DE2404320B1 - Hydrostatische Radial- oder Axialkolbeneinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine hydrostatische Radial- oder Axialkolbeneinheit, vorzugsweise Radial- oder Axialkolbenmotor, mit einem z. B. von einer exzentrisch zur Motorwelle angeordneten radial geschlossenen Steuerscheibe oder von Einzelventilen gebildeten Steuerelemententeil zur Überleitung der Arbeitsflüssigkeit von dem Hochdruckanschluß zu den Arbeitszylindern bzw. von diesen zu dem Niederdruckanschluß, wobei die Arbeitszylinder mindestens mittelbar unter den Einfluß einer Nachlaufeinrichtung gestellt sind, die mit der Motorwelle im Sinne einer Rückstellung der von einem Sollwertgeber drehzahl- und/oder drehwinkelmäßig bestimmten Vorgabe in Verbindung steht.

Mit Hilfe von hydrostatischen Radial- oder Axialkolbeneinheiten mit Nachlaufeinrichtungen ist es möglich, von einem Sollwertgeber beliebiger Ausführungsform eingegebene Drehwinkel oder Drehgeschwindigkeiten kraftverstärkt weiterzuleiten. Der Abtriebsdrehwinkel bzw. die Abtriebsdrehzahl ist dabei direkt proportional oder gleich dem Eingangsdrehwinkel bzw. der Eingangsdrehzahl.

Bei einer bekannten Bauart einer hydrostatischen Radial- oder Axialkolbeneinheit mit Nachlaufeinrichtung der eingangs vorausgesetzten Gattung besteht das Gesamtaggregat aus einem hydrostatischen Motor und einer von diesem gesonderten Nachlaufeinrichtung. Dieses Aggregat baut sich dabei aus drei Grundelementen auf, welche durch den kraftverstärkenden Kolben-Zylinder-Teil, durch die Arbeitsflüssigkeit überleitende Steuerung und durch die Nachlaufeinrichtung gekennzeichnet sind. Der Weg der Arbeitsflüssigkeit führt hierbei stets über die Nachlaufeinrichtung.

Das innere Wellenende des hydrostatischen Motors ist mit einer außerhalb des Motorgehäuses angeordneten Nachlaufeinrichtung gekuppelt. Hierbei ist es erforderlich, daß die Kupplung zwar einen axialen Freiheitsgrad aufweisen, jedoch auf Verdrehung spielfrei sein muß. Die Nachlaufeinrichtung kann aus einem starren Gehäuse und einem Kolbenschieber mit Steuerkanten oder aus einer Meßspindel mit Einzelventilen bestehen.

Ein Ende des Steuerschiebers oder der Meßspindel wird mit der Kupplung verbunden. Das andere Ende des Steuerschiebers oder der Meßspindel weist ein spielfreies Gewinde mit einer Gewindemutter auf. Wird die in axialer Richtung spielfreie Gewindemutter beispielsweise um einen frei gewählten Winkel verdreht, so hat das zur Folge, daß der Steuerschieber oder die Meßspindel um einen bestimmten Betrag aus der ursprünglichen Nullage herausbewegt wird. Die dabei sich öffnenden Steuerkanten bzw. die sich öffnenden Ventile geben dann der Arbeitsflüssigkeit den Weg zum hydrostatischen Motor frei, so daß dieser sich, je nach Verdrehrichtung der Gewindemutter, nach links oder rechts in Drehung versetzt.

Da die Welle des hydrostatischen Motors über die Kupplung mit dem Steuerschieber oder der Meßspindel in Verbindung steht, wird auf Grund der Drehung des Motors der Steuerschieber bzw. die Meßspindel wieder um den Betrag des Vorgabewinkels in die stehende Gewindemutter hineingedreht. Dies geschieht solange, bis die Steuerkanten des Kolbenschiebers oder die Einzelventile geschlossen sind. In dieser Situation kann der Motor keinen weiteren Drehwinkel mehr beschreiben, da entweder Druckgleichheit in den Kolben herrscht oder der Ölfluß gleich Null ist.

Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Bauart besteht primär darin, daß die Nachlaufeinrichtung ein von dem Motorgehäuse unabhängiges Bauelement bildet und schon hierdurch eine aufwendige Konstruktion bedingt. Außerdem sind zusätzliche hydraulische Verbindungsleitungen zwischen der Nachlaufeinrichtung und dem hydrostatischen Motor erforderlieh. Auch wenn durch konstruktive Gestaltung an Stelle von Verbindungsleitungen Zwischenplatten vorhanden sind, ist dies dennoch zwangweise mit einem erhöhten Fertigungsaufwand verbunden. Ferner bildet es einen Nachteil, daß die Istwerterfassung der Motorwellendrehzahl bzw. des Motorwellendrehwinkels nur mit komplizierten weiteren Hilfsmitteln erreichbar ist. Die Istwerterfassung an weiterfolgenden Maschinenelementen führt oft zu Meßfehlern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Radial- oder Axialkolbeneinheit mit Nachlaufeinrichtung zu schaffen, welche gegenüber der bekannten Bauart einfacher aufgebaut ist, mit einem geringeren Fertigungsaufwand hergestellt werden kann und mit weniger Grundelementen auskommt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf den Steuerelemententeil ein von einer in koaxialer Verlängerung der Motorwelle angeordneten Führungswelle zum Zwecke einer radial zur Motorwelle gerichteten Verlagerung beeinflußbares Verstellglied einwirkt, das mit der Motorwelle einerseits im Sinne einer rotierenden Mitnahme und andererseits im Sinne einer radialen Rückstellung gekup-

