DE4440282A1 - Hydraulische Kolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kolbenmaschine, insbesonde­ re eine Arbeitsmaschine zum Verdichten von gefördertem Fluiden auf hohe Arbeitsdrücke, mit einem Maschinengehäuse mit Zu- und Abfluß für das Fluid und mit einem An- bzw. Abtrieb.

Fluide unter hohem Druck werden in Industrie und Gewerbe häufig ge­ braucht; so wird Hochdruck-Wasser in Form von Strahlen zum Reinigen und Schneiden benutzt; andere Flüssigkeiten in der chemischen Indu­ strie unter Hochdruck gefördert, etwa zu unter hohem Druck stehenden Reaktoren. Zur Kompression dieser Fluide werden Kolbenmaschinen als Arbeitsmaschinen eingesetzt, die in aller Regel als Reihenkolben-Pum­ pen ausgebildet sind, deren Kolben über Pleuelstangen mit der Kurbel­ welle verbunden sind. Die Natur des Kurbeltriebes ohne Kreuzkopf be­ wirkt, daß die Kolben eine Nickbewegung machen und so einem erhöhtem Verschleiß unterliegen. Ausführungen, bei denen diese Nickbewegung durch eine mit einem Kreuzgelenk bzw. Kreuzkopf versehene Pleuel­ stange unterbunden ist, führen zu erhöhten Massen, die bei der Bewe­ gung der Kolben beschleunigt und verzögert werden müssen. Die dabei auftretenden freien Massenträgheitskräfte haben einen erhöhten Ver­ schleiß zur Folge. Analog gilt dies auch für als Kraftmaschinen ein­ gesetzte Kolbenmaschinen, bei denen ein unter hohem Druck stehendes Fluid über den Vorlauf zugeführt wird, das unter Arbeitsleistung ent­ spannt über die Ablaufseite die Maschine verläßt, wobei die Arbeits­ leistung am Abtrieb abgenommen werden kann.

Für derartige Kolbenmaschinen ergibt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und eine gattungsge­ mäße Kolbenmaschine als Radialkolbenmaschine so auszubilden, daß ihr Einsatz sowohl als Arbeits- als auch als Kraftmaschine möglich ist, mit verringertem Verschleiß im Bereich sowohl der Zylinder und Ra­ dialkolben als auch der Lager, daß Verluste der Radialkolbenmaschine verringert werden, und daß die so vorgeschlagene Radialkolbenmaschi­ ne einfach und wirtschaftlich herstell- und einsetzbar sowie sicher betreibbar ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungs­ formen beschreiben die Unteransprüche.

Als Kolbenmaschine ist eine Radialkolbenmaschine mit mindestens zwei radial ausgerichteten Zylindern vorgesehen, in denen jeweils ein Radialkolben bewegbar angeordnet ist. Die Zylinder bilden einen Zy­ linderkäfig, der mit einem Antrieb in Wirkverbindung steht und dreh­ bar ist. Der Winkelabstand der Zylinder voreinander ist dabei so, daß sich auftretende Reaktionskräfte zumindest weitgehend aufheben. Die Radialkolben wirken mit einer gegenüber der Achse des Zylinder­ käfigs exzentrisch im Maschinengehäuse angeordneten Steuerbahn zu­ sammen, die eine Zwangsführung bildet und die bei Drehung des Zylin­ derkäfigs den Hub der Kolben bewirkt. Durch diese Ausbildung werden zur Bewegung der Kolben keine Pleuelstangen oder Kreuzköpfe benö­ tigt, die Kolbenbewegung ist bei der Drehung des Zylinderkäfigs eine Folge des Zusammenwirkens mit der Steuerbahn, es entfallen auch die für die Aufnahme von Pleuelstangen notwendigen Auskröpfungen der Kurbelwelle und die damit verbundenen Unwuchten.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Maschinengehäuse eine feststehende Zentralachse vorgesehen, um die mindestens ein mit dem An- bzw. Abtrieb zusammenwirkender Zylinderkäfig mit zwei oder mehr Zylindern umläuft, in denen jeweils ein Radialkolben mit einem Hubbügel vorgesehen ist, der seinerseits in einer als Steuerbahn vorgesehenen Führungsbahn geführt ist, und die im einfachsten Fall von einem äußeren und einem inneren Führungsring gebildet ist, mit einer Exzentrizität zwischen der Zentralachsen-Achse und der Achse der Führungsbahn, mit denen die Hubbügeln zusammenwirken, wobei die Exzentrizität die Hubhöhe der Radialkolben vorgibt, die gleich dem doppelten Wert der Exzentrizität ist. Die Zentralachse weist achspa­ rallele, mit kreissektorförmigen Überströmnuten verbundene Zu- und Ablauf-Bohrungen für das zu fördernde bzw. antreibende Fluid auf, die in Strömungsverbindung mit den jeweiligen Mündungen der zugeord­ neten Zylinder stehen. Die Hubbewegung der Radialkolben in den Zy­ lindern des um die in dem Maschinengehäuse feststehende Zentralach­ se umlaufenden, mit dem Antrieb zusammenwirkenden Zylinderkäfig wird von den in der exzentrischen Führungsbahn zwangsgeführten Bolzen vor­ gegeben, sie wird über die Hubbügel auf die Radialkolben übertragen, wobei radial bewegte Massen wegen des Wegfalls von Pleuelstangen und ggfs. Kreuzköpfen klein gehalten werden können.

