DE2430119A1 - Innenbestroemte radialkolbenmaschine - Google Patents

Innenbestroemte radialkolbenmaschine

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DE2430119A1 DE2430119A DE2430119A DE2430119A1 DE 2430119 A1 DE2430119 A1 DE 2430119A1 DE 2430119 A DE2430119 A DE 2430119A DE 2430119 A DE2430119 A DE 2430119A DE 2430119 A1 DE2430119 A1 DE 2430119A1
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Wilhelm Dr Gsching
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    • F03C1/0438Particularities relating to the distribution members to cylindrical distribution members

Description

  • Kennwort: "Ausgeglichener Verstellzapfen Innenbeströmte Radialkolbenmaschine Die Erfindung betrifft eine innenbeströmte Radialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Maschine kann als Pumpe oder als Motor ausgebildet sein; ihr Verdrängungsvolumen je Umdrehung ist durch Verschieben des Steuerzapfens und somit durch Versetzen der Drehachse des Zylinderblockes zur Drehachse des Kolbenführungsringes veränderbar. Das Verschieben des Steuerzapfens muß genau senkrecht zu den Drehachsen des Zylinderblocks und des Kolbenführungsringes erfolgen, wobei die Parallelität dieser beiden Drehachsen möglichst exakt beibehalten werden muß. Dies gewährleistet - insbesondere in der Verschiebeebene - das im Anspruch 1 genannte, zur axialen Abstützung des Steuerzapfens dienende Stützflächenpaar, das sogenannte "Axial-Stützflächenpaar". Die Radialkraft wirkt naturgemäß stets senkrecht zur Verschieberichtung auf den Steuerzapfen. Sie wird durch das sog. "Radial-Stützflächenpaar" aufauf das Gehäuse übertragen.
  • Die Radialkraft kann, falls die Maschine abwechselnd in beiden Drehrichtungen und/oder abwechselnd als Motor oder als Pumpe betrieben wird, alternativ aus zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen auf den Steuerzapfen wirken. In diesem in aller Regel vorliegenden Falle sind zwei einander gegenüberliegende Radial-Stützflächenpaare erforderlich.
  • Bei einer bekannten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildeten Radialkolbenmaschine (DT-OS 2 154 9 , Fig. 8 bis 12) ist der an den Steuerzapfen angeformte Gleitstein nach Art eines Flansches ausgebildet. Es sind dort zwei Radial-Stützflächenpaare und zwei Axial-Stützflächenpaare vorgesehen, wobei - im Längsschnitt in der Verschieberichtung gesehen - die ersteren zwischen den letzteren angeordnet sind.
  • Somit ist der Steuerzapfen als ein mit Hilfe des Gleitsteines einseitig in das Gehäuse eingespannter Freiträger ausgebildet, wobei die Axial-Stützflächenpaare das von der Radialkraft auf den Steuerzapfen ausgeübte Kippmoment auf das Maschinengehäuse übertragen müssen. Da die Länge des als Freiträger ausgebildeten Steuerzapfens verhältnismäßig groß ist, erleidet er im Betrieb der Maschine unter der Radialkraft (die an der Lagerfläche für den Zylinderblock, also am freien Ende des Steuerzapfens angreift) eine verhältnismäßig starke Durchbiegung. Die Lagerfläche für den Zylinderblock ist daher kugelig ausgebildet, um eine Schrägstellung des Zylinderblockes entsprechend der Neigung der Achse des Steuerzapfens zu vermeiden. Eine solche Schrägstellung des Zylinderblockes gegenüber dem Kolbenführungsring würde nämlich erhöhten Verschleiß an den Kolben, den ZYlindern sowie erhohte Leckveßluste den Kolbenschuhen und den Kolbenführungsflächen/verursachen. Der Fertigungsaufwand ist bei der bekannten Bauweise sehr hoch, insbesondere wegen der Kugelform der Lagerfläche für den Zylinderblock und wegen der daraus resultierenden Notwendigkeit, den Zylinderblock zweiteilig auszuführen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 anzugeben, bei der die Neigung der Steuerzapfenachse im Bereich der Lagerung des Zylinderblockes, verursacht durch die radialkraftbedingte Verformung des Steuerzap.ens, möglichst klein ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Anwendung des kennzeichnenden Merkmales des Anspruches 1 gelöst. Danach wird gemäß der Erfindung der Steuerzapfen der Radialkolbenmaschine gegenüber der bekannten Bauweise derart umgestaltet, daß das zur Abstützung des Steuerzapfens gegen das Maschinengehäuse in der jeweiligen Richtung der Radialkraft dienende "Radial-Stützflächenpaar" in möglichst geringem Abstand von der Lagerfläche für den Zylinderblock angeordnet ist. Somit wird die Radialkraft nunmehr sehr nahe an ihrem Angriffspunkt vom Steuerzapfen auf das Gehäuse übertragen und nicht mehr an dem Ende des SteuerzapLens, an dem dieser bei der bekannten Bauweise in das Mascilinengehause eir.