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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Hydraulikmotor, umfassend:
- – einen
Zylinderblock, der mindestens eine erste Gruppe von Zylindern umfaßt, die
radial in bezug auf eine Drehachse angeordnet ist, wobei jeder Zylinder
mit einer Zylinderleitung verbunden ist und mit einem Kolben zusammenwirkt,
der in diesem Zylinder gleiten kann,
- – ein
Reaktionselement, das in relativer Drehung zu dem Zylinderblock
um die Drehachse angeordnet ist,
- – einen
internen Fluidverteiler, der mit dem Reaktionselement in bezug auf
die Drehung um die Drehachse fest verbunden ist und Verteilungsleitungen
umfasst, die mit den Zylinderleitungen verbunden werden können, um
diese Leitungen mit Leitungen zur Zu- und Ableitung des Fluids des Motors
in Verbindung zu bringen,
- – Auswahlmittel,
die in einer ersten Konfiguration den Anschluß der Zylinderleitungen der
Zylinder der ersten Gruppe an die Verteilungsleitungen ermöglichen
können,
und die in einer zweiten Konfiguration, „Kolbenentkopplung" genannt, die Zylinderleitungen
mit einem Fluidableitungsraum in Verbindung bringen können, wobei
die Kolben, die mit den Zylindern der ersten Gruppe zusammenwirken,
in der genannten Entkopplungskonfiguration in die Zylinder zur Drehachse
zurückgeführt werden
können.
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Ein
Motor dieses Typs ist aus dem Dokument FR 2 710 111 bekannt. Wenn
der Motor im maximalen Hubraum funktioniert, werden alle Zylinder
periodisch mit Fluid unter Druck versorgt. Es ist bekannt, die periodische
Fluidversorgung aller Zylinder zu unterdrücken, um sie inaktiv zu setzen,
so daß der
Motor kein Moment liefert. Es ist auch bekannt, die Fluidversorgung
von nur einigen Zylindern zu unterdrücken, wobei die anderen Zylinder
weiterhin periodisch mit Fluid versorgt werden, so daß der Motor
im teilweisen Hubraum funktioniert.
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So
ist die Erfindung sowohl für
einen Motor anwendbar, bei dem alle Zylinder der ersten Gruppe angehören und
somit alle inaktiv gesetzt werden können, als auch für einen
Motor, der ferner eine zweite Gruppe von Zylindern umfaßt, die
weiterhin aktiv sind, wenn die Zylinder der ersten Gruppe inaktiv
gesetzt sind.
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Wie
in FR 2 710 111 angeführt,
ist es bekannt, die Kolben, die gleitend in den Zylindern der ersten
Gruppe montiert sind, zu „entkoppeln", wobei dieser Schritt
darin besteht, die Auflagerungen der Kolben auf dem Reaktionselement
oder der „Nocke" zu unterbinden,
wodurch die Reibungen und der vorzeitige Verschleiß vermieden
werden. Dazu ermöglicht
es eine „Entkopplungsvorrichtung", die betreffenden
Kolben in ihrer in das Innere ihrer jeweiligen Zylinder zurückgezogenen
Position zu halten.
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Wie
FR 2 710 111 ferner anführt,
sind der Schritt der Entkopplung und der Schritt der „Wiederankopplung", der darin besteht,
die Kolben wieder auf der Nocke aufzulagern, heikel, und wenn gewisse Vorsichtsmaßnahmen
nicht getroffen werden, können
sie zu heftigen Stößen der
Kolben an die Nocke führen.
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Um
solche heftigen Stöße zu vermeiden, schlägt FR 2
710 111 die Verwendung von Auswahlmitteln vor, die einen individuellen
Wähler
für jeden der
Zylinder der ersten Gruppe umfassen, wobei dieser individuelle Wähler derart
gesteuert wird, daß er für die Entkopplung
oder Kopplung des in dem Zylinder gleitenden Kolbens, mit dem er
verbunden ist, nur dann verwendet werden kann, wenn die Achse dieses
Zylinders während
der relativen Drehung des Zylinderblocks und der Nocke durch eine
Position verläuft,
in der sie nahe der Spitze einer Wellung der Nocke ist.
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Dieses
System ist ganz zufriedenstellend, aber es ist relativ kostspielig,
da es das Vorhandensein von ebenso vielen individuellen Wählern, wie
die erste Zylindergruppe Zylinder umfaßt, erfordert. Es erfordert
ferner Steuermittel, die für
die Aktivierung jedes dieser individuellen Wähler zu genauen Zeitpunkten
angepasst sind.
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Das
Dokument FR 2 677 409 beschreibt seinerseits eine Hydraulikschaltung,
die es ermöglicht, die
Kolben eines Hydraulikmotors zu entkoppeln. Diese Schaltung umfaßt ein Ventil,
das in den Leitungen angeordnet ist, die die Öffnungen der Pumpe mit den
Hauptzu- und -ableitungen des Motors verbinden. Dieses System ist
extern und auf den Motor aufgesetzt, wodurch sein Platzbedarf vergrößert wird. Ferner
wird die Entkopplung ohne Unterscheidung bei allen Kolben des Motors
durchgeführt.
Schließlich werden
die Probleme von Stößen bei
der Entkopplung und Wiederankopplung nicht vermieden.
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Die
vorliegende Erfindung soll ein einfaches System vorschlagen, das
im Inneren des Motors angeordnet ist, um die Entkopplung der in
den Zylindern der ersten Gruppe gleitenden Kolben zu ermöglichen und
im wesentlichen die Phänomene
von Stößen dieser
Kolben an die Nocke während
der Entkopplungs- und Wiederankopplungsphasen der betreffenden Kolben
zu vermeiden, auch bei relativ hohen Drehgeschwindigkeiten von beispielsweise
ungefähr
100 U/min und mehr.
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Dieses
Ziel wird dank der Tatsache erreicht, daß die Auswahlmittel einen einzigen
Entkopplungswähler
umfassen, der in Bezug auf die Drehachse drehfest mit dem Zylinderblock
verbunden ist und eine Verbindungsleitung für jeden Zylinder der ersten Gruppe
von Zylindern umfaßt,
wobei dieser Wähler eine
erste Position, die der ersten Konfiguration entspricht und in der
die Verbindungsleitungen den Anschluß der Zylinderleitungen der
Zylinder der ersten Gruppe an die Verteilungsleitungen ermöglichen, eine
zweite Position, die der Entkopplungskonfiguration entspricht, und
eine Zwischenposition zwischen der ersten und der zweiten Position
einnehmen kann, in der die Zylinderleitungen der Zylinder der ersten Gruppe
miteinander durch einen getrennten Raum verbunden sind.
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In
der ersten Position des Wählers
sind die Zylinderleitungen der Zylinder der ersten Gruppe normalerweise
an die Verteilungsleitungen angeschlossen und sind somit alternativ
mit der Fluidzu- und -ableitung verbunden, so daß die in diesen Zylindern gleitenden
Kolben aktiv sind. In der zweiten Position des Entkopplungswählers sind
die Zylinderleitungen der Zylinder der ersten Gruppe alle an den
Fluidableitungsraum angeschlossen, so daß die in diesen Zylindern gleitenden
Kolben inaktiv sind und in die Zylinder zurückgezogen werden können, d.h.
daß sie entkoppelt
sind. Vorzugsweise ist der Fluidableitungsraum ganz einfach ein
Teil des Innenraums des Motors, der an eine Leckagerückleitung
angeschlossen ist.
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In
der Zwischenposition des Wählers
sind die Zylinderleitungen der Zylinder der ersten Gruppe alle miteinander
durch einen getrennten Raum verbunden. Unter „getrenntem Raum" ist ein Teil des
Innenraums des Gehäuses
des Motors zu verstehen, der von den verschiedenen „funktionellen" Leitungen des Motors
getrennt ist, d.h. den Leitungen, die mit einer Leitung außerhalb
des Motors verbunden sind, wie beispielsweise einer Zu- oder Ableitung
oder auch einer Hilfsleitung, die an die Aufladungsleitung des Motors
angeschlossen ist, um eine Hilfsfunktion dieses Motors (Bremssteuerung,
...) sicherzustellen. Mit anderen Worten ist dieser getrennte Raum
weder an die Zuleitung noch an die Ableitung noch an irgendeinen Hilfsdruck
außerhalb
des Motors angeschlossen.
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In
dieser Zwischenposition können
sich die Kolben der Zylinder der ersten Gruppe in ihren jeweiligen
Zylindern in Abhängigkeit
von ihren Positionen auf der Nocke verschieben. Mit anderen Worten
stellen sie sich nicht in einer gegebenen Position im Inneren ihrer
Zylinder fest, sondern sie können
den Wellungen der Nocke folgen, wobei die durch die Rückzugsbewegung
gewisser Kolben verschobenen Fluidvolumina die durch die Austrittsbewegung
anderer Kolben verschobenen Fluidvolumina ausgleichen, wobei der
Motor homokinetisch ist.