Diese Zylinder sind dabei in einem Winkelabstand angeordnet, der dem Vollkreis-Winkel geteilt durch die Anzahl der Zylinder entspricht. Durch diese Anordnung wird ein gleichmäßiges Arbeiten der Maschine erreicht. Die Zentralachse weist achsparallele Bohrungen für den Vor­ lauf und den Ablauf des antreibenden oder des zu fördernden Fluids auf, die in kreissektorförmige Überströmnuten auf der Zentralachse münden, die in Wirkverbindung mit den Mündungen der Zylinder stehen. Durch diese Überströmnuten werden die Zylinder mit der Fluidzufuhr und mit der Fluidableitung verbunden, wobei die Länge dieser Nuten und ihr Abstand den Füllwinkel, den "Geschlossen"-Winkel und den "Auslaß"-Winkel bestimmen. Wegen der in diesem Druckbereich merkba­ ren Kompressibilität von Fluiden wird die Phase "Geschlossen" sowohl für die Entspannung der Fluide bei Kraftmaschinen als auch für die Kompression der Fluide für Arbeitsmaschinen wesentlich; durch Wahl der entsprechenden Winkel lassen sich so die wesentlichen Arbeits­ parameter vorgeben. Insbesondere trifft dies zu, wenn als Fluid gas­ förmige oder quasi-gasförmige Stoffe eingesetzt sind.

In vorteilhafter Weise ist der innere Führungsring als Kupplungsring ausgebildet, in dem die Bolzen verankert sind, während der äußere Führungsring das Lager für den Kupplungsring bildet, das ein Gleit- oder auch ein Nadellager ist. Die Bolzen sind zumindest im Bereich der Führungsbahn drehbar, wobei Gleit- Nadellager oder auch die Bol­ zenenden als aufgesetzte Dreh-Buchsen vorgesehen sind. Alternativ können auch die Bolzen drehbar gelagert in die Hubbügel eingesetzt werden, wobei auch hier Gleit-, Nadel- oder andere Lager eingesetzt werden; in beiden Fällen können die Bolzen reibungsarm gedreht wer­ den. Die Mitnahme erfolgt hierbei über den mit dem Antrieb verbunde­ nen Zylinderkäfig, die Zylinder mit den Radialkolben und die Hubbü­ gel. Alternativ dazu wird der Kupplungsring mit den Zylindern außer­ halb der Führungsbahn direkt verbunden, so daß die Zylinderköpfe miteinander gekoppelt und somit abgefangen sind. Bei beiden Ausfüh­ rungsformen sind Hubbügel und Radialkolben in Folge des Antriebs über den Zylinderkäfig entkuppelt, so daß lediglich ein Kraftschluß notwendig ist, was ein gewisses seitliches Spiel ermöglicht. Die durch die Bolzen in der Führungsbahn geführten Hubbügel führen dann den von der Exzentrizität vorgegebenen Hub aus. Die Bolzen, um deren Achse der Hubbügel auch eine Pendelbewegung durchführen kann, sind dabei zweckmäßig mittig an den Hubbügeln angesetzt.

