-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Mechanismus wie
einen Hydraulikmotor oder eine Pumpe, umfassend eine Nocke und einen Zylinderblock
die geeignet sind, sich umeinander um eine Drehachse zu drehen,
wobei der Zylinderblock eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, die
durch Zylinderleitungen mit Kommunikationsöffnungen verbunden sind, die
an einer Kommunikationsseite des Zylinderblocks angeordnet sind,
wobei in den Zylindern verschiebbar angebrachte Kolben geeignet sind,
mit der Nocke zusammenzuwirken, wobei außerdem der Motor einen Fluidverteiler
umfaßt,
der mit der Nocke gegenüber
der Drehung um die Drehachse fest verbunden ist und der eine Verteilerseite
hat, die Verteileröffnungen
aufweist, umfassend Öffnungen,
die geeignet sind, mit einer Versorgungsleitung verbunden zu werden,
und Öffnungen
die geeignet sind, mit einer Auslassleitung verbunden zu werden, wobei
die Verteiler- und Kommunikationsseiten einander derart gegenüber stehen,
daß sie
die Kommunikationsöffnungen
und die Verteileröffnungen
während
der relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers kommunizieren
lassen.
-
Die
Rotationsgeschwindigkeit des Rotors eines solchen Hydraulikmotors
ist durch Druckverluste begrenzt, die in der Versorgungsleitung
des Motors auftreten und insbesondere durch jene, die in dem Motor
selbst auftreten. Unter jenen sind die Druckverluste, die im Verteilerbereich
auftreten, das heißt
der Verbindung der Kommunikationsöffnungen und der Verteileröffnungen
am größten.
-
Bei
der Rotation des Rotors kommen die Kommunikationsöffnungen
und die Verteileröffnungen
daher fortschreitend zueinander. Der Kommunikationsabschnitt zwischen
den Kommunikationsöffnungen
und den Verteileröffnungen
variiert somit. Je langsamer die Querschnittsvariation in Abhängigkeit der
relativen Bewegung der Kommunikations- und Verteileröffnungen
ist, desto größer ist
der Druckverlust.
-
Um
diesen Druckverlust zu vermindern, hat man daran gedacht, den Querschnitt
der Verteiler- und Kommunikationsöffnungen zu vergrößern. Dennoch
weist diese Lösung
bestimmte Grenzen auf, da sie erfordert, daß die Verteiler- und Kommunikationsflächen ausreichend
große
gegenüberstehende Oberflächen haben.
Zusätzlich
erzwingt es das Vorsehen von Öffnungen
mit großen
Abmessungen, im Motor ein Lager zu verwenden, das in der Lage ist, große Kräfte zu tragen.
Wenn eine Verteileröffnung, die
mit einer Fluidversorgung verbunden ist, sich daher gegenüber einem
gefülltem
Bereich der Kommunikationsseite befindet, übt sie auf diese letztere eine große Kraft
aus.
-
Man
hat auch daran gedacht, wie zum Beispiel in FR-A-2 587 761, diesen Öffnungen
eine spezielle Konformation zu geben, um vorzusehen, daß der Kommunikationsquerschnitt
zwischen einer Kommunikationsöffnung
und einer Verteileröffnung sich
sehr schnell ab dem Moment vergrößert, ab
dem die Öffnungen
beginnen, zu kommunizieren.
-
Diese
Lösung
ergibt gute Ergebnisse, aber weist immer noch bestimmte Begrenzungen
auf.
-
Die
vorliegende Erfindung hat es zur Aufgabe, den genannten Stand der
Technik weiter zu verbessern, um die Kommunikation zwischen den
Verteierleitungen des Verteilers und den Zylinderleitungen zu fördern, unter
Begrenzung der Druckverluste in der Verteilerzone.
-
Dieses
Ziel wird dank der Tatsache erreicht, daß zumindest bestimmte Zylinder
mit wenigstens zwei Kommunikationsöffnungen verbunden sind, die einen
Winkelabstand derart aufweisen, daß, wenn eine erste Kommunikationsöffnung eines
solchen Zylinders mit einer ersten Verteileröffnung kommuniziert, die mit
der Versorgungsleitung oder mit der Auslassleitung verbunden ist,
eine zweite Kommunikationsöffnung
desselben Zylinders mit einer zweiten Verteileröffnung kommuniziert, die mit
derselben Leitung verbunden ist.
-
Im
Verhältnis
zu den Motoren des Standes der Technik, bei denen jeder Zylinder
eine einzige Kommunikationsöffnung
in der Kommunikationsseite hat, und wenn man betrachtet, daß die Abmessungen
der Kommunikations- und Verteileröffnungen unverändert sind,
ist der zur Versorgung mit oder zum Auslaß von Fluiden der Zylinder
des Motors der Erfindung verfügbare
Querschnitt, welcher zwei Kommunikationsöffnungen hat, verdoppelt. Die
Druckverluste in dem Verteilerbereich sind so beträchtlich
vermindert, und die Rotationsgeschwindigkeit des Motors kann vergrößert werden.
