DE1728244C3 - Hydraulischer Radialkolbenmotor - Google Patents

Description

gebildet, b) der ortsfeste Anschlag der Teleskopzylinder ist von einer Kugelkalotte gebildet, deren Konvexität zum Motorinneren weist.

Hierdurch wird eine vollkommenere, vom Öldruck unabhängige Dichtungswirkung an dem exzentrischen Teil erreicht, wobei auch auf Vorkehrungen bekannter Ausführungen, wie die erwähnte Drossel, verzichtet werden kann. Diese Vorteile werden in einer konstruktiv einfachen Weise erreicht. Die rohrartigen Elemente führen zu einem kreisförmigen Dichtrand des Kolbens, so daß Druckschwankungen allenfalls zu einer Zunahme oder Verringerung des Durchmessers führen. Dabei bleibt eine Auflage seines Dichtrandes in jedem Punkt erhalten. Es ist auch nicht mehr notwendig, zur Verbesserung der Dichtungswirkung dem öl einen Bruchteil seines Druckes zu entziehen. Der Öldruck kann vollständig auf die Triebwelle wirken und den Gesamtwirkungsgrad des Motors wesentlich erhöhen. Durch Anordnung von zwei kugelförmigen Oberflächen bleibt die Dichtungswirkung erhalten, auch wenn die Tiiebwelle Winkelverschiebungen unterliegen sollte.

Schließlich wird darauf hingewiesen, daß die Anordnung einer ortsfesten Kugelkalotte mit einer in Richtung zum Motorinneren weisenden Konvexität die Länge der ideellen Pleuelstange des Motors bei gleichbleibenden Motorabmessungen vergrößert. Damit werden zwei weitere beträchtliche Vorteile erzielt: die Querkomponenten der Druckkräfte sind kleiner, und der Motor läuft wesentlich ruhiger.

In der Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen hydraulischen Motor gemäß der Erfindung, wobei nur ein Antriebsorgan schematisch dargestellt ist,

F i g. 2 eine schematische Seitenansicht des Motors gemäß Fig. 1,

F i g. 3 dieselbe Seitenansicht von F i g. 2 in größerem Maßstab im Schnitt,

Fig. 4 eine Ansicht längs der Linie IV-IV in F i g. 3, teilweise im Schnitt.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, weist der erfindungsgemäße hydraulische Motor einen exzentrischen Teil 1 (im folgenden kurz Exzenter genannt) auf, dessen Oberflache kugelförmig ausgebi'det ist.

Um den exzentrischen Teil 1 herum sind in regelmäßigen Abständen drei Teleskopzylinder 3 angeordnet, von denen jeder aus zwei ineinandergeführten rohrartigen Elementen 4, S besteht (in der Zeichnung ist nur ein Teleskopzylinder 3 dargestellt).

Zwischen den rohrartigen Elementen 4 und 5 ist ein Dichtungsring 6 eingesetzt. Eine Feder 7 ist zwischen Vorsprängen 4 a und Sa, die mit dem rohrartigen Element 4 bzw. 5 verbunden sind, angeordnet und ist bestrebt, den Teleskopzylinder 3 im Strecksinne zu belasten.

Das rohrartige Element 4 liegt demnach an der Oberfläche des exzentrischen Teiles 1 an, wobei die Abdichtung durch einen am Rande des rohrartigen Elementes 4 befestigten Dichtungsring 4 b gewährleistet wird, wogegen das rohrartige Element 5 an der Oberfläche einer Kugelkalotte 8 anliegt, die am Motorgehäuse 9 befestigt ist und deren Konvexität zum Motorinneren weist. Auch am Rande des rohrartigen Elementes S ist ein Dichtungsring Sb vorgesehen.

Hie Kufielkalotte 8 besitzt einen Durchlaß 10, der einerseits mit dem von den rohrartigen Elementen 4 und 5 begrenzten Raum 13 und andererseits mit der Zuführungsleitung 11 in Verbindung steht, die an einen Verteiler (nicht dargestellt) angeschlossen ist, der die Leitung 11 abwechselnd und in einer bestimmten Folge mit einer Druckflüssigkeitsquelle und einem Abfluß verbindet.

