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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Radialkolbenmotor
wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert. Ein derartiger Motor
ist jeweils aus den Dokumenten U5-A-4522110 bzw. DE-C-829553 bzw.
DE-A-2634065 bzw. FR-A-2587761 bekannt.
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Bei
einem Motor dieses Typs, der mit dem gesamten Hubraum arbeitet,
liegt jede Verbindungsöffnung
nacheinander einer an den Fluidzulauf angeschlossenen Verteileröffnung und
einer an den Fluidauslass angeschlossenen Verteileröffnung gegenüber. Die
Verbindung mit der an den Zulauf angeschlossenen Verteileröffnung bewirkt,
dass der Kolben, der in dem mit der betreffenden Verbindungsöffnung verbundenen
Zylinder enthalten ist, radial nach außen geschoben wird, während die
Verbindung derselben Verbindungsöffnung
mit einer an den Fluidauslass angeschlossenen Verteileröffnung den
Einzug dieses Kolbens in seinen Zylinder, in Richtung der Motorachse,
gestattet. Auf diese Weise wirkt jeder Kolben nacheinander mit den
verschiedenen Teilen der Bögen
der Nockenscheibe zusammen, um die relative Drehung des Zylinderblocks
und der Nockenscheibe zu ermöglichen.
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Die
Abstände
zwischen den Verteileröffnungen
und die Abstände
zwischen den Verbindungsöffnungen
sind derart, dass eine Verbindungsöffnung nicht gleichzeitig mit
zwei Verteileröffnungen
verbunden ist, die an den Fluidzulauf bzw. an den Fluidauslass angeschlossen
sind.
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Während der
relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers werden die
Arbeitskammern der Zylinder, das heißt die unterhalb der Kolben begrenzten
Teile dieser Zylinder, abwechselnd unter hohen Druck und unter niedrigen
Druck gesetzt. In diesen Arbeitskammern finden also Druckänderungen
statt, die im Allgemeinen in sehr rascher Folge ausgeführt werden.
Durch diese Druckänderungen werden
die Kolben proportionalen Kräften
ausgesetzt, und diese Kräfte
werden von den Kolben auf die Nockenscheibe übertragen.
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Die
Bestandteile des Motors, insbesondere sein Gehäuse, werden dadurch den Belastungsschwankungen
ausgesetzt, die lärmerzeugende
Vibrationen auslösen,
wobei die Intensität
der erzeugten Geräusche
hauptsächlich
von der Geschwindigkeit der Druckanstiege und Druckabfälle in den
Arbeitskammern abhängt.
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Um
einen ordnungsgemäßen Betrieb
des Motors zu gewährleisten,
ist der Druckunterschied zwischen dem Fluidzulauf und dem Fluidauslass
beträchtlich.
Wenn ein am Motordrehmoment beteiligter Kolben das Ende seines Hubs
in seiner von der Motorachse am weitesten entfernten Position (oberer Totpunkt)
erreicht, wird aufgrund des Anschlusses der Verbindungsöffnung seines
Zylinders an eine mit dem Fluidzulauf verbundene Verteileröffnung diese Verbindungsöffnung von
dieser Verteileröffnung
abgesperrt und anschließend
mit einer anderen Verteileröffnung
verbunden, die nun ihrerseits an den Fluidauslass angeschlossen
ist. In dem Zylinder des betreffenden Kolbens kommt es daraufhin
zu einem Entspannungsvorgang, wobei das in diesem Zylinder vorhandene,
unter einem hohen Druck stehende Fluid plötzlich mit einem deutlich niedrigeren
Druck, nämlich
dem Druck des Fluidauslasses, in Verbindung gesetzt wird. Wenn der
Kolben andererseits den unteren Totpunkt seines Hubs (seine der
Motorachse am nächsten
gelegene Position) erreicht, wird sein Zylinder vom Fluidauslass
abgesperrt und anschließend
mit dem Fluidzulauf verbunden, um einen erneuten zentripetalen Hub
des Kolbens zu ermöglichen.
In diesem Moment erhöht
sich der niedrige Druck des in dem Zylinder enthaltenen Fluids auf einen
deutlich höheren
Druck, nämlich
den Druck des Fluidzulaufs. Es kommt ebenfalls zu einem Entspannungsvorgang
vom Fluidzulauf zum Zylinder. Im vorherigen Fall erfolgt die Entspannung
vom Zylinder zum Fluidauslass.
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In
beiden Fällen
führt die
auftretende Entspannung zu Stoß-
oder Ruckeffekten und Geräuschen
wie etwa Klappern.
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Mit
der zunehmenden Verbesserung der Qualität der Motoren und der Verringerung
der Undichtigkeiten dieser Motoren sind diese Phänomene umso deutlicher wahrnehmbar.
Die Leckverluste der früheren
Motoren ermöglichten
es nämlich,
allzu unvermittelte Druckschwankungen zwischen den verschiedenen
Kammern zu verhindern.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Entspannungsphänomene und
die daraus resultierenden Stoßwirkungen
zu begrenzen und einen im Wesentlichen ruckfreien Betrieb des Motors
anzustreben.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Randanordnungen einer Verteileröffnung unterschiedlich sind,
wobei die Randanordnung einer Verteileröffnung, die in Winkelübereinstimmung
mit dem der betreffenden Verteileröffnung entsprechenden konvexen
Bereich der Rampe der Nockenscheibe angeordnet ist, den Durchlass
eines Fluidvolumens zum Druckausgleich zwischen einer Verbindungsöffnung und
der Verteileröffnung
zu gestatten vermag, das geringer ist als das Druckausgleichsfluidvolumen,
dessen Durchlass die Randanordnung derselben Verteileröffnung,
die in Winkelübereinstimmung mit
dem konkaven Bereich der Rampe angeordnet ist, zu gestatten vermag.
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Diese
Ausgleichsfluidvolumen sind die Fluidvolumen, die die Einschnitte
dieser Randanordnungen zu durchqueren vermögen, solange die Verbindung
zwischen der Verteileröffnung
und einer Verbindungsöffnung
nur durch den oder die Einschnitte der betreffenden Randanordnung
erfolgt.
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Um
die oben genannten Stoß-
und Geräuschphänomene zu
beseitigen oder wenigstens beträchtlich
abzuschwächen,
schlägt
die Erfindung vor, den Eingriffsbereich und den Trennbereich des Rands
wenigstens einiger Verteileröffnungen
jeweils mit einer Randanordnung zu versehen, die wenigstens einen
Einschnitt aufweist.
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Wenn
ein Kolben mit einem konvexen Bereich einer Rampe der Nockenscheibe
in Kontakt ist, befindet er sich in der unteren Position, das heißt in der
Nähe seines
unteren Totpunkts. In dieser Situation ist das Volumen der Arbeitskammer
des Zylinders, in dem sich dieser Kolben bewegt, minimal.
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Ist
der Kolben dagegen mit dem konkaven Bereich der Rampe der Nockenscheibe
in Kontakt, so befindet er sich in der Nähe seines oberen Totpunkts,
und das Volumen der Arbeitskammer des Zylinders, in dem sich dieser
Kolben bewegt, ist maximal.
