DE7525124U

DE7525124U - Hydraulische rotationsmaschine

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Publication number: DE7525124U
Application number: DE19757525124U
Authority: DE
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1974-08-08
Filing date: 1975-08-07
Publication date: 1975-11-27
Also published as: IT1033939B; DE2535364A1; GB1520912A; US4018139A; JPS5142103A; CA1031216A; NL7509404A; BE831546A; FR2281509B1; SE7508945L; FR2281509A1

Description

PATENTANWÄLTE

DR.- ING. H. FINCKE DIPL.- ING. H. BOHR DIPL.-ING S. STAEGER

Patentanwälte Or. rindce ■ Bohr ■ Staeger - 8 München 5 · M0llerjtra6e

8 MÖNCHEN MOIIer,trofl, 31 Fernruf: (0 89)'1'66060 Telugramme: Claims München Telex: 5 239 03 claim d

1975

Moppe no. A 2 30 - Case LAND

Bitte in der Antwon angeben

Beschreibung

zum Gebrauchsmustergesuch

der Firma SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO

Paris / Frankreich

betreffend

"Hydraulische Rotationsmaschine"

Priorität: 8. August 19 74 - FRANKREICH

Die Neuerung betrifft allgemein hydraulische Rotationsmaschinen, die in einem Gehäuse eine drehbar montierte Welle und eine Anzahl aus Zylinder und Kolben bestehende Bauteilgruppen aufweisen, die radial sternförmig um die genannte Welle herum angeordnet sii.d und einerseits mit einer Ein-

Bankverbindung; Bayer. Verainsbonk München, Konto 620 404 · Posticheckkonto ι MOnchan 270 44-802

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richtung zur Mittenverlagerung zusammenwirken, die so ausgeführt ist, daß Zylinder und Kolben jeder der genannten Bauteilgruppen im Zusammenhang mit der Drehung der Welle eine Relativbewegung gegeneinander ausführen, und andererseits eine Fluidumwälzeinrichtung, die so ausgeführt ist, daß jede der aus Zylinder und Kolben bestehenden Bauteilgruppen der Reihe nach ebenfalls mit Fluid versorgt wird. ;

Je nach der Umwälzung dieses Fluids arbeitet eine derartige \

f. hydraulische Rotationsmaschine als Pumpe oder als Motor.

Die Einrichtung zur Mittenverlagerung wird sowohl von der Innenfläche eines exzentrischen Kranzes gebildet, der an dem Gehäuse angeordnet und um die aus Zylinder und Kolben bestehenden Bauteilgruppen geführt ist, als auch von einer exzentrischen Lagerstelle der rotierenden Welle, die von den aus Zylinder und Kolben bestehenden Bauteilgruppen umgeben ist; diese beiden Anordnungen sind hinsichtlich des angestrebten Ziels und hinsichtlich des erhaltenen Ergebnisses technisch äquivalent.

Bei hydraulischen Rotationsmaschinen dieser Art ist vorgeschlagen worden, die Speisung jeder der aus Zylinder und Kolben bestehenden Bauteilgruppen mit Fluid einzeln vorzunehmen.

Ausführungsformen dieser Art sind zwartechnisch perfekt, sie sind aber verhältnismässig kompliziert aufgebaut.

Ferner ist vorgeschlagen worden, die aus Zylinder und Kolben bestehenden Bauteilgruppen durch Eintritts- und Austrittsleitungen, die in die Welle parallel zu deren Achse geschnitten sind, mit Fluid zu versorgen, wobei die Leitungen jeweils in Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen münden, die auf einem

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Kreise hintereinander am Rande der Welle in dem Teil der Welle angeordnet sind, der von den aus Zylinder und Kolben bestehenden Bauteilgruppen umgeben ist, und die auf der Kreislinie voneinander durch Umschaltnocken getrennt sind, die mit einem Steuerring zusammenarbeiten, der auf der Welle angebracht ist und zwischen dieser und den die Welle umgebenden, aus Zylinder und Kolben bestehenden Bauteilgruppen eingeschaltet ist, wobei der Ring in praktisch radialer Richtung einen jedem der Bauteilgruppen gegenüberliegenden Kanal aufweist, der die Bauteilgruppen abwechselnd mit der Eintrittsleitung und der Austrittsleitung verbindet.

Abgesehen davon, daß diese Anordnung zu einer Vereinfachung der Fluidzuführung führt, ermöglicht sie in vorteilhafter Weise eine Trennung zwischen den Drehbewegungen, die zwischen dem Ring und der Welle ablaufen, und den hin und hergehenden Bewegungen, die zwischen den aus Zylinder und Kolben bestehenden Bauteilgruppen und dem genannten Ring ablaufen.

In diesem Fall muß aber für eine passende Halterung des Ringes gegenüber der Welle, die er umgibt, gesorgt sein, damit eine Mitnahme dieses Ringes durch die genannte Welle verhindert werden kann.

Bei einer bekannten Ausführungsform dieser Art berührt jeder Kolben den Ring mit einer ebenen Fläche und wird daran gehindert, sich seitlich gegenüber dem Gehäuse zu verlagern, so daß der Ring somit allein durch den flächenhaften ebenen Kontakt gehalten wird, der zwischen ihm und jedem einzelnen Kolben besteht.

