DE3134537C2

DE3134537C2 - Hydraulische Axialkolbenmaschine mit rotierenden Verdrängungskörpern

Info

Publication number: DE3134537C2
Application number: DE19813134537
Authority: DE
Inventors: Gleb Kirillovi&ccaron; Dobrinsky; Gennadij Petrovi&ccaron; Odessa Ko&scaron;elenko; Gennadij Alekseevi&ccaron; Moskva Kondrachin; Rafail Moiseevi&ccaron; Pasynkov
Original assignee: MOSKOVSKOE NAUCNO-PROIZVODSTVENNOE OB"EDINENIE PO STROITEL'NOMU I DOROZNOMU MASINOSTROENIJU VNIISTROIDORMAS MOSKVA SU; Moskovskoe Nau&ccaron no Proizvodstvennoe Ob"edinenie Po Stroitel'nomu I Doro&zcaron nomu Ma&scaron inostroeniju Vniistroidorma&scaron Moskva
Current assignee: Pasynkov Rafail Moiseevic Kondrachin Gennadij Al
Priority date: 1981-09-01
Filing date: 1981-09-01
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE3134537A1

Abstract

Die hydraulische Axialkolbenmaschine mit rotierenden Verdrängungskörpern enthält ein Gehäuse (1), in dem ein Zylinderblock (2) mit Kolben angeordnet ist. Der Zylinderblock (2) besitzt zwei Reihen von Zylinderbohrungen (7, 8), die auf konzentrischen Kreisen verteilt sind. Die Zylinderbohrungen (7, 8) sind mittels Kanälen (18, 19), die im Zylinderblock (2) ausgeführt sind, mit bogenförmigen Öffnungen (20, 22, 21, 23) einer Steuerscheibe (24) verbunden. Die Öffnungen (20, 22, 21, 23) sind mittes einzelner Kanäle (33, 31, 32, 30), die in der Steuerscheibe (24) ausgeführt sind, mit ihrer Eintrittsstutzenbohrung (26) bzw. Austrittsstutzenbohrung (27) in Verbindung gesetzt.

Description

In der erwähnten Pumpe ist das Verbindungsmittel in Gestalt eines gemeinsamen Kanals für die Zylinderbohrungen gleichen Durchmessers ausgeführt, die mit verschiedenen Halbmessern angebracht sind, was zur Vereinigung der Flüssigkeitsströme aus den Zyiinderbohrungen führt

Der Zylinderblock dieser Pumpe besitzt ungleich feste Querschnitte zwischen den Zylinderbohrungen, weil ihre Durchmesser gleich, sie aber mit verschiedenen Halbmessern angebracht sind.

Es wurde ferner eine hydraulische Axialkolbenmaschine mit rotierenden Verdrängungskörpern vorgeschlagen, in deren Gehäuse ein Zylinderblock mit Kolben angeordnet ist, der zumindest zwei Reihen von Zylinderbohrungen besitzt, die auf konzentrischen Kreisen verteilt und mittels Kanälen, die im Zylinderblock ausgeführt sind, mit bogenförmigen Öffnungen einer Steuerscheibe verbunden sind, die mittels eines Verbindungsmittels, welches in der Steuerscheibe ausgeführt ist, mit jeweiligen Ein- bzw. Austrittsstutzenbohrungen in Verbindung stehen (siehe beispielsweise die US-PS 24 45 281).

In der erwähnten hydraulischen Maschine kann es nur eine gerade Zahl von Reihen von Zylinderbohrungen geben (es wurde die Ausführungsform mit zwei Reihen beschrieben).

Die Verbindungsmittel ist in Gestalt von zwei Kanälen ausgeführt, die die entsprechenden Reihen der Zylinderbohrungen, die sich auf den konzentrischen Kreisen befinden, mit den zwei Stutzenbohrungen — einer Ein- und einer Austrittsbohrung — verbinden. Diese Ausführung des Verbindungsmittels führt zur Vereinigung der Flüssigkeitssiröme von den Reihen der Zylinderbohrungen, die sich auf dem inneren und auf dem äußeren Kreis befinden. Also wird nur ein Arbeitsvolumen realisiert.

Die hydraulische Maschine besitzt einen Zylinderblock, bei dem auf zwei konzentrischen Kreisen längs den einen Halbmessern Zylinderbohrungen gleicher Durchmesser verteilt sind, weshalb die Festigkeit der Wände im Zylinderblock zwischen den Zylinderbohrungen auf dem inneren konzentrischen Kreis kfeiner als die Festigkeit der Wände zwischen den Bohrungen auf dem äußeren Kreis ist.