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Wenn
sich im Fall der Erfindung ein Kolben in der Nähe seines unteren Totpunkts
befindet, so verlässt
die Verbindungsöffnung
des Zylinders dieses Kolbens den Trennbereich einer Verteileröffnung oder
nähert
sich dem Eingriffsbereich der folgenden Verteileröffnung mittels
einer Randanordnung an, die wenigstens einen Einschnitt aufweist,
der den Durchlass eines kleinen Fluidvolumens zum Druckausgleich
zwischen den Öffnungen
zu gestatten vermag. Wenn sich derselbe Kolben in der Nähe seines
oberen Totpunkts befindet, so verlässt die Verbindungsöffnung des
Zylinders dieses Kolbens den Trennbereich einer Verteileröffnung oder
nähert
sich dem Eingriffsbereich der benachbarten Verteileröffnung mittels
einer Randanordnung an, die wenigstens einen Einschnitt aufweist,
der den Durchlass eines größeren Fluidvolumens
zum Druckausgleich zwischen den Öffnungen
zu gestatten vermag.
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Zum
einen ermöglicht
es die Erfindung, dass die Verbindung zwischen jeder Verbindungsöffnung und
jeder Verteileröffnung
progressiv erfolgt, entweder über
den oder die Einschnitte der Randanordnung, die den Durchlass eines
kleinen Volumens zulässt
und an einem der Ränder
der Verteileröffnung angeordnet
ist, die sogenannte Anordnung "mit
kleinem eingeschnittenem Abschnitt", oder über den oder die Einschnitte
der Randanordnung, die den Durchlass eines großen Volumens zulässt und
am anderen Rand angeordnet ist, die sogenannte Anordnung "mit großem eingeschnittenem
Abschnitt". Dadurch
werden die oben genannten Entspannungsphänomene begrenzt.
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Ferner
erfolgt die Verbindung zwischen einer Verbindungsöffnung und
der Randanordnung mit kleinem eingeschnittenem Abschnitt einer Verteileröffnung,
wenn das Volumen der Arbeitskammer des an der betreffenden Verbindungsöffnung angeschlossenen
Zylinders minimal ist, während
die Verbindung zwischen derselben Verbindungsöffnung und der Randanordnung
mit großem
eingeschnittenem Abschnitt einer Verteileröffnung erfolgt, wenn das Volumen
der Arbeitskammer des derselben Verbindungsöffnung zugeordneten Zylinders
maximal ist.
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Indem
die Abmessungen und die Anzahl der Einschnitte der Randanordnungen
mit kleinem und großem
eingeschnittenem Abschnitt entsprechend festgelegt werden, kann
somit ein progressiver Druckausgleich zwischen der Verbindungsöffnung und
den Verteileröffnungen
erzielt werden, der, bezogen auf das Volumen der Arbeitskammer,
in beiden genannten Fällen
im Wesentlichen derselbe ist.
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Die
Auswahl von kleinen eingeschnittenen Abschnitten und von großen eingeschnittenen
Abschnitten für
die beiden jeweiligen Ränder
jeder Verteileröffnung
ermöglicht
es somit, eine noch homogenere Verbindung zwischen den Verbindungsöffnungen
und den Verteileröffnungen
zu erzielen. Dies begünstigt
zusätzlich
den weichen Betrieb des Motors, da die Entspannungsphänomene gleichermaßen (im gleichen
Verhältnis)
verhindert werden, wenn sich die Kolben in der Nähe ihrer oberen Endstellung
oder in der Nähe
ihrer unteren Endstellung befinden. Zusätzlich werden Vibrationen und
sonstige unangenehme Stoßwirkungen
begrenzt.
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Gemäß einer
Variante weist die Randanordnung des Eingriffsbereichs wenigstens
einer Verteileröffnung
wenigstens einen Einschnitt auf, der bezogen auf einen Einschnitt
der Randanordnung des Trennbereichs der Verteileröffnung mit
einem anderen radialen Abstand zur Drehachse angeordnet ist.
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Die
Tatsache, dass diese beiden Einschnitte mit unterschiedlichen radialen
Abständen
zur Drehachse angeordnet sind, kann die Ausführung von Einschnitten mit
unterschiedlichen Längen
gestatten. Diese unterschiedlichen Längen werden verwendet, um die
Schwankung des Druckverlusts in dem Einschnitt während der relativen Drehung
des Fluidverteilers und des Zylinderblocks in optimierter Weise festzulegen.
Wenn der von der Drehachse am weitesten entfernte und der Randanordnung
mit großem eingeschnittenem
Abschnitt zugeordnete Einschnitt zum Beispiel mit der Verbindungsöffnung in
einem Winkelsektor verbunden ist, der größer als der Winkelsektor ist,
in dem die Randanordnung mit kleinem eingeschnittenem Abschnitt
mit dieser Öffnung
verbunden ist, so kann durch diese Anordnung während der relativen Drehung
des Fluidverteilers und des Zylinderblocks erreicht werden, dass
eine Verbindungsöffnung
während
eines längeren
Zeitraums mit der Randanordnung mit großem eingeschnittenem Abschnitt
verbunden ist als mit dem anderen Abschnitt. Dieser Verbindungszeitunterschied
ist einer der Faktoren, die es ermöglichen, die Dekompression
oder Kompression des Fluidvolumens, das in der mit der betreffenden
Verbindungsöffnung
verbundenen Arbeitskammer des Zylinderblocks enthalten ist, zu homogenisieren.
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Somit
ist der Zeitraum, während
dem der von der Drehachse am weitesten entfernte und der Randanordnung
mit großem
eingeschnittenem Abschnitt zugeordnete Einschnitt mit einer Verbindungsöffnung verbunden
ist, im Allgemeinen größer, da
bei einem gegebenen relativen Drehwinkel zwischen dem Zylinderblock
und dem Verteiler die Entfernung, die von einem von der Drehachse
entfernten Punkt zurückgelegt
werden muss, größer ist
als diejenige, die von einem Punkt zurückgelegt wird, der von dieser
Achse weniger weit entfernt ist.
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Eine
weitere Ausnutzung der Länge
des Einschnitts besteht bei einem langen Einschnitt darin, die Verbindung
zwischen diesem Einschnitt und einer Verbindungsöffnung nur auf einen kleinen
Teil der Länge
des Einschnitts (das heißt
auf einen kleinen Winkelsektor der relativen Drehung zwischen dem Zylinderblock
und dem Verteiler) zu beschränken, bevor
die bündige
Verbindung mit dem Rand der Verteileröffnung selbst erfolgt. In diesem
Fall bildet dieser lange Einschnitt eine Verengung mit großer Länge, die
in dem betreffenden kleinen Teil nur den Durchlass eines kleinen
Druckausgleichsfluidvolumens gestattet. Dieser lange Einschnitt
entspricht also dem oben definierten kleinen eingeschnittenen Abschnitt.
Der Einschnitt des anderen Rands der Verteileröffnung, der in einem kleineren
radialen Abstand zur Drehachse angeordnet ist, ist kürzer, wird
jedoch auf seiner gesamten Länge
in einem Winkelsektor genutzt, der mit dem Winkelsektor der eingeschränkten Verbindung
des lan gen Einschnitts mit der Verbindungsöffnung im Wesentlichen identisch
ist, bevor die bündige
Verbindung mit dem Rand der Verteileröffnung selbst erfolgt. Dieser
kurze Einschnitt gestattet also den Durchlass eines größeren Druckausgleichsvolumens
und entspricht dem oben definierten großen eingeschnittenen Abschnitt.
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Vorteilhafterweise
ist in diesen Fällen
bei den Randanordnungen wenigstens einer Verteileröffnung der
Abstand eines kurzen Einschnitts zur Drehachse kleiner als der Abstand
eines langen Einschnitts zur Drehachse.
