CH488107A

CH488107A - Hydraulischer Langsamläufer-Motor

Info

Publication number: CH488107A
Application number: CH227468A
Authority: CH
Inventors: Lennart Strandberg Beng Sigurd; Erik Sundin Anders
Original assignee: Hiab Foco Ab
Priority date: 1968-02-16
Filing date: 1968-02-16
Publication date: 1970-03-31

Description

Hydraulischer Langsamläufer-Motor Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrauli schen Langsamläufer-Motor vom Radialkolbentyp mit einem mittels eines Kugelkranzes in einem Aussenring gelagerten Innenring.

Ein solcher Motor kann für verschiedene Zwecke, beispielsweise als Drehlagerung, Wendekranz oder als hydraulische Dreheinrichtung für ein eine Last tragendes Huborgan von Ladekränen, angewandt werden. Er kann aber auch einzig und allein als hydraulischer Mo tor, beispielsweise an Winden, Antriebsrädern usw., Anwendung finden. Die Erfindung stellt sich die Auf gabe, eine kompakte Konstruktion zu schaffen, in welche eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit gros- sem Drehmoment untergebracht werden kann, wobei die verschiedenen hydraulischen Komponenten derart ab zudichten sind, dass eine nennenswerte Undichtheit nicht entsteht.

Das die Erfindung Kennzeichnende ist, dass der eine der beiden Ringe mit einer Nockenbahn ausgestattet ist und dass der zweite Ring mit Kolben und diese steuern den Schiebern versehen ist, welche Kolben und Schie ber mittels Flüssigkeitsdruck und/oder mittels Feder wirkung mit der Nockenbahn zusammenarbeiten, wobei der Winkel zwischen einerseits dem Kolben und an dererseits dem ihm zugehörigen Schieber derart gewählt ist, dass die Steuerkanten des Schiebers in Schliess- stellung die Zuleitung zu dem den zugehörigen Kolben überlappen,

so dass die Verbindung mit den Druckan schlüssen des Hydromotors völlig unterbrochen ist und dass während der überlappungszeit des Schiebers der die zugehörige(n) Kolben eine Extremstelle der Nocken bahn passiert bzw. passieren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der bei gefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Hydromotor in seiner einfachsten Aus führungsform mit drei Kolben und drei Schiebern ver sehen; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-II in Fig. 1; Fig.3 einen Schnitt nach der Linie III-111 in Fig. 1; Fig.4 eine vergrösserte Ansicht eines Teiles der Nockenbahn; Fig.5 eine Ausführungsform eines Hydromotors, bei der jeder Schieber drei Kolben steuert, die um 360':

3 = 120' derart verschoben angeordnet sind, dass sie einander ausgleichen; Fig.6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5; Fig.7 einen Schnitt nach der Linie ',#-'II-VII in Fig. 5; Fig. 8 einen hydraulischen Motor für mehrere Ge schwindigkeiten, bei dem je zwei Schieber angeordnet sind, wobei der eine Schieber einen Kolben und der zweite Schieber zwei Kolben steuert, und Fig.9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. B.

In Fig. 1 ist ein Hydromotor in seiner einfachsten und am besten verständlichen Ausführungsform mit drei Kolben 10, 11 und 12 sowie drei Schiebern 13, 14 und 15 dargestellt. Jeder Schieber betätigt einen Kolben und arbeitet so, dass seine Rolle 16 den gedachten Kreis bogen 0 kreuzt, d. h. diejenige Linie darstellt, welche die nach innen gerichteten Gipfel der Nockenbahn 17 miteinander vereint. In dieser Stellung sperrt der Schie ber den Zugang zum Kolben, während die Rolle 20 des Kolbens einen Nockengipfel 18 oder einen Nockenbo- den 19 an der Nockenbahn 17 passiert.

Sowohl der Gipfel 18 als auch der Boden 19 der Nockenbahn 17 werden derart abgeflacht, dass wenn beispielsweise der Schieber beim Passiren der 0-Lage abschliesst, die radialen Bewegungen des Kolbens auf hören. Ein eventuelles Heraussickern von Öl in die 0-Lage des Schiebers wird dadurch verhindert, dass dieser mit positiver überlappung die Zuleitung zum Kol ben sperrt.