Die stirnsoitigen Eohrungen, die in den Kanälen des Zylinderblocks ausgeführt und bis zur Stirnfläche dieses Zylinderblocks hindurchgebohrt sind, fallen mit der Breite der bogenförmigen Öffnungen der Steuerscheibe zusammen. Da der Flüssigkeitsdruck in den bogenförmigen Nachbaröffnungen der Steuerscheibe gleich sein kann, so ist das Fehlen einec Druckgefälles in der Flüssigkeitsschicht über den Dichtungsbünden und demnach das Auftreten eines Schmierungsmangels möglich. Dadurch werden die Dichtungsbünde aufgekratzt und verschleißt, und die hydraulische Maschine verringert ihren volumetrischen Wirkungsgrad und fällt aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, in der das Verbindungsmittel der Zylinderbohrungen mit den Stutzenbohrungen auf eine solche Weise ausgeführt ist, daß man mehrere einzelne Flüssigkeitsströme haben und die Maschine als mehrere unabhängige hydraulische Maschinen mit einer Welle einsetzen, wobei die eine Sektion in Pumpenbetrieb, die andere abei in Hydraulikmotorbetrieb funktionieren kann, die Größe des Arbeitsvolumens stufenweise regeln, d. h. im Pumpenbetrieb verschiedene Flüssigkeitsströme erzeugen und im Hydrauiikmotorbetrieb verschiedene Umdrehungsgeschwindigkeiten und Drehmomente an der Welle der hydraulischen Maschine erzielen könnte, sowie eine Erhöhung der Festigkeit der Wände um die Zylinderbohrungen herum, eine Steigerung der Wellenumdrehungsgeschwindigkeit, des volumetrischen Wirkungsgrades der hydraulischen Maschine und eine Erhöhung der Zahl der Regelungsstufen des Arbeitsvolumens der hydraulischen Maschine gewährleistet wäre.

ίο Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verbindungsmittel zumindest in Gestalt zweier einzelner Kanäle für eine jede Reihe der Zylinderbohrungen ausgeführt und für einen jeden dieser Kanäle seine eigene Ein- bzw. Austrittsstutzenbohrung vorgesehen ist.
Da der Zylinderblock mehrere Reihen von Zylinderbohrungen besitzt, die über die Kanäle, die im Zylinderblock ausgeführt sind, mit den bogenförmigen Öffnungen der Steuerscheibe verbunden sind, und eine jede Reihe der Zylinderbohrungen, die mit zwei Stutzenbohrungen verbunden sind, mit einer un^-,^r verschiedenem Druck stehenden Flüssigkeit beaufschlagt werden kann, so sind zweckmäßigerweise zur Erhöhung der Festigkeit des Zylinderblocks dank erhöhter Stärke der Wände zwischen den unter verschiedenem Druck stehenden Zylinderbohrungen am äußeren konzentrischen Kreis dieses Blocks Zylinderbohrungen größeren Durchmessers, am inneren konzentrischen Kreis aber Bohrungen kleineren Durchmessers angebracht.

Da eine Verringerung des Außenduichrnessers des Zylinderblocks und hierdurch erwirkte Verminderung von Masse und Abmessungen der hydraulischen Maschine sowie eine Herabsetzung der Gleitgeschwindigkeit des Blocks in bezug auf die Stirn der Steuerscheibe angestrebt werden muß, so v/erden die Zylinderbohrungen, die sich auf dem einen konzentrischen Kreis befinden, zweckdienlich in bezug auf die Zyiinderbohrungen, die sich auf dem anderen konzentrischen Kreis befinden, um einen bestimmten Winkel versetzt. Da darüber hinaus die Durchmesser der Zylinderbohrungen verschieden sind, so gewährleistet das alles eine rationellste Anordnung der Zylinderbohrungen im Zylinderblockquerschnitt und ermöglicht die Erzielung einer gleichen Festigkeit der Wände des Zylinderblocks um die Zylinderbohrungen herum sowie eine gleichmäßigere Flüssigkeitszuführung. Es ist offensichtlich, daß in einer hydraulischen Maschine mit der mehrreihigen Anordnung der Zylinderbohrungen im Zylinderblock die Dichtungsbünde der Steuerscheibe bei beliebigen Betriebsarten der hydraulischen Maschine geschmiert werden müssen, d. h. auch dann, wenn in den bogenförmigen Nachbaröffnungen der Flüssigkeitsdruck gleich ist und kein Druckgefälle sowie kein Flüssigkeitsströmen quer zum Dichtmigsbund zu verzeichnen sind. Daher empfiehlt es sich, daß die Kanäle, die die Zylinderbohrungen mit den bogenförmigen öffnungen der Steuerscheibe verbinden, im Körper des Zylinderblocks auf eine solche Weise ausgeführt wären, daß ihre stirnseitigen Bohrungen, die auf die Stirnfläche des Zylinderblocks hinaustreten, die Dichtungsbünde der Steuerscheibe, die um deren bogenförmigen öffnungen herum verteilt sind, teilweise überdecken würden.

