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EP2510192A1 - Hydrostatic radial piston machine - Google Patents

Hydrostatic radial piston machine

Info

Publication number
EP2510192A1
EP2510192A1 EP10790918A EP10790918A EP2510192A1 EP 2510192 A1 EP2510192 A1 EP 2510192A1 EP 10790918 A EP10790918 A EP 10790918A EP 10790918 A EP10790918 A EP 10790918A EP 2510192 A1 EP2510192 A1 EP 2510192A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radial
cylinder star
control
mirror body
control mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP10790918A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2510192B1 (en
Inventor
Jürgen Berbuer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2510192A1 publication Critical patent/EP2510192A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2510192B1 publication Critical patent/EP2510192B1/en
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/0403Details, component parts specially adapted of such engines
    • F03C1/0435Particularities relating to the distribution members
    • F03C1/0444Particularities relating to the distribution members to plate-like distribution members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/06Control
    • F04B1/063Control by using a valve in a system with several pumping chambers wherein the flow-path through the chambers can be changed, e.g. between series and parallel flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B13/00Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion
    • F01B13/04Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder
    • F01B13/06Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder in star arrangement
    • F01B13/061Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder in star arrangement the connection of the pistons with the actuated or actuating element being at the outer ends of the cylinders
    • F01B13/062Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder in star arrangement the connection of the pistons with the actuated or actuating element being at the outer ends of the cylinders cylinder block and actuating or actuated cam both rotating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0452Distribution members, e.g. valves
    • F04B1/0465Distribution members, e.g. valves plate-like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/10Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
    • F04B1/107Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders
    • F04B1/1071Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/10Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
    • F04B1/107Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders
    • F04B1/1071Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks
    • F04B1/1072Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks with cylinder blocks and actuating cams rotating together

Definitions

  • control mirror body at radially extending separation level in the control cross sections ie in the interface between the control mirror body and cylinder star, disc-shaped and have only perpendicular to the axis of rotation extending end surfaces. Due to this design, a support during operation occurring radial forces on the control mirror body is impossible. The same applies to spherical see or conical / conical control mirror body, but can not transmit any radial forces on the housing or its cover for lack of appropriate storage.
  • the invention provides a remedy by the intermeshing of the cylinder star and the control disk body and their mounting in the housing or housing cover, which leads to a particularly high compressive strength of the radial piston engine according to the invention.
  • the cylinder star has at least one support region in which the axial width is smaller than in a free-wheeling region which adjoins the support region in the radial direction, wherein at least one control cross-section of the control-plate body is preferably located in the support region.
  • at least one control plate body has a support region corresponding to the support region of the cylinder star and a storage region facing away from the support region in the radial direction outwardly adjoining the support region and / or in the axial direction.
  • the respective control plate body is accommodated in a housing or housing cover, so that the forces introduced by the cylinder star into the control plate body can be dissipated further into the housing or the housing cover.
  • the support region preferably extends from a central torque coupling region (eg in the form of a multi-tooth bore or a journal) in the radial direction up to a diameter which is approximately 60% to 90%, preferably 70% to 80%, of the maximum diameter of the cylinder star.
  • a central torque coupling region eg in the form of a multi-tooth bore or a journal
  • the invention further ausgestaltend it is proposed that the cylinder star and at least one control mirror body in the axial direction patrizen-matrizen-shaped mesh.
  • a respective control mirror body is arranged on both sides of the cylinder star, one of them should be biased in the direction of the opposite control mirror body by means of a spring element supported on a housing or a housing cover, preferably a corrugated spring.
  • This provides axial gap compensation, i. Tightness, in the region of the separation plane between the control mirror body and the cylinder star, in particular in the area of the control cross sections achieved.
  • control channels of two opposing control mirror body and an interposed passageway of the cylinder star are aligned, preferably form a continuous cylindrical bore with a constant cross section.
  • the control channels are unused in a control disk body which is not used for hydraulic fluid supply or exhaust, but this is in no way disadvantageous.
  • each piston head of the piston is designed cup-shaped in longitudinal section and with no interposition of a separate sealing element a cup rim sealed to an internal ren shell surface of the respective bore of the cylinder star rests, wherein the pistons are preferably made of plastic and more preferably are plastic injection molded parts.
  • the cup rim has a depth seen in the axial direction of the piston and a thickness seen in the radial direction, which ensures that the fluid pressure in the working space, taking advantage of the component elasticity, ensures sufficient surface pressure between the cup rim outer casing and the bore casing surface.
  • FIG. 2a is an enlarged view of the cylinder star and the control disk body according to FIG. 2, FIG.
  • a radial piston machine 1 shown in FIGS. 1, 2 and 2a comprises a housing 2, which-viewed in the axial direction-is closed in a fluid-tight manner on one side with a housing cover 3.
  • a cam ring 4 is slidably mounted and along each two planar surfaces 5 and 6, which are formed on the one hand on an inner circumferential surface 7 of the housing 2 and on the other hand on an outer circumferential surface 8 of the cam ring.
  • the radial piston machine 1 has a rotor in the form of a so-called cylinder star 9, which is rotatable about a rotation axis 10.
  • the cylinder star 9 has nine bores 11 arranged equidistantly around its circumference, which, starting from an outer circumferential surface 12 of the cylinder star 9, penetrate radially into its interior, i. on the axis of rotation 10 to extend.
  • the axis of rotation 10 of the cylinder star 9 and the center axis of the cam ring 4 are arranged eccentrically to each other, wherein the (variable) amount of eccentricity the stroke of Piston 13 defined.
  • control mirror body 30 is located between a housing wall 31 and the cylinder star 9.
  • Another, substantially identical shaped control mirror body 32 is located on the opposite side of the cylinder star 9 and is bounded on its side facing away from the cylinder star 9 by a housing wall 33.
  • control channel 29, 34 in a cylinder star 9 facing end face of the control mirror body 30, 32 extends in a circular segment.
  • This known design makes it possible for the hydraulic fluid to flow into the respective working chamber 22 from the control channel 29 via a respective passageway 35 assigned to each cylinder bore 9 in the suction chamber during an intake phase extending over an angular range of approximately 150 °.
  • the flow connection between the control channel 29 assigned to the inlet channel 28 and the associated passage channel 35 ends, whereas at the next moment a connection exists between the further control channel 37 constructed like the control channel 29 and an outlet channel 36 the "pressure side" of the control mirror body 30 and the radial piston machine 1 is produced.
  • the cross sections of the control channels 29, 37, which are arranged in the respective separation planes between the control mirror body 30 and the cylinder star 9 are referred to as control cross sections 29 ', 37'.
  • Both Steueraptköper 30, 32 each have a conical-ring-shaped support portion 40, 41 which cooperates with a complementarily shaped, also cone-shaped support portion 42, 43 on the opposite end faces of the cylinder star 9. While the control channels 29, 37 and 34, 38, ie, in particular also the control cross sections 29 ', 37', are located in the support regions 40, 41 of the control plate bodies 30, 32, the control elements extend as through-holes. Passage holes executed passageways 35 in the mutual support areas 42 and 43 of the cylinder star. 9
  • Both control mirror bodies 30, 32 each have a central through-bore 44, 45 through which runs a drive shaft 46 of the radial piston machine 1.
  • a torque coupling region 47 of the cylinder star 9 is designed as a hexagon socket, in which a correspondingly adapted external hexagon of the drive shaft 46 is inserted in a rotationally fixed manner.
  • Both control plate bodies 30, 32 have a cylindrical-ring-shaped bearing region 48, 49 adjoining the respective support region 40, 41 in the radial direction, the outer lateral surface 50, 51 of which is respectively mounted in a matched recess in the housing 2 or the housing cover 3 is.
  • the cylinder star 9 has a - viewed in the radial direction - at the support areas 42 and 43 subsequent freewheeling 52, 53, in which between the respective end face 54, 55 of the cylinder star 9 and the opposite end face 56, 57 of the control mirror body 30, 32nd in each case a gap 58, 59 is located.
  • control mirror bodies 30, 32 with their conical-ring-shaped end faces forming the support regions 42, 43 extend beyond the planes formed by the end faces 54, 55 of the cylinder star 9 in the direction of a center plane 62 of the cylinder star perpendicular to the rotation axis 10 9 extend.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

A hydrostatic radial piston machine has: a radial cylinder piston block (9) with cylinder bores (11) which emanate from an outer circumferential surface of the radial cylinder piston block, extend into the interior of the latter and are arranged distributed over the circumference thereof; a number of pistons (13) which corresponds to the number of cylinder bores; a cam ring (4) which is arranged eccentrically with respect to the radial cylinder piston block, surrounds the radial cylinder piston block circumferentially and on the inner circumferential surface (17) of which ends of the pistons which face away from the radial cylinder piston block are supported movably during the rotational movement of the radial cylinder piston block; and two control plate bodies (30, 32) which extend in each case with an end surface which faces the radial cylinder piston block towards a centre plane of the radial cylinder piston block, which centre plane is perpendicular with respect to the rotational axis, beyond a plane which is defined by an end surface, facing the respective control plate body, of the radial cylinder piston block at its point with the greatest axial width. Each control plate body has a bearing region, in which radially acting forces can be transmitted to a respective mating surface in the housing (2) or a housing cover (3) mounted in the latter.