Um ein günstiges Zu- bzw. Ablaufen auf der Niedrigdruckseite zu er­ reichen, ist es vorteilhaft, wenn die Querschnitte der in der fest­ stehenden Zentralachse vorgesehenen axialen Zu- und Ablaufbohrungen für das Fluid unterschiedlich ausgebildet sind, wobei die Axialboh­ rung der Zulaufseite bei Arbeitsmaschinen einen mindestens drei-fa­ chen Querschnitt, vorzugsweise fünf-fachen Querschnitt aufweist, ge­ genüber dem der der Ablaufseite zugeordneten Axialbohrung; bei Kraft­ maschinen weist die Axialbohrung der Ablaufseite einen mindestens drei-fachen Querschnitt, vorzugsweise fünf-fachen Querschnitt auf, gegenüber dem der der Zulaufseite zugeordneten Axialbohrung. Bei dem Betrieb der Maschine als Hochdruckpumpe wird durch den so vergrößer­ ten Querschnitt der Zulaufkanäle ein verbesserter Füllungsgrad des Arbeitsraumes erreicht. Beim Betrieb der Strömungsmaschine als Kraftmaschine wird das Fluid unter Hochdruck über die Axialbohrung mit kleinem Querschnitt zugeführt, und nach Arbeitsleistung und Entspannung im Zylinderraum über die Axialbohrung mit dem größeren Querschnitt abgeführt, so daß bei dieser Betriebsweise zum einen wegen des hohen Vordruckes ein guter Füllungsgrad des Zylinders er­ reicht wird, und zum anderen wegen des großen Querschnittes auf der Abströmseite eine gute Entleerung des Zylinderraumes nach Arbeits­ leistung sichergestellt ist.

In einer vorteilhaften Ausbildung sind die Radialkolben über elasti­ sche Puffer an die Hubbügel so angelenkt, daß deren eine konvexe Ku­ gelkalotte bildende Endfläche in einer eine konkave Kugelkalotte bildende Aufnahmefläche liegen, wobei beide Flächen miteinander in Kraftschluß stehen. Dabei hat die die Kugelkalotte des Radialkolbens aufnehmende Kugelkalotte des Hubbügels einen größeren Krümmungsra­ dius, verglichen mit der Kugelkalotte der des Radialkolbens, was zu einer guten Beweglichkeit des Radialkolbens gegenüber dem Hubbügel führt, ohne daß der Kraftschluß gefährdet ist. In Weiterbildung sind die Hubbügel auf den den Bügelführungen zugewandten Seiten mit dauer­ geschmierten Gleitstreifen belegt. Diese an diesen Stellen eingesetz­ te Dauerschmierung trägt dem Umstand Rechnung, daß hier eine Schmie­ rung mit speziellen Schmiermittel (z. B. Öl-Umlaufschmierung) zu kon­ struktiven Schwierigkeiten führen würde, zu teuer ist und das Fluid mit dem Schmiermittel kontaminiert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind im Maschinengehäuse minde­ stens zwei axial versetzte Zylinderkäfig-Sterne parallel zueinander angeordnet, mit einem Zylinderkäfig mit jeweils mehreren Zylindern und mit zugeordneten FUhrungs- und Kupplungsringen. Durch diese An­ ordnung ist eine vorteilhafte Ausbildung geschaffen, mit der die Lei­ stung entweder bei Arbeitsmaschinen oder bei Kraftmaschinen den Be­ dürfnissen entsprechend angepaßt werden kann. Dabei sind in vorteil­ hafter Weiterbildung die Zylinderkäfig-Sterne gegeneinander bezüg­ lich des Zentriwinkels der Zentralachse verdreht angeordnet, wobei das Winkelmaß der Verdrehung vorzugsweise dem Winkelmaß des Abstands zweier aufeinanderfolgender Zylinder eines Zylinderkäfigs geteilt durch die Anzahl der Zylinderkäfig-Sterne entspricht. Durch diese "Verdrehung" werden (besonders bei wenigen Zylindern im Zylinderkä­ fig-Stern) Welligkeiten in Kraftabgabe oder in Volumenstrom gemin­ dert. Dabei sind die den einzelnen Zylinderkäfigen zugeordneten Über­ strömnuten mit ihren axialen Bohrungen zur Zentralachse durchgehend, wobei es sich von selbst versteht, daß bei koaxialer Zentralachse und gegeneinander verdrehten Führungsbahnen auch die axial versetz­ ten Überströmnuten in gleichem Winkelmaß verdreht angeordnet werden, so daß sie bezogen auf den Zentriwinkel der Zentralachse eine Winkel­ versetzung aufweisen, wie die den Hub bestimmenden Führungsringe, und die so gewählt ist, daß die Zu- und Ablaufwinkel für die einzel­ nen Zylinderkäfige möglichst stoßfrei aneinander anschließen.

