DE69110397T2 - Radialzylindermotoren und -pumpen. - Google Patents

Description

• In Radialzylinderpumpen oder -motoren, welche auf dem Gebiet der Ölhydraulik eingesetzt werden, wird die abwechselnde Bewegung der Kolben dadurch erhalten, daß an ihrem Ende vorspringend von einem Rotor eine ringförmige Laufbahn durchlaufen wird, welche exzentrisch zur Achse der Pumpe ist (wobei festgehalten wird, daß von nun an, wenn von Pumpen gesprochen wird, auch auf Motoren Bezug genommen wird).
• Um den Druck sowohl in der Phase der Förderung des Öls unter Druck, welcher auf die Kolben ausgeübt wird, zu verteilen und damit diese auf die ringförmige, exzentrische Laufbahn auf einer Oberfläche übertragen, welche größer ist als jene theoretisch punktförmige Oberfläche, welche zwischen den Kolben und der Bahn bestehen sollte, wird zwischen diesen zwei Elementen ein Schuh bzw. Schlitten angeordnet, welcher mit dem Kolben im allgemeinen über ein Kugelgelenk verbunden ist und welcher auf der ringförmigen Bahn unter fluider Reibung gleitet, welche durch hydrostatische Anlage erhalten wird, und d.h. durch Einbringen in die zentrale Zone des Schlittens von Öl unter Druck, welches dorthin durch ein kleines Loch gelangt, welches den Kolben, das Kugelgelenk und den Schlitten selbst durchdringt.
• Bei einer sehr neuen Ausführungsform, bei welcher die Kufen bzw. Schlitten nicht zu einer Drehbewegung durch die Kolben über das Kugelgelenk, sondern direkt durch den Rotor angetrieben werden, sind die Schlitten nicht mehr hydrostatisch an der kreisförmigen Bahn gehalten und dies wird durch ein Nadellager ohne Innenring ausgebildet, auf welchem die Schlitten unter rollender Reibung abrollen.
• Aus konstruktiven Gründen vor allem mechanischen Charakters weisen die Träger des Gehäuses eine beträchtliche Dicke auf, wobei aus diesem Grund die Nadeln relativ weit voneinander entfernt sind.
• Aus der Literaturstelle US-A-2 130 299 ist eine Radialzylinderpumpe oder ein -motor bekannt, bei welcher bzw. bei welchem der auf die Kolben über das unter Druck stehende Öl ausgeubte Druck während der Förderung/Arbeitsphase, und welchen die Kolben auf die Schlitten übertragen, auf die Schlitten auf einer ringförmigen Außenlaufbahn mit Hilfe von zylindrischen Nadeln ausgeübt wird, die sich unmittelbar auf der ringförmigen Außenlaufbahn ohne Zwischenschaltung eines Gerüstes befinden.
• Das Ziel der Erfindung, für welche das Patent beansprucht wird, ist die Substitution des Lagers durch ein System von Nadeln, welche direkt an dem Lagersupport angeordnet sind und welche beinahe in Kontakt untereinander derart angeordnet sind, daß daraus resultierend deren Anzähl beträchtlich vergrößert im Vergleich mit denjenigen ist, welche in einem Nadellager mit einem Gerüst enthalten sind, und derart, daß die Reibung, welche zwischen benachbarten Nadeln auftreten würde, vermieden wird (Fig. 1.1). Unter dem Ausdruck "Support" soll bei Pumpen mit festem Hubraum deren Gehäuse selbst verstanden werden, während bei denjenigen mit veränderbarem Hubraum das Element verstanden werden soll, welches seine Translationsbewegung im Inneren des Gehäuses selbst ermöglicht.
• Eine Pumpe oder ein Motor gemäß der Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 beschrieben.
• Eine Pumpe oder ein Motor ist in größerem Detail nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigeschlossene Zeichnung beschrieben, in welcher:
• Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
• Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Die Nadeln 2 sind "beinahe" in Kontakt untereinander und nicht unter vollständiger Hinterfüllung angeordnet, wie dies allgemein durchgeführt wird, da in diesem Fall in dem Kontaktbereich die Nadeln 2 in zueinander entgegengesetzter richtung ablaufen und dies die unvermeidbare Unterbrechung des Schmierfilmes mit sich bringen würde, durch welchen im Gegensatz dazu die Nadeln permanent umhüllt sein müssen (Fig. 1.2).