Aber wegen der Wirkung der zugehörigen Mittenverlagerungseinrichtung findet eine Relativverschiebung des Ringes gegenüber jedem Kolben quer zu dem Kolben derart statt, daß jeder Kolben,

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der auf diese Weise durch den Ping zu einer Hin- und Herbewegung in Querrichtung veranlaßt wird, dazu neigt, den Zylinder, in dem er angebracht ist, unrund zu machen, und für die praktische Ausführung sind daher besondere, verhältnismäßig umständliche Vorkehrungen zu treffen, um dieses Unrundwerden zu verhindern.

Bei einer weiteren bekannten Ausfuhrungsform wird das Unrundmachen der Zylinder durch die zugehörigen Kolben dadurch ver- \ ändert, daß eine Parallelversetzung der Zylinder und der Kolben herbeigeführt wird, wobei der Ring allein dadurch in seiner Position gehalten wird, daß er mit den genannten Zylindern verbunden ist.

Das führt aber zu einer sehr komplizierten Konstruktion.

Nun ist bereits vorgeschlagen worden - allerdings bei einer Bauweise mit Einzelspeisung der aus Zylinder und Kolben bestehenden Bauteilgruppen - jeden dieser Zylinder in dem Gehäuse um eine Achse schwingend anzubringen, die praktisch parallel zu der Welle verläuft, oder die Zylinder auf einem Kugelgelenk anzuordnen, das am Zylinderende ingeordnet ist, womit das Unrundmachen eines Zylinders durch den darin spielenden Kolben vermieden wird.

Der Neuerung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, eine derartige Konstruktion an eine hydraulische Rotationsmaschine mit Fluidzuführung durch die Welle anzupassen.

Genauer gesagt geht die Neuerung von einer hydraulischen Rotationsmaschine aus, deren Konstruktion in einem Gehäuse eine Welle aufweist, die drehbar gelagert ist und in radialer Richtung eine exzentrische Lagerstelle besitzt, ferner eine Anzahl aus Zylinder und Kolben bestehende Bauteilgruppen,

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(nachstehend als "Zylinder-Kolben-Gruppe" bezeichnet), die radial sternförmig um die genannte exzentrische Lagerstelle der genannten Welle angeordnet und einzeln in dem Gehäuse um eine praktisch parallel zu der genannten Welle verlaufende Achse hin und her beweglich angebracht sind, so daß Zylinder und Kolben jeder Zylinder-Kolben-Gruppe in Verbindung mit der Drehung der Welle der Reihe nach eine Relativbewegung zueinander ausführen, zusammenwirkend einerseits mit Eintritts- und Austrittsleitungen, die in die genannte Welle parallel zu deren Achse geschnitten sind, damit ein Fluidumlauf stattfinden kann, wobei die genannten Leitungen jeweils in Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen münden, die auf einem Kreis hintereinander am Umkreis der exzentrischen Lagerstelle der Welle angeordnet und in Kreisrichtung voneinander durch Umschaltnocken getrennt sind, und zusammenwirkend andererseits mit einem an der exzentrischem Lagerstelle der Welle angeordneten Steuerring, der zwischen der genannten exzentrischen Lagerstelle und den d'ese umgebenden Zylinder-Kolben-Gruppen angeordnet iet und in praktisch radialer Richtung gegenüber jeder der genannten Zylinder-Kolben-Gruppen einen Kanal aufweist, um eine Verbindung der Gruppen abwechselnd mit der Eintjittsleitung und mit der Austrittsleitung herzustellen, sowie schließlich eine gesteuerte Halteeinrichtung, die dem genannten Ring zugeordnet ist und einer Mitnahme des Ringes durch die exzentrische LagersteLie, auf der er angebracht ist, entgegenwirkt, welche hydraulische Rotationsmaschine dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte gesteuerte Halteeinrichtung einerseits mindestens einen Rinpflansch aufweist, der seitlich um die Welle geführt ist und der mit dem Steuergehäuse oder mit dem Steuerring drehfest verbunden ist, und andererseits mindestens zwei Haltestifte, die, umgekehrt, an dem Steuerring oder an dem Steuergehäuse befestigt sind und die jeweils einzeln in "ührungsdurchbrüche eingreifen, die zu diesem Zweck in dem genannten Flansch vorgesehen sind,

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Aufgrund dieser Bauweise vermag die neuerungsgemäße hydraulische Rotationsmaschine in vorteilhafter Weise eine allen Zylinder-Kolben-Gruppen gemeinsame axiale Fluidversorgung mit einer hin- und herbewegbaren Montage des Zylinders jeder Zylinder-Kolben-Gruppe zu vereinigen, so daß jedes Unrundmachen des Zylinders auf einfache Weise verhindert wird.