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Vorteilhafterweise
weist bei wenigstens einer Verteileröffnung die Randanordnung, die
in Winkelübereinstimmung
mit dem konkaven Bereich der Nockenscheibenrampe angeordnet ist,
die der betreffenden Verteileröffnung
entspricht, wenigstens einen Einschnitt auf, der sich in einem zwischen
zwei von der Drehachse ausgehenden Radien gemessenen Winkelsektor
erstreckt, der größer ist
als der in gleicher Weise gemessene Winkelsektor, in dem der Einschnitt
verläuft,
der in Winkelübereinstimmung
mit dem konvexen Bereich der Rampe angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise
hat die Randanordnung, die in Winkelübereinstimmung mit dem konkaven
Bereich der Nockenscheibenrampe angeordnet ist, die der betrachteten
Verteileröffnung
entspricht, bei wenigstens einer Verteileröffnung einen eingeschnittenen
Abschnitt, der größer ist
als der der Randanordnung, die in Winkelübereinstimmung mit dem konvexen
Bereich der Rampe angeordnet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weisen die Randanordnungen wenigstens einer Verteileröffnung jeweils
die gleiche Anzahl Einschnitte (vorteilhafterweise einen einzigen
Einschnitt) auf, wobei sich der bzw. die Einschnitte einer dieser
Randanordnungen von dem bzw. denen der anderen Randanordnung unterscheidet
bzw. unterscheiden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
weisen die Randanordnungen wenigstens einer Verteileröffnung jeweils ähnliche
Einschnitte auf, wobei sich die Anzahl der Einschnitte einer dieser
Randanordnungen von der Anzahl der Einschnitte der anderen Randanordnung
unterscheidet.
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Unter "ähnlichen Einschnitten" sind Einschnitte
zu verstehen, die im Wesentlichen denselben Querschnitt aufweisen
und mit demselben Werkzeug hergestellt werden können. Zwei ähnliche Einschnitte, die auf
dem Eingriffsbereich bzw. auf dem Trennbereich einer Verteileröffnung vorhanden
sind, sind zum Beispiel so, dass die Abbildung eines dieser Einschnitte,
die durch Spiegelung bezüglich
einer Symmetrieebene der Verteileröffnung erzielt wird, eine identische
oder annähernd
identische Form wie die des anderen Einschnitts aufweist.
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Somit
kann dasselbe Werkzeug zum Bearbeiten sämtlicher Einschnitte verwendet
werden und die Anzahl der Einschnitte an jedem Rand so gewählt werden,
dass der Durchlass des gewünschten Druckausgleichsvolumens
ermöglicht
wird.
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Eine
vorteilhafte Variante ist dadurch definiert, dass zwei benachbarte
Rampen der Nockenscheibe entweder durch einen Nockenscheibenscheitelbereich,
der zwischen ihren jeweiligen konvexen Bereichen verläuft, oder
durch einen Nockenscheibensohlenbereich, der zwischen ihren jeweiligen
konkaven Bereichen verläuft,
miteinander verbunden sind, und dass der Nockenscheibenscheitel- und
der Nockenscheibensohlenbereich im Wesentlichen auf die Drehachse
zentrierte Kreisbögen
sind, so dass beim Zusammenwirken der Kolben mit diesen Bereichen
deren radiale Hübe
im Wesentlichen Null sind, und dadurch, dass die Verteileröffnungen und
die Verbindungsöffnungen
solche Abmessungen aufweisen, dass jede Verteileröffnung während der relativen
Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers zeitweilig von jeder
Verbindungsöffnung
abgesperrt bleibt.
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Die
Nockenscheibenscheitelbereiche und die Nockenscheibensohlenbereiche
werden als "Nockenscheibenflächen" bezeichnet. Vorteilhafterweise lässt man
den im Wesentlichen Null entsprechenden Hub eines mit einer Nockenscheibenfläche zusammenwirkenden
Kolbens mit einer Absperrung der Verbindungsöffnung des Zylinders dieses
Kolbens bezüglich
jeder Verteileröffnung
zusammentreffen. Auf diese Weise wird jede nennenswerte Kompression
oder Dekompression des Fluids in der Arbeitskammer des Zylinderblocks
verhindert, deren Kolben mit einem Nockenscheibenscheitelbereich
oder einem Nockenscheibensohlenbereich in Kontakt ist.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und ihrer Vorteile dient die nachfolgende detaillierte Beschreibung
einer Ausführungsart,
die beispielhaft ohne einschränkenden
Charakter angeführt
ist. Die Beschreibung nimmt Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 eine
axiale Schnittansicht eines hydraulischen Motors ist, dessen Verteileröffnungen
der Erfindung entsprechen können;
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie II-II aus 1 ist;
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3 ein
Teilschnitt längs
des Kreisbogens ist, der in 2 mit III-III
bezeichnet ist;
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4 die
relativen Positionen zwischen einer Verbindungsöffnung und einer Verteileröffnung während der
relativen Drehung zwischen dem Zylinderblock und dem Verteiler darstellt
und außerdem zeigt,
wie die Verteileröffnung
bezüglich
einer Rampe eines Nockenscheibenbogens angeordnet ist;
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5 eine
Verbindungsöffnung
gemäß einer Variante
zeigt, die während
der relativen Drehung zwischen dem Zylinderblock und dem Verteiler
zwischen zwei Verteileröffnungen
angeordnet ist; und
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6 bis 10 Varianten
sind, die jeweils eine Verteileröffnung
zeigen, die während
der relativen Drehung zwischen dem Zylinderblock und dem Verteiler
zwischen zwei Verbindungsöffnungen
angeordnet ist.
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1 zeigt
einen hydraulischen Motor mit einem feststehenden Gehäuse aus
drei Teilen 2A, 2B und 2C, die mit Schrauben 3 verbunden
sind.
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Natürlich ist
die Erfindung nicht auf hydraulische Motoren mit feststehendem Gehäuse beschränkt, sondern
bezieht sich auch auf hydraulische Motoren mit drehendem Gehäuse, die
dem Fachmann hinreichend bekannt sind.
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Der
Teil 2C des Gehäuses
ist axial durch eine radiale Platte 2D verschlossen, die
ebenfalls mit Schrauben befestigt ist. Eine wellenförmige Reaktionsnockenscheibe 4 ist
am Teil 2B des Gehäuses ausgebildet.
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Der
Motor umfasst einen Zylinderblock 6, der zur relativen
Drehung um eine Drehachse 10 bezüglich der Nockenscheibe 4 angebracht
ist und eine Vielzahl von Radialzylindern umfasst, die mit einem unter
Druck stehenden Fluid versorgt werden können und in deren Innenraum
die Radialkolben 14 gleitend montiert sind.
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Der
Zylinderblock 6 versetzt eine Welle 5 in Drehung,
die durch Rillen 7 mit ihm zusammenwirkt. Diese Welle trägt einen
Ausgangsflansch 9.
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Der
Motor weist ferner einen internen Fluidverteiler 16 auf,
der hinsichtlich der Drehung um die Achse 10 mit dem Gehäuse fest
verbunden ist. Zwischen dem Verteiler 16 und der axialen
Innenseite des Teils 2C des Gehäuses sind Verteilernuten ausgebildet,
eine erste Nut 18 bzw. eine zweite Nut 19 bzw.
eine dritte Nut 20. Die Verteilerleitungen des Verteilers 16 sind
aufgeteilt in eine erste Gruppe von Leitungen, die, wie die Leitung 21,
alle mit der Nut 18 verbunden sind, eine zweite (nicht
dargestellte) Gruppe von Leitungen, die mit der Nut 19 verbunden sind,
und eine dritte Gruppe von Leitungen, die, wie die Leitung 22,
mit der Nut 20 verbunden sind. Die erste Nut 18 ist
mit einer ersten Hauptleitung 24 verbunden, an die somit
alle Verteileröffnungen
der Verteilerleitungen der ersten Gruppe angeschlossen sind, wie
etwa die Öffnung 21A.