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Erst
nach dem Durchlaufen dieser Zwischenposition werden die Zylinder
der ersten Gruppe an den Fluidableitungsraum angeschlossen. So ermöglicht es
die Erfindung, eine direkte Verbindung des Fluidableitungsraums
mit der Zu- oder Ableitung des Motors zu vermeiden, was für die ordnungsgemäße Funktion
dieses letztgenannten schädlich
wäre. So sind
bei der Verschiebung des Wählers
die Zylinderleitungen der Zylinder der ersten Gruppe nicht voneinander
isoliert, wodurch die Feststellung der in diesen Zylindern gleitenden
Kolben vermieden wird.
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Vorzugsweise
ist der Entkopplungswähler von
einem Schieber gebildet, der gleitend in einer Bohrung des Zylinderblocks
befestigt ist, wobei die Verbindungsleitungen Verbindungsrillen
umfassen, die auf der Oberfläche
dieses Schiebers vorgesehen sind. Die Zylinderleitungen der Zylinder
der ersten Gruppe weisen nun Öffnungen
auf, die in der Bohrung des Zylinderblocks offen sind und jeweils
ständig
an eine Verbindungsrille angeschlossen sind; die Bohrung des Zylinderblocks
weist eine Zwischenverbindungsnut auf, mit der die Verbindungsrillen
in der Zwischenposition des Wählers
verbunden sind.
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Die
Verbindungsrillen sind axial oder im wesentlichen axial auf der
Oberfläche
des Schiebers angeordnet. Ihre Herstellung ist somit äußerst einfach. In
der ersten Position des Wählers
ermöglichen
es diese Verbindungsrillen, die Zylinderleitungen der Zylinder der
ersten Gruppe an die Verteilungsleitungen anzuschließen, so
daß die
Kolben der Zylinder der ersten Gruppe aktiv sind. Durch eine Axialverschiebung
des Wählers
in seine zweite Position besteht dieser Anschluß der Zylinderleitungen der
Zylinder der ersten Gruppe an die Verteilungsleitungen nicht mehr,
und die Verbindungsrillen sind alle mit der Zwischenverbindungsnut
des Zylinderblocks verbunden.
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Die
von den Zylinderleitungen der Zylinder der ersten Gruppe, den Verbindungsrillen
und der Zwischenverbindungsnut gebildete Einheit stellt den getrennten
Raum dar, durch den die Zylinderleitungen der Zylinder der ersten
Gruppe miteinander in der Zwischenposition des Wählers verbunden sind.
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In
diesem Fall ist es vorteilhaft, daß der Motor für jede Zylinderleitung
der Zylinder der ersten Gruppe einen Verteilungsdurchgang aufweist,
der von einer Leitung gebildet ist, die eine erste Öffnung, die
in der Bohrung des Zylinderblocks offen ist, und eine zweite Öffnung aufweist,
die auf einer Verbindungsfläche
des Zylinderblocks offen ist, um mit den Verteilungsleitungen während der
relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers zueinander verbunden
zu werden, und daß für jede Zylinderleitung
der Zylinder der ersten Gruppe die erste Öffnung der den Verteilungsdurchgang
bildenden Leitung die Öffnung
der Zylinderleitung und die Zwischenverbindungsnut nacheinander
in einer Bohrung des Zylinderblocks in Verschieberichtung des Schiebers
des Entkopplungswählers
von ihrer ersten in ihre zweite Position verstellt werden.
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Für jeden
Zylinder der ersten Gruppe ist der Verbindungsdurchgang ständig mit
der Verbindungsfläche
des Zylinderblocks verbunden und kann somit alternativ an jede der
Verteilungsleitungen angeschlossen werden. Die Verbindungsrille
stellt für
jede Zylinderleitung der Zylinder der ersten Gruppe die Verbindung
zwischen der Zylinderleitung und diesem Verteilungsdurchgang her,
und zwar in der ersten Position des Wählers. Wenn dieser Wähler in
seine zweite Position verschoben wird, besteht die Verbindung zwischen
dem Verteilungsdurchgang und der Zylinderleitung nicht mehr, während die
Zylinderleitung mit der Zwischenverbindungsnut immer noch durch
die Verbindungsrille verbunden ist.
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Vorzugsweise,
um die Verschiebung des Wählers
zwischen seiner ersten und seiner zweiten Position zu steuern, umfaßt der Motor
Steuermittel für
die Verschiebung des Wählers,
die elastische Rückstellmittel
umfassen, die den Wähler
ständig
in seine erste oder seine zweite Position bringen können, und
Gegenbelastungsmittel, die derart gesteuert werden können, daß sie die
Verschiebung des Wählers
in die jeweils andere seiner ersten oder zweiten Position bewirken.
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Nach
einer Variante bringen die elastischen Rückstellmittel den Wähler in
seine erste Position und umfassen die Gegenbelastungsmittel einen Steuerkolben,
der mit einem Steuerzylinder zusammenwirkt, der mit einem Teil eines
Stators des Motors fest verbunden ist, wobei der Steuerkolben gegen
die Rückstellkraft
der Rückstellmittel
verschoben werden kann, um den Wähler
in seine zweite Position zu bringen.
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Die
Entkopplung der Kolben der Zylinder der ersten Gruppe wird nun durch
eine positive Steuerung des Steuerkolbens gegen die elastischen
Rückstellmittel
erzielt, wobei diese Steuerung insbesondere hydraulisch ist.
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Es
kann gewählt
werden, daß der
Steuerkolben mit dem Wähler über kugelförmige Anschlagmittel
oder auch über
Wälzlagermittel
oder auch über hydrostatische
Anschlagmittel zusammenwirkt, die ein eingeschlossenes Fluid verwenden.
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Der
Steuerzylinder ist fest mit einem Teil des Stators des Motors verbunden,
während
der Wähler drehfest
mit dem Zylinderblock verbunden ist. Folglich dreht sich der Teil
des Wählers,
mit dem der Steuerkolben zusammenwirkt, in bezug auf den Steuerzylinder.
Die Wahl von kugelförmigen
Anschlagmitteln, von Wälzlagermitteln
oder hydrostatischen Anschlagmitteln ermöglicht es, einen vorzeitigen
Verschleiß der
in relativer Drehung befindlichen Teile zu vermeiden. Insbesondere
die Wahl von kugelförmigen
Anschlagmitteln ermöglicht
es, die Reibung zwischen dem Steuerkolben und dem Wähler auf
eine Zone mit kleiner Fläche
zu begrenzen. Diese Zone ist vorzugsweise auf der Drehachse des
Motors ausgerichtet, wobei die Bohrung des Zylinderblocks, in der
der Entkopplungswähler
ebenso wie der Steuerzylinder angeordnet sind, vorzugsweise auf
der Achse des Motors zentriert ist. So ist die relative Geschwindigkeit
zwischen dem festen Teil und dem Drehteil gering, so daß höchstens
ein sehr geringes Moment in dieser Zone erzeugt wird. Daraus ergibt sich,
daß die
Reibung und somit die Erhitzung der in Kontakt befindlichen Teile
begrenzt werden.
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Die
Wahl von Anschlagmitteln mit Kugel ermöglicht es, im wesentlichen
diese Reibung zu vermeiden, wobei sie durch einen Rollkontakt ersetzt wird,
wodurch auch die Gefahren von Reibung und somit eines vorzeitigen
Verschleißes
vermieden werden.
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Im
Falle von hydrostatischen Anschlagmitteln wird die Kontaktreibung
ebenfalls vermieden und durch eine Fluidreibung ersetzt, was im
wesentlichen dieselben Vorteile mitsichbringt.
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Nach
einer weiteren Variante umfassen die Gegenbelastungsmittel eine
Steuerkammer, die zwischen dem Wähler
und einem festen Bezugsstück
in bezug auf den Zylinderblock vorgesehen ist, und eine Steuerleitung,
die die Steuerkammer an eine Fluidquelle anschließen kann.
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Es
kann gewählt
werden, daß die
elastischen Rückstellmittel
den Wähler
in seine zweite Position bringen und daß die Gegenbelastungsmittel
derart gesteuert werden können,
daß sie
den Wähler
in seine erste Position bringen.
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In
diesem Fall wird die Entkopplungskonfiguration in Ruhestellung durch
die elastischen Rückstellmittel
erreicht. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn der Motor für den Antrieb
eines Fahrzeugs dient. Wenn nämlich
ein Ausfall bei der Steuerung der Gegenbelastungsmittel eintritt,
während
das Fahrzeug in der gekoppelten Konfiguration der Kolben (somit
mit geringer Geschwindigkeit und hohem Antriebsmoment) fährt, läßt dieser
Ausfall den Wähler
in die Entkopplungskonfiguration übergehen, wodurch der Hubraum
und somit das Moment des Motors verringert werden. Der Fahrer kann
nun ohne Schwierigkeit die Geschwindigkeit beherrschen, wobei er
den Pumpendurchsatz kontrolliert.