-
Vorteilhaft
ist, da die Nocke n Nockenkeulen aufweist, der Winkelabstand zwischen
zwei Kommunikationsöffnungen
eines selben Zylinders im wesentlichen gleich einem Vielfachen von
360°/n,
d.h. gleich einem Vielfachen von 360°/n nahe den Herstellungstoleranzen.
-
Ein
Hydraulikmotor, dessen Nocke n Keulen aufweist und mit einer Zylinderreihe,
deren Kolben mit dieser Nocke zusammenwirken, weist in der Verteilerseite
n Vorsorgungsöffnungen
auf, jede durch 360°/n
beabstandet und in der Lage, gleichzeitig mit der Vorsorgungsleitung
verbunden zu werden, und n Auslaßverteileröffnungen, die ebenfalls jede
um 360°/n
beabstandet sind und geeignet, gleichzeitig mit der Auslassleitung
verbunden zu werden. Die Versorgungsverteileröffnungen und die Auslassverteileröffnungen
sind versetzt. Wenn die Nockenkeulen jede zwei Rampen umfassen,
jeweils ansteigend und absteigend mit gleichen Winkeln, ist der
Winkelabstand zwischen der Versorgungsverteileröffnung und der Auslassverteileröffnung,
die benachbart ist, gleich 360°/n.
In einem Motor dieses Typs erlaubt es so die Wahl eines Winkelabstands
von im wesentlichen gleich einem Vielfachen von 360°/n, zwischen
den beiden Kommunikationsöffnungen
eines selben Zylinders vorzusehen, daß bei der Rotation des Rotors
diese beiden Öffnungen
in gleicher Weise verbunden sind durch die Verteileröffnungen zur
Versorgung oder zum Auslaß.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Anordnung sind mindestens bestimmte Zylinder mit zwei
Kommunikationsöffnungen
verbunden, die im wesentlichen oder zum großen Teil in einer Fläche der
Kommunikationsseite angeordnet sind, die definiert ist durch die
parallel zur Drehachse durchgeführte
Projektion auf diese Seite von zwei Mantellinien des betrachteten
Zylinders, die gegenüberliegend
zueinander gemäß einer
Diametralebene des genannten Zylinders liegen, die senkrecht zur
Achse liegt.
-
Gemäß dieser
Anordnung sind die beiden Kommunikationsöffnungen eines selben Zylinders
so im wesentlichen oder großteils
im Raumbedarf dieses Zylinders angeordnet, wobei dieser Raumbedarf definiert
ist durch die obengenannte Projektion. Sie sind daher sehr nahe
aneinander und münden
durch einfache Bohrung parallel zur Rotationsachse in den Zylinder,
was die Fertigung der Zylinderleitung erleichtert, die die Kommunikationsöffnungen
mit dem betreffenden Zylinder verbinden. Man kann zum Beispiel wählen, die
beiden Kommunikationsöffnungen im
Verhältnis
zur Achse des Zylinders symmetrisch anzuordnen und die Zylinderleitungen
des betreffenden Zylinders in Form von zwei symmetrischen Zweigen
bezüglich
dieser Achse auszuführen.
-
Diese
Möglichkeit,
zwei Kommunikationsöffnungen
eines gleichen Zylinders im wesentlichen oder zum großen Teil
im Raumbedarf des Zylinders anzuordnen, gibt es insbesondere dann,
wenn der Motor eine Anzahl von Nockenkeulen aufweist, die größer ist
als die Anzahl der Kolben und ausreicht für den Winkelabschnitt, der
durch den Raumbedarf durch den Zylinder abgedeckt wird, in dem Bereich der
Kommunikationsöffnungen
wenigstens gleich 360°/n
ist, wobei n die Anzahl der Nockenkeulen darstellt.
-
In
allgemeiner Weise kann es vorteilhaft sein, vorzusehen, daß zumindest
bestimmte Zylinder mit zwei Kommunikationsöffnungen verbunden sind, die
bezüglich
einer von der Achse des betrachteten Zylinders und der Drehachse
definierten Ebene symmetrisch angeordnet sind. Dies erlaubt eine
symmetrische Ausführung
der Kommunikationsöffnungen und
der Zylinderleitungen, damit die Kommunikationsöffnungen gegebenenfalls im
Raumbedarf eines Zylinders angeordnet sind.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausgangsform ist jeder Zylinder mit zwei Kommunikationsöffnungen verbunden.
-
Die
Druckverluste sind so für
alle Zylinder des Motors vermindert.
-
In
diesem Fall ist der Winkelabstand zwischen zwei Kommunikationsöffnungen
eines selben Zylinders derselbe für alle Zylinder.
-
Diese
Anordnung vereinfacht die Fertigung des Zylinderblocks.
-
Vorteilhaft
ist, da die Nocke n Nockenkeulen aufweist, der Winkelabstand gleich
360°/n.
-
Die
beiden Kommunikationsöffnungen
eines selben Zylinders sind so in einer Weise angenähert, daß die Längen der
Zylinderleitungen begrenzt sind.
