DE1943163A1

DE1943163A1 - Hydraulikmotor oder Pumpe

Info

Publication number: DE1943163A1
Application number: DE19691943163
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P FOiC 19-00 Antrag
Original assignee: Apparecchiature Idrauliche (sai) SpA Soc; SAI Societa Apparecchiature Idrauliche SpA
Current assignee: Apparecchiature Idrauliche (sai) SpA Soc; SAI Societa Apparecchiature Idrauliche SpA
Priority date: 1968-09-18
Filing date: 1969-08-25
Publication date: 1970-04-09
Also published as: ES370921A1; FR2018357A1

Description

Patentanwälte Dipl.~Ing. F. Weickmann, 1943163

Dipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22 SCGA

SOCITETA APPARECCHIATUBE IDRAIKLICHE (S.A.I.) S.p.A.
Via della Cliiesa 36

MODENA / Italien

Hydraulikmotor oder Pumpe

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikmotor oder eine Pumpe mit einem exzentrisch gelagerten Rotor und mindestens einem etwa radial auf den Rotor wirkenden, mit der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagten Übertragungsglied. Im Falle mehrerer übertragungsglieder können diese im Stern um den Rotor herum oder in Flucht miteinander angeordnet sein.

Bs sind Hydraulikmotoren mit im Stern angeordneten Übertragungsgliedern bekannt, wobei letztere jeweils zur Kraftübertragung zwischen der Hydraulikflüssigkeit und dem Gehäuse einerseits und dem Rotor andererseits dienen.und aus einem Zylinder und einem Kolben bestehen. Hierbei steht der Zylinder in Verbindung mit dem Innenumfang des Gehäuses, und in seinem Inneren ist ein Kolben längsverschiebbar, der entlang seiner Achse zur Zu- und Abführung von unterDruck afcehender Hydraulik-

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flüssigkeit zu dem Rotor mit einer Bohrung versehen ist.'Hierbei ist weiter zwischen dem inneren Ende der Kolbenstange des Kolbens und dem Rotor selbst eine Kugel vorgesehen, die in einer Vertiefung im Rücken eines sektorförmigen Gleitstücks gehalten ist, das den Rotor auf einem ZyIIndermantelausschnitt umgibt. Es ist hinzuzufügen, daß die Verbindung mit dem Rotor selbst dann über ein zwischengefügtes Gleitstück erfolgt, wenn für die Kraftübertragung zum Rotor das altbekannte System mit Zylinder und Kolben verwendet wird. Im Hinblick auf die Umkehrbarkeit zwischen den beiden Bauarten als Motor und Pumpe gelten diese Ausführungen auch" bei Pumpen, und zwar sowohl bei sternförmiger Anordnung der Übertragungsglieder wie im Falle deren fluchtender Anordnung, wobei in jedem Fall die Achsen der Übertragungsglieder etwa radial zu dem Rotor verlaufen.

Die bekannten Hydraulikmotoren und Pumpen haben Nachteile, die sich daraus ergeben, daß die um den Rotor herum angeordneten und auf ihn drückenden Gleitstücke eine starke Reibung und eine Erhitzung erzeugen, eine kostspielige Unterhaltung erfordere, weiter zu einer räumlich aufwendigen Bauweise führen und die Kosten und das Gewicht des Motors erhöhen. Es ist insbesondere hinzuzufügen, daß die Verbindung mit der Welle über die Gleitblöcke den Einsatz von hohen Drücken stark beschränkt, obwohl diese an sich vorteilhaft wäre η.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Mangel und Nachteile zu beheben und einen Hydraulikmotor oder eine Pumpe insbesondere hinsichtlich der Übertragungsglieder so auszubilden, daß die Kraft-

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Übertragung vom Rotor und zu diesem In vereinfachter Weise erfolgt, daß wesentlich erhöhte Drücke angewendet werden können, daß die Baugröße wesentlich verringert wird, daß sehr geringe Reibung und eine dementsprechend verringerte Wärmeentwicklung und ein erhöhter Wirkungsgrad erzielt werden, daß die Instandhaltung vereinfacht wird, daß die Möglichkeit eines Aurfalls auf ein Minimum beschränkt wird und daß - als Wirkung so vieler gleichzeitig auftretender Vorteile - große Verringerung der Materialkosten, der Herstellungskosten und der Unterhaltungskosten sowohl bei den Motoren als auch bei den Pumpen erzielt werden.