Der Nockenkurvenabschnitt c (Fig. 4) ist zwischen den abgeflachten Abschnitten a und b nach dem Halbmesser Ro (Fig. 4), der die 0-Lage angibt, derart ausgebildet, dass die beiden Rollen 16 und 20 an den Schiebern bzw. den Kolben auf der Strecke t (= eine Nockenteilung) zwischen dem Nockengipfel und dem Nockenboden eine etwa sinusförmige Bewegung ausführen. Dagegen ist diese Kurve an den Extrem stellen abgeflacht.

Das Umsteuern der Schieber erfolgt dort, wo die Kurve am steilsten ist, d. h. ihren grössten Neigungswinkel aufweist. Bei n Kolben nimmt jeder der Kolben bezüglich der benachbarten Kolben eine Lage gegenüber der Nockenbahn ein, die mit gegenüber der Teilung t der Nockenbahn verschoben
EMI0002.0016
ist. In Fig. 1 steht der Kolben 10 auf einem Nockengipfel mit der Teilung t zwischen den Nockengipfeln. Der Kolben 12 steht um
EMI0002.0020
gegenüber seinem Nockengipfel und der Kolben 11 steht um
EMI0002.0022
gegenüber seinem Nockengipfel verschoben.

Aus Fig. I geht hervor, dass die Teilung zwischen dem Schieber und dem zugehörigen Kolben
EMI0002.0025
ist, d. h. eine Verschiebung von
EMI0002.0026
gegenüber der Lage des betreffenden Kolbens an der Nockenbahn hat. Gemäss Fig. 1 nimmt der Schieber 13 zufällig eine solche Lage ein, dass die Mitte der Rolle 16 desselben die 0-Linie seiner sinusförmigen Bahn passiert. Der Schieber 13 ist während dieser Zeit, in der der Kolben 10 die Abflachung b mit dem Halbmesser R 4 passiert, geschlossen.

Der Kolben 12 ist um ein Drittel der Nockeneinteilung t, d. h.
EMI0002.0032
gegenüber dem Kolben 10 verschoben und dessen Schieber 15 verbindet den Kol ben 12 mit dem Druckanschluss A. Der Kolben 11 steht um
EMI0002.0033
oeg--nüber dem Kolben 10 verschoben, und dessen Schieber 14 verbindet den Kolben 13 mit dem Druckanschluss B. Wird nun der Öldruck dem An- schluss A zugeleitet und der Ablass an den Anschluss B gekuppelt, so dreht sich der Aussenring 21 des Hydro- motors im Rechtsgang gegenüber dem üblicherweise fest eingespannten Innenring 22. Der Aussenring 21 ist ge gen den Innenring 22 mittels eines Kugelkranzes 37 ge lagert.

Während des Passierens jedes Nockengipfels und jedes Nockenbodens steuern die Schieber den Zugang zu ihren Kolben um. Der Kolben folgt einer etwa sinus- förmigen Bahn, sowie sowohl die Kolbenrolle 20 als auch die Schieberrolle 16 denselben Durchmesser ha ben.

Dabei wird der Ölverbrauch des Hydromotors wäh rend seiner Umdrehung im wesentlichen dem Verbrauch eines gleichgerichteten 3-phasigen Wechselstrommotors entsprechen, wobei aber hier die Kombination mit ei nem Schieber, der gegen die Nockenbahn der Kolben arbeitet und um ein Viertel der Kammteilung t ver schoben ist sowie der Einbau der Kolben mit den Schie- bern in den einen Ring des Hydromotors, zweckmässig in dessen Innenring 22, angewandt wird.

In Fig. 5 ist gezeigt, wie jeder der Schieber mehrere Kolben in dem gezeigten Beispiel jeder Schieber drei Kolben, steuern kann. Der Schieber 23 steuert über einen Druckkanal C die Kolben C1, C2 und C3. Der Schieber 24 steuert über einen Kanal D die Kolben D1, D2 und D3. Der Innenring besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Teil 25 mit Verteilungskanälen und ei nem Teil 26, das die Schieber und Kolben sowie die Druckkanäle A, b, C und E aufnimmt. Zwischen den Kanälen A und B der Druckanschlüsse werden, wie bei spielsweise aus Fig. 7 hervorgeht, doppelt wirkende Überdruckventile V eingebaut, um ein eventuelles über belasten des Hydromotors zu verhindern.

