DE2619048A1 - Hydrostatische verdraengermaschine - Google Patents

Description

• Hydrostatische Verdrängermaschine
• Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Verdrängermaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• In bekannter Weise bewirkt der mit dem Verdrängerkolben im dichtenden Kraftschluß stehende Rollkörper eine Aufspaltung der auf diesen vom Verdrängerkolben einwirkenden Kraft in eine im Berührungspunkt von Rollkörper und Hubkurve senkrecht auf der Hubkurve stehenden Komponente und eine quer zur Bewegungsrichtung des Verdrängerkolbens auf dessen Führungswand gerichtete Kraftkomponente, die das Drehmoment des Rotors einleitet. Es ist bekannt, die sich am Verdrängerkolben abstützende Kugel in einer Verlängerung des Verdrängerkolbens zu führen, die die quer zur Bewegungsrichtung des Verdrängerkolbens gerichtete Kraftkomponente zur Erzeugung des Drehmomentesvdes Rotors über diese Verlängerung auf die betreffende Führungswand des Rotors überträgt. Es hat sich gezeigt daß eine solche Ubertragung der das Drehmoment bewirkenden Kraftkomponente von der Kugel auf den Rotor den mechanischen Wirkungsgrad der Verdrängermaschinen in hohem Maß ungunstig beeinflußt. Zur Erhöhung des mechanischen Wirkungsgrades ist insbesondere zur Vermeidung eines Verkanten des Verdrängerkolbens vorgeschlagen worden, das Führungsspiel der Kugel bzw. das Führungsspiel der die Kugel aufnehmenden Verlängerung des Verdrängerkolbens kleiner zu halten als das Führungsspiel des Verdrängerkolbens. Weiter ist vorgeschlagen worden, die Kugel auf einerAbstützpfanne anzuordnen, die ihrerseits quer zur Verschieberichtung des Verdrängerkolbens verschiebbar und dicht angeordnet ist. Dadurch sollten von dem Verdrängerkolben die Querkräfte ferngehalten werden. Auch dieser Vorschlag hat keine wesentliche Wirkungsgradverbesserung gebracht, wenn auch der Verschleiß der Verdrängerkolben herabgesetzt werden konnte.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den mechanischen Wirkungsgrad bei Verdrängermaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit einfachen Mitteln zu verbessern, und zwar ohne die Grundkonzeption der Verdrängermaschine zu verändern.
• Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht, wobei eine mechanische Wirkungsgradverbesserung von über 10% zu erzielen ist.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
• Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt der hydrostatischen Verdrängermaschine mit radial angeordnetem Verdrängerkolben, und zwar im Bereich der letzteren, Fig. 2 eine Verdrängerkolbeneinheit im vergrößerten Maßstab, Fig. 3 eine Draufsicht auf ein den Rollkörper sphärisch umschließendes Lagerelement und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
• In den Figuren 1 und 2 ist mit 11 das die Hubkurve 16 aufnehmende Gehäuseteil bezeichnet. lo bezeichnet den Rotor, der in Stufenbohrungen 12, 13 die Verdrängerkolben 15 und die Rollkörper 14 mit letztere sphärisch umschließenden Gleitlagerelementen 14a aufnimmt. Der als Kugel ausgebildete Rollkörper 14 sitzt auf einer sphärischen Abstützpfanne 25 dichtend auf, die ihrerseits mit ihrer Auflagefläche 25a (Fig. 2) auf einer entsprechenden Planfläche 15a des Verdrängerkolbens 15 dichtend aufliegt und quer zur Bewegungsrichtung Pf des Verdrängerkolbens 15 verschiebbar ist. Der Verdrängerkolben 15 ist als Hohlkolben ausgebildet. Der mittlere Durchmesser der als Ringfläche ausgebildeten Auflagefläche 25a der Abstützpfanne 25 ist nur geringfügig kleiner als der Durchmesser der den Verdrängerkolben aufnehmenden Bohrung 13. Dadurch ist der Verdrängerkolben annähernd hydraulisch ausgeglichen, so daß dieser nur mit einer geringen hydraulischen Kraft in Richtung des Rollkörpers 14 gegen die Abstützpfanne 25 angepreßt wird. Der Verdrängerkolben weist eine umlaufende Nut 15b auf, die einen zur Abstützung der Feder 21 dienenden Sprengring 22 aufnimmt. Die Feder 21 hat lediglich die Aufgabe, eine kraftschlüssige Verbindung des Rollkörpers 14 mit der Hubkurve 16 des Gehäuseteiles 11 einerseits und über die Abstützpfanne 25 mit dem Verdrängerkolben 15 andererseits zu gewährleisten, damit das aus diesen Teilen gebildete Verdrängerelement bei seiner radialen Bewegung nach außen eine kräftemäßig sich zusammenhaltende Einheit bildet.
• In der gezeigten Lage des Rollkörpers an der Hubkurve wirkt an dem Rollkörper im Berührungspunkt A eine resultierende Reaktionskraft Fres mit der tangentialen Kraftkomponente Ft und der radialen Kraftkomponente Fr. Die radiale Kraftkomponente Fr wird ausschließlich von der Abstützpfanne 25 aufgenommen, während die tangentiale Kraftkomponente Ft ausschließlich von dem Gleitlagerelement abgefangen wird. Durch die große Auflagefläche der Kugel 14 an dem Gleitlagerelement 14a einerseits und die große Anlagefläche des Gleitlagerelementes an der Bohrung 12 andererseits wird eine gute Schmierung der aneinander gleitenden Flächen gewährleistet, so daß keine den Wirkungsgrad vermindernde Trockenreibung und damit auch kein erhöhter Verschleiß der relativ zueinander bewegten Teile auftritt. Das die Kugel 14 umschließende Gleitlagerelement weist gemäß Fig. 3 eine Trennfuge 14b auf.
• Dadurch wird eine spielfreie Einpaßung des Lagerelementes zwischen Kugel 14 und Bohrung 12 des Rotors erreicht. Wärmeausdehnungen des Lagerelementes werden durch die Trennfuge ebenfalls kompensiert, so daß die spielfreie Passung des Gleitlagereleittentes durch Temperaturschwankungen nicht zu beeinträchtigen ist.
• Anstelle eines ringförmigen Gleitlagerelementes können einzelne Ringsegmente das Gleitlagerelement bilden. Segmente werden gewählt, wenn das Gleitlagerelement aus einem Lagerwerkstoff metallischer Art besteht. Die ringförmige Ausbildung des Gleitlagerelementes findet Verwendung, wenn dessen Werkstoff aus einem leicht formbaren Werkstoff besteht. Damit das Gleitlagerelement mit der Kugel 14 in Verschieberichtung des Verdrängerkolbens fixiert bleibt gemäß Fig. 4, ist dessen Erstreckung 1 in Hubrichtung so groß, daß dessen unterer und oberer freier Querschnitt dl, d2 bezogen auf dessen Äquatorebene E kleiner ist als der Durchmesser des Rollkörpers 14.
• Vorbekannter Stand der Technik: US-PS 3,858,487 US-PS 2,862,455 DT-PS 24 34 631 Leerseite