• Um die Nadeln 2 voneinander getrennt und in konstantem Abstand zu halten, verwendet man andere Nadeln oder Kugeln 3, welche wir "Zwischenelemente" nennen, welche in den dreieckförmigen Freiräumen an den gekrümmten Seiten angeordnet sind, welche zwischen zwei benachbarten Nadeln 2 und der ringförmlgen Laufbahn 1 enthalten sind.
• Der den Zwischennadeln 3 zu verleihende Durchmesser wird leicht aus einer Gleichung bestimmt, welche aus der Anzahl und dem Durchmesser der Hauptnadeln 2 ableitbar ist, wobei der Abstand am Umfang an der Stelle der Zentren der Nadeln gemessen wird, welchen man zwischen diesen und dem Durchmesser der ringförmigen Laufbahn 1 beläßt.
• Es ist in diesem Zusammenhang interessant festzustellen, daß man zwischen den Hauptnadeln 2 und den Zwischennadeln 3, wie dies leicht überprüfbar ist, eine Abrollbewegung ohne Reibung hat, während man eine Reibungsbewegung zwischen den Zwischennadeln 3 und der ringförmigen Laufbahn 1 hat. Da die Kräfte, welche auf diese wirken, einen minimalen Wert aufweisen und da das gesamte System der Schlitten und der Nadeln vollständig von Öl umhüllt ist, ist die Funktionsweise des Systems vollständig sichergestellt. Während bei aktuellen Konstruktionen der Abstand zwischen den Nadeln 2 im allgemeinen nahe ihres Radius liegt, erlaubt die Anwendung dieses Systems die Vergrößerung von deren Anzahl um ungefähr 50 % und im selben Verhältnis erhöht sich dementsprechend die Anzahl der Nadeln, auf welche jeder Schlitten bzw. Schuh drückt, und somit der Druck, welchen das unter Druck stehende Öl auf diese ausüben kann. Wenn es somit die mechanische Widerstandsfähigkeit der anderen Elemente erlaubt, kann das Produkt von Druck x Menge und somit die durch die Pumpe übertragene Leistung in demselben Verhältnis vergrößert werden, wobei dies selbstverständlich ohne Vergrößerung der Abmessungen erfolgt.
• Konstruktionsmäßig muß die ringförmige Laufbahn 1 eine geeignete Härte aufweisen, welche auf dem Support mit einer geeigneten thermischen Behandlung oder unter Anordnung eines Ringes 6 derselben Härte auf dessen Inneren erhalten werden kann. Um die Nadeln 2 in Anlage an die ringförmige Laufbahn auch in dem Ruhezustand zu halten, können Scheiben mit einem L-förmigen Querschnitt 4, 5 verwendet werden.
• Selbstverständlich ist das Obige lediglich beispielhaft angeführt und jede andere konstruktive Lösung kann im Rahmen der Ansprüche eingesetzt werden, welche das oben dargelegte, grundlegende Prinzip nicht ändert.

Claims (2)

1. Radialzylinderpumpe, -motor oder Pumpe und Motor, in der/in dem/in denen die Kolbenpumpwirkung des Öls unter Druck während der Lieferung/Arbeitsphase von den Kolben den Schlitten übertragen wird und dank den Schlitten auf einer ringförmigen Außenlaufbahn (1, 6) durch zylinderförmige Nadeln (2) wirkt, die sich unmittelbar auf der obigen ringförmigen Außenlaufbahn befinden (1, 6), ohne daß ein spezielles Gerüst zwischenliegt; dadurch gekennzeichnet, daß die nebenliegenden Nadeln voneinander getrennt und in einer vorgeschriebenen Distanz durch Nadeln (3) oder Kugeln von geeignetem Durchmesser oder durch eine Kombination derselben gehalten sind, die im Raum zwischen zwei anliegenden Nadeln (2) und der ringförmigen Außenlaufbahn angeordnet sind (1, 6).

2. Pumpe oder Motor oder Pumpe und Motor wie in dem vorigen Anspruch, in der/in dem/in denen die Nadeln nebeneinander liegen, ohne sich zu berühren, so daß der Kontakt zwischen den anliegenden Nadeln vermieden wird, der den Bruch ihres Schmierstoffilms verursachen kann.