Die dritte Nut 20 ist mit einer zweiten Hauptleitung 26 verbunden,
an die somit alle Verteileröffnungen
der Leitungen der dritten Gruppe angeschlossen sind, etwa die Öffnung 22A der
Leitung 22.
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Entsprechend
der Drehrichtung des Motors sind die Hauptleitungen 24 bzw. 26 eine
Fluidauslass- bzw. eine Fluidzulaufleitung oder umgekehrt.
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Die
Verteilerleitungen münden
in eine Verteilerseite 28 des Verteilers 16, die
an einer Verbindungsseite 30 des Zylinderblocks anliegt.
Jeder Zylinder 12 besitzt eine Zylinderleitung 32,
die solchermaßen
in diese Verbindungsseite mündet,
dass während
der relativen Drehung des Zylinderblocks und der Nockenscheibe die
Zylinderleitungen abwechselnd mit den Verteilerleitungen der verschiedenen Gruppen
verbunden sind.
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Der
Motor der 1 weist ferner eine Vorrichtung
zur Auswahl des Hubraums auf, die im vorliegenden Fall eine Bohrung 40 umfasst,
die sich axial in dem Teil 2C des Gehäuses erstreckt und in der ein
axial beweglicher Wählschieber 42 angeordnet ist.
Die Bohrung 40 weist drei Verbindungswege 44, 46 bzw. 48 auf,
die durch Verbindungsleitungen 44', 46' bzw. 48' mit den Nuten 18, 19 bzw. 20 verbunden sind.
Der Schieber 42 ist im Inneren der Bohrung 40 zwischen
zwei Endstellungen beweglich, in denen er die Wege 44 und 46 bzw.
die Wege 46 und 48 durch seine Nut 43 verbindet.
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Wie
in 2 dargestellt, umfassen die nacheinander in Richtung
der relativen Drehung zwischen dem Zylinderblock und dem Verteiler
betrachteten Verteileröffnungen
zum Beispiel ein Paar Öffnungen 21A, 23A,
die jeweils mit den Nuten 18 und 19 verbunden
sind, und ein Paar Öffnungen 21A, 22A,
die jeweils mit den Nuten 18 und 20 verbunden
sind. In der in 1 dargestellten Position des
Wählschiebers 42 sind
die Nuten 19 und 20 beide mit dem Fluidzulauf
verbunden. Während
der relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers wird
verständlicherweise
eine Verbin dungsöffnung 32A nacheinander
unter hohen und unter niedrigen Druck gesetzt, während sie mit den Öffnungen
der beiden oben genannten Paare verbunden ist. Wird der Wählschieber 42 dagegen
in Richtung des Pfeils F verschoben, um die Nuten 18 und 19 miteinander
zu verbinden, so werden die beiden Verteileröffnungen 21A, 23A des ersten
genannten Paars beide unter denselben Druck gesetzt. Dieses Paar
wird demnach inaktiviert, da sich, wenn eine Verbindungsöffnung von
der einen auf die andere der beiden Verteileröffnungen dieses Paars übergeht,
der Druck in der an diese Verbindungsöffnung angeschlossenen Zylinderleitung
nicht verändert.
Das folgende Paar ist dagegen aktiv, da eine Verbindungsöffnung,
die jeweils mit den Öffnungen 21A, 22A dieses
Paars verbunden ist, nacheinander unter hohen und niedrigen Druck
gesetzt wird.
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Die
in 1 dargestellte Situation entspricht somit einem
großen
Hubraum, während
die Situation, in welcher der Wählschieber 42 in
Richtung des Pfeils F verschoben wird, um die beiden Nuten 18 und 19 zu
verbinden, einem kleinem Hubraum entspricht. In einer solchen Situation
sind die Öffnungspaare 21A und 23A inaktiv,
während
die Öffnungspaare 21A und 22A aktiv
sind.
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Wenn
sich der Zylinderblock bezüglich
des Verteilers in der in 2 angegebenen Drehrichtung R1
verlagert, so bilden die Bereiche B1 der Ränder der Verteileröffnungen
Eingriffsbereiche, durch die die Verbindung einer Verbindungsöffnung mit
einer Verteileröffnung
beginnt, während
die Bereiche B2 der Ränder
der Verteileröffnungen
Trennbereiche bilden, durch die diese Verbindung unterbrochen wird. Wenn
die relative Drehung in der Gegenrichtung R2 erfolgt, so bilden
natürlich
die Bereiche B2 die Eingriffsbereiche und die Bereiche B1 bilden
die Trennbereiche.
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Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Eingriffsbereiche
B1 und die Trennbereiche B2 jeder Verteileröffnung (bei Betrachtung in
der Drehrichtung R1) jeweils eine Randanordnung mit einem Einschnitt
auf. Man kann erkennen, dass diese Einschnitte unterschiedliche Abmessungen
aufweisen, wobei die Einschnitte 54A der Randanordnungen 53A der
Ränder
B1 der Verteileröffnungen 23A und 22A sowie
die Einschnitte 54A der Randanordnungen 53A der
Ränder
B2 der Öffnungen 21A kleine
Einschnitte sind und diese Ränder
somit kleine eingeschnittene Abschnitte haben, während die Einschnitte 54B der
Randanordnungen 53B der Ränder B2 der Verteileröffnungen 23A und 22A sowie
die Einschnitte 54B der Randanordnungen 53B der
Ränder
B1 der Öffnungen 21A große Einschnitte
sind und diese Ränder
somit große eingeschnittene
Abschnitte haben.
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Soweit
die Nockenscheibe und der Verteiler drehfest verbunden sind, verändert sich
die Position jeder Verteileröffnung
bezüglich
der Bögen
der Nockenscheibe nicht.
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Jeder
Bogen der Nockenscheibe umfasst zwei Rampen, die jeweils einen konvexen
Bereich und einen konkaven Bereich aufweisen. In 4 ist eine
dieser Rampen 50 dargestellt, deren konvexer Bereich, der
einen geringeren Abstand zur Drehachse 10 aufweist, mit
dem Bezugszeichen 51 gekennzeichnet ist, und deren konkaver
Bereich, der weiter von dieser Achse entfernt ist, mit dem Bezugszeichen 52 gekennzeichnet
ist. Ein Nockenscheibenbogen ist von dieser Rampe 50 und
von einer weiteren Rampe gebildet, die zu der Rampe 50 bezüglich des durch
die Drehachse des Motors verlaufenden Radius R symmetrisch ist.
Der benachbarte Nockenscheibenbogen weist eine Rampe 50' auf, die zu
der Rampe 50 bezüglich
des Radius RS symmetrisch ist.
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Eine
Verteileröffnung
ist jeder Rampe der Nockenscheibe zugeordnet. Es besteht also eine Winkelübereinstimmung
zwischen jeder Verteileröffnung
und einer Rampe der Nockenscheibe. Obgleich die Verteileröffnungen
nicht in derselben Radialebene wie die Nockenscheibe angeordnet
sind, so ist in 4 die Winkelübereinstimmung zwischen einer Verteileröffnung 23A und
der Rampe 50 der Nockenscheibe dargestellt. Ferner wurden
zwecks einer deutlicheren Darstellung die Größenverhältnisse nicht eingehalten,
sondern die Verbindungs- und Verteileröffnungen in einem geringeren
Abstand zur Nockenscheibe dargestellt, als es in Wirklichkeit der
Fall ist. Allgemein ist die Öffnung 23A derart
angeordnet, dass der einbeschriebene Kreis, der durch das äußere Ende
der Einschnitte verläuft,
im Wesentlichen symmetrisch bezüglich
eines Radius RC der Nockenscheibe ist, der diese im Wesentlichen
in einem Wendebereich zwischen ihren konvexen 51 und konkaven 52 Bereichen
schneidet.
