DE1703651B2

DE1703651B2 -

Info

Publication number: DE1703651B2
Application number: DE19681703651
Authority: DE
Inventors: Anatolij J. Ljubercy Rogow (Sowjetunion)
Original assignee: Institut Gornowo Dela Imeni Aa Skotschinskowo Ljuberzy (sowjetunion)
Current assignee: Institut Gornowo Dela Imeni Aa Skotschinskowo Ljuberzy (sowjetunion)
Priority date: 1968-06-24
Filing date: 1968-06-24
Publication date: 1974-01-03
Also published as: DE1703651C3; DE1703651A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialkolbenflüssigkeitsmotor mit gerader Zahl von Kolbenreihen in einem Zylinderkörper und Kolbenführungsbahnen mit mehrfach sich wiederholenden, aus verschieden geformten einzelnen Bahnteilstücken zusammengesetzten gleichen Bahnstücken, mit denen die Kolben bei der rotierenden Bewegung des Zylinderkörpers, z. B. mittels Rollen zusammenwirken und Steuerzapfen zum Verteilen der Arbeitsflüssigkeit, um die sich der Zylinderkörper dreht und die zur Steuerung des Hubvolumens des Radialkolbenflüssigkeitsmotors drehbar angeordnet sind.

Aus der britischen Patentschrift 1 065 867 ist ein mehrfach wirkender Flüssigkeitsmotor mit radial angeordneten Kolben bekannt. Die Kolben wirken einerseits mit im Gehäuse befindlichen Kolbenführungsbahnen und andererseits mit einem mit Steuerzapfen versehenen Verteiler der Arbeitsflüssigkeit zusammen. Der Verteiler ist zur Steuerung des Hubvolumens des Motors drehbar angeordnet. Bei dem bekannten Motor ist es nachteilhaft, daß er bei der Steuerung eine volle Gleichmäßigkeit des Drehmoments und der Drehgeschwindigkeit nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Radialkolbenflüssigkeitsmotor eine Gleichmäßigkeit des Drehmomentes und der Drehgeschwindigkeit über den ganzen Winkelbereich einer

S Umdrehung und über den ganzen Steuerbereich der Hubraumverstell'jng zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kolbenreihen in zwei Hälften aufgeteilt sind, die jeweils von einem eigenen Steuerzapfen ver-

sorgt werden und jeweils einer eigenen Kolbenführungsbahn zugeordnet sind, wobei die Steuerzapfen zur Steuerung des Hubraumes ausgehend von einer parallelen Lage, bei der Einlaß- und Auslaßöffnungen beider Zapfen winkelgleich zum Gehäuse stehen, in

entgegengesetzter Richtung und winkelgleich um eine gemeinsame Achse verdreht werden können und wobei die Kolbenführungsbahnen derart zueinander angeordnet sind, daß die Bahnteilstücke der einen Kolbenführungsbahn in umgekehrter Reihenfolge zu den

so Bahnteilstücken der anderen Kolbenführungsbahn überlaufen werden.

Durch diese spiegelbildliche Anordnung der Kolbenführungsbahnen werden die von den beiden Kolbenreihen erzeugten, zueinander inversen Momen-

tcnverläufe bei Addition ausgeglichen, so daß ein gleichmäßiger Verlauf des gesamten Drehmomentes erzielt wird.

Es ist vorteilhaft, daß zur gleichzeitigen Drehung der Steuerzapfen Zahnradsegmente dienen, die an

diesen befestigt sind und mit einander gegenüberliegenden, eine vor- und rückwärtsgehende Bewegung ausführenden Zahnstangen im Eingriff stehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig.l einen Längsschnitt des Motors nach den Linien I-I der Fig. 3 und 4,

Fig. 2 eine Ansicht des Motors in Pfeilrichtung A der Fig. 1 nach einer Verdrehung um den Winkel ß, Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III der F ig. 1, Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV der F ig. 1, F i g. 5 den Verlauf des Drehmomentes in Abhängigkeit vom Drehwinkel für die eine Hälfte der Kolbenreihen,

Fig. 6 den Verlauf des Drehmomentes in Abhängigkeit vom Drehwinkel für die andere Hälfte der Kolbenreihen.

Der Radialkolbenflüssigkeitsmotor besitzt ein Gehäuse 1 (F i g. 1), an welchem stirnseitig Deckel 2 und

3 angebracht sind. In Lagern 4 und 5 ist ein Zylinderkörper 6 gelagert. Der Zylinderkörper 6 hat eine gerade Zahl von Kolbenreihen mit Zylindern 7. In den Zylindern 7 befinden sich radial angeordnete Kolben 8, welche mit Achsen 9 verbunden sind, auf denen Rollen 10 aufgesetzt sind. Die Rollen 10 stehen mit Kolbenführungsbahnen 11« und life im Eingriff, welche im Gehäuse 1 angeordnet sind.

