DE3828131A1 - Radialkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radialkolbenmaschine, insbesondere einen Radialkolbenmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-PS 35 31 632 ist bereits eine Radialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser bekannten Radialkolbenmaschine müssen die umlaufenden Nuten eine gewisse Tiefe aufweisen, um ein Eintauchen der Rollen in die die Kolben aufnehmenden Bohrungen bei gleichzeitig seit­ licher Führung der Rollen an Rest- oder Anlageflächen der seitlichen Rotor- oder Zylinderblockwandung zu ermöglichen. Um dies zu erreichen, ist eine verhältnismäßig große Tiefe für die umlaufenden Nuten erforderlich, was eine Schwächung des zwischen zwei Kolbenbohrungen verbleibenden, den Kolben stützenden Restsegments bedeutet, welches beim Betrieb unter Wirkung der Kolbenkraft auf Biegung beansprucht wird. Es besteht daher die Gefahr eines Bruchs, insbesondere eines Dauerbruchs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszubilden, daß die Nachteile bekannter Maschinen dieser Bauart vermieden werden. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenmaschine der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Gefahren eines Bruchs oder Dauerbruchs ausgeschaltet werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß man die Tiefe der umlaufenden Nuten gegenüber dem Stand der Technik um etwa die Hälfte vermindert und zusätzlich im Bereich der Bohrungen Freilegungen durch Ausfräsen oder durch das Anbringen nierenförmiger Öffnungen vorsieht, wird das gewünschte Eintauchen der Rolle sichergestellt, wobei gleichzeitig der tragende Querschnitt des die Kolben abstützenden Restsegments im Zylinderblock ausreichend groß bleibt.

Wenn die Freilegungen durch Fräsen ausgebildet werden, so ergibt sich kein großer Aufwand, da bei modernen Bearbeitungs­ zentren das zusätzlich erforderliche Fräsen ohne zusätzliches Umspannen des Werkstücks ausgeführt werden kann. Es ergibt sich nur eine geringe Materialwegnahme, was die Festigkeit des Zylinderblocks günstig beeinflußt.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine Radialkolbenmaschine gemäß DE-PS 35 31 632;

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1, allerdings hier durch einen Rotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 einen Teilschnitt längs Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Teildraufsicht auf den Rotor aus Richtung des Pfeils A in Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt längs Linie 5-5 in Fig. 2;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht in die Bohrung der Fig. 4 von rechts vorne und oben;

Fig. 7 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, wobei hier ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt ist;

Fig. 8 einen Schnitt längs Linie 8-8 in Fig. 7;

Fig. 9 einen Schnitt längs Linie 9-9 in Fig. 7.

In Fig. 1 ist eine bekannte Radialkolbenmaschine gezeigt, wobei mit 1 die eine Gehäusehälfte und mit 2 die andere Gehäusehälfte bezeichnet ist. Zwischen den beiden Gehäusehälf­ ten ist die Hubscheibe 3 angeordnet. Mittels der Befestigungsschrauben 4 sind die beiden Gehäusehälften mit Hubscheibe zu einer festen Einheit vereinigt. In der Gehäusehälfte 1 ist die Welle 5 mittels der Kugellager 6, 7 gelagert. Das gehäuseseitige Ende 8 der Welle 5 ist als Vielkeilwelle ausgebildet und trägt über eine entsprechende Ausnehmung 9 den Rotor 10. Der Rotor 10 ist als Zylinderblock ausgebildet und weist über seinen Umfang gleichmäßig verteilte Bohrungen 11 auf, die zur Aufnahme der Kolben 12 dienen. Die Kolben 12 sind in ihrem radialen äußeren Bereich mit einer Ausnehmung zur Aufnahme einer Lagerschale 13 und der zylindrischen Rolle 14 versehen. Die Rollen 14 stützen sich an der Kurvenbahn 17 der Hubscheibe 3 ab. Im radial unteren Bereich des Kolbens 12 weist dieser in einer umlaufenden Nut einen Kolbenring als Dichtelement auf. Die von den Bohrungen 12 gebildeten Kolbenräume stehen über axial verlaufende Bohrungen 21 mit ebenfalls axial verlaufenden Steuerbohrungen 22, 23 einer feststehenden in der Gehäusehälfte 2 unterge­ brachten Steuerhülse 24 in Wirkverbindung. Die Steuerhülse 24 begrenzt umlaufende Steuerräume 25, 26, die mit nicht näher dargestellten Anschlüssen für die Druckmittelquelle bzw. für den Tank in Verbindung stehen. Je nach Stellung der Bohrungen oder Kolbenräume 11 zu den Steuerbohrungen 22, 23 werden diese entweder mit der Druckmittelquelle oder mit dem Tank verbunden und damit ein Drehmoment auf den Rotor 10 erzeugt, der dieses über die Vierkeilverbindung auf die Antriebswelle bzw. Abtriebswelle 5 nach außen weiterleitet.

