DE1503356A1 - Hydraulischer Radialkolben-Motor - Google Patents

Description

• Hydraulischer Radialkolben-Motor Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Radialkolben-Ivlotor,-insbesondere einen Langsamläufer-Motor.
• 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.
• Der Anlauf aus der Ruhe soll ohne nennenswerte Druckerhöhung Über den Betriebsdruck hinaus erfolgen.
• Ruckfreie und größte Laufruhe bei kleinsten Umdrehungen soll erreichbar sein.
• Die umlaufenden Massen sollen gering sein um einen zügigen Umkehrbetrieb zu ermöglichen.
• 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.
• 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.
• Beide Ausführungen sind aber aus praktischen Erwägungen in der Baugröße begrenzt und kleinste Drehungen um eine Umdrehungen je Minute sind ruckfrei nicht erreichbar.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Der Verlauf der Kurvenbahn ist eine eifache oder eine ki hÖhere Sinoide.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Das Schubgestänge 219die Verbindungsstange 23 und Hebel 25 .sind fÜr die Sperrung der Kolbengruppe 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.
• 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.
• 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.

Claims (1)

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.