DE1703651C3

DE1703651C3 - Radialkolbenflüssigkeitsmotor

Info

Publication number: DE1703651C3
Application number: DE19681703651
Authority: DE
Inventors: Anatolij J. Ljuberzy 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: 1974-07-25
Also published as: DE1703651A1; DE1703651B2

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 Hub-Volumens 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 Hegt die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Radialkolbenflüssigkeitsmotor eine Gleichmäßigkeit des Drehmomentes und der Drehgeschwindigkeit über den ganzen Winkelbereich einer

Umdrehung und über den ganzen Steuerbereich der Hubraumverstellung 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, beider 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 KoI-beniührungsbahn in umgekehrter Reihenfolge zu den

ao Bahnteilstücken der anderen Kolbenführungsbahn Überläufer· werden.

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

a5 tenverläufe bei Audition 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

Fi g. 1 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 1II-III der Fig. 1, Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 den Verlauf des Drehmomentes in Abhängigkeit vom Drehwinkel für die eine Hälfte der Kolbenreihen,

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

Der Radialkolbenflüssigkeitsmotor besitzt ein Gehäuse 1 (Fi g. l),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 lla und 11/) 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 Arbeitsflüssigkeit 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-

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fen 12,13Zahnradsegmente 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 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 18,19 der Steuerzapfen 12,13 kommuni-11/) zusammenwirken. Dabei entstehen Seitenkrafte, welche den Zylinderkörper 6 in Drehung ^netten. 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 Bahnteilstucke 32 und 33 tritt die Flüssigkeit unter den mit diesen RoHen verbundenen Kolben 8 hervor und wird durch die Kanäle 18 und 19 und die Fenster 20 und Jl der Steuer-ίο zapfen 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

„ _w. „„ Steuerzapfen 12 und 13 verbunden sind, die Auszieren. Die Kolbenführungsbahnen 11a und 11b ha- »5 gangslage einnehmen, also zueinander unter einem ben eine sich periodisch wiederholende Form, die die Winkel von 180° liegen, ist das Hubvolumen aer z,y-Bewegung und Hubzahl der Kolben 8 je Läuferum- linder des Flüssigkeitsmotors am größten, benwan-

kungen des vom Motor erzeugten Drehmomentes sowie der Drehzahl treten werbei nicht auf.

Nach gleichzeitiger Verdrenung der Steuer^jpfen 12 und 13 um Winkel a_A< = 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. Dadurcn

gung der Rollen 10 auf den Bahnteilstücken 30 und *5 nimmt die Größe des Arbeitshubes, der vorι den KoI-31 gelangt zu den mit diesen Rollen verbundenen ben 9 unter Einwirkung der HocndrucEIlussigKeii Kolben 8 Hochdruckflüssigkeit und der Zylinderkör- ausgeführt wird, ab und in dessen Folge verringert sicn per 6 dreht sich um einen Winkel «,. Bei Bewegung das Hubvolumen des Flüssigkeitsmotors,
der Rollen 10 auf den Bahnteilstücken 32 und J3 voll- Bei dieser Steuerung des Hubvolumens des Kadiai-

führen die Kolben 8 den Einwärtsgang zur Mitte des 30 kolbenflüssigkeitsmotors erfolgt die Veränderung aes Zylinderkörpers 6 hin, indem sie die Flüssigkeit in Drehmomentes M in Abhängigkeit vom urenwin-

- - -■ kel α des Zylinderkörpers 6 für die eine Hälfte der

Kolbenreihen nach dem Diagramm in Fig. 5 und fur die andere Hälfte der Kolbenreihen nach dem Dia

drehung bestimmt.

Bei jedem Hin- und Hergang des Kolbens 8, was einer Verdrehung des Zylinderkö.pers 6 um den Winkel α= ΊπΙΧ m\\.X als Hubzahl je Umdrehung entspricht (Fig. 3 und 4), wirken die Rollen 10 mit vier Bahnteilstücken 30, 31, 32, 33 der Kolbenführungsbahn Ha und lift zusammen. Bei der Bewe-

eine Abflußleitung verdrängen, während der Zylinderkörper 6 sich um den Winkel a₂ dreht. Die Bahn

teilstücke 30 und 32 haben die Form einer paraboli-

sehen Kurve, bei Bewegung der Rollen 10 längs dieser 35 gramm in Fig. 6. Diese Diagramme stellen periodische stückweise lineare Funktionen rait 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 durch 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 Steuerzapten 1?. und 13 in den Stichkanal 34 des Sammlers 27 fortgeführt.

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

Kurve verdreht sich der Zylinderkörper 6 um den Winkel cr₃. Die Bahntet.ücke 31 und 33 haben die Form einer archimedischen Spirale, bei Bewegung der Rollen 10 längs dieser Kurve verdreht sich der Zylirsderkörper 6 um den Winkel u₄.

Die Bahnteilstücke 30, 31, 32 und 33 sind auf der Kolbenführungsbahn Ha und lib so angeordnet, daß die Rollen 10 der einen Häifte 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 10 der anderen Hälfte der Kolbcnreihen 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 ties 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 Rahnteilstücken der Führungsbahnen Ha und

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Radiallcolbenflussigkeitsmotor 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 Steuerzspfen (12, 13) versorgt werden und jeweils einer eigenen Kolbenführungsbahn (11a, 11 b) zugeordnet 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 Kolbcnführungsbahnen derart zueinander angeordnet sind, daß die Bahnteils''icke der einen Kolbenführungsbahn (lla) in umgekehrter Reihenfolge zu den Bahnteilstücken der andeen K jlbenführungsbahn (116) 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.