Die bekannte Radialkolbenmaschine gemäß Fig. 1 weist, was im einzelnen in den Fig. 3-5 der DE-PS 35 31 632 gezeigt ist, vier Ausnehmungen 11 a zur Aufnahme von Abschnitten der Rolle 14 auf. Diese Ausnehmungen 11 a ergeben sich bei der bekannten Radialkolbenmaschine durch umlaufende Nuten 15 am Rotor 10 und sind damit ein Teil der Nuten. Die Nuten 15 sind dabei so bemessen, daß ihre äußeren Begrenzungswände gleichzeitig die axiale Führung der Seitenflächen der Rollen bilden. Die Einstichtiefe der umlaufenden Nuten 15 kann vermindert werden, da die Rolle 14 zu einem Teil in die bestehende Kolbenbohrung 11 eintauchen kann.

Bei der vorliegenden Erfindung geht es um die Ausbildung der Ausnehmungen 11 a, die bei den beiden im folgenden zu beschreibenden Ausführungsbeispielen der Erfindung zum Zwecke der Unterscheidung mit 11 b bezeichnet sind.

Zunächst sei anhand der Fig. 2 bis 6 ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei auch hier der Rotor 10 mehrere (vgl. Fig. 2) Kolbenräume bildende Bohrungen 11 besitzt. Die Kolben sind hier nicht dargestellt, stützen sich aber wie bei Fig. 1 über gestrichelt dargestellte Rollen 14 an der nicht gezeigten Kurvenbahn 17 ab.

Anders als beim Stand der Technik gemäß Fig. 1 werden hier die Ausnehmungen 11 b nicht allein durch umlaufende Nuten 15 gebildet. Vielmehr werden die Ausnehmungen 11 b erstens zum Teil durch am äußeren Umfang des Rotors 10 umlaufende Nuten 150 und zweitens zum anderen Teil durch Freilegungen (dieser Ausdruck wird hier verwendet, weil der Ausdruck "Ausnehmungen" bereits verbraucht ist) gebildet. Die Freilegungen 50 erstrecken sich radial nach innen bezüglich der umlaufenden Nut 150, und zwar jeweils im Bereich der Bohrungen 11. Diese Freilegungen 50 sind also anders als die Nuten 150 nicht umlaufend ausgebildet, sondern eben nur im Bereich der Bohrungen 11.

Jede der umlaufenden Nuten 150 ist wesentlich weniger tief ausgebildet als beim obengenannten Stand der Technik, wodurch sich wie oben erwähnt die Festigkeit des Rotors erhöht. Beispielsweise ist die Tiefe der Nut 150 nur etwa die Hälfte der Tiefe der Nut 15 des Standes der Technik.

Beim ersten Ausführungsbeispiel wird innerhalb des Bereichs der Bohrung 11 die Freilegung gefräst, d. h. es wird eine Ausfräsung 50 vorgesehen. Diese Ausfräsung 50 liegt vorzugsweise teilweise tiefer als die zugehörige umlaufende Nut 150. Diese Ausfräsungen 50 sind natürlich beidseitig (vgl. Fig. 4) angebracht, so daß das gewünschte Eintauchen der Rolle 14 in die Kolbenbohrung 11 ermöglicht wird.

