DE1503301C - Hydraulischer Motor mit einem auf der Motorwelle festsitzend drehbaren Zylinderblock, der mehrere radial gerichtete Arbeitszylinder umfaßt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Motor mit einem auf der Motorwelle festsitzend drehbaren Zylinderblock, der mehrere radial gerichtete Arbeitszylinder umfaßt, deren einzelne Kolben abwechselnd mit der Druck- und mit der Saugseite der Druckflüssigkeit in Verbindung stehen und dadurch in radialer Richtung nach außen gegen eine am Innenumfang des Motorgehäuses angeordnete, im Querschnitt wellenförmige Nockenbahn gedrückt und, sich über Wälzrollen abstützend, mitsamt dem Zylinderblock in Drehbewegung versetzt sind.

Nach diesem Prinzip arbeitende hydraulische Motoren sind bekannt und haben gegenüber einer ähnlichen Konstruktion mit festsitzend angeordneten Arbeitszylindern, die zentral durch eine exzentrische Welle oder über einen Nocken gesteuert werden, den erheblichen Vorteil, daß man bei jeder einzelnen Umdrehung eine ganze Reihe von Arbeitshüben der radialen Zylinder vorsehen kann. Die abwechselnd notwendige Verbindung der Arbeitszylinder mit der Druck- und mit der Saugseite der· hydraulischen Druckflüssigkeit wird bei allen Konstruktionen in Abhängigkeit vom betreffenden Drehwinkel durch entsprechende Schieber gesteuert, welche grundsätzlich die Aufgabe haben, immer dann, wenn der Arbeitshub einsetzen soll, den betreffenden Arbeitszylinder mit einem Druckkanal zu verbinden und einen Druckentlastungskanal zu sperren, sowie nach beendetem Arbeitshub dann die genannten Vorgänge umzukehren, damit der anstehende Druck über die Saugseite entlastet und die Flüssigkeit abgeleitet wird, wobei dann die Zuleitungen von der Druckseite abgesperrt sind. Die bei hydraulischen Motoren dieser Art für jeden einzelnen Arbeitszylinder in Umfangsrichtung der Anordnung während des Betriebes nacheinander eintretenden Umkehrzustände für die Anschaltung bzw. Ausschaltung der betreffenden Zuleitungen entsprechen bekanntlich dem oberen bzw. unteren Totpunkt der Zylinderbewegung. Es ist allerdings im allgemeinen ein erheblicher Aufwand an Steuerschiebern notwendig, um den Umschaltvorgang, der möglichst unter Vermeidung von toten Raumabschnitten durchgeführt werden soll, im Arbeitstakt des Motors bei allen Zylindern sorgfältig einzuleiten.

Bekanntlich haben solche Motoren auch die Eigenschaft, daß ihr Drehsinn in einfacher Weise umgekehrt werden kann: Es genügt hierzu, den Ein- und Auslaß der hydraulischen Druckflüssigkeit in geeigneter Weise zu vertauschen. Jedoch ist auch diese Maßnahme bei den bisher bekannten hydraulischen Motoren nur mit einem entsprechenden Aufwand an drehungsabhängig wirksamen Steuerschiebern zu verwirklichen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Vorteile eines hydraulischen Motors mit Radialkolben und außenliegender Nockenbahn gegenüber den Konstruktionen mit exzentrischer Welle innerhalb der Zylinderanordnung durch eine möglichst einfache Konstruktion mit solchen hydraulischen Mitteln zu erreichen, bei denen zur Steuerung allenfalls längsverschiebliche Schieber erforderlich sind, und zwar mit dem Ziel, einen solchen Motor auch wahlweise noch zusätzlich durch eine vom jeweiligen Betriebszustand unabhängige Leistungsregelung steuerbar zu machen.

Es ist bekannt, hydraulische Motoren mit mehreren sternförmig zueinander angeordneten Arbeitszylindern während des Betriebes zu regeln. Eine Konstruktion dieser Art hat jedoch feststehend angeordnete Arbeitszylinder, die zu diesem Zweck schwenkbar gelagert sind, wobei die federbelasteten Kolben auf eine in der Achse der Anordnung rotierende Exzenterwelle einwirken. Diese bekannte An-

S Ordnung hat also nicht die Vorteile der auf der entgegengesetzten Seite wirksamen Nockenbahn, die bei jeder Umdrehung mehrere Kolbenhübe gestattet. Diese Konstruktion hat auch nur den Zweck, mit Hilfe eines verschiebbaren Ringes die Funktion der

ίο Verbindungskanäle zur Druck- bzw. zur Saugseite und deren Zusammenwirken mit der Kraftübertragung derart umzukehren, daß man den einen oder den anderen Drehsinn einstellen kann. Auch benötigt die bekannte Konstruktion zu diesem Zweck eine Reihe von Ventilen und den Aufwand für die schwenkbar gelagerten Zylinder, kann jedoch in keiner Weise eine Leistungsregelung ermöglichen. Es ist nämlich bei der bekannten Konstruktion nur im Rahmen der Umstellbarkeit von einem Drehsinn auf den

μ entgegengesetzten Drehsinn möglich, den umlaufenden Motor entsprechend abzubremsen, also durch erhöhte Reibungsverluste den genannten Zwischenzustand auszunutzen und durch Verschieben eines Stellringes aus der einen Endlage in die Mittelstellung

»₅ unter Verschließen der betreffenden Ventile einen Bremsvorgang darzustellen.