Diese Maschine kann aufgrund ihrer Konstruktion hochtourig betrieben werden; doch ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Abtriebswelle ei­ nes hochtourigen Antriebs und dem Zylinderkäfig ein untersetzendes Vorgelege geschaltet ist. Mit diesem Vorgelege können auch sehr hoch­ tourige und damit preiswerte Antriebe eingesetzt werden. Zur Schmie­ rung laufender Flächen, insbesondere des umlaufenden Zylinderkäfigs auf der Zentralachse, des Kupplungsringes in dem Führungsring, sind zumindest diese Gleitflächen durch das Fördermedium geschmiert; dazu weist das Maschinengehäuse Schmierbohrungen auf, die mit der Saug­ seite des Fluids in Verbindung stehen und mit dem Vorlaufdruck der Füllpumpe geschmiert werden, wobei anstelle des Vordruckes einer Füllpumpe auch der Ausgangsdruck benutzt werden kann.

Das Wesen der Erfindung wird anhand der folgenden Figuren mit bei­ spielhaft dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen

Fig. 1 Maschinengehäuse mit Antrieb und mit Zylinderkäfig und Führungsbahn, Seitenansicht, geschnitten;

Fig. 2 Maschinengehäuse gemäß Fig. 1, Frontansicht, in unter­ schiedlichen Ebenen geschnitten;

Fig. 3 Einzelheit Führungsbahn mit Führungs- und Kupplungs­ ring und Bolzen (Ausschnitt),

Fig. 3a Schnitt entsprechend Schnittlinie a-a;

Fig. 4 Zentralachse mit Überströmnuten, Seitenansicht;

Fig. 5 Zentralachse mit saug- und druckseitigen Axialboh­ rungen, Stirnseitenansicht;

Fig. 6 Hubbügel mit angelenktem Radialkolben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Maschinengehäuse 10 mit seinem Außen­ deckel 11, seinem dem Antrieb 30 zugewandten Innendeckel 12 und ei­ nem zwischen diesen beiden Deckeln eingespannten Ring 13. Im Maschi­ nengehäuse 10 ist eine Zentralachse 14 angeordnet, deren Achse im Abstand von der Achse des Maschinengehäuses 10 liegt. Weiter ist im Maschinengehäuse 10 der Zylinderkäfig 20 angeordnet, dessen Innen­ rohr 21 die Zentralachse 14 mit geringem Spiel umgibt. Schließlich ist im Maschinengehäuse 10 ein inneres Teil 15.1 exzentrisch zur Achse 14 als der innere Ring eines Gleitlagers (oder eines Nadella­ gers) ausgebildet. In diesem Ring laufen die Bolzen der Hubbügel, die vorteilhaft entweder mit gleitgelagerten Buchsen versehen oder als nadelgelagerte Bolzen drehbar ausgebildet sind. Der Zylinderkä­ fig mit seinem Innenrohr 21 ist mit den Lagern 16 so gelagert, das er mit geringem Spalt um die Zentralachse 14 drehbar ist, wobei die Schmierung mittels des durch Öffnungen 29 übertretenden Fluids er­ folgt. Zur Abdichtung sind übliche Packungen neben den Lagern 16 vorgesehen.