-gespannt ist. Dies hat zur Folge, daß die durch die unvermeidliche Durchbiegung des Steuerzapfens verursachte Neigung der Steuerzai;E-achse im Bereich der Lagerung des Zylinderblockes wesentlich geringer ist als bei der bekannten Bauweise. Man kann demzufolge die Lagerfläche für den Zylinderblock zylindrisch ausbilden, wodurch sich die Fertigung der Einzelteile wesentlich vereinfacht. Ein weiterer Vorteil des geringeren Abstandes zwischen dem Angriffspunkt der Radialkraft und dem genannten Radial-Stützflächenpaar besteht darin, daß auch das durch die Radialkraft auf den Steuerzapfen ausgeübte Kippmoment wesentlich kleiner ist; demzufolge sind die an den Stützflächen durch Kantenberührung entstehenden Reibungskräfte ebenfalls kleiner, woraus eine Verringerung der zum Verschieben des Steuerzapfens aufzubringenden Verschiebekraft resultiert.
  • Gemäß Anspruch 2 wird eine besonders kurze und gedrungene Bauart des Steuerzapfens ermöglicht und die Durchbiegung des Steuerzapfens somit auf das geringstmögliche Maß reduziert.
  • Damit die zum Verschieben des Steuerzapfens erforderliche Kraft noch weiter verringert wird, kann gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindtng in dem Radial-Stützflächenpaar ein hydrostatisches Entlastungsfeld vorgesehen werden (Anspruch 3). Damit die von dem Entlastungsfeld auf den Steuerzapfen ausgeübte Entlastungskraft in allen Stellungen des Steuerzapfens am gleichen Punkt angreift, wird man das Entlastungsfeld stets im Steuerzapfen (und nicht in der entsprechenden Gegenfläche des Maschinengehäuses) anordnen.
  • Verläuft der Übergang der Arbeitsmittelkanäle vom Gehäuse auf den verschiebbaren Steuerzapfen in radialer Richtung, so kann die erfindungsgemäße Radialkolbenmaschine gemäß den Ansprüchen 4 bis 7 vorteilhaft ausgestaltet werden. Je genauer die im Anspruch 4 genannten Kippmomente sich gegenseitig ausgleichen, um so kleiner sind die durch Kantenberührung entstehenden Reibungskräfte und um so kleiner wird wiederum die zum Verschieben des Steuerzapfens erforderliche Kraft.
  • Auch bei der Formgebung für den Gleitstein des Steuerzapfens ist die Größe der vorgenannten Gegenkräfte mit in Betracht zu ziehen. Insbesondere geht es hierbei um die am Gleitstein vorzusehenden Axial-Stützflächen; das sind - wie eingangs erläutert - diejenigen Stützflächen, mit denen die Lage des Steuerzapfens in Achsrichtung fixiert und gewährleistet wird, daß das Verschieben des Steuerzapfens genau senkrecht zu den Drehachsen des Zylinderblocks und des Kolbenführungsringes erfolgt, und die - insbesondere in der Verschiebeebene - die Beibehaltung der Parallelität der beiden Drehachsen sicherstellen.
  • Sofern noch ein Restkippmoment von einer gewissen Größe vorhanden ist, wird man zur Ausbildung der genannten Axial-Stützflächen an den Gleitstein Vorsprünge oder Schultern anformen, die sich quer zur Verschieberichtung erstrecken, oder (mit anderen Worten ) die -im Längsschnitt in der Verschieberichtung gesehen - nach oben und nach unten vom Gleitstein vorspringen. Es kann auch ein am gesamten Umfang des Gleitsteins vorspringender Flansch vorgesehen werden. Sind dagegen die Kippmomente wenigstens angenähert ausgeglichen, so können gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung die Axialstützflächen von ausschließlich in der Verschieberichtung sich erstreckenden Vorsprüngen, Schultern od. dgl. gebildet werden (Anspruch 5). Zu diesem Gedanken führt die Uberlegung, daß zwar die eine Aufgabe der Axialstützflächen, nämlich die dem Kippmoment entgegenwirkenden Kräfte mit zu übertragen, entfallen ist, nicht jedoch die andere Aufgabe, nämlich das oben erwähnte exakte Parallelverschieben des Steuerzapfens - insbesondere in der Verschiebeebene - zu gewährleisten. Ferner ist nunmehr berücksichtigt, daß es zur Erfüllung der letzteren Aufgabe auf einen möglichst großen Abstand zwischen der Steuerzapfenachse und jeder der Axial-Stützflächen in der Verschieberichtung ankommt.
