EP1074740A1 - Hydrostatic rotary piston machine - Google Patents
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- EP1074740A1 EP1074740A1 EP99115295A EP99115295A EP1074740A1 EP 1074740 A1 EP1074740 A1 EP 1074740A1 EP 99115295 A EP99115295 A EP 99115295A EP 99115295 A EP99115295 A EP 99115295A EP 1074740 A1 EP1074740 A1 EP 1074740A1
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C2/105—Details concerning timing or distribution valves
-
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Definitions
- the invention relates to a hydrostatic rotary piston machine according to the preamble of claim 1.
- Such a rotary piston machine is for example in the EP-A1-761 968.
- the advantage of this arrangement is that a Large bearing distance arises, resulting in additional radial forces at the outer end of the shaft e.g. by belt or tooth forces or through wheel contact forces the bearing loads be reduced.
- Another advantage of this machine is the much better mechanical-hydraulic Starting efficiency compared to other known systems of the so-called orbit slow-speed, mostly with a cardan shaft the torque from the rotary piston to the output shaft transfer.
- the object of the invention is to improve this machine so that it is higher than the known version Working pressures and therefore higher torques and outputs are possible with a reduced number of components.
- the aim is a so-called "high torque motor” for a maximum pressure of approx. 400 bar and for a continuous pressure of 350 bar.
- This demand hangs together with the fact that such hydraulic motors with today's Axial and radial piston pumps must be operated as adjustable hydrostatic power units in many cases be used. That means the machine is essential more robust and at the same time the volumetric Efficiency can be improved.
- an eccentric internal gear is available as the gear transmission at which the disc-shaped rotary valve executes the eccentric movement (orbit movement).
- the two Internal gears that form the eccentric gear have differences in the number of teeth between one and two teeth, making one There is multiple tooth engagement, similar to the positive toothing on the displacer.
- Cycloid internal gears can be used as tooth shapes, especially trochoid gears, be used, or with a difference in the number of teeth of two teeth also involute splines according to DIN 5480 with 30 ° pressure angle if it is ensured that no tooth head interference disorders occur.
- a is the number of teeth of the external teeth on the shaft
- b the number of teeth of the internal teeth on the rotary piston
- c the number of teeth of the external teeth on the rotary piston
- d the number of teeth of the internal teeth on the rigid housing part
- w the number of teeth on the first sun gear on the shaft
- x the number of teeth the internal teeth on the rotary valve
- y is the number of teeth on the external teeth on the rotary valve
- z is the number of teeth on the second sun gear designed as a fixed ring gear.
- the stepped piston hydraulically compensates for the axial forces on disc-shaped rotary valve, so that in both directions of rotation the leakage gap between the rotary valve and the control plate on the one hand and the rotary valve and the end face the stepped piston on the other hand to a lubricating film thickness of is reduced by a few micrometers. That way stays the volumetric efficiency of the machine even at high Pressures and low speeds very high.
- the rotary piston machine shown in the figures has an input or output shaft 2, in which the bearing 10 directly are arranged on both sides of a rigid housing part 4.
- the Shaft 2 is in the area of the rigid housing part 4 with a - second - external toothing 9 with a number of teeth a, with a - second - Internal teeth 8 with a number of teeth b on the rotary piston 6 combs.
- the rotary piston 6 circles eccentrically around the shaft 2 and meshes with a - first - external toothing 7 with a Number of teeth c in the - first - internal toothing 6 with one Number of teeth d of the rigid housing part 4.
- Rotary piston 6 and housing part 4 can - the first - internal teeth 5 on the housing part 4 in an advantageous manner Be designed in the form of rotatably sliding rollers 28.
- a gear transmission is used to transmit the rotary piston rotation provided in the form of an eccentric gear 12, 13, whereby a translation is generated via this gear transmission is through which the translation in the rotation transmission is compensated by the rotary piston 6 on the shaft 2.
- the such driven control part in the form of a rotary valve 3 is disc-shaped. Comparing the invention Training according to the present Fig.1 and FIG. 5 with that known from EP-A1-0 761 968, FIG. 5 Training, it is easy to see that the inventive Training with fewer components (so could on the transmission piston 15 ', the transmission sleeve 42 and also the housing part 9 of the known training can be dispensed with) is, thereby reducing the manufacturing cost.