In der Achsbohrung des Zylinderkörpers 6 ist ein zapfenförmiger Verteiler der Arbeitsflüssigkeit angeordnet, der zwei gleichachsig angeordnete Steuerzapfen 12 und 13 aufweist. Jeder Steuerzapfen ist mit einer Hälfte der Kolbenreihen hydraulisch verbunden. Hierzu sind in den Steuerzapfen 12, 13 Kanäle 14, 15 und Fenster 16,17 vorgesehen, durch die die Ar-

S5 beitsflüssigkeit zu den Kolben 8 gelangt. Durch Kanäle 18, 19 und Fenster 20, 21 wird die Flüssigkeit in eine Abflußleitung verdrängt.

Zur gleichzeitigen Drehung weist jeder Steuerzap-

fen 12,13 Zahnradsegmente 22, 23 auf (Fig. 2). Die Zahnradsegmente 22, 23 stehen mit einander gegenüberliegenden Zahnstangen 24 im Eingriff, die mit einem Kolben 25 eines Hydraulikzylinders 26 verbunden sind. Hierbei liegen in der Ausgangsstellung i die Zahnradsegmente 22 und 23 zueinander unter einem Winkel von 180°. Es gilt/3= 0, wobei β der Winkel ist, um welchen die Zahnradsegmente 22 und 23 aus ihrer Ausgangsstellung herausgedreht werden können. '

Die Zuführung der Arbeitsflüssigkeit zum Flüssigkeitsmotor und ihr Austritt daraus erfolgt durch einen Sammler 27, in dem Ringkanäle 28, 29 mit Kanälen 14,15 und IS, 19 der Steuerzapfen 12, 13 kommunizieren. Die Kolbenführungsbannen 11a und lib ha- ¹S ben eine sich periodisch wiederholende Form, die die Bewegung und Hubzahl der Kolben 8 je Läuferumdrehung bestimmt.

Bei jedem Hin- und Hergang des Kolbens S, was einer Verdrehung des Zylinderkörpers 6 um den »° Winkel α= 2π/Χ m\XX als Hubzahl je Umdrehung entspricht (Fig. 3 und 4), wirken die Rollen 10 mit vier Bahnteilstücken 30, 31, 32, 33 der Kolbenführungsbahn 11a und 11b zusammen. Bei der Bewegung der Rollen 10 auf den Bahnteilstücken 30 und »5 31 gelangt zu den mit diesen Rollen verbundenen Kolben 8 Hochdruckflüssigkeit und der Zylinderkörper 6 dreht sich um einen Winkel α,. Bei Bewegung der Rollen 10 auf den Bahnteilstücken 32 und 33 vollführen die Kolben 8 den Einwärtsgang zur Mitie des Zylinderkörpers 6 hin, indem sie die Flüssigkeit in eine Abflußleitung verdrängen, während der Zylinderkörper 6 sich um den Winkel a₂ dreht. Die Bahnteilstücke 30 und 32 haben die Form einer parabolischen Kurve, bei Bewegung der Rollen 10 längs dieser Kurve verdreht sich der Zylinderkörper 6 um den Winkel a_}. Die Bahnteilstücke 31 und 33 haben die Form einer archimedischen Spirale, bei Bewegung der Rollen 10 längs dieser Kurve verdreht sich der Zylinderkörper 6 um den Winkel a₄.

Die Bahnteilstücke 30, 31, 32 und 33 sind auf der Kolbenführungsbahn 11a und 11 b so angeordnet, daß die Rollen 10 der einen Hälfte der Kolbenreihen zuerst mit den Bahnteilstücken 30 und 32 und danach mit den Bahnteilstücken 31 und 33 zusammenwirken, wie in Fig 3 gezeigt. Die Rollen ίθ der anderen Hälfte der Kolbenreihen sind in Fig. 4 gezeigt und wirken zuerst mit den Bahnteilstücken 31 und 33 und danach mit den Bahnteilstücken 30 und 32 zusammen.

Der Radialkolbenflüssigkeitsmotor hat folgende Wirkungsweise. Die Arbeitsflüssigkeit gelangt unter Hochdruck durch den Stichkanal 34 in den Ringkanal 28 des Sammlers 27 in den Kanal 14 und zum Fenster 16 des Steuerzapfens 12 und ebenso in den Kanal 15 zum Fenster 17 des Steuerzapfens 13 zu den Kolben 8. Diese übertragen die von der Flüssigkeit erzeugte Kraft auf die Achsen 9 und die Rollen 10, welche mit den Bahnteilstücken der Führungsbahnen 11a und 11b zusammenwirken. Dabei entstehen Seitenkräfte, welche den Zylinderkörper 6 in Drehung versetzen. Die Kolben 8 vollführen den Arbeitshub, indem sie sich aus der unteren in die obere Totlage auf den Bahnteilstücken 30 und 31 herausschieben. Beim Übergang der Rollen 10 auf die Bahnteilstücke 32 und 33 tritt die Flüssigkeit unter den mit diesen Rollen verbundenen Kolben 8 hervor und wird durch die Kanäle 18 und 19 und die Fenster 20 und 21 der Steuerzapfen 12 und 13 in den Ringkanal 29 des Sammlers 27 verdrängt und in den als Abflußleitung dienenden Stichkanal 35 abgeführt.

