JPH10501601A - 調整可能な油圧式のラジアルピストン機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、調整可能な制御カムリング１８が、該制御カムリング１８とロータ１４との間の偏心距離２０を検出するために制御カムリングに組込まれた検出手段を有する形式の油圧式のラジアルピストン機械を提案する。制御カムリング１８の偏心位置は、ロータ１４が自転すること及び滑りシュー１７が前記制御カムリング１８に拘束されていることと相俟って、作動ピストン１６を半径方向に往復運動させる。この往復運動及びラジアルピストン機械１０における運動条件に基づいで、相前後して続く２つの滑りシュー１７間の間隔の変化が惹起される。この間隔変化は、制御カムリング１８の偏心距離２０に正比例しており、従って測定装置によって検出される。該測定装置は検出のために、制御カムリング１８内に組込まれた測定値受信器２７を有し、該測定値受信器は、測定値発生器として機能する滑りシュー１７が前記測定値受信器を超えて移動する間、高い信号電圧を送出する。信号プロセスは評価電子回路装置２８に供給され、かつ該評価電子回路装置よって偏心距離、ロータ回転数及びその他の特性量を決定するために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 調整可能な油圧式のラジアルピストン機械 技術分野 本発明は、請求項１に上位概念として記載した通り、ケーシングの内部に配設 された制御ピンにロータが駆動軸と協働するように回転可能に支承されており、 該ロータ内に放射状に穿設された複数の半径方向孔内では作動ピストンが夫々ガ イドされ、前記半径方向孔から突出した方の各作動ピストン端部が、該作動ピス トンに枢着支承された滑りシューを装備しており、各滑りシューが、少なくとも １つの調整ピストンを有する調整装置を介して前記ロータに対して偏心調整可能 な制御カムリングの内周面に支持されており、前記調整ピストンが前記制御カム リングの調整方向に沿って該制御カムリングの外周面に作用しており、かつ該制 御カムリングの偏心距離を検出する手段が設けられている形式の、調整可能な油 圧式のラジアルピストン機械に関するものである。 背景技術 前記形式のラジアルピストン機械は一般に公知であり、油圧装置の多数の適用 分野で使用される。それというのは該ラジアルピストン機械を採用することによ って、制御弁及び／又は調整弁の経費を減少させるこ とが可能になるからである。この形式のラジアルピストン機械を用いて駆動する ことによって得られる主な利点は、構造の単純化以外に構造上の損傷が少なくな ると共にラジアルピストン機械を電気的に迅速かつ精密に制御できることである 。制御のために、機械ケーシング内に組込まれた圧力負荷される調整ピストンが 使用され、該調整ピストンは、制御カムリングの調整方向に沿って該制御カムリ ングの外周面に作用する。ラジアルピストン機械の吐出量に正比例する制御カム リングの偏心距離は、制御量として使用することができ、かつ誘導式の行程受信 器によって検出される。該行程受信器の実際値は電子式の制御増幅器によって指 令値と比較され、かつ制御カムリング位置を調整するために使用される。ところ で多くの適用例において、前記の誘導式行程受信器は調整ピストンの延長線上以 外には配置できず、従って、すでに著しく大きな寸法を有しているラジアルピス トン機械を更に拡大することになるので、好ましいことではない。行程受信器は 付加的な付設部品を成しているので、更にラジアルピストン機械の構造費は高く なる。 また、回転可能に支承された偏心リングの偏心距離を検出するための測定装置 を備えた油圧式ラジアルピストンポンプがドイツ連邦共和国特許出願公開第３５ １３７３６号明細書に基づいて公知になっている。その場合油圧リンクが、偏心 リングの偏心距離に関連し た発信器プッシュロッドの振れを受信器プッシュロッドに伝達し、前記発信器プ ッシュロッドは偏心リングの内面に支持されている。該受信器プッシュロッドは 、コイルコアを有しており、該コイルコアは、偏心リングに現存している偏心距 離に相応して測定コイル内の種々の深さに侵入して測定信号をトリガする。