DE1503356A1 - Hydraulic radial piston motor - Google Patents

Description

Hydraulischer Radialkolben-Motor Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Radialkolben-Ivlotor,-insbesondere einen Langsamläufer-Motor.Hydraulic radial piston motor The invention relates to a hydraulic motor Radial piston engine, especially a low-speed engine.

Bei hydraulischen Radialkolben-Motoren.wenn sie direkt und ohne Zwischenschaltung eines Getriebes eine Maschine.ein Fahrzeug,eine Hubwinde oder dergleichen antreiben sollen, tritt das BedÜrfnis auf,ein großes Drehmoment bei kleinster Drehgeschwindigkeit zu erzeugen.With hydraulic radial piston motors, if they are used directly and without interconnection a transmission to drive a machine, a vehicle, a hoist winch or the like should, the need arises, a large torque at the lowest rotational speed to create.

Der Anlauf aus der Ruhe soll ohne nennenswerte Druckerhöhung Über den Betriebsdruck hinaus erfolgen.The start-up from rest should be over without any significant pressure increase the operating pressure.

Ruckfreie und größte Laufruhe bei kleinsten Umdrehungen soll erreichbar sein.Jerk-free and extremely smooth running with the smallest revolutions should be achieved be.

Die umlaufenden Massen sollen gering sein um einen zügigen Umkehrbetrieb zu ermöglichen.The circumferential masses should be low in order to enable rapid reverse operation to enable.

Bekannt-sind hydraulische Radialkolben-Motoren,bei denen die vom Druckbl beaufschlagten Kolben sich nach innen hin in einem feststehendem @ehäuse bewegen und gegen einen von der Abtriebswelle getragenen Exenter abstützen und somit ein Drehmoment erzeugen oder aber von innen nach außen sich bewegen und gegen ein stehendes Gehäuse mit Kurvenbahnen wirken,sich mit dem Abtrieb drehen und ein Drehmoment abgeben, Bei den Motoren mit Exenter bedeutet eine halbe Umdrehung der Abtriebswelle gleich Arbeitshub und beim weiteren Ab- lauf Über die andere Hälfte Ausstoßen des Öles.Hydraulic radial piston motors are known in which the pistons acted upon by the pressure valve move inwardly in a stationary housing and are supported against an eccentric carried by the output shaft and thus generate a torque or move from the inside outwards and against a stationary housing with cam paths act to rotate with the output and output a torque at the eccentric motors with one-half revolution of the output shaft is equal to the working stroke and during the further exhaust run over the other half of discharging the oil.

Bei Radialkolben-Motoren mit nach außen wirkenden Kolben sind Ausfüllirupgen bekannt.bei denen bei einer Umdrehung des Abtriebes ein oder mehrere Arbeitshübe hintereinander ablaufen. Die Kolben sind mit Stützrollen versehen die in GehäuBeausnehmungen abrollen und bei Beaufschlagung durch einen Öld.-uck ein Drehmoment abgeben.For radial piston engines with outwardly acting pistons, fill-in syrups are required known.be where one or more working strokes are performed during one rotation of the output run one after the other. The pistons are provided with support rollers which roll in the housing recesses and when acted upon by an oil pressure deliver a torque.

Beide Ausführungen sind aber aus praktischen Erwägungen in der Baugröße begrenzt und kleinste Drehungen um eine Umdrehungen je Minute sind ruckfrei nicht erreichbar.However, both versions are limited in size for practical reasons and the smallest rotations of one revolution per minute cannot be achieved without jerks.

Die Unwucht der Exenter und die einseitige Lagerbelastungen erfordern große Lagerabmessungen der A-btriebswelle. Konstruktionen zweier Exentertriebe in Blockbauweise ergeben durch die um 1800 versetzte Anordnung der Exenter eine bessere Entlastung der Lager.durch den Versatz aber eine erschwerte Ausführung der Bauteile,wie Gehäuse und Steuerung. Radialkolben-Motoren mit nach außen wirkenden Kolben sind durch Gestalltung der Kurvenba hnen im Hub und Kolbendurchmesser in der 3augröße Grenzen gesetzt.Die umlaufenden idassen begrenzen ebenso die möglichen -daugrößen. Entscheidend für den ruckfreien Lauf bei kleinsten Drehzahlen ist der Geschwindigkeits-und Beschlaunigungsverlauf der Kolben,die bei Änderung der Richtung und Größe ohne Sprünge vorsich gehen sollen.The imbalance of the eccentrics and the one-sided bearing loads require large bearing dimensions for the output shaft. Constructions of two eccentric drives in block design result in a better relief of the bearings due to the arrangement of the eccentrics offset by 1800. Radial piston engines with outwardly acting pistons are limited by the design of the cam tracks in terms of stroke and piston diameter. Decisive for the smooth running at the lowest speeds is the speed and acceleration curve of the pistons, which should proceed without jumps when changing direction and size.