Die An- schlusskanäle A und B können natürlich mit Hinsicht auf den Anschluss an die öldruckleitung bzw. den Öl- ablass umgekehrt werden. Bei einer solchen Umkehrung wird auch die Umdrehungsrichtung des Hydromotors geändert.

Die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung besitzt mehrere parallel gesteuerte Kolben und es ist die Absicht, da durch ein grösseres Drehmoment zu bewirken. Durch Verwendung eines geteilten Innenringes 25, 26 wird das Herstellen und auch das Anbringen von Cberdruckven- tilen gemäss Fig. 7 erleichtert.

Fig. 8 zeigt eine Ausführung desselben Hydromo- tors wie in Fig. 5, jedoch für mehrere Geschwindigkei ten. Hicr arbeiten zwei Schieber mit der gleichen Nok- kenlage, beispielsweise die mit 27 und mit 28 bezeich neten, wobei der Schieber 27 den KolbenC und der Schieber 28 den Kolben C1 und C2 steuert. Der Schie ber 29 steuert den Kolben D' und der Schieber 30 die Kolben Dl und D2. Der Schieber 31 steuert den Kolben E' und der Schieber 32 die Kolben EI und E2.

Bei der niedrigsten Geschwindigkeit und dem grössten Dreh moment arbeiten alle Kolben unter Einwirkung ihrer Federn 33 gegen die Nockenbahn 17. Wenn nun Servodruck am Anschluss N1 eingeleitet wird, so wird die Feder 33 durch den inneren Kolbenteil 34 des Schiebers, der in hineingedrückter Lage ver bleibt, komprimiert. Das Aussenteil 35 des Schiebers folgt hierbei immer der Nockenbahn um nicht zu ent- glei-en. Es ist aber auch gleichgültig, ob der Schieber mit einem Absatz ausgebildet ist, so dass der Aussenteil 35 mit hineingeschoben wird.

Werden beispielsweise sämtliche nur je einen Kolben steuernde Schieber 27, 29 und 31 mittels Servodruck in den Kanal M hinein gedrückt, so werden deren KolbenC, D' und E' wäh rend der gesamten Zeit mit dem Kanal B verbunden sein. Weil es sich um drei mit um
EMI0002.0079
verschobene Kolben handelt, so werden sich deren Drehmomente gegenseitig aufheben. Der Hydromotor arbeitet nun nur mit zwei Kolben in jeder Ventillage zum Drehen seines Aussenringes 21. Bleibt die zugeführte Ölmenge von dem Anschluss A immer noch dieselbe, so steigt die Umdrehungsgeschwindigkeit um das 3,'z = 1,5-fache an.

Auf dieselbe Weise wird die Geschwindigkeit ge genüber der Einfachgeschwindigkeit um das Dreifache gesteigert, wenn die Zuleitung von Servoöl durch den Anschluss M der Schieber 28, 30 und 32 geschieht. Durch diese einfache Vorrichtung können somit drei verschiedene Geschwindigkeiten erhalten werden, näm lich: 1. Einfachgeschwindigkeit 2. 1,5 mal Einfachgeschwindigkeit 3. 3 mal Einfachgeschwindigkeit.

Ein solcher beschriebener Hydromotor kann selbst verständlich so variiert werden, dass andere Teilge schwindigkeiten, beispielsweise einfache und doppelte Geschwindigkeit einstellbar sind. Die Kolben können auch in dem Aussenring angeordnet sein und gegen einen mit Nocken versehenen Innenring arbeiten. Trotz des überganges von der einfachen Ausführung auf eine für mehrere Geschwindigkeiten bleibt der Hydromotor ein fach und betriebssicherer. Durch Steuerung der Kolben mittels eines gewöhnlichen Schiebers, der sehr leicht, bei überlappung in Schliessstellung praktisch öldicht ausgeführt werden kann, und durch Ausstattung der Kolben mit Dichtungen 36 (Fig. 2 und 6) wird ein völlig dichter Hydromotor erhalten.