Description

Hydrostatische Radialkolbenmaschine  Hydrostatic radial piston machine
Beschreibung description
Einleitung introduction
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Radialkolbenmaschine mit einem Gehäuse, einem um eine Drehachse drehbar in dem Gehäuse gelagerten Zylinderstern, der eine Anzahl von Bohrungen besitzt, die sich ausgehend von einer äußeren Mantelfläche des Zylindersterns in dessen Inneres hinein erstrecken und über dessen Umfang verteilt angeordnet sind, einer der Anzahl der Bohrungen entsprechenden Anzahl von Kolben, die in den Bohrungen verschiebbar angeordnet sind und jeweils zusammen mit der zugeordneten Bohrung einen Arbeitsraum für ein Hydraulikfluid begrenzen, einem exzentrisch zu dem Zylinderstern angeordneten Hubring, der den Zylinderstern umlaufend umgibt und an dessen innerer Mantelfläche sich dem Zylinderstern abgewandte Enden der Kolben während der Drehbewegung des Zylindersterns beweglich abstützen, zwei Steuerspiegelkörpern, die insgesamt mindestes zwei Steuerquerschnitte aufweisen, von denen mindestens einer mit dem Einlasskanal und mindestens ein anderer mit dem Auslasskanal in Verbindung steht, wobei beide Steuerspiegelkörper sich jeweils mit einer dem Zylinderstern zugewandten Stirnfläche auf eine zu der Drehachse senkrechte Mittelebene des Zylindersterns zu über eine Ebene hinaus erstrecken, die von einer dem jeweiligen Steuerspiegelkörper zugewandten Stirnfläche des Zylindersterns an dessen Stelle mit der größten axialen Breite definiert ist, einer der Anzahl der Bohrungen des Zylindersterns entsprechenden Anzahl von in letzterem angeordnetem Durchlasskanälen, die - je nach Drehstellung des Zylindersterns in dem Hubring - jeweils einen Arbeitsraum mit einem mit dem Einlasskanal korrespondierenden Steuerquerschnitt oder mit einem mit dem Auslasska- nal korrespondierenden Steuerquerschnitt verbinden oder von einer an dem Steuerspiegelkörper befindlichen Verschlussfläche verschließbar sind. The invention relates to a hydrostatic radial piston machine comprising a housing, a cylinder star rotatably mounted in the housing about an axis of rotation and having a number of bores which extend from an outer surface of the cylinder star into its interior and are distributed over its circumference, one of the number of holes corresponding number of pistons which are slidably disposed in the bores and each define a working space for a hydraulic fluid together with the associated bore, an eccentrically arranged to the cylinder star cam ring which surrounds the cylinder star circumferentially and on the inner circumferential surface itself the cylinder star facing away from the piston during the rotational movement of the cylinder star movably support, two control mirror bodies having a total of at least two control cross sections, at least one of which with the inlet channel and at least one other with the off Lasskanal communicates, wherein both control mirror bodies each extend with a cylindrical face facing the end face on a plane perpendicular to the axis of rotation of the cylinder star to a plane beyond, from one of the respective control mirror body facing end face of the cylinder star in its place with the largest axial width is defined, one of the number of bores of the cylinder star corresponding number of arranged in the latter passage channels, which - depending on the rotational position of the cylinder star in the cam ring - each have a working space with a corresponding inlet channel with the control cross-section or with the with the Auslasska- Nal corresponding control cross section connect or can be closed by a located on the control mirror body closure surface.
Stand der Technik State of the art
Radialkolbenmaschinen, d.h. Radialkolbenpumpen und Radialkolbenmotoren, lassen sich un- ter anderem danach unterteilen, auf weiche Weise das Hydraulikfluid den Arbeitsräumen im Zylinderstern zugeführt wird. Aus der EP-A-0 401 408 ist es bekannt, dass die Zufuhr und Abfuhr des Hydraulikfluids über einen stillstehenden, d.h. mit dem Gehäuse verbundenen so genannten Steuerzapfen erfolgt. Nachteile dieser sehr weit verbreiteten Bauart bestehen darin, dass sich innerhalb des Steuerzapfens lediglich vergleichsweise enge Strömungskanäle (Einlass- und Auslasskanal) realisieren lassen und dass aufgrund der axial aus dem Steuerzapfen herausgeführten Strömungskanäle die mechanische Biegebelastung des Steuerzapfens recht hoch ist. Als Vorteil dieser bekannten Bauweise lässt sich anführen, dass das Lager einer Antriebs- bzw. Abtriebswelle kaum belastet ist. Probleme bereitet hingegen die Passung zwischen der äußeren Mantelfläche des Steuerzapfens und der inneren Mantelfläche des ro- tierenden Zylindersterns. Dort ist konstruktionsbedingt kein Nullspalt möglich, wobei die Leckage in dritter Potenz mit dem Laufspiel ansteigt, woraus sich insbesondere bei fortschreitendem Verschleiß größere Leckageraten ergeben. Darüber hinaus ist das vorbekannte Prinzip der Steuerzapfen-Zylinderstern-Passung empfindlich bei mit Schmutzpartikeln verunreinigten Hydraulikfluiden sowie bei Temperatursprüngen. Ein alternatives Prinzip der Zufuhr/Abfuhr des Hydraulikfluids zum/vom Zylinderstem ist aus den Druckschriften DE-A-1 81 2 635, DE-A-24 52 092, DE-A-41 23 674 und DE-A- 41 23 675 bekannt. Bei der in diesen Druckschriften offenbarten Bauweise befindet sich der Steuerspiegelkörper, der auch einstückig mit dem Gehäuse ausgeführt sein kann, axial neben dem Zylinderstern. Als problematisch sind bei dieser Bauweise die großen in axiale Richtung wirken- den Kräfte und deren dauerhafte verschleißarme Abstützung anzusehen. Außerdem wirken die radialen Reaktionskräfte aus dem hydraulischen Druck auf die Welle und müssen von der Wellenlagerung aufgenommen werden. Radial piston machines, i. Radial piston pumps and radial piston motors can be subdivided, inter alia, according to how soft the hydraulic fluid is supplied to the work spaces in the cylinder star. From EP-A-0 401 408 it is known that the supply and discharge of the hydraulic fluid over a stationary, i. connected to the housing so-called control pin is done. Disadvantages of this very widespread design are that only relatively narrow flow channels (inlet and outlet channel) can be realized within the control pin and that due to the axially out of the control pin flow channels, the mechanical bending load of the control pin is quite high. As an advantage of this known construction can be stated that the bearing of a drive or output shaft is hardly loaded. On the other hand, there is a problem with the fit between the outer surface of the control pin and the inner surface of the rotating cylinder star. There is by design no zero gap possible, the leakage increases in the third power with the running play, resulting in larger leakage rates in particular with progressive wear. In addition, the previously known principle of the control pin-cylinder star fit is sensitive to dirt particles contaminated hydraulic fluids and temperature jumps. An alternative principle of the supply / removal of the hydraulic fluid to / from Zylinderstem is known from the publications DE-A-1 81 2 635, DE-A-24 52 092, DE-A-41 23 674 and DE-A-41 23 675 , In the construction disclosed in these documents is the control mirror body, which may also be integral with the housing, axially adjacent to the cylinder star. Problems with this type of construction are the large forces acting in the axial direction and their permanent low-wear support. In addition, the radial reaction forces from the hydraulic pressure on the shaft and must be absorbed by the shaft bearing.
Eine Radialkolbenmaschine der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise aus der US-A- 3,951 ,044 bekannt. Die darin offenbarte Maschine besitzt zwei auf gegenüber liegenden Sei- ten des Zylindersterns angeordnete Steuerspiegelkörper, die auf der jeweils dem Zylinderstern zugewandten Seite eine sphärische Gestalt besitzen, die mit einer analog kalottenförmi- gen Gestalt der gegenüber liegenden Seitenflächen des Zylindersterns zusammenwirkt (s. insbesondere die dortige Figur 4). Um im Betrieb der Maschine ein Klemmen sowie Reibung zwischen den Steuerspiegelkörpern und dem Zylinderstern zu vermeiden, ist bei der bekannten Maschine mindestens ein Steuerspiegelkörper begrenzt in alle Richtungen, d.h. sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, beweglich. Dies hat zur Folge, dass die mit dem Zylinder- stern verbundene rotierende Welle die im Betrieb aufgrund der Hydraulikdrücke entstehenden radialen Kräfte aufnehmen muss. Dies wiederum führt zu einem erhöhten Bauaufwand bei der Welle und deren Lagerung sowie zu potenziellem Verschleiß. A radial piston machine of the type described above is known for example from US-A-3,951,044. The machine disclosed therein has two control mirror bodies which are arranged on opposite sides of the cylinder star and which have a spherical shape on the side facing the cylinder star which interacts with an analogous calotte-shaped shape of the opposite side surfaces of the cylinder star (see FIG. in particular the local figure 4). In order to avoid jamming and friction between the control mirror bodies and the cylinder star during operation of the machine, in the known machine at least one control mirror body is limited in all directions, ie both in the axial and in the radial direction, movable. As a result, the rotating shaft connected to the cylinder star has to absorb the radial forces arising during operation due to the hydraulic pressures. This in turn leads to increased construction costs for the shaft and its storage and to potential wear.
Dasselbe Prinzip, mögliche Fluchtungsfehler in der Passung zwischen dem Zylinderstern und dem oder den Steuerspiegelkörper(n) durch die Möglichkeit einer radialen Verlagerung min- destens eines Steuerspiegelkörpers zu vermeiden, liegt auch den Maschinen gemäß der DE-A- 1 776 238 sowie der US-A-3, 122, 104 zugrunde. Bei der keinen exzentrisch angeordneten sondern einen elliptisch gestalteten Hubring aufweisenden doppelhubigen Maschine (zwei Kolbenhübe pro Umdrehung) gemäß der US-A-3, 122, 104 resultiert hieraus aufgrund der Symmetrie und der sich gegenseitig aufhebenden radialen Kräfte kein Problem. Bei einhubi- gen Maschinen mit extrentrischem Hubring führt das bekannte Prinzip jedoch zu erheblicher Reibung und großen Anforderungen an die Wellenlagerung. Aus diesem Grunde haben die Lösungen gemäß den drei vorstehend genannten älteren Druckschriften in der Praxis keinen Eingang gefunden. The same principle of avoiding possible misalignments in the fit between the cylinder star and the control mirror body (s) due to the possibility of a radial displacement of at least one control disk body is also due to the machines according to DE-A-1 776 238 and US Pat. A-3, 122, 104. In the no eccentrically arranged but a elliptically shaped cam having double-stroke machine (two piston strokes per revolution) according to US-A-3, 122, 104 resulting from this due to the symmetry and the mutually canceling radial forces no problem. In the case of single-stroke machines with an extrentric lifting ring, however, the known principle leads to considerable friction and great demands on the shaft bearing. For this reason, the solutions according to the three above-mentioned earlier documents have found no input in practice.
Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenmaschine vorzuschlagen, bei der die hydraulischen Kräfte vollständig hydrostatisch entlastet und stabil abgestützt werden können. OBJECT The object of the invention is to propose a radial piston machine in which the hydraulic forces can be fully hydrostatically relieved and stably supported.
Lösung solution
Ausgehend von einer Radialkolbenmaschine der eingangs beschriebenen Art wird die zugrun- de liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass jeder Steuerspiegelkörper einen Lagerbereich aufweist, in dem radial wirkende Kräfte auf eine jeweilige Gegenfläche in dem Gehäuse oder einen darin gelagerten Gehäusedeckel übertragbar sind. Based on a radial piston machine of the type described above, the underlying object is achieved in that each control plate body has a bearing area in which radially acting forces can be transmitted to a respective mating surface in the housing or a housing cover mounted therein.
Unter einem Steuerspiegelkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung kann sowohl ein im Vergleich mit dem Gehäuse separates Bauteil verstanden werden, als auch eine integral mit dem Gehäuse bzw. einem Gehäusedeckel verbundene Ausführung. Ein Steuerspiegelkörper muss dabei nicht von dem Hydraulikfluid durchströmt sein, was dann der Fall sein kann, wenn sich in einem einzigen Steuerspiegelkörper beide Steuerquerschnitte, d.h. sowohl für die Zufuhr als auch die Abfuhr des Hydraulikfluids von den Zylinderräumen befinden, wohingegen der andere Steuerspiegelkörper keinerlei Funktion in Bezug auf die Fluidversorgung des Zylin- dersterns erfüllt. Der Begriff Steuerspiegelkörper ist im vorliegenden Sinn somit geometrisch und mechanisch zu verstehen und nicht zwingend in Bezug auf eine Durchströmung mit Hydraulikfluid. Maßgeblich ist ein Angrenzen an den Zylinderstern in axiale Richtung betrach- tet- In the context of the present invention, a control-plate body can be understood as meaning either a separate component in comparison with the housing, or a design integrally connected to the housing or a housing cover. A control mirror body must not be traversed by the hydraulic fluid, which may be the case when in a single control mirror body both control cross sections, ie both for the supply and the discharge of the hydraulic fluid from the cylinder chambers, whereas the other control mirror body no function in relation to fulfills the fluid supply of the cylinder star. The term control mirror body is therefore geometrically and mechanically understood in the present sense and not necessarily in relation to a flow of hydraulic fluid. Decisive is an abutment against the cylinder star in the axial direction.
Nach der Erfindung liegt - in axiale Richtung betrachtet - nicht nur ein Eingreifen der beiden Steuerspiegelkörper in den Zylinderstern vor, sondern auch eine Ableitung der Radialkräfte über die Steuerspiegelkörper. In einem Axialschnitt der beiden vorgenannten Bauteile überlappen sich diese somit, wobei die Steuerspiegelkörper in einem radial weiter innen liegenden Bereich in Richtung auf die axiale Mitte des Zylindersterns vorstehen, wodurch ein radial weiter außen liegender Bereich des Zylinderstems die beiden Steuerspiegelkörper quasi über- deckt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Lagerung der Steuerspiegelkörper ist eine vollständige hydrostatische Entlastung der im Betrieb auftretenden hydraulischen Kräfte sowie eine stabile Abstützung derselben über das Gehäuse bzw. den Gehäusedeckel, möglich. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der beiden Steuerspiegelkörper in Bezug auf eine Mittelebene des Zylindersterns lassen sich die in radiale Richtung wirkenden hydraulischen Kräfte in den Bereichen der sich gegenüber liegenden Steuerspiegelkörper, in denen diese in den Zylinderstern hineinragen, zunächst durch schräg zur Drehachse verlaufende und entgegen gesetzte Kräfte abfangen. Jeder sich in den Zylinderstern hinein erstreckende Steuerspiegelkörper erfüllt somit - bildlich gesprochen und in einer Axialschnitt-Betrachtung - die Funktion eines aus der Architektur bekannten "Kragsteins", wohingegen jeweils der Bereich des Zylinder- Sterns, in dem die Breite - bei radialer Betrachtung nach außen - zunimmt als eine ArtAccording to the invention is - viewed in the axial direction - not only an intervention of the two control mirror body in the cylinder star before, but also a derivative of the radial forces on the control mirror body. In an axial section of the two abovementioned components, these thus overlap, with the control plate bodies projecting in a region lying radially further in the direction of the axial center of the cylinder star, so that a region of the cylinder stem located radially further outwardly virtually covers the two control plate bodies. Due to the inventive storage of the control mirror body is a complete hydrostatic discharge of the hydraulic forces occurring during operation and a stable support thereof via the housing or the housing cover, possible. Due to the symmetrical arrangement of the two control mirror body with respect to a central plane of the cylinder star, the hydraulic forces acting in the radial direction in the areas of the opposing control mirror body, in which they protrude into the cylinder star, initially by obliquely to the axis of rotation extending and opposite forces intercept. Each control disk body extending into the cylinder star thus fulfills the function of a "collar" known from architecture, figuratively speaking and in an axial section view, whereas in each case the area of the cylinder star, in which the width is radially outward - increases as a species
"Schlussstein" fungiert, der radiale Druckkräfte in ein Paar entgegengesetzt schräggerichteter Kräfte umsetzt, deren radiale Komponente wiederum jeweils von den gegenüber liegenden Steuerspiegelkörpern in die diese lagernden Gehäuse bzw. Gehäusedeckel abgeleitet werden. "Capstone" acts, which converts radial compressive forces in a pair of oppositely biased forces, the radial component in turn are each derived from the opposite control mirror bodies in this superimposed housing or housing cover.
Im Gegensatz hierzu sind die Steuerspiegelkörper bei radial verlaufender Trennungsebene im Bereich der Steuerquerschnitte, d.h. im Bereich der Schnittstelle zwischen Steuerspiegelkörper und Zylinderstern, scheibenförmig aufgebaut und besitzen ausschließlich senkrecht zur Drehachse verlaufende Stirnflächen. Aufgrund dieser Bauform ist eine Abstützung im Betrieb auftretender radialer Kräfte über die Steuerspiegelkörper unmöglich. Dasselbe gilt für sphäri- sehe oder kegelige/konische Steuerspiegelkörper, die aber mangels entsprechender Lagerung keine radialen Kräfte auf das Gehäuse oder dessen Deckel übertragen können. Hier schafft die Erfindung durch das Ineinandereingreifen von Zylinderstern und Steuerspiegelkörper und deren Lagerung in dem Gehäuse bzw. Gehäusedeckel, Abhilfe, was zu einer beson- ders hohen Druckbelastbarkeit der erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine führt. Als weiterer Vorteil der Erfindung ist die große Robustheit der Maschine bei Druckstößen und Schwingungen anzusehen, da ein geschlossener Kraftfluss unter Einbeziehung des typischerweise sehr steifen Maschinengehäuses erfolgt, woraus wiederum eine geringe Geräuschab- strahlung resultiert. Aufgrund der vollständigen hydrostatischen Entlastung der hydraulischen Kräfte eignet sich die erfindungsgemäße Maschine auch für schlecht schmierende Medien, d.h. insbesondere auch für den Einsatz in der so genannten "Wasserhydraulik". In contrast, the control mirror body at radially extending separation level in the control cross sections, ie in the interface between the control mirror body and cylinder star, disc-shaped and have only perpendicular to the axis of rotation extending end surfaces. Due to this design, a support during operation occurring radial forces on the control mirror body is impossible. The same applies to spherical see or conical / conical control mirror body, but can not transmit any radial forces on the housing or its cover for lack of appropriate storage. Here, the invention provides a remedy by the intermeshing of the cylinder star and the control disk body and their mounting in the housing or housing cover, which leads to a particularly high compressive strength of the radial piston engine according to the invention. A further advantage of the invention is the great robustness of the machine in the case of pressure surges and vibrations, since a closed power flow takes place involving the typically very rigid machine housing, which in turn results in a low noise emission. Due to the complete hydrostatic discharge of the hydraulic forces, the machine according to the invention is also suitable for poorly lubricating media, ie in particular for use in the so-called "water hydraulics".
Vorzugsweise besitzt der Zylinderstern mindestens einen Stützbereich, in dem die axiale Breite kleiner ist als in einem sich in radiale Richtung an den Stützbereich nach außen hin anschließenden Freilaufbereich, wobei sich vorzugsweise in dem Stützbereich mindestens ein Steuerquerschnitt des Steuerspiegelkörpers befindet. Weiter vorzugsweise besitzt mindestens ein Steuerspiegelkörper einen mit dem Stützbereich des Zylindersterns korrespondierenden Stützbereich und einen sich in radiale Richtung nach außen hin an den Stützbereich anschließenden und/oder in axiale Richtung betrachtet dem Stützbereich abgewandten Lagerbereich. In dem Lagerbereich ist der jeweilige Steuerspiegelkörper in einem Gehäuse bzw. Gehäusedeckel aufgenommen, so dass die vom Zylinderstern in den Steuerspiegelkörper eingeleiteten Kräfte weiter in das Gehäuse bzw. den Gehäusedeckel abgeleitet werden können. Preferably, the cylinder star has at least one support region in which the axial width is smaller than in a free-wheeling region which adjoins the support region in the radial direction, wherein at least one control cross-section of the control-plate body is preferably located in the support region. Further preferably, at least one control plate body has a support region corresponding to the support region of the cylinder star and a storage region facing away from the support region in the radial direction outwardly adjoining the support region and / or in the axial direction. In the storage area, the respective control plate body is accommodated in a housing or housing cover, so that the forces introduced by the cylinder star into the control plate body can be dissipated further into the housing or the housing cover.