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In 4 ist
zu erkennen, dass der Einschnitt 54A des Bereichs B1 des
Randes der Öffnung 23A ein
kleiner Einschnitt ist, während
der Einschnitt 54B des Bereichs B2 des Randes der Öffnung 23A ein großer Einschnitt
ist. Der kleine Einschnitt 54A ist in Winkelübereinstimmung
mit dem konvexen Stück 51 der
Nockenscheibe, das heißt,
dass ein Radius der Nockenscheibe, der sich radial von der Drehachse 10 des
Motors aus erstreckt und durch den Einschnitt 54A verläuft, die
Rampe 50 in ihrem konvexen Bereich 51 schneidet.
Der Einschnitt 54B ist dagegen in Winkelübereinstimmung
mit dem konkaven Bereich 52 der Rampe 50, das
heißt,
dass ein Radius der Nockenscheibe, der sich von der Drehachse 10 aus
erstreckt und durch den Einschnitt 54B verläuft, die Rampe 50 in
ihrem konkaven Bereich schneidet.
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In 4 wurden
außerdem
die verschiedenen Positionen einer Verbindungsöffnung bezüglich der Verteileröffnung 23A während der
relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers dargestellt.
Es wird zum Beispiel davon ausgegangen, dass sich der Zylinderblock
bezüglich
der Nockenscheibe in der Richtung R2 dreht, in der die Bereiche B2
und B1 des Rands der Öffnung 23A den
Eingriffsbereich bzw. den Trennbereich bilden.
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Zunächst existiert
eine Position 32A1 der Verbindungsöffnung 32A, in der
diese Verbindungsöffnung
von jeder Verteileröffnung
abgesperrt bleibt. Es ist nämlich
festzustellen, dass die Öffnung 32A in dieser
Position von der Spitze des Einschnitts 54B der Öffnung 23A durch
einen Winkelabstand α1,
zum Beispiel von ungefähr
1°, getrennt
ist und dass sie von dem Einschnitt 54B der vorhergehenden
Verteileröffnung 21A ebenfalls
abgesperrt ist. Während
der Drehung des Zylinderblocks bezüglich des Verteilers in Richtung
R2 überdeckt
die Verbindungsöffnung nach
und nach den Einschnitt 54B der Öffnung 23A und ist
während
einer Winkelverschiebung α2,
zum Beispiel von ungefähr
2°, mit
der Verteileröffnung 23A nur
durch diesen Einschnitt 54B verbunden, bis sie eine Position 32A2 einnimmt.
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Wird
die Drehung in Richtung R2 fortgesetzt, überdeckt die Verbindungsöffnung nach
und nach die gesamte Öffnung 23A,
und es existiert eine Position 32A3, in der die Verteileröffnung 23A vollständig von der
Verbindungsöffnung überdeckt
ist, wobei der Verbindungsquerschnitt zwischen der Verteileröffnung und
der Verbindungsöffnung
nun maximal ist.
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Wird
die Drehung in Richtung R2 fortgesetzt, verringert sich der Verbindungsquerschnitt,
und die Verbindungsöffnung
erreicht eine Position 32A4, in der sie mit der Verteileröffnung 23A nur
noch durch den Einschnitt 54A des Rands dieser Öffnung verbunden
ist. Sie hat nun noch eine Winkelstrecke α3, zum Beispiel von ungefähr 1°, zurückzulegen,
bis die Verbindung mit der Verteileröffnung 23A vollständig unterbrochen
ist. Die Verbindungsöffnung
hat nun noch eine Winkelstrecke α4,
zum Beispiel von ungefähr
1°, zurückzulegen,
bevor ihre Verbindung mit der in der Drehrichtung R2 nach der Verteileröffnung 23A angeordneten
Verteileröffnung 21A über den
Einschnitt 54A dieser Öffnung 21A beginnt.
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Wenn
die Verbindungsöffnung
ihre Position 32A2 einnimmt, so ist im Fall des großen Einschnitts 54B der
Gesamtquerschnitt des Verbindungsdurchlasses zwischen dieser Öffnung und
der Verteileröffnung 23A größer als
der Querschnitt des Verbindungs durchlasses, der über den kleinen Einschnitt 54A zwischen
derselben Verteileröffnung
und der Verbindungsöffnung
erreicht wird, wenn sie ihre Position 32A4 einnimmt.
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Das
Verhältnis
zwischen diesen Durchlassquerschnitten ist vorteilhafterweise in
Abhängigkeit vom
Verhältnis
zwischen den Volumina der Arbeitskammer des Zylinders 12 gewählt, der
von der betreffenden Verbindungsöffnung 32A gespeist
wird, wenn die Verbindungsöffnung
jeweils ihre Positionen 32A2 bzw. 32A4 einnimmt.
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Das
Verhältnis
zwischen den von den Einschnitten 54B und 54A zugelassenen
Verbindungsquerschnitten ist zum Beispiel proportional zum Verhältnis zwischen
dem Volumen, das die Arbeitskammer des Zylinders aufweist, der von
der Öffnung 32A gespeist
wird, wenn sich diese Öffnung
in ihrer Position 32A2 befindet, und dem Volumen derselben
Arbeitskammer, wenn sich die Öffnung 32A in
ihrer Position 32A4 befindet.
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Es
ist festzustellen, dass sich der große Einschnitt 54B in
einem zwischen zwei von der Achse des Motors ausgehenden Radien
gemessenen Winkelsektor α2
erstreckt, der größer ist
als der ebenfalls zwischen zwei von der Achse des Motors ausgehenden
Radien gemessene Winkelsektor α3,
in dem sich der kleine Einschnitt 54A erstreckt.
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Die
Rampe 50 der Nockenscheibe ist mit der benachbarten Rampe 50' durch einen
Nockenscheibenscheitelbereich 56 verbunden, der sich zwischen dem
konvexen Bereich 51 der Rampe 50 und dem konvexen
Bereich der Rampe 50' erstreckt,
und ist mit der anderen Rampe, die an sie angrenzt, das heißt die Rampe 50'', durch einen Nockenscheibensohlenbereich 58 verbunden,
der sich zwischen dem konkaven Bereich 52 der Rampe 50 und
dem konkaven Bereich der Rampe 50'' erstreckt.
Die Nockenscheibenscheitelbereiche sind die Bereiche, in denen der
radiale Abstand der Nockenscheibe zur Drehachse minimal ist, während die
Nockenscheibensohlenbereiche die Bereiche sind, in denen der radiale
Abstand der Nockenscheibe zur Drehachse maximal ist.
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Betrachtet
man die Öffnung 32A,
so stellt man fest, dass sie zwischen ihrer Position 32A1 und ihrer
Position 32A2 eine Winkelverschiebung α1 + α2 durchläuft, die gleich dem Winkel α'1 ist, der einem Teil
der Nockenscheibensohle 58 entspricht, der auf einer Seite
des Symmetrieradius R angeordnet ist. Geht die Verbindungsöffnung während der
relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers aus ihrer
Position 32A1 in ihre Position 32A2 über, wirkt also
der Kolben des von dieser Verbin dungsöffnung gespeisten Zylinders
mit dem Nockenscheibensohlenbereich 58 zusammen. Auf einem
Teil dieser Winkelstrecke, der der Winkelverschiebung α1 entspricht,
ist die Öffnung 32A von
jeder Verteileröffnung abgesperrt.