-
Die
Erfindung ist auf Motoren mit mehreren aktiven Betriebshubräumen anwendbar.
-
Vorteilhaft
weist die Nocke mehrere Nockenkeulen auf, die jede eine ansteigende
Rampe und absteigende Rampe umfassen, die jede einer Verteileröffnung zugeordnet
sind, wobei eine Nockenkeule als aktiv betrachtet wird, wenn die
ihrer aufsteigenden Rampe zugeordnete Verteileröffnung mit der Versorgungsleitung
verbunden ist und wenn die ihrer absteigenden Rampe zugeordnete
Verteileröffnung
mit der Auslassleitung verbunden ist, wobei der Motor einen großen aktiven
Betriebshubraum hat, in dem alle Nockenkeulen aktiv sind, und einen
kleinen aktiven Betriebshubraum, in dem nur bestimmte Nockenkeulen aktiv
sind. Die Nockenkeulen, welche in dem kleinen aktiven Betriebshubraum
aktiv sind, sind axialsymmetrisch angeordnet.
-
Da
der Motor im kleinen Hubraum oder großen Hubraum arbeitet, sind
die beiden Kommunikationsöffnungen
eines Zylinders, dessen Kolben zu einem vorgegebenen Moment mit
einer aktiven Nockenkeule zusammenwirkt, auf den gleichen Druck gesetzt,
indem sie mit Verteileröffnungen
verbunden sind, die entweder unter dem Versorgungsdruck oder dem
Auslaßdruck
stehen.
-
Die
vorliegende Erfindung wird besser verstanden werden und ihre Vorteile
werden deutlicher beim Lesen der detaillierten Beschreibung von
Ausführungsformen,
die beispielhaft und nicht begrenzend dargestellt sind, hervortreten.
-
Die
Beschreibung bezieht sich auf die anliegenden Zeichnungen, in denen:
-
die 1 ein
Axialschnitt eines Hydraulikmotors gemäß der Erfindung ist;
-
die 2 eine
Schnittansicht gemäß der Linie
II-II, senkrecht genommen zur Rotationsachse und in der Kommunikationsseite
des Zylinderblocks von einem Hydraulikmotor gemäß der Erfindung ist;
-
die 3 und 4 Schnitte
gemäß den Linien
III-III und IV-IV der 2 sind;
-
die 5 eine
Ansicht analog zu jener der 2 ist für eine Ausführungsvariante
ist,
-
die 6 eine
Ansicht analog zu jener der 2 für andere
Variante ist und
-
7 eine
Teilansicht ist, in demselben Schnitt wie die 2 genommen,
welche noch eine andere Variante zeigt.
-
Die 1 zeigt
einen Hydraulikmotor, der ein festes Gehäuse aufweist, das drei durch
Schrauben 3 zusammengefügte
Teilen, 2A, 2B und 2C umfaßt.
-
Wohlverstanden
ist die Erfindung nicht begrenzt auf Hydraulikmotoren mit festem
Gehäuse, sondern
ist auch anwendbar auf Hydraulikmotoren mit Drehgehäuse, die
dem Fachmann wohlbekannt sind.
-
Der
Teil 2C des Gehäuses
ist axial geschlossen durch eine Radialplatte 2D, die ebenfalls
durch Schrauben befestigt ist. Eine gewellte Reaktionsnocke 10 ist über dem
Teil 2B des Gehäuses
ausgeführt.
-
Der
Motor umfaßt
einen Zylinderblock 12, der relativ zu um einer Rotationsachse
A im Verhältnis
zur Nocke 10 drehbar angebracht ist und der eine Mehrzahl
von radialen Zylindern 14 umfaßt, die geeignet sind, mit
Druckfluid versorgt zu werden und in denen radial gleitende Kolben 16 angebracht
sind.
-
Der
Zylinderblock 12 versetzt eine Welle 5 in Rotation,
die mit ihm durch Rillen 7 zusammenwirken. Diese Welle
trägt einen
Abschlußflansch 9.
-
Der
Motor umfaßt
ferner einen inneren Fluidverteiler 20, der bezüglich der
Rotation um die Achse A fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Zwischen dem
Verteiler 20 und der inneren axialen Seite des Teils 2C des
Gehäuses
sind Verteilerauskehlungen ausgebildet, jeweils eine erste Auskehlung 15 und eine
zweite Auskehlung 17 und eine dritte Auskehlung 19.
Die Verteilerleitungen des Verteilers 20 sind verteilt
auf eine erste Gruppe von Leitungen, die wie die Leitung 15A alle
mit der Auskehlung 15 verbunden sind, eine zweite Gruppe
von Leitungen (nicht dargestellt), die mit der Auskehlung 17 verbunden sind,
und eine dritte Gruppe von Leitungen, die wie die Leitung 19A mit
der Auskehlung 19 verbunden sind. Die erste Auskehlung 15 ist
verbunden mit einer ersten Hauptleitung P1, mit der daher alle Verteileröffnungen
der Verteilerleitungen der ersten Gruppe verbunden sind wie die Öffnung 31 der
Leitung 15A. Die dritte Ausnehmung 19 ist verbunden
mit einer zweiten Hauptleitung P2, mit der daher alle Verteileröffnungen
der Leitungen der dritten Gruppe verbunden sind wie die Öffnung 32 der
Leitung 19A.