Bekannt ist auch ein hydraulischer' Motor mit einem umlaufenden Zylinderblock, dessen darin mitlaufende Radialkolben mit dem Innenumfang einer Nockenbahn zusammenwirken und den erforderlichen Stelldruck durch die Motorachse erhalten. Dazu müssen die Zuleitungen zur Druck- bzw. zur Saugseite im entsprechenden Rhythmus geöffnet bzw. geschlossen werden. Diese Konstruktion unterscheidet sich in ihren Einzelheiten zwar grundsätzlich von der vorher genannten, und die Steuerung des betreffenden Druckverteilers erfolgt zwar über entsprechende Kanäle, die in verschiedenen Ebenen senkrecht zur Motorachse ausmünden, jedoch ist die

40. Anordnung solcher hydraulischer Steuermittel innerhalb des naturgemäß beschränkten Achsraumes vergleichsweise schwierig und nicht nur aus Festigkeitsgründen nachteilig, weil sie sehr geringe Fertigungstoleranzen voraussetzt und weil somit auch bei dieser bekannten Konstruktion an eine Regelung der Leistungsverhältnisse nicht zu denken ist, geschweige denn an eine in beliebigen Stufen wahlweise und betriebsunabhängig durchführbare Einstellung des wirksamen Arbeitshubes.

Weiterhin sind hydraulische Motoren bekannt, die allerdings nur mit einer Exzenterwelle zusammenarbeiten und somit auch nur eine begrenzte Anzahl von Arbeitszylindern zulassen, bei denen ein Steuerschieber zusätzlich für den Zweck angeordnet ist,

das Abschalten des Motors einzuleiten. Eine bekannte Konstruktion hat am Umfang des bewegten Motorteiles Ausnehmungen, in welche zum Festhalten Sperrstifte eingreifen sollen. Da jedoch das Festhalten eines hydraulischen Motors aus dem Betriebszustand heraus bei Anwendung von Sperrstiften eine erhebliche Belastung der betreffenden Teile darstellt, hat die bekannte Konstruktion zusätzlich noch hydraulische Steuerschieber zu dem Zweck, ein jähes Abbremsen des Motors zu vermeiden. Im übrigen ist eine Drehzahlregelung oder Leistungssteuerung im Sinne der eingangs genannten Aufgabenstellung auch bei dieser Konstruktion keineswegs vorgesehen.
Sodann ist eine hydraulische Vorrichtung bekannt,

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die nicht als Motor, sondern nur als Pumpe zu arbei- Kolbensteuerung bekannt sind, ist es Aufgabe der ten vermag. Die bekannte Pumpe ist mit umlaufen- Erfindung, einen hydraulischen Motor der eingangs den Zylindern für Flüssigkeitsgetriebe ausgerüstet genannten Art zu schaffen, bei dem alle komplizier- und soll also einen hydraulischen Druck erzeugen. ten mechanischen Einzelteile vermieden werden und Zu diesem Zweck sind, ähnlich der eingangs erwähn- 5 insbesondere eine echte Leistungsregelung, die ganz ten Konstruktion hydraulischer Motoren, fest- unabhängig ist von der Drehzahl und von der Bestehend um eine exzentrische Antriebswelle mehrere lastung des Motors erreicht werden soll. Alle diese Zylinder angeordnet, von denen jeweils ein größerer Forderungen lassen sich in überraschend einfacher Zylinder einem wesentlich kleineren Zylinder gegen- Weise gemäß der Erfindung dadurch erfüllen, daß über steht. Man kann bei der bekannten Pumpe die io zur reibungsarmen Leistungsregelung innerhalb des Förderleistung in groben Stufen einfach dadurch Zylinderblockes ein vom Druckverteiler des Motors regeln, daß man wahlweise die einen oder die ande- unabhängig einstellbarer Verteilerkörper mitläuft, ren Arbeitszylinder belastet. Entsprechende hydrau- welcher stellungsabhängig einen oder mehrere der lische Stellschieber sind vorgesehen, jedoch lassen Verbindungskanäle zu den einzelnen Arbeitszylinsich dieser Pumpenkonstruktion keine Anregungen »5 ^dern dadurch sperrt, daß er den über einen Abzweigzur Lösung der vorliegenden Aufgabe entnehmen. kanal anstehenden Stelldruck wahlweise über Quer-Die bekannte Pumpe hat nämlich zu diesem Zweck kanäle und diesen zugeordnete Steuerzylinder übereine exzentrische Verstellung der einzelnen Zylinder trägt, deren Steuerkolben dann den Verbindungsüber deren Lagerung, was jedoch nur praktisch zu kanal zu dem oder zu den betreffenden Arbeitskolben verwirklichen ist, wenn die betreffenden Zylinder »o einzeln oder gruppenweise sperrt und dabei zugleich ortsfest angeordr.-? sind. Dann treten die betreffen- die entsprechende Anzahl von Druckentlastungskanäden Zylinder außer Eingriff, sind also am Strömungs- kn öffnet, die betreffenden Arbeitskolben in ihre kreis bzw. an der Förderleistung nicht beteiligt. Die durch Rückstellkräfte angestrebte Ruhelage versetzt zu diesem Zweck bekannten Verstellbewegungen für und in wählbaren Abstufungen den wirksamen Hubdas Aus- und Einschalten der Zylinder oder für die as raum und die Leistung des Motors herabsetzt.
Betätigung einer Verstellanordnung für die Exzen- Der erfindungsgemäße Motor arbeitet auf diese trizität der Pumpe lassen sich keinesfalls für einen Weise sehr zuverlässig und unanfällig gegen Störunhydraulischen Motor mit einer wellenförmigen Nok- gen, weil er keine anderen mechanisch bewegten kenbahn anwenden. Weder würde sich damit eine Einzelteile benötigt als den Zylinderblock mit den Nockenbahn verändern lassen, noch wäre mit ver- 30 Arbeitszylindern selbst und die zugeordneten Steuernünftigem Aufwand ein Aus- und Einrücken einzel- zylinder, welche sämtlich durch den zusätzlichen Verner Zylinder für diesen Zweck denkbar. Auch lassen teilerkörper wahlweise einstellbar sind, der zweckandere Konstruktionen von hydraulischen Pumpen mäßig in der Zylinderachse angeordnet und nur in mit feststehend angeordneten Arbeitszylindern eine Längsrichtung zu verstellen ist. Ausschließlich durch solche Übertragung nicht zu. Deshalb sei nur er- 35 Längsverschiebungen werden alle Funktionen erwähnt, daß hydraulische Pumpen bekannt sind, die reicht, wozu im übrigen selbstverständlich die zur in Abhängigkeit des Gegendruckes die Fördermenge Übertragung hydraulischer Drücke bewährten bauselbst stufenlos zu regeln gestatten, dazu jedoch liehen Einzelheiten der nicht verstellbaren Teile andurchweg mit einer Verstellung des Kolbenhubes wendbar sind, beispielsweise die lageabhängige Einarbeiten, was also bei einem hydraulischen Motor 40 mündung von Verbindungskanälen, die jedoch ohne mit den dazu notwendig werdenden mechanischen weiteres an den vorgefertigten Teilen hergestellt wer-Stellteilen nicht praktisch zu verwirklichen wäre. den können und somit in ihrer Gesamtheit den Her-Speziell ist eine hydraulische Hochdruckpumpe be- Stellungsaufwand in überraschend geringen Grenzen kannt, die zwar in anderer Weise über einen hydrau- halten.

