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Dokumentenidentifikation DE3734927A1 28.04.1988
Titel Kolbenmotor
Anmelder Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, 7990 Friedrichshafen, DE
Erfinder Reichenmiller, Michael, 7076 Waldstetten, DE
DE-Anmeldedatum 15.10.1987
DE-Aktenzeichen 3734927
Offenlegungstag 28.04.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.1988
IPC-Hauptklasse F03C 1/04

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Kolbenmotor, insbesondere Radialkolbenmotor mit einem Gehäuse mit in dem Gehäuse verstellbaren Kolben und mit einer in dem Gehäuse gelagerten Antriebswelle, wobei die Antriebswelle mit einem Exzenter und mit einem Steuerzapfen versehen ist, welcher eine mit einer Druckmittelzuführung verbundene Umfangsdrucknut, eine mit der Umfangsdrucknut verbundene segmentartige Druckversorgungsnut für die Kolben, und eine segmentartige Entsorgungsnut, die jeweils mit zu den Kolbenräumen führende Druckleitungen und mit einem Druckmittelauslaß zur Druckmittelabfuhr verbindbar ist, aufweist.

Kolbenmotore werden im allgemeinen mit Öl als Druckmittel angetrieben, das von einer vorgeschalteten Pumpe auf Druck gebracht worden ist. Werden mit dem Steuerzapfen entsprechend die Kolbenräume der Kolben mit Druckmittel versehen, so wird die Antriebswelle über den Exzenter, an den die Kolben zur Anlage kommen, angetrieben. Anschließend wird das Druckmittel aus den Kolbenräumen über eine Entsorgungsnut wieder ausgestoßen. Dies bedeutet, während eines Umlaufes werden die Kolbenräume der Kolben abwechselnd mit Druckmittel versehen und erzeugen auf diese Weise die gewünschte Antriebskraft.

Bekannt ist es, daß abwechselnd aus den Kolbenräumen ausgestoßene Öl in einer ringförmigen Sammelnut im Steuerzapfen zu sammeln, von wo aus es über einen Druckmittelauslaß zu einem zweiten Verbraucher weitergeleitet oder in den Tank zurückgeleitet worden ist. Bei einem nachgeschalteten zweiten Verbraucher war die ringförmige Sammelnut notwendig, da anderenfalls kein konstanter Strom für den zweiten Verbraucher zur Verfügung gestanden wäre.

Der Nachteil der ringförmigen Sammelnut in dem Steuerzapfen liegt jedoch darin, daß der Steuerzapfen und damit auch der Kolbenmotor länger baut. Außerdem besteht die Gefahr von Durchbiegungen und Verkantungen des Steuerzapfens, die sich negativ auf die Lebensdauer auswirken und die auch zu Leckölverlusten führen.

Aus diesem Grunde wurde versucht, wenigstens bei Kolbenmotoren, denen kein zweiter Verbraucher nachgeschaltet war, die ringförmige Sammelnut entfallen zu lassen. Dabei hat man jedoch festgestellt, daß der Kolbenmotor eine unzulässig hohe Geräuschentwicklung brachte. Aufgrund des unter hohem Druck aus den Kolbenräumen ausgestoßenen Öles trat am Druckmittelauslaß ein schlagartiger Druckabbau auf, der während des Umlaufes des Steuerzapfens Geräusche wie bei einer Lochscheibe erzeugte.

Aus diesem Grunde glaubte man auf die ringförmige Sammelnut nicht verzichten zu können und nahm daher die mit einer längeren Bauweise des Steuerzapfens verbundenen Nachteile in Kauf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Kolbenmotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der trotz kurzer Baulänge ein niedriges Geräuschniveau besitzt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Entsorgungsnut über eine Drosselbohrung in einen Abströmraum mündet, der stirnseitig hinter dem Steuerzapfen angeordnet und mit dem Druckmittelauslaß verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Drosselbohrung in dem Steuerzapfen kann die bekannte ringförmige Entsorgungsnut, welche die genannten Nachteile bringt, entfallen. Trotzdem werden Geräusche deutlich reduziert, denn es kommt über die Drosselbohrung nicht mehr zu einem schlagartigen Druckabfall, sondern zu einem allmählichen bzw. stufenweisen Abfall, wobei sich jedoch durch das Fehlen der Entsorgungsnut eine kürzere Baulänge ergibt.

Von Vorteil ist weiterhin, daß sich durch die Drosselbohrung eine Verbesserung des Wirkungsgrades im Rücklauf einstellt und neben einer Baugrößenreduzierung auch eine Gewichtserleichterung erreicht wird.

Von dem Abströmraum aus kann das Druckmittel auf beliebige Weise zu einem Druckmittelauslaß gelangen, von wo aus es zum Tank zurückgeleitet wird.

Der Verlauf der Drosselbohrung, bzw. deren Anordnung in dem Steuerzapfen ist auf vielfältige Weise möglich.

So kann sie z.B. als Schrägbohrung ausgebildet sein, die in den stirnseitig hinter dem Steuerzapfen angeordneten Abströmraum mündet.

Auf diese Weise wird eine relativ lange Bohrungslänge und damit ein entsprechend günstiger Verlauf des Druckabbaues bei kurzer Baulänge erreicht.

Zur Vereinfachung bei der Herstellung kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Drosselbohrung als Axialbohrung ausgebildet ist, die außermittig angeordnet ist. In diesem Falle wird lediglich von der Stirnseite des Steuerzapfens aus eine Axialbohrung eingebracht, die in die Entsorgungsnut mündet.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Radialkolbenmotor ;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.