-
Je
nach Drehrichtung des Motors sind die Hauptleitungen P1 und P2 jeweils
eine Auslassleitung und eine Fluidzufuhrleitung oder umgekehrt,
Die Verteilerleitungen münden
in einer Verteilerfläche 22 des
Verteilers 20, die gegen die Kommunikationsseite 18 des
Zylinderblocks gestützt
ist. Jeder Zylinder 14 hat zwei Zylinderleitungen 34'A, 35'A, die in die Kommunikationsseite 18 derart
münden,
daß bei
der relativen Rotation des Zylinderblocks und der Nocke die Zylinderleitungen
abwechselnd in Kommunikation mit den Verteilerleitungen der verschiedenen Gruppen
sind.
-
Der
Motor der 1 umfaßt ferner eine Auswahlvorrichtung
des Hubraums, die bei dieser Art eine Bohrung 40 umfaßt, die
sich axial in Teil 2C des Gehäuses erstreckt, in der ein
Auswahlschieber 42 axialbeweglich angeordnet ist. Die Bohrung 40 umfaßt die drei
Kommunikationswege 44, 46 bzw. 48, die
jeweils durch Verbindungsleitungen mit Ausnehmungen 15, 17 und 19 verbunden
sind. Der Schieber 42 ist beweglich zwischen zwei Endstellungen
in der Bohrung 40, in denen er die Wege 44 und 46 oder
die Wege 46 und 48 durch seine Auskehlung 43 kommunizieren
läßt.
-
Der
Schnitt der 1 ist genommen in der Kommunikationsseite 18 des
Zylinderblocks, in der sich die Kommunikationsöffnungen der Zylinderleitungen
befinden, die jede verbunden sind mit einem Zylinder 14.
Zur Klarheit der vorliegenden Beschreibung hat man auch die Positionen
der Verteileröffnungen
in der 2 angezeigt, obwohl jene sich nicht in der Schnittebene
befinden.
-
Obwohl
sie sich nicht in der Schnittebene befinden, sind die Kolben und
die Zylinder in durchgezogenen Linien zur Vereinfachung dargestellt.
-
Wie
man in der 1 sieht, sind die Verteilerseite 22 und
die Kommunikationsseite 18 zueinander angeordnet. Da die
Verteiler- und Kommunikationsöffnungen
in demselben Abstand zur Achse A angeordnet sind, erlaubt es dies,
diese Kommunikationsöffnungen
und diese Verteileröffnungen
bei der relativen Rotation des Zylinderblocks 12 und des
Verteilers 20 kommunizieren zu lassen.
-
Die
Figuren und 1 und 2 zeigen
einen Motor mit radialen Kolben und mit einer Verteilung, die eben
genannt wird. Die Kommunikations- und Verteilerseiten sind senkrecht
zur Rotationsachse und sind beide eben. In einem solchen Fall werden
die Kommunikations- und Verteilerseiten gegeneinander gestützt gehalten,
wobei der Verteiler gegen den Zylinderblock gestützt befestigt ist. Die Erfindung
ist dennoch auf andere Motorentypen anwendbar, zum Beispiel Motoren
mit einer zylindrischen Verteilung.
-
Wie
man in der 2 sieht, umfaßt die Nocke 10 mehrere
Nockenkeulen, Bezugszeichen 9A bis 9F. Jede Nocke
umfaßt
jeweils eine aufsteigende Rampe 91A bis 91F und
jeweils eine absteigende Rampe 92A bis 92F. Dies
bedeutet, daß,
bei der Rotation des Zylinderblocks in Richtung R im Verhältnis zur
Nocke, die Kolben 16, deren Rollen 16A mit einer aufsteigenden
Rampe zusammenwirken, sich radial nach außen bewegen, während jene,
deren Rollen mit einer absteigenden Rampe zusammenwirken, sich radial
nach innen unter Rückkehr
in deren Zylinder bewegen. Jeder Rampe eine Nockenkeule ist eine
Verteileröffnung
zugeordnet. So sind die Verteileröffnungen 31A bis 31F jeweils
aufsteigenden Rampen 91A bis 91F zugeordnet, während die
Verteileröffnungen 32A bis 32F jeweils
absteigenden Rampen 92A bis 92F zugeordnet sind.
Obwohl die Nocke einstückig
ausgeführt
ist, und aus Gründen der
Klarheit, besitzen die aufsteigenden und absteigenden Rampen unterschiedliche
Schraffuren.