Auf dem übrigen
Teil der Strecke, der der Verschiebung α2 entspricht, ist sie mit der
Verteileröffnung 23A nur
durch die Kehle 54B verbunden.
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Wirkt
ein Kolben mit dem Nockenscheibensohlenbereich 58 zusammen,
ist sein radialer Hub Null oder annähernd Null. Er ist zum Beispiel
im Wesentlichen höchstens
gleich 0,5 % des Hubwegs des Kolbens zwischen seinem oberen und
unteren Totpunkt. Aus diesem Grund ist der Nockenscheibensohlenbereich 58 im
Wesentlichen ein auf die Drehachse zentrierter Kreisbogen. Dies
bedeutet, dass der Nockenscheibensohlenbereich entweder ein auf die
Drehachse zentrierter Kreisbogen oder ein Bereich ist, der über den
gesamten Winkelabstand 2α'1, den er abdeckt,
einen radialen Abstand zur Drehachse des Motors aufweist, der im
Wesentlichen gleich dem maximalen radialen Abstand der Nockenscheibe
zur Drehachse 10 ist. Da die Verbindungsöffnung, wenn
sie den Winkelausschlag α1
durchläuft,
von jeder Verteileröffnung
abgesperrt ist, bleibt der Druck in der Arbeitskammer des von dieser Öffnung gespeisten
Zylinders während
dieser Verschiebung im Wesentlichen konstant. Die Form des Nockenscheibensohlenbereichs
ermöglicht
es nun, jede nennenswerte Fluidkompression in dieser Kammer zu verhindern.
Im restlichen Teil α2
des Wegs der Verbindungsöffnung 32A,
in dem der Kolben des von dieser Öffnung gespeisten Zylinders
mit dem Nockenscheibensohlenbereich 58 zusammenwirkt, ist
diese Verbindungsöffnung
mit der Verteileröffnung
nur durch den Einschnitt 54B verbunden. Dieser restliche
Teil, in dem der Kolben keine radiale Verschiebung auszuführen hat,
wird genutzt, um den Druck in der Arbeitskammer dieses Kolbens durch
die von dem Einschnitt 54B herbeigeführte Verbindung "sanft" zu verändern. Da
die Öffnung 23A im
vorliegenden Fall mit dem Fluidauslass verbunden ist, nimmt der
Druck in der Arbeitskammer nun sehr progressiv ab, bis er einen
Wert erreicht, der dem Druck der Öffnung 23A entspricht
oder annähernd
entspricht, wenn die Verbindungsöffnung
ihre Position 32A2 in der Drehrichtung R2 überschritten
hat, wobei in diesem Fall der Kolben des von dieser Öffnung gespeisten
Zylinders mit der Rampe 50 zusammenwirken und sich radial zur
Drehachse des Motors verlagern wird.
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Der
Winkel α'2, auf dem sich der
auf einer Seite des Symmetrieradius RS angeordnete Teil des Nockenscheibenscheitelbereichs 56 erstreckt,
entspricht dem Weg, der von der Verbindungsöffnung 32A zwischen
ihrer Position 32A4 und ihrer Position 32A5 zurückgelegt
wird, in der sie bereit ist, sich der Verteileröffnung 21A, die auf
die Öffnung 23A in
der Richtung R2 folgt, über
den kleinen Einschnitt 54A dieser Verteileröffnung 21A anzunähern. Dies
bedeutet, dass die Verbindungsöffnung
sich zwischen ihren Positionen 32A4 und 32A5 verlagert,
während der
Kolben des von dieser Öffnung
gespeisten Zylinders mit dem Nockenscheibenscheitelbereich 56 zusammenwirkt.
Während
dieser Verlagerung ist die Verbindungsöffnung 32A auf der
Strecke α3
nach wie vor mit der Verteileröffnung 23A verbunden,
jedoch nur über
die kleine Kehle 54A, danach ist sie auf der Strecke α4 von jeder
Verteileröffnung
abgesperrt. Der Nockenscheibenscheitelbereich 56 beschreibt im
Wesentlichen einen auf die Drehachse zentrierten Kreisbogen. Er
kann entweder tatsächlich
einen solchen Kreisbogen bilden oder über den gesamten Winkelabstand
2α'2, den er abdeckt,
einen radialen Abstand zur Drehachse des Motors aufweisen, der im
Wesentlichen dem minimalen radialen Abstand der Nockenscheibe zur
Drehachse 10 entspricht, wobei die Abweichung von diesem
radialen Abstand zum Beispiel höchstens
ungefähr
0,5 % beträgt.
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Wie
bei den Nockenscheibensohlenbereichen 58 wird diese Situation,
in der der von der Verbindungsöffnung 32A gespeiste
Kolben keine nennenswerte radiale Verschiebung auszuführen hat, genutzt,
um die Verbindung zwischen dieser Öffnung und der folgenden Verteileröffnung 21A "sanft" zu öffnen.
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In 3 ist
die Position einer Verbindungsöffnung 32A zwischen
zwei Verteileröffnungen 23A und 21A zu
erkennen. Es ist zu erkennen, dass die Einschnitte 54B länger sind
als die Einschnitte 54A, das heißt, sie erstrecken sich über Winkelausschläge α2 (siehe 4),
die größer sind
als die Winkelausschläge
(α3), über die
sich die Einschnitte 54A erstrecken. Die Einschnitte 54B sind
außerdem
etwas tiefer als die Einschnitte 54A.
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Zum
Ausführen
der Einschnitte kann man von einer vollkommen runden Öffnung ausgehen
und einen Fräser
ansetzen, der sich in einer diametralen Ebene dieser Öffnung erstreckt
und axial bezüglich dieser Öffnung verlagert
wird. Wenn der Fräser
kreisförmig
ist und einen bezüglich
der Achse der betreffenden Öffnung
leicht versetzten Durchmesser aufweist, können auf diese Weise die Einschnitte 54B größer und
tiefer ausgeführt
werden als die Einschnitte 54A.
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In
den eben beschriebenen Figuren sind die Verteileröffnungen,
abgesehen von den Einschnitten 54A und 54B, rund.
Es können
jedoch auch Verteileröffnungen
mit anderen Formen gewählt
werden. So zeigt 5 eine runde Verbindungsöffnung 32A,
die zwischen zwei Verteileröffnungen 123A bzw. 121A angeordnet
ist, die nicht rund sind. Bei diesen Verteileröffnungen sind nämlich der
Eingriffsbereich (B2, wenn sich der Zylinderblock in Richtung R2
bezüglich des
Verteilers dreht, und B1, wenn die Richtung dieser relativen Drehung
R1 ist) sowie der Trennbereich (B1, wenn die Richtung der relativen
Drehung R2 ist, und B2, wenn die Richtung der relativen Drehung
R1 ist) vom Inneren der Öffnung
aus gesehen beide allgemein konvex. Mit Ausnahme der Randanordnungen 53'A und 53'B, die die oben
beschriebenen Einschnitte 54A und 54B aufweisen,
bilden die Eingriffsbereiche und die Trennbereiche allgemein Kreisbögen, die
bei der relativen Verschiebung des Verteilers und des Zylinderblocks
den Rand einer Verbindungsöffnung überdecken,
wenn Letztere eine Position einnimmt, die der in 4 dargestellten
Position 32A2 oder 32A4 entspricht.
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Somit
weisen die Verteileröffnungen
allgemein die in der Patentanmeldung FR-A-2 587 761 beschriebenen
Formen auf.