Eine in mechanischer Hinsicht besonders robuste Konstruktion der erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine wird erzielt, wenn der Stützbereich sich vorzugsweise ausgehend von einem zentralen Drehmoment-Kopplungsbereich (z.B. in Form einer Vielzahn-Bohrung oder ei- nes Wellenzapfens) in radiale Richtung bis zu einem Durchmesser erstreckt, der ungefähr 60 % bis 90 %, vorzugsweise 70 % bis 80 %, des maximalen Durchmessers des Zylindersterns beträgt. A particularly robust mechanical construction of the radial piston machine according to the invention is achieved if the support region preferably extends from a central torque coupling region (eg in the form of a multi-tooth bore or a journal) in the radial direction up to a diameter which is approximately 60% to 90%, preferably 70% to 80%, of the maximum diameter of the cylinder star.
Eine besonders günstige Geometrie des Steuerspiegelkörpers liegt vor, wenn dieser eine kegelförmige, kegelringförmige oder konvex, insbesondere sphärisch, gewölbte Gestalt besitzt, wobei vorzugsweise der Stützbereich kegelförmig, kegelringförmig oder konvex, insbesondere sphärisch, gewölbt gestaltet ist. Der sich in axiale Richtung anschließende Lagerbereich, der einen größeren Durchmesser als der Stützbereich besitzen kann, weist sodann vorzugsweise eine zylindrische Form auf, woraus sich eine besonders einfache Lagerung in dem Gehäuse bzw. dem Gehäusedeckel ergibt. A particularly favorable geometry of the control plate body is present if this has a conical, conical-ring-shaped or convex, in particular spherical, curved shape, wherein preferably the support region is designed conical, conical-shaped or convex, in particular spherical, arched. The adjoining in the axial direction storage area, which may have a larger diameter than the support area, then preferably a cylindrical shape, resulting in a particularly simple storage in the housing or the housing cover.
Bei kegelförmigem oder kegelringförmigem Steuerspiegelkörper sollte der Kegelwinkel zwischen 90° und 150°, vorzugsweise zwischen 1 10° und 130° und weiter vorzugsweise 120° betragen, da sich hieraus ein gleichwinkliges Kräftedreieck mit einem Winkel zwischen der radial wirkenden Druckkraft und den schräg gerichteten Stützkräften von jeweils 120° ergibt. Der im konkreten Fall jeweils optimale Kegelwinkel ergibt sich aus den jeweiligen Durchmessern am Beginn und am Ende des Kegelabschnitts sowie der Anzahl der über dem Umfang des Zylindersterns verteilten Arbeitsräume und lässt sich nach den bekannten Regeln der Hydraulik unter der Prämisse eines vollständigen hydraulischen Kräfteausgleichs bedarfsweise rechnerisch exakt bestimmen. In conical or conical annular control mirror body, the cone angle should be between 90 ° and 150 °, preferably between 1 10 ° and 130 ° and more preferably 120 °, since this is an equiangular triangle of forces with an angle between the radially acting pressure force and the oblique supporting forces of each gives 120 °. The optimum cone angle in each case results from the respective diameters at the beginning and at the end of the conical section and the number of working spaces distributed over the circumference of the cylinder star and can be computationally exact according to the known rules of hydraulics under the premise of a complete hydraulic balance of forces determine.
Die Erfindung weiter ausgestaltend wird vorgeschlagen, dass der Zylinderstern und mindestens ein Steuerspiegelkörper in axiale Richtung patrizen-matrizen-förmig ineinander greifen. The invention further ausgestaltend it is proposed that the cylinder star and at least one control mirror body in the axial direction patrizen-matrizen-shaped mesh.
Wenn auf beiden Seiten des Zylindersterns jeweils ein Steuerspiegelkörper angeordnet ist, sollte einer davon mittels eines sich an einem Gehäuse oder einem Gehäusedeckel abstützenden Federelements, vorzugsweise einer Wellfeder, in Richtung auf den gegenüber liegenden Steuerspiegelkörper vorgespannt sein. Hierdurch wird eine axiale Spaltkompensation, d.h. Dichtheit, im Bereich der Trennungsebene zwischen dem Steuerspiegelkörper und dem Zylinderstern, insbesondere im Bereich der Steuerquerschnitte, erreicht. Unabhängig davon, ob die Zufuhr bzw. Abfuhr des Hydraulikfluids zu bzw. von dem Zylinderstern über nur einen oder über zwei Steuerspiegelkörper erfolgt, ist es in fertigungstechnischer Hinsicht sinnvoll, dass Steuerkanäle zweier gegenüber liegender Steuerspiegelkörper und ein dazwischen angeordneter Durchlasskanal des Zylindersterns miteinander fluchten, vorzugsweise eine durchgehende zylindrische Bohrung mit konstantem Querschnitt bilden. Unter dem Aspekt einer stets anzustrebenden Gleichteilfertigung sind die Steuerkanäle in einem nicht zur Hydraulikfluid-Zufuhr bzw. -Abfuhr genutzten Steuerspiegelkörper unbenutzt, was jedoch in keiner Weise nachteilig ist. If a respective control mirror body is arranged on both sides of the cylinder star, one of them should be biased in the direction of the opposite control mirror body by means of a spring element supported on a housing or a housing cover, preferably a corrugated spring. This provides axial gap compensation, i. Tightness, in the region of the separation plane between the control mirror body and the cylinder star, in particular in the area of the control cross sections achieved. Regardless of whether the supply or discharge of the hydraulic fluid to or from the cylinder star via only one or two control mirror body, it makes sense in production terms that control channels of two opposing control mirror body and an interposed passageway of the cylinder star are aligned, preferably form a continuous cylindrical bore with a constant cross section. Under the aspect of an always desirable equal part production, the control channels are unused in a control disk body which is not used for hydraulic fluid supply or exhaust, but this is in no way disadvantageous.
Auch wenn es grundsätzlich möglich ist, die Kolben an den Kolbenköpfen mit einem separaten Dichtelement (Kolbenring o.ä.) zu versehen, ist es eine bevorzugte Variante, dass jeweils ein Kolbenkopf der Kolben im Längsschnitt becherförmig gestaltet ist und ohne Zwischenschaltung eines separaten Dichtungselements mit einem Becherrand dichtend an einer inne- ren Mantelfläche der jeweiligen Bohrung des Zylindersterns anliegt, wobei die Kolben vorzugsweise aus Kunststoff bestehen und weiter vorzugsweise Kunststoff-Spritzgussteile sind. Der Becherrand besitzt dabei eine in axiale Richtung des Kolbens gesehene Tiefe und eine in radiale Richtung gesehene Dicke, die es sicherstellt, dass der Fluiddruck im Arbeitsraum un- ter Ausnutzung der Bauteilelastizität für eine hinreichende Flächenpressung zwischen Becherrand-Außenmantel und Bohrungsmantelfläche sorgt. Bei einer Herstellung derartiger Kolben als Kunststoff-Spritzgussteile aus einem Material mit hinreichender Festigkeit, niedrigem Reibwert in Verbindung mit dem Material des Zylindersterns und gleichzeitig guter Elastizität lassen sich die erfindungsgemäßen Kolben sehr preisgünstig herstellen. Ausführungsbeispiel Although it is basically possible to provide the pistons on the piston heads with a separate sealing element (piston ring or the like), it is a preferred variant that each piston head of the piston is designed cup-shaped in longitudinal section and with no interposition of a separate sealing element a cup rim sealed to an internal ren shell surface of the respective bore of the cylinder star rests, wherein the pistons are preferably made of plastic and more preferably are plastic injection molded parts. The cup rim has a depth seen in the axial direction of the piston and a thickness seen in the radial direction, which ensures that the fluid pressure in the working space, taking advantage of the component elasticity, ensures sufficient surface pressure between the cup rim outer casing and the bore casing surface. In a production of such pistons as plastic injection molded parts made of a material with sufficient strength, low coefficient of friction in conjunction with the material of the cylinder star and at the same time good elasticity, the pistons according to the invention can be produced very inexpensively. embodiment
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele einer hydrostatischen Radialkolbenmaschine, die in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to two embodiments of a hydrostatic radial piston machine, which is shown in the drawing.
Es zeigt: It shows:
Einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Radialkolben schine mit Kolben mit Kolbenringen, wie Figur 1 , jedoch im Längsschnitt, A cross section through a first embodiment of a radial piston engine piston with piston rings, as Figure 1, but in longitudinal section,
Fig. 2a: eine vergrößerte Ansicht des Zylindersterns und der Steuerspiegelkörper gemäß Figur 2, FIG. 2a is an enlarged view of the cylinder star and the control disk body according to FIG. 2, FIG.
Fig. 3: einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Radialkolbenma- schine mit Kolben in Becherform wie Figur 3, jedoch im Längsschnitt und 3 shows a cross section through a second embodiment of a radial piston machine with a piston in the shape of a cup, as in FIG. 3, but in longitudinal section and
Fig. 5: wie Figur 1, jedoch mit durch Pfeile veranschaulichten Kraftvektoren Fig. 5: as Figure 1, but with illustrated by arrows force vectors
Eine in den Figuren 1 , 2 und 2a dargestellte Radialkolbenmaschine 1 umfasst ein Gehäuse 2, das - in axiale Richtung betrachtet - auf einer Seite mit einem Gehäusedeckel 3 fluiddicht verschlossen ist. In dem Gehäuse 2 ist ein Hubring 4 verschiebbar gelagert und zwar entlang jeweils zweier Planflächen 5 und 6, die einerseits an einer inneren Mantelfläche 7 des Gehäuses 2 und andererseits an einer äußeren Mantelfläche 8 des Hubrings ausgebildet sind. A radial piston machine 1 shown in FIGS. 1, 2 and 2a comprises a housing 2, which-viewed in the axial direction-is closed in a fluid-tight manner on one side with a housing cover 3. In the housing 2, a cam ring 4 is slidably mounted and along each two planar surfaces 5 and 6, which are formed on the one hand on an inner circumferential surface 7 of the housing 2 and on the other hand on an outer circumferential surface 8 of the cam ring.