bei Motoren mit Exenter ist der Geschwindigkeitsverlauf eine verschobene Sinuskurve,aus der sich eine Ungleichförmigkeit ergibt.die zur Folge hat,daß eine größere Pulsation auch bei ungleicher Kolbenzahl auftritt.In the case of motors with an eccentric, the speed curve is shifted Sinusoid from which a non-uniformity results. Which has the consequence that a greater pulsation occurs even with an unequal number of pistons.

Erschwerter Anlauf,bedingt durch Überwindung der ruhenden Reibung bei durch Gleitflächen gestützte Kolben und durchi"#uerkräftä an den Kolben haben zur Folge, daß für den Anlauf ein erheblich hÖherer-Druck als der Betriebsdruck für das geforderte Drehmoment erforderlich ist.Druckpumpen und Druckspeicher,die zur Speisung der Motoren vorgeschaltet werden, müssen somit für den Spitzendruck ausgelegt werden und vermindern die Wirtschaftlichkeit einer-Anlage. Eilgangschaltungen,bei der die Drehzahl ein mehrfaches der Umdrehungen unter Last ausmacht,z.B. beim Leerhub von Winden kann mit den bekannten Konstruktionen nicht oder nur gering ermöglicht werden.Difficult start-up due to overcoming the static friction with pistons supported by sliding surfaces and through forces on the piston As a result, a considerably higher pressure than the operating pressure for start-up for the required torque is required. Pressure pumps and accumulators that must be connected upstream to supply the motors, so they must be used for peak pressure designed and reduce the profitability of a system. Rapid traverse switching, at which makes the speed several times the number of revolutions under load, e.g. at idle stroke of winches cannot be made possible with the known constructions, or only to a limited extent will.

Mer -grfindung liegt die Aufgabe zugrunde,einen Radialkolben-Motor zu schaffen,bei dem die Anlaufkräfte ein Minimum der unter Last sind,pulsationsfreien Lauf bei Kl,#instdrehzahlen, eine Eilgangschaltung mit großer Übersetzung zu ermöglichen und das Bauvolumen in wirtschaftliche Grenzen zu halten.Mer -grfindung is based on the task of a radial piston engine to create, in which the starting forces are a minimum of those under load, pulsation-free Run at Kl, # inst speed, to enable rapid traverse with a large gear ratio and to keep the construction volume within economic limits.

Die Erfindung wird beispielsweise dargestellt durch: Abb.1 Ansicht des Motors Abb.2 ;Querschnitt des Motors Abb.3 Längsschnitt A-B Abb.4 Kolben mit Schnitt C-D Abb.5 Schnitt E-F- einer Ölzufährungsleitung Abb.6 Darstellung einer Kolbenfeststelleinrichtung In dem Gehäuse 1 sind die in gleicher Teilung zur Mitte gerichteten Bohrungen für die Aufnahme der Zylinder 2,in denen die Kolben 3 gleiten,untergebracht.iiach der Darstellung Abb.2 gehören je vier Kolben zu einer Gruppe a,b und c.Die Kolben 3 sind mit Stützrollen 4 und 5 -Aub.4 Schnitt O-D versehen, die wie dargestellt auf dem Bolzen 13 ireliend gelagert sind. Jie Wndliinw der Hubbewegung der Kolben,bei Beaufschlagung durch einen Öldrucklin eine drehende der Triebwelle 6 erfolgt über den Kurventräger ?väer wie in Abb.1 dargestellt,im Grundaufbau ein gleichseitiges Dreieck bildet.Denkbar ist es auch, den Kurventräger 7 als Zwei-,Vier-oder Mehreck auszubilden. Ausgebildet ist jede Seite des Kurventrägers mit zwei Kurvenbahnen,eine fÜr den Arbeitshub und einer gleich ausgebildeten für den RÜckhub der Kolben 3. The invention is illustrated, for example, by: Fig.1 View of the engine Fig.2; Cross section of the engine Fig.3 Longitudinal section AB Fig.4 Piston with section CD Fig.5 Section EF - an oil supply line Fig.6 Representation of a piston locking device in the housing 1 The holes for the cylinders 2, in which the pistons 3 slide, are located equally divided towards the center. According to the illustration in Fig. 2, four pistons each belong to a group a, b and c. The pistons 3 have support rollers 4 and 5 -Aub.4 section OD, which are mounted ireliend on the bolt 13 as shown. Jie Wndliinw the stroke movement of the pistons, takes place when exposed to a Öldrucklin a rotating of the drive shaft 6 via the cam carrier? Väer as shown in Fig.1, bildet.Denkbar in its basic structure is an equilateral triangle, it is also the cam carrier 7 than two, four -or to train polygon. Each side of the cam carrier is designed with two cam tracks, one for the working stroke and one identically designed for the return stroke of the piston 3.