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Diese
Variante ist auch im Falle eines Hydraulikmotors, der mit einer
Park- und Sicherheitsbremse ausgestattet ist, vorteilhaft. In diesem
Fall, wenn ein Benutzer versucht, den Hydraulikmotor in Gang zu
setzen, ohne vorher das Lösen
der Bremse gesteuert zu haben, muß nämlich das erforderliche Bremsmoment,
um einen ungewollten Antrieb des Motors und des Fahrzeugs, das mit
diesem ausgestattet ist, zu vermeiden, einfach in der Lage sein, das
von dem Motor in seiner Entkopplungskonfiguration (somit mit kleinem
Hubraum) entwickelte Moment, das jenes der Ruhestellung ist, zu überwinden. Dieses
Bremsmoment ist kleiner als jenes, das erforderlich wäre, wenn
die Ruheposition des Wählers
in seiner ersten Position (in der die Kolben gekoppelt sind) wäre, wodurch
es möglich
ist, eine weniger platzraubende und kostengünstigere Bremse zu wählen.
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Nach
einer vorteilhaften Anordnung ist eine Druckminderungskammer am
Ende des Wählers
vorgesehen, die sich auf der stromabwärtigen Seite dieses letztgenannten
in Richtung seiner Verschiebung von seiner ersten in seine zweite
Position befindet, und sind in der zweiten Position des Wählers die
Zylinderleitungen an diese Kammer angeschlossen.
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Beim Übergang
des Wählers
von seiner ersten Position in seine zweite Position wird die Druckminderungskammer
mit dem Fluid versorgt, das sich in den Zylinderleitungen der Zylinder
der ersten Gruppe befindet. Die Druckminderungskammer wird somit „unter
Druck gesetzt",
wodurch eine Widerstandskraft der Weiterführung der Verschiebebewegung
des Wählers
in seine zweite Position entgegengestellt wird. Mit anderen Worten
wird die Verschiebung des Wählers
zwischen seiner Zwischenposition und seiner zweiten Position verlangsamt,
so daß die Entkopplung
gleichmäßig erfolgt.
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Diese
Druckminderungskammer steht vorzugsweise mit einer Leckagerückleitung,
die mit einem drucklosen Behälter
verbunden ist, in Verbindung. Diese Verbindung erfolgt vorzugsweise über mindestens
einen Durchgang mit geringem Querschnitt, was zwischen der Druckminderungskammer und
der Leckagerückleitung
zu einem Lastverlust führt,
der es ermöglicht,
eine zu rasche Verschiebung des Wählers von seiner ersten Position
in seine zweite Position zu vermeiden.
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Die
Größe des Durchgangsquerschnitts
des oder der Durchgänge
mit geringem Querschnitt bestimmt den Lastverlust zwischen der Druckminderungskammer
und der Fluidrückleitung,
was die Verschiebegeschwindigkeit des Wählers zwischen seiner Zwischenposition
und seiner zweiten Position bedingt.
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Die
Erfindung kann für
Motoren angewandt werden, bei denen gewünscht wird, daß alle Kolben entkoppelt
werden. Sie kann auch für
Motoren angewandt werden, bei denen nur Kolben der Zylinder entkoppelt
werden sollen, die im(n) kleinen Hubraum(-räumen) inaktiv sind.
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In
diesem Fall weist der Zylinderblock vorzugsweise eine zweite Gruppe
von Zylindern auf, die radial in bezug auf die Drehachse montiert
sind, wobei jeder Zylinder dieser zweiten Gruppe mit einer Zylinderleitung
verbunden ist, die direkt an eine Verbindungsfläche des Zylinderblocks angeschlossen
ist, die mit einer Verteilungsfläche
des Verteilers zusammenwirkt, um mit den Verteilungsleitungen während der
relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers unabhängig von
der Position des Wählers verbunden
zu werden.
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Wenn
somit die in den Zylindern der ersten Gruppe gleitenden Kolben entkoppelt
werden, können
jene, die in den Zylindern der zweiten Gruppe gleiten, sofern die
Zylinder weiterhin an die Verteilungsleitungen angeschlossen sind,
weiterhin aktiv sein, um ein geringeres Antriebsmoment zu liefern.
In diesem Fall funktioniert der Motor in einem kleinen Hubraum,
während
er, wenn alle Zylinderleitungen an die Verteilungsleitungen angeschlossen
sind, wobei der Wähler
seine erste Position einnimmt, in einem großen Hubraum funktioniert.
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Es
ist anzumerken, daß zusätzlich zum
Entkopplungswähler
der Kolben ein zusätzlicher
Hubraumwähler
vorgesehen werden kann, der auf den Anschluss der Zylinderleitungen
an die Verteilungsleitungen einwirkt. Dieser Hubraumwähler kann
unabhängig
vom Entkopplungswähler
zwischen zwei Positionen, die einem größeren Hubraum bzw. einem kleineren
Hubraum entsprechen, gesteuert werden. Auf diese Weise werden vier
getrennte Betriebshubräume
erhalten, je nachdem, ob die Wähler
gleichzeitig in ihren ersten Positionen oder in ihren zweiten Positionen
sind oder ob einer in seiner ersten Position ist, während sich
der andere in seiner zweiten Position befindet.
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Die
Erfindung wird durch die Studie der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung von Ausführungsarten,
die als nicht einschränkende
Beispiele dargestellt sind, besser verständlich und ihre Vorteile gehen
deutlicher daraus hervor.
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Die
Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, wobei:
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1 eine
Axialschnittansicht eines Hydraulikmotors mit Radialkolben gemäß der Erfindung
darstellt;
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die 2A, 2B, 2C und 2D Teilaxialschnittansichten
sind, die die verschiedenen Verschiebungsphasen des Wählers von
seiner ersten Position in seine zweite Position darstellen;
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die 3A, 3B, 3C und 3D in Teilabwicklung
die Bohrung des Zylinderblocks darstellen, in der sich der Wähler und
die zylindrische Fläche
des Schiebers dieses Wählers
befinden, jeweils für
die Positionen der 2A, 2B, 2C und 2D,
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4 eine
Graphik ist, die die Abwicklung der Verbindungsquerschnitte zwischen
den Zylinderleitungen der Zylinder der ersten Gruppe, die Verbindungsrillen
und die Zwischenverbindungsnut in Abhängigkeit von der Verschiebung
des Schiebers des Wählers
darstellen,
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Die 5A, 5B und 5C drei
Ausführungsbeispiele
des Zusammenwirkens zwischen dem Entkopplungswähler und dem Steuerkolben der Steuermittel
dieses Wählers
zeigen,
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6 eine
Teilschnittansicht ist, die, zusätzlich
zum Entkopplungswähler,
die Anwesenheit eines Hubraumwählers
zeigt,
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7 eine
Axialschnittansicht ist, die eine Variante der Steuermittel des
Wählers
darstellt, wobei letztgenannter in seiner ersten und zweiten Position
dargestellt ist.
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1 zeigt
einen Hydraulikmotor mit Radialkolben mit festem Gehäuse. Allerdings
ist die Erfindung auch auf Motoren mit Drehgehäuse anwendbar. Das Gehäuse umfaßt mehrere
Teile, nämlich
einen ersten Teil 1A, der Verteilungsdeckel genannt wird, einen
Teil 1B, dessen Innenperipherie gewellt ist, um eine Reaktionsnocke
zu bilden, und einen Teil 1C. Diese verschiedenen Teile
sind durch Schrauben 2 zusammengebaut.
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In
dem dargestellten Beispiel ist die gewellte Nocke ihrerseits aus
zwei Teilen 4A und 4B hergestellt, die axial aneinander
angeordnet sind. Der Motor umfaßt
einen Zylinderblock 6, der in relativer Drehung um eine
Drehachse 10 in bezug auf die Nocke angeordnet ist und
eine Vielzahl von Radialzylindern umfaßt, in denen gleitend Radialkolben
angeordnet sind.
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Es
sind zwei Zylindergruppen zu unterscheiden, nämlich eine erste Zylindergruppe 12A und
eine zweite Zylindergruppe 12B. Die Achsen 13A der
Zylinder 12A (Achsen, die radial in bezug auf die Drehachse 10 angeordnet
sind) definieren eine erste Radialebene PA, während die Achsen 13B der
Zylinder der zweiten Gruppe 12B eine zweite Radialebene PB,
die sich von der Ebene PA unterscheidet, definieren. Die Kolben 14A,
die in den Zylindern 12A der ersten Gruppe gleiten, wirken mit
dem ersten Teil 4A der Nocke zusammen, während die
Kolben 14B, die in den Zylindern 12B der zweiten
Gruppe gleiten, mit dem zweiten Teil 4B der Nocke zusammenwirken.