Die neue Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Hydraulikmotor oder einer Pumpe der eingangs genannten Art dadurch vollständig und prinzipiell gelöst, daß die Übertragungsglieder ohne Zwischenschaltung von Gleitstücken direkt auf dem Rotor abgestützt werden. Diese und weitere Ziele der Erfindung werden bei dem neuen Hydraulikmotor oder der Pumpe im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Rotor im Bereich der Aufsetzstellen der Übertragungsglieder ballig, insbesondere sphärisch ausgebildet ist, während das innere Ende mindestens eines Übertragungsglieds flächig auf

und

ihm abgestützt/zur direkten, dichten Verbindung entsprechend geformt ist,und daß die äußere Befestigungsstelle des Übertragungsgliedes in einem Gehäuse schwenkbar ist*

Vorzugsweise bestehen die Übertragungsglieder jeweils aus einem Zylinder und einem Kolben, und einer dieser Teile ist mittels eines Gelenks an dem Gehäuse angelenkt. Durch das Gelenk hindurch kann Hydraulikflüssig-

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keit zu- und abgeführt werden. Das Gelenk kann ein Kugelgelenk sein. Die Übertragungsglieder weisen vorzugsweise jeweils einen durchgehenden Kanal auf.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Hydraulikmotor mit sternförmig angeordneten Übertragungsgliedern mit zwei exzentrischen Rotorscheiben versehen, die jeweils teilweise sphärisch ausgebildet sind. Es sind beispielsweise auf jeder Rotorscheibe fünf; Übertragungsglieder abgestützt, die mit dem Druck der von. einer Pumpe gelieferten Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt sind. Hierbei ist jedes Übertragungsglied im wesentlichen aus zwei Teilen gebildet» Ein zylindrischer, der Führung dienender Kolben ist mittels seines Kopfes mit sphärischen Gelenkflächen mit dem Innenumfang des Gehäuses verbunden und weist zur direkten Zuführung der Hydraulikflüssigkeit zur sphärischen Oberfläche der Rotorscheibe eine zentrale Bohrung auf, zu dem Zweck, auf die Rotorscheibe ein. Drehmoment auszuüben. Ein hohler Zylinder, in dessen Innerem der Kolben gleitet, ist an seinem inneren Ende zur dichten Abstützung auf der sphärischen Fläche der Rotorscheibe hohlkugelförmig ausgebildet. Das als Gelenkkopf ausgebildete äußere Ende des hohlen Kolbens weist einen Mündungekanal zu der im Gehäuse vorgesehenen Sitzfläche hin auf, dessen Öffnung einen geringeren Querschnitt hat als der Kolben, so daß auf Grund des auf den Kolben ausgeübten Drucks die Dichtigkeit des Gelenke gefördert wird. Ein entsprechender Mündungskanal ist in der Berührungszone zwischen der sphärischen Rotorscheibe und dem Zylinder vorgesehen. Weiter weist der Zylinder in seinem Innenraum in Richtung auf sein inneres, sphärisches Ende hin einen Absatz auf, um den Durchmesser der zu der Rotorscheibe hin offenen Bohrung

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geringer zu halten als die Projektion seines Innenraums in radialer Richtung und um somit einen resultierenden Druck in Richtung auf die Rotorscheibe und eine Abdichtung zwischen Zylinder und Rotorscheibe zu erzielen.

Schließlich sind bei dem Ausführungsbeispiel die verschiedenen radial verlaufenden Zylinder untereinander mechanisch verbunden, beispielsweise mittels zwei Ringen, die die Zylinder auch dann auf die Rotorscheibe aufdrücken, wenn ein Druckausfall auftritt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigern

Fig. 1: einen teilweisen Querschnitt eines Hydraulikmotors mit exzentrischem Rotor;

Fig. 2.1 eine teilweise Ansicht eines Übertragungsglieds des Hydraulikmotors gemäß Fig. 1 von unten mit einem zur mechanischen Verbindung aller in einer Ebene gelegener Übertragungsglieder dienenden Ring .