Darüber hinaus besitzt die Radialkolbenmaschine 1 einen Rotor in Form eines so genannten Zylindersterns 9, der um eine Drehachse 10 rotierbar ist. Der Zylinderstern 9 besitzt im vor- liegenden Fall neun äquidistant über dessen Umfang verteilt angeordnete Bohrungen 1 1 , die sich ausgehend von einer äußeren Mantelfläche 12 des Zylindersterns 9 radial in dessen Inneres hinein, d.h. auf die Drehachse 10 zu, erstrecken. In addition, the radial piston machine 1 has a rotor in the form of a so-called cylinder star 9, which is rotatable about a rotation axis 10. In the present case, the cylinder star 9 has nine bores 11 arranged equidistantly around its circumference, which, starting from an outer circumferential surface 12 of the cylinder star 9, penetrate radially into its interior, i. on the axis of rotation 10 to extend.
In jeder Bohrung 1 1 ist ein Kolben 13 verschiebbar angeordnet, wobei jeder Kolben 13 einen Kolbenkopf 14, mit dem er abgedichtet in der Bohrung 1 1 gelagert ist, und einen tellerförmi- gen Kolbenfuß 15 aufweist, mit dessen unterer Stirnfläche 16 der jeweilige Kolben 13 sich an einer sphärisch gekrümmten inneren Mantelfläche 17 des Hubrings 4 abstützt. Jeder Kolben 13 besitzt eine sich von dem Kolbenkopf 14 bis zu dem Kolbenfuß 15 erstreckende Durchgangsbohrung 18, die an der Stirnfläche 16 des Kolbenfußes 15 in einen Druckraum 19 mündet, der wiederum zu einer hydrostatischen Entlastung der Lagerung des Kolbenfußes 15 an dem Hubring 4 führt. In bekannter Weise besitzt jeder Kolben 13 im Bereich seines Kolbenkopfs 14 eine umlaufende Nut, in die ein Kolbenring 20 zu Abdichtungszwecken eingesetzt ist. Zwischen dem Kolbenkopf 14 und dem Kolbenfuß 15 befindet sich ein im Durchmesser reduzierter Kolbenhals, der - je nach Stellung des Kolbens 13 in der Bohrung 1 1 - ein Verkippen von Kolbenlängsachse zu der Bohrungslängsachse erlaubt. Entsprechend dem bekannten Grundprinzip von Radialkolbenmaschinen sind die Drehachse 10 des Zylindersterns 9 und die Mittelachse des Hubrings 4 (die Mittelachse des Hubrings ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht dargestellt) exzentrisch zueinander angeordnet, wobei der (veränderliche) Betrag der Exzentrizität den Hub der Kolben 13 definiert. Während eines vollständigen Umlaufs des Zylindersterns 9 um die Drehachse 10 bewe- gen sich die Kolben 13 daher von einem oberen Totpunkt, an dem sie am tiefsten in die Bohrung 1 1 eingetaucht sind, zu einem unteren Totpunkt, an dem sie zusammen mit den Wandungen der Bohrung 1 1 einen dann maximal großen Arbeitsraum 22 begrenzen. Das Maß der Exzentrizität zwischen Zylinderstern 9 und Hubring 4 lässt sich im vorliegenden Fall mit Hilfe zweier hydraulischer Stellzylinder variieren, deren Zylinderbohrungen 23 und 24 sich an ge- genüber liegenden Seiten des Gehäuses 2 befinden und jeweils mit einem axial in der Zylinderbohrung 23, 24 verschiebbar gelagerten becherförmigen Kolben 25, 26 versehen sind. Ausgehend von der in Figur 1 gezeigten Stellung, in der die Exzentrizität maximal ist, lässt sich der Hubring 4 (parallel zu den Planflächen 5 und 6) um den Weg 27 nach rechts verschieben, wodurch die Exzentrizität und damit auch die Förderrate der Radialkolbenmaschine bis auf null reduziert wird. In each bore 1 1, a piston 13 is slidably disposed, each piston 13 has a piston head 14, with which it is sealed in the bore 1 1 mounted, and a plate-shaped piston 15, with the lower end face 16 of the respective piston thirteenth is supported on a spherically curved inner lateral surface 17 of the cam ring 4. Each piston 13 has a from the piston head 14 to the piston 15 extending through bore 18 which opens at the end face 16 of the piston 15 in a pressure chamber 19, which in turn leads to a hydrostatic relief of the bearing of the piston 15 on the lifting ring 4. In known manner, each piston 13 has in the region of its piston head 14 a circumferential groove into which a piston ring 20 is inserted for sealing purposes. Between the piston head 14 and the piston 15 there is a reduced diameter piston neck, which - depending on the position of the piston 13 in the bore 1 1 - allows tilting of the piston longitudinal axis to the bore longitudinal axis. According to the known basic principle of radial piston machines, the axis of rotation 10 of the cylinder star 9 and the center axis of the cam ring 4 (the center axis of the cam ring is not shown in the drawing for reasons of clarity) are arranged eccentrically to each other, wherein the (variable) amount of eccentricity the stroke of Piston 13 defined. During a complete rotation of the cylinder star 9 about the axis of rotation 10, the pistons 13 therefore move from a top dead center, where they are immersed in the deepest hole 1 1, to a bottom dead center, where they together with the walls of the Bore 1 1 limit a maximum work space 22 then. The extent of eccentricity between cylinder star 9 and cam 4 can be varied in the present case with the aid of two hydraulic actuating cylinder, the cylinder bores 23 and 24 are located on opposite sides of the housing 2 and each with an axially displaceable in the cylinder bore 23, 24 mounted cup-shaped piston 25, 26 are provided. Starting from the position shown in Figure 1, in which the eccentricity is maximum leaves the cam 4 (parallel to the flat surfaces 5 and 6) to move the way to the right 27, whereby the eccentricity and thus the delivery rate of the radial piston machine is reduced to zero.
In gleichfalls aus dem Stand der Technik bekannter Weise erfolgt die Förderung von Hydrau- likfluid mit Hilfe der Radialkolbenmaschine - beispielhaft anhand einer Funktion als Radialkolbenpumpe verdeutlicht - in der Weise, dass Hydraulikfluid von einem in dem Gehäuse 2 befindlichen und an seinem radial innen liegenden Ende um 90° abgewinkelten Einlasskanal 28 in einen Steuerkanal 29 eines Steuerspiegelkörpers 30 strömt. Der Steuerspiegelkörper 30 befindet sich zwischen einer Gehäusewand 31 und dem Zylinderstern 9. Ein weiterer, im Wesentlichen baugleich gestalteter Steuerspiegelkörper 32 befindet sich auf der gegenüber liegenden Seite des Zylindersterns 9 und wird auf seiner dem Zylinderstern 9 abgewandten Seite von einer Gehäusewand 33 begrenzt. Bei beiden Steuerspiegelkörpern 30, 32 ist der jeweilige Steuerkanal 29, 34 in einer dem Zylinderstern 9 zugewandten Stirnfläche des Steuerspiegelkörpers 30, 32 kreissegmentförmig erweitert. Diese bekannte Bauform ermöglicht es, dass das Hydraulikfluid während einer sich über einen Winkelbereich von ca. 150° erstreckenden Saugphase aus dem Steuerkanal 29 über jeweils einen jeder Bohrung 1 1 in dem Zylinderstern 9 zugeordneten Durchlasskanal 35 in den jeweiligen Arbeitsraum 22 einströmt. Sobald ein Kolben 13 seinen unteren Totpunkt erreicht hat, endet die Strömungsverbindung zwischen dem dem Einlasskanal 28 zugeordneten Steuerkanal 29 und dem zugeordneten Durchlasskanal 35, wohingegen im nächsten Moment eine Verbindung zwischen dem ebenso wie der Steuerkanal 29 aufgebauten und einem Auslasskanal 36 zugeordneten weiteren Steuerkanal 37 auf der "Druckseite" des Steuerspiegelkörpers 30 bzw. der Radialkolbenmaschine 1 hergestellt wird. Die Querschnitte der Steuerkanäle 29, 37, die in den jeweiligen Trennungsebenen zwischen dem Steuerspiegelkörper 30 und dem Zylinderstern 9 angeordnet sind, werden als Steuerquerschnitte 29', 37' bezeichnet. In a manner likewise known from the prior art, the delivery of hydraulic fluid with the aid of the radial piston engine-exemplified by a function as a radial piston pump-takes place in such a way that hydraulic fluid is transferred from an end located in the housing 2 and at its radially inner end 90 ° angled inlet channel 28 flows into a control channel 29 of a control mirror body 30. The control mirror body 30 is located between a housing wall 31 and the cylinder star 9. Another, substantially identical shaped control mirror body 32 is located on the opposite side of the cylinder star 9 and is bounded on its side facing away from the cylinder star 9 by a housing wall 33. In both control mirror bodies 30, 32, the respective control channel 29, 34 in a cylinder star 9 facing end face of the control mirror body 30, 32 extends in a circular segment. This known design makes it possible for the hydraulic fluid to flow into the respective working chamber 22 from the control channel 29 via a respective passageway 35 assigned to each cylinder bore 9 in the suction chamber during an intake phase extending over an angular range of approximately 150 °. As soon as a piston 13 has reached its bottom dead center, the flow connection between the control channel 29 assigned to the inlet channel 28 and the associated passage channel 35 ends, whereas at the next moment a connection exists between the further control channel 37 constructed like the control channel 29 and an outlet channel 36 the "pressure side" of the control mirror body 30 and the radial piston machine 1 is produced. The cross sections of the control channels 29, 37, which are arranged in the respective separation planes between the control mirror body 30 and the cylinder star 9 are referred to as control cross sections 29 ', 37'.