  • Bei der Bemessung der Entlastungskraft, die von dem im Radial-Stützflächenpaar vorgesehenen Entlastungsfeld auf den Steuerzapfen ausgeübt wird, ist zu beachten, daß dieses - beim radialen Ubergang der Arbeitsmittelkanäle vom Gehäuse auf den verschiebbaren Steuerzapfen -nicht nur die Radialkraft, sondern auch die radial gerichtete Druckkraft (die Resultierende aus den Drücken in den Arbeitsmittelkanälen) aufnehmen muß. Im Interesse einer möglichst weitgehenden Verringerung der dem Verschieben des Steuerzapfens entgegenwirkenden Reibungskräfte wäre es an sich zweckmäßig, die Entlastungskraft gleich der Summe aus der Radialkraft und der genannten Druckkraft zu machen.Damit jedoch gleichzeitig eine sichere, eindeutige Auflage des Steuerzapfens auf der Stützfläche des Gehäuses gewährleistet (und damit ein Kippen des Steuerzapfens aus der Verschiebeebene vermieden) wird, geht mEnr Zrößer einen Kompromiß ein und macht die Entlastungskraft geringfügtg kleiner/ als die vorgenannte Summe (Anspruch 6). Falls (wie meistens) zwei einander gegenüberliegende Radial-Stützflächenpaare mit je einem Entlastungsfeld vorgesehen sind, wird man die Resultierende aus den von beiden Entlastungsfeldern erzeugten Kräften geringfügig kleiner oder geringfügig größer als die genannte Summe machen.
  • Falls der Übergang der Arbeitsmittelkanäle vom Gehäuse auf den Steuerzapfen in axialer Richtung erfolgt, so können zweckmäßig die Merkmale der Ansprüche 8 bis 10 angewandt werden. Durch das Merkmal des Anspruches 7 bzw. des Anspruches 10 wird eine ständige (d.h. auch beim Verschieben gleichbleibende) spielfreie Anlage des Steuerzapfens in axialer Richtung am Gehäuse erreicht und somit die genaue Fluchtung des Steuerzapfens, d.h. die zum Kolhenführungsring exakt parallele Lage, noch besser gewährleistet.
  • Das im Anspruch 7 angegebene Druckfeld muß unabhängig von der jeweiligen Drehrichtung stets mit dem gleichen Druck gespeist werden; hierzu ist eine gemäß Anspruch 11 mit beiden -Arbeitsmittelkanälen über Rückschlagventile in Verbindung stehende Druckmittelversorgungsleitung vorgesehen. Von dieser aus können auch andere Verbrauchsstellen, z.B.
  • die Servozylinder einer Verstelleinrichtung für den Steuer zapfen, mit Druckmittel versorgt werden. Der gemäß Anspruch 12 vorgesehene Ringkanal vereinfacht die Druckmittelzuführung zu solchen Verbrauchsstellen beträchtlich. Dieser Ringkanal kann insbesondere die Funktion der in Anspruch 11 genannten gemeinsamen Druckmittelleitung übernehmen.
  • Bei der bekannten Radialkolbenmaschine (DT-OS 2 154 944) ist zwischen dem Zylinderblock und dem Gleitstein des Steuerzapfens ein Lager für den Kolbenführungsring angeordnet. Sofern bei der erfindungsgemäßen Bauweise dieses Lager beibehalten werden soll, muß dessen Durchmesser verhältnismäßig groß ausgeführt werden, damit der erforderliche Platz für das (geWaMiadler der Erfindung im mittleren Bereich des Steuerzapfens angeordnete)Stützflächenpaar gewonnen wird. Dies dürfte jedoch in der Regel eine Vergrößerung des Durchmessers der gesamten Radialkolbenmaschine erforderlich machen; daher wird man bevorzugt eine solche Bauweise wählen, die ohne das genannte Lager auskommt. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß der Kolbenführungsring gemäß DT-OS 1 453 654 über eine Stützscheibe und die mit dieser starr verbundenen Treibwelle im Gehäuse gelagert wird. Diese sogenannte fliegende Lagerung erfordert aber in axialer Richtung verhältnismäßig viel Platz. Besonders vorteilhaft ist es daher, die Lagerung des Kolbenführungsringes und der Treibwelle gemäß Anspruch 15 auszuführen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Radialkolbenmaschine mit radialem Übergang der Arbeitsmittelkanäle vom Gehäuse auf den Steuerzapfen, nach den Linien I-I der Fig. 2 und 3; Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 1; Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Radialkolbenmaschine nach Linie IV-IV der Fig. 5; Fig. 5 einen Teil-Längsschnitt nach Linie V-V der Fig. 4; Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Radialkolbenmaschine mit axialem Übergang der Arbeitsmittelkanäle vom Gehäuse auf den Steuerzapfen, nach Linie VI-VI der Fig. 7; Fig. 7 einen Querschnitt nach Linie VII-VII der Fig. 6.