該測 定装置は多数の機械的な構成部品を有し、かつ油圧結合のために高い経費を必要 とする。しかも信号取出しは回転する機軸で行われねばならない。 発明の開示 背景技術の欠点を除く本発明の電気油圧式に調整可能なラジアルピストン機械 の構成手段は、請求項１に記載した通り、制御カムリングの偏心距離検出手段が 、相前後して続く２つの滑りシュー間の間隔から制御カムリングの偏心距離を導 出する測定装置と、該測定装置と協働する評価電子回路装置とを有している点に ある。 従来技術に対比すれば本発明の顕著な利点は、使用される構成手段が、ラジア ルピストン機械に何れにしても存在している構成部品内に組込まれる低廉な測定 装置から成ること、もしくはラジアルピストン機械の既存の構成部品を測定値発 生器として使用することである。これによってラジアルピストン機械の構造体積 も構造費も増大することはない。 更に有利なことには、電子回路から得られるデジタ ル測定信号を、制御カムリングの偏心距離測定のためにも、ロータの回転数測定 のためにも、場合によっては例えばラジアルピストン機械のノイズ減衰作用のよ うな別の機能のためにも活用できることである。 なお念のために付記しておくが、測定値発生器として使用される滑りシューの 数を変化することによって、使用例の要求に応じて検出時間は或る限度範囲内で フレキシブルになる。従って、全ての滑りシューを測定値発生器として使用する 場合には、最小検出時間が得られる。更にまた測定装置を無接触式に動作させ、 従って摩擦も摩耗も受けさせないようにするのが有利であり、このようにすれば 耐用寿命が長くなり、保守作業の必要も少なくなるという格別顕著な利点が得ら れる。本発明の更に有利な構成手段は、請求項２以降に記載した通りである。 図面の簡単な説明 図１は本発明によるラジアルピストン機械の概略横断面図である。 図２は時間及びロータの回動角を関数とする、測定値受信器において発生した 信号電圧経過線を示した線図である。 発明を実施するための最良の形態 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。 図１に示したラジアルピストン機械１０のケーシング１１は、図示を省いたカ バーによって閉鎖されてい る。ケーシング１１内には、外部に対してシールされた実質的に円筒形の切欠き 部１２が形成されており、該円筒形切欠き部の中心には、ケーシングの定位置に 軸支された制御ピン１３が侵入している。制御ピン１３の該侵入部分には、ロー タ１４が回転可能に支承されており、該ロータ内には、半径方向に延びるシリン ダを夫々形成する複数の半径方向孔１５が穿設されており、該半径方向孔内を作 動ピストン１６が摺動する。各作動ピストン１６は滑りシュー１７と枢着結合さ れており、該滑りシューはロータ１４の前記半径方向孔１５から張出しており、 かつ詳細な図示は省いたが保持リングによって、円筒形の制御カムリング１８に 沿って可動に拘束されている。しかも該制御カムリング１８の内周面は前記滑り シュー１７のための摺動面を形成している。制御カムリング１８は、ケーシング １１内に直径方向で対向配置されて１つの調整ユニットを形成する２つの油圧式 調整ピストン２２及び２３によって位置決めされる。制御カムリング１８の位置 は円筒形切欠き部１２の内部で、両調整ピストン２２，２３によって規定された 調整方向に沿って可変である。調整方向に対して平行に、制御カムリング２４の 外周壁に設けた扁平面取り部２４とケーシング２５の内周壁に設けた扁平面取り 部２５とは、制御カムリング２４の調整方向摺動時のガイドとして役立つと同時 に該制御カムリングの回動を防止する。ロータ１４の 高さレベル域で制御ピン１３内には、図１では確認できないが複数の制御スロッ トが形成されており、該制御スロットは、やはり制御ピン１３内に設けた縦方向 通路２６及び穿孔を介して、ケーシング内を外向き半径方向に貫通する通路と連 通している。前記縦方向通路２６は吸込み通路と吐出通路であり、かつ圧力媒体 をラジアルピストン機械１０内へ導入しかつ再び加圧下で吐出する。