Der Verlauf der Kurvenbahn ist eine eifache oder eine ki hÖhere Sinoide.The course of the curved path is a simple or a higher sinoid.

Erhält der Motor z.B. durch die Leitung 8 in Richtung d Drucköl,so gelangt dieses über den Ringkanal 9.den Rundschieber lo.die Bohrung 11 in den Zylinderraum 129 und wirkt somit auf den Kolben 3 mit einer Kraft ein.Der Kolben 3 drückt mit der Rolle 4 gegen den Kurventräger 7 und die mittige Kolbenkraft zerlegt sich in eine Kraft senkrecht zur Berührung der Rolle 4 und der jeweiligen Tangente der Kurvenbahn und in eine Gegenkraft rechtwinklig zur Kolbenachse.Der Schnittpunkt den Kräfteecks liegt in der Mitte des Bolzen 13.Die Stützung der ##,gerkräfte erfolgt durch die Rollen 5 auf im Zylinder 2 angebrachten Laufflächen. Es ist auch darann gedacht.die Stützung der Kraft fÜr die Erzeugung des Drehmomentes von zwei Rollen aufzunehmen,die kreuzkopfähnlich außerhalb der Zylinder laufen und auf zwei Kurvenschiben wirken.Durch die Rollen 5 werden die Kolben 3 von (.Zuerkräften,die eine erhebliche Kantenpressung ergeben, entlastet.ber Wirkungsgrad wird verbessert.If, for example, the engine receives pressure oil through the line 8 in direction d , this reaches the cylinder chamber 129 via the annular channel 9, the round slide lo.die bore 11 and thus acts on the piston 3 with a force. The piston 3 presses with the Roller 4 against the cam carrier 7 and the central piston force is broken down into a force perpendicular to the contact of the roller 4 and the respective tangent of the cam track and a counterforce perpendicular to the piston axis ##, forces are created by the rollers 5 on running surfaces in the cylinder 2. It is also intended to take the support of the force for the generation of the torque from two rollers, which run like a crosshead outside the cylinder and on two Cam disks act. The rollers 5 become the pistons 3 Relieved of forces that result in considerable edge pressure. Efficiency is improved.

Die am Kurventräger 7 wirkende Kraft erzeugt das Drehmoment und dreht die Trj-t;bwelle.z.B. in Richtung e.Die jeweils um 120 0 zueinander versetzten Kolben wirken gleichzeitig auf den Kurventräger 7 ein.Der dem Zylinderraum 12 gegenüberliegende Zylinderraum 14 und die jeweils um'120 0 dazu versetzten Zylinderräume sind mit der Rückflußleitung verbunden.Aus dem Zylinderraum 14 fließt das Öl über die Leitung 15,den Rundschieber 10 in Richtung f der Leitung 16 ab.Die übrigen Kolben befinden sich in der neutr.glen Zone,sind weder mit de-r Druckleitung noch mit der Abflußleitung verbunden und werden erst bei Überschreitung der Umkehrpunkte in den Steuerungsablauf eingeschaltet.Mit der Drehung der Triebwelle 6 wird der Rundschieber lo mitgenommen der den Steuervorgang zu den Kolben bewirkt.Der Ablauf der Kolbenbewegungen erfolgt kontinuierlich.The force acting on the cam carrier 7 generates torque and rotates the Trj-t; bwelle.zB towards e.The by 120 0 staggered pistons act simultaneously on the cam carrier 7 ein.Der the cylinder chamber 12 opposite the cylinder chamber 14 and the in each case by '120 0 offset cylinder spaces are connected to the return flow line. From the cylinder space 14, the oil flows through the line 15, the round slide 10 in the direction f of the line 16. The other pistons are in the neutral zone, are neither with The pressure line is still connected to the discharge line and is only switched on in the control process when the reversal point is exceeded. With the rotation of the drive shaft 6 , the rotary valve lo is carried along, which controls the piston. The piston movements are continuous.