Wenn der Motor angetrieben wird, beschreibt der Mittelpunkt des Exzenters 1 einen Kreis 12 (F i g. 2),

ίο während die Teleskopzylinder 3 um uhren Stützpunkt am Motorgehäuse schwingen.

Bei der Zufuhr von Druckflüssigkeit, beispielsweise von Drucköl, durch die Leitung 11 und den Durchlaß 10 zu dem von den rohrartigen Elementen 4 und 5

begrenzten Raum 13 wirkt das Drucköl direkt auf die Oberfläche des Exzenters 1, so daß der Exzenter veranlaßt wird, sich um die Achse der Welle 2 zu drehen, während der in Betracht gezogene Teleskopzylinder 3 zwischen den in F i g. 2 strichpunktierten

ao Linien 14 schwingt.

Während des Arbeitshubs dehnt sich jeder Teleskopzylinder 3, wenn er mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, aus, wogegen er sich beim Rückhub, während welchem der Raum 13 mit dem Abfluß verbunden ist, verkürzt. In jedem Falle gewährleistet die Feder 7 das Anliegen der rohrartigen Elemente 4 und 5 am Exzenter 1 bzw. an der Kalotte 8.

Wie leicht zu erkennen ist, dreht sich die Welle 2 bei fast vollständiger Abwesenheit von Reibung, da der Druck auf den Exzenter 1 und den ortsfesten Anschlag 10 direkt durch die Druckflüssigkeit ausgeübt wird.

In den F i g. 3 und 4 ist eine detaillierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors dargestellt.

Auch in diesen Figuren ist in ähnlicher Weise in den Fig. 1 und 2 der Einfachheit halber nur ein Teleskopzylinder 3 veranschaulicht.

In der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist eine Muffe 15 im Inneren der rohrarti-

gen Elemente 4 und 5 vorgesehen und am Element 5 mit einem eingeschraubten Gewindering 16 befestigt (Fig. 3).

Die Muffe IS dient als Führung für eine Stange 17 eines Innenkörpers 18, der mit dem rohrartigen EIe-

ment 4 fest verbunden ist. Der Innenkörper 18 weist eine kreisförmige Erweiterung 19 auf, die mit einem ringförmigen, zum Exzenter offenen Sitz versehen ist, in den ein Dichtungsring 20 aus elastischem Material eingesetzt ist. Der Körper 18 ist derart ausge-

bildet, daß er mit der Oberfläche des Exzenters 1 einen Zwischenraum 21 bildet, welcher mit dem Innenraum 13 des Teleskopzylinders 3 über wenigstens eine Durchlaßöffnung 22 in Verbindung steht, so daß das Drucköl die Oberfläche des Exzenters 1 beaufschlagen kann.

Die Abdichtung zwischen den rohrartigen Elementen 4 und S ist durch einen in einem entsprechenden Sitz des Elementes 5 vorgesehenen Dichtungsring 6 a gewährleistet, wobei der Innendurchmesser des rohr-

artigen Elementes S etwas größer ist als der Innenduichmesser des Dichtungsringes 20.

Durch diese Maßnahme wird auf den Dichtungsring eine von den hydraulischen Kräften erzeugte Axialkraft ausgeübt, die proportional zu dem im

Raum 13 herrschenden Druck ist. Auf diese Weise wird jede Infiltration von Drucköl zwischen dem Dichtungsring 20 und der Exzenteroberfläche vermieden.

Zwischen dem Element 5 und dem Körper 18 ist Tatsächlich wird der Druck auf den Exzenter 1 nich

dann im Inneren eine Feder Ta angeordnet, welche vom Körper 18, sondern von der Druckflüssigkei

den Teleskopzylinder 3 im Strecksinne belastet. übertragen, die sich im Zwischenraum 21 befindet.