In das Innenrohr 21 des Zylinderkäfigs 20 sind die Zylinder 22 ein­ gesetzt, in denen die Radialkolben 23 radial bewegbar angeordnet sind, die über Labyrinthdichtungen 24 gegenüber der Innenwandung des Zylinders 22 abgedichtet sind. Die nach außen ragenden Enden 23.1 der Radialkolben 23 sind an die Hubbügel 25 angelenkt, wobei zur Ver­ bindung Schrauben 27.1 mit elastischen Puffern 27.2 vorgesehen sind, und jede der miteinander zusammenwirkenden Flächen eine Kreiskalotte bildet, wobei die konvexe Endfläche 23.2 des Radialkolbens 23 einen kleineren Krümmungsradius aufweist, als die konvexe Aufnahmefläche 25.2 des Hubbügels. Jeder der Hubbügel 25 weist seitlich abstehende Bolzen 26 auf, die in der exzentrischen Führungsbahn 15 geführt sind; dazu sind ein äußerer und ein innerer Führungsring 15.1 vor­ gesehen, die die Führungsbahn 15 bilden. Die Bolzen 26 werden bei dem Umlauf wegen der Exzentrizität E gegenüber Zentralachse 14 mit Innenrohr 21 des Zylinderkäfigs 20 radial bewegt und die Bewegungen werden auf die Hubbügel 25 und die Radialkolben 23 übertragen.

Das Innenrohr 21 wird bei einer als Arbeitsmaschine wirkenden Anord­ nung über den Antrieb 30 angetrieben, wobei die Antriebswelle 33 über ein Vorgelege 31 den Mitnehmer 34 antreibt, der über Schrauben 33.1 mit dem Innenrohr 21 des Zylinderkäfigs verbunden ist, so daß Antriebsleistung auf das Innenrohr und über dieses auf den Zylinder­ käfig übertragen werden kann. Bei einer als Kraftmaschine wirkenden Anordnung wird die vom Fluid in den Zylindern abgegebene Arbeitslei­ stung über das Innenrohr 21 auf den Mitnehmer 34 übertragen und von dort über ein Vorgelege 31 auf die nun als Abtriebswelle wirkende Welle 33. Zur Schmierung sind eine Reihe von Anschlüssen 29 vorgese­ hen, die mit dem Vorlauf der Arbeits- bzw. dem Auslauf der Kraftma­ schine in Verbindung stehen. Dadurch wird zur Schmierung der Laufflä­ chen von Führungsring 15 und Bolzen 26 der Hubbügel 25 dasselbe Flu­ id verwendet, das gefördert wird, ein Vorteil, der darin liegt, daß keine durch Schmiermittel bedingte Verunreinigung des geförderten Fluids eintreten kann.

Die Fig. 2 zeigt die Frontansicht, wobei die mit fünf Zylindern (ein Zylinder durch die Schildplatte 11 der Maschine verdeckt) ver­ sehene Maschine in unterschiedlichen, axial in verschiedenen Tiefen liegenden Schnittebenen geschnitten ist. Die in Sektor I erkennbare Schildplatte 11 ist mit äußeren Schrauben 11.1 mit dem Ring 13 ver­ schraubt; zum Zentrum hin befindet sich der Anschluß 29 für die Schmierung der Gleitflächen. Zentral ist die Zentralachse 14 erkenn­ bar, mit den Anschlüssen für die Zulauf- und die Ablaufbohrung 14.1 und 14.3. Der Sektor II zeigt den Spannring 13 mit den Gewindeboh­ rungen 13.1 für die Schrauben 11.1, mit denen das Maschinengehäuse 10 verschraubt ist; es zeigt weiter die Hubbügel 25 mit Führungs­ bolzen 26, wobei das innere Teil 15 mit seinem gegenüber der Zen­ tralachse 14 exzentrischen Verlauf den Hubbügel teilweise verdeckt, der im Sektor III voll zu erkennen ist, angedeutet ist. Die Exzen­ trizität "E" der Achse der Zentralachse 14 gegenüber der Achse des Maschinengehäuses 10 ist eingezeichnet. Im Sektor III ist der Hub­ bügel 25 voll zu erkennen, der in einer Bügelführung 28 geführt ist, wobei hier die Gleitflächen dauergeschmiert sind. Im Sektor IV ist der Innenring 21 aufgeschnitten, so daß der in diesen Innenring ein­ geschraubte, ebenfalls geschnitten dargestellte Zylinder 22 erkenn­ bar ist. In dem Zylinder 22 ist der Radialkolben 23, der mit einer Vielzahl von Nuten, die die Labyrinthdichtung 24 bilden, eingesetzt. An der Brücke 25.1 des Hubbügels 25 ist das äußere Ende 23.1 des Kol­ bens 23 mit Schrauben 27 befestigt, wobei zwischengefügte elastische Puffer 27.1 als Stoßdämpfer vorgesehen sind.