- the size of the motor can also be chosen to be smaller become.
- the shaft 2 is designed as the first - sun gear 14 with a number of teeth w, into which the disk-shaped rotary valve has an - third - internal toothing 15 with a number of teeth x with an eccentricity 20 engages in rotation.
- the rotary valve 3 now meshes with its - third - external toothing 16 with a number of teeth y with a - fourth - internal toothing 17, which is formed in the connection housing 18 on a second sun gear 18 1 in the form of a ring gear fixed to the housing.
- the number of teeth of this - fourth - internal toothing 17 on the second sun gear 18 1 is given by z.
- the internal toothing provided on the second sun gear can also be arranged directly on the connection housing, as a result of which the sun gear as a separate component, although fixed to the housing, can be dispensed with.
- Step piston 23 is a new version of the step piston 23 shown.
- the stepped piston 23 must be prevented from rotating be secured in the connection housing 18. It serves according to the design of Figure 1 a pin 53. However can then no connection bore 36 at this point Step piston 23 are attached, which is the flow resistance enlarged for the oil.
- the ring gear-shaped, second sun gear 18 1 is made slightly wider. In this way, a toothing 37 provided on the stepped piston 23 can engage in the stepped piston 23, so that the stepped piston 23 can be prevented from rotating against lateral forces.
- the stepped piston 23 can be manufactured together with its toothing 37 and the connecting bores 36 in the sintering process. This version is very easy to install, since the stepped piston 23 can be used if the 0-rings 33 and 34 are arranged in the connection housing 18.
- the anti-rotation device for the second sun gear 18 1 is done via pins 38 and its axial securing device via a snap ring 39.
- An initial spring 40 is designed as a corrugated spring and keeps the stepped piston 23 in contact with the rotary valve 3 even at zero pressure.
- the fourth internal toothing 17 can also be arranged directly in the connection housing 18, as shown in FIG. This will prove to be particularly advantageous from the point of view if the manufacturer of such circular piston machines has sufficient capacity for gear-butting machines.
- Such an arrangement has the advantage that the internally toothed sun gear 18 1 and small parts such as pins 38 and locking ring 39 can be saved. This also reduces the effort involved in assembly.
- the relative twist phase position of the toothing 17 with respect to the second internal toothing 5 (which can be designed in the form of rollers according to FIG. 2) is exactly observed, which task in the training according to FIG. 1 and 5 is fulfilled by the correct positioning of the pin 38.
- the slight eccentric movement of the rotary valve 3 has a tribological effect very advantageous because it causes scoring Dirt and abrasion particles in the oil film is avoided, such as when polishing smooth surfaces.
- the inevitable Wear due to erosion and corrosion on these surfaces is by the hydrostatically pressed stepped piston 23 automatically readjusted. This keeps the leakage current always small at these points.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Kreiskolbenmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydrostatic rotary piston machine
according to the preamble of