  • In den Figuren 1 bis 3 sind die Teile einer erfindungsgemäß ausgebildeten Radialkolbenmaschine wie folgt gekennzeichnet: 10 Gehäuse; lla triebseitiger Gehäusedeckel; 11b anschlußseitiger Gehäusedeckel; 12 Steuerzapfen, verschiebbar im Gehäuse 10; 17 Zylinderblock, drehbar auf dem Steuerzapfen 12; 14 Achse des Steuerzapfens 12 = Drehachse des Zylinderblocks 13; 15 Zylinderräume im Zylinderblock 13; 16 Kolben (in Fig. 2 sind nur drei der vorzuOsweise neun Kolben dargestellt); 17 starr mit den Kolben 16 verbundene Kolbenschuhe; 18 und 19 durch das Gehäuse 10 führende Arbeitsmittelkanäle ("Anschlußleitungefl??); 20 Kolbenrührungsring; 21 ebene und polygonartig angeordnete Kolbenführungsflächen; 22 zylindrische Lauffläche auf der Außenseite des Kolbenführungsringes 20; 23 Gegenlauffläche im Gehäuse 10 zur Lagerung des Kolbenführungsringes 20; 24-Gehäuseauskleidung aus verschleißfestem Lagerwerkstoff; 25 Gehäuseachse = Drehachse des Kolbenführungeringes 20; 26 und 27 Kolbenrückführungsringe; er 28 Hydrostatische Entlastungsfeld/in der Gegenlauf fläche 23; 29 Bohrungen durch das Gehäuse 10 zum Beaufschlagen der Entlastungsfelder 28 mit dem Druck des Arbeitsmittels von den Kanälen 18 und 19 aus; 30 Treibwelle; 31 Wälzlager zur Lagerung der Treibwelle 30 im Gehäusedeckel 11 unabhängig vom Kolbenführungsring 20; 32 Mitnehmerscheibe, als Kupplung zwischen Treibwelle 30 und Kolbenführungsring 20; 33 Zwischenring, der zur axialen Führung der Mitnehmerscheibe 32 in Richtung zum äußeren Ende der Treibwelle 30 dient; 34, 35 Steuerschlitze im Steuerzapfen 12; 36, 37 Verbindungsbohrungen von den Steuerschlitzen 54, 35 zu den Anschlußleitungen 18 und 191 38 Lagerfläche am Steuerzapfen 12 für den Zylinderblock; 39 an den Steuerzapfen 12 -angeformter Gleitstein; 40 quaderförmiger Teil des Gleitsteins 39 ("Quader"); 41 flanschartiger Teil des Gleitsteins 39 ("Flansch"); 42, 43 Radial-Stützflächen am Quader 40; 44,45 Axial-Stützflächen am Flansch 41, wobei die Stützfläche 45 zugleich die äußere Stirnfläche des Steuerzapfens 12 bildet; 46,47 Radial-Stützflächen am Gehäuse 101 die mit den Radial-Stützflächen des Quaders 40 Radial-Stützflächenpaare 42/46 und 43/47 bilden; 48,49 Axial-Stützflächen am Gehäuse 10 bzw. Gehäusedeckel llb, die mit den Axial-Stützflächen des Flansches 41 Axial-Stützflächenpaare 44/48 und 45/49 bilden. (Mit den Stützflächen 42 bis 49 gleiten Steuerzapfen 12 und Gehäuse 10,11b aufeinander; stattdessen könnten auch Rollenbahnen oder ähnliche Wälzlagerungen vorgesehen werden, wobei man allerdings auf einen hydrostatischen Kräfteausgleich mit Hilfe der nachfolgend aufgeführten Entlastungsfelder verzichten müßte); 50,51 den Radial-Stützflächenpaaren 42/46 bzw. 45/47 zugeordnete hydrostatische Entlastungsfelder, eingearbeitet in den Quader 40; 52,53 Verbindungskanäle von den Bohrungen 36,37 zu den Entlastungsfeldern 50,51; 54 in der äußeren Stirnfläche 45 des Steuerzapfens angeordnetes, vorzugsweise