Da die hydraulische Maschine, die zumindest zwei einzelne Kanäle und zwei unabhängige Stutzenbohrungen für eine jede ReiK» von Zylinderbohrungen besitzt, sowohl im Pumpen- wie auch im Hydrauiikmotorbetrieb arbeiten kann, wobei die eine Kolbenreihe im Pumpenbetrieb, die andere Kolbenreihe aber im Hydrauiikmotorbetrieb arbeiten kann, so entsteht die

Möglichkeit, diese neue Eigenschaft zum Subtrahieren des kleineren Arbeitsvolumens aus dem größeren zu benutzen, d. h. die hydraulische Maschine in einem Betrieb funktionieren zu lassen, da deren gemeinsames Arbeitsvolumen der Differenz der Arbeitsvolumina der äußeren und der inneren Kolbenreihen gleich ist. Es empfiehlt sich daher, daß die Eintrittsstutzenbohrung, die über einen einzelnen Kanal mit der Reihe der Zylinderbohrungen verbunden ist, die sich auf dem äußeren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks befinden, mit dei Austrittsstutzenbohrung in Verbindung stehen würde, die über einen einzelnen Kanal mit der Reihe der Zylinderbohrungen verbunden ist. die sich auf dem inneren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks befinden, während die Austrittsstutzenbohrung, die über einen eirzelnen Kanal mit der Reihe der Zylinderbohrungen verbunden ist. auf dem äußeren konzentrischen Kreis befinden, tnii der EiiiiiiuiSiutzeribohrung in Verbindung stehen würde, die über einen einzelnen Kanal mit der Reihe der Zylinderbohrungen verbunden ist, die sich auf dem inneren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks befinden.

Diese konstruktive Ausführung der hydraulischen Axialkolbenmaschine mit rotierenden Verdrängungskörpern gemäß der Erfindung gestattet es, im Pumpenbetrieb einen Zwischenwert des Arbeitsvolumens zu erreichen, im Hydraulikmotorbetrieb aber eine Zwischendrehzahl der Welle bei entsprechendem Drehmomentwert an der Welle zu realisieren.

Im folgenden wird die Erfindung in der Beschreibung konkreter Ausführungsbeispiele derselben sowie anhand von Zeichnungen erläutert: in den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 Axialkolbenmaschine mit rotierenden Verdrängungskörpern gemäß der Erfindung (im Längsschnitt^;

F i g. 2 Schnitt in Richtung der Linie H-Il von Fi g. 1 (in vergrößertem Maßstab):

Fig. 3 Schnitt in der Richtung der Linie III-lll von F i g. 1 (in vergrößertem Maßstab):

F i g. 4 Ansicht in der durch einen Pfeil A von F i g. 1 angedeuteten Richtung (in vergrößertem Maßstab);

F i g. 5 Schnitt in Richtung der Linie Y- Y von F i g. 4;

F i g. 6 schematische Darstellung einer der Ausführungsformen der hydraulischen Maschine gemäß der Erfindung (Ansicht seitens des Deckeis in vergrößertem Maßstab).

Die hydraulische Axialkolbenmaschine mit rotierenden Verdrängungskörpern gemäß der Erfindung enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1) in dem ein Zylinderblock 2 mit einem zentralen Zapfen 3 und einer Feder 4 sowie mit Kolben 5 und 6 angeordnet ist.

Die Kolbenstangen 9 und 10 der Kolben 5 und 6 sind durch sphärische Köpfe 11 und 12 verbunden, die an einem Flansch 13 einer Weile 14 befestigt sind, die im Gehäuse 1 in Lagern 15,16 und 17 angeordnet ist.

Die Zylinderbohrungen 7 (Fig.2). die auf dem inneren konzentrischen Kreis verteilt sind, besitzen einen geringeren Durchmesser als die Zylinderbohrungen 8, die auf dem äußeren konzentrischen Kreis verteilt sind.

Die Zylinderbohrungen 7 (Fig. 1) und 8 sind mittels Kanälen 18 und 19, die im Zylinderblock 2 ausgeführt sind, mit bogenförmigen Öffnungen 20 (Fig.3). 21, 22, 23 einer Steuerscheibe 24 verbunden, die mittels eines in der Steuerscheibe 24 ausgeführten Verbindungsmittels mit den jeweiligen Ein- bzw. Austrittsstutzenbohrungen 25 (F i g. 4), 26,27,28 der in einem Deckel 29 angeordneten Stutzen in Verbindung gesetzt sind.

