DE2829417B2

DE2829417B2 - Arbeitsmittelsteuerung für eine parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine

Info

Publication number: DE2829417B2
Application number: DE2829417A
Authority: DE
Inventors: Johann Schneider; Peter Dr.-Ing. Wuesthof
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1978-07-05
Filing date: 1978-07-05
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2829417A1; US4264288A; GB2024949A; DE2829417C3; JPS5510100A; GB2024949B; IT7924086A0; IT1202950B

Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmittelsteuerung für eine parallel- und innenachsige Rotationstolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei diesen bekannten Steuerungssystemen (DE-PS 15 28 998) ist der aus Hohlrad und Ritzel gebildete Verdrängerteil durch Orbitbewegungen ausführende Ansteuerplatten von dem hydraulischen Verteiler getrennt. Diese Ansteuerplatten sind mit dem Hohlrad verbunden und führen mit diesem die Orbitbewegung aus. Die daraus sich ergebenden wirksamen Steuerquerschnitte der miteinander zusammenwirkenden Steueröffnungen von Ansteuerplatten und feststehenden Gehäuseteilen sind durch die Orbitbewegung der Ansteuerplatten festgelegt und entsprechend begrenzt. Eine Vergrößerung der wirksamen Steuerquerschnitte und eine damit verbundene Herabsetzung des Strömungswiderstandes ist deshalb bei einer solchen Arbeitsmittelsteuerung ausgeschlossen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Art eine Steuerungseinrichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau einen optimalen Zufluß und Abfluß zuläßt.

Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalendes Anspruchs 1 erreicht.

Eine Übertragung der aus der DE-AS 2155 818 bekannten Steuerschlitzanordnung auf die in der DE-PS 15 28 998 beschriebene und gezeigte Rotationskolbenmaschine führt nicht zum Anmeldungsgegenstand, da die wirksamen Steueröffnungsquerschnitte durch die kombinierte Dreh- und Radialbewegung stark begrenzt und die Schlitze im Ritzel zeitweise durch die im Hohlrad befindlichen Rollen abgedeckt wären, was periodisch zur Drosselung der Zu- und Abfuhr des Arbeitsmediums und damit zu unzuträglichen Druckschwingungen führen würde. Ferner wären der Ladefaktor geringer und zum Zeitpunkt der Auflage der Rollen auf den Aussparungen des Ritzels große Kantenflächenpressungen die Folge.

Die Rotationskolbenmaschine nach der DE-OS

ίο 23 14 586 weist ein Ritzel mit als Rollen ausgebildeten Zähnen auf, wobei die Steuerung außerhalb der Arbeitseinheit angeordnet ist und über eine gelenkige Verbindungswelle mit der Ritzelwelle verbunden ist. Die in der Verbindungswelle auftretende Torsion sowie das zwischen den Gelenkstellen von Verbindungswelle und Ritzelwelle und Verbindungswelle und Steuerung vorhandene Spiel ergeben eine verhältnismäßig ungenaue Steuerung, die bei Verwendung von die Arbeitskammern untereinander dicht abschließenden Rollen als Zähne für das Ritzel zu erheblichen Druckspitzen in den Arbeitskammern führt.

Durch die Erfindung wird eine sehr exakt arbeitende Steuerung erzielt, die weder von Torsion noch vom Spiel einer Verbindungswelle nachteilig zu beeinflussen ist. Es sind auch sonst keine Zwischenelemente vorgesehen, die gegebenenfalls die Genauigkeit der Steuerung beeinträchtigen können. Durch diese genaue Steuerung lassen sich Rollen als Ritzelzähne vorteilhaft einsetzen. Außerdem fallen bei den erzielbaren großen

so wirksamen Steuerquerschnitten durch die auf eine Kleinstzahl beschränkten Steuerelemente nur geringe Leckölverluste an.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

)5 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Rotationsmaschine und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie N-Il der Fig. 1.

In den F i g. 1 und 2 ist mit 1 die Welle bezeichnet, die mit dem im mittleren Bereich Xa vorgesehenen Vielnutprofil \b mit dem den Rotor bildenden Ritzel 2 formschlüssig verbunden ist. Die Welle ist beidseitig mittels der Wälzlager 3 und 4 in den beiden Gehäuseseitenteilen 5, 6 gelagert. Das Hohlrad 7 umschließt das Ritzel 2 und bildet mit diesem die Verdrängereinheit. Die von Rollen gebildeten Zähne 2a des Ritzels 2 stehen in dauerndem Xontakt mit dem Hohlrad 7 und schließen mit diesem die Verdrängerkammern I ... VII ein. Die Rollen sind drehbar in entsprechenden Ausnehmungen 2c des Ritzels gelagert. Das Hohlrad 7 weist an seinem äußeren Umfang Ta kreisabschnittförmige Ausnehmungen Tb auf, die mit Abstützrollen 10 zusammenwirken und über die Abstützung an diesen Abstützrollen eine kreisförmige Mittelpunktsbewegung des Hohlrades um die Mittelachse Mi des Ritzels gewährleisten; die Mittelachse M 2 des Hohlrades bewegt sich hierbei kreisförmig um die Mittelachse Mi des Ritzels. Die Abstützrollen 10 sind auf den die beiden Gehäuseteile 5, 6 über den stationären Außenring 9 miteinander verbindenden Verbindungsschrauben 11 drehbar gelagert.

Das Ritzel 2 weist mittig zwischen den von den Rollen gebildeten Zähnen 2a Schlitze 12 auf, deren stirnseitige Begrenzungskanten 12a als Steuerkanten i2b, 12c dienen, die mit in Höhe der Schlitze angeordneten Steueröffnungen 6c, %d zusammenwirken und eine Verbindung der Steueröffnungen mit den jeweiligen

Verdrängerkammern I... VII herstellen. Die Schlitze 12 erstrecken sich maximal bis zur Mittelebene E des Ritzels. Sie sind einfach zu fertigen, und außerdem werden durch die Schlitze größtmöglich? Steuerquerschnitte für die Zu- bzw. Abführung des Druckmittels erzielt Durch die maximale Erstreckung der Schlitze bis zur Ritzelmittelebene E wird die Festigkeit des Ritzels durch die Schlitze nur unwesentlich beeinträchtigt.

Die auf der Seite des Gehäuseteils 5 liegenden Schlitze haben keine Steuerfunktion, da in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dieses Gehäuseteil keine Steueröffnungen aufweist Diese Schlitze dienen lediglich für einen Druckausgleich des Ritzels und zugleich für eine Erleichterung der Montage, da durch den symmetrischen Aufbau das Ritzel beliebig einzubauen ist Insbesondere kann bei Verschleiß der aktiven Steuerkanten der Schlitze das Ritzel andersherum eingebaut werden, so daß die bis dahin passiven Schlitze die Verbindungsfunktion zwischen Steueröffnungen im Gehäuseteil 6 bzw. 5 und den Verdrängungsräumen übernehmen. Die Einlaßsteueröffnungen 6c stehen über Kanäle 6e und 6/"mit dem umlaufenden Kanal 6#und die Auslaßsteueröffnungen 6d stehen über Kanäle 6Λ und 6/ mit dem umlaufenden Kanal Sk im Steuerteil 6 in Verbindung. Der umlaufende Kanal 6g steht seinerseits mit dem Anschlußkanal 61 und der umlaufende Kanal 6k mit dem Anschlußkanal 6m in Verbindung. Je nachdem welcher Anschlußkanal mit der Arbeitsmittelquelle und welcher mit dem Tank verbunden wird, dreht sich das Ritzel und damit die Welle in die eine oder andere Drehrichtung, wobei die Steueröffnungen, denen das Arbeitsmittel zuströmt, die Einlaßsteueröffnungen und die Steueröffnungen, die das Arbeitsmittel in Richtung des Tankes abführen, die Auslaßsteueröffnungen bilden. Die Rotationskolbenmaschine arbeitet hierbei air Hydromotor. Wird die Welle von außen angetrieben, arbeitet die Rotationskolbenmaschine als Pumpe, wobei je nach Drehrichtung der eine oder andere Anschlußkanal den Druckanschluß oder den Tankanschluß bildet.

ι ο Die Steueröffnungen 6c, 6d sind im Gehäuseteil 6 bzw. 5 gleichmäßig um die Mittelachse M 1 des Ritzels verteilt angeordnet, wobei jeweils einer unter Hochdruck stehenden Steueröffnung unter Niederdruck stehende Steueröffnungen benachbart sind und jeweils ein Steueröffnungspaar 6c, 6d — also eine unter Hochdruck und eine unter Niederdruck stehende Steueröffnung — im Bereich zwischen zwei Zähnen Tc des Hohlrades 7 vorgesehen sind, wodurch am Ritzel ein umlaufendes Druckfeld angreift und die Umsteuerung der jeweiligen Verdrängerkammer von Hochdruck auf Niederdruck oder umgekehrt jeweils dann erfolgt, wenn die betreffende Verdrängerkammer ihr Größt- oder Kleinstvolumen erreicht hat. Dadurch, daß das Ritzel einen Zahn weniger aufweist als das Hohlrad, kann sich das Größt- und Kleinstvolumen nicht gleichzeitig in zwei Verdrängerkammern einstellen, so daß eine weitgehend gleichförmige Drehbewegung des Ritzeis bei Motorbetrieb der Rotationskolbenmaschine gewährleistet ist. Ebenso ergibt sich ein weitgehend

jo gleichförmiger Förderstrom bei Pumpenbetrieb.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Arbeitsmittelsteuerung für eine parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem drehfest mit einer Welle verbundenen Ritzel, das sich um seine feststehende Mittelachse dreht, und einem Hohlrad, dessen Mittelachse um die Mittelachse des Ritzels eine Kreisbewegung beschreibt, mit stationären Gehäuseseitenteilen, wovon ein Seitenteil als Steuerteil Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen gleicher Querschnittsform aufweist, deren Längserstreckung jeweils zur Welle hin verläuft, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Die Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen (6c, 6d) des Steuerteils (6) verlaufen in ihrer Längserstreckung radial und sind in gleicher radialer Lage über den Umfang des Steuerteils gleichmäßig verteilt,

b) das Ritzel (2) weist mittig zwischen seinen Zähnen (2a) nach radial außen und nach einer Stirnwand des Ritzels hin offene Schlitze (12) auf, die in direkter Wirkverbindung mit den Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen (6c, 6d) des Steuerteils (6) stehen und

c) die Zähne (2a) des Ritzels (2) sind als Rollen ausgebildet.

2. Arbeitsmittelsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Schlitze (12) gleicher Form über die Axialerstreckung des Ritzels (2) vorhanden sind, die nach den jeweiligen Stirnwänden des Ritzels (2) hin offen sind.