Es sei bemerkt, daß Fig. 2 sich auf den linken unteren Teil der Fig. 1 bezieht, die gegenüber dem im rechten Teil der Fig. 1 dargestellten übertragungsglied um 1Ö0 versetzt sein kann, daß allerdings auch die Anzahl der übertragungsglieder, die im Stern angeordnet sind, ungerade sein kann.

In den Figuren sind bezeichnet mit 1 und 2 zwei Wellenbunde der im Gehäuse gelagerten Abtriebswelle, mit 3 ein gegenüber der Abtriebswelle exzentrischer Rotor,

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der eine sphärische Oberfläche 4 aufweist, mit 5 ein hohler Zylinder, der eine sphärische Oberfläche 6 an seinem inneren Ende aufweist und damit auf dem Rotor abgestützt ist, mit 7 und b zwei auf beiden Seiten des Zylinders 5 angebrachte Nasen, die eine Oberfläche in Form eines Zylindermantelsausschnitts aufweisen, auf der jeweils einer von zwei Ringen 9» 10 ^zum Andruck zwischen den sphärischen Flächen 4, 6 sitzen. Mit 11 ist ein hohler Kolben bezeichnet, der zur Zuführung von Hydraulikflüssigkeit und als Führung dient und einen Kopf 12 mit sphärischen, einander gegenüberliegenden Flächen 13» 14 aufweist, die jeweils in sphärischer Gelenkverbindung mit dem Gehäuse 15 bzw. einer Befestigungsplatte 16 stehen, welch letztere mittels einer Schraube am Gehäuse 15 befestigt ist. Ein Kanal 18 dient zur Zuführung von Hydraulikflüssigkeit von einer Pumpe zu der Bohrung 19 im Kolben 11, der seinerseits über seine zylindrische Außenfläche längsverschiebbar auf der Innenfläche des Zylinders 5 abgestützt ist. Die Wellenbunde 1, 2 der Abtriebswelle sind gegenüber dem Gehäuse 15 mittels zweier Kugellager 19't 20 gelagert, wobei ein Kugellager 20 zum Äußeren des Gehäuses 15 hin mittels eines Dichtungsringes 22 abgedichtet ist, der mittels eines Sprengringes 21 gehalten wird.

Beim Betrieb als Motor kommt die von der Pumpe gelieferte Hydraulikflüssigkeit im Kanal 18 an und tritt durch die Bohrung 19 des hohlen Kolbens 11 in den Innenraum des Zylinders 5 ein. Sie wirkt auch auf einen Teil der sphärischen Oberfläche 4 des Rotors 3, wobei auch im oberen Umkehrpunkt, wie in Fig. 1 dargestellt, das innere Ende des Kolbens 11 die Oberfläche nicht erreicht. Der Druck der Hydraulikflüssigkeit wirkt

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nicht nur auf einen Teil der Oberfläche 4, womit das Drehmoment erzeugt wird, sondern wir<j auch in Gegenrichtung auf die Stirnseite des Kolbens 11 ausgeübt, wodurch dieser im Sinne einer Abdichtung seines Kopfes gegenüber der im Gehäuse 15 vorgesehenen Stützfläche 13 zu dieser hin belastet wird. Die Abdichtung wird durch mindestens eine Nut verbessert. Der hohle Zylinder 5 weist -einen inneren Absatz radial innerhalb des Stellweges des Kolbens 11 auf, so daß auf ihn ein in Richtung auf den Rotor 3 belastender Druck ausgeübt wird, der auch hier die Dichtigkeit bewirkt. Diese wird auch hier durch mindestens eine vorzugsweise kreisförmige Nut unterstützt, die 'mit entsprechendem Durchmesser auf der sphärischen Oberfläche 6 des inneren Endes des Zylinders 5 eingefräst ist. Alle Zylinder 5 bilden einen Stern, der gegenüber dem Rotor 3 auch bei Druckausfall beispielsweise mittels der beiden Ringe 9, 10 festgehalten wird. Die Ringe 9, 10 sind um die Nasen 7, ti gelegt.

Xn der praktischen Ausführung der Erfindung sind gegenüber dem AusfUhrungsbeispiel die verschiedensten Abänderungen denkbar. Beispielsweise könnte das aus Zylinder 5 und Kolben 13 gebildete Übertragungsglied ersetzt werden durch ein anderes Übertragungsglied, das allerdings immer direkt auf der sphärischen oder zumindest in ähnlicher Weise balligen Oberfläche des Rotors 3 abzustützen ist. So könnte beispielsweise an die Verwendung eines Faltenbalgs gedacht werden, der an seinen äußeren Ende mit dem Gehäuse flüssigkeitsdicht und fest verbunden ist. Auch können die Übertragungsglieder sowohl in Flucht miteinander wie auch im Stern angeordnet

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sein, und das Gehäuse, die Anzahl der Übertragungsglieder und ihre Staffelung können verschieden sein. Schließlich können sämtliche Bauelemente durch technisch gleichwertige ersetzt werden.

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Claims

ANSPRÜCHE

., jlydraulikmotor oder Pumpe mit einem exzentrisch gelagerten Rotor und etwa radial auf den Rotor wirkenden, mit der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagten Übertragungsgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden (ö) der übertragungsglieder (5,11) flächig auf dem Rotor (3) abgestützt und gegenüber den äußeren Befestigungsstellen (13) der Übertragungsglieder (5,11) in einem Gehäuse (15) schwenkbar sind.

2. Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) im Bereich (4) der Aufsetzstellen der übertragungsglieder (5»11) ballig ist.

3. Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) im Bereich (4) der Aufsetzstellen der Übertragungsglieder (5 »11 ) sphärisch ist.

4. Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsglieder (5|11) jeweils aus einem Zylinder (5) und einem Kolben (11) bestehen und daß einer dieser Teile (5,11) mittels eines Gelenks (12 - 14) an dem Gehäuse (15) ange>lenkt ist.

5. Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikflüssigkeit durch das Gelenk (12 - \k) hindurch zu- und abgeführt wird.

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" 19··' 3 '. j

ö. Hydraulikmotor oder Pumpe nach. Anspruch. ^, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil (5) auf seiner auf dem Rotor (3) abgestützten Fläche (ö) eine Öffnung aufweist, die mit dom mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Innenraum dieses Teils (5) in Flüssigkeitsverbindung steht.

7. Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil (5) eine axiale Bohrung aufweist.

8„ Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch ö oder 7>

dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Öffnung zum Rotor (3) hin geringer ist als die radiale Projektion des Querschnitts des Innenraiims.

9. Hydraulikmotor oder Pumpe nach einem der Ansprüche k bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder
(5) der innere Teil und der Kolben (il) der äuß· re Teil ist.

10. Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch 8 und 9»
dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der
axialen Bohrung des Zylinders (5) geringer ist als der Querschnitt des Zylinderraums.

11. Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) eine axiale
Bohrung (19) zur Zu- und Abführung der Hydraulikflüssigkeit aufweist.

12. Hydraulikmotor oder Pumpe nach. Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Projektion der von der Hydraulikflüssigkeit in Richtung auf den Rotor (3)

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hin belasteten Fläche des äußeren Endes des Kolbens (ii) kleiner ist als die radiale Projektion des Querschnitts des mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Innenraums.

13· Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Teile {^>) untereinander gegen ein Abheben von dem Rotor (3) verbunden s ind.

14. Hydraulikmotor oder Pumpe nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Teile (5) jeweils auf zwei gegenüberliegenden Seiten mit dem Rotor (3) abgekehrten Nasen (b",7) versehen sind und daß zwei Ringe (9|10) jeweils über eine Nase (0,7) aller inneren Teile ( ^:j) verlaufen.

15· Hydraulikmotor oder Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der auf dem Rotor (3) abgestützten Fläche (b) der Übertragungsglieder (5|11) jeweils mindestens eine vorzugsweise ringförmige Nut vorgesehen ist.

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