Das erwähnte Verbindungsmittel ist in Gestalt von zwei einzelnen Kanälen 30 (Fig.5), 31, 32, 33 für eine jede Reihe der Zylinderbohrungen 8, 7 ausgeführt. Für einen jeden einzelnen Kanal 30,3132,33 ist seine cigcne Ein- bzw. Austrittsstutzenbohrung vorgesehen, wie dies in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Zylinderbohrungen 7 sind mittels der Kanäle 18 mit den bogenförmigen öffnungen 20 und 22 verbunden, die mittels der einzelnen Kanäle 33 und 31 mit der als Austrittsbohrung auftretenden Stutzenbohrung 25 (Fig.4) und der als Eintrittsbohrung auftretenden Bohrung 27 (Fig. 5) in Verbindung stehen. Die Zylinderbohrungen 8 sind mittels der Kanäle 19 mit den bogenförmigen öffnungen 21 und 23 verbunden, die mittels der ein/einen Kanäle 32 und 30 mit der als Austrittsbohrung auftretenden Stutzenbohrung 26 und der als Eintrittsbohrung auftretenden Stutzenbohrung 28 (F i g. 4) in Verbindung gesetzt sind.

In der hydraulischen Maschine gemäß der Erfindung sind die auf dem äußeren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks 2 verteilten Zylinderbohrungen 8 (F i g. 2) in bezug auf die Zylinderbohrungen 7, die auf dem inneren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks 2 verteilt sind, um einen bestimmten Winkel versetzt. Dieser Winkel kann zur Gewährleistung einer rationellen Gleichmäßigkeit der Flüssigkeitszuführung bei Pumpenbetrieb unc" r.ur gleichmäßigen Wellenumdrehung bei Betrieb als Hydraulikmotor variiert werden. In diesem Fall ist die maximal mögliche Winkelversetzung gezeigt, die einen halben Winke.'schritt der Zy'inderbohrungen beträgt, d. h. die Versetzung betrag', für eine Siebenkolbenmaschine (sieben Kolben in einer Reihe)
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T"

Die Kanäle 18 (F i g. 5) und 19, die die Zylinderbohrungen 7 und 8 mit den bogenförmigen öffnungen 20,22 und 21,23 der Steuerscheibe 24 verbinden, sind im Körper des Zylinderblocks 2 auf eine solche Weise ausgeführt, daß ihre stirnseitigen Bohrungen 34 und 35, die auf die Stirnfläche des Zylinderblocks 2 hinaustreten und in F i g. 3 durch eine punktierte Linie angedeutet sind, Dichtungsbünde 36 und 37 der Steuerscheibe 24 sichelförmig teilweise überdecken die sich um und zwischen ihren bogenförmigen Öffnungen 20,21 und 22,23 befinden.

In dieser Maschine sind zwei Reihen von Zylinderbohrungen und ihnen zugeordnet vier bogenförmige Öffnungen sowie vier einzelne Kanäle vorgesehen, welche in der Steuerscheibe ausgeführt sind. Jedoch kann

so die Zahl der Reihen der Zylinderbohrungen unu die entsprechende Zahl der bogenförmigen Öffnungen, der Kanäle des Zylinderblocks sowie der einzelnen Kanäle der Steuerscheibe in Abhängigkeit vom erforderlichen Bereich der stufenförmigen Veränderung des Arbeitsvolumens der hydraulischen Maschine auch größer sein. Den zwei Reihen der Zylinderbohrungen entsprechen zwei unabhängige. Arbeitsvolumina, den drei Reihen derselben drei Arbeitsvolumina usw. Zwei Arbeitsvolumina der hydraulischen Maschine gewährleisten die Erzielung (durch bekannte Einschaltverfahren) von drei Veränderungsstufen des Arbeitsvolumens: das kleinste, das größte und das Gesamtvolumen, fm Hydraulikmotorbetrieb entspricht dies den drei Wellendrehzahlen.
Die in Fig.6 dargestellte Ausführungsform der Maschine ist der Maschine in F i g. 1 bis 5 ähnlich. Diese Ausführungsform ermöglicht es, in der hydraulischen Maschine mit der zweireihigen Anordnung der Zylinderbohrungen im Zylinderblock und den einzelnen Ka-

nälen, erfindungsgemäß, eine vierte zwischengeschaltete Veränderungsstufe des Arbeitsvolumens zu schaffen.