tischen Schieber zwecks Mengenregelung die Förder- 45 Beispielsweise wird der erfindungsgemäße hydraukolben einzeln oder gruppenweise selbsttätig ab- lische Motor so ausgelegt, daß die betreffenden schaltbar macht, jedoch ist auch dieser Konstruktion Querkanäle zur stufenweise wählbaren Drucküberkeine Anregung zur Lösung der gestellten Aufgabe tragung zu den entsprechenden Steuerzylindern in zu entnehmen, denn die Konstruktion betrifft eine verschiedenen Ebenen senkrecht zur Achse :des Zy-Pumpe, deren Arbeitszylinder nicht radial, sondern 50 linderblockes ausmünden, innerhalb deren der Verparallel zueinander und feststehend angeordnet sind, teilerkörper in Form eines stabförmigen Stellschiewährend die Arbeitskolben durch eine Taumel- bers an sich bekannter Art längsverschieblich angescheibe bei jeder Drehung der Antriebswelle einmal ordnet und, stellungsabhängig eine entsprechende betätigt werden. Für diese Bewegungsvorgänge sind Anzahl von Querkanälen sperrend bzw. andere freizwar zahlreiche Kugellager erforderlich, weil sich die 55 gebend, bei laufendem Motor drehungsunabhängig Taumelscheibe nicht drehen darf, jedoch kann weder über einen Stellschaft von außen her zur Änderung eine Kraftübertragung im umgekehrten Sinne von der Motorleistung verschiebbar ist.
Arbeitskolben zur Taumelscheibe auf die Welle im Der erfindungsgemäße Motor muß nur die erfor-Sinne eines hydraulischen Motors damit erreicht wer- derliche Anzahl von Verbindungskanälen im Zylinden, noch ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, 60 derblock haben, und diese Kanäle können über-Stellvorgänge in Abhängigkeit vom hydraulischen raschend kurz bemessen sein. So hat die bevorzugte Druck durchzuführen. Ausführungsform des nachstehend in der Zeichnung Gegenüber all den genannten Konstruktionen, bei beschriebenen Konstruktionsbeispieles für jeden einweichen hydraulische Druckleitungen, drehungsab- zelnen Arbeitszylinder auch nur einen einzigen und . hängige Schieber sowie auch längsverschieblich ein- fs in sich geraden Verbindungskanal. Wenn alle diese stellbare Steuerschieber, Rückschlagventile,' vom Verbindungskanäle in ringförmiger Anordnung einer Drehwinkel abhängig umschaltbare Druckleitungen gleichen Anzahl von öffnungen gegenüberstehen, und natürlich auch die Einzelheiten der hydraulischen welche abwechselnd mit der Saugseite und mit der

Druckseite des Druckverteilers verbunden sind, dann ergibt sich für den Betrieb eines solchen Motors allein durch die Drehung eine unmittelbare lineare Verbindung jedes einzelnen Verbindungskanals einmal mit der Druckkammer und einmal mit der Saugkammer des betreffenden Druckverteilers, und zwar ohne gekrümmte Verbindungswege, also auch ohne nennenswerte Verluste von Strömungsenergie durch Reibung und allein bei genauer Fertigung der Bauteile auch die zuverlässigste Einhaltung der gewünschten Betriebsbedingungen. Dieser Vorteil, den die eingangs genannten Konstruktionen von Motoren und Pumpen in keinem Fall aufweisen, ist jedoch die Voraussetzung für weitere technische Vorteile, die sich gemäß der vorliegenden Erfindung für die wahlweise einstellbare Leistungsregelung eines solchen Motors mit Nockenbahn ergeben. Insbesondere kann man beim erfindungsgemäßen Motor außerordentlich viele Arbeitszylinder ringförmig anordnen, weil auch der technische Aufwand in der gemeinsamen Achse dieser Zylinder in vorteilhafter Weise hur sehr gering sein kann.

