum 33· Im Kolbenschaft 30 ist in einer Bohrung 34- senkrecht zur Achse ein Bolzen 35 drehbar angeordnet, der mit einem Zapfen 36 in eine Kreisnut 37 an einer Stirnseite 38 des Hubrings 11 eingreift. Die Zylinderbohrung 27 verläuft parallel zur Stirnseite 38 des Hubrings 11 und ist vor dieser angeordnet, so daß der Einsatz nur unwesentlich über den Gehäusedurchmesser hinausragt.
Weitere1 Einzelheiten der Verstelleinrichtung zeigt die Pig. Parallel zur Achse des Differentialkolbens 29 ist eine Bohrung 39 im Einsatz 25 ausgebildet, deren Achse in einer durch die Achse des Differentialkolbens 29 gehenden, zur Achse des Bolzens 35 senkrechten Ebene liegt.
In dieser Bohrung 39 ist ein Kolben 40 geführt, der an dem in der Bohrung 39 befindlichen Ende einen um einen Bolzen 41 schwenkbaren zweiarmigen Hebel 42 trägt. Der Hebel 42 greift mit einem Arm 43 in eine Nut 44 im Kolbenschaft 30 des Differentialkolbens 29, und mit einem Arm 45 in eine Querbohrung 46 in einem Steuerschieber 47, welcher in einer zur Bohrung 39 parallelen, in der gleichen Ebene liegenden Stufenbohrung 48 angeordnet ist. Eine Ausnehmung 49 im Einsatz 25 erlaubt dem Hebel 42 die erforderlichen Schwerikbewegungen.
Der Kolben 40 weist an dem aus der Bohrung herausragenden Ende eine Verdickung 50 auf, in der eine Stufenbohrung 51 ausgebildet ist, in welcher im Bohrungsabschnitt 52 größeren Durchmessers zwischen einer an einer Schulter 53 anliegenden Scheibe 54 und einer an einem Sicherungsring 55 anliegenden Scheibe 56 eine Druckfeder 57 angeordnet ist. Ein übertragungsglied 58 ist in einer Bohrung 59 der Scheibe 54 und einer
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Bohrung 60 der Scheibe 56 geführt und ragt mit einem Ende 61 in einen Bohrungsabschnitt 62 kleineren Durchmessers der Stufenbohrung 51. Das Übertragungsglied 58 ist an einen Stell-. hebel 63 angelenkt.
Der Steuerschieber 4-7 ist mit drei Bundflächen 64, 65, 66 in der Stufenbohrung 4-8 geführt und wird an einer Stirnseite von einer Druckfeder 68 und einem Druck beaufschlagt, der über eine Leitung 69 der Druckleitung 70 der Radialkolbenpumpe stromabwärts einer in der Druckleitung 70 angeordneten Blende 71 entnommen wird. An einer gegenüberliegenden Stirnseite 72 wird der Steuerschieber 4-7 über eine Leitung 73 mit dem Auslaßdruck der Radialkolbenpumpe beaufschlagt. Ein von einer am Steuerschieber 4-7 ausgebildeten Ringnut 74· und der Wandung der Stufenbohrung 4-8 gebildeter Ringraum 75 ist durch eine Leitung 76 mit einem drucklosen Behälter 77 verbunden.
An der Stufenbohrung 4-8 ist eine ringförmige Erweiterung 78 ausgebildet, die in Ruhestellung des Steuerschiebers 4-7 von dessen· Bundfläche 65 überdeckt wird. In einen Ringraum 79, der von der Wandung der Stufenbohrung 4-8 und einer Ringnut am Steuerschieber gebildet wird, mündet einerseits ein zu dem Ringraum 33 führender Kanal 81', andererseits eine Leitung 81, die eine Verbindung zur Druckleitung 70 der Pumpe herstellt. Im Ringraum 33 herrscht dadurch ständig der Auslaßdruck der Pumpe. An das Gehäuse 1 der Pumpe ist ein Gehäuse 82 eines Mengenregelventils 82' angeflanscht, bei dem in einer von einer Verschlußschraube 83 verschlossenen'Sackbohrung 84- ein Drosselschieber 85 dicht gleitend angeordnet ist. In einem von einer Stirnseite 86 des Kolbenschiebers 85 und einem Boden 87 der Sackbohrung 84- begrenzenden Zylinderraum -ist eine erste auf den Drosselschieber 85 wirkende Druckfeder angeordnet, in einem von einer Stirnseite 90 des Drosselschier . bers 85 und der Verschlußschraube 83 begrenzten Zylinderraum.