-
In
dem veranschaulichten Beispiel ist jeder Zylinder mit der Kommunikationsseite 18 über zwei Kommunikationsöffnungen
verbunden. Der Zylinder 14A, dessen Kolben 16 mit
der aufsteigenden Rampe 91A der Nockenkeule 9A so
zusammenwirkt, ist so verbunden mit der Kommunikationsseite 18 durch eine
erste Kommunikationsöffnung 34A und
auch durch eine zweite Kommunikationsöffnung 35A. Derselbe
Zylinder 14B, dessen Kolben mit der aufsteigenden Rampe 91B der
Nockenkeule 9B zusammenwirkt, ist verbunden mit der Kommunikationsseite
durch eine erste Kommunikationsöffnung 34B und durch
eine zweite Kommunikationsöffnung 35B.
-
Zylinder 14A betrachtend,
sieht man, daß seine
Kommunikationsöffnung 34A mit
der Verteileröffnung 31A kommuniziert
und daß gleichzeitig
seine Kommunikationsöffnung 35A mit
der Verteileröffnung 31B kommuniziert.
Diese beiden Verteileröffnungen sind
unter denselben Druck gesetzt; bei diesem Typ sind sie beide mit
der Fluidzufuhröffnung
verbunden, da sie einer aufsteigenden Rampe 91A bzw. 91B zugeordnet
sind. Man sieht darüber
hinaus, daß der Kommunikationsquerschnitt
zwischen der Öffnung 34A und
der Öffnung 31A und
der Kommunikationsquerschnitt zwischen der Öffnung 35A und der
der Öffnung 31B dieselben
sind. So wird der Zylinder 14A gleichzeitig mit dem Fluid
versorgt, das von den Verteileröffnungen 31A und 31B kommt
und durch die Kommunikationsöffnungen 34A und 35A während des
Aufstiegs des Kolbens 16 auf der Rampe 91A von
seinen unteren Ende 91'A aus
verläuft
bis zu seinem oberen Ende 91''A. Die Kommunikation zwischen
der Öffnung 34A und
der Öffnung 31A ebenso
wie jene zwischen der Öffnung 35A und
der Öffnung 31B beginnt,
wenn die Rolle 16A dieses Kolbens in Kontakt mit dem unteren
Ende 91'A kommt und
endet, wenn die Rolle in Kontakt mit dem oberen Ende 91''A kommt.
-
Bei
dieser Ausführung
umfaßt
jeder Zylinder zwei Kommunikationsöffnungen und die obigen Erklärungen sind
gültig
für alle
Zylinder. Um es zu vermeiden, die Zeichnung zu überladen, hat man sich begnügt, durch
die Referenznummern die Kommunikationsöffnungen 34A und 35A zu
erfassen, die dem Zylinder 14A zugeordnet sind, und die
Kommunikationsöffnungen 34B und 35B,
die dem Zylinder 14 zugeordnet sind. Diese Erklärungen sind
offensichtlich auch gültig,
was das Zusammenwirken eines Kolbens mit einer absteigenden Rampe
und die Kommunikation zwischen den Kommunikationsöffnungen des
Zylinders dieses Kolbens und den beiden mit der Auslassleitung verbundenen
Verteileröffnungen
anbetrifft.
-
Der
Winkelabstand α zwischen
den beiden Kommunikationsöffnungen 34A und 35A des
Zylinders 14A ist gewählt,
damit bei der relativen Rotation der Zylinderblöcke und der Nocke die Verbindung zwischen
diesen Öffnungen
und zwei Verteileröffnungen
sich gleichzeitig öffnet
und gleichzeitig schließt.
-
Die
Winkelposition der Verteileröffnungen
im Verhältnis
zu den Nockenkeulen ist festgelegt, wobei der Verteiler der Nocke
rotationsfest ist. Die Verteileröffnungen,
die mit zwei aufeinanderfolgenden aufsteigenden Rampen oder mit
zwei aufeinanderfolgenden absteigenden Rampen verbunden sind, sind durch
einen Wert gleich 360°/n
beabstandet, wobei n die Anzahl der Nockenkolben darstellt. Aus
diesem Grund ist die Winkelbeabstandung α gleich einem Vielfachen von
360°/n.
-
Dieser
Zustand ist notwendig, damit die Kommunikation der beiden Kommunikationsöffnungen
eines selben Zylinders mit den beiden Verteileröffnungen, die den Keulen einer
selben Nocke zugeordnet sind, strikt synchronisiert ist.
-
Für jeden
Zylinder 14 der 2 schneidet eine der Kommunikationsöffnungen
eine Ebene, die definiert ist durch die Achse des betreffenden Zylinders
und durch die Rotationsachse. So ist die Öffnung 34A zentriert
auf der Achse des Zylinders 14A. Eine Anordnung dieses
Typs ist klassisch für
Motoren des Standes der Technik, die nur eine einzige Kommunikationsöffnung pro
Zylinder umfassen. Im Gegensatz dazu ist die zweite Kommunikationsöffnung 35A des
Zylinders durch die Achse A14 verlängert.