In Weiterbildung der Erfindung kann man aus den genannten Gründen sogar auf die Anordnung einzelner Rückstellfedern und somit auf eine entsprechend komplizierte Konstruktion der Arbeitszylinder verr ziehten, wenn dazu als gemeinsames Rückstellorgan für die wahlweise ausschaltbaren Arbeitskolben ein sämtliche Kolben umspannendes elastisches Band bzw. auch als gemeinsames Rückstellorgan für die den Arbeitskolben zugeordneten Steuerkolben ein diese gemeinsam umspannendes elastisches Band vorgesehen ist.

Besonders einfach und zuverlässig kann auch der vom* Arbeitsdruck abgezweigte und allein für die Leistungsregelung benötigte Stelldruck für den Steuerkörper übertragen werden. Die erfindungsgemäße Arbeitsweise wird nämlich ohne jede veränderliche Einstellung der Arbeitskolben allein durch die üblichen Rückstellkräfte in der Weise ermöglicht, daß die Stellkolben innerhalb der Stellzylinder bei fehlendem Stelldruck durch ein federelastisches Rückstcllorgan in ihre die volle Leistung des Motors zulassende Ruhelage versetzt sind.

Es ist besonders zweckmäßig, den hydraulischen Motor in Weiterbildung der Erfindung so auszulegen, daß der den "Stelldruck zur wahlweise einstellbaren Leistungsregelung führende Abzweigkanal mit einem Rückschlagventil versehen und unmittelbar an einen Arbeitskolben angeschaltet ist, welcher allein an der Leistungsregelung nicht teilnimmt und dessen Verbindungskanal unmittelbar an den Druckverteiler herangeführt ist.

Man braucht also keineswegs sämtliche vorhandenen Kolben des mehrzylindrischen hydraulischen Motors einstellbar /u machen, sondern es genügt, wenn man nur einzelne oder Gruppen einzelner Arbeitskolben wahlweise abschalten kann. Der Mindesthub des Motors wird dann durch nur einen Arbeitskolben bestimmt. Das hat den Vorteil, daß man überhaupt keine besondere Zuleitung benötigt, wenn man nur einen der vorhandenen Arbeitszylinder von der Regelung ausnimmt. Das ist auch sinnvoll, weil man natürlich an Stelle einer Regelung von allen Arbeitszylindern den betreffenden Motor dann einfach ausschalten wird. So übernimmt also der eine Arbeitszylinder zugleich die Zuführung des erforderlichen Stelldruckes für den Verteilerkörper, und es spielt gar keine Rolle, daß dieser Stelldruck im Arbeitsrhythmus des betreffenden Einzelzylinders schwankt. Es wird nämlich in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß der stabförmige Verteilerkörper in jedem eingestellten Regelzustand durch eine den wählbaren Stufen entsprechende Anzahl von l/mfangsrillen festgelegt ist, von denen jeweils eine durch den Eingriff einer in an sich bekannter Weise federbelasteten Rastkugel eine ungewollte

ίο Längsverschiebung verhindert. Damit ist die genannte Aufgabe mit den Forderungen, den Konstruktionsaufwand zu vermindern, die Funktionsweise zu verbessern und die Leistung zu regeln, in einer Weise gelöst, die sich auch für eine praktische Verwirk lichung vorzüglich eignet, wie das Ausführungsbei spiel der Erfindung in den Zeichnungen anschaulich macht. Hierzu zeigt in entsprechenden Schnittbildern und teilweise schematischer Darstellung

F i g. 1 den Längsschnitt durch die Motorachse

ao der Gesamtanordnung entsprechend der Linie I-I in F i g. 2 sowie

Fig. 2 den Querschnitt hierzu nach Linie U-II in Fig. 1, wobei der zur Übertragung des Regeldruckes benutzte Abzweigkanal 2 c in ganz beliebiger Weise

aj mit dem an der Regelung nicht beteiligten Arbeitszylinder 2b, stehen kann, in Fig. 2 also nur zum besseren Verständnis der nachfolgenden Beschreibung schematisch angedeutet ist;

F i g. 3 zeigt den Querschnitt durch den Zylinder-

block 2 nach Linie IH-III in Fig. 1,

F i g. 4 den senkrechten Schnitt dazu in Richtung IV bzw. rV' oder IV" nach Fig. 3 sowie

Fig.S den entsprechenden Schnitt, und zwar in Richtung V oder V nach F i g. 3 und

F i g. 6 den Querschnitt durch den Zylinderblock 2 nach der Linie VI in Fig. 3;

F i g. 7 zeigt den Querschnitt durch den Druckverteiler nach Linie VII-VII in Fig. 1 sowie

Fig. 8 den entsprechenden Längsschnitt des

Druckverteilers, und zwar nach Linie VIH-VIII in Fig. 7.

Zur besseren Übersichtlichkeit wird die Steuervorrichtung des hydraulischen Motors zur Leistungsregelung erst im Anschluß an den Gesamtaufbau und dessen wesentliche Wirkungsweise erläutert.