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Der
Zylinderblock 6 treibt in Drehung eine Welle 5 an,
die mit ihm über
Rillen 7 zusammenwirkt. Das Ende der Welle 5,
das dem Deckel des Verteilers 1A gegenüberliegt, trägt einen
Ausgangsflansch 9. Die Welle 5 wird in bezug auf
den Teil 1C des Gehäuses
von Lagermitteln getragen, beispielsweise konischen Wälzlagern 8A und 8B.
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Der
Motor umfaßt
auch einen internen Fluidverteiler 16, der durch ein System
mit Stiften und Kerben 17 mit dem Verteilungsdeckel 1A drehfest
verbunden ist.
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Der
Verteiler 16 weist eine gestufte äußere Axialfläche 18 auf,
die mit einer gestuften inneren Axialfläche 19 des Verteilungsdeckels 1A zusammenwirkt.
Zwischen den Flächen 18 und 19 sind
drei Rillen vorgesehen, die mit den Bezugszeichen 20, 21 bzw. 22 bezeichnet
sind.
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Der
Motor umfaßt
auch zwei Hauptleitungen, nämlich
eine Hauptzuleitung und eine Hauptableitung. Diese Hauptleitungen
befinden sich nicht in der Schnittebene der 1, sondern,
um das Verständnis
zu vereinfachen, wurden ihre Positionen durch unterbrochene Linien
angezeigt. So ist die erste Hauptleitung 24 ständig mit
der ersten Rille 20 verbunden, während die zweite Hauptleitung 26 ständig mit
der dritten Rille 22 verbunden ist. Wie in der Folge zu
sehen ist, kann die zweite Rille 21, je nach der Position
eines in 1 nicht dargestellten Hubraumwählers, mit
der einen oder der anderen der Rillen 20 und 22 verbunden
werden.
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Allerdings
ist die Erfindung auch für
einen Motor anwendbar, der als einzige Zylindergruppe die Gruppe 12A aufweist,
und auch für
einen Motor, bei dem nur zwei Ver teilungsrillen, die jeweils ständig an die
eine oder die andere der Hauptleitungen angeschlossen sind, zwischen
dem Verteiler und dem Verteilungsdeckel vorgesehen sind.
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Verteilungsleitungen
sind in dem Verteiler vorgesehen und münden in eine radiale Verteilungsfläche 28 dieses
letztgenannten, die auf einer radialen Verbindungsfläche 30 des
Zylinderblocks aufliegt. Die Verteilungsleitungen verbinden selektiv
die Rillen 20, 21 und 22 mit der Verteilungsfläche. In
dem dargestellten Beispiel ist nur eine Verteilungsleitung 31 gezeigt,
die die Rille 21 mit der Verteilungsfläche 28 verbindet,
und eine Verteilungsleitung 32, die die Rille 22 mit
der Verteilungsfläche
verbindet. Jeder Zylinder ist mit einer Zylinderleitung verbunden,
die es ermöglicht,
ihn mit der Verbindungsfläche 30 des
Zylinderblocks zu verbinden, um ihn alternativ mit jeder der Verteilungsleitungen
während
der relativen Drehung des Zylinderblocks in bezug auf die Nocke
in Verbindung zu bringen.
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So
bringt für
jeden Zylinder 12B der zweiten Zylindergruppe eine Zylinderleitung 15B diesen
Zylinder direkt mit der Verbindungsfläche 30 in Verbindung.
Für den
Zylinder 12A der ersten Gruppe hingegen erfolgt die Verbindung
der Zylinderleitungen 15A mit der Verbindungsfläche 30 mit
Hilfe eines Entkopplungswählers 34.
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Der
Wähler 34 ist
von einem axial in einer Mittelbohrung 36 des Zylinderblocks
beweglichen Schieber gebildet. Der Wähler ist fest mit dem Zylinderblock
im Hinblick auf die Drehung um die Achse 10 verbunden.
Er weist nämlich
einen Flanschteil 34' auf,
der mit Bohrungen versehen ist, durch die Gewindestangen 38 hindurchgehen.
Diese Stangen weisen jeweils einen Gewindeendteil 39A auf,
der in ein Gewinde des Zylinderblocks geschraubt ist, und einen
glatten Zwischenteil 39B, mit dem die Bohrung des Flansches 34' zusammenwirkt,
in die die betreffende Stange eingreift. So kann der Wähler 34 in
bezug auf die Schrauben 38 gleiten.
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Die
zylindrische Außenfläche 34A des
Wählers 34,
die mit der Bohrung 36 des Zylinderblocks zusammenwirkt,
weist ebenso viele Verbindungsleitungen in Form von Rillen 40 auf,
wie die erste Zylindergruppe Zylinder umfaßt, wobei jede Rille 40 mit
einer Zylinderleitung 15A verbunden ist.
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Jede
Zylinderleitung 15A umfaßt ein an den Zylinder 12A angeschlossenes
Ende und ein weiteres Ende, das eine Öffnung 15'A bildet, die
in der Bohrung 36 des Zylinderblocks offen ist. Diese Öffnung 15'A steht in ständiger Verbindung
mit der Verbindungsrille 40, die der betreffenden Zylinderleitung 15A zugeordnet
ist.
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Jeder
Zylinderleitung 15A ist ein Verteilungsdurchgang zugeordnet,
der von einer Leitung 42 gebildet ist, die eine erste in
der Bohrung 36 des Zylinderblocks offene Öffnung 42A und
eine zweite auf der Verbindungsfläche 30 des Zylinderblocks
offene Öffnung 42B aufweist.
Wie in 1 zu sehen, ermöglicht es dies, den Verteilungsdurchgang 42 an
die Verteilungsleitungen, wie beispielsweise die Leitung 32,
anzuschließen.
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Die
Zylinderleitung 15A und der Verteilungsdurchgang 42 münden somit
beide in die Bohrung 36, und, wie in 1 zu
sehen ist, ermöglicht
es dies, die Zylinderleitung 15A mit den Verteilungsleitungen
in Verbindung zu bringen, wenn der Wähler 34 seine erste
Position einnimmt. Im Axialschnitt bildet die von der Leitung 15A,
der Verbindungsrille 40 und dem Verteilungsdurchgang 42 gebildete
Einheit eine im wesentlichen U-förmige
Leitung, die mit der Verbindungsfläche 30 des Zylinderblocks
verbunden ist. Die Verbindungsrille 40 erstreckt sich im
wesentlichen axial, und ihre Länge
ist ausreichend, um die Öffnungen 15'A und 42A in
der ersten Position des Wählers
zu verbinden. Das Ende des Verteilungsdurchgangs 42, das
sich auf der Seite des Zylinders 12A befindet, ist durch
einen Stöpsel 42C verschlossen.
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Eine
ringförmige
Zwischenverbindungsnut 44 ist in der Bohrung 36 des
Zylinderblocks 6 vorgesehen. In Abhängigkeit von der Verschiebung
des Wählers
kann diese Nut 44 mit den Verbindungsrillen 40 in
Verbindung gebracht werden. In Richtung der Verschiebung des Wählers von
seiner ersten Position in seine zweite Position gesehen, sind die Öffnung 42A,
die Öffnung 15'A und die Nut 44 nämlich nacheinander
angeordnet.
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Es
ist möglich,
eine Dichtung 35 zwischen der zylindrischen Fläche 34A und
der Bohrung 36 in dem Teil dieser letztgenannten anzuordnen,
der sich zwischen der Öffnung 42A und
der Verbindungsfläche 30 befindet.
Beispielsweise ist diese Dichtung in einer in der Bohrung 36 vorgesehenen
Rille angeordnet. Sie soll Leckagen verhindern, die zwischen der Verbindungsrille 40 und
einem Raum 80 des Motors entstehen können, der, wie in der Folge
zu sehen ist, an eine Leckagerückleitung 48 angeschlossen
ist.
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Der
Motor der 1 umfaßt ferner ein Bremssystem 100,
umfassend zwei Reihen von Bremsscheiben, die jeweils fest mit dem
Rotor und dem Stator verbunden sind, sowie eine Bremskolbenvorrichtung 102,
die zwischen einer Bremskonfiguration, in der sie die Scheiben gegeneinander drückt, und
einer Bremslösekonfiguration
gesteuert wird.