Claims (6)

1. Patentansprüche Hydrostatische Verdrängermaschine, insbesondere Motor mit hydrostatisch entlastetem Verdrängerkolben und als Rollkörper ausgebildeten Kraftübertragungselement zwischen Verdrängerkolben und Hubkurve g e k e n n z e i c h n e t durch ein selbständiges in einer Bohrung (12) des Rotors (10) geführtes, den Rollkörper (14) im Bereich dessen tangentialer Kraftabstützung (Ft) sphärisch umschließendes Gleitlagerelement (14a).
2. 2. Hydrostatische Verdrängermaschine nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erstreckung (1) des Lagerelementes (14a) in Hubrichtung (Pf) des Rollkörpers (14) bezogen auf dessen Äquatorebene (E) mindestens so groß ist, daß dessen freier Durchmesser (dl,d2) kleiner-ist als der Durchmesser des Rollkörpers (14).
3. 3. Hydrostatische Verdrängermaschine nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gleitlagerelement (14a) in Hubrichtung eine durchgehende Trennfuge (14b) aufweist..
4. 4. Hydrostatische Verdrängermaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gleitlagerelement (14a) aus Segmenten gebildet ist.
5. 5. Hydrostatische Verdrängermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n -Gleitz e i c h ne t , daß das,Lagerelement (14a) zumindest an seiner dem Rollkörper (14) zugewandten Seite aus einem Werkstoff besteht, der gegenüber Stahl einen kleineren Reibungskoeffizienten aufweist.
6. 6. Hydrostatische Verdrängermaschine nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gleitlagerelement (14a) aus einem formbaren Kunststoff besteht.