F i g. 1 zeigt das fest angeordnete Motorgehäuse 1, in welchem der sieben radial angeordnete Arbeitskolben 3 umfassende Zylinderblock 2 drehbar angeordnet ist. Zur Steuerung der Arbeitsvorgänge ist

so dicht neben dem drehbaren Zylinderblock 2 der mit passenden Offnungen versehene Druckverteiler 4 im Motorgehäuse 1 angeordnet. Die Drehbewegung des mit der Antriebswelle 5 starr verbundenen Zylinderblockes 2 wird durch eine sich kontinuierlich fort- setzende Wälzbewegung beweglicher Teile erreicht, die mit den radial nach außen gerichteten Arbeitskolben 3 in Verbindung stehen und längs einer am Innenumfang des Gehäuses 1 ausgebildeten Nockenbahn 6 mit im Querschnitt acht Wellenlinien 6 a ab- wälzend entlang laufen, wenn der Motor in Betrieb ist.

Diese beweglichen Teile bestehen beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 aus einer Anordnung von zwei parallel zueinander laufenden Rollen 7, die auf einer gemeinsamen Drehachse 8 umlaufen, welche am Endabschnitt des betreffenden Arbeitskolbens 3 befestigt ist.

Der Motor hat auf der einen Seite in Fig. 1

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rechts im Bereich des Druckverteilers 4 je eine Ein- keit zugeführt wird, also wenn die nachfolgend belaßöffnungla zum Anschluß an die Druckseite und schriebene Steuervorrichtung der Leistungsregelung eine AuslaßöffnungIb zum Anschluß an die Saug- in Tätigkeit tritt, wozu nach Fig. 1 und 4 bis 6 zu seite des betreffenden, nicht näher dargestellten jedem Arbeitskolben ein Stellkolben 16 sowohl den Drucksystems für die Arbeitsflüssigkeit. Die genann- s Verbindungskanal la sperrt, als auch jetzt über ten öffnungen führen über eine ringförmige Einlaß- seine ringförmige Ausnehmung 16 α einen Druckkammer Ic bzw. eine ähnliche Auslaßkammer Id entlastungskanal Ig₁ bis Ig₁ freigibt, dann dient unmittelbar zum Umfang des Druckverteilers 4. beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein elasti-

Der Verteiler 4 ist festsitzend angeordnet und mit sches Band20, das in der aus Fig. 3 ersichtlichen Stiften oder Bolzen 9 am Motorgehäuse 1 drehsicher io Weise alle Steuerkolben umschlingt, als Rückstellgehalten. Durch mehrere Ringdichtungen 10 wird organ. Ist also der betreffende Kolben des Steuereine Abdichtung in beiden axialen Richtungen und Zylinders 2J₇ nach Fig. 3 in Sperrstellung, dann gleichfalls zwischen, den beiden Ringräumen Ic und sorgt die Spannung des elastischen Bandes 20 beim Id sichergestellt. Beim gezeichneten Ausführungs- Ausschalten dieses Steuerzylinders, daß der Kolben beispiel hat dieser Druckverteiler 4 die Aufgabe, ins- 15 die gleiche Lage annimmt wie alle anderen Steuergesamt acht einzelne ringförmig angeordnete Verbin- kolben nach Fig. 3. In gleicher Weise werden auch dungskanäle Aa nach F i g. 8 mit der Druckseite über die einzelnen Arbeitszylinder 3 nach F i g. 2 durch die Ringkammer Ic im Motorgehäuse 1 zu verbinden ein elastisches Band 11 in ihrer Ruhelage eingestellt, sowie außerdem auch acht in den Zwischenräumen und zwar gleichbleibend darin festgehalten, sobald der Verbindungskanäle 4 a angeordnete Verbin- μ die betreffenden Arbeitszylinder durch die Leistungsdungskanäle 4b in der aus Fig. 7 ersichtlichen regelung vom wirksamen Arbeitshub des Motors ab-Weise über den Ringkanal Id des Gehäuses 1 an die geschaltet sind. Die besonders einfachen Rückstell-Saugseite des Drucksystems anzuschließen. organe in Form von elastischen Bändern sind also

Eine öffnung Ie in der Wanne des Motorgehäu- in jedem Falle bestrebt, die betreffenden Kolben in

sesl nach Fig. 1 dient als Überlauföffnung für den as Richtung auf die gemeinsame Achse zu bewegen,