Die Abdichtung zwischen dem rohrartigen EIe- Ein geringer Anteil des in jedem Teleskopzylin ment 5 und der Kugelkalotte 8 wird durch einen dem 5 ders 5 vorhandenen Druckes wirkt auf den Dich-Dichtungsring 20 gleichen Dichtungsring 23, der in tungsring 20, der somit dichtend auf der Exzenter einem entsprechenden Sitz auf dem Rand des rohr- oberfläche anliegt. Das Anliegen des Dichtungsrinartigen Elementes 5 angeordnet ist, gewährleistet. Die ges 20 entsteht dadurch, daß der Innendurchmessei Dichtungsringe 20 und 23 bestehen vorzugsweise aus desselben etwas kleiner ist als der Innendurchmessei einem unter dem Handelsnamen DELRIN bekann- io des Rohrteiles 5. Dieselben Überlegungen gelten ten Kunststoff, welcher die Eigenschaft einer bedeu- auch für den Dichtungsring 23. Der Druck auf den tenden elastischen Verformbarkeit besitzt und even- Exzenter 1 wird aufeinanderfolgend von den ver· tuelle Unvollkommenheiten auf der Kontaktfläche schiedenen Teleskopzylindern 3 übertragen, die derauszugleichen vermag. Die Dichtungsringe 20 und 23 art gesteuert sind, daß der Exzenter 1 in Drehung weisen weiter je eine Rille 20 a bzw. 23 a im Bereich 15 versetzt wird. Im geeigneten Augenblick wird jeder der Kontaktfläche auf. Diese Rillen stehen nach außen Teleskopzylinder 3 mit dem Abfluß verbunden, dahin mit peripher untereinander in einem gewissen Ab- mit er sich bis auf die kürzeste Länge, die in F i g. 3 stand angeordneten Durchlässen in Verbindung, da- in vollen Linien gezeigt ist, zurückbewegen kann.
mit eventuelle Druckölinfiltrationen sofort nach Während der Längenveränderung sind die rohrartiaußen abgeführt werden. Auf diese Weise wird der so gen Elemente 4, 5 durch die Stange 17 wirksam geAufbau von Gegendrücken verhindert, welche die führt, auch dann, wenn sich die rohrartigen Elemente Axialkraft, mit der die Dichtungsringe gegen die Ex- in gestreckter Stellung befinden,
zenteroberfläche gedrückt werden, teilweise kompen- Wie festgelegt werden kann, ermöglicht der besieren. Jede Kugelkalotte 8 besitzt eine Ausnehmung schriebene Motor, daß Ölverluste weitgehend ver-24, in die der Endteil der Stange 17 eintreten kann, as mieden werden. Tatsächlich verursachen wegen der Diese Ausnehmung wird von einem Ringraum 25 kreisförmigen Ausbildung der Dichtränder der rohrumgeben und steht mit diesem über radiale Bohrun- artigen Elemente 4, 5 auftretenden Druckschwangen 26 in Verbindung. Der Ringraum 25 steht seiner- kungen lediglich eine Zunahme bzw. Verringerung seits mit einer Zuflußleitung 27 (Fig. 4) in Verbindung, des Durchmessers der Dichtränder, die jedoch imdie an einen Verteiler angeschlossen ist, über den sie 30 mer ihre kreisrunde Gestalt behalten, so daß sie abwechselnd mit der Druckflüssigkeitsquelle und mit gleichmäßig auf der Oberfläche des Exzenters 1 aufdem Abfluß in Verbindung gesetzt wird. liegen.