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ist eine zweite den Drosselschieber 85 belastende Druckfeder 1 angeordnet. Beide Zylinderräume 88, 91 sind durch eine eine Drosselstelle 93 enthaltende, im Drosselschieber 85 ausgebildete Längsbohrung 94 miteinander verbunden. Im Zylinderraum 91 mündet ein zum Zylinderraum 32 führender Kanal 96» so daß die Mündung in Ausgangsstellung des Drosselschiebers 85 teilweise verschlos-• sen ist. Ebenso mündet in den Zylinderraum 88 ein zur Erweiterung 78 der Stufenbohrung führender Kanal 95» so daß die Mündung in Ausgangsstellung des Drosselschiebers 85 von diesem teilweise überdeckt wird.
Die Anordnung des Hubrings 11 im Gehäuse zeigt die Pig. 4. Parallel zur Achse des Differentialkolbens 29 sind im Gehäuse 1 eine ebene Führungsfläche 97 und eine dazu parallele (nicht dargestellte) Führungsflache ausgebildet, zwischen denen der Hubring 11 so angeordnet ist, daß er bei einer Stellbewegung des Differentialkolbens eine Abrollbewegung auf einer der Flächen ausführen kann.
Zum Verstellen der Radialkolbenmaschine wird der Hebel 63 verschwenkt. Erfolgt diese Schwenkung im Uhrzeigersinn, dann wird der Kolben 40 über das übertragungsglied 58, die Scheibe 56, die Druckfeder 57 und die Scheibe 54 in den Einsatz hineinbewegt. Der Differentialkolben 29 befindet sich noch in Ruhestellung, so daß der Hebel 42 am Hebelarm 43 in der Nut 44 festgehalten wird· Der Hebel 42 führt dadurch eine " Schwenkung gegen den Uhrzeigersinn aus und verschiebt den Steuerschieber 47 in dem Sinn, daß die Druckfeder 68* entlastet wird. Die Mündung der Leitung 81 im Ringraum 79 wird jedoch nicht von der Bundfläche 65 des Steuerschiebers verschlossen, so daß der Ringraum 33 weiterhin unter dem Auolaßdruck der Pumpe steht. Bei dieser Steuerschieberbewegung gibt die Bundfläche 65 die Verbindung von der ringförmigen Erweiterung 78 zum Ringraum 75 frei, so daß des Druckmittel
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aus dem Zylinderraum 32 durch den Kanal 96, die Bohrung 94 und Drosselschieber 85 und den Kanal 95 zum Hingraum 75 ge-* langt, von wo es durch die Leitung 76 zum. Behälter 77 abfließen kann.
Die von dem Druck im, Ringraum 33 hervorgerufene, auf die Kreisringfläche 33' des Kolbens 28 wirkende Kraft verschiebt den Differentialkolben 29 in Richtung seiner Kreisfläche 32', das aus dem Zylinderraum 32 verdrängte Druckmittel fließt auf dem zuvor beschriebenen Weg zum Behälter 77 ab. An der Drosselstelle 93 im Drosselschieber 85 entsteht dabei ein Druckabfall, wodurch dieser entgegen der Kraft der Druckfeder 92 verschoben vtird und den Mündungsquerschnitt des Kanals 96 verkleinert. Die abströmende Druckmittelmenge und damit die Ver— Stellgeschwindigkeit des Differentialkolbens 29 werden so begrenzt. Dieser nimmt durch den Bolzen 35 den Hubring 11 mit, der dabei auf der Fläche 97 abrollt« Die Exzentrizität des. Hubrings 11 zur Drehachse wird bei dieser- Bewegung größer, der Volumenstrom steigt. . . ■
Durch die eingeleitete Stellbewegung des Differentialkolbens wird der Hebel 42 um den Bolzen 41 auf dem inzwischen stillstehenden Kolben 40 geschwenkt, wodurch der Steuerschieber 47 entgegen der Kraft der Druckfeder 68 wieder in die Ausgangsstellung verschoben wird. Wenn die Bundfläche 65 des Steuerschiebers 4? wieder die ringförmige Ervieiterung 78 überdeckt, ist der Abfluß des Druckmittels von Zylinderraum 32 gesperrt. Damit ist die Stellbewegung des Differentialkolbens 29 beendet.