Infolge einer fortlaufenden Rotation des Zylindersterns 9 schiebt jeder Kolben 13 das in dem zugehörigen Arbeitsraum 22 befindliche Hydraulikfluid durch den jeder Bohrung 1 1 zugeordneten Durchlasskanal 35 und den gleichfalls rinnenförmig erweiterten und sich über ein Kreissegment von ca. 150° erstreckenden Steuerkanal 37 in den Auslasskanal 36. Zwischen den Steuerquerschnitten 29', 37' des Steuerspiegelkörpers 30 befinden sich zwei um 180° zueinander versetzte Verschlussflächen (in den Figuren nicht sichtbar), die die Durchlasskanäle 35 jeweils in zwei Zwischenbereiche zwischen den Steuerquerschnitten 29' und 37' verschließen, um einen Kurzschluss zwischen Saug- und Druckseite zu verhindern. Der in Figur 2 rechts dargestellte Steuerspiegelkörper 32 weist gleichfalls einen zweiten, d.h. unteren, Steuerkanal 38 auf, der im vorliegenden Fall - ebenso wie der obere Steuerkanal 34 dieses Steuerspiegelkörpers 32 - außer Funktion ist. As a result of a continuous rotation of the cylinder star 9 pushes each piston 13 located in the associated working chamber 22 hydraulic fluid through the each bore 1 1 associated passageway 35 and the groove-like expanded and extending over a circular segment of about 150 ° control channel 37 into the outlet channel 36th Between the control cross sections 29 ', 37' of the control mirror body 30 there are two locking surfaces (not visible in the figures) offset by 180 °, which close the passage channels 35 in two intermediate areas between the control cross sections 29 'and 37' by a short circuit between suction and pressure side to prevent. The in Figure 2 Control plate body 32 shown on the right also has a second, ie lower, control channel 38, which in the present case - as well as the upper control channel 34 of this control mirror body 32 - is inoperative.
Um von dem Hydraulikfluid auf der Saugseite der Radialkolbenmaschine 1 zuverlässig auch große Volumenströme kavitationsfrei fördern zu können, kann bedarfsweise der saugseitige Steuerkanal 34 des Steuerspiegelkörpers 32 gleichfalls mit dem Einlasskanal 28 verbunden werden. Druckseitig ist die Verbindung des Steuerkanals 38 mit dem Auslasskanal 36 kaum erforderlich; aus Gründen der Gleichteilfertigung sind jedoch beide Steuerspiegelkörper 30, 32 mit jeweils zwei Steuerkanälen 29, 37 und 34, 38 versehen. Um eine axiale Spaltkompensation im Bereich der Steuerspiegelkörper 30, 32 und des Zylindersterns 9 zu erreichen, befindet sich zwischen der Gehäusewand 33 und der dieser zugewandten Stirnfläche des Steuerspiegelkörpers 32 ein nur schematisch dargestelltes Federelement 39 in Form einer umlaufenden Wellfeder. Das Federelement 39 ist jedoch nicht dazu in der Lage, derart große Kräfte aufzubringen, um die hohen in axiale Richtung wirkende hyd- raulischen Kräfte auszugleichen. Hierzu ist additiv eine druckbeaufschlagte Kompensationsfläche K an der dem Steuerspiegelkörper 32 zugewandten Stirnfläche des Deckels 3 vorgesehen. Diese Kompensationsfläche K ist zweifach nierenförmig gestaltet und korrespondiert zum einen mit dem saugseitigen Steuerkanal 29 und zum anderen mit dem druckseitigen Steuerkanal 37. Mittels jeweils eines ebenfalls nierenförmig gestalteten Dichtungselements D wird ein mit der Kompensationsfläche K korrespondierendes Volumen zwischen dem Gehäusedeckel 3 und der diesem zugewandten rückseitigen Stirnfläche des Steuerspiegelkörpers 32 abgedichtet. Auf diese Weise wird eine druckproportionale axiale Anpresskraft erzeugt, die stets nur wenige Prozent über der axialen Komponente der hydraulischen Spaltkraft am jeweiligen Steuerspiegelkörper 30, 32 liegt. Damit ist die Spaltkompensation sichergestellt ohne große„Überschusskräfte" zu erzeugen, die nur zu erhöhter Reibung führen würden. In order to be able to reliably convey large volume flows from the hydraulic fluid on the suction side of the radial piston machine 1, if necessary, the suction-side control channel 34 of the control plate body 32 can likewise be connected to the inlet channel 28. On the pressure side, the connection of the control channel 38 with the outlet channel 36 is hardly required; For the sake of the same part production, however, both control mirror body 30, 32 are each provided with two control channels 29, 37 and 34, 38. In order to achieve an axial gap compensation in the region of the control plate body 30, 32 and the cylinder star 9, is located between the housing wall 33 and this facing end face of the control mirror body 32 is only schematically illustrated spring element 39 in the form of a rotating wave spring. However, the spring element 39 is not able to apply such large forces in order to compensate for the high hydraulic forces acting in the axial direction. For this purpose, a pressure-compensated compensation surface K is additively provided on the end face of the cover 3 facing the control mirror body 32. This compensation surface K is twice kidney-shaped and corresponds on the one hand with the suction-side control channel 29 and the other with the pressure-side control channel 37. By means of a likewise kidney-shaped sealing element D is a corresponding with the compensation surface K volume between the housing cover 3 and this facing the back End face of the control mirror body 32 sealed. In this way, a pressure-proportional axial contact force is generated, which is always only a few percent above the axial component of the hydraulic splitting force on the respective control mirror body 30, 32. Thus, the gap compensation is ensured without generating large "excess forces", which would only lead to increased friction.
Anhand der vergrößerten Darstellung gemäß Figur 2a werden nunmehr besondere Merkmale der Steuerspiegelkörper 30, 32 und des Zylindersterns 9 erläutert: With reference to the enlarged illustration according to FIG. 2a, special features of the control mirror bodies 30, 32 and of the cylinder star 9 will now be explained:
Beide Steuerspiegelköper 30, 32 besitzen jeweils einen kegelringförmigen Stützbereich 40, 41, der mit einem komplementär geformten, ebenfalls kegelringförmigen Stützbereich 42, 43 an den gegenüber liegenden Stirnseiten des Zylindersterns 9 zusammenwirkt. Während sich in den Stützbereichen 40, 41 der Steuerspiegelkörper 30, 32 die Steuerkanäle 29, 37 und 34, 38, d.h. insbesondere auch die Steuerquerschnitte 29', 37', befinden, verlaufen die als Durch- gangsbohrungen ausgeführten Durchlasskanäle 35 in den beiderseitigen Stützbereichen 42 und 43 des Zylindersterns 9. Both Steuerspiegelköper 30, 32 each have a conical-ring-shaped support portion 40, 41 which cooperates with a complementarily shaped, also cone-shaped support portion 42, 43 on the opposite end faces of the cylinder star 9. While the control channels 29, 37 and 34, 38, ie, in particular also the control cross sections 29 ', 37', are located in the support regions 40, 41 of the control plate bodies 30, 32, the control elements extend as through-holes. Passage holes executed passageways 35 in the mutual support areas 42 and 43 of the cylinder star. 9
Beide Steuerspiegelkörper 30, 32 besitzen jeweils eine zentrale Durchgangsbohrung 44, 45 durch die hindurch eine Antriebswelle 46 der Radialkolbenmaschine 1 verläuft. Ein Drehmo- ment-Koppelbereich 47 des Zylindersterns 9 ist als Innensechskant ausgeführt, in den ein entsprechend angepasster Außensechskant der Antriebswelle 46 in drehfester Weise eingesetzt ist. Both control mirror bodies 30, 32 each have a central through-bore 44, 45 through which runs a drive shaft 46 of the radial piston machine 1. A torque coupling region 47 of the cylinder star 9 is designed as a hexagon socket, in which a correspondingly adapted external hexagon of the drive shaft 46 is inserted in a rotationally fixed manner.
Beide Steuerspiegelkörper 30, 32 weisen einen sich in radiale Richtung nach außen hin an den jeweiligen Stützbereich 40, 41 anschließenden zylinderringförmigen Lagerbereich 48, 49 auf, dessen äußere Mantelfläche 50, 51 jeweils in einer angepassten Ausnehmung in dem Gehäuse 2 bzw. dem Gehäusedeckel 3 gelagert ist. Der Zylinderstern 9 besitzt einen sich - in radiale Richtung betrachtet - an dessen Stützbereiche 42 und 43 anschließenden Freilaufbereich 52, 53, in dem sich zwischen der jeweiligen Stirnfläche 54, 55 des Zylindersterns 9 und der gegenüber liegenden Stirnfläche 56, 57 der Steuerspiegelkörper 30, 32 jeweils ein Spalt 58, 59 befindet. Both control plate bodies 30, 32 have a cylindrical-ring-shaped bearing region 48, 49 adjoining the respective support region 40, 41 in the radial direction, the outer lateral surface 50, 51 of which is respectively mounted in a matched recess in the housing 2 or the housing cover 3 is. The cylinder star 9 has a - viewed in the radial direction - at the support areas 42 and 43 subsequent freewheeling 52, 53, in which between the respective end face 54, 55 of the cylinder star 9 and the opposite end face 56, 57 of the control mirror body 30, 32nd in each case a gap 58, 59 is located.