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pelt ist, wobei das Maß der Rückstellung durch die ten Ausnehmungen des Motorgehäuses bzw. des von dem Sollwertgeber an der Führungswelle auf- Motorsdeckels angeordnet, wobei die Führungswelle gegebene drehzahl- und/oder drehwinkelmäßige Vor- aus dem Motordeckel herausgeführt ist. Diese Ausgabe bestimmbar ist gestaltung schafft ein in axialer Richtung kurz ge-

Der Bewegungsablauf zwischen Sollwert gleich 5 haltenes Gesamtaggregat was insbesondere dort vor-Führungswelle und Istwert gleich Motorwelle läßt teilhaft zur Geltung kommt, wo die zur Verfügung sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ver- stehenden räumlichen Aufstellungsmöglichkeiten bestellglieds beliebig gestalten. Das wesentliche Merk- grenzt sind. Die Skala der denkbaren Anwendungsmal der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, fälle eines solchen Aggregats wird dadurch um ein daß die Nachlaufeinrichtung nicht mehr ein von dem io wesentliches Maß erweitert

Motorgehäuse gelöstes besonderes Bauelement bil- In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedan-

det, sondern nunmehr direkt in das Motorgehäuse kens wird eine bevorzugte Lösung darin gesehen, daß integriert und hinsichtlich ihrer funktionalen Wirk- das scheibenförmige Verstellglied motorwellenseitig samkeit der Motorsteuerung überlagert ist. Dies hat mit einer zum Umfang versetzten Bohrung und fühzur Folge, daß von den bislang drei Grundelementen, 15 rungswellenseitig mit einem radial verlaufenden nämlich dem kraftverstäxkenden Kolben-Zylinder- Langloch oder einer Kurvennut versehen ist, in die Teil, der Arbeitsflüssigkeit verteilenden Steuerung bzw. in das in diametral entgegengesetzte Richtungen und der Nachlaufeinrichtung, das letztere in Fortfall nach außen verlagerte, in den Flanschen befestigte gelangt. Auf diese Weise ist ein die vom Sollwertgeber zylindrische Zapfen drehbar bzw. verschiebbar eineingegebenen Drehwinkel bzw. Drehgeschwindig- 20 greifen.

keiten kraftverstärkendes Aggregat geschaffen wor- Bei dieser weiterbildenden Lösung des Erfindungs-

den, das sich durch eine große Einfachheit sowohl gedankens ist das scheibenförmige Verstellglied folgseiner mechanischen Einzelteile als auch der hydrau- Hch um einen zylindrischen Zapfen drehbar gelagert, lischen Führung kennzeichnet. Es sind keine zusatz- der in einem Flansch der Motorwelle befestigt ist. liehen Führungsleitungen für die Arbeitsflüssigkeit 25 Dieser Zapfen ist gegenüber der Längsachse der mehr nötig, die nicht ohnehin für die Funktion der Motorwelle radial verlagert. Die Drehung des Verhydrostatischen Einheit gebraucht werden. Ferner Stellglieds um diesen Zapfen wird von einem Sollkann hinsichtlich der Einzelteile auf eine Bearbeitung wertgeber eingeleitet, welcher die Führungswelle zurückgegriffen werden, die auf Feinheiten und enge drehzahl- oder drehwinkelabhängjg beeinflußt.
Toleranzen im wesentlichen verzichtet. Das Aggre- 30 Bei einer beispielsweise nur begrenzten winkelgat ist folglich robuster aufgebaut, damit preisgünsti- mäßigen Verdrehung der Führungswelle verschwenkt ger und hinsichtlich seines betrieblichen Einsatzes der führungswellenseitig in das Langloch oder in die wirtschaftlicher. Auch die Wartung wird dadurch auf Kurvennut eingreifende Zapfen das Verstellglied um ein Minimum herabgesetzt. Diese Eigenschaften den Zapfen der Motorwelle, so daß das als zentraler machen sich insbesondere dort verstärkt bemerkbar, 35 konzentrischer Trägerkörper für den Steuerelemenwo das Aggregat einsatzbedingt an nur schwer zu- tenteil ausgebildete Verstellglied gegenüber der gänglichen und äußeren Einflüssen, wie Staub und Motorwellenachse exzentrisch verschoben wird und Hitze, ausgesetzten Stellen angeordnet ist. damit auch den Steuerelemententeil exzentrisch ver-

Die funktionale Überlagerung der Nachlaufein- schiebt. Dadurch werden einige der Arbeitszylinder richtung und der Motorsteuerung wird durch ein zen- 40 mit dem Hochdruckanschluß und die anderen mit tral zum Steuerelemententeil, welcher aus einer dem Niederdruckanschluß verbunden, so daß sich Steuerscheibe oder aus Einzelventilen gebildet sein der Motor in Bewegung setzt. Die hierdurch wiederkann, liegendes Verstellglied bewirkt, das mit einer um bewirkte Verdrehung der Motorwelle stellt über die Verbindung zu dem die Drehzahl bzw. den Dreh- den ihr zugeordneten Zapfen das Verstellglied wieder winkel eingebenden Sollwertgeber herstellenden 45 so weit zurück, bis sich dieses in der zentrischen Führungswelle gekuppelt ist und auf Grund dieser Nullage wieder einfindet, wodurch auch der Steuer-Kupplung unter Abstützung an der Motorwelle, ent- elemententeil in die Nullage zurückgeht und folglich sprechend der eingegebenen Vorgabe, radial ver- der Motor stehenbleibt. Von Vorteil ist hierbei, wenn lagerbar ist. Die radiale Verlagerung des Verstell- die Zapfen jeweils um den gleichen Betrag nach glieds bewirkt gleichzeitig die radiale Verlagerung 50 außen verlagert sind.