Die Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich im übrigen aus der nachstehenden Beschreibung vonAusführungsbeispielen der Neuerung und anhand der schematisch ausgeführten Zeichnungen, die folgendes darstellen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine neuerungsgemäße hydraulische Rotationsmaschine, geschnitten längs der gebrochenen Linie I-I in Fig. 3;

Fig. 2 in der linken Hälfte einen Querschnitt durch die hydraulische Rotationsmaschine längs der Linie IIA-IIA in Fig. 1, in der rechten Hälfte einen Querschnitt durch die gleiche hydraulische Rotationsmaschine längs der Linie IIB-IIB in Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilansicht des Endes der hydraulischen Rotationsmaschine in Richtung des Pfeils III in Fig. 1;

Fig. U eine der Fig. 1 entsprechende Teilansicht einer abgeänderten Ausführungsform;

Fig. 5 einen Teilquerschnitt dieser Ausführungsvariante, geschnitten längs der Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 bzw, 7 den Fig. H bzw. 5 entsprechende Ansichten einer weiteren Ausführungsvariante der neuerungsgemäßen hydraulischen Rotationsmaschine;

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Fig. 8 einen schematischen Teilquerschnitt einer nochmals veränderten Ausführungsform, insbesondere der exzentrischen Lagerstelle, mit der die Welle dieser Ausführungs· form ausgestattet istj

Fig. 9 einen Axialschnitt durch diese exzentrische Lagerstelle, geschnitten längs der Linie IX-IX in Fig. 8;

Fig.10 eine Draufsicht auf diese exzentrische Lagerstelle in Richtung des Pfeils X in Fig. 9.

Die Zeichnungen geben die Anwendung der Neuerung bei einem Hydromotor wieder.

Nach der in den Fig. 1 bis 3 gezeichneten Ausführungsform weist der Hydromotor in einem Gehäuse 10 eine Welle 11 auf, die in Lagern 12 drehbar angeordnet ist und deren geriffeltes Ende 13 aus dem Gehäuse 10 herausragt, während das andere Ende m der Welle 11 im Inneren des Gehäuses in einem verschlossenen Raum 15 des Gehäuses eingeschlossen bleibt.

Bei der praktischen Ausführung besteht das Gehäuse 10 aus zwei Gehäuseschalen 1OA, 1OB, die in einer praktisch quer zu der Welle 11 verlaufenden Verbindungsebene P zusammengeführt sind; die Gehäuseschalen sind durch Gewindebolzen 16 miteinander verschraubt, die in Gewindebohrungen 17 eingreifen, die in einer der Schalen parallel zu der Welle 11 vorgesehen sind.

Das nicht benutzte Gewindeende dieser Gewindebohrungen 17 kann vorteilhafterweise zur Befestigung des Gehäuses 10 an einem (in der Zeichnung nicht dargestalten) Träger dienen.

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In seinem Mittelabschnitt ist an der Welle 11 eine zylindrische exzentrische Lagerstelle 20 vorgesehen und auf dieser ist ein Steuerring 21 angebracht, der dazu mit einer komplementär zu der exzentrischen Lagerstelle 20 der Welle 11 ausgeführten inneren Zylinderfläche ausgestattet ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform hat die Aussenfläche 2 3 des Steuerringes 21 sphärische Gestalt.

Das Gehäuse 10 enthält ausserdem eine Anzahl Zylinder-Kolben-Gruppen 25 mit jeweils einem Zylinderteil 26 und einem Kolbenteil 27, der sich in dem zügen' igen Zylinderteil axial zu verlagern vermag; die Zylinder-Kolben-Gruppen sind gleichmassig in radialer Richtung sternförmig um die exzentrische Lagerstelle 20 der Welle 11 verteilt, d.h. praktisch um den Stesuerring 21, der auf dieser Lagerstelle angeordnet ist.

Bei der gezeichneten Ausführungsform sind fünf Zylinder-Kolben-Gruppen 25 vorgesehen.

Der Zylinder 26 jeder Zylinder-Kolben-Gruppe läßt sich in dem Gehäuse 10 um eine praktisch parallel zu der Welle 11 verlaufende Achse hin und her bewegen und ist dazu mit zwei Drehzapfen 28A₁ 28B versehen, die schwenkbar in Ausnehmungen 29A, 29B des Gehäuses 10 in Lagerbüchsen 30A, 30B gelagert sind.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel besitzt ein solcher Zylinder 26 eine Sackbohrung, und der zugehörige Kolben 27 ist rohrförmig.

Das freie Ende des Kolbens 27 besitzt am Ende eine sphärische Auflagefläche 32, die in Berührung mit dem Steuerring 21 steht; ausserdem ist im Kolbeninneren eine Schulter 33

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vorgeseh.n, auf der sich eine Feder 34 abstützt, die sich im übrigen gegen den Boden des zugehörigen Zylinders26 legt und dadurch den Kolben 27 federnd in Richtung auf den Steuerring 21 drückt und auf diese Weise den Kontakt zwischen diesem Kolben und diesem Ring aufrechterhält.

Ausserdem sind hydraulische Steuermittel vorgesehen; dazu gehört eine Eintrittsleitung 35E und eine Austrittsleitung 35S₉ die in die Welle 11 praktisch parallel zu deren Achse geschnitten sind.

Α.Λ Innenende IH dieser Welle stehen die Eintrittsleitung und die AusLrittsleitung in Verbindung mit öffnungen 36E, 36S, die in die Umfangsfläche der Welle 11 geschnitten und in Längsrichtung der Welle axial gegeneinander versetzt sind.