Aus Figur 2a lässt sich entnehmen, dass die in axiale Richtung gemessene Breite des Zylindersterns 9 in dem Stützbereichen 42, 43 zu der Drehachse 10 hin abnimmt. Die größte axiale Breite 60 besteht in dem Freilaufbereich 52, 53, wohingegen die kleinste axiale Breite 61 in dem Drehmoment-Koppelbereich 47 besteht. Der Kegelwinkel der Steuerspiegelkörper 30, 32 beträgt jeweils 120°, so dass die Spurgeraden der Zeichnungs-Schnittebene mit den Steuerspiegelkörpern 30, 32 mit der Drehachse 10 jeweils einen Winkel von 60° einschließen. It can be seen from FIG. 2 a that the width of the cylinder star 9 measured in the axial direction decreases in the support areas 42, 43 towards the axis of rotation 10. The largest axial width 60 is in the freewheeling region 52, 53, whereas the smallest axial width 61 is in the torque coupling region 47. The cone angle of the control plate body 30, 32 is 120 °, so that the track straight of the drawing section plane with the control mirror bodies 30, 32 with the axis of rotation 10 each enclose an angle of 60 °.
Des Weiteren ist erkennbar, dass sich die Steuerspiegelkörper 30, 32 mit ihren kegelringförmigen und die Stützbereiche 42, 43 bildenden Stirnflächen über die von den Stirnflächen 54, 55 des Zylindersterns 9 gebildeten Ebenen hinaus in Richtung auf eine zu der Drehachse 10 senkrechten Mittelebene 62 des Zylindersterns 9 erstrecken. Furthermore, it can be seen that the control mirror bodies 30, 32 with their conical-ring-shaped end faces forming the support regions 42, 43 extend beyond the planes formed by the end faces 54, 55 of the cylinder star 9 in the direction of a center plane 62 of the cylinder star perpendicular to the rotation axis 10 9 extend.
Der Unterschied der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Radialkolbenmaschine 1 besteht darin, dass die Kolben 13' dort im Längsschnitt eine becherförmige Gestalt besitzen. Ein im jeweiligen Kolbenkopf 14' angeordneter Becherrand 63 besitzt eine geringe, zum freien Ende des Becherrandes 63 hin abnehmende Wandstärke, so dass in Folge eines Druckaufbaus in dem Arbeitsraum 22 der jeweiligen Bohrung 1 1 in dem Zylinderstern 9 ein selbst verstärken- der Abdichteffekt eintritt. Die Kolben 13' sind als Kunststoff-Spritzgussteile hergestellt und bestehen beispielsweise aus PEEK (Poly ether ether keton) oder PAI (Poly amid imid). The difference between the radial piston machine 1 shown in FIGS. 3 and 4 is that the pistons 13 'have a cup-shaped configuration there in longitudinal section. A in the respective piston head 14 'arranged cup edge 63 has a small, towards the free end of the cup rim 63 toward decreasing wall thickness, so that as a result of a pressure build-up in the working space 22 of the respective bore 1 1 in the cylinder star 9 a self-reinforce- the sealing effect occurs. The pistons 13 'are made as plastic injection molded parts and consist for example of PEEK (poly ether ether ketone) or PAI (poly amide imide).
Bei den Kolben 13' handelt es sich um rotationssymmetrische Bauteile, wobei das verwendete Kunststoffmaterial elastisch in seinem Kontaktbereich mit der inneren Mantelfläche der Bohrung 1 1 eine Formänderung erlaubt, wenn in Folge der Schrägstellung der Kolben 13' während des Umlaufens des Zylindersterns 9 die Kontaktlinie im Bereich des Kolbenkopfs 14' eine Ellipse beschreibt. When the piston 13 'is rotationally symmetric components, wherein the plastic material used elastically in its contact area with the inner circumferential surface of the bore 1 1 allows a change in shape, if due to the inclination of the piston 13' during rotation of the cylinder star 9, the contact line in Area of the piston head 14 'describes an ellipse.
In der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 5 sind schließlich noch die verschiedenen im Betrieb der Radialkolbenmaschine 1 auftretenden Kraftvektoren veranschaulicht: Die im jeweili- gen Arbeitsraum 22 wirkenden radialen hydraulischen Kräfte, veranschaulicht durch den Pfeil P 1, werden erfindungsgemäß durch die symmetrisch schräg verlaufenden Stirnflächen des Zylindersterns 9 bzw. der Steuerspiegelkörper 30,32 hydraulisch kompensiert, was durch die hydraulischen Kraftvektoren gemäß den Pfeilen P2 und P3 veranschaulicht ist. Darüber hinaus sind in Figur 5 noch die mechanischen Kräfte gemäß den Pfeilen P4 dargestellt, die im Gehäuse 2 auftretende Reaktionskräfte zu den hydraulischen Kräften sind, die vom Arbeitsraum 22 über die Kolben 26 und den Hubring 4 übertragen werden. Die in radiale Richtung auf die Steuerspiegelkörper 30,32 wirkenden Kräfte werden in deren Lagerbereichen 48,49 auf die jeweilige Gegenfläche im Gehäuse 2 bzw. Gehäusedeckel 3 übertragen, wo die Reaktionskräfte in Form der Pfeile P5 dargestellt sind. Finally, the various hydraulic vectors occurring during operation of the radial piston machine 1 are also illustrated in the cross-sectional representation according to FIG. 5. The radial hydraulic forces acting in the respective working space 22, illustrated by the arrow P 1, are determined by the symmetrically inclined end faces of the cylinder star 9 or the control mirror body 30,32 hydraulically compensated, which is illustrated by the hydraulic force vectors according to the arrows P2 and P3. In addition, the mechanical forces according to the arrows P4 are still shown in Figure 5, the reaction forces occurring in the housing 2 to the hydraulic forces that are transmitted from the working chamber 22 via the piston 26 and the cam 4. The forces acting on the control mirror bodies 30, 32 in the radial direction are transmitted in their bearing areas 48, 49 to the respective mating surface in the housing 2 or housing cover 3, where the reaction forces are shown in the form of the arrows P5.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Radialkolbenmaschine1 radial piston machine
2 Gehäuse 2 housings
3 Gehäusedeckel 3 housing cover
4 Hubring 4 lifting ring
5 Planfläche  5 plane surface
6 Planfläche  6 plane surface
7 innere Mantelfläche 7 inner lateral surface
8 äußere Mantelfläche8 outer surface
9 Zylinderstern 9 cylinder star
10 Drehachse  10 axis of rotation
1 1 Bohrung  1 1 hole
12 äußere Mantelfläche 12 outer surface
13, 13' Kolben 13, 13 'pistons
14, 14' Kolbenkopf  14, 14 'piston head
15 Kolbenfuß  15 piston foot
16 Stirnfläche  16 face
17 innere Mantelfläche 17 inner lateral surface
18 Durchgangsbohrung18 through hole
19 Druckraum 19 pressure room
20 Kolbenring  20 piston ring
21 Kolbenhals  21 piston neck
22 Arbeitsraum  22 workspace
23 Zylinderbohrung 23 cylinder bore
24 Zylinderbohrung24 cylinder bore
25 Kolben 25 pistons
26 Kolben  26 pistons
27 Weg  27 way
28 Einlasskanal  28 inlet channel
29 Steuerkanal  29 control channel
29' Steuerquerschnitt 29 'control cross section
30 Steuerspiegelkörper30 control mirror body
31 Gehäusewand31 housing wall
32 Steuerspiegelkörper32 control mirror body
33 Gehäusewand33 housing wall
34 Steuerkanal 34 control channel
35 Durchlasskanal 35 passage channel
36 Auslasskanal 37 Steuerkanal 36 exhaust duct 37 control channel
37' Steuerquerschnitt  37 'control cross section
38 Steuerkanal  38 control channel
39 Federelement  39 spring element
40 Stützbereich  40 support area
41 Stützbereich  41 support area
42 Stützbereich  42 support area
43 Stützbereich  43 support area
44 Durchgangsbohrung 44 through hole
45 Durchgangsbohrung45 through hole
46 Antriebswelle 46 drive shaft
47 Drehmoment-Koppelbereich 47 torque coupling area
48 Lagerbereich 48 storage area
49 Lagerbereich  49 storage area
50 äußere Mantelfläche 50 outer lateral surface
51 äußere Mantelfläche51 outer surface
52 Freilaufbereich 52 freewheel area
53 Freilaufbereich  53 freewheel area
54 Stirnfläche  54 face
55 Stirnfläche  55 face
56 Stirnfläche  56 face
57 Stirnfläche  57 face
58 Spalt  58 gap
59 Spalt  59 gap
60 Breite  60 width
61 Breite  61 width
62 Mittelebene  62 median plane
63 Becherrand  63 cup rim
D Dichtungselement  D sealing element
K Kompensationsfläche K compensation area
P1 Pfeil P1 arrow
P2 Pfeil  P2 arrow
P3 Pfeil  P3 arrow
P4 Pfeil  P4 arrow
P5 Pfeil  P5 arrow

Claims

Patentansprüche claims
1. Hydrostatische Radialkolbenmaschine ( 1 ) mit einem Gehäuse 1. Hydrostatic radial piston machine (1) with a housing
- einem um eine Drehachse (10) drehbar in dem Gehäuse (2) gelagerten Zylinderstern (9), der eine Anzahl von Bohrungen ( 1 1 ) besitzt, die sich ausgehend von einer äußeren Mantelfläche ( 12) des Zylindersterns (9) in dessen Inneres hinein erstrecken und über dessen Umfang verteilt angeordnet sind, - A about a rotational axis (10) rotatably mounted in the housing (2) cylinder star (9) having a number of holes (1 1), starting from an outer circumferential surface (12) of the cylinder star (9) in its interior extend into and are distributed over the circumference,
- einer der Anzahl der Bohrungen ( 1 1 ) entsprechenden Anzahl von Kolben ( 13, 13'), die in den Bohrungen ( 1 1 ) verschiebbar angeordnet sind und jeweils zusammen mit der zugeordneten Bohrung ( 1 1 ) einen Arbeitsraum (22) für ein Hydraulikfluid begrenzen, - One of the number of holes (1 1) corresponding number of pistons (13, 13 ') which are slidably disposed in the bores (1 1) and each together with the associated bore (1 1) a working space (22) for a Limit hydraulic fluid,
- einem exzentrisch zu dem Zylinderstern (9) angeordneten Hubring (4), der den Zylinderstern (9) umlaufend umgibt und an dessen innerer Mantelfläche (8) sich dem Zylinderstern (9) abgewandte Enden der Kolben ( 13, 13') während der Drehbewegung des Zylindersterns (9) beweglich abstützen, - An eccentrically to the cylinder star (9) arranged cam ring (4) surrounding the cylinder star (9) circumferentially and on the inner lateral surface (8) the cylinder star (9) facing away from the ends of the piston (13, 13 ') during the rotational movement movably supported by the cylinder star (9),