beispielsweise der Steuerscheibe und damit die Mög- Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Er-

lichkeit des Übertritts der Hochdruckflüssigkeit zu findung kennzeichnet sich dadurch, daß das scheibenden Arbeitszylindern bzw. den Rückfluß der Nieder- förmige Verstellglied sowohl motor- als auch fühdruckflüssigkeit aus den Arbeitszylindern. Hierbei rungswellenseitig jeweils mit einem in diametral entist als wesentlicher Vorteil anzusehen, daß durch 55 gegengesetzte Richtungen verlaufenden radialen die Überlagerung von Nachlaufsteuerung und Motor- Langloch oder mit Kurvennuten versehen ist, in die steuerung eine stets gleichbleibende Lagegenauigkeit in den Flanschen der Motor- und der Führungswelle erzielbar ist. befestigte, zum Umfang versetzte zylindrische Zapfen

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der dreh- und verschiebbar eingreifen. Vorteilhafterweise Erfindung ist das Verstellglied als zentraler konzen- 60 greift hierbei das scheibenförmige Verstellglied motrischer Trägerkörper für den aus einer ringförmigen torwellenseitig mit einem im Durchmesser verringer-Steuerscheibe oder aus Steuerventilen bestehenden ten zentrischen Fortsatz in eine in der Stirnseite des Steuerelemententeil zwischen die sich gegenüber- Motorwellenflansches vorgesehene rinnenartige Nute liegenden flanschartig gestalteten Endabschnitte der ein, wobei erfindungsgemäß die Mittellängsebene der Motor- und der Führungswelle eingegliedert, wobei 65 rinnenartigen Nute zu der durch die Motortotpunkte bevorzugt das Verstellglied scheibenförmig ausgebil- verlaufenden Ebene um 90° versetzt angeordnet ist. det ist. Die Flansche der Motor- bzw. der Führungs- Bei dieser Ausführungsform greifen demzufolge

welle sind hierbei zweckmäßigerweise in benachbar- beide in den Flanschen der Motorwelle bzw. der

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Führungswelle befestigten zylindrischen Zapfen in Führungswelle und der Motorwelle bei Drehung des radiale Langlöcher oder in Kurvennuten der Ver- Motors wieder zurückgestellt.
Stellscheibe ein. Vorteilhafterweise sind dabei die In diesem Zusammenhang besteht eine vorteilhafte Mittellängsebenen der in dem scheibenförmigen Ver- Ausgestaltung darin, daß der Trägerkörper eine stellglied vorgesehenen Langlöcher oder der Kurven- 5 rechteckige axiale Ausnehmung aufweist, bei welcher nuten in deren Nullage in axialer Verlängerung der zwei gegenüberliegende Innenseiten parallel zueindurch die Motortotpunkte verlaufenden Ebene an- ander sowie im Winkel zur Motorwellenachse vergeordnet. Das Verstellglied gleitet dabei mit einem kufen und in Berührung mit den die gleiche Neigung zentrischen Fortsatz in einer rinnenartigen Nute in aufweisenden geraden oder gekrümmten Schrägder Stirnseite des Motorwellenflansches. io flächen des Stellelements stehen, während die hierzu

Durch diese besondere Anordnung wird erreicht, um 90° versetzt angeordneten beiden anderen Innen-

daß das Verstellglied und damit auch der Steuer- seiten sich an den Außenflächen der in seitliche

elemententeil sich translatorisch nur in einer Bahn nutenartige Vertiefungen des Stellelements eingrei-

unter 90° zu der durch die Motortotpunkte ver- fenden Arme der gabelartigen Verlängerung führen,

laufenden Ebene bewegen können. Dies hat zur 15 Bei dieser Ausführungsform wird als besonders vor-

Folge, daß der durch die exzentrische Verlagerung teilhaft angesehen, daß die Radialkräfte der gesam-

mögliche Steuerfehler sehr klein gehalten werden ten Steuerung von der gabelartigen Verlängerung der

kann. Die erzielbare Lagegenauigkeit bei dieser Aus- Motorwelle aufgenommen werden,

führungsform entspricht derjenigen der vorerwähn- Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung kann

ten Ausführungsform, jedoch ist ein noch gleich- 20 auch darin bestehen, daß der Trägerkörper eine etwa

förmigerer Lauf des Motors zu erwarten. Diese kreuzförmige axiale Ausnehmung mit paarweise

Eigenschaft macht einen derart ausgebildeten Motor diametral gegenüberliegenden rinnenartigen Nuten

geeignet, ihn überall dort bevorzugt einzusetzen, wo besitzt, von denen die Innenseiten eines Nutenpaars

kleinste ruckfreie Drehzahlen gefordert werden. parallel zueinander sowie im Winkel zur Motor-