Eine solche Kreiskolbenmaschine ist beispielsweise in der EP-A1-761 968 beschrieben. Bei dieser Maschine wird der Verdrängerteil und der Steuerteil zwischen den Wellenlagern für die beide Teile durchsetzende An- bzw. Abtriebswelle angeordnet. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass ein grosser Lagerabstand entsteht, wodurch bei zusätzlichen Radialkräften am äusseren Ende der Welle z.B. durch Riemen- oder Zahnkräfte oder durch Radaufstandskräfte die Lagerbelastungen reduziert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Maschine ist der wesentlich bessere mechanisch-hydraulische Anfahrwirkungsgrad gegenüber anderen bekannten Systemen der sogenannten Orbit-Langsamläufer, die meist mit einer Kardanwelle das Drehmoment vom Kreiskolben auf die Abtriebswelle übertragen.Such a rotary piston machine is for example in the EP-A1-761 968. In this machine, the displacer part and the control section between the shaft bearings for arranged the drive and output shaft penetrating both parts. The advantage of this arrangement is that a Large bearing distance arises, resulting in additional radial forces at the outer end of the shaft e.g. by belt or tooth forces or through wheel contact forces the bearing loads be reduced. Another advantage of this machine is the much better mechanical-hydraulic Starting efficiency compared to other known systems of the so-called orbit slow-speed, mostly with a cardan shaft the torque from the rotary piston to the output shaft transfer.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei bekannten Maschinen wie beispielsweise gemäss der CH-A5-679062 bzw. der EP-A1-0 761 968 eine wesentliche Druck- und damit Leistungssteigerung gegenüber den anderen Orbit-Langsamläufern (Hochmomentmotoren) nicht möglich ist, da die Zahnkraft an der Welle, hervorgerufen durch die grosse hydrostatische Kraft des Kreiskolbens, übermässige Wellendurchbiegungen, Biege- und Schubspannungen bewirkt. Die Wellenverbiegung führt denn auch zusätzlich zu nicht gleichmässig über die Zahnbreite verteilter Zahnflankenpressung, weshalb die Lebensdauer dieses Getriebes verringert ist.However, it has been shown that in known machines such as for example according to CH-A5-679062 or EP-A1-0 761 968 a significant increase in pressure and thus performance compared to the other low-speed orbits (high-torque motors) is not possible because the tooth force on the shaft due to the large hydrostatic force of the rotary piston, excessive shaft deflection, bending and shear stress causes. The wave bending leads additionally not evenly distributed over the tooth width Tooth flank pressure, which is why the life of this gear is reduced.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Maschine so zu verbessern, dass bei ihr gegenüber der bekannten Ausführung höhere Arbeitsdrücke und somit höhere Drehmomente und Leistungen möglich sind, bei gleichzeitig verminderter Bauteilanzahl. The object of the invention is to improve this machine so that it is higher than the known version Working pressures and therefore higher torques and outputs are possible with a reduced number of components.
Daraus resultieren reduzierte Herstellungskosten und eine sehr kompakte Bauweise. Angestrebt wird ein sogenannter "high torque motor" für einen Höchstdruck von ca. 400 bar und für einen Dauerdruck von 350 bar. Diese Forderung hängt damit zusammen, dass derartige Hydromotoren mit heutigen Axial- und Radialkolbenpumpen betrieben werden müssen, die als regelbare hydrostatische Leistungseinheiten vielfach eingesetzt werden. Das bedeutet, dass die Maschine wesentlich robuster gestaltet und gleichzeitig der volumetrische Wirkungsgrad verbessert werden kann.This results in reduced manufacturing costs and one very compact design. The aim is a so-called "high torque motor" for a maximum pressure of approx. 400 bar and for a continuous pressure of 350 bar. This demand hangs together with the fact that such hydraulic motors with today's Axial and radial piston pumps must be operated as adjustable hydrostatic power units in many cases be used. That means the machine is essential more robust and at the same time the volumetric Efficiency can be improved.
Zwar trägt die Ausbildung eines solchen Motors entsprechend der Fig.4 der EP-A1-0 761 968 dieser Forderung in einem gewissen Masse bereits Rechnung, doch ist die Ausbildung als solche relativ aufwendig, wie weiter unten dargestellt.The design of such an engine does indeed 4 of EP-A1-0 761 968 this demand in a certain Mass already account, but the training is as such relatively expensive, as shown below.