-
Die 3 zeigt
die Konfiguration der Zylinderleitung 34'A, die die Kommunikationsöffnung 34A mit
dem Zylinder 14A verbindet. Diese Leitung wird vorteilhaft
derart ausgeführt,
daß sie
eine Gestaltung so einfach wie möglich
hat und zum Beispiel einen Radialabschnitt 34''A, der vom Boden des Zylindern ausgeht
und auf die Rotationsachse hin zuläuft, und einen Axialabschnitt 34'''A umfaßt, der
zur Kommunikationsöffnung 34A mündet.
-
Die 4 zeigt
die Gestaltung der Zylinderleitung 35'A, die denselben Zylinder 14A mit
seiner zweiten Kommunikationsöffnung 35A verbindet.
Diese Leitung 35'A umfaßt einen
ersten Abschnitt 35''A, der, wenn
man aus einer Ebene parallel zu jeder der
-
2 blickt,
derart schief angeordnet ist, daß der Winkelabstand zwischen Öffnungen 34A und 35A abgedeckt
ist, und der verbunden ist mit einem zweiten Abschnitt 35''A, der axial liegt und der über der
Kommunikationsöffnung 35A mündet.
-
Man
sieht, daß die
Axialabschnitte der Leitungen 34'A und 35'A nicht von gleicher Länge sind, in
der Art, daß vermieden
wird, daß die
Abschnitte 34''A und 35''A sich schneiden. Um die 2 zu
vereinfachen, sind die einzigen Zylinderleitungen, deren Position
angezeigt wird, die Leitungen 34'A und 35'A.
-
In
der 5 werden dieselben Bezugszeichen wie in der 2 verwendet.
-
Jeder
Zylinder umfaßt
zwei Kommunikationsöffnungen,
bezeichnet durch die Bezugszeichen 34A und 35A für den Zylinder 14A.
Im Unterschied zur 2 ist keine dieser beiden Öffnungen
auf der Achse ihres Zylinders angeordnet. In der 5 ist daher
die Öffnung 34A leicht
versetzt in umgekehrter Richtung zur Richtung R im Verhältnis zur Öffnung 34A der 2.
Der Winkelabstand α zwischen
den beiden Öffnungen 34A und 35A eines
selben Zylinders ist unverändert
und gleich 360°/n,
wobei n die Zahl der Nockenkeulen darstellt.
-
Die
Verteileröffnungen
sind ebenfalls leicht versetzt in der Richtung entgegen der Richtung
R im Verhältnis
zu jenen der 2. Das, was daher wichtig ist,
um die gute Funktion des Motors sicherzustellen, ist, daß die Kommunikation
zwischen einer Kommunikationsöffnung
eines Zylinders, zum Beispiel der Öffnung 34A und einer
Verteileröffnung
verbunden ist mit der Fluidversorgung, bei dieser Ausführung, der Öffnung 31A,
die sich öffnet,
wenn bei der Rotation des Zylinderblocks in Richtung R im Verhältnis zur Nocke,
der betreffende Kolben 16 des Zylinders 14A zusammenwirkt
mit dem unteren Ende 91'A der
aufsteigenden Rampe 91A der Nockenkeule, welcher die betreffende
Verteileröffnung
zugeordnet ist und sich schließt,
wenn derselbe Kolben mit dem oberen Ende 91''A dieser
Rampe zusammenwirkt. Der Winkelversatz, der zwischen den Kommunikationsöffnungen
der 2 und 5 vorliegt, ist daher derselbe
wie der Winkelversatz, der zwischen den Verteileröffnungen
dieser Figuren vorliegt.
-
Man
beschreibt jetzt die 6, welche gleichfalls dieselben
Bezugszeichen wie die 2 und 5 verwendet.
In dieser Figur sind die beiden Kommunikationsöffnungen eines selben Zylinders symmetrisch
im Verhältnis
zu einer Ebene angeordneten, die definiert ist durch die Achse des
betreffenden Zylinders und durch die Rotationsachse. Die Öffnungen 34A und 35A des
Zylinders 14A sind daher symmetrisch im Verhältnis zu
der Ebene angeordnet, die definiert ist durch die Achse A und durch
die Achse A14 des Zylinders 14A.
-
Man
versteht daher, daß der
Winkelabstand αA
zwischen einem Radius, der von der Achse A ausgeht und durch das
Zentrum der Öffnung 34A läuft, und
der Projektion auf die Kommunikationsseite 18 der Achse
A14 gleich dem Winkelabstand αB
zwischen dieser Projektion auf die Kommunikationsseite der Achse
A14 ist und einem Radius, der durch das Zentrum der Öffnung 35A verläuft. Die
Summe dieser Winkelabstände
ist gleich dem Winkelabstand, der selbst gleich zweimal 360°/n ist, wobei
n die Anzahl der Nockenwellen ist.
-
In
dem Beispiel von 6 sind die Verteileröffnungen
weiter vorteilhaft versetzt im Verhältnis zur 2 als
auch zur 5, insofern, als daß die Verteileröffnungen,
die einer der Rampen einer Nockenkeulen zugeordnet sind, sich nicht
im selben Winkelsektor befinden, der durch diese Rampe abgedeckt wird.