rechteckiges und sich in Verschieberichtung erstreckendes hydrostatisches Druckfeld (siehe Fig. 4 und 5); 55 in der zylindrischen Sitzfläche des Deckels lib eingearbeiteter Ringkanal; 56 Verbindungskanal vom Ringkanal 55 zum Druckfeld 54; 57,58 Verbindungskanäle von den Anschlußleitungen 18,19 zum Ringkanal 55; 59 in die Verbindungskanäle 57 und 58 eingebaute Rückschlagventile, die das Übertreten von Arbeitsmittel von der einen zur anderen Anschlußleitung 18,19 verhindern; 60 Verstellbolzen zum Verschieben des Steuerzapfens 12 (die Stelleinrichtung für den Verstellbolzen 60, z.B. Spindel mit Handrad oder Hydraulikzylinder, ist in der Zeichnung nicht dargestellt); 61 federbelasteter Rückstellbolzen; 62 Dichtung zum Abdichten des Uberganges von der im Gehäuse 10 befindlichen Anschlußleitung 18 bzw. 19 zu der im Steuerzapfen 12 befindlichen Verbindungsbohrung 36 bzw. 37; e veränderbarer Abstand zwischen den Achsen 14 und 25; R Radialkraft = im Bereich der Steuerschlitze 34,35 am Steuerzapfen angreifende und aus den an den Kolben 16 wirkenden hydrostatischen Kräften resultierende Kraft; D Druckkraft = Resultierende aus den Druckkräften, die vom Arbeitsmittel in den Anschlußleitungen 18,19 auf den Steuerzapfen 12 ausgeübt werden; E Entlastungskraft = Resultierende aus den von den Entlastungsfeldern 50 und 51 auf den Steuerzapfen 12 ausgeübten Kräften; In Fig. 1 ist angenommen, die Leitungen 18 und 36 seien die hochdruckseitigen Arbeitsmittelkanäle und demgemäß die Leitungen 19 und 37 die niederdruckseitigen. Dann greifen die Kräfte R, D und E wie dargestellt am Steuerzapfen 12 an. Die Entlastungskraft E soll hierbei nur geringfügig kleiner als die Summe der beiden Kräfte R und D sein. Da ferner die Radial-Stützfläche 46-ein Auflager für den Steuerzapfen 12 bildet, welches etwa in der Mitte zwischen den Angriffspunkten der Kräfte R und D liegt, sind die von den Kräften R und D verursachten und einander entgegengerichteten Kippmomente ungefähr gleich groß. Demzufolge sind an den Axial-Stützflächenpaaren 44/48 und 45/49, die in erster Linie zur exakten Parallelführung des Steuerzapfens dienen, nur noch ganz geringe Stützkräfte zu übertragen. Aus den genannten Umständen ergibt sich, daß die zum Verschieben des Steuerzapfens erforderliche Kraft sehr gering ist. Das gleiche gilt grundsätzlich für den Fall, daß die Leitungen 19 und 37 die hochdruckseitigen Arbeitsmittelkanäle sind; hierbei ist die Richtung der Kräfte R, D und E umgekehrt und anstelle der Radial-Stützfläche 46 bildet die Radial-Stützfläche 47 das Auflager für den Steuerzapfen 12.In Fig. 2 und 5 ist der Steuerzapfen bis in die eine Extremlage nach rechts verschoben.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 ist angenommen, daß die von den Kräften R und D verursachten Kippmomente vollkommen ausgeglichen sind. Unter dieser Voraussetzung kann der Gleitstein des Steuerzapfens gegenüber Fig. 1 bis 5 vereinfacht ausgebildet werden.