Ausbildung der Kurvenbahn nach einer höheren Sinoide ergibt einen pulsationsfreien Verlauf der Triebwelle somit ruckfrei. Die Schnittpunkte der überlagernden Geschwindigkeiten liegt bei halber max Geschwindigkeit.gegenüber der einfachen Sinoide bei 0,7.Die Addition der Uberlagerungen ergibt eine Gerade.Formation of the curved path according to a higher sinoid results in one pulsation-free course of the drive shaft thus jerk-free. The intersections of the overlapping Speeds is half the maximum speed compared to the simple sinoids at 0.7. The addition of the superimpositions results in a straight line.

Die Federn 18 bewirken,daß die Rollen 4 an der Kurvenbahn kraftschlÜssig bleiben.Ebenso kann in der Abflußleitung mit einem Gegendruck ein Kraftschluß erreicht werden.The springs 18 cause the rollers 4 to remain frictionally on the cam track. A frictional connection can also be achieved in the drain line with a counter pressure.

Wahlweise kann eine oder auch zwei Kolbengruppen abgeschaltet werden um mit der gleichen Pumpen-oder Speicherleistung eine schnellere Drehung der Abtriebswelle 6 zu erhalten.Bei Eilgangschaltung bei Schwergutwinden anzustreben,um Be-oder Entladezeiten zu verkÜrzen,eine wirtschaftlichere Nutzung von Schwergutwinden,wie z.B. im Schiffsbetrieb.zu ermöglichen. Die Zuleitung 19 für einen Kolben der Kolbengrupp e b in Abb.5 schematisch dargestellt,wird über das Schubgestänge 2o, die Verbindungsstange22,den Hebel 24 durch den Rundschieber 26 bei einer Drehung um 900 abgesperrt.Über den Steuerschlitz 27 wird der Zylinderraum mit dem Gehäuseraum kurzgeschloßsen. Soinit wird erreicht,daß noch abfließendes Öl die Kolben nicht blockiert und beim Saughub Öl dem Gehäuseraum wieder ent-.-nommen werden kann.Optionally, one or two groups of pistons can be switched off in order to obtain a faster rotation of the output shaft 6 with the same pump or storage capacity. In the case of rapid traverse switching with heavy lift winches, aim for a more economical use of heavy lift winches, e.g. in ship operation .to enable. The feed line 19 for a piston of the piston group e b shown schematically in Fig. 5 is blocked via the push rod 2o, the connecting rod 22, the lever 24 by the round slide 26 with a rotation of 900. The cylinder space with the housing space is via the control slot 27 short-circuited. This ensures that oil that is still flowing out does not block the pistons and that oil can be removed from the housing space again on the suction stroke.

Das Schubgestänge 219die Verbindungsstange 23 und Hebel 25 .sind fÜr die Sperrung der Kolbengruppe a.The push rod 219die connecting rod 23 and lever 25 .are for blocking the piston group a.

Um ein dauerndes Umpumpen des Öles zu vermeiden,wird mit dem Schaltvorgang der Zuflußsperrung der SchaltbÜgel 28 in dichtung g verstellt und die Feder 29 vorgespannt.Erreicht der Kolben seine höchste Lage im Zylinder,wird durch die vorgespannte Feder 29 der Sperrbolzen 3o unter den Kolbenansatz geschoben und hält den Kolben in seiner obersten Lage fest. Bei Entsperrung wird der Schaltbügel 28 intgegen der Richtung g verstellt.spannt die 2eder 31 vor und zieht den SperrDolzen 30.wenn der Kolben durch den Kurventräger gelüftet wird, zurück und gibt den Kolben frei.In order to avoid constant pumping of the oil, with the switching process of the inflow blocking, the switching bracket 28 is adjusted in seal g and the spring 29 is pretensioned. When the piston reaches its highest position in the cylinder, the pretensioned spring 29 pushes the locking pin 3o under the piston base and holds the piston in its uppermost position. When unlocked, the switch bracket 28 is adjusted internally against the direction g. Tension the 2eder 31 and pulls the locking pin 30. When the piston is lifted by the cam carrier, back and releases the piston.