Die Öffnung 31A befindet
sich so in einem Winkelsektor, der durch die Rampe 91F abgedeckt
wird, während
die Öffnung 32A sich
in einem Raum befindet, der durch die Rampe 91F abgedeckt
wird, aber dennoch, wenn die Kommunikationsöffnung 34A mit der Öffnung 31A kommuniziert
(und gleichzeitig die Kommunikationsöffnung 35A mit der
Verteiler von 31C kommuniziert) wie der Kolben, der in
dem Zylinder 14A angeordnet ist, mit der Rampe 91A zusammenwirkt.
-
Unter
bestimmten Umständen
kann die Symmetrie zwischen den beiden Kommunikationsöffnungen
eines selben Zylinders im Verhältnis
zur Projektion auf die Kommunikationsseite der Achse des Zylinders
die Fertigung der Zylinderleitungen erleichtern.
-
Wie
man in Bezug auf die 3 und 4 angezeigt
hat, kann man wählen,
daß die
Zylinderleitungen einen Axialabschnitt aufweisen und daß für die beiden Zylinderleitungen
eines selben Zylinders die nichtaxialen Abschnitte dieser Leitungen
sich in einer selben Ebene befinden, um Überkreuzungen unter z.B. der
Zylinderleitung 14A zu vermeiden, die in die Kommunikationsöffnung 35A mündet und
der Zylinderleitung des Zylinders 14B, die in die Kommunikationsöffnung 34B mündet.
-
Zwischen
den 2, 5 und 6 variieren
weder der Anzahl von Nockenkeulen noch die Anzahl der Zylinder.
Bei der Ausführung
umfaßt
der Motor so viele Zylinder wie Nockenkeulen.
-
Der
Motor der 7 ist leicht unterschiedlich und
man hat, um ihn zu beschreiben, die Bezugszeichen 100 vergrößert. Man
sieht daher in dieser Figur, daß der
Winkelabstand, der durch eine Nockenkeule wie 109A oder 109B abgedeckt
wird, 360°/n
ist, wobei n die Anzahl der Nockenkeulen darstellt, kleiner ist
als der Winkelabstand α114,
der gemessen wird vom Boden eines Zylinders 114 aus, der
durch diesen Zylinder bedeckt ist.
-
In
dieser Figur wirkt die Rolle 116A des Kolbens 116 mit
dem Mittelteil der aufsteigenden Rampe 191A der Nockenkeule 109A zusammen
und die Kommunikation zwischen den Kommunikationsöffnungen 134A und 135A des
Zylinders 114A, in dem sich der Kolben bewegt, und den
Verteileröffnungen 131A und 131B ist
maximal. Die beiden Verteileröffnungen 131A und 131B sind
jeweils den beiden Verteileröffnungen,
die jeweils zwei aufsteigenden Rampen 191A und 191B von
zwei Nockenkeulen 109A und 109B, die aufeinander
folgen, zugeordnet. Im Unterscheid zu den vorangehenden Figuren
ist die Anzahl von Nockenkeulen ausreichend, daß der Winkelabstand α, bedeckt
durch eine Nockenkeule, kleiner als der Winkelabstand α114 ist,
der durch einen Zylinder abgedeckt ist. In dem so alle Abstände eines Winkels
gleich 360°/n
sind, wobei n die Anzahl von Nockenkeulen darstellt, können die
beiden Kommunikationsöffnungen 134A und 135A desselben
Zylinders 114A im wesentlichen im Raumbedarf dieses Zylinders
angeordnet sein. Anders ausgedrückt,
sind diese beiden Kommunikationsöffnungen
in einer Oberfläche
der Kommunikationsseite 118 angeordnet, die definiert ist
durch die Projektion auf diese Seite, welche parallel zur Rotationsachse
A gemacht wird von den Mantellinien G1 und G2 des Zylinders 114,
die einander gemäß einer
Diametralebene dieses Zylinders gegenüberstehen, die senkrecht zu
der Achse A ist.
-
Diese
Anordnung, welche nur möglich
ist, wenn das Verhältnis
zwischen der Anzahl von Nockenkeulen und der Anzahl von Zylindern
ausreichend hoch ist, erlaubt es, die Fertigung der Zylinderleitungen
zu vereinfachen, die in die beiden Kommunikationsöffnungen
eines selben Zylinders münden, wobei
sich jene nicht mit den Zylinderleitungen eines Zylinders überkreuzen.
-
Man
bemerkt in der 7 auch, daß die Kommunikationsöffnungen
eine spezielle Form haben, wobei deren Seite konkav ist. Diese Anordnung, an
sich bekannt durch das Dokument FR-A-2 587 761, erlaubt es, vorzusehen,
daß, wenn
eine Kommunikationsöffnung
beginnt, mit einer Verteileröffnung
zu kommunizieren, der Kommunikationsquerschnitt zwischen diesen
beiden Öffnungen
sehr schnell bei der relativen Rotation des Zylinderblocks und der
Nocke variiert. Dies begrenzt die Druckverluste.
-
Die
Erfindung kann somit zusammen mit anderen speziellen Ausgestaltungen
verwendet werden, die bereits bekannt sind, um Druckverluste zu vermindern.