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Unter
Bezugnahme auf die 2A bis 2D und
auf die 3A bis 3D wird
nun die Verschiebung des Wählers 34 beschrieben. 2A zeigt
im teilweisen Axialschnitt den Schieber des Wählers 34 in seiner
ersten Position, wobei die betreffenden Öffnungen 15'A und 42A der
Zylinderleitung 15A und des Verteilungsdurchgangs 42 miteinander
durch die Verbindungsrille 40 verbunden sind.
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3A zeigt
in fetten Linien einen Teil der Abwicklung der Bohrung 36 und
in feinen Linien einen entsprechenden Teil der Abwicklung der zylindrischen
Außenfläche 34A des
Schiebers 34. Für
mehrere nebeneinander angeordnete Zylinder ist auch die Öffnung 15'A der Zylinderleitung 15A und
die erste Öffnung 42A des
Verteilungsdurchgangs 42 zu sehen. Es ist auch die Position
der Zwischenverbindungsnut 44 zu sehen. Die Verbindungsrillen 40,
die jeweils jeder der in 3A berücksichtigten
Zylinderleitungen zugeteilt sind, sind in feinen Linien dargestellt.
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Es
ist auch zu sehen, daß die
Endfläche 34B des
Schiebers 34 in der Nähe
der Nut 44 Axialkerben 34C aufweist. Wie in 3A festzustellen
ist, ermöglichen
diese Kerben auch in der ersten Position des Wählers 34 die Verbindung
der Zwischenverbindungsnut 44 mit einer Druckminderungskammer 46, die
in der Folge beschrieben ist.
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In
den 2A und 3A stehen
die Öffnungen 15'A und 42A somit
mit der Verbindungsrille 40 in Verbindung, sind allerdings
von der Nut 44 getrennt. Die Verbindung zwischen dem Verteilungsdurchgang 42 und
der Verbindungsrille 40 wird nun durch einen maximalen
Querschnitt S1 sichergestellt.
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In
den 2B und 3B hat
der Schieber 34 seine Verschiebung in seine zweite Position
begonnen. In dieser Situation steht die Öffnung 42A des Verteilungsdurchgangs 42 mit
der Verbindungsrille 40 nur mehr mit einem geringeren Querschnitt
S1 in Verbindung, während
die Verbindungsrille 40 beginnt, mit der Nut 44 durch
einen Querschnitt S2 in Verbindung zu treten. Zu diesem Zeitpunkt
sind die Zylinder der ersten Gruppe weiterhin mit den Verteilungsleitungen
des Verteilers verbunden, allerdings nur durch den Querschnitt S1.
Folglich tragen die Kolben dieser Zylinder nur mehr geringfügig zum
Antriebsmoment bei.
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Die 2C und 3C zeigen
den Schieber 34 in seiner Zwischenposition, und es ist
festzustellen, daß die
Verbindung zwischen der Öffnung 42A und
der Verbindungsrille 40 zur Gänze unterbrochen ist (S1=0),
während
die Verbindung zwischen dieser Rille 40 und der Nut 44 durch
den Querschnitt S2 sicher gestellt ist, der praktisch maximal ist.
Allerdings in dieser Situation ist die Verbindungsrille 40 noch nicht über die
Fläche 6B des
Zylinderblocks hinausgegangen, so daß sie noch nicht mit der Druckminderungskammer 46 in
Verbindung steht. So stellt in dieser Zwischensituation die Einheit
der Zylinderleitungen 15A der Zylinder der ersten Gruppe 12A mit
der Einheit der Verbindungsrillen 40 und der Nut 44 einen geschlossenen
Raum dar, der insbesondere von den Zu-, Ableitungen oder allen Leitungen,
die einen Hilfssteuerdruck befördern,
getrennt sind. Die Kolben der Zylinder der ersten Gruppe können sich
allerdings in Abhängigkeit
von ihren Positionen in bezug auf die Nocke verschieben, ohne festgestellt
zu werden, da die Zylinderleitungen der Zylinder der ersten Gruppe
nicht geschlossen sind, sondern mit dem vorgenannten Raum in Verbindung
gebracht werden.
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In
den 2D und 3D hat
der Schieber 34 seine zweite Position erreicht, und es
ist zu sehen, daß die Öffnungen 15'A der Zylinderleitungen
der Zylinder der ersten Gruppe weiterhin mit den Verbindungsrillen 40 in
Verbindung stehen, die selbst mit der Nut 44 in Verbindung
stehen und vor allem über die
Fläche 6B des
Zylinderblocks hinausgehen, um durch einen Querschnitt S3 mit der
Druckminderungskammer 46 in Verbindung zu treten, die selbst an
eine Leckagerückleitung 48 angeschlossen
ist, die auf an sich bekannte Weise an einen Druckbehälter angeschlossen
ist.
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Es
ist anzumerken, daß diese
Druckminderungskammer eine vorteilhafte Variante darstellt, daß aber in
der zweiten Position des Wählers
auch vorgesehen werden muß,
die Verbindungsrillen 40 direkt mit einer Leckagerückleitung
oder ganz allgemein mit einem Fluidableitungsraum in Verbindung
zu bringen.
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Die
Graphik der 4 zeigt die Entwicklung der
Querschnitte S1, S2 und S3 während
der Verschiebung des Schiebers 34 von seiner ersten Position
(Verschiebung 0) in seine zweite Position (Verschiebung X). Es ist
festzustellen, daß der
Durchgangsquerschnitt S1 regelmäßig abnimmt,
bis er gleich Null für
eine Verschiebung X2 wird. Der Querschnitt S2 seinerseits beginnt,
einen Wert ungleich Null ab einer Verschiebung X1 kleiner als die
Verschiebung X2 anzunehmen. Die 2B und 3B entsprechen
einem Zwischenverschiebewert zwischen den Werten X1 und X2. Dann,
wenn die Verschiebung fortgeführt
wird, steigt der Querschnitt S2 weiter an, und der Querschnitt S3
beginnt, einen Wert ungleich Null, ausgehend von einer Verschiebung
X3, die größer als
die Verschiebung X2 ist, anzunehmen.
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Der
Minimalabstand d (siehe 3A), der
in Verschieberichtung des Wählers 34 zwischen
der ersten Öffnung 42A der
Leitung, die den Verteilungsdurchgang 42 bildet, der einer
gegebenen Zylinderleitung 15A zugeordnet ist, und der Zwischenverbindungsnut 44 gemessen
wird, ist geringer als die Länge
L der Verbindungsrille 40, die dieser Zylinderleitung zugeordnet
ist. Dies ermöglicht
es, die Situation der 2B und 3B zu
erhalten.
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Wenn
der Wähler 34 seine
zweite Position einnimmt, sind die Zylinderleitungen 15A somit
eventuell über
die Druckminderungskammer 46 an einen Fluidableitungsraum
angeschlossen. Folglich werden die Kolben der Zylinder der ersten
Gruppe nicht mehr in die Richtung gedrückt, die dazu neigt, sie von der
Drehachse 10 des Motors zu entfernen. Letztgenannte umfaßt hingegen
Mittel, um in dieser Situation diese Kolben in ihre jeweiligen Zylinder
zurückzuziehen,
d.h. um sie in Richtung der Drehachse 10 zurückzuführen. Zu
diesem Zeitpunkt sind die Kolben entkoppelt und wirken nicht mehr
mit der Nocke zusammen.
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Für diese
Entkopplung der Kolben können besondere
Mittel vorgesehen werden, wie beispielsweise Federn, die dazu neigen,
die Kolben in ihre Zylinder rückzustellen.
Allerdings, die Wirkung der Spitzen der Erhebungen der Nocke auf
die Kolben kann ausreichen, um diese letztgenannten in ihre Zylinder einzuziehen.
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Um
zu vermeiden, daß während der
Drehung des Zylinderblocks die entkoppelten Kolben dazu neigen,
aus ihren Zylindern wieder auszutreten, um wieder mit den Tälern der
Nocke in Kontakt zu kommen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß ein gewisser Druck
in dem Bereich 50 des Innenraums des Motors herrscht, in
dem sich die Nocke 4A befindet. Es ist bekannt, den Innenraum
mit einer Leckagerückleitung
zu verbinden, wie beispielsweise mit der Leitung 48. Um
den vorgenannten Druck zu erhalten, sieht die Erfindung vorzugsweise
vor, diesen Anschluß nur über ein
austariertes Ventil 52 zu ermöglichen, das sich in einer
Verbindungsleitung zwischen dem Raum 50 und der Leckagerückleitung 48 befindet. Beispielsweise
für Drehgeschwindigkeiten
zwischen 100 und 400 U/min ist eine Austarierung des Ventils 52 auf
Druckwerte von ungefähr
1 bis 2 bar ausreichend, damit der in dem Raum 50 herrschende
Druck einer möglichen
Verschiebung der Kolben aus ihren jeweiligen Zylindern unter der
Wirkung der Zentrifugalkräfte,
die durch die Drehung des Zylinderblocks erzeugt werden, wenn diese
weiterhin durch die aktiven Kolben der zweiten Gruppe sichergestellt
wird, entgegenwirkt.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 5A bis 5C wird
nun eine erste Variante von Mitteln zur Steuerung der Verschiebung
des Wählers 34 zwischen
seiner ersten und seiner zweiten Position beschrieben. Der Wähler 34 ist
in der Bohrung 36 des Zylinderblocks angeordnet und vorzugsweise koaxial
mit der Drehachse 10. Mittel zur Steuerung seiner Verschiebung
umfassen elastische Rückstellmittel,
wie beispielsweise eine Feder 54, die den Wähler 34 ständig in
seine erste Position drücken
kann. In dem dargestellten Beispiel liegt diese Feder 54 einerseits
auf der Radialfläche 5A der
Welle 5, die sich auf der Seite des Verteilers 16 befindet,
und andererseits auf einer Radialfläche 34C des Schiebers 34 auf,
der der Radialfläche 5A gegenüberliegt.