Es ist auch daran gedacht.die-Hubvolumen der einzelnen Kolbengruppen unterschiedlich,bei gleichem Hub aber verschiedene Kolbenflächen.auszuführen um somit ein höheres Übersetzungsverhältnis,d.h.verschiedene Abtriebsdrehzahlen.zu erhalten. Blockbauweise durch aneinanderreihen mehrerer Gehäuse 1 ergibt ein mehrfaches Drehmonent.It is also thought that the stroke volume of the individual piston groups should be designed differently, but with the same stroke but with different piston areas in order to obtain a higher transmission ratio, i.e. different output speeds. Block construction through lining up several housings 1 results in a multiple torque.

Bei gleichzeitigem Einsatz aller Kolbengruppen wird die Triebwelle von Biegekräften vollkommen entlastet. Denkbar ist es auch.den Rundschieber18erart auszubilden,daß von einem Steuerstand aus die Kolbengruppen zu- oder abgeschaltet werden.When all piston groups are used at the same time, the drive shaft is completely relieved of bending forces. It is also conceivable to design the round slide 18 in the manner that the piston groups can be switched on or off from a control stand.

Claims (1)

P a t 0 n t a a a p Z ü C h 0 3- Hydraulische Hadialkolben-Notoren mit nach innen wirkenden Kolben (3).die sich gegen einen Kurventräger (7), der ein zwei oder Mehrek sein kanngabstützen.das Drehmoment erzeugen und den liniaren Kölbenhub In eine Drohung der Triebwelle wandeln.gekannseichnet durch die Kurvenbahnen den Kurrenträgern (7).deren Wegvelauf einer einfachen oder höheren Siaolde entspricht. 2. Hydraulische Radialkolben-Notoren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnot.daß die durch die Stützung der Kolben (3) auf der Kurvonbahn sich ergebenden Querkräfte durch Rollen auf parallel zur Kolbenmitte verlaufenden Laufflächen abgestützt worden. 3- lVdrau]Lischeo Radialkolben-ilotoren nach Anspruch 2.dadurch gekonnzeichnet.daß die Laufflächen für die Stützrollen (5) in Zylinder (2) vorgesehen sind. 4. Hydraulische,4 Radialkolbenn Motoren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekonnseichnetdaß die Laufflächen für die Stützrollen (5) in Gehäuse (f) angebracht sind. 5. gydraulinehe Radialkolben-Motoren nach Anspruch 1.dadurch gekannseichnet.daß die Zuführungeleitungen (19) durch Rundschieber (26)geaperrt werden können und in der Sperrstellung die Zylinderräume über den Steuerschlitz e27) mit den Motorraum direkt oder mit der Rückflußleitung verbunden worden. Rydraulische Radialkolben-Botoren nach Anspruch 1, ' dadurch gekonnzeichnetvdaß die Kolben (3) durch einen Sperrbolzen (30) in der oberen Lage gehalten worden können. P at 0 nta aa p Z ü C h 0 3- Hydraulic Hadial piston notors with inwardly acting pistons (3), which support themselves against a curve support (7), which can be a two or more corner, generate the torque and the linear piston stroke Walk into a threat of the drive shaft. The curved tracks can be used to walk the girders (7), whose path level corresponds to a simple or higher level. 2. Hydraulic radial piston notors according to claim 1, characterized gekennzeichnot.daß the lateral forces resulting from the support of the pistons (3) on the curve path have been supported by rollers on running surfaces parallel to the center of the piston. 3- lVdrau] Lischeo radial piston motors according to claim 2, characterized by the fact that the running surfaces for the support rollers (5) are provided in the cylinder (2). 4. Hydraulic, 4 radial piston engines according to claim 2 and 3, characterized in that the running surfaces for the support rollers (5) are mounted in the housing (f). 5. gydraulinehe radial piston motors according to claim 1, gekannseichnet.daß the feed lines (19) can be locked by round slide (26) and in the locked position the cylinder chambers via the control slot e27) with the engine room directly or with the return line. Hydraulic radial piston motors according to claim 1, characterized in that the pistons (3) can be held in the upper position by a locking bolt (30).