Sind die Wälzlager des hydrostatisch radial hochbelasteten Teils der Welle - wie auch in der Ausbildung nach Fig.4 der EP-A1-0 761 968 gezeigt - unmittelbar benachbart mit kleinem Axialabstand angeordnet sind, muss das Drehventil direkt von der Welle mit einem Zahnradgetriebe angetrieben werden, das ermöglicht, dass das Drehventil mit dem Kreiskolben des Verdrängerteils genau und synchron dreht. Für die Kommutierung der Ver- und Entsorgung der Arbeitszellen des Orbitprinzips solcher Maschinen ist dies unerlässlich. Auf diese Weise wird in vorteilhafter Weise die Wellendurchbiegung und die Schiefstellung der Wellenzahnflanken unter Last reduziert. Weiters kann die Wellenverzahnung am Verdrängerteil genau so breit oder sogar etwas breiter ausgeführt werden kann wie der Kreiskolben. Dies war bei bekannten Maschinen, wie sie beispielsweise in der CH-A5-679062 beschrieben sind, nicht möglich, weil dort ein Teil der kraftübertragenden Zahnbreite auf der Welle wegen des Zahneingriffs der Verbindungswelle vom Kreiskolben zum Drehventil verloren geht. Die Zahnfugbiegespannung und die spezifische Zahnflankenbelastung kann aber durch die geschilderte Massnahme um 15 bis 20 % reduziert werden. Ein weiterer Vorteil ist die Einsparung der Verbindungswelle zwischen dem Kreiskolben und dem Drehventil, die etwa 3 bis 5 % der Herstellkosten ausmacht.Are the rolling bearings of the hydrostatically radially highly loaded Part of the shaft - as in the training according to Fig.4 EP-A1-0 761 968 shown - immediately adjacent with a small one Axial distance are arranged, the rotary valve must be directly from the shaft can be driven with a gear transmission that allows the rotary valve with the rotary piston of the displacement part turns precisely and synchronously. For commutation the supply and disposal of the work cells of the orbit principle such machines are essential. In this way the shaft deflection and the Misalignment of the shaft tooth flanks reduced under load. Furthermore, the shaft teeth on the displacer part can do the same wide or even a little wider like the rotary piston. This was the case with well-known machines, such as theirs for example, are not described in CH-A5-679062 possible because part of the force-transmitting tooth width there on the shaft due to the meshing of the connecting shaft from the rotary piston to the rotary valve is lost. The Tooth joint bending stress and the specific tooth flank load but can by the measure described by 15 to Be reduced by 20%. Another advantage is the saving the connecting shaft between the rotary piston and the Rotary valve, which accounts for about 3 to 5% of the manufacturing costs.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, die aus dem
Stand der Technik bekannt gewordenen Nachteile zu beheben.
Die gelingt durch die Verwirklichung der kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1The invention has now taken on the task of
To resolve known disadvantages of the prior art.
This is achieved through the realization of the characteristic
Features of
Alternative bzw. vorteilhafte Ausbildungen sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche beschrieben.Alternative or advantageous training are through the Features of the dependent claims described.
Als Zahnradgetriebe bietet sich erfindungsgemäss ein Exzenter-Innengetriebe an, bei dem das scheibenförmige Drehventil die Exzenterbewegung (Orbitbewegung) ausführt. Die beiden Innengetriebe, die das Exzentergetriebe bilden, haben Zähnezahldifferenzen zwischen ein und zwei Zähnen, so dass ein Mehrfach-Zahneingriff besteht, ähnlich wie bei der Verdrängerverzahnung am Verdrängerteil. Als Zahnformen können Zykloiden-Innenverzahnungen, insbesondere Trochoidenverzahnungen, verwendet werden, oder bei einer Zähnezahldifferenz von zwei Zähnen auch Evolventen-Zahnwellenverzahnungen nach DIN 5480 mit 30° Eingriffswinkel, wenn dafür gesorgt wird, dass keine Zahnkopf-Eingriffstörungen auftreten.According to the invention, an eccentric internal gear is available as the gear transmission at which the disc-shaped rotary valve executes the eccentric movement (orbit movement). The two Internal gears that form the eccentric gear have differences in the number of teeth between one and two teeth, making one There is multiple tooth engagement, similar to the positive toothing on the displacer. Cycloid internal gears can be used as tooth shapes, especially trochoid gears, be used, or with a difference in the number of teeth of two teeth also involute splines according to DIN 5480 with 30 ° pressure angle if it is ensured that no tooth head interference disorders occur.
