DE4037455C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Maschinen sind durch die DE-Offenlegungsschriften 32 16 007 und 35 31 632 bekannt. Diese Maschinen zeichnen sich durch eine kompakte und kostengünstige Bauweise sowie durch ihre Hochdruckfähigkeit aus. Bei derartigen Radialkolbenmaschinen übernehmen die Kolben die Verdränger- und Dichtfunktionen und die Rollen leiten die auftretenden Kräfte zur Drehmomentenerzeugung von der Hubscheibe an die Kolben weiter. Der maximale Kolbendurchmesser wird bei diesen bekannten Maschinen durch die Anzahl der Kolben, den Kolbenhub und den Radius des Rotors festgelegt und damit auch das Drehmoment der Maschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Radialkolbenmaschinen der obengenannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei gleich großem Bauraum deren Drehmoment zu erhöhen ist.

Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt.

Durch die Anordnung eines Führungszapfens kann die Länge des Kolbens verkürzt und dadurch dessen Durchmesser vergrößert werden, ohne den Abstand zu den benachbarten Kolbenbohrungen zu verringern. Die Festigkeit des Zylinderblocks wird somit nicht beeinträchtigt. Führungszapfen und Kolben bilden zusammen eine Art Stufenkolben, dessen Ringraum und Kolbenraum über eine Ausnehmung vom gleichen Arbeitsmitteldruck beaufschlagbar sind. Gegenüber dem Stand der Technik ergibt sich durch diese erfindungsgemäße konstruktive Ausbildung des Arbeitselementes bei gleicher Baugröße eine um ca. 44% größere druckbeaufschlagte Fläche des Kolbens mit Führungszapfen und damit auch ein entsprechend größeres Drehmoment. Durch den größeren Durchmesser der Kolben und den mit diesem verbundenen Führungszapfen in Richtung zur Rotationsachse wird gleichzeitig eine bessere Führung der Kolben erzielt, so daß bei der Übertragung der Drehmomente von der Hubscheibe auf den Rotor eine Verkantung der kurzen Kolben wirkungsvoll unterbunden und damit eine weitgehend verlustfreie Übertragung des Drehmoments gewährleistet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer bekannten Radialkolbenmaschine nach der DE-OS 20 04 350 weist der Arbeitskolben eine im Durchmesser größere die Abstützkugel aufnehmende Verlängerung auf, die ausschließlich der besseren Führung des Arbeitskolbens dienen soll. Der von der Verlängerung begrenzte Ringraum steht über einen Schmierspalt zwischen Führungsbohrung und kolbenförmigen Verlängerung mit dem Gehäuseraum in Verbindung. Eine Beaufschlagung des Ringraumes vom Arbeitsmitteldruck zur Erhöhung des Drehmoments ist nicht vorgesehen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Zeichnung veranschaulicht in

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radialkolbenmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine andere Verbindung der druckbeaufschlagten Kolben- und Ringräume.

In Fig. 1 ist mit 1 die eine Gehäusehälfte und mit 2 die andere Gehäusehälfte bezeichnet. Zwischen den beiden Gehäusehälften 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 gehäuseraumseitige Ende 8 der Welle 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 und 18 (Fig. 2) auf, die zur Aufnahme der Kolben 12 mit Führungszapfen 16 dienen. Die Kolben 12 sind in ihrem radialen äußeren Bereich mit einer Ausnehmung 12d zur Aufnahme einer Lagerschale 13 für die zylindrischen Rollen 14 versehen. Die zylindrischen Rollen 14 stützen sich an der Kurvenbahn 17 der Hubscheibe 3 ab. Im radialen unteren Bereich des Kolbens weist dieser in einer umlaufenden Nut 12c einen Kolbenring 20 als Dichtungselement auf. Die Bohrungen 18 sind in ihrer Länge so bemessen, daß der Führungszapfen den ausgefahrenen Kolben noch sicher führt. Die Führungszapfen sind geringfügig länger als der Kolbenhub. Die Durchmesser der Bohrungen 11 und 18 sind so bemessen, daß in Drehrichtung des Rotors gesehen, die zwischen den Bohrungen verbleibenden Bohrungswände den auftretenden Arbeitsdrücken standhalten.