Der Raum 15 des Gehäuses 10, in dem das Innenende 14 der Welle 11 l'egt, besitzt, den Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen 36E bzw. 36S dieser Welle gegenüberliegend, ringförmige Eintrittsnuten bzw. Austrittsnuten 38E bzw. 38S, die über Leitungen 37E, 37S in dem Gehäuse 10 mit irgendeiner (nicht gezeichneten) Quelle für Umlauffluid verbunden werden können.

Am Ort der exzertrischen Lagerstelle 20 münden die Eintrittsbzw, die Austrittsleitung 35E, 35S der Welle in Eintrittsbzw« Austrittsöffnungen 4OE, 4OS, die in Kreisrichtung hint ereinander an der Innenfläche der genannten exzentrischen Lagerstelle 20 in deren Mittelbereich vorgesehen sind und die in Kreisrichtung voneinander durch Umschaltnocken 4 2 getrennt sind, die bei der praktischer. Ausführung den Rest dessen darstellt, was von der exzentrischen Lagerstelle 20 nach Anbringung der öffnungen 4OE, 4OS übrigbleibt.

Gleichzeitig weist der Steuerring 21 in seinem Mittelbereich

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Durchlässe 44 auf, die jeweils praktisch radial verlaufen und jeweils gegenüber einer Zylinder-Kolben-Gruppe 25 zu deren Versorgung angeordnet sind.

Am Ort jedes Durchlasses HH ist an der Innenfläche des Steuerringes 21 eine Schale 45 ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung beiderseits der Ausmündung des Durchlasses HH erweitert und deren Abwicklungs länge nachstehend mit D bezeichnet wird.

Ausserdem weist die Innenfläche des Steuerringes 21 bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel transversal beiderseits des Durchlasses 4 4 Nuten 4 6 auf, deren Bedeutung weiter unten erläutert werden soll.

Aus weiter unten erläuterten Gründen weist ferner das Innenende 14 der Welle 11 einen Kanal 47 auf, der praktisch parallel zu der Achse dieser Welle verläuft und der das übrige Gehäuse 10 mit dem Raum 4 8 zu verbinden vermag, der zwischen dem Innenende 14 der Welle 11 und dem Boden der Sackbohrung 15, in der die Welle liegt, eingeschlossen ist.

Ausserdem ist der Steuerring 21 mit einer gesteuerten Halteeinrichtung versehen, damit sich dieser einer Mitnahmebewegung zu widersetzen vermag, die von der exzentrischer Lagerstelle der Welle 11, auf der der Steuerring angebracht ist, veranlaßt wird.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen Ausführungsform weist diese gesteuerte Halteeinrichtung zwei Ringflanschen 50A, 50B auf, die,querstehend um die Welle 11 herumführend, beiderseits der exzentrischen Lagerstelle 20 der Welle angeordnet sind und mit der genannten Welle drehfest verbunden sind.

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Zu diesem Zweck sind die Flanschen 5OA, 50B an ihrem Rande mit Kerben 5 2A, 5 2B versehen, mit denen sie die Drehzapfen 28A, 28B der Zylinder 26 ergreifen.

Distanzfedern 5 3 stützen sich an den Flanschen 50A, 50B ab und drücken sie gegen jeweils eine Schulter 5HA, 54B des Gehäuses 10 unter Zwischenschaltung jeweils einer massiven Kopfplatte 55A, 55B, deren Zweck weiter unten erläutert wird.

Diese Distanzfedern 5 3 sind jeweils über einen Haltebolzen 56 gestreift, der zwischen den Flanschen 50A, 50B verläuft.

In der Nähe ihres Innenrandes sind die Flanschen 50A, 50B mit annähernd kreisförmigen Durchbrüchen 58A, 58B versehen.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel besitzt jeder Flansch 50A, 50B so viele Durchbrüche 58A, 58B wie Zylinder-Kolben-Gruppen vorgesehen sind, und die Durchbrüche sind, ebenso wie die Zylinder-Kolben-Gruppen, gleichmässig über den Umfang verteilt.

Entsprechend sind an dem Steuerring 21 parallel zu der Welle 11 verlaufend so viele Haltestifte 60A, 60B vorgesehen, wie Zylinder-Kolben-Gruppen 25 vorhanden sind, und jeder dieser Haltestifte 60A, 603 greift in einen Durchbruch 58A, 58B des zugeordneten Flanschs 50A, 50B ein, und ein derartiger Stift berührt einen solchen Durchbruch, um ihn zu führen.

Zum Betrieb wird, wenn es sich um einen Hydromotor handelt, ein unter Druck stehendes Fluid in die neuerungsgemäße hydraulische Rotationsmaschine durch die zu diesem Zweck vorgesehene Eintrittsleitung 37E eingeleitet.

Das unter Druck stehende Fluid wird durch die öffnung 36E

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des Innenendesi IH der Welle 11, weiter durch die axiale Eintrittsleitvmg 35E dieser Welle und schließlich durch die öffnung UOE der exzentrischen Lagerstelle 20 jeweils in diejenigen Zylinder-Kolben-Gruppen 25 geleitet, deren entsprechende Durchlässe HH des Steuerringes 21 der Eintrittsöffnung HOE der genannten exzentrischen Lagerstelle gegenübersteht.