  • In den Fig. 4 und 5 sind nur der Steuerzapfen und die benachbarten Gehäusepartien dargestellt; die gegenüber Fig. 1 bis 3 unveränderten Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie dort und die veränderten bzw. neuen Teile wie folgt gekennzeichnet: 80 Gehäuse; 82 Steuerzapfen; 89 an den Steuerzapfen angeformter Gleitstein; 90 quaderformiger Teil des Gleitsteines 89 ("Quader"); 91, 91a an den Quader angeformte Vorsprünge ("Schultern"), die ausschließlich in der Verschieberichtung vom Quader aus vorspringen. (Gegenüber Fig. 1 und 3 sind von dem dort vorhandenen Flansch 41 die - in Verschieberichtung gesehen - nach oben und nach unten vorspringenden Teile des Flansches entfernt und die in der Verschieberichtung vorspringen Teile des Flansches länger ausgeführt; letzteres kann\WeirereiPc g eAdeSnicgutrbeaiJeine Verkürzung des Quaders 90 in Verschieberichtung, verglichen mit dem Quader 40 von Fig. 1 und 3); 92,93 Radial-Stützflächen am Quader 90; 94, 94a, Axial-Stützflächen an den Schultern 91 und 91a; 95 äußere Stirnfläche des Steuerzapfens 82; 96,97 Radial-Stützflächen am Gehäuse bo, die mit den Radial-Stützflächen des Quaders 90 Radial-Stützflächenpaare 92/96 und 9)/97 bilden; 98,98a Axial-Stützflächen am Gehäuse 80, die mit den Axial-Stützflächen der Schultern 91 und 91a Axialstütz-Flächenpaare 94/98 und 94a/98a bilden; Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen dadurch, daß die Strömungsrichtung am Übergang der Arbeitsmittelkanäle vom feststehenden Gehäuse auf den verschiebbaren Steuerzapfen nicht mehr radial sondern axial gerichtet ist. In den Fig. 6 und 7 sind die gegenüber Fig. 1 bis 5 unveränderten Teile wiederum mit den gleichen Bezugszeichen wie dort und die veränderten bzw. neuen Teile wie folgt gekennzeichnet: 110 Gehäuse; 70, 71 zwei an einer zylindrischen Innensitzfläche des Gehäuses 110 anliegende Einsatzstücke (diese können auch ein einziges ringförmiges Werkstück bilden); 72,73 Schrauben bzw. Paßstifte zum Befestigen der Einsatzstücke 70, 71 im Gehäuse 110; 111 Gehäusedeckel; 112 Steuerzapfen; 118,119 durch das Gehäuse führende Arbeitsmittelkanäle ("Anschlußleitungen"); 136,1)7 Verbindungsbohrungen von den Steuerschlitzen 34,)5 zu den Anschlußleitungen 118,119; 139 an den Steuerzapfen 112 angeformter Gleitstein; 140 quaderförmiger Teil des Gleitsteins 159 ("Quader")i 141,141a an den Quader angeformte obere bzw. untere Schulter; 142,145 Radial-Stützflächen am Quader 140; 144,144a,145 Axial-Stützflächen an den Schultern 141 und 141a, wobei die Stützfläche 145 zugleich die äußere Stirnfläche des Steuerzapfens 112 ist; 146,147 Radial-Stützflächen an den Einsatzstücken 70,71, die mit den Radial-Stützflächen des Quaders 140 Radial-Stützflächenpaare 142/146 und 143/147 bilden; 148,148a,149 Axial-Stützflächen an den Einsatzstücken 70>71 bzw.
  • am Gehäuse 110, die mit den Axial-Stützflächen der Schultern 141, 141a Gleitflächenpaare 144/148,144a/148a und 145/149 bilden; 150,151 den Radial-Stützflächenpaaren 142/146 bzw. 143/147 zugeordnete hydrostatische Entlastungsfelder (eingearbeitetiin den Quader 140); 152,155 Verbindungskanäle von den Bohrungen 136,177 zu den Entlastungsfeldern 150,151; 74,75 den Axial-Stützflächenpaaren 144/148 und 144a/148a zugeordnete hydrostatische Entlastungsfelder (eingearbeitet in die Schultern 141 bzw. 141a); 76,77 Verbindungskanäle von den Bohrungen 156,157 zu den Entlastungsfeldern 74 und 75; 78 Dichtung zum Abdichten des Überganges von der im Gehäuse 110 befindlichen Anschlußleitung 118 bzw. 119 zu der im Steuerzapfen 112 befindlichen Verbindungsbohrung 156 bzw. 137; D1 Druckkraft = Resultierende aus den Druckkräften, die vom Arbeitsmittel in den Anschlußleitungen 118, 119 auf den Steuerzapfen 112 ausgeübt werden; E1 Entlastungskraft = Resultierende aus den von den Entlastrsalen feldern 150 und 151 auf den Steuerzapfen 112 ausgeübtenÄCräften; E2 Entlastungskraft = Resultierende aus den von den Entlastungsfeldern 74 und 75 auf die Schultern 141 und 141a des Steuerzapfens 112 ausgeübten axialen Kräften.