- zwei Steuerspiegelkörpern (30, 32), die insgesamt mindestes zwei Steuerquerschnitte aufweisen, von denen mindestens einer mit dem Einlasskanal (28) und mindestens ein anderer mit dem Auslasskanal (36) in Verbindung steht, wobei beide Steuerspiegelkörper (30, 32) sich jeweils mit einer dem Zylinderstern (9) zugewandten Stirnfläche auf eine zu der Drehachse ( 10) senkrechte Mittelebene (62) des Zylindersterns (9) zu über eine Ebene hinaus erstreckt, die von einer dem jeweiligen Steuerspiegelkörper (30, 32) zugewandten Stirnfläche (54, 55) des Zylindersterns (9) an dessen Stelle mit der größten axialen Breite (60) definiert ist, - Two control mirror bodies (30, 32) having a total of at least two control cross sections, of which at least one with the inlet channel (28) and at least one other with the outlet channel (36) in communication, both control mirror bodies (30, 32) each with an end face facing the cylinder star (9) on a center plane (62) of the cylinder star (9) perpendicular to the rotation axis (10) extends beyond a plane which faces from an end face (54, 54) facing the respective control mirror body (30, 32). 55) of the cylinder star (9) is defined in its place with the largest axial width (60),
- einer der Anzahl der Bohrungen (1 1) des Zylindersterns (9) entsprechenden Anzahl von in letzterem angeordnetem Durchlasskanälen (35), die - je nach Drehstellung des Zylindersterns (9) in dem Hubring (4) - jeweils einen Arbeitsraum (22) mit einem mit dem Einlasskanal (28) korrespondierenden Steuerquerschnitt oder mit einem mit dem Auslasskanal (36) korrespondierenden Steuerquerschnitt verbinden oder von einer an dem Steuerspiegelkörper (30, 32) befindlichen Verschlussfläche verschließbar sind dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steuerspiegelkörper (30, 32) einen Lagerbereich (48, 49) aufweist, in dem radial wirkende Kräfte auf eine jeweilige Gegenfläche in dem Gehäuse (2) oder einem darin gelagerten Gehäusedeckel (3) übertragbar sind. - One of the number of holes (1 1) of the cylinder star (9) corresponding number of arranged in the latter passage channels (35) - depending on the rotational position of the cylinder star (9) in the cam ring (4) - each having a working space (22) one with the inlet channel (28) corresponding control cross-section or one with the outlet channel (36) corresponding Connect control cross-section or by a on the control mirror body (30, 32) located closure surface are closable characterized in that each control mirror body (30, 32) has a bearing region (48, 49), in the radially acting forces on a respective mating surface in the housing ( 2) or a housing cover (3) mounted therein are transferable.
2. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderstern (9) mindestens einen Stützbereich (42, 43) aufweist, in dem die axiale Breite kleiner ist als in einem sich in radiale Richtung an den Stützbereich (42, 43) nach außen hin anschließenden Freilaufbereich (52), wobei sich vorzugsweise in dem Stützbereich (42, 43) mindestens ein Steuerquerschnitt des Steuerspiegelkörpers (30, 32) befindet, wobei weiter vorzugsweise mindestens ein Steuerspiegelkörper (30, 32) einen mit dem Stützbereich (42, 43) des Zylindersterns (9) korrespondierenden Stützbereich (40, 41) aufweist, wobei sich vorzugsweise entweder in radiale Richtung nach außen hin an den Stützbereich (40, 41) anschließenden und/oder in axiale, dem Stützbereich (40, 41 ) abgewandten Richtung der jeweilige Lagerbereich (48, 49) anschließt. 2. Radial-piston machine according to claim 1, characterized in that the cylinder star (9) has at least one support region (42, 43), in which the axial width is smaller than in a radial direction to the support region (42, 43) to the outside at least one control cross-section of the control plate body (30, 32) is preferably located, wherein more preferably at least one control plate body (30, 32) one with the support region (42, 43) of the cylinder star (9) corresponding support region (40, 41), preferably either in the radial direction outwardly to the support region (40, 41) subsequent and / or in axial, the support region (40, 41) facing away from the respective direction Storage area (48, 49) connects.
3. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (42, 43) des Zylindersterns (9) sich vorzugsweise ausgehend von einem zentralen Drehmoment-Kopplungsbereich (47), in radiale Richtung bis zu einem Durchmesser erstreckt, der ungefähr 60 % bis 90 %, vorzugsweise 70 % bis 80 % des maximalen Durchmessers des Zylindersterns (9) beträgt. 3. Radial piston machine according to claim 2, characterized in that the support region (42, 43) of the cylinder star (9) preferably extends from a central torque coupling region (47) in the radial direction up to a diameter of about 60% to 90%, preferably 70% to 80% of the maximum diameter of the cylinder star (9).
4. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerspiegelkörper (30, 32) eine kegelförmige, kegelringförmige oder konvex, insbesondere sphärisch, gewölbte Gestalt besitzt, wobei vorzugsweise der Stützbereich (40, 41 ) kegelförmig, kegelringförmig oder konvex, insbesondere sphärisch, gewölbt gestaltet ist. 4. Radial piston machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control mirror body (30, 32) has a conical, conical or convex, in particular spherical, curved shape, wherein preferably the support portion (40, 41) conical, conical or convex , in particular spherical, arched.
5. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel zwischen 90° und 150°, vorzugsweise zwischen 1 10° und 130° beträgt. 5. Radial piston machine according to claim 4, characterized in that the cone angle between 90 ° and 150 °, preferably between 1 10 ° and 130 °.
6. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderstern (9) und mindestens ein Steuerspiegelkörper (30, 32) in axiale Richtung patrizen-matrizen-förmig ineinander greifen. 6. Radial piston machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cylinder star (9) and at least one control mirror body (30, 32) in the axial direction patrizen-matrizen-shaped mesh.
7. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Steuerspiegelkörper (30, 32) in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind, vorzugsweise dass einer der Steuerspiegelkörper (32) in axiale Richtung relativ zu dem Gehäuse (2) oder dem Gehäusedeckel(3) verschiebbar ist, wohingegen der andere Steuerspiegelkörper (30) in axiale Richtung in dem Gehäuse7. Radial piston machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the two control mirror body (30, 32) in the axial direction relative to each other are displaceable, preferably that one of the control mirror body (32) in the axial direction relative to the housing (2) or the housing cover (3) is displaceable, whereas the other control mirror body (30) in the axial direction in the housing
(2) oder dem Gehäusedeckel (3) festgelegt ist. (2) or the housing cover (3) is fixed.
8. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten des Zylindersterns (9) jeweils ein Steuerspiegelkörper (30, 32) angeordnet ist, wobei ein Steuerspiegelkörper (32) mittels eines sich an dem Gehäuse (2) oder dem Gehäusedeckel (3) abstützenden Federelements (39), vorzugsweise einer Wellfeder, in Richtung auf den gegenüber liegenden Steuerspiegelkörper (30) vorgespannt ist. 8. Radial-piston machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that on both sides of the cylinder star (9) each have a control mirror body (30, 32) is arranged, wherein a control mirror body (32) by means of a on the housing (2) or the housing cover (3) supporting the spring element (39), preferably a corrugated spring, in the direction of the opposite control mirror body (30) is biased.
9. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mit einem Arbeitsraum (22) korrespondierende Durchlasskanäle (35) des Zylindersterns (9) sich jeweils von einem Stützbereich bis zu dem gegenüberliegenden9. Radial-piston machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that in each case with a working space (22) corresponding passage channels (35) of the cylinder star (9) each from a support region to the opposite
Stützbereich (42, 43) erstrecken. Supporting region (42, 43) extend.
10. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerkanäle (29, 34, 37, 38) zweier gegenüber liegender Steuerspiegelkörper (30, 32) und ein dazwischen angeordneter Durchlasskanal (35) des Zylindersterns (9) miteinander fluchten, vorzugsweise eine durchgehende zylindrische Bohrung mit konstantem Querschnitt bilden. 10. Radial-piston machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that control channels (29, 34, 37, 38) of two opposing control mirror body (30, 32) and an interposed passageway (35) of the cylinder star (9) are aligned, preferably form a continuous cylindrical bore with a constant cross-section.
1 1. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Kolbenkopf ( 14') der Kolben ( 13') im Längsschnitt becherförmig gestaltet ist und ohne Zwischenschaltung eines separaten Dichtungselements mit einem Becherrand (63) dichtend an einer inneren Mantelfläche der jeweiligen Bohrung ( 1 1) des Zylindersterns (9) anliegt, wobei die Kolben ( 13') vorzugsweise aus Kunststoff bestehen und weiter vorzugsweise Kunststoff-Spritzgussteile sind. 1 1. A radial piston machine according to one of claims 1 to 10, characterized in that in each case a piston head (14 ') of the piston (13') is cup-shaped in longitudinal section and without interposition of a separate sealing element with a cup rim (63) sealingly on an inner Mantle surface of the respective bore (1 1) of the cylinder star (9) is applied, wherein the piston (13 ') are preferably made of plastic and more preferably are plastic injection molded parts.
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