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Er- 25 wellenachse verlaufen und in Berührung mit den die

findung wird darin gesehen, daß das Verstellglied aus gleiche Neigung aufweisenden geraden oder ge-

einem scheibenförmigen zentralen konzentrischen krümmten Schrägflächen des Stellelements stehen

Trägerkörper für den aus einer ringförmigen Steuer- und das um 90° hierzu versetzt liegende andere

scheibe bestehenden Steuerelemententeil und aus Nutenpaar zur Aufnahme der die Außenflächen des

einem über äußere gerade oder gekrümmte parallele 30 Stellelements umgreifenden Arme der gabelartigen

Schrägflächen den Trägerkörper im Sinne einer Motorwellenverlängerung vorgesehen ist.

radialen Verlagerung beeinflussenden, auf der Füh- Sowohl bei dieser als auch bei der vorgenannten

rungswelle axial spielfrei, jedoch verdrehbar gelager- ausgestaltenden Weiterbildung einer Ausführungs-

ten Stellelement gebildet ist. Der Trägerkörper ist form der Erfindung bildet es ein zweckmäßiges

hierbei zwischen den benachbarten inneren Stirn- 35 Merkmal, daß die Mittellängsebenen der geneigten

seiten des Motorgehäuses und des Motordeckels mit Innenseiten des Trägerkörpers um 90° zu der durch

geringem Spiel radial gleitend verlagerbar, wobei die die Motortotpunkte verlaufenden Ebene angeordnet

Führungswelle in einem Endabschnitt aus dem sind.

Motordeckel herausgeführt und in dem anderen End- Die Führungswelle kann als Vollkörper ausgebilabschnitt über ein spielarmes Bewegungsgewinde mit 40 det sein. In vorteilhafter Weiterbildung besteht jedoch der Motorwelle verbunden ist. Bevorzugt ist dabei ein zweckmäßiges Merkmal darin, daß die Führungsdas Stellelement von einer gabelartigen Verlängerung welle hohl ausgebildet ist und der Aufnahme einer der Motorwelle axial verschieblich, jedoch drehfest mit der Motorwelle gegebenenfalls lösbar verbundeumgriffen, nen, zu einem Istwertaufnehmer führenden Meßwelle

Bei dieser Ausführungsform ist mithin die Füh- 45 dient.

rungswelle über ein spielarmes Bewegungsgewinde Ferner bildet es eine vorteilhafte Weiterbildung des

mit der Motorwelle verbunden. Auf der Führungs- erfindungsgemäßen Gedankens, daß der aus dem

welle gleitet drehbar beweglich, jedoch axial gegen- Motordeckel herausgeführte Endabschnitt der Füh-

über der Führungswelle nicht beweglich, ein Stell- rungswelle mit dem Sollwertgeber getrieblich ver-

element. Das Stellelement wird über eine eine Nut 50 bunden ist.

bildende gabelartige Verlängerung der Motorwelle Die erfindungsgemäße Ausbildung, entsprechend

drehfest in bezug auf die Motorwelle gehalten. den verschiedenen Ausführungsformen, schafft ferner

Auf zwei gegenüberliegend angeordneten, schrä- die Möglichkeit, daß durch Einstellung und Arretie-

gen, gegebenenfalls bogenförmig gekrümmten, par- rung eines beliebigen Verdrehwinkels sich eine

allelen Ebenen gleitet ein Trägerkörper, der je nach 55 Drosselstelle im Motor ergibt, mit deren Hilfe der

axialer Lage des Stellelements — bezogen auf die Motor dann drehzahlsteuerbar ist.

Motorwelle — dem Steuerelemententeil, beispiels- Auch ist es denkbar, daß die erfindungsgemäße

weise einer Steuerscheibe, eine vorbestimmte Exzen- Ausbildung als Umsteuerventil — Rechts- bzw.

trizität verleiht. Bei einer Verdrehung der Führungs- Linkslauf) des Motors verwendet werden kann,

welle erfolgt dann durch das Bewegungsgewinde 60 Die Erfindung ist an Hand von in den Zeichnungen

zwischen der Führungswelle und der Motorwelle eine dargestellten Ausführungsbeispielen nachstehend

axiale Verlagerung des Stellelements. Diese axiale näher erläutert. Es zeigt

Verlagerung bewirkt mit Hilfe der schrägen Ebenen Fig. 1 einen Radialkolbenmotor gemäß einer

zwischen dem Stellelement und dem Trägerkörper ersten Ausführungsform der Erfindung im vertikalen

die Exzentrizität der Steuerscheibe. Auch bei dieser 65 Längsschnitt,

Ausführungsform wird die von dem eingegebenen F i g. 2 einen vertikalen Querschnitt durch den

Drehwinkel oder der Drehzahl bestimmte Vorgabe Radialkolbenmotor gemäß der Linie II-II der

auf Grund des Bewegungsgewindes zwischen der Fig. 1,

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F i g. 3 im vertikalen Längsschnitt eine zweite Aus- Führungswelle 9 befestigt ist. Der Flansch 22 der führungsform eines Radialkolbenmotors nach der Führungswelle ist in einer Ausnehmung 23 des Mo-Erfindung, tordeckels 6 angeordnet. Das Langloch kann auch

F i g. 4 einen vertikalen Querschnitt durch die durch eine Kurvennut ersetzt werden,

zweite Ausführungsform gemäß der Linie IV-IV der 5 In der gezeichneten Nullage des Radialkolben-

F i g. 3, motors 1 befinden sich die zylindrischen Zapfen 17

F i g. 5 einen vertikalen Querschnitt durch die der Motorwelle 3 und 21 der Führungswelle 9 im

Ausführungsform der Fi g. 3 gemäß der Linie V-V, gleichen Abstand von der Längsachse des Motors.