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Nachdem
die Verbindung durch die Einschnitte 54A oder 54B hergestellt
wurde, und während
sich die relative Drehung zwischen dem Verteiler und dem Zylinderblock
fortsetzt, ermöglicht
es diese Anordnung, den Verbindungsquerschnitt zwischen den Verteileröffnungen
und den Verbindungsöffnungen
sehr rasch zu vergrößern. Dank
der Einschnitte werden somit die oben genannten Stoßwirkungen
verhindert, jedoch dank der besonderen Form der Verteileröffnungen
wird anschließend
eine sehr rasche Verbindung ermöglicht,
so dass die Motorleistung verbessert wird.
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In 5 weist
die Verbindungsöffnung 32A einen
im Wesentlichen runden Querschnitt auf, und die oben erwähnte konvexe
Form der Ränder
der Verteileröffnungen 121A und 123A ermöglicht es,
die Verbindung zwischen der Verbindungsöffnung und den Verteileröffnungen
schnellstens zu vergrößern, nachdem
eine erste Verbindung durch die Einschnitte 54A und 54B hergestellt
wurde.
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Im
Allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn der Eingriffsbereich und der
Trennbereich der Verteileröffnungen
Formen aufweisen, die im Wesentlichen komplementär zu den Formen der Ränder der
Verbindungsöffnungen
sind, durch die sich die Verbindung zwischen den Verteileröffnungen
und den Verbindungsöffnungen öffnet oder
schließt.
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6 zeigt
eine Verteileröffnung 221A,
die während
der relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers zwischen
zwei Verbindungsöffnungen 32A bzw. 32'A angeordnet
ist, wobei sie gleichzeitig von diesen beiden Öffnungen abgesperrt ist.
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In 6 wurden
zwecks einer deutlicheren Darstellung die Kreisbögen C1 und C2 eingezeichnet,
zwischen denen die Verbindungs- und Verteileröffnungen begrenzt sind. Wenn
die Richtung der relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers
so ist, dass sich der Zylinderblock bezüglich des Verteilers in die
Richtung R1 dreht, ist der Einschnitt 254A auf dem Eingriffsbereich
B1 des Rands der Verteileröffnung 221A angeordnet,
während
der Einschnitt 254B auf dem Trennbereich B2 des Rands dieser Öffnung angeordnet
ist. Es ist zu erkennen, dass die Einschnitte 254A und 254B der
Randanordnungen 253A und 253B in unterschiedlichen
radialen Abständen
zur Drehachse angeordnet sind.
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Genauer
gesagt, ist der Abstand des kleinen Einschnitts 254A zur
Drehachse des Motors geringer als der Abstand des großen Einschnitts 254B zu
dieser Achse, und der Winkelsektor, in dem der große Einschnitt
die Verbindung zwischen den Öffnungen begrenzt,
ist größer als
der Winkelsektor des kleinen Einschnitts. Auf diese Weise kann erreicht
werden, dass bei der relativen Drehung zwischen dem Zylinderblock
und dem Verteiler der Zeitraum, in dem die Verteileröffnung 221A nur
durch den Einschnitt 254B mit der Verbindungsöffnung 32A verbunden
ist, länger
ist als der Zeitraum, in dem die Verteileröffnung nur durch den Einschnitt 254A mit
der Verbindungsöffnung 32'A verbunden
ist. Ferner ist die tangential bezüglich der Drehachse des Motors
gemessene Länge
des Einschnitts 254B größer als
die des Einschnitts 254A.
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Bei
dem in 6 dargestellten Beispiel weisen die Einschnitte 254A und 254B beide
im Wesentlichen dieselbe Dicke e auf, gemessen entlang eines durch
die Drehachse des Motors verlaufenden Radius.
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7 unterscheidet
sich von 6 nur dadurch, dass der Einschnitt 254'B des Trennbereichs B2
der Verteileröffnung 221A sich
von dem Einschnitt 254B leicht unterscheidet. In der Tat
weist der Einschnitt 254'B der
Randanordnung 253'B eine
entlang eines durch die Drehachse verlaufenden Radius gemessene
maximale Dicke e1 auf, die größer ist
als die Dicke e des Einschnitts 254A der Randanordnung 253A,
die ebenfalls entlang eines durch die Drehachse verlaufenden Radius
gemessen wird. Die Dicke e1 entspricht beispielsweise im Wesentlichen dem
Zweifachen der Dicke e. Der große
Einschnitt 254'B bildet
somit eine größere Öffnung als
der kleine Einschnitt 254A.
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In 6 und 7 ist
die Verteileröffnung 221A länglich,
wobei ihre größere Abmessung
entlang einem Radius gemessen wird, der durch die Drehachse verläuft.
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In 8 weist
die Verteileröffnung 321A, wenn
davon ausgegangen wird, dass sich der Zylinderblock in der Richtung
R1 bezüglich
der Nockenscheibe dreht, einen Trennbereich B2 auf, dessen Randanordnung 353B einen
Einschnitt 354B aufweist, dessen Querschnitt größer als
der Querschnitt des Einschnitts 354A der Randanordnung 353A des Eingriffsbereichs
B1 ist. Der Trennbereich B2 der Verteileröffnung hat im Wesentlichen
die Form eines Kreisbogens, dessen Mittelpunkt im Innern dieser Öffnung angeordnet
ist.
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Der
Einschnitt 354A entspricht beispielsweise dem Einschnitt 254A aus 6 und 7.
Dieser Eingriffsbereich B1 weist eine Form auf, die im Wesentlichen
komplementär
zu der Form des Rands C der Verbindungsöffnung 32'A ist, durch
die sich die Verbindung zwischen der Verbindungsöffnung und der Verteileröffnung öffnet, wenn
sich der Zylinderblock bezüglich
des Verteilers in der Drehrichtung R1 dreht. Durch diesen Rand C
schließt
sich die Verbindung zwischen der Verteileröffnung und der Verbindungsöffnung 32'A auch, wenn
sich der Zylinderblock bezüglich
des Verteilers in der Richtung R2 dreht, die der Richtung R1 entgegengesetzt
ist. Der Eingriffsbereich B1 ist vom Inneren der Verteileröffnung 321A aus
betrachtet konvex. Es weist im Wesentlichen die Form eines Kreisbogens
auf, der den von dem Stück
C1 der Verbindungsöffnung 32'A gebildeten
Kreisbogen zu überdecken
vermag. In der Drehrichtung R1 erfolgt somit die Verbindung zwischen
der Verteileröffnung 321A und
der Verbindungsöffnung 32'A zunächst durch
einen sehr kleinen Querschnitt, der durch den Einschnitt 354A bedingt
ist, und nimmt dann aufgrund der Form des Eingriffsbereichs B1 sehr
rasch zu.
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In
entgegengesetzter Drehrichtung R2 ist festzustellen, dass aufgrund
der Form des Rands B2 nur ein Teil des Einschnitts 354B die
Verbindung durch einen begrenzten Querschnitt zwischen den Öffnungen 321A und 32A gestattet,
bevor sich die bündige
Verbindung zwischen den Öffnungen
einstellt. Der Querschnitt dieses Teils des Einschnitts 354B ist
größer als
der Querschnitt des Einschnitts 354A.
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Natürlich könnte man
Verteileröffnungen,
die allgemein dieselbe Form wie die Öffnung 321A aufweisen,
mit Einschnitten versehen, die einem beliebigen der oben erwähnten Einschnitte 54A, 54B oder 254A, 254B entsprechen.