Wird der Hebel 63 nun gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt, dann wird der Kolben 40 über das Übertragungsglied 58« die Schei- \ be 54,-die Druckfeder 57 "und,die Scheibe 56 aus dem Einsatz 25 \ herausgezogen. Der Hebel 42 wird am Hebelarm 43 in der Hut
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des noch stillstehenden Differentialkolbens 29 festgehalten, so daß er eine Schwenkung im Uhrzeigersinn- um den Bolzen 41 ausführt. Dabei verschiebt er den Steuerschieber 47 entgegen der Kraft der Druckfeder 68. Die Bundfläche 65 gibt die Verbindung zwischen dem Ringraum 79 und der Erweiterung 78 frei, so daß auch der Zylinderraum 22 über den Kanal 95» die Bohrung 94-im Drosselschieber 85 und den Kanal 96 mit der Druckseite der Pumpe verbunden ist. Die auf die Kreisfläche 32' des Kolbens 28 wirkende Druckkraft ist größer als die auf dessen Ringfläche 33' wirkende, so daß der Differentialkolben 29 in Richtung den Ringfläche 33' verschoben wird. Das aus dem Ringraum 33 verdrängte Druckmittel fließt durch den Kanal 95» die Bohrung 94- im Drosselschieber 85 und den Kanal 96 zum Zylinderraum 32. Der zuvor beschriebene, am Drosselschieber 85 wirkende lunktionsmechanismus begrenzt wiederum die Verstellgeschwindigkeit des Differentialkoibens 29.
Bei seiner Stellbewegung nimmt der Differentialkolben 29 wiederum den Hubring 11 durch den Bolzen 35 mit. Der Hubring führt eine Abrollbewegung auf der Flache 97 aus, wobei der Zapfen 36 des Bolzens 35 in der Nut 37 am Hubring gleitet. Dessen Exzentrizität zur Drehachse wird geringer, der Volumenstrom nimmt ab.
Der Differentialkolben 29 schwenkt nun bei seiner Stellbewegung den Hebel 42 um den Bolzen 41 auf dem stillstehenden Kolben 40 gegen den Uhrzeigersinn. Dabei wird der Steuerschieber allmählich so verschoben, daß die Bundfläche 65 die Erweiterung 78 überdeckt. Die Bewegung des Differentialkolbens ist beendet, wenn die Verbindung vom Ringraum 79 zur Erweiterung 78 unterbrochen ist.
Die Radialkolbenmaschine nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 unterscheidet sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 durch ein anderes Element zur Übertragung der
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Stellbewegung auf den Hubring. ~ '
In einem Gehäuse 100 ist vor einer Stirnseite 101 eines im Gehäuseinnern 102 angeordneten Hubrings 103 und parallel zu dieser Stirnseite 101 eine Zylinderbohrung 104' ausgebildet. Ein in die Zylinderbohrung 104 eingeschobener Einsatz 105 nimmt einen Schaft 106 eines in der Zylinderbohrung 104 angeordneten, als DifferentiaikoIben 107 ausgebildeten Stellkolbens auf. Der Einsatz 105 ragt bei dieser Bauweise nur unwesentlich über den Gehäusedurchmesser hinaus,' so daß der Platzbedarf der Maschine klein ist.
In einem Dufchbruch 108 im.Gehäuse 100 ist ein um einen BoI- ." zen 109 schwenkbarer, zweiarmiger Hebel 110 angeordnet. Die Längen der Hebelarme verhalten sich etwa wie 1:1. Ein Hebelarm 111 des Hebels. 110 ist durch einen Durchbruch 112 am Einsatz 105 hindurchgeführt und mit einem Bolzen 115 drehbar . am Schaft 106 des Differentialkolbens 107 befestigt. Dazu ist am Hebelarm 111 ein Langloch 118 ausgebildet, das diesem bei einer "Schwenkbewegung auch eine Querbewegung zum Schaft 106 ermöglicht.
Der Hebel 110 ist am anderen Hebelarm 114 durch einen Bolzen mit einem am Hubring 103 eingreifenden Mitnehmer 116 drehbar' verbunden. Der Mitnehmer 116 ist gegenüber dem Hubring querbeweglich, aber in radialer Richtung spielfrei auf diesem gelagert
Der übrige Aufbau sowie die Wirkungsweise entsprechen dem Ausführungsbeispiel nach der Pig. 1.
' , ■ ■ · ■-■■■',
Die Radialkolbenmaschine nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist als eine aus den Einheiten 120, 121 bestehende Doppelpumpe ausgebildet, die eine gemeinsame Antriebswelle 122
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und eine an dieser befestigte Antriebsscheibe 123 besitzen, welche mit Klauen in die Zylinderkörper der beiden Einheiten 120, 121 eingreift. Diese sind durch ein Scharnier 124 miteinander verbunden und mit Schrauben 125 an flanschartigen Flächen zusammengespannt. Der übrige Aufbau der Einheiten 120, 121 entspricht dem des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 1.