制御ピン１ ３上でのロータ１４の角度位置は、制御ピン１３内で前記制御スロット間に配置 されたウェブが、作動ピストン１６の死点位置領域に位置するように構成されて いる。ロータ１４は、やはり図示は省いたクラッチを介して、ケーシングのカバ ー内に軸支された駆動軸によって回動させられる。 図１に示したようにラジアルピストン機械１０は、調整部材として役立つ制御 カムリング１８の偏心距離２０を検出するために測定装置を有し、該測定装置は 、制御カムリング１８内に設けた１つの測定値受信器２７と複数の測定値発信器 とを備えている。この場合該測定値発信器として作動ピストン１６の滑りシュー １７が使用される。測定値受信器２７において前記滑りシュー１７からトリガさ れる信号は評価電子回路装置２８に供給される。 調整可能なラジアルピストン機械１０の作用態様を次に説明するが、但し油圧 式調整装置に関連したラジアルピストン機械の機能自体は公知であるものと前提 する。 図１に矢印で示したように左回りに作動するラジアルピストン機械１０の場合 、制御カムリング１８は最大限に左手にシフトされており、これによって制御カ ムリング１８とロータ１４との間には偏心距離２０が生じる。ロータ１４に対す る制御カムリング１８の偏心位置と相俟って、該制御カムリング１８に沿って滑 りシュー１７がすでに述べたように拘束されていることによって、滑りシュー１ ７を介して枢着結合された作動ピストン１６は、ロータ１４の回転運動と共に該 ロータ内で強制的に半径方向の往復運動を強いられる。ラジアルピストン機械１ ０の運動条件に関連した前記往復運動の結果として、順次に続く２つの滑りシュ ー１７間の距離が変化する。 ラジアルピストン機械１０の中立位置（制御カムリング偏心距離＝０）の場合 に存在する距離に対する前記距離の変化は、制御カムリング１８の偏心距離２０ に正比例しており、従ってこの偏心距離２０を検出するために利用される。 制御カムリング１８の調整ピストン２２と２３の方向で前記距離は極限値を占 め、それ故に偏心距離２０を可能な限り正確に検出するためには、測定値受信器 ２７を、図１に示したように配置しておくのが有利である。 原理的には測定値受信器２７は、滑りシュー１７が 該測定値受信器の上に位置している間、電圧を信号として送出する。例えばロー タ回転方向で見て滑りシュー１７の前縁１７．１が測定値受信器２７に到達する と、信号電圧経過線３０内において高電圧レベル３３への電圧立上がり面３２が 生じ、前記高電圧レベルは、ロータ回転方向で見て滑りシュー１７の後縁１７． ２が測定値受信器２７に沿って滑り過ぎるまで維持されている。次いで信号電圧 は元の低電圧レベル３４に戻り、これによって信号電圧経過線３０内には電圧立 下がり面３５が生じる。後続滑りシューの前縁１７．３が測定値受信器２７に到 達するまで、信号電圧はこの低電圧レベル３４に留まり、次いで改めて電圧立上 がり面３２が生じる。 信号電圧経過線３０において順次に続く電圧立上がり面３２と電圧立下がり面 ３５との間の時間的遅れ３６は、所属の滑りシュー１７間に存在している間隔の ための直接的な尺度であり、該尺度は、すでに述べたように制御カムリング１８ の偏心距離２０に正比例している。 例えば制御カムリング１８が図１に示した位置から中立位置へ移動すると、測 定値受信器２７内には、図２に破線で示した信号電圧経過線３１が発生する。相 前後して続く２つの滑りシュー１７間の間隔縮小は、電圧立ち下がり面と電圧立 上がり面との間の時間間隔３８が、より小さくなることによって表示される。 ところで信号電圧経過線３０又は３１は評価電子回路装置２８によって、信号 電圧経過線の電圧立ち下がり面３５で高計数頻度の計数器をスタートさせるよう に処理される。該計数器は信号立上がり面３２によってストップされ、その場合 計数頻度は、計数結果が現存の偏心距離２０に相当するように１回だけ調和され ねばならない。従って制御カムリング１８の偏心距離２０は、制御カムリング１ ８の全調整範囲にわたって絶えず検出することができる。 ロータ１４の回転数を検出するためには、評価電子回路装置２８によって、２ つの電圧立上がり面３２間の時間４２が検出され、該時間は、機械回転数に反比 例している。