ölsumpf des Motors. Die eigentliche Steuervorrichtung zur Leistungsrege-

Die ringförmig angeordneten Kanäle Aa und Ab lung arbeitet mit nur einem beweglichen Stellglied, folgen nach Fig. 4 im gleichen Abstand von der nämlich einem stabförmigen Verteilerkörper 12, der Achse aufeinander und kommen auf diese Weise innerhalb des Zylinderblockes 2 und in dessen Achse beim Umlaufen des Zylinderblockes 2 abwechselnd 30 längsverschieblich angeordnet ist. Dazu dient, wie die mit den Ringräumen Ic bzw. Id in Verbindung, schematische Darstellung nach Fig. 1 zeigt, ein entweiche den insgesamt sieben in gleichen Winkel- sprechender Stellschaft 13, dessen Längsverschieabständen angeordneten Arbeitszylindern Ib des bung über nicht dargestellte Anschlußteile in Rich-Motors jeweils nur über einen Verbindungskanal la tung des Pfeiles drehungsunabhängig möglich ist im Zylinderblock 2 die notwendigen Druckänderun- 35 durch die Zwischenschaltung eines Kupplungsgen übertragen, und zwar in Verbindung mit dem elementes 14, beispielsweise eines Drehgelenkes oder Durchfließen der Druckflüssigkeit in Richtung von in Form eines Kugellagers, das gegen seitliche Verder öffnung la bis zur Auslaßöffnung 1 b nach Schiebung gesichert ist. Im übrigen erlaubt die ro-Fig.l. Dabei ist im Gegensatz zu Fig. 1 der dem tationssymmetrische Gestalt des Verteilerkörpers 12 betreffenden Arbeitszylinder Ib zugeordnete Stell- 40 grundsätzlich auch dessen Drehung gegenüber dem kolben 16 in Richtung nach unten gedrückt, so daß Zylinderblock 2. Wie F i g. 1 zeigt, ist der stabförer über seine Ringrille 16a den' Verbindungskanal la mige Verteilerkörper 12 so bemessen, daß er einen frei gibt. Diese Anordnung der genannten Verbin- Ringraum 21 bildet und somit die betreffenden Querdungskanäle 4a und Ab ist so getroffen, daß immer kanäle2/ zu den Steuerzylindern 2d in Verbindung dann, wenn der betreffende Arbeitskolben 3 seinen 45 mit dem Abzweigkanal 2c nach Fig. 2 bringt, der in oberen bzw. seinen unteren Totpunkt erreicht hat, Fig. 1 nicht nochmals bezeichnet und, wie gesagt, in keine Druckflüssigkeit zugeführt bzw. abgeführt wird, beliebiger Form nur über ein Rückschlagventil 15 weil sämtliche Verbindungen in diesem Zwischen- unmittelbar mit dem Arbeitszylinder 2 b_x des einen zustand verschlossen sind. der Arbeitskolben 3 verbunden sein kann.

Wird die Druckflüssigkeit außerhalb eines solchen so Der stabförmige Verteilerkörper 12 hat nach Totpunktes den Arbeitszylindern 2fc über die Ver- Fig. 2 eine Lage, die der Stellrichtung des Pfeiles A bindungskanäle 4 a zugeführt, dann werden die be- entspricht; damit sind alle verfügbaren Querkanäle treffenden Kolben 3 in Umfangsrichtung nach außen 2/ am Stelldruck angeschlossen und die betreffenden gedrückt und bewirken dadurch die schon genannte Steuerzylinder 2d unter Druck sowie die Steuerkolben Längsbewegung entlang der Nockenbahn 6, und zwar 55 16 in ihre Sperrstellung eingetreten. Außerdem hat in die betreffenden Täler zwischen den Wellenbergen der Verteilerkörper 12 auf der gegenüberliegenden 6a der Nockenbahn 6 nach Fig. 2. Durch das Zu- Seite an seinem Umfang eine Anzahl von Ringrillen sammenwirken aller sieben Kolben 3 nehmen diese 12a, von denen jeweils eine den betreffenden Regelgemeinsam den Zylinderblock 2 mit und versetzen bereich festlegt. Dazu ist eine Rastkugel 18 vorgedamit auch die Antriebswelle 5 des Motors in 60 sehen, die durch eine Rückstellfeder 19 gegen den Drehung. Dazu ist aus F i g. 2 ersichtlich, daß sich Verteilerkörper 12 gedrückt wird, insgesamt sieben Zylinder über den Umfang der Diese Anordnung gestattet die sichere Festlegung Nockenbahn 6 mit acht Wellenbergen 6a verteilen. des längsverschieblichen Verteilerkörpers 12 in der Bei dieser Zuordnung von also nur sieben Kolben 3 gewünschten Einstellung innerhalb des Zylinderzu einer um eins größeren Anzahl von Nocken er- 65 blockes 12, die in axialer Richtung über die nicht hält man eine besonders stoßfreie Drehbewegung dargestellten Stellmittel in Richtung des Pfeiles A in und ein sehr sanftes Anlaufen des Motors. Fig. 1 wahlweise verändert werden kann. Ein beson-

Wenn den Arbeitszylindern 2c keine Druckflüssig- derer Vorteil besteht darin, daß die genannte Rast-

Claims (6)

1. 9 10

   kugel 18 auch eine besonders einfache Zuleitung 2 c gesamt vier verschiedene Betriebsstellungen für die

   des erforderlichen Stelldruckes in der aus F i g. 2 an- Leistungsregelung. In der ersten Stellung werden im

   gedeuteten Weise erlaubt, und zwar unabhängig da- Sinne von Fig. 4 die Arbeitszylinder 2d_v 2d₃ und

   von, ob der betreffende Arbeitszylinder 2b_t gerade 2d_a vom Arbeitsvorgang des Motors abgetrennt und

   an die VerbindungskanäleAa für die Druckseite an- S durch das elastische Band 11 nach Fig. 1 dauernd

   geschlossen ist oder mit einem Kanal Ab an die Saug- deren Arbeitskolben 3 in ihrer Ruhelage gehalten. In

   seite des Verteilers nach F i g. 8. der zweiten Stellung ergibt sich die gleiche Funktion