Oberhalb der Ausfräsung 50 verbleibt eine genügend große seitliche Anlagefläche 51 zur seitlichen Führung der Rolle 17.

Bei dem bevorzugten Fertigungsverfahren ist vorteilhaft, daß ein relativ großer Scheibenfräser benutzt werden kann, der sich leicht in die Kolbenbohrung 11 einführen läßt.

Im einzelnen wird die Ausnehmung 11 b durch die axial nach außen gegenüber der Nut 150 versetzte Ausfräsung 50 gebildet. Die Ausfräsung 50 weist eine Seitenwandfläche 55 sowie eine untere Fläche 56 und eine obere Fläche 57 auf. Der Fräsradius ist in Fig. 5 mit 58 bezeichnet und die beiden Fräsmittel­ punkte 59 sind gegenüber der Längsachse 60 der Bohrung 11 in Axialrichtung versetzt. Der Fräsradius 58 ist derart gewählt, daß die gewünschte Eintauchtiefe für die Rolle 14 erhalten wird.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 7 bis 9 werden die Ausnehmungen 11 b wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch eine Nut 150 und ferner durch eine Freilegung 70 gebildet, die hier in der Form einer nierenförmigen Öffnung 71 ausgebildet ist, die von außen seitlich im Zylinderblock oder Rotor 10 ausgebildet ist. Die nierenförmigen Öffnungen 71 sind im Be­ reich der Bohrungen 11 derart ausgebildet, daß die umlaufenden Nuten 150 angeschnitten werden, so daß die gewünschten Ausneh­ mungen geschaffen werden, ohne daß die Nuten 150 zu tief radial in den Rotor 11 einschneiden. Wiederum werden genügend große seitliche Anlageflächen 72 zur seitlichen Führung der Rolle 14 gebildet. Wegen des symmetrischen Aufbaus sind natürlich je Bohrung 11 jeweils zwei entgegengesetzt liegende nierenförmige Öffnungen 71 vorgesehen, ähnlich wie dies für die Ausfräsungen 50 beim ersten Ausführungsbeispiel gilt.

Claims (7)

1. Radialkolbenmaschine bestehend aus

• - einer ringförmigen gehäusefesten Hubscheibe (3)
• - einem um eine Achse gegenüber der Hubscheibe (3) drehbar gelagerten Zylinderblock (10)
• - einer Vielzahl bezüglich der Rotationsachse des Zylinderblocks radial angeordneter Bohrungen (11)
• - im Innern der Bohrungen verschiebbar gelagerten Kolben (12)
• - zylindrischen Rollen (14) zum Abstützen der Kolben auf der Hubscheibe (3) mit parallel zur Rotationsachse des Zylinderblockes verlaufenden Achsen, wobei die die Kolben (12) aufnehmenden Bohrungen (11) des Zylinderblockes im Hubbereich der Rollen (14) Ausnehmungen zur Aufnahme von Rollenabschnitten auf beiden Rollenstirnseiten aufweisen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen gebildet werden durch:

• 1) am Außenumfang des Rotors (10) umlaufende Nuten (150), die die Kolbenbohrungen (11) in ihrem radial äußeren Bereich durchschneiden, und
• 2) eine Freilegung (50, 70) radial einwärts liegend bezüglich der umlaufenden Nut (150).

2. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Freilegungen innerhalb des Bereichs jeder Bohrung liegen.

3. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Freilegungen teilweise tiefer liegen als die umlaufende Nut.

4. Radialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilegung durch Fräsen ausgebildet ist.

5. Radialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilegung durch seitlich von außen ausgebildete Öffnungen gebildet wird.

6. Radialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen etwa zur Hälfte durch die Nuten (150) und zur Hälfte durch die Freilegungen gebildet werden.