F i g. 6 im vertikalen Längsschnitt einen Radial- Unabhängig hiervon wird es in einigen Anwen-

kolbenmotor gemäß einer dritten Ausführungsform io dungsfällen zweckmäßig sein, daß die Abstände der

der Erfindung, Zapfen 17 und 21 von der Längsachse des Motors

F i g. 7 einen vertikalen Querschnitt durch die ungleich bemessen sein müssen.

Ausführungsform der F i g. 6 gemäß der Linie X-X Die Führungswelle 9 ist aus dem Motordeckel 6

der F i g. 6, entsprechend einer ersten Gestaltungs- herausgeführt und kann dort über ein entsprechend

Variante und 15 ausgebildetes Getriebe 24 mit einem Sollwertgeber 25

F i g. 8 einen vertikalen Querschnitt durch die verbunden sein. Der Sollwertgeber kann manuell

Ausführungsform der F i g. 6 gemäß der Linie X-X, oder automatisch auf mechanischer, elektrischer,

entsprechend einer zweiten Gestaltungsvariante. pneumatischer oder hydraulischer Basis in Abhän-

Der in F i g. 1 im vertikalen Längsschnitt dar- gigkeit von einer Regelgröße, beispielsweise einer gestellte Radialkolbenmotor 1 setzt sich in Achsrich- 20 Drehzahl oder einem Drehwinkel, betrieben sein,
tung aus drei aufeinanderfolgenden Baugruppen A, Sowohl das Verstellglied 10 als auch die Führungs- B und C zusammen. Die Baugruppe A umfaßt das welle 9 sind hohl ausgebildet, wobei durch diese AusMotorgehäuse 2 mit der Motorwelle 3, den Arbeits- nehmungen 26 bzw. 27 eine Meßwelle 28 geführt ist, kolben 4 und den Arbeitszylindern 5. Die Bau- welche gegebenenfalls lösbar mit der Motorwelle 3 gruppe B enthält im wesentlichen die Motorsteuerung 25 verbunden ist. Diese Meßwelle 28 führt zu einen Isteinschließlich der dieser überlagerten Nachlaufein- wertaufnehmer 29, der die tatsächliche Drehzahl bzw. richtung. Die Baugruppe C umfaßt schließlich den den Drehwinkel der Motorwelle 3 feststellt.
Motordeckel 6 mit den Anschlüssen 7, 8 für die Wird nun beispielsweise über den Sollwertgeber 25 Hochdruck- und Niederdruckleitung sowie eine zen- an der Führungswelle 9 ein bestimmter Drehwinkel eintrisch im Motordeckel 6 gelagerte Führungswelle 9. 3° gegeben, so wird das Verstellglied 10 mittels des im

Wie die F i g. 1 und 2 gemeinsam erkennen lassen, Langloch 20 eingreifenden Zapfens 21 der Führungsbesteht die Baugruppe B zunächst aus einem zentra- welle 9 um den an dem Motorwellenflansch 18 belen scheibenförmigen Verstellglied 10, dessen Außen- festigten Zapfen 17 verdreht. Hierdurch wird die in durchmesser unter Berücksichtigung eines Gleitspiels der Nullage des Motors 1 die Verbindungskanäle 30 dem Innendurchmesser des ringförmig ausgebildeten 35 zu den Arbeitszylindern 5 zunächst verdeckende Steuerelemententeils 11 entspricht. Der Steuerele- Steuerscheibe 11 gegenüber der Längsachse des Momententeil 11 besteht somit aus einer ringförmigen tors exzentrisch verschoben, so daß, entsprechend Steuerscheibe mit den kreisförmig angeordneten der Exzentrizität, einige Arbeitszylinder 5 mit dem Überleitungsbohrungen 12 für die Arbeitsflüssigkeit. Hochdruckanschluß 8 und die restlichen mit dem Nie-Die Breite des Verstellglieds 10 entspricht etwa der 40 derdruckanschluß 7 verbunden werden. Der Motor Breite der Steuerscheibe 11, welche zwischen den setzt sich somit in Bewegung. Die dadurch bewirkte einander zugewandten Stirnseiten 13 des Motor- Drehung der Motorwelle 3 und die Drehung des in gehäuses 2 und 14 des Motordeckels 6 mit einem dem Motorwellenflansch 18 befestigten Zapfens 17 solchen Spiel angeordnet ist, daß einerseits nur eine bewirkt wiederum eine Rückstellung des Verstellmöglichst geringe Leckflüssigkeit fließt, daß aber 45 glieds 10 um den Betrag, der durch den Sollwertgeber andererseits auch kein Festfressen der Steuerscheibe 25 an der Führungswelle 9 aufgegeben ist. Das Ver-11 zwischen dem Motorgehäuse 2 und dem Motor- stellglied 10 und damit die Steuerscheibe 11 bewegen deckel 6 erfolgen kann. Die Baugruppe B wird um- sich wieder in die Nullage, das heißt, in die zentrische f angsseitig durch einen Ring 15 verschlossen, der Lage, zurück, und der Motor bleibt stehen,
mit einem solchen Abstand zu der Steuerscheibe 11 50 Die erfindungsgemäße Ausbildung gestattet es angeordnet ist, daß die maximale Exzentrizität der folglich, eine stets variable Drehzahl des Radial-Steuerscheibe nicht zu einer gegenseitigen Berührung kolbenmotors zu bewirken. Außerdem ist es möglich, führen kann. diese Einrichtung als Positioniervorrichtung zu ver-