Kin Unterschied aber besteht darin, daß die Eintrittsstut/.cnbohrung 28 (F i g. 6), die über den einzelnen Kanal 30 (F i g. 5) mit der Reihe der Zylinderbohrungen 8 verbunden ist, die sich auf dem äußeren konzentrischen Kreis H_ts Zylinderblocks 2 befinden, mittels einer Rohrleitung 3&(F i g. 6) mit der Austrittsstutzenbohrung 25 in Verbindung gesetzt ist, die über den einzelnen Kanal 33 (F i g. 5) mit der Reihe der Zylinderbohrung";·! 7 verbunden ist, die sich auf dem inneren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks 2 befinden. Die Austrittsstutzenbohrungen 26 (Fig.6), die über den einzelnen Kanal 32 (F i g. 5) mit der Reihe der Zylinderbohrungen 8 verbunden ist, die sich auf dem äußeren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks 2 befinden, ist mittels einer Rohrleitung 39 (Fig. 6) mit der Eintritisstutzenbohrung 27 in Verbindung gesetzt, die über den einzelnen Kanal 31 (F i g. 5) mit der Reihe der Zylinderbohrungen 7 verbunden ist, die sich auf dem inneren konzentrischen Kreis des Zylindcrblocks 2 befinden.

Diese Verbindung gewährleistet das Subtrahieren des kleineren Arbeitsvolumens q\ der inneren Reihe der Zylinderbohrungen 7 aus dem größeren Arbeitsvolumen q: der äußeren Reihe der Zylinderbohrungen 8.

Also ist die hydraulische Maschine gemäß der Erfindung im Stande, nicht drei, sondern vier Arbeitsvolumina: <7i; qi—q\; qi und q\ + «72 zu realisieren.

Die Wirkungsweise der hydraulischen Axialkolbenmasc'.'.ne mit rotierenden Verdrängungskörpern gemäß der Erfindung besteht in folgendem.

Im Pumpenbetrieb funktioniert die hydraulische Maschine gemäß der Erfindung auf die folgende Weise.

Die Welle 14 (Fig. 1) wird in Drehung versetzt und führt dank Neigung der Achse des Zylinderblocks 2 die hin- und hergehende Bewegung der Zugstangen 9, 10 und der Kolben 5,6 herbei. In dor Saugphase, wenn sich die Kolben 6 aus den Zylinderbohrungen 8 herausschieben, geschieht das Füllen derselben, wobei der saugende Flüssigkeitsstrom aus den Stutzenbohrungen 28 (Fig. 4), 27 über die einzelnen Kanäle 30 (F i g. 5), 31 an die bogenförmigen Öffnungen 23.22 der Steuerscheibe 24 gelangt und von dort über die Kanäle 19 des Zylinderblocks 2 in die Zylinderbohrungen 8 kommt. In der Druckphase gelangt die Flüssigkeit aus den Zylinderbohrungen 7 (Fi g. 1) über die Kanäle 18 des Zylinderblocks 2 in die bogenförmige Öffnungen 21 (Fig.5), 20 der Steuerscheibe 24 sowie in die einzelnen Kanäle 32, 33 und aus diesen in die Stutzenbohrungen 26 (F i g. 4), 25.

Da der Druck in den bogenförmigen Nachbaröffnungen 21,20 sowie 23,22 gleich ist, so erfolgt das Schmieren der Dichtungsbünde 36 nicht auf Kosten des quergerichteten Überströmens der Flüssigkeit unter der Einwirkung eines Druckgefälles, sondern dank der teilweisen sichelförmigen Überdeckung des Dichtungsbundes 36 durch die stirnseitigen Bohrungen 34 und 35. In ähnlicher Weise wird der Dichtungsbund 37 dank der sichelförmigen Überdeckung der stirnseitigen Bohrung 35 geschmiert

Die Versetzung der Zylinderoohrungen 7 (F i g. 2) einer jeden Reihe um einen bestimmten Winkel gewährleistet eine gleichmäßigere Belastung der Lager 15 (Fig. 1), 16,17 der Welle 14 und erhöht in einigen Fällen dank der Phasenverschiebung der Pulsation die dynamische Stabilität des Hydrauliksystems, in dem die beiden Arbeitsvolumina der hydraulischen Maschine ausgenutzt werden.

Der größere Durchmesser der äußeren Reihe der Zylinderbohrungen 8 (Fig.2) gegenüber dem kleineren Durchmesser der inneren Reihe der Zylinderbohrungen 7 ermöglicht die Erzielung der gleichen Festigkeit der Querschnitte des Zylinderblocks 2 um die Zylinderbohrungen 7, 8 herum und hierdurch eine Erhöhung des Einpreßdrucks und der Lebensdauer der hydraulischen Maschine.

Im Hydraulikmotorbetrieb funktioniert die hydraulisehe Maschine gemäß der Erfindung auf die folgende Weise.