Die Feder 54 ist teilweise in einer Mittelaussparung 56 des
Schiebers 34 gelagert, von dem ein Endabschnitt die Fläche 34C bildet.
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Die
Mittel zur Steuerung der Verschiebung des Wählers 34 umfassen
ferner einen Steuerkolben 58, der mit einem Steuerzylinder 60 zusammenwirkt, der
fest mit einem Statorteil des Motors verbunden ist, im vorliegenden
Fall dem Verteilungsdeckel 1A. Eine Steuerkammer 62,
die durch eine Öffnung 64 mit
einer hydraulischen Steuerleitung verbunden werden kann, ist an
dem Ende des Kolbens 58 vorgesehen, das dem Wähler 34 gegenüberliegt.
Unter der Wirkung der Fluidversorgung dieser Kammer 62 kann
der Kolben somit gegen die Rückstellkraft
der Feder 54 verschoben werden, um den Wähler 34 in seine
zweite Position zu bringen.
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Der
Zylinder 60 ist in dem Stator des Motors vorgesehen, und
der Kolben 58 ist ebenfalls im Hinblick auf die Drehung
um die Achse 10 feststehend. Der Wähler 34 seinerseits
ist drehfest mit dem Zylinderblock verbunden. Daraus ergibt sich
im Falle eines Motors mit festem Gehäuse, daß der Kontakt zwischen dem
Kolben 58 und dem Wähler 34 durch in
relativer Drehung befindliche Flächen
hergestellt wird. Es ist anzumerken, daß diese Flächen nur dann hohen Spannungen
ausgesetzt sind, wenn unter der Wirkung des Kolbens 58 der
Wähler
in seine zweite Position gebracht wird.
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Die 5A und 5B zeigen
verschiedene Ausführungsvarianten
der Kontaktzonen des Wählerkolbens,
um den vor zeitigen Verschleiß zu vermeiden,
der sich jedenfalls aus dieser relativen Drehung ergeben könnte.
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So
ist in 5A der aktive Kopf 58A des
Kolbens 58, d.h. der Teil dieses Kolbens, der mit dem Wähler 34 zusammenwirkt,
mit einem kugelförmigen Anschlagmittel
versehen. In dem dargestellten Beispiel handelt es sich um eine
Kugel 59, die in eine am Ende des Kolbens vorgesehene Aussparung 59A eingesetzt
ist. Beispielsweise wirkt diese Kugel direkt mit der Radialfläche 34'A des Wählers zusammen, die
ihr gegenüberliegt.
Die Kugel 59 kann durch eine Schraube oder dergleichen
ersetzt werden, deren Kopf eine Fläche aufweist, die einen Kugelabschnitt bildet.
Es kann auch vorgesehen werden, daß die kugelförmige Fläche auf
der Fläche 34'A des Wählers ausgebildet
ist.
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In 5B umfaßt der Steuerkolben 58' einen aktiven
Kopf 58'A,
der an den Körper
dieses Kolbens durch Wälzlagermittel 70 angeschlossen
ist. Wie dargestellt, wirkt der Kopf 58'A beispielsweise mit dem Wähler 34 über ein
Kontaktstück 72 zusammen,
das beispielsweise von dem Kopf einer in diesen Wähler 34 geschraubten
Schraube gebildet ist. Der Kopf 58'A und dieses Stück 72 können eine
größere Härte als
jene der anderen Teile und/oder einen Überzug aufweisen, der die Reibung
begrenzen kann.
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In 5C wirkt
der Steuerkolben 58'' mit dem Wähler 34 über einen
hydrostatischen Anschlag zusammen, der ein eingeschlossenes Fluid
verwendet. So ist der aktive Kopf 58''A des
ausgehöhlten Kolbens 58'' von einem zusätzlichen Stück gebildet, der in bezug auf
den Kolben durch den Fluiddruck, der in einem hydrostatischen Anschlagraum 74 herrscht,
in Position gehalten wird. Dieser Raum ist an die vorgenannte Steuerkammer 62 durch
einen Durchgang, der eine Begrenzung 76 aufweist, die an dem
Ende des ausgehöhlten
Kolbens 58'' vorgesehen
ist, das dem Kopf 58''A gegenüberliegt,
und durch eine Bohrung 79 angeschlossen, die in dem Kopf 58''A verwirklicht ist und den Raum 74 mit
der Aussparung des Kolbens 58'' verbindet.
Wie im Falle der 5B wirkt der Kopf 58''A mit dem Wähler 34 über ein
zusätzliches
Kontaktstück 72' zusammen, das
am Wähler
befestigt ist.
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Die
Druckminderungskammer 46 ist an dem Ende 34B des
Wählers
vorgesehen, das sich auf der stromabwärtigen Seite dieses letztgenannten
in Richtung seiner Verschiebung von seiner ersten Position in seine
zweite Position befindet. Diese Kammer ist somit zwischen dem Wähler 34,
dem Zylinderblock 6 und der Welle 5A vorgesehen,
wobei die Verbindungen zwischen diesen Teilen im wesentlichen abgedichtet
sind. In der zweiten Position des Wählers 34 sind die
Zylinderleitungen 15'A der
Zylinder der ersten Gruppe an diese Druckminderungskammer angeschlossen.
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Wie
vorher angeführt,
stehen genauer die Verbindungsrillen 40 mit der Kammer 46 in
der zweiten Position des Wählers
in Verbindung. Wenn somit während
der Verschiebung des Wählers
von seiner ersten Position in seine zweite Position die Zylinderleitungen 15'A beginnen,
mit der Kammer 46 in Verbindung zu treten, wird diese mit
dem in diesen Leitungen enthaltenen Fluid versorgt. Folglich steigt
der Fluiddruck in der Kammer 46, und dieser Druck stellt bei
der Steuerung der Verschiebung durch den Kolben 58 eine
hydraulische Gegenkraft entgegen. So wird ab dieser Herstellung
der Verbindung zwischen den Leitungen 15'A und der Kammer 46 die
Verschiebung des Wählers 34 in
seine zweite Position verlangsamt, so daß der Querschnitt S3 ganz progressiv
größer wird
und die Kolben der Zylinder der ersten Gruppe „sanft" entkoppelt werden.
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Die
Druckminderungskammer 46 steht mit der vorgenannten Leckagerückleitung 48 in
Verbindung. Vorzugsweise erfolgt diese Verbindung über mindestens
einen Durchgang mit geringem Querschnitt. Unter „Durchgang mit geringem Quer schnitt" ist ein Durchgang
zu verstehen, durch den die Fluiddurchflußmenge relativ gering ist,
um einen Druckunterschied (Lastverlust) zwischen der Kammer 46 und der
Leckagerückleitung 48 zu
bewirken.
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Diese
Vorkehrungen ermöglichen
es, die Zylinderleitungen 15'A an
die Leckagerückleitung 48 in der
zweiten Position des Wählers
anzuschließen
und gleichzeitig die Verschiebung dieses Wählers ab dem Zeitpunkt zu verlangsamen,
zu dem der Querschnitt S3 ungleich Null geworden ist. Auf vorteilhafte
Weise sind der oder die Durchgänge
mit geringem Querschnitt von Bohrungen 78 gebildet, die
axial durch den Wähler 34 hindurchgehen.
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Wenn,
wie dies in dem dargestellten Beispiel der Fall ist, die Enden dieser
Bohrungen in der Auflagerungszone der Feder 54 auf dem
Boden der Aussparung 56 angeordnet sind, können sie
ohne besondere Vorsicht im Hinblick auf ihren Querschnitt eingearbeitet
werden, denn das Vorhandensein der Federn wird ihren Durchgangsquerschnitt
verringern. Auf der der Feder 54 gegenüberliegenden Seite münden die
Durchgänge 78 in
einen Raum 80 des Motors, der zwischen dem Kolben 58 und
einer inneren Bohrung 16A des Verteilers vorgesehen ist,
wobei an diesen Raum 80 die Leckagerückleitung 48 angeschlossen
ist.