Aufgrund der vorstehenden Ausführungen ist die Die Anordnung von einer ortsfesten Kugelkalotte Arbeitsweise des in den F i g. 3 und 4 dargestellten und eines kugelförmigen exzentrischen Teils mit entMotors offensichtlich. 35 gegengesetzter Konvexität ist ferner vorteilhaft, weil

Wenn Drucköl in den Raum 13 eines Teleskopzy- die Achsen der rohrartigen Elemente 4, 5 immer

linders 3 über die Leitung 27, den Ringraum 25, die automatisch mit den Mittelpunkten der Kugelka-

Bohrungen 26, die Ausnehmung 24 und die Durch- lotte 8 und des Exzenters 1 fluchten. Dadurch bleibt

lasse 15 a der Muffe 15 eintritt, übt der Körper 18 die Dichtwirkung erhalten, auch wenn die Achse

auf den Exzenter 1 einen entsprechenden Druck aus. 40 der Triebwelle 2 aus irgendeinem Grund (z. B. we-

Die Bohrung 22 setzt den Zwischenraum 21 mit dem gen der hydraulischen Belastung oder wegen der auf

Raum 13 in Verbindung, so daß sich im Zwischen- das Motorgehäuse oder auf die Triebwelle senkrecht

raum 21 derselbe Druck aufbaut wie im Raum 13. wirkenden Kräfte) einer Lageverschiebung unterliegt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

j«. bundenen Räumen eine durch den Ölverlust hervor- Patentansnrüche- gerufene Druckdifferenz entsteht, steigt automatisch Patentansprüche. derDruck auf den Gleitschuh und folglich die Dicht-

1. Hydraulischer Radialkolbenmotor mit TeIe- wirkung.

skopzynndern und einer einen exzentrischen TeU 5 Bei der bekannten Ausfuhrung ist der Exzenter aufweisenden Triebwelle, wobei jeder Teleskop- zylinderfönnig ausgebildet. Jeder Teleskopzylinder zylinder aus zwei ineinandergeführten rohrartigen stützt sich daher auf einer zylinderformigen Flache Elementen besteht, welche an dem exzentrischen ab, so daß sich an seinem Rand ein Gleitschuh mit Teü der Triebwelle und an ortsfesten Anschlägen der Form einer um die kleinere Achse gebogenen des Motorgehäuses anliegen, gekennzeich- io Ellipse ergibt. Dabei ergeben sich verschiedene Ausnet durch die Kombination folgender Merk- dehnungen der Zyhnderwand einerseits in dem Be_male: reich, wo die größere Achse der Ellipse den vom

Gleitschuh gebUdeten Dichtungsrand schneidet, und

a) die Oberfläche des exzentrischen Teils (1) andererseits in dem Bereich, wo die kleinere Achse der Triebwelle (2) ist kugelförmig ausgebü- ₁₅ der Ellipse den Dichtungsrand schneidet. Dabei ist det, und _m berücksichtigen, daß im ersteren Bereich von der

b) der ortsfeste Anschlag der Teleskopzylinder Zylinderwand verhältnismäßig lange Zungen gebildet (3) ist von einer Kugelkalotte (8) gebildet, werden. Wenn der Öldruck ansteigt, wird auch der deren Konvexität zum Motorinneren weist. Asymmetriegrad des Zylinders in der Nahe des

ao Druckschuhes entsprechend ansteigen, weil die auße-

2. Hydraulischer Radialkolbenmotor nach An- ren zungenförmigen Verlängerungen des Gleitschuhs sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der immer mehr nach außen gedruckt werden.

jeden Teleskopzylinder bildenden rohrartigen Daraus folgt, daß die in der bekannten Ausfüh-

Elemente (4, S) einen Innenkörper (18) aufweist, rung beschriebene Maßnahme nur zum Teil das Proder mit einer Stange (17) versehen ist, die in einer a₅ blem der Dichtheit auf dem exzentrischen Teil der an dem anderen rohrartigen Element (S) befestig- Triebweiie lö't.

ten Muffe (15) geführt ist. Weiterhin wird bei der bekannten Ausführung dem

im Gleitschuhraum befindlichen öl ein Bruchteil vom

Druck entzogen, was einen Anstieg des spezifischen

30 Druckes auf den Gleitschuh, einen entsprechenden

Anstieg der Reibung, kleineren GesamtwirkungsgTad

des Motors und eventuell Festpressen des Teleskopzylinders auf der zylindrischen Oberfläche des Exzenters zur Folge hat

35 Weiter ist (OE-PS 166819) zum Schutz gegen schädliche Seitendrücke bekannt, die Kolben-Zylin-

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen der-Anordnungen auf einem Rotorgehäuse über Radialkolbenmotor mit Teleskopzylindern und einer KugelkaloUen abzustützen, die eine zum Rotoreinen exzentrischen Teil aufweisenden Triebwelle, inneren gerichtete Konvexität aufweisen. Dabei sind wobei jeder Teleskopzylinder aus zwei ineinander- 40 die Kolben-Zylinder-Anordnungen nicht schwingend geführten rohrartigen Elementen besteht, welche an gelagert, sondern sie verschieben sich bei der Dredem exzentrischen Teil der Triebweiie und an orts- hung des Rotors parallel zu sich selbst. Die Kugelfesten Anschlägen des Motorgehäuses anliegen. kalotten bilden also kein Gelenk für die Kolben-Bei Motoren dieser Art bilden die rohrartigen Zylinder-Anordnungen, sondern sie dienen lediglich Elemente eine Führung für die Druckflüssigkeit, die 45 zum Ausgleich der von Herstellungstoleranzen ver-In einer bestimmten Reihenfolge über einen rotieren- ursachten und während des Betriebes auftretenden den Verteiler durch die rohrartigen Elemente geführt Abweichungen.

wird und direkt auf den exzentrischen Teil wirkt. Auf Ferner sind in der DT-OS 16 53 368 vorgeschlagen

diese Weise ist es gelungen, die starke Abnutzung der und aus der GB-PS 10 62 063 hydraulische Motoren auf dem exzentrischen Teil und auf den ortsfesten 50 bekannt, bei denen der exzentrische Teil, auf dem die Anschlägen aufliegenden rohrartigen Elemente zu Arbeitskolben radial aufliegen, eine kugelige Oberverhindern und eine hohe Lebensdauer des Motors fläche aufweist. Bei solchen Motoren, wegen der penzu gewährleisten. Jedoch hat man festgestellt, daß delnden Bewegung der Arbeitskolben, treten Seitensich die rohrartigen Elemente wegen der hohen kräfte im Bereich des Anschlages der Arbeitskolben Drücke, denen sie unterliegeh, im Bereich der Gleit- 55 am Gehäuse auf, die Ovalisierung der Führungskontaktflächen verformen und Ölverluste verursachen, zylinder mit nachfolgender Bildung von Leckspalten die den Wirkungsgrad merklich herabsetzen. und Herabsetzung des Wirkungsgrades verursachen.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, ist bekannt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

(DT-PS 11 92 053), eines der beiden die Teleskop- hydraulischen Radialkolbenmotor der eingangs erzylinder bildenden rohrartigen Elemente schwingend 60 wähnten Art zu schaffen, bei dem vom Öldruck bzw. am Motorgehäuse abzustützen. Das andere Element von etwaigen Lageverschiebungen des exzentrischen liegt dichtend am Exzenter der Triebwelle und schließt Teils bezüglich des Motorgehäuses herrührende Seieinen Raum ab, der mit dem verbleibenden Raum tenkräfte und nachfolgende einseitige Abnutzungsdes Zylinders über eine Drossel verbunden ist. Diese erscheinungen eliminiert sind.
Drossel hat die besondere Aufgabe, Ölverluste zwi- 65 Gelöst wird die Aufgabe durch einen hydraulischen sehen dem am Exzenter anliegenden Gleitschuh des Motor, der durch die Kombination folgender Merk-Elements und der Exzenterfläche zu verhindern. male gekennzeichnet ist, a) die Oberfläche des exzen-Wenn nämlich zwischen den durch die Drossel ver- trischen Teiles der Triebwelle ist kugelförmig aus-