Zwei oder drei Zylinder-Kolben-Gruppen 25 können mit Druckfluid gespeist werden, während die drei oder zwei anderen Zylinder-Kolben-Gruppen gleichzeitig mit den Austrittsöffnungen 40S der exzentrischen Lagerstelle 20 der Welle 11 verbunden sind, wobei die öffnungen HOE, HOS dieser exzentrischen Lagerstelle 20 durch die Umschaltnocken H2 voneinander getrennt sind, die für eine ausreichend gute Abdichtung., zwischen den entsprechenden Räumen sorgen.

Bei jeder auf diese Weise mit Druckfluid versorgten Zylinder-Kolben-Gruppe 25 übt das Fluid auf das innere Ende des zugehörigen Kolbens 27 eine Kraft aus, die jener über den Steuerring 21 auf die exzentrische Lagerstelle 20 der Welle 11 überträgt.

Aufgrund der Mittenverlagerung dieser Lagerstelle entsteht ein Antriebsmoment für die genannte Welle.

Wegen der daraus sich ergebenden Drehbewegung der Welle 11 werden die anderen Zylinder-Kolben-Gruppen 25 nacheinander in der eben geschilderten Weise mit Druckfluid gespeist, wodurch die Drehbewegung der Welle 11 aufrechterhalten wird.

Die Nuten H6, die sich an der inneren Lagerfläche des Steuerringes 21 befinden, sorgen unter allen Umständen für eine ausreichende Schmierung der Berührungsfläche des Steuerrin-

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ges und der exzentrischen Lagerstelle 20 der Welle 11, auf der der Steuerring angebracht ist.

Die Schmierung im Bereich der an der exzentrischen Lagerstelle 20 angebrachten Eintrittsöffnung HOE, die mit Druckfluid versorgt wird, bereitet keine Schwierigkeiten, denn zwischen dem zentralen Bereich der exzentrischen Lagerstelle 20 und deren Enden bildet sich ein Druckgradient aus, der ausreichend groß ist, um eine ausreichende Schmierung der Zwischenfläche zwischen der exzentrischen Lagerstelle und dem Steuerring 21 zu gewährleisten. Anders ist es an der Austrittsöffnung HOS der exzentrischen Lagerstelle 20, denn diese öffnung nimmt lediglich unter niedrigem Druck stehendes Fluid auf.

Die Nuten 4 6 nehmen unter mittelhohem Druck stehendes Fluid am Ort der Eintrittsöffnun^ UOE der exzentrischen Lagerstelle 20 auf und führen dieses Fluid an den Ort der Austrittsöffnung 40S dieser Lagers^eHe, der dem vorgenannten Ort diametral gegenüberliegt, so daß ein Druckgradient auch beiderseits einer derartigen Nut in der zu schmierenden Zwischenfläche aufgebaut werden kann.

Natürlich würde es zum gleichen Ergebnis führen, wenn die Nuten 46 nicht an der Innenfläche des Steuerringes 21 sondern an der Aussenf lache der v-xzentrischen Lagerstelle 20 angebracht wären.

Die Abmessungen der öffnungen 4OE und 40S und der Abstand der Nuten 4 6 sind so gewählt, daß das von ihnen definierte Druckfeld annähernd die Krafte (Wirkungen) kompensiert, die von den Kolben auf den Ring 21 ausgeübt werden.

Bei der praktischen Ausführung erfolgt eine Abstimmung derart, daß ^ine geringe Unterkompensation der Wirkungen eintritt, so daß der Kontakt des Ringes 21 mit der exzentrischen

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Lagerstelle sich im Bereich der öffnung "+0 befindet, die dem hohen Druck ausgesetzt ist. Unter diesen Umständen:

wird der Berührungsbereich hervorragend geschmiert, ist der Leckverlust wegen des äusserst kleinen Spiels äusserst klein.

Im übrigen wird durch die in dem innenliegenden Ende 14 der Welle 11 angeordnete Leitung 4 7 ein Abschluß des von dieser Welle in dem Gehäuse 10 abgesperrten Raums 48 von dem unter Druck stehenden Fluid, das unter Umständen zwischen dieser Welle und dem Gehäuse 10 in Richtung des genannten Raums 4 8 herausquillt, verhindert.

Gleichzeitig legen sich die Haltestifte 60A, 60B, die an dem Steuerring 21 angebracht sind, gegen die Flanke der Durchbrüche 58A, 58B, in die hinein sie geführt sind, und halten den Steuerring 21 in einer Weise, die es ihm ermöglicht, die Umschaltung zwischen dem Hochdruckeingang und dem Niederdruckeingang der Zylinder-Kolben-Gruppen 25 rechtzeitig und in geeigneter Form vorzunehmen.

Da nämlich die Durchbrüche 58A, 58B einen kreisförmigen Umriß haben, beschreibt jeder Haltestift 60A, 60B des Steuerkreises 21 während eines Umlaufes der Welle 11 einen exzentrischen Kreis, der dem Exzenterkreis der exzentrischen Lagerstelle 20 der Welle 11 und damit des Steuerringes 21 gleich ist, gegenüber der Achse der Welle 11.

Natürlich würde zu diesem Zweck ein einziger Flansch 50A oder 50B an nur einer Seitenfläche des Steuerringes 21 ausreichen, und/oder es würde für einen der beiden Flansche 50A, 50B ausreichen, zwei Haltestifte 60A oder 60B an diametral einander gegenüberliegenden Stellen vorzusehen.