Wird das scheibenförmige Drehventil durch pulvermetallurgisches Sinterverfahren hergestellt, ist für diese Verzahnungen kein zusätzlicher Fertigungsaufwand notwendig. Die Verzahnung auf der Welle kann bei rationeller Fertigung in einer Aufspannung zusammen mit der Wellenverzahnung für den Verdrängerteil auf programmgesteuerten Verzahnungsmaschinen mitgefertigt werden. Notfalls kann dieses Zahnrad auch gestanzt oder gesintert auf die Welle verdrehgesichert aufgesetzt werden. Das Hohlrad mit der Innenverzahnung im Gehäuseteil am Drehventil wird gestanzt oder geräumt, wobei eine grosse Anzahl der Teile gleichzeitig geräumt werden können. Auch hier ist somit der Fertigungsaufwand minimiert. Is the disc-shaped rotary valve by powder metallurgical Sintering process is made for these gears no additional manufacturing effort required. The gearing on the shaft with rational production in one Clamping together with the shaft toothing for the Displacement part on program-controlled gear cutting machines be made. If necessary, this gear can also be punched or sintered onto the shaft to prevent rotation become. The ring gear with the internal toothing in the housing part the rotary valve is punched or cleared, one large number of parts can be cleared at the same time. Here too, the manufacturing effort is minimized.
Um gleiche Drehzahlen von Kreiskolben und Drehventil zu gewährleisten,
sollten die Zähnezahlen an den Verzahnungen der
Gleichung
Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen von Kreiskolbenmaschinen mit scheibenförmigem Drehventil führt bei der erfindungsgemässen Maschine, wie oben erwähnt, das Drehventil eine kleine Exzenterbewegung aus. Diese darf die ordnungsgemässe Kommutierung für den Verdrängerteil nicht negativ beeinflussen. Sie sollte möglichst klein gehalten werden. Bei dem durch die Gesamtkonstruktion gegebenen Teilkreisdurchmesser für die Verzahnungen des Exzentergetriebes wird die gemeinsame Exzentrizität um so grösser, je niedriger die Drehzahl der Exzentrizitätsachse wird. Umgekehrt wird die Drehzahl der Exzenterachse umso höher, je kleiner die Exzentrizität gewählt wird. Hohe Drehzahlen der Exzenterachse bewirken Fliehkräfte am Drehventil, wodurch die Verzahnungen belastet werden und Quetschverluste zwischen den Innenverzahnungen entstehen. Bevorzugte Verzahnungsdaten sind durch das Kennzeichen des Anspruchs 4 gegeben. In contrast to the known designs of rotary piston machines with disk-shaped rotary valve leads in the inventive Machine, as mentioned above, the rotary valve a little eccentric movement. This may be the proper one Do not negatively influence commutation for the displacer. It should be kept as small as possible. At the pitch circle diameter given by the overall construction for the teeth of the eccentric gear common eccentricity the greater the lower the Speed of the eccentricity axis. The opposite is the case The speed of the eccentric axis is higher, the smaller the eccentricity is chosen. Effect high speeds of the eccentric axis Centrifugal forces on the rotary valve, creating the gears are loaded and crushing losses between the internal gears arise. Preferred gear data are by given the characteristic of claim 4.
Ein guter Kompromiss zwischen der Grösse der Exzentrizität und der Drehzahl der Exzenterachse ist durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 möglich. Mit diesen Werten sind die Fliehkräfte auf das Drehventil noch klein, gleichzeitig jedoch in einem grossen Drehwinkelbereich des Kreiskolbens die Kommutierungsbedingungen verbessert für einen drehmoment-pulsationsarmen Lauf der Maschine und einen guten volumetrischen Wirkungsgrad.A good compromise between the size of the eccentricity and the speed of the eccentric axis is through the realization the characterizing features of claims 5 to 7 possible. With these values, the centrifugal forces are on the Rotary valve still small, but at the same time in a large one Angular range of the rotary piston the commutation conditions improved for a low-torque pulsation run the machine and good volumetric efficiency.
Der Stufenkolben kompensiert hydraulisch die Axialkräfte am scheibenförmigen Drehventil, so dass in beiden Drehrichtungen die Leckspalte zwischen dem Drehventil und der Steuerplatte einerseits und dem Drehventil und der Stirnfläche des Stufenkolbens andererseits auf eine Schmierfilmdicke von wenigen Mikrometern reduziert wird. Auf diese Weise bleibt der volumetrische Wirkungsgrad der Maschine auch bei hohen Drücken und niedrigen Drehzahlen sehr hoch.The stepped piston hydraulically compensates for the axial forces on disc-shaped rotary valve, so that in both directions of rotation the leakage gap between the rotary valve and the control plate on the one hand and the rotary valve and the end face the stepped piston on the other hand to a lubricating film thickness of is reduced by a few micrometers. That way stays the volumetric efficiency of the machine even at high Pressures and low speeds very high.