Das Verstellglied 10 weist motorwellenseitig eine wenden, wobei der zurückzulegende Weg hinsichtlich Bohrung 16 auf, die das Verstellglied nicht auf der 55 des Verdrehwinkels durch den Sollwertgeber 25 begesamten Dicke durchsetzt. In diese Bohrung 16 stimmt wird. Der tatsächlich zurückgelegte Drehgreift ein zylindrischer Zapfen 17 ein, der in einem winkel bzw. die Drehzahl der Motorwelle 3 wird Flansch 18 der Motorwelle. 3 befestigt ist. Der Motor- dann über die Meßwelle 28 am Istwertaufnehmer 29 wellenflansch 18 ist in einer Ausnehmung 19 des ermittelt.
Motorgehäuses 2 angeordnet. 60 Die Ausführungsform der F i g. 3 unterscheidet

Führungswellenseitig ist in dem Verstellglied 10 sich von derjenigen der F i g. 1 und 2 im wesentlichen

ein radial verlaufendes Langloch 20 vorgesehen, wel- dadurch, daß das als zentraler Trägerkörper für die

ches am Umfang des Verstellglieds ausläuft. Der Steuerscheibe 11 ausgebildete Verstellglied 10 neben

Mittelpunkt der motorwellenseitigen Bohrung 16, dem führungswellenseitigen Langloch 20 auch auf

der Mittelpunkt des Verstellglieds 10 und die Mittel- 65 der Motorwellenseite ein Langloch 31 aufweist. Wie

linie des Langlochs 20 befinden sich in derselben F i g. 4 erkennen läßt, liegen die Mittellängsebenen

Fluchtlinie. In das Langloch 20 greift ein zylindri- beider Langlöcher 20, 31 in derselben Ebene, welche

scher Zapfen 21 ein, der in einem Flansch 22 der in der Nullage des Radialkolbenmotors in axialer

Verlängerung der durch die Motortotpunkte verlaufenden Ebene liegt. Auch bei dieser Ausführungsform können die Langlöcher 20 und 31 gegebenenfalls durch Kurvennuten ersetzt werden.

Ferner greift das Verstellglied 10 motorwellenseitig mit einem zentrischen Fortsatz 32 in eine rinnenartige Nute 33 der Motorwellenstirnseite ein (s. Fig. 5).

Die sonstige Ausbildung und die Bewegungsabläufe bei Beeinflussung der Führungswelle 9 entsprechen denjenigen der F i g. 1 und 2.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß das Verstellglied 10 und damit auch die Steuerscheibe 11 sich translatorisch nur in einer Bahn unter 90° zur Exzentrizitätsachse bewegen können. Der Steuerfehler wird hierdurch sehr klein gehalten.

In der Ausführungsform der F i g. 6 der erfindungsgemäßen hydrostatischen Einheit ist die Kinematik zur exzentrischen Verlagerung der Steuerscheibe 11 gegenüber den Ausführungsformen der F i g. 1 und 2 ao bzw. F i g. 3 bis 5 in einer anderen Weise ausgelegt.

Die auch hier im Molordeckel 6 gelagerte Führungswelle 34 besitzt keinen Flansch, sondern ist im inneren Endabschnitt über ein spielarmes Bewegungsgewinde 35 mit der Motorwelle 3 verbunden. Die Führungswelle 34 besitzt dabei das Außengewinde, während die Motorwelle 3 das Innengewinde aufweist. Im Bereich der Baugruppe B gleitet auf der Führungswelle 34 zwar drehbar beweglich, jedoch axial gegenüber der Führungswelle nicht beweglich, ein Stellelement 36. Die axiale Unbeweglichkeit gegenüber der Führungswelle 34 kann beispielsweise mit Hilfe von Federringen 37 erzielt werden.

Das Stellelement 36 besitzt — in Achsrichtung des Motors 1 gesehen — einen etwa rechteckigen Querschnitt, wobei die in der Bildebene oben und unten liegenden Außenseiten 38 parallel zueinander, jedoch zur Motorwellenachse geneigt, angeordnet sind. Die Außenseiten können auch bogenförmig gekrümmt ausgebildet sein.

Die Motorwelle 3 besitzt eine gabelartige Verlängerung 39, durch deren Arme eine Nut gebildet wird, in der das Stellelement 36 drehfest in bezug auf die Motorwelle 3 gehalten wird.