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Die Kopfstücke S5A, 55B, durch die die Flansche 50A, 50B aufgedoppelt werden, verhindern, daß die Haltestifte 60A, 60B des Steuerringes 21 aus diesem heraustreten, denn sie stoßen mit ihren freien Enden an die genannten Kopfplatten.

Vorzugsweise sind die Umschaltnocken 4 2 in der gezeichneten Weise symmetrisch zu der axialen Symmetrieebene der exzentrischen Lagerstelle 20 angeordnet; sie bilden einen Teil der Umfangsflache dieser Lagerstelle, und ihre abgewickelte Umfangslänge D^f von einer Öffnung 4OE, 4OS dieser Lagerstelle zur anderen ist größer als die entsprechende abgewickelte Umfangslänge D der Schalen 45, die an der Innenfläche des Steuerringes 21 am Ausgang der radialen Durchlässe 44 des Steuerringes ausgebildet sind.

Auf diese Weise ist jede Zylinder-Kolben-Gruppe 25 vor ihrer Umschaltung auf die Hochdruckeintrittsöffnung 4OE der exzentrischen Lagerstelle 20 der Welle 11 während einer bestimmten Zeitspanne gegenüber der Niederdruckaustrittsöffnung 4OS dieser exzentrischen Lagerstelle abgesperrt.

Während dieses Absperrungszeitraums setzt der Kolben 27 seine Hubbewegung fort, und aus der bloßen Tatsache der Bewegung dieses Kolbens folgt eine zunehmende Druckbeaufschlagung des in dem zugehörigen Zylinder eingeschlossenen Volumens .

Die Druckbeaufschlagung jeder Zylinder-Kolben-Gruppe 25 erfolgt somit nicht plötzlich in einem Wechsel zwischen Vollbelastung und Vollentlastung, und dasselbe gilt für die Druckabnahme.

Daraus ergibt sich eine vorteilhafte Modulierung der Arbeitsweise der Zylinder-Kolben-Gruppe.

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Gemäß der in den Fig. H und 5 gezeichneten Ausführungsvariante besitzt die gesteuerte Halteeinrichtung des Steuarringes 21 mindestens einen, bei der tatsächlichen Ausführung jedoch zwei Flanschen 6 2A, 6 2B, die seitlich an dem genannten Steuerring, quer zu der Welle 11 angeordnet sind, und jeder Flansch 6 2A, 6 2B weist an seinem Innenrande Führungsdurchbrüche 6 3A, 6 3B auf, durch die sie mit den Drehzapfen 28A, 28B der Zylinder-Kolben-Gruppe 25 in Kontakt kommen.

Diese Drehzapfen 28A, 28B spielen insoweit die Rolle von starr mit dem Gehäuse 10 verb .idenen Haltestiften, und diese Haltestifte verlaufen parallel zu der Welle 11.

Natürlich könnten auch andere starr mit dem Gehäuse 10 verbundene Halteorgane verwendet werden, wie sie nachstehend im Zusammenhang mit den Figuren 6 und 7 beschrieben sind, aber zumindest für bestimmte Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, die vorhandenen Drehzapfen 28A, 28B auszunützen, wodurch die Zahl der erforderlichen Einzelteile verringert wird,

Ausserdem liegen diese Drehzapfen 28A, 28B auf einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser, auf dem die Haltestifte 60A, 60B nach der vorangegangenen Ausführungsform liegen; dadurch läßt sich die Größe der Reibungseffekte herabsetzen.

In jedem Falle arbeiten die von den Drehzapfen 28A, 28B gebildeten Haltezapfen mit den Flanschen 62A, 62B in gleicher Weise zusammen, wie es in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 für die Haltestifte 60A, 60B beschrieben wurde, die bei jener Ausführungsform mit den feststehenden Flanschen 50A, 50B zusammenwirken.

Nach der in den Fig. 6 und 7 gezeichneten Ausführungsform

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ist ^Jer Zylinder 26 jeder Zylinder-Kolben-Gruppe 25 mit Drehzapfen versehen, und der Zylinder ist unmittelbar mit seinem Boden 66 drehbar in dem Gehäuse 10 angeordnet; ein solcher Boden 66 stellt nämlich eine konvexe Zylinderfläche mit parallel zu der Achse der Welle 11 verlaufender Erzeugender dar und wird von einer zu diesem Zweck in dem Gehäuse 10 ausgebildeten komplementären zylindrischen Konkavfläche 67 umgeben.

In diesem Faxl stellen die Haltestifte, die an dem Gehäuse zum Halten der Flanschen 62A, 62B vorgesehen sind, von den ' Zylinderr 26 unabhängige Teile dar; es handelt sich um

mit Zylinderköpfen 69A, 69B versehene Stifte 68A, 68B, die mit dem Gehäuse 10 verschraubt sind.

Die Zylinderköpfe 69A, 69B dieser Stifte laufen in den Durchbrüchen 6 3A, 63B der Flansche 6 2A₉ 6 2B, unj bei dem gezeich» neten Beispiel haben die Durchbrüche geschlossene Umrisse.