Wenn die Zahnradsegmente 22 und 23, die mit den Steuerzapfen 12 und 13 verbunden sind, die Ausgangslage einnehmen, also zueinander unter einem Winkel von 180° liegen, ist das Hubvolumen der Zylinder des Flüssigkeitsmotors am größten. Schwankungen des vom Motor erzeugten Drehmomentes sowie der Drehzahl treten hierbei nicht auf.

Nach gleichzeitiger Verdrehung der Steuerzapfen 12 und 13 um Winkel er, < = α mittels der Zahnstangen 24 und Zahnradsegmente 22 und 23 gelangt die Arbeitsflüssigkeit unter die Kolben 8 bei Drehung des Zylinderkörpers 6 um den Winkel α, — β. Dadurch nimmt die Größe des Arbeitshubes, der von den Kolben 9 unter Einwirkung der Hochdruckflüssigkeit ausgeführt wird, ab und in dessen Folge verringert sich das Hubvolumen des Flüssigkeitsmotors.

Bei dieser Steuerung des Hubvolumens des Radia!- kolbenflüssigkeitsmotors erfolgt die Veränderung des Drehmomentes M in Abhängigkeit vom Drehwinkel α des Zylinderkörpers 6 für die eine Hälfte der Kolbenreihen nach dem Diagramm in Fig. 5 und für die andere Hälfte der Kolbenreihen nach dem Diagramm in Fig. 6. Diese Diagramme stellen periodische stückweise lineare Funktionen mit der Richtung nach verschiedenem, dem Betrag nach aber gleichem Neigungswinkel ihrer Abschnitte dar. Da das Drehmoment des Flüssigkeitsmotors eine Summe der einzelnen Momente ist, die von der einen und von der anderen Hälfte der Kolbenreihen erzeugt werden, so weist das gesamte Drehmoment keine Schwankungen auf, denn dieses ist die Addition der Diagramme der Fig. 5 und 6.

Durch Änderung der Strömungsrichtung der Arbeitsflüssigkeit, die den Kolben 8 des Flüssigkeitsmotors zugeführt wird, ist eine Änderung der Strömungsrichtung möglich. Dabei gelangt die Hochdruckflüssigkeit zu den Kolben 8 Jurch den Stichkanal 35 des Sammlers 27, die Kanäle 18 und 19 und die Fenster 20 und 21 in die Steuerzapfen 12 und 13 und wird von den Kolben durch die Kanäle 14 und 15 und die Fenster 16 und 17 der .Steuerzapfen 12 und 13 in den Stichkanal 34 des Sammlers 27 fortgeführt.

In der Beschreibung wurde ein Flüssigkeitsmotor behandelt, bei dem sich der Zylinderkörper dreht. Es ist auch möglich, den Flüssigkeitsmotor mit einem rotierenden Gehäuse und mit unbeweglichem Zylinderkörper auszuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Radialkolbenflüssigkeitsmotor mit gerader Zahl von Kolbenreihen in einem Zylinderkörper und Kolbenführungsbahnen mit mehrfach sich wiederholenden, aus verschieden geformten einzelnen Bahnteilen zusammengesetzten gleichen Bahnstücken, mit denen die Kolben bei der rotierenden Bewegung des Zylinderkörpers, z.B. mittels Rollen zusammenwirken und Steuerzapfen zum Verteilen der Arbeitsflüssigkeit, um die sich der Zylinderkörper dreht und die zur Steuerung des Hubvolumens des Radialkolbenflüssigkeitsmotors drehbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenreihen in zwei Hälften aufgeteilt sind, die jeweils von einem eigenen Steuerzapfen (12, 13) versorgt werden und jeweils einer eigenen KoJbenfiihrungsbahn (lla, life) 7Ugeordnet sind, wobei die Steuerzapfen (12, 13) zur Steuerung des Hubraumes ausgehend von einer parallelen Lage, bei der Einlaß- und Auslaßöffnungen beider Zapfen winkelgleich zum Gehäuse stehen, in entgegengesetzter Richtung und winkelgleich um eine gemeinsame Achse verdreht werden können und wobei die Kolbenführungsbahnen derart zueinander angeordnet sind, daß die Bahnteilstücke der einen Kolbenführungsbahn (lla) in umgekehrter Reihenfolge zu den Bahnteilstücken der anderen Kolbenführungsbahn (life) überlaufen werden.

2. Radialkolbenflüssigkeitsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Drehung der Steuerzapfen (12,13) Zahnradsegmente (22, 23) dienen, die an diesen befestigt sind und mit einander gegenüberliegenden, eine vor- und rückwärtsgehende Bewegung ausführenden Zahnstangen (24) im Eingriff stehen.