Beim Betrieb der Maschine als Hydraulikmotor wird die unter Druck stehende Flüssigkeit den Eintrittsstutzenbohrungen 28 (F i g. 4), 27 zugeleitet, passiert die einzelnen Kanäle 30 (F i g. 5), 31 und strömt an die bogenförmigen öffnungen 23, 22 der Steuerscheibe 24 und von diesen in die Zylinderbohrungen 8, wobei sie auf die Kolben 6 einwirkt, deren Zugstangen 10, indem sie sich verschieben, den Flansch 13 mit der Welle 14 in Urehung versetzen. Der Abfluß der Flüssigkeit geschieht über die entsprechenden Kanäle 18 des Zylinderblocks 2 durch die bogenförmigen öffnungen 21,20 sowie über die einzelnen Kanäle 32,33 in die Stutzenbohrungen 26, 25.

Da die hydraulische Maschine in zwei Betriebsarten funktionieren kann, so können die Saugräume im Pumpenbetrieb zu Druckräumen, die Druckräume aber im Hydraulikmotorbetrieb zu Abflußräumen werden. In diesen Fällen ändert sich entsprechenderweise die Umdrehungsrichtung der Welle und die Fließrichtung der Flüssigkeit.

Sowohl bei Pumpen- wie auch bei Hydraulikmotorbetrieb sind folgende bekannte Ausführungsformen der stufenweisen Veränderung des Arbeitsvolumens der hydraulischen Maschine möglich. Wenn das Arbeitsvolumen der inneren Reihe der Zylinderbohrungen q\ und das der äußeren Reihe aber c/2 ist, so werden die Varianten q\; 92 und q\ + qi durch Verbinden des Ein- und Austrittsstutzens des einen der Arbeitsvolumina sowie durch Addition derselben realisiert.

Eine weitere Verwendungsmöglichkeit der hydraulischen Maschine besteht darin, daß sie als hydraulische Maschine mit der inneren Leistungsverzweigung verwendet werden kann. Beispielsweise wird das größere Arbeitsvolumen im Hydraulikmotorbetrieb, das kleinere Arbeitsvolumen aber im Pumpenbetrieb angewendet, und die hydraulische Energiedifferenz wird von der Welle als mechanische Energie abgegriffen. Die hydraulische Maschine kann als ein druckmindernder Druckübersetzer verwendet werden: das größere Arbeitsvoluraen wird in Niederdruckpumpenbetrieb, aber mit großem Strom benutzt; das kleinere Arbeitsvolumen wird im Hochdruckmotorbetrieb, aber mit geringem Strom benutzt; für die umgekehrte Aufgabe wird ein druckerhöhender Druckübersetzer realisiert.

In der in F i g. 6 dargestellten Ausführungsform der hydraulischen Maschine geht ihre Arbeit auf die folgende Weise vor sich.

Bei Pumpenbetrieb erfolgt die Ansaugung der FIüssigkeit durch die Eintrittsstutzenbohrung 28 (angedeutet durch voll ausgezogenen Pfeil), und das Eindrücken der Flüssigkeit in das Hydrauliksystem geschieht aus der Austrittsstutzenbohrung 25. Ein Teil der Flüssigkeit aus der Austrittsstutzenbohrung 26, der dem Arbeitsvolumen q_t entspricht, gelangt nicht in das Hydrauliksystem, sondern kehrt in die Eintrittsstutzenbohrung 27 zurück. Die innere Reihe der Kolben 5 (F i g. 1) arbeitet in diesem Fall in Hydraulikmotorbetrieb, wobei sie die

Welle 14 der hydraulischen Maschine quasi nachdreht, die insgesamt als Punmpe mit einem Arbeitsvolumen <72—q\ arbeitet.

Bei Hydraulikmotorbetrieb erfolgt das Eindrücken der Flüssigkeit durch die Eintrittsstutzenbohrung 27 (Fig.6, angedeutet durch einen punktierten Pfeil), wobei außer dem LJtrom von der äußeren Quelle diese·· Bohrung auch der Strom, der dem Arbeitsvolumen q\ entspricht, aus der Austrittsstutzenbohrung 26 zugeleitet wird. Die innere Reihe der Kolben 5 (F ig. 1) arbeitet in diesem Fall im Pumpenbetrieb, wobei aus der Austrittsstutzenbohrung 25 (F i g. 6) ein Teil des Flüssigkeitsstroms zur Eintrittsstutzenbohrung 28 abgeleitet wird. In der Folge arbeitet die hydraulische Maschine im Hydraulikmotorbetrieb mit einem Arbeitsvolumen