前記の両測定量、つまり回転数と偏心距離、を介して機械の体積流 が検出される。 前記形式の測定装置では２つの信号間の可能検出インターバルは、機械のロー タ回転数並びに、測定値発生器として使用される滑りシュー１７の数に関連して いる。慣用の工場回転数が１５００ｒｐｍでありかつ滑りシューを有する作動ピ ストンが７個であるとすれば、例えば検出インターバルは約５．７ｍｓであり、 これは大抵の適用例にとって充分である。 勿論また、本発明の思想を逸脱しない範囲内で、図示の実施形態に変更を加え ることが可能である。例えば測定装置の無接触式作用原理のために種々の方式が 適しており、誘導式、オプトエレクトロニクス式又は 電磁式の作用原理が特に有利である。 符号の説明 １０ ラジアルピストン機械、 １１ ケーシング、 １２ 円筒形切 欠き部、 １３ 制御ピン、 １４ ロータ、 １５ 半径方向孔、 １ ６ 作動ピストン、 １７ 滑りシュー、 １７．１ 前縁、 １７．２ 後縁、 １７．３ 後続滑りシューの前縁、 １８ 制御カムリング、 ２０ 偏心距離、 ２２，２３ 調整ピストン、 ２４ 制御カムリン グの扁平面取り部、 ２５ ケーシングの扁平面取り部、 ２６ 縦方向通 路、 ２７ 測定値受信器、 ２８ 評価電子回路装置、 ３０ 信号電 圧経過線、 ３１ 制御カムリングの中立位置における信号電圧経過線を示す 破線、 ３２ 電圧立上がり面、 ３３ 高電圧レベル、 ３４ 元の低 電圧レベル、 ３５ 電圧立下がり面、 ３６ 時間的遅れ、 ３８ よ り小さな時間間隔、 ４２ ２つの電圧立上がり面間の時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ケーシング（１１）の内部に配設された制御ピン（１３）にロータ（１４） が駆動軸と協働するように回転可能に支承されており、該ロータ内に放射状に穿 設された複数の半径方向孔（１５）内では作動ピストン（１６）が夫々ガイドさ れ、前記半径方向孔から突出した方の各作動ピストン端部が、該作動ピストン（ １６）に枢着支承された滑りシュー（１７）を装備しており、各滑りシューが、 少なくとも１つの調整ピストン（２２）を有する調整装置を介して前記ロータ（ １４）に対して偏心調整可能な制御カムリング（１８）の内周面に支持されてお り、前記調整ピストン（２２）が前記制御カムリング（１８）の調整方向に沿っ て該制御カムリングの外周面に作用しており、かつ該制御カムリング（１８）の 偏心距離を検出する手段が設けられている形式の、調整可能な油圧式のラジアル ピストン機械（１０）において、制御カムリングの偏心距離検出手段が、相前後 して続く２つの滑りシュー（１７）間の間隔から制御カムリング（１８）の偏心 距離（２０）を導出する測定装置と、該測定装置と協働する評価電子回路装置（ ２８）とを有していることを特徴とする、調整可能な油圧式のラジアルピストン 機械（１０）。 ２．測定装置が、制御カムリング（１８）内に配置されていて特に該制御カムリ ングの内周面に境を接した測定値受信器（２７）を有している、請求項１記載の ラジアルピストン機械（１０）。 ３．測定装置が測定値発生器として、回転方向で相前後して位置している少なく とも２つの滑りシュー（１７）を使用する、請求項１又は２記載のラジアルピス トン機械（１０）。 ４．２つの擦過摺動する滑りシュー（１７）間の間隔が極限値をとる制御カムリ ング（１８）の領域内に測定値受信器（２７）が配置され、つまり調整ピストン （２２と２３）によって規定された方向に対して実質的に同軸的に配置されてい る、請求項１から３までのいずれか１項記載のラジアルピストン機械（１０）。 ５．測定装置が無接触式作用原理に基づいて動作する、請求項１から４までのい ずれか１項記載のラジアルピストン機械（１０）。 ６．制御カムリング（１８）がケーシング（１１）内で回動不能に配置されてお り、しかも回動を防止するために、制御カムリング（１８）及びケーシング（１ １）には、特に調整方向に平行に延びる滑り面（２４，２５）が成形されている 、請求項１から５までのいずれか１項記載のラジアルピストン機械（１０）。