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In 9 hat
die Verteileröffnung 421A mit Ausnahme
ihrer Einschnitte allgemein die Form eines Kreises. Es ist zu erkennen,
dass die Einschnitte 454A der Randanordnung 453A ihres
Eingriffsbereichs B1 und 454B der Randanordnung 453B ihres Trennbereichs
B2 (in Drehrichtung R1) in unterschiedlichen radialen Abständen zur
Drehachse des Motors angeordnet sind. In 6 bis 8 ist
der kleine Einschnitt 254A bzw. 354A im Wesentlichen auf
einem Kreisbogen angeordnet, der auf die Drehachse des Motors zentriert
ist und durch die geometrischen Mittelpunkte der Verbindungsöffnungen 32A und 32'A verläuft, während der
große
Einschnitt 254B, 254'B bzw. 354B jenseits dieses
Kreisbogens angeordnet ist, wobei er sich von der Drehachse entfernt.
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In 9 ist
der "kleine" Einschnitt 454A der längere Einschnitt
und jenseits eines Kreisbogens A angeordnet, der durch die geometrischen
Mittelpunkte der Verbindungsöffnungen 32A und 32'A verläuft und
auf die Drehachse zentriert ist, während der "große" Einschnitt 454B der
kürzere
Einschnitt und in diesem Kreisbogen angeordnet ist. Die Einschnitte 454A und 454B weisen
dieselben Querschnitte auf.
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Die
Anordnung des längeren
Einschnitts 454A ermöglicht
eine Begrenzung des Fluidvolumens, das den Einschnitt auf dem kurzen
Teil seiner Länge
durchquert, der mit der Verbindungsöffnung verbunden ist, bevor
die bündige
Verbindung mit dem Rand der Verteileröffnung selbst erfolgt. Diese
Volumenbegrenzung ist durch den Druckverlust bedingt, der durch
die große
Drosselungslänge
hervorgerufen wird, die dieser Einschnitt bewirkt. Der kürzere Einschnitt 454B wird
auf seiner gesamten Länge
in demselben auf die Drehachse zentrierten Winkelsektor genutzt,
in dem auch die begrenzte Verbindung des langen Einschnitts 454A mit
der Verbindungsöffnung erfolgt,
bevor die bündige
Verbindung mit dem Rand der Verteileröffnung selbst erfolgt. Der
Einschnitt 454B gestattet also den Durchlass eines größeren Druckausgleichsvolumens.
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Der
Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die kreisförmigen Verbindungs-
und Verteileröffnungen
der Standardverteiler (ohne Einschnitte) beibehalten werden und
die Einschnitte, die für
jede Anwendung in Abhängigkeit
von den Arbeitsdrücken, Drehzahlen
und Volumen der Arbeitskammern am oberen und unteren Totpunkt definiert
werden, zusätzlich
ausgebildet werden.
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In
dem eben beschriebenen Beispiel weisen die Ränder sämtlicher Verteileröffnungen
jeweils Einschnitte in ihren Eingriffsbereichen und Trennbereichen
auf.
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Wie
in 2 dargestellt, weisen die großen Einschnitte 54B ferner
alle dieselbe Größe auf,
während
die kleinen Einschnitte 54A alle dieselbe Größe aufweisen.
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Es
könnte
festgelegt werden, dass nur einige Verteileröffnungen Ränder mit Einschnitten aufweisen,
oder es könnte
festgelegt werden, dass die Einschnitte bei einigen Verteileröffnungen
gegebene Abmessungen aufweisen, die kleiner als die Abmessungen
der Einschnitte anderer Verteileröffnungen sind.
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Insbesondere
wurde bei der Beschreibung der 1 und 2 erwähnt, dass
der dargestellte Motor zwei aktive Arbeitshubräume umfasst, das heißt einen
großen
Hubraum, in dem jedes Paar aufeinanderfolgender Verteileröffnungen
(21A, 23A; 21A, 22A) eine mit
dem Fluidzulauf verbundene Öffnung
(22A oder 23A) und eine mit dem Fluidauslass verbundene Öffnung (21A)
aufweist. Bei dem Motor aus 1 wird dieser
große
Hubraum erhalten, wenn sich der Wählschieber 42 in der
dargestellten Position befindet.
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Der
Motor weist außerdem
einen kleinen aktiven Arbeitshubraum auf, in dem bestimmte Paare aufeinanderfolgender
Verteileröffnungen
(21A, 22A) aktiv sind und eine mit dem Fluidzulauf
verbundene Öffnung
(22A) und eine mit dem Fluidauslass verbundene Öffnung (21A)
aufweisen, während
andere Verteileröffnungspaare
(21A, 23A) inaktiv sind und zwei unter demselben
Druck stehende Öffnungen aufweisen.
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Läuft der
Motor mit kleinem aktivem Arbeitshubraum, ist seine Drehzahl bei
gleichem Versorgungsfluiddurchsatz höher als bei seinem Betrieb
mit großem
Hubraum. Beim kleinen Hubraum ist hingegen das Drehmoment geringer.
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Die
oben erwähnten
Stoßwirkungen
oder Klappergeräusche
sind noch deutlicher wahrnehmbar, wenn der Motor mit hoher Drehzahl
läuft.
Es kann daher vorgesehen werden, dass nur die Ränder der Verteileröffnungen
der im kleinen Hubraum aktiven Paare Randanordnungen mit Einschnitten
aufweisen. Wie bereits beschrieben, umfassen diese Einschnitte in
diesem Fall kleine Einschnitte des Typs der Einschnitte 54A und
große
Einschnitte des Typs der Einschnitte 54B, entsprechend
ihren jeweiligen Positionen bezüglich
der konvexen und konkaven Bereiche jeder Nockenscheibenrampe.
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Alternativ
kann vorgesehen werden, dass die Ränder der Verteileröffnungen
der im kleinen Hubraum aktiven Paare Randanordnungen mit eingeschnittenen
Abschnitten aufweisen, die größer sind als
die der Randanordnungen der Verteileröffnungen der im kleinen Hubraum
inaktiven Paare. Somit weisen die Randanordnungen der Verteileröffnungen der
im kleinen Hubraum aktiven Paare einen kleinen Einschnitt und einen
großen
Einschnitt auf, die jeweils in Winkelübereinstimmung mit einem konve xen Bereich
und mit einem konkaven Bereich der Nockenscheibe angeordnet sind,
während
die Randanordnungen der Öffnungen
der im kleinen Hubraum inaktiven Paare ebenfalls einen kleinen Einschnitt
und einen großen
Einschnitt aufweisen, die jeweils einem konvexen Bereich und einem
konkaven Bereich der Nockenscheibe gegenüber angeordnet sind, wobei diese
Einschnitte der im kleinen Hubraum inaktiven Öffnungen jedoch kleiner sind
als die der im kleinen Hubraum aktiven Öffnungen.
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In
den oben beschriebenen Figuren weist jede Randanordnung einer Verteileröffnung einen einzigen
Einschnitt auf und die kleinen oder großen eingeschnittenen Abschnitte
werden durch die Auswahl eines kleinen oder großen Einschnitts erzielt.
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In 10 weisen
die Randanordnungen 553A und 553B der Verteileröffnung 521A ähnliche Einschnitte
auf, allerdings in unterschiedlicher Zahl. So weist die Randanordnung 553A einen
Einschnitt 554A auf, während
die Randanordnung 553B zwei Einschnitte, 554B und 554'B, aufweist.
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Der
einzige Einschnitt 554A bildet also für die Anordnung 553A einen
eingeschnittenen Abschnitt, der kleiner als der Abschnitt ist, den
die beiden Einschnitte 554B und 554'B für die Anordnung 553B bilden.
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Diese
Einschnitte können
mit ein und demselben Werkzeug gefertigt werden, das in geeigneter Weise
bezüglich
der Öffnung 521A verlagert
wird.