Der nachfolgend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Radialkolbenmotor ist grundsätzlich von bekannter Bauart, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile näher eingegangen wird.

Der Motor weist ein Gehäuse 1 auf, in dem eine Antriebswelle 2 mit einem Exzenter 3 angeordnet ist. Die Antriebswelle 2 ist mit einem Steuerzapfen 4 versehen, der auch zur Lagerung der Antriebswelle 2 vorgesehen ist.

Der Steuerzapfen 4 steuert das Druckmittel, im allgemeinen Öl, das über eine Druckmittelzuführungsleitung 5 in das Gehäuse eingeleitet wird.

In dem Gehäuse sind in Bohrungen über den Umfang verteilt in der Ebene des Exzenters 3 Kolben 6 angeordnet, welche durch den Exzenter 3 bei dessen Umlauf in radialer Richtung verschoben werden bzw. die Antriebswelle 2 über den Exzenter 3 antreiben.

In der Figur Fig. 1 ist der obere Kolben dargestellt, wobei sich dieser in einer Position befindet, in der dessen Kolbenraum 7 über eine Druckleitung 8 mit Drucköl versehen wird, um einen Arbeitshub zu erzeugen, d.h. ein Drehmoment auf die Antriebswelle 2 zu bewirken.

Herstellungsmäßig befindet sich die Druckleitung 8 selbstverständlich gegenüber der Druckmittelzuführungsleitung 5 in einem anderen Umfangsbereich des Gehäuses 1, aber sie wurde zur Vereinfachung in die Fig. 1 mit eingezeichnet. Die gleiche Druckleitung 8 dient auch während des Umlaufes des Exzenters 6 nach dem Arbeitshub zum Ausstoßen des Drucköles aus dem Kolbenraum, der sich in diesem Falle in einer Position befindet, in der die Druckleitung 8 mit einer segmentartigen Entsorgungsnut 9 in dem Steuerzapfen 4 verbunden wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann es der in der Fig. 1 dargestellte untere Kolben 6 mit seiner dazugehörigen Druckleitung 8 sein, welche wie ersichtlich in die Entsorgungsnut 9 mündet.

Der Steuerzapfen 4 ist im Bereich der Einmündung der Druckmittelzuführungsleitung 5 mit einer Ringnut 10 versehen, von der aus eine bekannte Schrägbohrung 11 (in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt), zu einer segmentartigen Druckmittelversorgungsnut 12 führt, die während des Umlaufes der Antriebswelle 2 entsprechend nacheinander mit den Druckleitungen 8 für die entsprechend mit Öl zu versorgenden Kolbenräume 7 in Verbindung kommt. Ein Steg 13 trennt die Druckmittelversorgungsnut 12 von der Entsorgungsnut 9, die sich auf dem Steuerzapfen in der gleichen Ebene befindet (siehe auch Fig. 3).

Von der segmentartigen Entsorgungsnut 9 führt eine Drosselbohrung 14 als Schrägbohrung zu einem Abströmraum 15 hinter der Stirnseite des Steuerzapfens 4. Statt einer Schrägbohrung 14 kann auch eine Axialbohrung als Drosselbohrung verwendet werden, die ebenfalls von der Entsorgungsnut 9 aus abzweigt und in den Abströmraum 15 mündet (in der Fig. 1 als Alternative gestrichelt dargestellt).

Der Durchmesser der Drosselbohrung richtet sich nach der Länge und dem herrschenden Druck, um den gewünschten Druckabbau zu erreichen. Im Bedarfsfalle kann selbstverständlich auch die Bohrung größer ausgebildet und dafür mit einer Drosselstelle versehen sein.

Durch die Drosselbohrung 14 wird der wegen des Umlaufes der Kolben 7 zerhackte Rücklaufstrom wieder zusammengeführt, über die Schrägbohrung 14 in Richtung Mitte geleitet und unter Drall kontinuierlich in den Abströmraum 15 entlassen. Von dem Abströmraum 15 aus kann das Druckmittel auf beliebige Weise über einen Druckauslaß 16 zum Tank zurückgeleitet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Kolbenmotor, insbesondere Radialkolbenmotor, mit einem Gehäuse, mit in dem Gehäuse verstellbaren Kolben und mit einer in dem Gehäuse gelagerten Antriebswelle, wobei die Antriebswelle mit einem Exzenter und mit einem Steuerzapfen versehen ist, welcher eine mit einer Druckmittelzuführung verbundene Umfangsdrucknut, eine mit der Umfangsdrucknut verbundene segmentartige Druckversorgungsnut für die Kolben, und eine segmentartige Entsorgungsnut, die jeweils mit zu den Kolbenräumen führende Druckleitungen und mit einem Druckmittelauslaß zur Druckmittelabfuhr verbindbar ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entsorgungsnut (9) über eine Drosselbohrung (14) in einem Abströmraum (15) mündet, der stirnseitig hinter dem Steuerzapfen (4) angeordnet und mit dem Druckmittelauslaß (16) verbunden ist.
  2. 2. Kolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrung als Schrägbohrung (14) ausgebildet ist, die in den stirnseitig hinter den Steuerzapfen (4) angeordneten Abströmraum (15) mündet.
  3. 3. Kolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrung (14) als Axialbohrung ausgebildet ist, die außermittig angeordnet ist und die in den stirnseitig hinter dem Steuerzapfen (4) angeordneten Abströmraum (15) mündet.






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