Dieser kann ohne kostspielige Bremseinrichtungen arbeiten, die bei Hydro- motoren anderer Gattung, welche mit rotierenden, oft undichten Schiebern arbeiten, üblich sind. Zwecks Her absetzung des Durchmessers des Hydromotors können die Kolben zweckmässig mit einem grösseren Durch messer in der Nähe der Rollen 20 und einem kleineren Durchmesser in der Nähe der Mitte des Motors versehen werden, ohne an Hublänge zu verlieren. Die Kolben können wahlweise mit und ohne Zurückführungsfeder ausgestattet sein.

Claims

PATENTANSPRUCH Hydraulischer Langsamläufer-Motor vom Radial kolbentyp mit einem mittels eines Kugelkranzes in einem Aussenring gelagerten Innenring, dadurch gekenn zeichnet, dass der eine der beiden Ringe (21) mit einer Nockenbahn (17) ausgestattet ist und dass der zweite Ring (22) mit Kolben (10,11, 12) und diese steuernden Schiebern (13, 14, 15) versehen ist, welche Kolben und Schieber mittels Flüssigkeitsdruck und'oder mittels Fe derwirkung mit der Nockenbahn (17) zusammenarbei ten, wobei der Winkel zwischen einerseits dem Kolben (10) und andererseits dem ihm zugehörigen Schieber (13) derart gewählt ist,

dass die Steuerkanten des Schie bers in Schliessstellung die Zuleitung zu dem:.,den zuge hörigen Kolben überlappen, so dass die Verbindung mit den Druckanschlüssen (A und B) des Hydromotors völlig unterbrochen ist, und dass während der über lappungszeit des Schiebers der/die zugehörige(n) Kolben eine Extremstelle (R4, R3) der Nockenbahn passiert bzw. passieren. UNTERANSPRÜCHE 1.

Hydromotor nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass jeder Schieber (23) mehrere auf der selben Lage bezüglich der Nockenbahn (17) befindliche Kolben (C1, C2, C3) steuert, die derart symmetrisch angeordnet sind, dass deren Druckkräfte einander aus gleichen. 2.

Hydromotor nach Patentanspruch, vorgesehen für mehrere Geschwindigkeiten bei ein und derselben Ölmenge per Zeiteinheit, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr parallel arbeitende Schieber (27, 28) je einen (C) bzw. zwei (Cl und C2) oder mehr Kol ben (C, C1 und C2) steuern, die parallel in ein und derselben Lage auf der Nockenbahn (17) arbeiten, wobei die Regelung der Geschwindigkeit zwei- oder dreistufig erfolgen kann, beispielsweise dadurch, dass wahlweise sämtliche Schieber (27, 29, 31) in den ver schiedenen Lagen an der Nockenbahn, die je einen der Kolben (C, D', E') steuern, in nach innen verschobener Lage mit Servodruck in ihren Anschlüssen (17)

gesperrt werden können, während von den freigegebenen Kolben diejenigen mit gleicher Hublage an denselben Druckan- schluss (B) geschaltet werden, der Motor somit mit einer niedrigeren Anzahl ölverbrauchender Kolben (C1, C2 und D1, D2 sowie E1, E2) arbeitet und deshalb seine Umdrehungsgeschwindigkeit z. B. 1,5 mal erhöht wird, woneben auch das Sperren der anderen Schieber (28, 30, 32) erfolgen kann, so dass der Motor anstatt mit bei spielsweise neun Kolben nur mit drei Kolben (C, D' und E') arbeitet, wodurch eine 3 mal so grosse Um drehungsgeschwindigkeit bewirkt wird. 3.

Hydromotor nach Patentanspruch und Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber je aus zwei Teilen (Fig. 9) bestehen, von denen der radial äussere, mit einer Rolle versehene Teil (35) gegen die Nockenbahn (17) arbeitet und der innere Schieberteil (3:1) durch den Flüssigkeitsdruck an diesen angepresst wird. 4. Hydromotor nach Patentanspruch und Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (10, 11, 12) einen abgestuften Durchmesser, der nach innen kleiner ist, besitzen.