Die Fig. 3 zeigen in vergrößerter und vereinfachter Darstellung eine Einzelheit der in Fig. 1 und 2 dargestellten Führungsbahn, die von einem gestellfesten Führungsring 15.2 und einem mitbewegten Kupp­ lungsring 15.1 gebildet ist im Einzelnen (die Darstellung ist durch Weglassen beispielsweise der Schmierung, der Anbindung des Führungs­ ringes an das Gehäuse und der Kupplungsringe an die Zylinder bzw. den Zylinderkäfig sowie der das Zusammenwirken mit den Radialkolben bewirkenden Hubbügeln vereinfacht). Die Führungsbahn 15 wird von dem gestellfesten Führungsring 15.2 und dem in ihm gelagerten, mitbeweg­ ten Kupplungsring 15.1 gebildet, die als Kreisringe mit einem Mittel­ punkt "MF" gegenüber dem Mittelpunkt "MZ" der Zentralachse exzen­ trisch verschoben im Maschinengehäuse angeordnet sind, wobei der mit­ bewegte Kupplungsring 15.1 mit geringem Spiel in dem Führungsring 15.2 geführt ist und ein Bund 15.3 aufweist, der die Lage des Kupp­ lungsringes 15.1 gegenüber dem Führungsring 15.2 definiert. Die vom Kupplungsring 15.1 geführten Bolzen 26 sind in festen Abständen mit­ einander verkuppelt, wobei die einzelnen Hubbügel 25 mit dem zugeord­ neten Radialkolben 23 zumindest über einen Kraftschluß zusammenwir­ ken. Der Kupplungsring 15.1 weist für die Bolzen 26 der Hubbügel 25 Aufnahmen auf, in denen die Bolzen drehbar gelagert oder - wie darge­ stellt - mit einer Dreh-Buchse 26.1 versehen sind, wodurch die Rei­ bungsarmut des Lagers sichergestellt ist, wobei es sich dabei von selbst versteht, daß die Bolzen 26 auch in den Hubbügeln 25 drehbar gelagert sein können.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Zentralachse teilgeschnitten gemäß den Schnittlinien IV-IV (Fig. 4), wobei gegenüber diesen Schnitt­ linien die Darstellung um 90° verdreht gezeichnet ist. Der Zulauf des zu fördernden Fluids erfolgt über die in der Zentralachse 14 vorgesehene Zulaufbohrung 14.1, die über (nicht näher bezeichnete) Überström-Bohrungen in eine erste Überströmnut 14.2 mündet, wobei das Fluid bei Verwendung der Maschine als Arbeitsmaschine unter ei­ nem die Füllung der Zylinder sicherstellenden Vordruck steht. Nach Kompression verläßt das Fluid die Zylinder über die zweite Über­ strömnut 14.4 und die (nicht näher bezeichnete) Überström-Bohrungen in die Ablaufbohrung 14.3, durch die das Fluid zum Druckstutzen der Arbeitsmaschine gelangt. Bei der Verwendung als Kraftmaschine wird das unter hohem Druck stehende Fluid über die Bohrung 14.3 zuge­ führt. Durch die nicht (näher bezeichnete) Bohrung gelangt dieses Fluid über die Nut 14.4 in die Arbeitsräume der Zylinder, wo es die Arbeit verrichtet. Über die Nut 14.2 und die (nicht näher bezeich­ nete) Bohrung gelangt es in die achsparallele Bohrung 14.1 der Zen­ tralachse 14, von wo aus das Fluid zum Ablaufstutzen gelangt. Um den gewünschten hohen Füllungsgrad des Zylinders zu erreichen, ist der Querschnitt der Zulaufbohrung gegenüber den der Ablaufbohrung erheb­ lich größer gehalten; dies betrifft auch die Querschnitte bzw. die Anzahl der Überströmbohrungen. Da die Zentralachse 14 gegenüber dem Innenrohr 21 des Zylinderkäfigs 20 nur durch den engen Spalt zwi­ schen beiden gedichtet ist, weist die Zentralachse 14 eine achs­ parallel verlaufende, den Bereich der Überströmnuten 14.2 und 14.4 übergreifende Längsnut 14.5 auf, die mit der Zuströmbohrung 14.1 verbunden ist, und die an ihren beiden Enden mit eingesetzten Endstücken verschlossen ist. Das Leckfluid wird dadurch auf die Zuströmseite der Zylinder und im Kreislauf geführt, wobei es im Bereich des Spaltes und - soweit von der Rückführung nicht erfaßt - auch außerhalb als Schmiermittel dient. In der Darstellung ist die Zentralwelle 14 durch das antriebsseitig vorgesehene Vorgelege 31 geführt, wobei Lager im Bereich der Durchführungen durch das Gehäuse 32 des Vorgeleges 31 vorgesehen sind. Für eine Kraftmaschine gelten diese Verhältnisse in analoger Weise.