to che Zwischenstuft bei der Veränderung des Flüssigkeitsstroms im Pumpenbetrieb bzw. eine zusätzliche Veränderungsstufe der Drehzahl und des Drehmomentes an der Welle im Hydraulikmotorbetrieb zu schaffen. Dadurch nimmt die Zahl der Regelstufen der hydraulischen Maschine von 3 bis 4 zu. die üblichen drei Stufen werden durch Einschalten des kleineren, des größeren und des summarischen Arbeitsvolumens der hydraulischen Maschine geschaffen. In einigen Fällen ersetzt diese vierstufige hydraulische Maschine die ähnlich aufgebaute stufenlos regelbare hydraulische Maschine mit drehbarem Gehäuse bzw. mit beweglicher Steuerscheibe, die kostspieliger in der Herstellung ist und größere Masse und Abmessungen besitzt.

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Die zum Patent angemeldete Konstruktion der hydraulischen Maschine gewährleistet einen folgenden Effekt.

Die Möglichkeit der stufenweisen Veränderung der Arbeitsvolumina der hydraulischen Maschine erlaubt es, beispielsweise in den Hydraulikantrieben der Krane mit teleskopischem Ausleger sowie der Bagger, die installierte Leistung der Pumpenanlage zu verringern, eine Reihe von mechanischen Getrieben bzw. eine Anzahl von Untersetzungsgetrieben zu vermeiden, die Zahl der Rohrleitungen zu verringern. All dies gestattet es, eine beträchtliche Einsparung der Herstellungskosten und des Betriebsaufwandes der Antriebsanlage der Maschine, d. h. eines Krans, eines Baggers, zu erzielen.

Dank der vorstehend beschriebenen Anordnung der Zylinderbohrungen im Zylinderblock wird die Robustheit des letzteren und somit die Lebensdauer der zum Patent angemeldeten Maschine erhöht. Es entsteht die Möglichkeit, den Einpreßdruck zu erhöhen, da bei relativ geringeren Zylinderbohrungen und beibehaltenen Wänden des Zylinderblocks die wirkenden Spannungen relativ verringert werden. Die Erhöhung der Lebensdauer und des Einpreßdrucks der hydraulischen Maschine bringt einen ökonomischen Nutzeffekt dank Herab-Setzung der Ersatzteilkosten und Verminderung des Preises des hydraulischen Antriebs neben zugenommenem Einpreßdruck.

Die Steuerscheibe bestimmt in vielem die Funktionsfähigkeit und den volumetrischen Wirkungsgrad der hy- draulischen Maschine, weshalb die beschriebene Konstruktion, die das Schmieren der Dichtungsbünde der Steuerscheibe vorsieht, einen ökonomischen Nutzeffekt dank erhöhter Lebensdauer dieser Einheit, verminderter Abnutzung derselben und ermöglichter Forcierung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle der hydraulischen Maschine bringt. Die Erhöhung der Wellendrehzahl bedeutet eine Steigerung der Leistung dar hydraulischen Maschine, folglich nimmt die auf die Masse bezogene spezifische Leistung der hydraulischen Maschine zu, während die spezifische, auf eine Leistungseinheit bezogene Wertkennziffer der hydraulischen Maschine abnimmt.

Die stufenweise Veränderung des Arbeitsvolumens der hydraulischen Maschine gemäß der Erfindung bringt einen ökonomischen Nutzeffekt in den hydrostatischen Getrieben der Transportmaschinen, weil dadurch der Regelbereich des Hydraulikantriebs in der Betriebsart der kontinuierlichen Leistungsentnahme erweitert wird.

Die Verbindungsmöglichkeit der Stutzenbohrung der hydraulischen Maschine, bei der die Differenz der Arbeitsvolumina realisiert wird, gestattet es. eine zusätzli-Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Axialkolbenmaschine mit rotierenden Verdrängur.gskörpern,

— in deren Gehäuse ein Zylinderblock mit Kolben angeordnet ist der

— zumindest zwei Reihen von Zylinderbohrungen besitzt die auf konzentrischen Kreisen verteilt und mittels

— Kanälen die im Zylinderblock ausgeführt sind, mit bogenförmigen öffnungen einer Steuerscheibe verbunden sind, die über

— ein Verbindungsmittel, das in der Steuerscheibe ausgeführt ist, mit

— entsprechenden Ein- bzw. Austrittsstutzenbohrungen verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

— das Verbindungsmittel zumindest in Gestalt

— zweier einzelner Kanäle (33,31,32,30) für eine jede Reihe der Zylinderbohrungen (7,8) ausgeführt und für einen jeden d/eser Kanäle (33,31, 32,30)

— eine eigene Eintrittsstutzenbohrung (27, 28) bzw. Austrittsstutzenbohrung (25, 26) vorgesehen ist

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

— die Zylinderbohrungen (7), die sich auf dem inneren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks (2) befinden, einen geringeren Durchmesser als

— die Zylinderbohrungen (8) besitzen, die sich auf dem äußeren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks (2) befinden.