Die Erfindung wird in folgenden anhand von Zeichnungen rein beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
- Fig.1
- einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Kreiskolbenmaschine,
- Fig.2
- einen Querschnitt längs A-A der Fig.3,
- Fig.3
- eine Teilansicht entsprechend Fig.1, Blickrichtung von oben,
- Fig.4
- eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Drehventils;
- Fig.5
- ein Längsschnitt entsprechend Fig.1 einer weiteren Ausbildungsvariante und
- Fig.6
- einen Teil-Längsschnitt durch eine weiter Ausbildungsvariante
- Fig. 1
- 2 shows a longitudinal section through a rotary piston machine according to the invention,
- Fig. 2
- 3 shows a cross section along AA of FIG. 3,
- Fig. 3
- a partial view corresponding to Figure 1, viewing direction from above,
- Fig. 4
- a schematic representation of a rotary valve according to the invention;
- Fig. 5
- a longitudinal section corresponding to Figure 1 a further training variant and
- Fig. 6
- a partial longitudinal section through a further training variant
Die in den Figuren dargestellte Kreiskolbenmaschine besitzt
eine An- bzw. Abtriebswelle 2, bei der die Lager 10 direkt
beidseits eines starren Gehäuseteils 4 angeordnet sind. Die
Welle 2 ist im Bereich des als Verdrängerteil wirkenden,
starren Gehäuseteils 4 mit einer - zweiten - Aussenverzahnung
9 mit einer Zähnezahl a versehen, die mit einer - zweiten
- Innenverzahnung 8 mit einer Zähnezahl b am Kreiskolben
6 kämmt. Der Kreiskolben 6 kreist exzentrisch um die Welle 2
und kämmt mit einer - ersten - Aussenverzahnung 7 mit einer
Zähnezahl c in der - ersten - Innenverzahnung 6 mit einer
Zähnezahl d des starren Gehäuseteils 4.The rotary piston machine shown in the figures has
an input or
Zur Erhöhung der Lebensdauer der Verdrängerverzahnung zwischen
Kreiskolben 6 und Gehäuseteil 4 kann die - erste - Innenverzahnung
5 am Gehäuseteil 4 in vorteilhafter Weise in
Form von drehbar gleitgelagerten Rollen 28 ausgebildet sein.To increase the service life of the positive gear between
Rotary piston 6 and housing part 4 can - the first - internal teeth
5 on the housing part 4 in an advantageous manner
Be designed in the form of rotatably sliding
Die jeweils unbelasteten Rollen auf der Hochdruckseite erlauben
den Aufbau eines Schmierfilms zwischen Rolle 28 und
Gehäuse4, der bei stossweiser Entlastung der Rolle 28 einen
tragförmigen Quetschfilm erzeugt (Squeeze-Effekt). Somit
liegt ein echtes hydrodynamisches Gleitlager vor.Allow the unloaded rollers on the high pressure side
the construction of a lubricating film between
Zur Übertragung der Kreiskolbendrehung ist ein Zahnradgetriebe
in Form eines Exzenterinnengetriebes 12, 13 vorgesehen,
wobei über dieses Zahnradgetriebe eine Übersetzung erzeugt
wird, durch die die Übersetzung bei der Drehübertragung
vom Kreiskolben 6 auf die Welle 2 kompensiert wird. Das
solcherart angetriebene Steuerteil in Form eines Drehventils
3 ist scheibenförmig ausgebildet. Vergleicht man die erfindungsgemässe
Ausbildung entsprechend den vorliegenden Fig.1
und Fig.5 mit der aus der EP-A1-0 761 968, Fig.5, bekannten
Ausbildung, so ist leicht zu ersehen, dass die erfindungsgemässe
Ausbildung bauteilärmer (so konnte auf den Getriebekolben
15', die Übertragungshülse 42 und auch das Gehäuseteil
9 der bekannten Ausbildung verzichtet werden) ausgeführt
ist, wodurch die Herstellungskosten verringert werden.