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Die
Druckminderungskammer 46 steht mit dem Innenraum 50 des
Motors, der sich unter dem Reaktionselement 4A befindet, über ein
Rückschlagventil 82 in
Verbindung, die die Fluidzirkulation nur in die Richtung der Entleerung
der Kammer gestattet. So kann ein Teil des aus den Zylinderleitungen 15'A während der
Entkopplungsphase ausgestoßenen Volumens
in den Raum 50 des Gehäuses
eingespritzt werden, um die Volumenänderung auf Grund des Einziehens
der entkoppelten Kolben auszugleichen. Ferner herrscht auf Grund
des Vorhandenseins des vorgenannten austarierten Ventils 52 ein
ausreichender Druck in dem Raum 50.
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Genauer
umfaßt
die Leckagerückleitung 48 einen
ersten Abschnitt 48A, der an den Raum 80 und somit über Durchgänge 78 an
die Druckminderungskammer 46 angeschlossen ist, einen zweiten
Abschnitt 48B, in dem sich das Rückschlagventil 82 befindet,
einen dritten Abschnitt 48C, in dem sich das austarierte
Ventil 52 befindet, das, wenn der Druck in dem Raum 50 größer als
sein Tarierungsdruck wird, die Zirkulation des Fluids nur in die
Richtung vom Raum 50 zur Leitung 48 gestattet.
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Außer den
Zylindern 12A der ersten Gruppe umfaßt der Motor die Zylinder 12B,
die einer zweiten Gruppe angehören,
Zylinder, in denen Kolben 14B gleiten. Die Zylinderleitungen 15B dieser
Zylinder 12B münden
in die Verbindungsfläche 30 des
Zylinderblocks 6, um alternativ mit den Verteilungsleitungen,
wie beispielsweise den Leitungen 31 und 32, während der
relativen Drehung des Zylinderblocks und des Verteilers in Verbindung
gebracht zu werden.
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Wie
in 6 zu sehen ist, umfaßt der Motor vorzugsweise eine
Vorrichtung zur Hubraumauswahl, die von dem Wähler 34 getrennt ist.
Diese Vorrichtung befindet sich im Verteilungsdeckel 1A in
der in 1 gezeigten Zone Z, ist aber nicht in 1 dargestellt,
da sie sich nicht in der Schnittebene dieser Figur befindet.
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Im
Unterschied zum Wähler 34 wirkt
diese Hubraumauswahlvorrichtung nicht mit den Zylinderleitungen
zusammen, sondern mit den Verteilungsrillen 20, 21 und 22.
Sie umfaßt
nämlich
eine Axialbohrung 88, in der drei Rollen 90, 91 und 92 vorgesehen sind,
die in ständiger
Verbindung mit jeder der drei Verteilungsrillen 20, 21 bzw. 22 stehen.
Ein Schieber 94 ist im Inneren dieser Bohrung 88 aktiv
und umfaßt eine
Rille oder dergleichen 96. In einer ersten Position des
Schiebers bringt die Rille 96 die Rillen 90 und 91 in
Verbindung (sie bringt somit auch die Rillen 20 und 21 miteinander
in Verbindung), während
in der zweiten Position des Schiebers seine Rille 96 die
Rillen 91 und 92 (und somit die Rillen 21 und 22)
in Verbindung bringt.
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Die
Verteilungsleitungen sind in drei Gruppen aufgeteilt, die an jede
der drei Rillen 20, 21 bzw. 22 angeschlossen
sind. Beispielsweise ist die Anzahl von Leitungen der dritten Gruppe,
die an die Rille 22 angeschlossen sind, gleich der Summe
der Anzahl der Leitungen der ersten Gruppe und der Anzahl der Leitungen
der zweiten Gruppe.
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Beispielsweise
ist die erste Position des Schiebers 94, der in 6 dargestellt
ist, eine Position mit großem
Hubraum, in der die Leitungen der ersten und zweiten Gruppen an
die Hauptleitung 24 angeschlossen und von den Leitungen
der dritten Gruppe getrennt sind, während die Leitungen der dritten
Gruppe an die Hauptleitung 26 angeschlossen und von jenen
der beiden anderen Gruppen getrennt sind. Während der Drehung des Zylinderblocks
laufen die Zylinderleitungen 15B und die Enden 42B der Verteilungsleitungen 42 alternativ
an einer Verteilungsleitung, die der dritten Gruppe angehört, dann an
einer Verteilungsleitung, die der ersten oder der zweiten Gruppe
angehört,
vorbei. Wenn somit der Wähler 34 seine
erste Position einnimmt, sind alle Zylinder während der Drehung des Zylinderblocks
an die Fluidversorgung durch die Leitung 24 oder 26, dann
an die Fluidableitung durch die andere dieser Leitungen angeschlossen.
Alle Zylinder des Motors sind nun aktiv und letztgenannter funktioniert
im großen
Hubraum.
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Wenn
der Wähler 34 seine
zweite Position einnimmt, während
sich der Schieber 94 in seiner ersten Position befindet,
sind die Kolben der Zylinder der ersten Gruppe entkoppelt. Allerdings
während der
Drehung des Zylinderblocks stehen die Öffnungen der Zylinderleitungen 15B der
Zylinder der zweiten Gruppe weiterhin alternativ mit einer Verteilungsleitung,
die mit der Versorgung verbunden ist, dann mit einer Verteilungsleitung,
die mit der Fluidableitung verbunden ist, in Verbindung, so daß alle Kolben der
Zylinder der zweiten Gruppe aktiv sind. Der Motor funktioniert nun
mit einem Teilhubraum, der gleich der Gesamtheit des Hubraums der
Zylinder der zweiten Gruppe ist.
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In
der zweiten Position des Schiebers 94 ist die Rille 90 getrennt,
während
die Rillen 91 und 92 miteinander in Verbindung
stehen. So sind unter den Verteilungsleitungen nur jene der ersten
Gruppe, die mit der Rille 20 verbunden sind, weiterhin
mit der Hauptleitung 24 verbunden. Die Verteilungsleitungen der
zweiten und dritten Gruppe hingegen sind alle mit der Hauptleitung 26 über die
Herstellung der Verbindung zwischen den Rillen 91 und 92 verbunden. Folglich
sind nur die Nockenerhebungen, die den Verteilungsleitungen 20 der
ersten Gruppe entsprechen, aktiv, da die Kolben, die zu einem gegebenen Zeitpunkt
mit diesen Nockenerhebungen zusammenwirken, alternativ mit einer
Verteilungsleitung der ersten Gruppe, die an die Rille 20 angeschlossen
ist, dann mit einer Verteilungsleitung der zweiten oder dritten
Gruppe, die an die Hauptleitung 26 angeschlossen ist, verbunden.
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Wenn
somit der Wähler 34 seine
erste Position einnimmt, während
sich der Schieber 94 in seiner zweiten Position befindet,
tragen alle Kolben des Motors, die im rechten Winkel an den Erhebungen
der Nocken 4A und 4B vorbeilaufen, die in Abhängigkeit von
ihren Positionen in bezug auf die Verteilungsleitungen aktiv sind,
zum Antriebsmoment bei. Der Motor funktioniert nun in einem anderen
Teilhubraum, der dem Hubraum dieser aktiven Zylinder entspricht.
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Wenn
hingegen der Wähler 34 seine
zweite Position und der Schieber 94 auch seine zweite Position
einnimmt, werden diese Kolben der Zylinder der ersten Gruppe entkoppelt.
Folglich tragen diese Kolben, auch wenn sie in dem Bereich der aktiven Nockenerhebungen
vorbeilaufen, offensichtlich nicht zum Antriebsmoment bei. In diesem
Fall funktioniert der Motor im kleinen Hubraum, wobei sein Hubraum durch
die Zylinder der zweiten Gruppe gegeben ist, deren Kolben mit den
Nockenerhebungen zusammenwirken, die in Abhängigkeit von ihren Positionen in
bezug auf die Verteilungsleitungen aktiv sind.
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So
weist der Motor dank des Vorhandenseins des Wählers 94 vier getrennte
Betriebshubräume
auf.
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Der
Schieber 94 wird zwischen seinen beiden Positionen durch
Steuermittel gesteuert, umfassend eine Steuerkammer 98,
die mit einer Steuerleitung durch eine Öffnung 100 verbunden
werden kann, und eine Feder 102 mit Gegenwirkung zu jener der
Volumensteigerung der Kammer. Auf der dem Zylinderblock 6 gegenüberliegenden
Seite ist die Kammer 98 durch eine Verschlußscheibe 104 begrenzt, die
in der Bohrung 88 eingesetzt ist.