Die Fig. 6 zeigt schließlich eine Ausführungsform des Hubbügels 25 mit angesetztem Radialkolben 23; dieser weist an seinem Schaft eine Vielzahl von Ringnuten auf, die in ihrer Gesamtheit die den Radial­ kolben 23 im Zylinder 22 abdichtende Labyrinthdichtung 24 bilden. Die Endfläche 23.1 des Radialkolbens ist gegen das Brückenteil 25.1 des Hubbügels 25 geführt und mit diesem mit Schrauben 27 befestigt, die eine Dämpfung von Stößen bewirken und so die Führung des Hub­ bügels 25 entlasten. Das mit dem Brückenteil 25.1 des Hubbügels zu­ sammenwirkende Ende weist eine konkave Endfläche 23.2 auf, die an einer konvexen Aufnahmefläche 25.2 des Brückenteils anliegt, wobei der Krümmungsradius der Endfläche 23.2 kleiner ist, als der der Auf­ nahmefläche 25.2. Seitlich an den Hubbügel sind die in die Führungs­ bahn des Führungsringes 15 eingreifenden Bolzen 26 angeordnet, die - bezogen auf die Länge des Schaftes des Radialkolbens 23 - etwa in Höhe dessen halber Länge liegen.

Claims (10)

1. Hydraulische Kolbenmaschine, insbesondere eine Arbeitsma­ schine zum Verdichten von geförderten Fluiden auf hohe Ar­ beitsdrücke, mit einem Maschinengehäuse mit Zu- und Abfluß für das Fluid und mit einem An- bzw. Abtrieb, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kolbenmaschine als Radialkolbenma­ schine mit mindestens zwei, in mindestens einem drehbaren Zylinderkäfig (20) angeordneten radialen, die Radialkolben (23) enthaltenden Zylindern (22) ausgebildet ist, wobei im Maschinengehäuse eine gegenüber der Achse des Zylinderkä­ figs (20) exzentrisch angeordnete, mit den Radialkolben zusammenwirkende Steuerbahn als deren Zwangsführung vorge­ sehen ist, die bei Drehung des Zylinderkäfig (20) den Hub der Radialkolben (23) bewirkt.