Das Stellelement 36 ist innerhalb eines scheibenl'örmigen Trägerkörpers 40 für die Steuerscheibe 11 bewegbar. Wie eine erste Ausbildungsvariante (s. F i g. 7) erkennen läßt, besitzt der Trägerkörper 40 eine, in Axialrichtung gesehen, etwa rechteckige Ausnehmung 41, wobei zwei gegenüberliegende Innenseiten 42, entsprechend der Neigung und gegebenenfalls Krümmung der Außenseiten 38 des Stellelements 36, abgeschrägt sind. Die hierzu um 90° versetzt liegenden Innenseiten 43 des Trägerkörpers 40 dienen der Anlage der Außenflächen 44 der Arme 45 der gabelartigen Verlängerung der Motorwelle 3. Ferner greifen diese Arme 45 in nutenartige Ausnehmungen 46 in den Seitenflächen 47 des Stellelements ein.

Bei einer Verdrehung der durch den Sollwertgeber 25 beeinflußten Führungswelle 34 wird sich diese auf Grund des Bewegungsgewindes 35 in die Motorwelle 3 hineindrehen, so daß das Stellelement 36 axial verschoben wird. Durch die axiale Verschiebung und die Schrägflächen am Stellelement und am Trägerkörper 40 wird dieser exzentrisch verschoben, so daß auch die Steuerscheibe 11 entsprechend exzentrisch verlagert wird. Der Motor erhält Arbeitsflüssigkeit und bewegt sich. Durch die Bewegung wird auch die Motorwelle 3 gedreht und bewirkt über das Bewegungsgewinde 35 wieder eine Rückstellung des Stellelements 36 in axialer Richtung und damit eine Rückstellung der Exzentrizität der Steuerscheibe 11, entsprechend der Vorgabe durch den Sollwertgeber 25.

Die Ausführungsform der F i g. 8 unterscheidet sich von derjenigen der F i g. 7 dadurch, daß der Trägerkörper 40, in Achsrichtung gesehen, eine etwa kreuzförmige Ausnehmung 48 aufweist. Dabei liegt das Stellelement 36 mit den geneigten und eventuell gekrümmten Schrägflächen 38 innerhalb eines durch das Kreuz gebildeten Nutenpaars 49, während das hierzu um 90° versetzte Nutenpaar 50 der Aufnahme der Arme 45 der gabelartigen Verlängerung 39 der Motorwelle dient. Die Innenseiten 51 der Arme der gabelartigen Verlängerung umfassen dabei das Stellelement 36 von außen.

Auch bei den Ausführungsformen der F i g. 6 bis 8 ist die Führungswelle 34 hohl ausgebildet und dient der Aufnahme einer gegebenenfalls mit der Motorwelle 3 lösbar verbundenen Meßwelle 28, welche zu einem Istwertaufnehmer 29 führt und die tatsächliche Drehzahl bzw. den tafsächlichen Drehwinkel der Motorwelle 3 überträgt.

Die Ausführungsform der F i g. 7 wird deshalb als sehr vorteilhaft angesehen, weil hierbei die Radialkräfte der Steuerung von den Armen der gabelartigen Verlängerung 39 der Motorwelle aufgenommen werden. Außerdem dient die Bohrung in dem Stellelement 36 gleichzeitig als Lagerung für die Führungswelle 34.

Selbstverständlich sind gegenüber den Ausführungsformen der Fig. 6, 7 und 8 auch noch andere konstruktive Lösungen denkbar. Eine Lösung könnte z. B. aus nur einer Schrägfläche und Federandruck bestehen. Das Wesentliche ist jedoch bei allen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen, daß auf Grund der Integration einer Nachlaufeinrichtung in das Motoraggregat eine sehr einfache Ausführungsform geschaffen wurde, wobei das Verhältnis Führungswellendrehwinkel/Motorwellendrehwinkel bzw. Führungswellendrehzahl/Motorwellendrehzahl bei jedem der Ausführungsbeispiele 1:1 beträgt.

Ferner ist noch zu erwähnen, daß die Erfindung nicht an eine Steuerscheibe als Steuerelemententeil gebunden ist. Die Verstellglieder können auch auf Einzelventile einwirken.

Darüber hinaus ist die Erfindung nicht an eine Radialkolbenmaschine gebunden. Auch Axialkolbeneinheiten können mit der erfindungsgemäßen Ausbildung vorteilhaft ausgerüstet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Radial- oder Axialkolbeneinheit, vorzugsweise Radial- oder Axialkolbenmotor, mit einem z. B. von einer exzentrisch zur Motorwelle angeordneten radial geschlossenen Steuerscheibe oder von Einzelventilen gebildeten Steuerelemententeil zur Überleitung der Arbeitsflüssigkeit von dem Hochdruckanschluß zu den Arbeitszylindern bzw. von diesen zu dem Niederdruckanschluß, wobei die Arbeitszylinder mindestens mittelbar unter den Einfluß einer Nachlaufeinrichtung gestellt sind, die mit der Motorwelle im Sinne einer Rückstellung der von einem Sollwertgeber drehzahl- und/oder drehwinkelmäßig bestimmten Vorgabe in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Steuerelemententeil (11) ein von einer in koaxialer Verlängerung der Motorwelle (3) angeordneten Führungswelle (9, 34) zum Zwecke einer radial zur Motorwelle (3) gerichteten Verlagerung beeinflußbares Verstellglied (10, 36, 40) einwirkt, das mit der Motorwelle (3) einerseits im Sinne einer rotierenden Mitnahme und andererseits im Sinne einer radialen Rückstellung gekuppelt ist. wobei das Maß der Rückstellung durch die von dem Sollwertgeber (25) an der Führungswelle (9, 34) aufgegebene drehzahl- und/oder drehwinkelmäßige Vorgabe bestimmbar ist.

2. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied (10) als zentraler konzentrischer Trägerkörper für den aus einer ringförmigen Steuerscheibe oder aus Steuerventilen bestehenden Steuerelemententeil (11) zwischen die sich gegenüberliegenden flanschartig gestalteten Endabschnitte (18, 22) der Motor- und der Führungswelle (3, 9) eingegliedert ist.

3. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied (10) scheibenförmig ausgebildet ist.

4. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (18 bzw. 22) der Motor- bzw. Führungswelle (3 bzw. 9) in benachbarten Ausnehmungen (19, 23) des Motorgehäuses (2) bzw. des Motordeckelj (6) angeordnet sind, wobei die Führungswelle (9) aus dem Motordeckel (6) herausgeführt ist.

5. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Verstellglied (10) motorwellenseitig mit einer zum Umfang versetzten Bohrung (16) und führungswellenseitig mit einem radial verlaufenden Langloch (20) oder einer Kurvennut versehen ist, in die bzw. in das in diametral entgegengesetzte Richtungen nach außen verlagerte, in den Flanschen (18,22) befestigte zylindrische Zapfen (17, 21) drehbar bzw. verschiebbar eingreifen.

6. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Verstellglied (10) sowohl motor- als auch führungswellenseitig jeweils mit einem in diametral entgegengesetzte Richtungen verlaufenden radialen Langloch (31, 20) oder mit Kurvennuten versehen ist, in die in den Flanschen (18, 22) der Motor- und der Führungswelle (3,9) befestigte, zum Umfang versetzte zylindrische Zapfen (17, 21) dreh- und verschiebbar eingreifen.

7. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Verstellglied (10) motorwellenseitig mit einem im Durchmesser verringerten zentrischen Fortsatz (32) in eine in der Stirnseite des Motorwellenflansches (18) vorgesehene rinnenartige Nute (33) eingreift.

8. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsebene der rinnenartigen Nute (33) zu der durch die Motortotpunkte verlaufenden Ebene um 90° versetzt angeordnet ist.

9. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsebenen der in dem scheibenförmigen Verstellglied (10) vorgesehenen Langlöcher oder der Kurvennuten (31, 20) in deren Nullage in axialer Verlängerung der durch die Motortotpunkte verlaufenden Ebene angeordnet sind.

10. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied aus einem scheibenförmigen zentralen konzentrischen Trägerkörper (40) für den aus einer ringförmigen Steuerscheibe bestehenden Steuerelemententeil (11) und aus einem über äußere gerade oder gekrümmte parallele Schrägflächen (38) den Trägerkörper (40) im Sinne einer radialen Verlagerung beeinflussenden, auf der Führungswelle (34) axial spielfrei, jedoch verdrehbar gelagerten Stellelement (36) gebildet ist.

11. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (40) zwischen den benachbarten inneren Stirnseiten (13) des Motorgehäuses (2) und (14) des Motordeckels (6) mit geringem Spiel radial gleitend verlagerbar ist.

12. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswelle (34) in einem Endabschnitt aus dem Motordeckel (6) herausgeführt und in dem anderen Endabschnitt über ein spielarmes Bewegungsgewinde (35) mit der Motorwelle (3) verbunden ist.

13. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (36) von einer gabelartigen Verlängerung (39) der Motorwelle (3) axial verschieblich, jedoch drehfest, umgriffen ist.

14. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (40) eine rechteckige axiale Ausnehmung (41) aufweist, bei welcher zwei gegenüberliegende Innenseiten (42) parallel zueinander sowie im Winkel zur Motorwellenachse verlaufen und in Berührung mit den die gleiche Neigung aufweisenden geraden oder gekrümmten Schrägflächen (38) des Stellelements (36) stehen, während die hierzu um 90° versetzt angeordneten beiden anderen Innenseiten(43) sich an den Außenflächen (44) der in seitliche nutenartige Vertiefungen (46) des Stellelements (36) eingreifenden Arme (45) der gabelartigen Verlängerung (39) führen.

15. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (40) eine etwa kreuzförmige axiale Ausnehmung (48) mit paarweise diametral gegenüberliegenden rinnenartigen Nuten (49, 50) besitzt, von denen die Innenseiten eines Nutenpaares (49) parallel zueinander sowie im Winkel zur Motorwellenachse verlaufen und in Berührung mit den die gleiche Neigung aufweisenden geraden oder gekrümmten Schrägflächen (38) des Stellelements (36) stehen und das um 90° hierzu versetzt liegende andere Nutenpaar (50) zur Aufnahme der die Außenflächen des Stellelements (36) umgreifenden Arme (45) der gabelartigen Motorwellenverlängerung vorgesehen ist.

16. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsebenen der geneigten Innenseiten des Trägerkörpers (40) um 90° versetzt zu der durch die Motortotpunkte verlaufenden Ebene angeordnet sind.

17. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswelle (9, 34) hohl ausgebildet ist und der Aufnahme einer mit der Motorwelle (3) gegebenenfalls lösbar verbundenen, zu einem Istwertaufnehmer (29) führenden Meßwelle (28) dient.

18. Radial- oder Axialkolbeneinheit nach Anspruch 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Motordeckel (6) herausgeführte Endabschnitt der Führungswelie (9, 34) mit dem Sollwertgeber (25) getrieblich verbunden ist.