  • In Fig. 6 ist angenommen, die Leitungen 118 und 156 seien die hochdruckseitigen Arbeitsmittelkanäle. Dementsprechend greifen die Kräfte R, D1, E1 und E2 wie in der Fig. 6 dargestellt am Steuerzapfen 112 an. Die Druckkraft D1 ist nunmehr, im Gegensatz zu der Fig. 1, achsparallel gerichtet, weil die Anschlußleitung 118 innerhalb des Gehäuses 110 von der radialen in die- achsparallele Richtung umgelenkt ist. Die Druckkraft D1 wird ausgeglichen durch die zusätzlich angebrachten Entlastungsfelder 74,75. Man kann somit wenigstens angenähert ein Gleichgewicht herstellen zwischen den Kräften R und E1 einerseits und zwischen den Kräften D1 und E2 andererseits. Wie aus der Fig. 6 ferner ohne weiteres ereichtlich ist, können sich auch die Kippmomente, die durch die vorgenannken Kräftepaare erzeugt werden, sich wenigstens angenähert gegenseitig kompensieren.
  • Der Einbau des Steuerzapfens 112 in das Gehäuse 110 erfolgt bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Bauweise von der Triebseite her. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, wie in Fig. 1 bis 5 auf der Anschlußseite einen Gehäusedeckel vorzusehen, so daß die Einsatzstücke 70 und 71 nicht mehr getrennt vom Gehäuse 110 hergestellt zu werden brauchen, sondern zusammen mit diesem aus einem einzigen Stück gebildet sind.

Claims (9)

  1. Kennwort: "Ausgeglichener Verstellzapfen"
    Patentansprüche S Innenbeströmte Radialkolbenmaschine mit einem Maschinengehäuse (10; 80;11o) und mit einem darin befindlichen, auf einem Steuerzapfen (12; 82; 112) mit Arbeitsmittelkanälen und Steuerschlitzen drehbar gelagerten Zylinderblock (13), in dem mehrere am Umfang verteilte und in radialer Richtung verschiebbare Kolben (16) angeordnet sind, und mit einem Kolbenführungsring (20), der polygonartig und achsparallel angeordnete, ebene (21) Kolbenführungsflächenufweist, an denen die Kolben über starr mit ihnen verbundene Kolbenschuhe (17) anliegen, ferner mit einer drehfest mit dem Kolbenführungsring verbundenen Treibwelle (30), wobei im Betrieb der Maschine auf den Steuerzapfen (12;82;112) eine Radialkraft (R) wirkt, die eine Resultierende aus den an den Kolben (16) wirkenden hydrostatischen Kräften ist; ferner mit einem an den Steuerzapfen angeformten Gleitstein- (59;89;159), mit dem - zwecks Verstellung des Verdrängungsvolumens - der Steuerzapfen mit dem Zylinderblock in einer zu dessen DrehachsejsenKrechten Richtung verschiebbar ist, und zwar mittels eines zur Abstützung des Steuerzapfens gegen das Maschinengehäuse in der jeweiligen Richtung der Radialkraft (R) dienenden und parallel zur Verschieberichtung angeordneten Stützflächenpaares("Radialstützflächenpaar't 42/46, 43/47; 92/96, 93/97; 142/146, 143/147) und mittels wenigstens eines zur Abstützung des Steuerzapfens in Achsrichtnng dienenden und ebenfalls parallel zur Verschieberichtung angeordneten Stützflächenpaares ("Axialstützflächenpaar" 44/48, 45/49; 94/98> 94a/98a; 144/14, 144a/14ra, 145/149), dadurch gekennzeichnet, daß das Radial-Stützflächenpaar (42/46> 43/47; 92/96, 9)/97; 142/146, 14)/147) im mittleren Bereich der Längserstreckung des Steuerzapfens (12;82;112) angeordnet ist, d.h. zwischen der Lagerfläche (58) für den Zylinderblock (15) einerseits und dem äußeren, der Lagerfläche (D8) entgegengesetzten Ende des Steuerzapfens andererseits.
  2. 2. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radial-Stützflächenpaar (42/46, 4)/47; 92/96, 9)/97; 142/146, 143/147) unmittelbar neben der Lagerfläche ()8) für den Zylinderblock (13) angeordnet ist.
  3. 3. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Radial-Stützflächenpaar (42/46, 4)/47; 92/96, 93/97; 142/146, 143/147) ein der Radialkraft (R) entgegenwirkendes hydrostatisches Entlastungsfeld (50,51;150,151) vorgesehen ist.