Auch kann damit die Baugrösse des Motors kleiner gewählt
werden.A gear transmission is used to transmit the rotary piston rotation
provided in the form of an
Fig.4 zeigt in schematischer Weise die Ausbildung und Funktionsweise
des Drehventils 3. Die Welle 2 ist als erstes -
Sonnenrad 14 mit einer Zähnezahl w ausgebildet, in das das
scheibenförmige Drehventil über seine - dritten - Innenverzahnung
15 mit einer Zähnezahl x mit einer Exzentrizität 20
rotierend eingreift. Das Drehventil 3 kämmt nun mit seiner -
dritten - Aussenverzahnung 16 mit einer Zähnezahl y mit einer
- vierten - Innenverzahnung 17, die im Anschlussgehäuse
18 an einem zweiten Sonnenrad 181 in Form eines gehäusefesten
Hohlrads ausgebildet ist. Die Zähnezahl dieser - vierten
- Innenverzahnung 17 am zweiten Sonnenrad 181 ist mit z
gegeben. Wie weiter unten dargestellt, kann die an dem zweiten
Sonnenrad vorgesehene Innenverzahnung auch direkt am Anschlussgehäuse
angeordnet werden, wodurch auf das Sonnenrad
als eigener, wenn auch gehäusefester Bauteil verzichtet werden
kann.4 schematically shows the design and mode of operation of the rotary valve 3. The
Bei Rechtslauf der Maschine wird Öl unter Hochdruck in den
Anschluss 27 und damit in den Ringraum 52 eingebracht. Aufgrund
der konischen Ausbildung des Drehventils 3 steht eine
ringförmige Axialfläche 30 (Fig.5) zur Verfügung, die in
diesem Betriebszustand der Maschine die Axialkraft am Leckspalt
24 kompensieren kann. Somit bleibt das Drehventil 3
stets auf Nullspiel am Leckspalt 24, wenn die Axialfläche 30
richtig dimensioniert ist.When the machine runs clockwise, oil is injected under high pressure into the
Anders ist es, wenn bei Linkslauf das unter Hochdruck stehende
Öl in den Anschluss 26 (Fig.1 und Fig.3) gegeben wird.
In diesem Falle beaufschlagt das Drucköl die an einem Stufenkolben
23 ausgebildete Kolbenringfläche 32. Dieser Stufenkolben
23 ist zum Axialausgleich der Leckspalte 24 und 25
am Drehventil 3 vorgesehen. Da der Stufenkolben 23 axialbeweglich
im Anschlussgehäuse 18 durch 0-Ringe 33 und 34 abgedichtet
ist, wird dieser gegen den Leckspalt 25 gepresst zum
Abdichten eines weiteren, der Kolbenringfläche zugeordneten
Ringraums 35. Die vom Stufenkolben 23 erzeugte Axialkraft
dichtet somit gleichzeitig den Leckspalt 24 und den Leckspalt
25. Funktion und Dimensionierung eines solchen Stufenkolbens
23 ist dem Fachmann bekannt und braucht deshalb
nicht näher erläutert zu werden.It is different if it is under high pressure when turning to the left
Oil is added to port 26 (Fig.1 and Fig.3).