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Es
ist ferner in 6 zu bemerken, daß der erfindungsgemäße Motor
einen Tachometer 106 umfassen kann, der einen Fühler 108 umfaßt, der
die Anzahl von Durchgängen
von Markierungen 110 rechtwinklig zu seinem Ende zählt, die
in regelmäßigen Abständen auf
der Radialfläche
des Zylinderblocks vorgesehen sind, die sich auf der Seite des Verteilungsdeckels 1A befindet.
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7 zeigt
auch eine Hubraumauswahlvorrichtung, die von dem Entkopplungswähler der
Kolben getrennt ist und einen im Inneren einer Bohrung 118 beweglichen
Schieber 124 umfaßt.
Der Schieber ist in jeder seiner beiden Positionen beiderseits der Achse
A118 dieser Bohrung dargestellt.
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Auf
an sich bekannte Weise sind die Verteilungsleitungen in vier Gruppen
aufgeteilt, die an jede der vier Rillen 120 bis 123 des
Verteilers 116 angeschlossen sind, die selbst in ständiger Verbindung
mit jeder der vier Rillen 130 bis 133 der Bohrung 118 stehen.
Der Schieber 124 weist zwei Rillen 125 und 126 auf,
die, je nach Position, die Rillen 130 bis 133 und somit
die Verteilungsleitungen verbinden oder trennen.
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Beispielsweise
sind im großen
Hubraum die Rillen 130 und 131 miteinander verbunden
und von den Rillen 132 und 133 getrennt, die selbst
miteinander verbunden sind. Aus diesem Grund sind die mit den Rillen 120 und 121 verbundenen
Verteilungsleitungen an denselben Hauptdruck (Zu- oder Ableitung)
angeschlossen, während
die mit den Rillen 122 und 123 verbundenen Verteilungsleitungen
an den anderen Hauptdruck (Ab- oder Zuleitung) angeschlossen sind.
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Im
kleinen Hubraum sind die Rillen 130 und 133 jeweils
von den anderen Rillen der Bohrung 118 getrennt, während die
Rillen 131 und 132 verbunden sind. Die mit den
Rillen 120 und 123 verbundenen Verteilungsleitungen
sind an jeden der beiden Hauptdruckwerte angeschlossen und entsprechen
einem aktiven Hubraum. Die mit den Rillen 121 und 122 verbundenen
Verteilungsleitungen haben denselben Druck und entsprechen einem
inaktiven Hubraum.
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Der
Schieber 124 weist eine Innenbohrung 134 auf,
in der ein Pendelschieber 135 angeordnet ist. Bohrungen 136 bis 139 des
Schiebers stehen mit dieser Innenbohrung 134 in Verbindung.
Der Pendelschieber 135 ermöglicht es, eine Verbindung
dieser Bohrungen 136 bis 139 zu steuern, um im
kleinen Hubraum automatisch die Rillen 131 und 132 (und somit
die Rillen 121 und 122, die einem inaktiven Hubraum
entsprechen) mit jenem der Rillen 130 oder 133 zu
verbinden, der das Fluid mit geringerem Druck enthält. Die
Funktion dieser Pendelvorrichtung und ihre Vorteile sind im Detail
in dem Patent FR 2 481 755 beschrieben.
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Es
wird nun die Steuerung des Entkopplungswählers 234 beschrieben,
der sich in der Bohrung 36 des Zylinderblocks 6 befindet.
Dieser Wähler kann
alleine vorgesehen sein, um die Entkopplung gewisser Kolben sicherzustellen,
und um folglich auch eine Auswahl des Hubraums zu gewährleisten, oder
er kann auch, wie in 7, mit einem spezifischen Hubraumwähler verbunden
sein.
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Dank
seiner Verbindungsrillen 240 analog zu den Rillen 40 kann
der Wähler 234,
je nachdem, ob er seine erste oder seine zweite Position einnimmt, die
Zylinderleitungen 15A mit den Verbindungsdurchgängen 42 in
Verbindung bringen oder sie von diesen Durchgängen trennen.
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In 7 sind überdies
die Zwischenverbindungsnut 44 und die Druckminderungskammer 46 zu sehen.
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Der
Wähler 234 ist
von einem hohlen Schieber gebildet, in dem sich eine Stange 250 erstreckt, die
im vorliegenden Fall auf der Achse 10 des Motors zentriert
ist, auf der auch der Wähler 234 zentriert
ist. Die Stange 250 stellt ein „Bezugsstück" dar, das in bezug auf den Zylinderblock 6 im
Hinblick auf die Translation feststehend ist. Genauer ist ein Halteflansch 252 am
Zylinderblock 6 durch Schrauben 253 befestigt,
und die Stange 250 verläuft
durch diesen Flansch und ist in bezug auf diesen durch einen Absatz
und einen elastischen Befestigungsring befestigt.
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Der
Wähler 234 wird
ständig
in seine zweite Position (unterhalb der Achse 10 zu sehen)
durch eine Feder 254 rückgestellt,
die auf dem Flansch 252 aufliegt. Er wird in seine erste
Position (über
der Achse 10 zu sehen) durch Gegenbelastungsmittel gebracht,
die eine Steuerkammer 262 umfassen, die zwischen dem Wähler 234 und
der Stange 250 vorgesehen ist. Genauer trägt die Stange
einen Verschlußring 264 an
ihrem dem Flansch 252 gegenüberliegenden Ende, und die
Kammer 262 ist zwischen einem Absatz 266 der inneren
Peripherie des Wählers 234,
der Stange 250 und dem Ring 264 vorgesehen.
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Die
Leitung zur Steuerung der Verschiebung des Wählers 234 umfaßt einen
ersten Abschnitt 268, der in der Stange 250 vorgesehen
ist, um in die Kammer 262 zu münden, und einen zweiten Abschnitt 270,
der in einem Teil 1'A des
Gehäuses
des Motors vorgesehen ist. Die Abschnitte 268 und 270 sind durch
die Anordnung der Stange 250 in Übereinstimmung mit dem Abschnitt 270 verbunden
und vom übrigen
Motor durch eine Dichtung 272 getrennt, die zwischen dem
Ende 250A der Stange und dem Gehäuseteil 1'A angeordnet
ist, gegen den diese Dichtung durch eine Feder 274 gedrückt wird.
Diese Dichtung ist vom Typ „Drehdichtung" und stellt eine
Drehdichtigkeit zwischen zwei in relativer Drehung befindlichen
Teilen her.
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Die
Druckminderungskammer 46 ist an den Raum 280 angeschlossen,
der zwischen dem Flansch 252 und dem Gehäuseteil 1'A vorgesehen ist
und an den die Leckagerückleitung 248 angeschlossen
ist. Zu diesem Zweck umfaßt
der Wähler 234 mindestens
eine Axialbohrung 278, die die Kammer 46 mit dem
Ende des Wählers
verbindet, das sich auf der Seite des Flansches 252 befindet,
und letztgenannter umfaßt
mindestens eine Bohrung oder einen Schlitz 282, der sich
zu dem Raum 280 öffnet.
Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen Axialschlitz 282,
der mit einem Keil 284 zusammenwirkt, um die Verschiebung
des Wählers 234 zwischen
seinen beiden Positionen zu führen.
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So
unterscheiden sich die Wähler 34 und 234 durch
die Mittel zur Steuerung ihrer Verschiebung. Ansonsten ist ihre
Funktion analog.
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(54)
Radialkolbenmotor mit einer einzigen Koppelauswahlvorrichtung
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(58)
Hydraulikmotor, umfassend einen Zylinderblock (6), der
mindestens eine erste Gruppe von Radialzylindern (12A)
umfaßt,
ein Reaktionselement (4A), das in relativer Drehung zu
dem Zylinderblock (6) angeordnet ist, und einen internen
Fluidverteiler (16), der Verteilungsleitungen umfaßt. Der
Motor umfaßt
einen einzigen Entkopplungswähler
(34), der in Bezug auf die Drehachse (10) drehfest
mit dem Zylinderblock (6) verbunden ist und eine Verbindungsleitung
(40) für
jeden Zylinder (12A) der ersten Zylindergruppe umfaßt, wobei
der Wähler
eine erste Position, die den Anschluss der Zylinderleitungen (15A)
an die Verteilungsleitungen ermöglicht,
eine zweite Position, die die Entkopplung der Kolben der Zylinder
der ersten Gruppe durch die Verbindung der Zylinderleitungen (15A)
dieser Zylinder mit einem Ableitungsraum (48) ermöglicht,
und eine Zwischenübergangsposition
zwischen der ersten und der zweiten Position- einnehmen kann, in
der diese Zylinderleitungen (15A) miteinander durch einen
getrennten Raum verbunden sind.