Nach dem Jjösen der Schrauben 125 läßt sich die Einheit 121 wegklappen. Dadurch werden beide Einheiten für Wartungsarbeiten und Kontrollen leicht zugänglich.
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Claims (1)

  1. - 11 -Robert Bosch GmbH Se/Gü R. 1 0 0 7
    Ansprüche
    ^ ■ ■ ι ■
    (i-J Radialkolbenmaschine mit einem rotierenden Zylinderkorper, der in sternförmig angeordneten Zylinderbohrungen Kolben aufnimmt, welche sich mit einem Ende auf einem Hubring abstützen, der zivecks Änderung einer Kenngröße des Druckmittelstroms durch mindestens einen Stellkolben einer Verstelleinrichtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (29, 107) vor einer Stirnseite (38) des Hubrings (11, 103) und etwa parallel zu dieser angeordnet ist "und durch ein Übertragungsglied (35, 110) mit dem Hubring (11, 103) verbunden ist.
    2. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben als druckmittelbeaufschlagter Differentialkolben (29) ausgebildet ist, der-eine ZyIinderbοhrung in zwei Räume trennt, und daß der Zu- und Abfluß des Steuerdruckmittels zum Raum (32) über der Kreisfläche (32') des Differentialkolbens (29) über einen Kanal (96) erfolgt, in dem ein Mengenregelventil (82') angeordnet ist.
    3. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Stellkolben (29) ein Bolzen (35) angeordnet ist, der gleitend in einer Nut (37) am Hubring (11)
    .geführt ist. ■
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    4. Radialkolbenmaschine mit einem den Zylinderkörper aufnehmenden Steuerzapfen und einer mit dem Zylinderkörper drehfest verbundenen Triebwelle, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzapfen (5) in einer Ausnehmung (3) am Gehäuse (1) angeflanscht und die Triebwelle (19) durch den Steuersapfen (5) hindurchgeführt ist.
    5. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Triebwelle (19, 122) ein Übertragungened (21, 123) angeordnet ist, das mit Klauen (22) in Nuten am Zylinderkörper (7) eingreift.
    6. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1»2,4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (107) mit einem Hebel (110) verbunden ist, der bei einer Stellbextfegung des Stellkolbens (107) den Hubring (103) über einen an diesem angeordneten Mitnehmer (116) verschiebt.
    7. Als Radialkolbenmaschine ausgebildete Doppelpumpe mit einer deren Einheiten gemeinsamen Antriebswelle, nach eitiem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten (120, 121) der Doppelpumpe durch ein Scharnier (124) miteinander verbunden sind, so daß eine Einheit (121) durch Vegklaprpen antriebslos wird.
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    8. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, -daß die Verstelleinrichtung als Folgesteuerung ausgebildet ist, mit einem durch ein Stellorgan axial verschiebbaren Steuerglied (40), das einen in den Stell-
    , kolben (29, 10?) und einen Steuerschieber (4-7) eingreifen, schwenkbaren Hebel (4-2) trägt» ■■■-"'
    9. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 8, ,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stellorgan (63) und dem Steuerglied (40) der Verstelleinrichtung' ein-federndes Element (57) angeordnet ist, und daß der Steuerschieber (4-7) an beiden Stirnseiten (67ν 72) von verschieden großen, vom Druckmittelstrom abhängigen Drücken beaufschlagt ist.
    1.0. Radialkolbenmaschine mit einer Druckleitung für den Zu- und Abfluß von Druckmittel, nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (70) eine Blende (71) angeordnet ist,'die einen Druckabfall verursacht, ■ welcher am "Steuerschieber (4-7) wirksam wird.
    •11. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubring zwischen zwei parallelen Pührungsflachen (97) in* Gehäuse (1)* geführt ist und bei einer Stellbewegung des Stellkolbens (29, 107.) auf einer der Mihrungsflachen (97) abrollt. .
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    Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche"1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das, Druckmittel axial in die Kanäle (16*, 17') im Steuerzapfen (5) einströmt und daß die Kanäle (161, 171) etwa nierenförmigen Querschnitt haben.
    13. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet! daß die Kanäle (161, 17') 1» Steuerzapfen durch ein elektrochemisches Verfahren hergestellt sind. Jr
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