In this case, the pressure oil acts on a
Erfindungsgemäss ist in Fig.5 eine neue Ausführung des Stufenkolbens
23 gezeigt. Der Stufenkolben 23 muss gegen Mitdrehen
im Anschlussgehäuse 18 gesichert werden. Dazu dient
entsprechend der Ausbildung nach Fig.1 ein Stift 53. Jedoch
kann dann an dieser Stelle keine Verbindungsbohrung 36 im
Stufenkolben 23 angebracht werden, was den Durchflusswiderstand
für das Öl vergrössert. Auch wird die Umfangskraft des
Stiftes 35 gegen das Anschlussgehäuse 18, die durch das Reibungsdrehmoment
zwischen dem drehenden Drehventil 3 und dem
Stufenkolben 23 hervorgerufen ist, um so höher, je höher der
Arbeitsdruck der Maschine wird, da die Axialkraft auf die
Kolbenringfläche 32 ansteigt. Diese Umfangskraft behindert
die Axialbeweglichkeit des Stufenkolbens 23 in nachteiliger
Weise.5 is a new version of the
In Fig.5 ist in vorteilhafter Weise das hohlradförmige,
zweite Sonnenrad 181 etwas breiter ausgeführt. Damit kann
eine am Stufenkolben 23 vorgesehene Verzahnung 37 in dieses
eingreifen, so dass eine querkraftfreie Verdrehsicherung des
Stufenkolbens 23 möglich wird. Der Stufenkolben 23 kann zusammen
mit seiner Verzahnung 37 und den Verbindungsbohrungen
36 im Sinterverfahren hergestellt werden. Diese Ausführung
ist sehr montagefreundlich, da der Stufenkolben 23 eingesetzt
werden kann, wenn die 0-Ringe 33 und 34 im Anschlussgehäuse
18 angeordnet sind. Die Verdrehsicherung für das
zweite Sonnenrad 181 geschieht über Stifte 38 und seine
Axialsicherung über einen Segerring 39. Eine Initialfeder 40
ist als Wellfeder ausgeführt und hält auch bei Nulldruck den
Stufenkolben 23 im Kontakt mit dem Drehventil 3.In Figure 5, the ring gear-shaped,
Die vierte Innenverzahnung 17 kann auch - wie in Fig.6 dargestellt
ist - direkt im Anschlussgehäuse 18 angeordnet werden.
Dies wird sich insbesondere unter dem Gesichtspunkt von
Vorteil erweisen, wenn dem Hersteller derartiger Kreikolbenmaschinen
eine ausreichende Kapazität an Verzahnungs-Stoss-Maschinen
zur Verfügung steht. Eine solche Anordnung hat den
Vorteil, dass das innenverzahnte Sonnenrad 181 und Kleinteile,
wie Stifte 38 und Segerring 39 eingespart werden können.
Auch wird dadurch der Aufwand bei er Montage verringert.
Bei der Ausbildung entsprechend Fig.6 ist zu beachten,
dass die relative Verdreh-Phasenlage der Verzahnung 17 zur
zweiten Innenverzahnung 5 (die nach Fig.2 in Form von Rollen
ausgebildet sein kann) genau eingehalten wird, welche Aufgabe
bei den Ausbildungen entsprechend Fig.1 und Fig.5 durch
die richtige Positionierung des Stiftes 38 erfüllt wird.The fourth
Die leichte Exzenterbewegung des Drehventils 3 wirkt tribologisch
sehr vorteilhaft, weil dadurch Riefenbildung durch
Schmutz- und Abriebteilchen im Ölfilm vermieden wird, wie
beim Polieren von glatten Oberflächen. Der unvermeidliche
Verschleiss durch Erosion und Korrosion an diesen Oberflächen
wird durch den hydrostatisch angepressten Stufenkolben
23 automatisch nachreguliert. Dadurch bleibt der Leckstrom
an diesen Stellen stets klein.The slight eccentric movement of the rotary valve 3 has a tribological effect
very advantageous because it causes scoring
Dirt and abrasion particles in the oil film is avoided, such as
when polishing smooth surfaces. The inevitable
Wear due to erosion and corrosion on these surfaces
is by the hydrostatically pressed stepped
Claims (9)
bei (x - w) = 1 : x=16 bis 24 y = 29 bis 45 Zähne
bei (x - w) = 2 : x = 31 bis 49; y = 18 bis 46 Zähne.Hydrostatic rotary piston machine according to one of claims 2 to 4, characterized in that at the number of teeth a = 12, b = 14, c = 11, d = 12 or a = 13, b = 15, c = 12, d = 13 of the displacement part (1) the number of teeth of the eccentric gear (12, 13) of the rotary valve (3) can assume the following values:
at (x - w) = 1: x = 16 to 24 y = 29 to 45 teeth
at (x - w) = 2: x = 31 to 49; y = 18 to 46 teeth.
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- 1999-08-03 DE DE59900601T patent/DE59900601D1/en not_active Expired - Fee Related
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