Um die Reibung herabzusetzen, können um die Köpfe 6 9A, 6 9B der Stifte 68A, 68B Kugellager gelegt sein; dasselbe kann bei den Stiften 60A, 60B der in den Fig. 1 bis 3 gezeichneten Aasführungsform geschehen oder bei den Drehzapfen 28A, 28B der AusführungsVariante aus den Fig. H, 5.

Es zeigt sich im übrigen, daß bei der Umschaltung einer Zylinder-Kolben-Gruppe 25 von einer Verbindung mit der Niederdruck-Austrittsöffnung UOS der exzentrischen Lagerstelle der Welle 11 auf eine Verbindung mit der Hochdruckeintrittsöffnung UOE dieser exzentrischen Lagerstelle, die hydraulischen und mechanischen Drücke, die auf den beiden Ringseiten auf seine Innenfläche bzw. seine Aussenflache ausgeübt werden, erheblich schwanken, vor allem weil abwechselnd zwei oder drei

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derartige Zylinder-Kolben-Gruppen gleichzeitig an eine der genannten Öffnungen angeschlossen sind.

Um diese Variationen zu vermindern, tritt, wie in den Figuren 8 bis 10 zu sehen, an der Oberfläche jedes Umschaltnockens 42, der sich an der exzentrischen Lagerstelle 20 der Welle 11 befindet, in dem Mittelbereich dieses Nockens ein Kanal 75 aus, der durch innenliegende Leitungen mit zwei längs des Umfangs beiderseits des betrachteten Nockens an der Aussensdte der exzentrischen Lagerstelle 20 verlaufenden langgestreckten Ausgleichsöffnungen 76A, 73B verbunden ist.

In Fig. 8 entspricht die relative Lage der exzentrischen Lagerstelle 20 und des Steuerringes 21 dem Augenblick, der im folgenden als UmsehaltZeitpunkt bezeichnet wird und in dem bei in Richtung des Pfeils F umlaufender Welle 11 einer der radialen Durchlässe des Steuerringes 21 vorübergehend sowohl gegenüber der Hochdruckeintrittsöffnung 4OE der exzentrischen Lagerfläche 20 als auch von den Niederdruckaustrittsöffnung 4OS dieser Lagerfläche abgesperrt ist; die Bohrung 7 5 und die Öffnungen 76A, 7 6B stehen daher unter einem Druck, der zwischen Hochdruck und Niederdruck liegt.

In Fig. 10 ist mit gestrichelten Linien I, II die relative Lage dieses radialen Durchlasses 44 in den Zeitpunkten eingezeichnet, die dem oben definierten Umschaltzeitpunkt benachbart sind, projiziert auf die exzentrische Lagerstelle 20 der Welle 11.

Wie Fig. 10 erkennen läßt, trifft die Bohrung 75 des Umschaltnockens 4 2 in dem dem Umschaltzeitpunkt voraufgehenden Augenblick I die ihm in Verbindung mit der Niederdruckaustrittsöffnung 4OS zugeordneten Öffnungen 76A, 76B, wodurch in vorteilhafter Weise der radial auf die Innenfläche des Ringes radial zu dem Ring gerichtete Druck bedeutend verringert wird,

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während die zugehörige Zylinder-Kolben-Gruppe gerade noch nicht druckbeaufschlagt ist.

In dem auf den Umschaltzeitpunkt folgenden Augenblick II trifft die Bohrung 75 des Umschaltnockens 4 2 demgegenüber auf die öffnungen 76A, 76B, die ihr in Verbindung mit der Hochdruckeintrittsöffnung UOE zugeordnet sind, wodurch auf die Innenfläche des Steuerringes hydraulisch in radialer Richtung auf den Ring ein Ausgleichsdruck ausgeübt werden kann, der dem mechanischen Druck entgegengesetzt ist, der auf die Aussenflache des Ringes durch den Kolben 27 der Zylinder-Kolben-Gruppe 25 ausgeübt wird, deren Speisung soeben zu der betreffenden Umschaltung geführt hat.

Schutzansprüche;

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Claims

A 2 30 Q

S c h u tzansprüche

Hydraulische Rotationsmaschine, die in einem Gehäuse eine Welle aufweist, die drehbar gelagert ist und in radialer Richtung eine exzentrische Lagerstelle besitzt, ferner eine Anzahl aus Zylinder und Kolben bestehende Bauteilgruppen (nachstehend als "Zylinder-Kolben-Gruppe" bezeichnet), die radial sternförmig um die genannte exzentrische Lagerstelle der genannten Welle angeordnet und einzeln in dem Gehäuse um eine praktisch parallel zu der genannten Welle verlaufende Achse hin und her beweglich angebracht sind, so daß Zylinder und Kolben jeder Zylinder-Kolben-Gruppe in Verbindung mit der Drehung der Welle der Reihe nach eine Relativbewegung zueinander ausführen, zusammenwirkend einerseits mit Eintritts- und Austrittsleitungen, die in d ΐ genannte Welle parallel zu deren Achse geschnitten sind, damit ein Fluidumlauf stattfinden kann, wobei die genannten Leitungen jeweils in Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen münden, die auf einem Kreise hintereinander am Umkreis der exzentrischen Lagerstelle der Welle angeordnet und in Kreisrichtung voneinander durch Umschaltnocken getrennt sind, und zusammenwirkend andererseits mit einem an der exzentrischen Lagerstelle der Welle angeordneten Steuerring, der zwischen der genannten exzentrischen Lagerstelle und den diese umgebenden Zylinder-Kolben-Gruppen angeordnet ist und in praktisch radialer Richtung gegenüber jeder der genannten Zylinder-Kolben-Gruppen einen Kanal aufweist, um eine Verbindung der Gruppen abwech-