  4. 4. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 5 mit einem wenigstens angenähert in radialer Richtung verlaufenden Übergang der Arbeitsmittelkanäle (18/)6 und 19/)7) vom feststehenden Gehäuse (10;80) auf den verschiebbaren Steuerzapfen (12;82), gekennzeichnet durch eine derartige Lage des Flächenschwerpunktes des genannten Entlastungsfeldes (50 bzw. 51) zwischen dem Angriffspunkt der Radialkraft (R) am Steuerzapfen (12;82) und dem Angriffspunkt der aus den Drücken in den Arbeitsmittelkanälen resultierenden Druckkraft (D), daß die durch die Radialkraft (R) und durch die Druckkraft (D) erzeugten Kippmomente sich wenigstens annähernd kompensieren (Fig. 1 und 4).
  5. 5. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Gleitstein (89) zur axialen Abstützung des Steuerzapfens (82) gegen das Maschinengehäuse (80) dienende Stützflächen (Axialstützflächen 94, 94a) von am Gleitstein angeformten Vorsprüngen, Schultern od. dgl. (91,9pa) gebildet werden, die sich vom Gleitstein aus ausschließlich in der Verschieberichtung erstrecken. (Fig. 4 und 5).
  6. 6. Radialkolbenmaschine mit einem wenigstens angenähert in radialer Richtung verlaufenden Übergang der Arbeitsmittelkanäle (18/36 und 19/37) vom feststehenden Gehäuse (10) auf den verschiebbaren Steuerzapfen (12;82) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Entlastungsfeld (50 bzw. 51) auf den Steuerzapfen (12;82) ausgeübte Kraft (E) geringfügig oder geringfügig größer kleiner/ist als die Summe aus der Radialkraft (R) und der aus den Drücken in den Arbeitsmittelkanälen (18/36 und 19/37 resultierenden Druckkraft (D) (Fig. 1 und 4).
  7. 7. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der äußeren (vom Zylinderblock 13 abgewandten) Stirnfläche (45;95) des Steuerzapfens (12,82), der eine Gegenfläche (49) des Gehäuses (z.B. des Deckels leib) zugeordnet ist, ein hydrostatisches Druckfeld (54) vorgesehen ist (Fig. 1,4 und 5).
  8. 8. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang der Arbeitsmittelkanäle (118/136 und 119/137) vom feststehenden Gehäuse (110) auf den verschiebbaren Steuerzapfen (112) wenigstens angenähert in axialer Richtung verläuft, und daß in den zur axialen Abstützung des Steuerzapfens (112) - in Richtung zum Zylinderblock (13) hin - dienenden Axialstützflächenpaaren (144/148 und 144a/148a) je ein hydrostatisches Entlastungsfeld (74 bzw. 75) vorgesehen ist (Fig. 6 und 7).
  9. 9. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der hydrostatischen Entlastungsfelder (74 und 75), daß die Resultierende (E2) aus den von den Entlastungsfeldern (74 und 75) ausgeübten Kräften zusammen mit der aus den Drücken in den Arbeitsmittelkanälen (118/1)6 und 119/157) resultierenden axialen Druckkraft (D1) Fm Steuerzapfen (112) ein Gegenkippmoment erzeugt, welches das von der Radialkraft (R) erzeugte Kippmoment wenigstens annähernd kompensiert (Fig. 6).
    10. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Resultierende (E2) aus den von den Entlastungsfeldern (74 und 75) ausgeübten Kräften geringfügig kleiner oder geringfügig größer als die axiale Druckkraft (D1) ist (Fig. 6). .
    11. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem der beiden Arbeitsmittelkanäle (18 und 19) über je ein Rückschlagventil (59) ein Verbindungskanal (57 und 58) zu einer gemeinsamen Druckmittelversorgungsleitung (55,56) führt.
    12. Radialkolbenmaschinen, deren Gehäuse (10) an seinem der Treibwelle (30) gegenüberliegenden Ende einen ("anschlußseitigen") Gehäusedeckel (leib) mit einer zylindrischen Sitzfläche aufweist, vorzugsweise nach Anspruch 11, dadurch ge-(55) kennzeichnet, daß in die Sitzfläche ein Ringkanal/eingearbeitet ist, der mit wenigstens einem der Arbeitsmittelkanäle (18,19) in Verbindung steht.
    15. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß - entsprechend Patentanmeldung P 24 16 772.4 - der Kolbenführungsring (20) mit seiner 22) 80; 110) Außenseiteittelbar im Gehäuse (10,/gelagert ist und daß die über eine Ausgleichskupplung (52) mit dem Kolbenführungsring (20) verbundene Treibwelle (30) unabhängig vom Kolbenführungsring gelagert ist.
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