3. Maschine nach einem beliebigen von den Ansprüchen 1,2, dadurch gekennzeichnet, daß

— die Zylinderbohrungen (8), die sich auf dem einen konzentrischen Kreis des Zylinderblocks (2) befinden, in bezug auf

— die Zylinderbohrungen (7), die sich auf dem anderen konzentrischen Kreis des Zylinderblocks (2) befinden, um einen bestimmten Winkel versetzt sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

— Kanäle (18,19), die die Zylinderbohrungen (7,8) mit bogenförmigen Öffnungen (20, 22 und 21, 23) einer Steuerscheibe (24) verbinden, im Körper des Zylinderblocks (2) auf eine solche Weise ausgeführt sind, daß ihre stirnseitigen Bohrungen (34,35), die bis zur Stirnfläche des Zylinderblocks (2) hindurchgebohrt sind, Dichtungsbünde (36, 37) der Steuerscheibe (24) teilweise überdecken, die um deren bogenförmige Öffnungen (20,21 und 22,23) herum verteilt sind.

5. Maschine nach einem beliebigen von den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet daß

die Eintrittsstutzenbohrung (28), die mittels eines einzelnen Kanals (30) mit der Reihe der Zylinderbohrungen (8) verbunden ist die auf dem äußeren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks (2) verteilt sind, mit
der Austrittsstutzenbohrung (25) in Verbindung steht, die mittels eines einzelnen KanaSs (33) mit der Reihe der Zylinderbohrungen (7) verbunden ist die auf dem inneren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks (2) verteilt sind, während

die Austrittsstutzenbohrung (26), die mittels eines einzelnen Kanals (32) mit der Reihe der Zylinderbohrungen (8) verbunden ist die auf dem äußeren konzentrischen Kreis des Zylinderblocks (2) verteilt sind, mit
der Eintrittsstutzenbohrung (27) in Verbindung steht die mittels eines einzelnen Kanals (31) mit der Reihe der Zylinderbohrungen (7) verbunden ist die auf dem innerer, konzentrischen Kreis des Zylinderblocks (2) verteilt sind.

25 Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt ist eine Axialkolbenpumpe mit einem Zylinderblock, in dem zwei Reihen von Zylinderbohrungen auf zwei konzentrischen Kreisen verteilt sind, während die Welle mit einem Steuerzapfen vereinigt ist, der mit den Zylinderbohrungen mittels eines Verbindungsmittels verbunden ist (siehe beispielsweise die US-PS 25 20 632). Eine Besonderheit dieser Pumpenkonstruktion besteht in der ungleichen Festigkeit der Querschnitte des Zylinderblocks zwischen den Zylinderbohrungen, die sich in der inneren Reihe befinden und einen größeren Durchmesser besitzen als die Zylinderbohrun- £ϊη, die sich in der äußeren Reihe befinden und einen geringeren Durchmesser besitzen. Außerdem zwingt die Notwendigkeit, Längs- und Querkanäle im Steuerzapfen anzuordnen, dessen Durchmesser ausreichend groß zu wählen und dementsprechend die innere Reihe der Zylinderbohrungen in einem bestimmten Abstand vom Außendurchmesser des Steuerzapfens anzubringen. Alles dies vergrößert die Außenabmessungen und den Metallaufwand des Zylinderblocks und der gesamten hydraulischen Maschine.

In der erwähnten Pumpe sind die Kanäle der äußeren Reihe der Zylinderbohrungen mit dem Steuerzapfen über die Kanäle der inneren Reihe der Zylinderbohrungen verbunden, mit ihnen zugleich vereinigt und fungieren als Verbindungsmittel, so daß die Möglichkeit der getrennten Nutzung der Flüssigkeitsströme von der äußeren bzw. von der inneren Reihe der Zylinderbohrungen fehlt. Ein gemeinsamer Flüssigkeitsstrom setzt bei Pumpenbetrieb zusätzliche Mittel zur weiten Stromregelung voraus, und bei Betrieb der Maschine als Hydraulikmotor entspricht das unveränderliche Schluckvolumen nur einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle.

Bekannt ist ferner eine Axialkolbenpumpe mit einem Zylinderblock, in der die Zylinderbohrungen gleichen

b5 Durchmessers mit verschiedenen Halbmessern angebracht und mit dem Steuerzapfen mittels eines Verbindungsmittels verbunden sind (siehe beispielsweise die GB-PSlI 27 291).