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selnd mit der Eintrittsleitung und mit der Austrittsleitung herzustellen, sowie schließlich eine gesteuerte Halteeinrichtung, die dem genannten Ring zugeordnet ist und einer Mitnahme des Ringes durch die exzentrische Lagerstelle, auf der er angebracht ist, entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte gesteuerte Halteeinrichtung einerseits mindestens einen Ringflansch (50) aufweist, der seitlich um die Welle (11) geführt ist und der mit dem Steuergehäuse oder mit dem Steuerring (21) d^eh· fest verbunden ist, und andererseits mindestens zwei Haltestifte (60A, 60B), die, umgekehrt, an dem Steuerring (21) oder an dem Steuergehäuse befestigt sind und die jeweils einzeln in Führungsdurchbrücht (58) eingreifen, die zu diesem Zweck in dem genannten Flansch (50) vorgesehen sind.

Hydraulische Rotationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Flansch (50) drehfest mit der Welle (11) verbunden ist und daß der Ring (21) die dem genannten Flansch (50) zugeordneten Haltestifte (60A, 60B) trifgt.

3. Hydraulische Rotationsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (21) so viele Haltestifte (60A, 60B) trägt, wie Zylinder-Kolben-Gruppen (25) vorgesehen sind.

■+. Hydraulische Rotationsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurca gekennzeichnet, daß der Flansch (50) auf der dem Ring (21) gegenüberliegenden Seite durch ein massives Kopf-

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stück (55) verstärkt ist, das die an dem Ring (12) angebrachten Haltestifte (60A₁ 60B) festzuhalten vermag.

5. Hydraulische Rotationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (62) seitwärts an dem Ring (12) befestigt ist und die dem Flansch zugeordneten Haltestifte (68A, 68B) mit dem Gehäuse (10) starr verbunden sind.

6. Hydraulische Rotationsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (27) seitlich zwei Drehzapfen (28A, 28B) aufweist und daß zumindest bestimmte dieser Drehzapfen Haltestifte bilden.

7. Hydraulische Rotationsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (26) mit seinem Boden an dem Gehäuse (10) schwenkbar angeordnet ist, und daß die Haltestifte Teile darstellen, die von den genannten Zylindern unabhängig sind.

Hydraulische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Flanschen und zwar jeweils einer auf jeder Seite der exzentrischen Lagerstelle der Welle, vorgesehen sind.

9, Hydraulische Rotationsmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Distanzfedern (5 3) sich an den beiden Flanschen (50A, 50B) abstützen und sie

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gegen eine Schulter in dem Gehäuse (10) legen und daß die genannten Federn (5 3) vorzugsweise jeweils über einen Haltebolzen (56) geführt sind, der sich zwischen den genannten Flanschen erstreckt.

10. Hydraulische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grenzfläche zwischen dem Ring (21) und der exzentrischen Lagerstelle (20) transversal zwei Ringnuten (U6) auf jeweils einer Seite von radial verlaufenden Durchlässen (4Ό angeordnet sind₆ die sich in dem genannten Ring (21) befinden.

11. Hydraulische Rotationsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Nuten in die Innenfläche des Ringes geschnitten sind.

12» Hydraulische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche jedes UmschaItnockens (42), der sich„an .der exzentrischen Lagerstelle (20) befindet, im Mittelteil eines solchen Nockens ein Kanal (75) ausmündet, der mit zwei Ausgleichsöffnungen (76A, 76B) in Verbindung steht, die, in Umfangsrichtung langgestreckt, sich an der UmfangsfLäche der genannten Lagerstelle (20) auf jeweils einer Seite des genannten Nockens befinden.

13. Hydraulische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenfläche des

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Steuerringes (21) jeder radiale Durchlaß (¹It) in dem Ring sich zu einer Schale (45) erweitert, die sich in Umfangsrichtung beiderseits dieser Durchlässe (44) erstreckt.

14. Hydraulische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (27) jeder Zylinder-Kolben-Gruppe (25.) ein Federelement vorgesehen ist, das auf den Kolben (27) eine auf den Steuerring (21) gerichtete Kraftw. kung ausübt.

15. Hydraulische Maschine nach Anspruch It, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Feder (3H) ist, die sich einerseits auf einer zu diesem Zweck an dem Kolben (27) angebrachten Schulter (33) und andererseits an dem Boden des Zylinders (26) abstützt, in dem der Kolben (27) spielt.

16, Hydraulische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussenseite des Steuerringes (21) sphärische Gestalt hat.

17, Hydraulische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, d^-ß das eine Ende (14) der Welle (11) in eine sacklochartige Ausnehmung (15) des Gehäuses (10) gesetzt ist und mindestens einen innenliegenden Kanal (47) aufweist, der den Raum (48), den das Wellenende (14) mit dem Boden der Ausnehmung (15) einschließt, mit dem übrigen Gehäuse (10) verbindet.

Für; SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO

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