Die von den Bohrungen 18 gebildeten Kolbenräume 19 stehen über radiale Ausnehmungen 27 im Rotor 10 mit den von den Bohrungen 11 und den Führungszapfen 16 gebildeten Ringräumen 15 in Verbindung. Die Kolbenräume 19 und Ringräume 15 stehen wiederum über axial verlaufende Bohrungen 21 im Rotor 10 mit ebenfalls axial verlaufenden Steuerbohrungen 22, 23 einer feststehenden in der Gehäusehälfte 2 untergebrachten Steuerhülse 24 in Wirkverbindung. Die Steuerhülse 24 begrenzt umlaufende Steuerräume 25, 26, die mit nicht näher dargestellten Anschlüssen über ein Steuerventil mit der Druckmittelquelle bzw. mit dem Tank in Verbindung stehen. Je nach Stellung der Kolbenräume 19 bzw. Ringräume 15 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 Vielkeilverbindung auf die Antriebswelle bzw. Abtriebswelle 5 nach außen weiterleitet.

In Fig. 3 ist gegenüber Fig. 1 lediglich eine andere konstruktive Ausbildung der Verbindung der Kolbenräume 19 mit den Ringräumen 15 dargestellt. Die Kolbenräume 19 werden über axial verlaufende Ausnehmungen 28 in der Mitte der Führungszapfen 16 und über radial verlaufende Ausnehmungen 29 und umlaufende Ringnuten 30 am Ende der Führungszapfen zum Kolben hin mit den Ringräumen 15 verbunden.

Erfolgt die Zuführung des Arbeitsmittels zu den Kolben- und Ringräumen über getrennte Steuerkanäle und Steuerräume, können mit Hilfe eines Steuerventils die Kolben- und Ringräume getrennt angesteuert und damit eine Drehmomentstufung erreicht werden, indem entweder nur die Ringräume oder nur die Kolbenräume oder beide gemeinsam mit Druckmittel beaufschlagt werden.

Claims (10)

1. Radialkolbenmaschine, bestehend aus

• - einer ringförmigen gehäusefesten Hubscheibe (3),
• - einem um eine Achse gegenüber der Hubscheibe (3) drehbar gelagerten als Rotationskörper ausgebildeten 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 Zylinderblocks verlaufenden Achsen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (12) in Richtung der Rotationsachse jeweils einen Führungszapfen (16) aufweisen, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Kolbens und der jeweils vom Führungszapfen begrenzte Bohrungsraum (19) vom gleichen Arbeitsmitteldruck beaufschlagbar ist, wie der von dem Kolben in Verbindung mit den Führungszapfen begrenzte Bohrungsringraum (15) im Zylinderblock.

2. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (12) in Nähe der Rollen (14) ein Dichtungselement (20) vorgesehen ist, das den von dem Bohrungsringraum (15) gebildeten Zylinderraum nach außen abdichtet.

3. Radialkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kolbens druckseitig kurz hinter dem Dichtungselement (20) begrenzt ist.

4. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung der Führungszapfen geringfügig länger ist als der Arbeitshub der Kolben.

5. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung der Führungszapfen etwa 17 bis 22% größer ist als der Arbeitshub der Kolben.

6. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Durchmesser von Führungszapfen zu Kolben zwischen 0,5 und 0,8 liegt.

7. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Führungszapfen begrenzten Bohrungsräume (19) über Ausnehmungen (28) im Zylinderblock mit den von den Kolben und Führungszapfen begrenzten Bohrungsringräumen (15) verbunden sind.

8. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Führungszapfen begrenzten Bohrungsräume (19) über Ausnehmungen (28, 29) und Ringnuten (30) im Führungszapfen mit den von den Kolben und den Führungszapfen begrenzten Bohrungsringräumen (15) verbunden sind.

9. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel den von den Führungszapfen begrenzten Bohrungsräumen (19) und den von den Kolben und den Führungszapfen begrenzten Bohrungsringräumen (15) über ein Ventil gemeinsam oder getrennt zuführbar ist.