   Jeder einzelne andere Arbeitszylinder 2 b_v 2 i>₃ ... für die Arbeitszylinder 2 d_s und 2d_v während in der Ib₁ hat ganz entsprechend einen zugeordneten dritten Stellung auch noch der Arbeitszylinder2d₄ Steuerzylinder 2d₂, 2d₃... 2d_v der in der gleichen io in den Ruhestand versetzt und nur noch der Haupt-Weise arbeitet. Nur der als Hauptzylinder für die zylinder 2 d_t zur Kraftübertragung verwendet wird, Leistungsregelung dienende Arbeitszylinder 2b_l der am Regelvorgang als solchem nicht beteiligt ist. braucht aus den genannten Gründen keinen Steuer- Diese dritte der insgesamt vier verschiedenen Regelzylinder 2d und kann somit über die Regelung der Stellungen ist aus Fig. 1 ersichtlich. Im übrigen sind Leistung allein nicht abgeschaltet zu werden, was 15 die Darstellungen in Fig. 4 bis 6 schon beschrieben auch nicht notwendig ist, weil man statt dessen den und für die betreffende Gruppe von Arbeitszylindern gesamten hydraulischen Motor abschalten wird. Die naturgemäß gleich. Wird der Motor abgeschaltet und in Fig. 1 ohne Zahlenindex eingetragene Bezeich- der hydraulische Druck an der Einfüllöffnung la nung 2_b gilt also zur Veranschaulichung der Wir- nach F i g. 1 beseitigt, dann sorgen die elastischen kungsweise für alle genannten Arbeitszylinder mit μ Bänder 20 und 11 dafür, daß sämtliche Steuerzylin-Ausnahme des einen Hauptzylinders 2Z)₁. der 16 und nun auch sämtliche Arbeitszylinder 3 in

   Die Zuordnung der einzelnen Arbeitszylinder ist die zentrale Ruhelage wandern. Dadurch kann der

   im Bedarfsfalle beliebig einstellbar und im Falle des Motor beim Einschalten mit voller Kraft anlaufen

   vorliegenden Beispiels aus Fig. 4 bis 6 zu ersehen. oder auch bei entsprechender Einstellung des Ver-

   Dort sind kurzerhand jeweils mit 2d und den betref- as teilerkörpers 12 mit einer beliebig wählbaren

   fenden Ziffern die Übergangsräume unterhalb der Leistungsstufe. Es wird also für jeden Bedarfsfall mit

   Arbeitszylinder bezeichnet, weil diese über den ein- einem erstaunlich geringen Aufwand Sowie unter

   zigen Zuleitungskanal 2 a ohnehin normalerweise mit Vermeidung von Strömungsverlusten keineswegs eine

   den betreffenden Steuerzylindern'2a* räumlich ver- Bremsung der Motorleistung,, sondern eine echte

   bunden sind. Die aus Fig.4 bis 6 ersichtliche Stel- 30 Leistungsregelung im Sinne einer stufenweise wähl-

   lung zeigt in allen drei Fällen die Sperrung dieses baren Einstellung des wirksamen Hubraumes er-

   Zuleitungskanals 2 a und die gleichzeitige Freigabe reicht, der die Summe des Hubraumes der tatsäch-

   eines Druckentlastungskanals 2 g durch die Umfangs- lieh eingestellten Arbeitskolben 3 darstellt,

   ausnehmung 16 a der eingezeichneten Steuerkolben. Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Motors

   Der einzige Unterschied zwischen den drei genannten 39 besteht darin, daß die Konstruktion nicht nur wenige

   Figuren besteht darin, daß bei Fig. 4 die Querkanäle geradlinige Verschiebungselemente benötigt, sondern

   2/ mit den Ziffern 2, 3 und 6 in entgegengesetzte auch ausschließlich mit geradlinigen und besonders

   Richtung aus der Ebene senkrecht zur Motorachse kurzen Querkanälen sowie mit koaxialen und infol-

   nach links abgewinkelt verlaufen im Vergleich zum gedessen leicht herstellbaren Ringräumen verwirk-

   Querkanal 2/₄ nach Fig. 6, während die Querkanäle 40 licht werden kann. Die oben erläuterte Arbeitsweise

   2/_s und 2/₇ in der mittleren Stellung nach unten aus- dieses Motors mit den vier verschiedenen Regelstel-

   münden. Damit ist die Wirkungsweise der einzelnen hingen kann im einzelnen Bedarfsfalle auch in