2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in dem Maschinengehäuse (10) feststehende Zentralachse (14), mindestens einen um diese Zentralachse (14) umlaufen­ den, mit dem An- bzw. Abtrieb zusammenwirkenden Zylinder­ käfig (20) mit zwei oder mehr Zylindern (22), in denen je­ weils ein Radialkolben (23) mit einem angelenkten Hubbügel (25) zur Führung vorgesehen ist, einer im Maschinengehäuse (10) angeordneten, mit den Hubbügeln (25) zusammenwirken­ den Führungsbahn (15) mit einer Exzentrizität "E" zwischen den Achsen von Zentralachse (14) und Führungsring (15.2), und wobei die Zentralachse (14) achsparallele, mit kreis­ sektorförmigen Überströmnuten (14.2, 14.4) verbundene Zu- und Ablauf-Bohrungen (14.1, 14.3) für das zu fördernde bzw. antreibende Fluid aufweist, die mit jeweils einer der Mündungen der Zylinder (22) in Strömungsverbindung stehen.

3. Kolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise konzentrisch im Maschinengehäuse (10) angeordneten Führungsbahn (15) einen äußeren Führungsring (15.1) und einen inneren Kupplungsring (15.1, 15.2) auf­ weist, wobei der Führungsring (15.2) gehäusefest und der Kupplungsring (15.1) im Führungsring (15.2) reibungsarm mitdrehbar angeordnet sind, und daß die Hubbügel (25) seit­ lich abstehende, in der Führungsbahn (15) geführte Bolzen (26) aufweist, die vorzugsweise mit Gleit- oder Nadellager oder mit einer Dreh-Buchse (26.1) versehen in der Führungs­ bahn (15) drehbar sind.

4. Kolbenmaschine nach nach Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Querschnitte der in der feststehen­ den Achse (14) vorgesehenen axialen Zu- und Ablaufbohrun­ gen (14.1, 14.3) für das Fluid unterschiedlich ausgebildet sind, wobei bei Arbeitsmaschinen die Axialbohrung der Zu­ laufseite (14.1) einen mindestens drei-fachen Querschnitt, vorzugsweise fünf-fachen Querschnitt aufweist, gegenüber dem der der Ablaufseite zugeordneten Axialbohrung (14.3), bzw. bei Kraftmaschinen die Axialbohrung der Ablaufseite einen mindestens drei-fachen, vorzugsweise einen fünf-fa­ chen Querschnitt gegenüber dem der der Zulaufseite zugeord­ neten Axialbohrung aufweist.

5. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkolben (23) über elastische Puffer (27.1) an die Hubbügel (22) so angelenkt sind, daß deren eine konvexe Kugelkalotte bildende Endfläche (23.2) in einer eine konkave Kugelkalotte bildende Aufnahmefläche (25.2) liegen, wobei beide Flächen miteinander in Kraft­ schluß stehen.

6. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen jedes der Hubbügel (25) auf den den Bügelführungen (28) zugewandten Seiten dauergeschmierte Gleitstreifen aufweisen.

7. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß in dem Maschinengehäuse (10) min­ destens zwei, parallel zueinander angeordnete, axial ver­ setzte Zylinderkäfig-Sterne, jeder mit einem Zylinderkäfig (20) mit jeweils mehreren Zylindern (22) und mit zugeord­ neten Führungsbahnen (15), vorgesehen sind.

8. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zylinderkäfig-Sterne gegeneinander im Zentri­ winkel der zentralen Achse (14) verdreht angeordnet sind, wobei das Winkelmaß der Versetzung vorzugsweise dem Winkel­ maß des Abstands zweier aufeinanderfolgender Zylinder (22) eines Zylinderkäfigs (21) geteilt durch die Anzahl der Zy­ linderkäfig-Sterne entspricht.

9. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen Antriebswelle eines hochtourigen Antriebs und Zylinderkäfig ein untersetzendes Vorgelege geschaltet ist.

10. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest die Gleitflächen bei­ spielsweise der Achse (14) und/oder des/der Führungslei­ sten (15.1, 15.2) durch das Fördermedium geschmiert sind, wozu das Maschinengehäuse (10) entsprechende Schmierbohrun­ gen (29) aufweist, die mit der Vorlaufseite der Maschine in Verbindung stehen.