-
Sie
kann auch mit Kommunikationsöffnungen
jeglicher Formen verwendet werden, zum Beispiel ringförmig, die
gegebenen Fall leichter auszuführen
sind.
-
Der
in den Figuren dargestellte Motor kann zwei aktive Betriebshubräume haben.
-
In
einem großen
aktiven Hubraum des Motors sind somit alle Nockenkeulen aktiv, das
heißt, daß alle Verteileröffnungen,
die aufsteigenden Rampen zugeordnet sind, mit der Versorgungsleitung
verbunden sind, und alle Verteileröffnungen, die den absteigenden
Rampen zugeordnet sind, mit der Auslassleitung verbunden sind. Bei
der relativen Rotation des Zylinderblockes und der Nocke sind somit
die Kommunikationsöffnungen
eines Zylinders abwechselnd verbunden mit hohem Druck und mit niedrigem Druck.
-
Bei
bestimmten Motoren wird die Auswahl des Hubraums durch Nocken gemacht.
Dies bedeutet, daß in
dem kleinen aktiven Betriebshubraum bestimmte Nockenkeulen aktiv
sind. Zum Beispiel, wenn man 6 betrachtet,
kann man vorsehen, daß in
dem kleinen aktiven Betriebshubraum allein die Nockenkeulen 9A, 9C und 9E aktiv
sind, wobei die Verteileröffnungen 31A, 31C und 31E,
die mit deren jeweiligen aufsteigenden Rampen verbunden sind, und
die Verteileröffnungen 32A, 31C und 32E, die
mit deren jeweiligen absteigenden Rampen verbunden sind, jeweils
mit der Fluidversorgung und dem Auslaß verbunden sind. In den kleinen
aktiven Hubraum sind im Gegenzug die anderen Nockenkeulen inaktiv,
was zum Beispiel für
die Keule 9B bedeutet, daß die Verteileröffnungen 31B und 32B auf
den gleichen Druck gesetzt sind, der je nach Fall der Druck des
Fluidauslasses, ein Hilfsdruck, sogar der Versorgungsdruck sein
kann.
-
Man
bemerkt, daß die
Keulen 9A, 9C und 9E, die aktiv in dem
kleinen aktiven Betriebshubraum sind, axialsymmetrisch angeordnet
sind. Aus Gründen
der Klarheit der Zeichnung sind die Schraffurlinien der im kleinen
Hubraum aktiven Nockenkeulen mit durchgezogenen Linien gemacht,
während
jene der inaktiven Nockenkeulen in unterbrochenen Linien sind.
-
In
dem Fall wenn K die Anzahl von aktiven Nockenkeulen im kleinen aktiven
Betriebshubraum ist, dann muß der
Winkelabstand zwischen den beiden Kommunikationsleitungen eines
selben Zylinders gleich einem Vielfachen von 380°/k sein. Wie man in der 6 sieht,
muß daher,
damit der Motor im kleinen aktiven Betriebshubraum arbeitet, die
erste Kommunikationsleitung 34A des Zylinders 14A kommunizieren
mit einer Verteileröffnung 31A,
die der Rampe 91A der Nockenkeule 9A zugeordnet
ist, mit der der Kolben zusammenwirkt, der in dem betreffenden Zylinder
angeordnet ist, und gleichzeitig die zweite Kommunikationsleitung 35A desselben Zylinders
mit einer anderen Kommunikationsöffnung 31C zusammenwirken,
die auch der aufsteigenden Rampe einer aktiven Nockenkeule zugeordnet
ist, bei dieser Ausführung
der Rampe 91C.
-
In
der 6 umfaßt
der Motor sechs Nockenkeulen, darunter sind drei aktiv im kleinen
aktiven Betriebshubraum und der Winkelabstand α zwischen den beiden Kommunikationsöffnungen
eines selben Zylinders ist gleich 120°. Wenn die Wahl, asymmetrisch
die beiden Kommunikationsöffnungen eines
selben Zylinders im Verhältnis
zu einer Ebene anzuordnen, die durch die Achse des Zylinders und durch
die Rotationsachse A des Motors verläuft, vorteilhaft sein kann,
ist dies wohl verstanden nicht notwendigerweise mit der Möglichkeit
verbunden, die Erfindung in einem Motor mit wenigstens zwei aktiven
Betriebshubräumen
zur Hubraumauswahl durch Nocken auszuführen.
-
Darüber hinaus
ist die Erfindung offensichtlich auf Motoren anwendbar, deren Hubraumauswahl direkt
durch die Zylinder betrieben wird. Sie ist auch auf Motoren oder
Pumpen mit axialen Kolben mit Nocken anwendbar, die mehrere Keulen
aufweisen.
-
Wenn
die Zylinderleitungen lang und von komplexer Form und daher schwierig
herzustellen sind, ist es möglich,
ein Kommunikationszwischenstück
auszuführen,
das Leitungsabschnitte umfassen kann, die gedreht oder gegossen
ausgeführt
sind.