   Regelstufen verständlich. anderer Weise abgestuft werden. Insbesondere kann

   Um die Wirkungsweise der Drehzahlregelung vom man an Stelle einer gruppenweisen Abschaltung die Zustand der vollen Motorleistung ausgehend zu be- 49 betreffenden Arbeitszylinder auch einzeln nacheintrachten, muß man sich den Verteilerkörper 12 nach ander stillsetzen, wenn man dazu so viele Ringrillen Fig. 1 ganz in Richtung nach links in die Aufnahme- 12a vorsieht, wie Raststellungen benötigt werden, kammer 2 e hineingeschoben denken. Dann sperrt und wenn man zweckmäßig dafür sorgt, daß nacheinder Verteilerkörper 12 mit seiner entgegengesetzten ander möglichst Arbeitszylinder auf verschiedenen Stirnfläche 126 nicht nur den Querkanal 2/ nach 90 Umfangsseiten abgeschaltet werden, damit der Motor Fig. 1, sondern auch alle anderen und in verschie- möglichst koaxial und damit ruhig auch bei vermindenen Ebenen senkrecht zur Motorachse ausmünden- derter Leistung weiterlaufen kann. Alle beschrieden Querkanäle. Es tritt keine Regelung ein, weil alle benen Parameter des beschriebenen Motors lassen Steuerkolben 16 entgegen den Darstellungen in sich in einfachster Weise also bei einer gegebenen F i g. 1 und 4 bis 6 ihre Ruhelage einnehmen, die das 35 Konstruktion auswählen. Man braucht nur den vorelastische Band 20 sicherstellt. Der hydraulische gefertigten Zylinderblock 2 in der gewünschten Weise Motor arbeitet dann ganz normal, und die Verbin- mit den entsprechenden Schrägbohrungen für die dungskanäle 2 a aller Arbeitszylinder 2 b werden im Querkanäle 2/ zu versehen. Nicht zuletzt hat das be-Sinne von F i g. 7 abwechselnd an den hydraulischen schriebene Ausführungsbeispiel auch den Vorteil, Druck und an die Saugseite angeschaltet. Herrscht 60 daß außerordentlich einfache und daher leicht bealso kein Stelldruck oder gegebenenfalls nur noch herrschbare Abdichtverhältnisse vorliegen, also im ein geringer Stelldruck, dann sorgt das elastische Gegensatz zu den eingangs genannten und schon Band 20 für den normalen Motorbetrieb bei voller früher bekannten, jedoch wesentlich komplizierteren Leistung. ' Konstruktionen von hydraulischen Motoren und

   Wird nun der Stellschaft 13 in Richtung des <s Pumpen. · ■ .

   PfeilesA nach Fig. 1 schrittweise nach rechts ver- ratentansprucne:

   stellt, dann springt die Rastkugel 18 von einer Um- 1. Hydraulischer Motor mit einem auf der

   fangsrille 12 a zur folgenden, und es ergeben sich ins- Motorwelle festsitzend drehbaren Zylinderblock,

   der mehrere radial gerichtete Arbeitszylinder umfaßt, deren einzelne Kolben abwechselnd mit der Druck- und mit der Saugseite der Druckflüssigkeit in Verbindung stehen und dadurch in radialer Richtung nach außen gegen eine am s Innenumfang des Motorgehäuses angeordnete, im Querschnitt wellenförmige Nockenbahn gedrückt und, sich über Wälzrollen abstützend, mitsamt dem Zylinderblock in Drehbewegung versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur reibungsarmen Leistungsregelung innerhalb des Zylinderblockes (2) ein vom Druckverteiler (4) des Motors unabhängig einstellbarer Verteilerkörper (12) mitläuft, welcher stellungsabhängig einen oder mehrere der Verbindungskanäle (2 a) zu den einzelnen Arbeitszylindern (2 b) dadurch sperrt, daß er den über einen Abzweigkanal (2 c) anstehenden Stelldruck wahlweise über Querkanäle (2/) und diesen zugeordnete Steuerzylinder (2d) überträgt, deren Steuerkolben (16) dann μ den Verbindungskanal (2 a) zu dem oder zu den betreffenden Arbeitskolben (2 b) einzeln oder gruppenweise sperrt und dabei zugleich die entsprechende Anzahl von Druckentlastungskanälen (2 g) öffnet, die betreffenden Arbeitskolben (2b) «5 in ihre durch Rückstellkräfte (11) angestrebte Ruhelage versetzt und in wählbaren Abstufungen den wirksamen Hubraum und die Leistung des Motors herabsetzt.
2. 2. Hydraulischer Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die betreffenden Querkanäle (2/) zur stufenweise wählbaren Druckübertragung zu den entsprechenden Steuerzylindern (Id) in verschiedenen Ebenen senkrecht zur Achse des Zylinderblockes (2) ausmünden, innerhalb deren der Verteilerkörper (12) in Form eines stabförmigen Stellschiebers an sich bekannter Art längsverschieblich angeordnet und, stellungsabhängig eine entsprechende Anzahl von Querkanälen sperrend bzw. andere freigebend, bei laufendem Motor drehungsunabhängig über einen Stellschaft von außen her zur Änderung der Motorleistung verschiebbar ist.
3. 3. Hydraulischer Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkolben (16) innerhalb der Stellzylinder (2 d) bei fehlendem Stelldruck durch ein federelastisches Rückstellorgan (20) in ihre die volle Leistung des Motors zulassende Ruhelage versetzt sind.
4. 4. Hydraulischer Motor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als gemeinsames Rückstellorgan für die wahlweise ausschaltbaren Arbeitskolben (2b) ein sämtliche Kolben umspannendes elastisches Band (11) bzw. auch als gemeinsames Rückstellorgan für die den Arbeitskolben (26) zugeordneten Steuerkolben (16) ein diese gemeinsam umspannendes elastisches Band (20) vorgesehen ist.
5. 5. Hydraulischer Motor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Stelldruck zur wahlweise einstellbaren Leistungsregelung führende Abzweigkanal (2 c) mit einem Rückschlagventil (15). versehen und unmittelbar an einen Arbeitskolben (2 O₁) angeschaltet ist, welcher allein an der Leistungsregelung nicht teilnimmt und dessen Verbindungskanal (2 a) unmittelbar an den Druckverteiler (4) herangeführt ist.
6. 6. Hydraulischer Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der stabförmige Verteilerkörper (12) in jedem eingestellten Regelzustand durch eine den wählbaren Stufen entsprechende Anzahl von Umfangsrillen festgelegt ist, von denen jeweils eine durch, den Eingriff einer in an sich bekannter Weise federbelasteten Rastkugel (18) eine ungewollte Längsverschiebung verhindert.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen