CH401865A - Hydraulic machine - Google Patents

Hydraulic machine

Info

Publication number
CH401865A
CH401865A CH630860A CH630860A CH401865A CH 401865 A CH401865 A CH 401865A CH 630860 A CH630860 A CH 630860A CH 630860 A CH630860 A CH 630860A CH 401865 A CH401865 A CH 401865A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
ring
piston
bearing block
eccentric
shaft
Prior art date
Application number
CH630860A
Other languages
German (de)
Inventor
George Kimsey Eric
Original Assignee
George Kimsey Eric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by George Kimsey Eric filed Critical George Kimsey Eric
Publication of CH401865A publication Critical patent/CH401865A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/047Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement the pistons co-operating with an actuated element at the outer ends of the cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/0403Details, component parts specially adapted of such engines
    • F03C1/0406Pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/0403Details, component parts specially adapted of such engines
    • F03C1/0409Cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/053Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement the pistons co-operating with an actuated element at the inner ends of the cylinders
    • F03C1/0538Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement the pistons co-operating with an actuated element at the inner ends of the cylinders the piston-driven cams being provided with inlets or outlets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Description

       

      Hydraulische    Maschine    Die Erfindung betrifft eine hydraulische Maschine  und ist auch auf hydraulische Motoren und Flüssig  keitsdruckpumpen anwendbar.  



  Es sind hydraulische Motoren mit einem Gehäuse  bekannt, welches mehrere hydraulische Zylinder, die  radial um einen freibeweglichen Lagerblock gruppiert  sind, und eine in dem genannten Gehäuse drehbar  gelagerte Welle mit einem Exzenter hat, der in einer  zylindrischen Bohrung des Lagerblocks läuft. Die  hydraulischen Zylinder sind zur     übertragung    des  Flüssigkeitsdruckes auf den Lagerblock angeordnet  und     erteilen    ihm eine Kreisbewegung mit einer re  sultierenden Drehung entweder des Exzenters mit der  Maschinenwelle oder des Maschinengehäuses und der  hydraulischen Zylinder, wobei die Welle feststehend  bleibt.  



  Solch hydraulische Motoren enthalten mecha  nische Lagerflächen wie Gleitlager     und/oder    mecha  nische Verbindungsstangen oder gleichwertige An  ordnungen, was zu einer komplizierten Konstruktion       führt.     



  Der allgemeine Zweck der vorliegenden Erfin  dung besteht darin, hydraulische Maschinen zu ver  bessern, um deren     Konstruktion    zu vereinfachen und  deren Nutzeffekt zu erhöhen.  



  Die erfindungsgemässe Maschine hat ein Gehäuse,  in welchem eine Welle drehbar gelagert ist, einen Ex  zenter an dieser Welle, einen Lagerblock in dem Ge  häuse, welcher den Exzenter umschliesst und eine  Bohrung hat, welche eine Drehung des Lagerblocks  und Exzenters relativ zueinander ermöglicht, mehrere  hydraulische Zylinder, welche radial um die     Axe     der Welle in einer gemeinsamen, zu dieser     Axe    nor  malen Ebene in einem der beiden durch das Gehäuse  und den Lagerblock gebildeten Teile angeordnet sind,  je einen in einem der Zylinder verschiebbaren hohlen    Kolben, nachgiebige Mittel, welche bestrebt sind, den  Kolben in Richtung auf den anderen der     genannten     Teile zu verschieben, einen schwebenden Ring,

   wel  cher entweder das Ende des Kolbens oder die ent  gegengesetzte Fläche des anderen der genannten bei  den Teile gleitend und dicht berührt und eine Dich  tung für die     Flüssigkeit    bildet, im     Zusammenhang     miteinander und mit dem Innenraum des Kolbens  stehende Öffnungen im Ring und dem diesem be  nachbarten Kolbenende, und einen     Durchlass    in dem  Lagerblock, durch welchen dessen Bohrung mit dem  Raum kommuniziert, welcher durch den Innenraum  des Kolbens und die     genannten    Öffnungen gebildet  ist, derart,

   dass die in den     Zylindern    nacheinander  beim Betrieb der Maschine befindliche Flüssigkeit  einen direkten Schub auf den Exzenter ausübt oder  von diesem     erfährt    ohne     übertragung    durch mechani  sche Mittel. Der genannte Ring ermöglicht es, dass  die     Druckflüssigkeit    an einer Fläche     innerhalb    des  Ringes wirkt und dadurch den Lagerblock im Gleich  gewicht hält und ist auch als Massnahme gegen  mangelhaftes     Ausgerichtetsein    der Oberfläche des  Lagerblocks und des inneren Endes des Kolbens in  bezug aufeinander vorgesehen.  



  Der genannte Ring kann einer Anzahl weiterer  Wirkungen dienlich sein:  a) wenn die     Flüssigkeit    unter Druck steht, ermög  lichen es die Öffnungen durch die Mitte des Rin  ges und den freibeweglichen Lagerblock und  den Kolben, dem Druck der Flüssigkeit, welcher  eine Belastung     verursacht,    unmittelbar am Zy  linderkopf an einem Ende und am Exzenter  durchmesser am andern Ende zu wirken;

    b) wenn die Flüssigkeit unter Druck steht, wird in  folge der drehenden Wirkung des Exzenters eine  gleitende Dichtung zwischen der Fläche des Rin-      ges und der Basis des hohlen Kolbens, wo diese  sich berühren,     hervorgerufen;     c) der Ring ist in dem freibeweglichen Lagerblock so  angeordnet, dass der Schub an der Mittellinie des  Exzenters wirkt, wenn der     Druck    der Flüssigkeit  auftritt;  d) eine Dichtung zwischen der Fläche des     Ringes     und der Basis des hohlen Kolbens ist durch An  ordnung einer geeigneten     Druckausgleichsfläche     zwischen den wirksamen Druckflächen des Rin  ges und des Kolbens erzielt.

   Diese Ausgleichs  fläche ist derart, dass eine ausreichende dichtende  Kraft zwischen der     Fläche    des Ringes und der  Basis des Kolbens ohne übermässigen mechani  schen Auflagedruck an diesem erreicht wird;  e) um annehmbare Auflagebelastungen     zwischen    den  Dichtungsflächen des Rings und der Basis des  Kolbens zu erzielen, sind Rillen oder druckent  lastende Öffnungen (Schlitze) an der Seite des  Ringes vorhanden, welche das     Druckgefälle    quer  zur Dichtungsfläche bestimmen;  f)     erforderlichenfalls    kann eine zusätzliche Auflage  fläche an dem Ring erzielt werden, indem die  Ringfläche über die     Druckentlastungsrille    hinaus  erstreckt wird.  



  Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform  der Erfindung besteht darin, dass     Druckflüssigkeit     den Zylindern durch die Maschinenwelle und eine um  schliessende Büchse zugeführt wird, welche     derart    mit  Durchlässen versehen ist. dass eine Entlastung der  Maschinenwelle und damit eine gleichmässig     ruhige     Arbeitsweise mit minimaler Abnutzung sichergestellt  sind.

   Vorzugsweise     erfolgt    das Austreten der Flüssig  keit aus den Zylindern auch durch die Maschinen  welle und die oben genannte Büchse, in welchem  Falle deren Durchlässe so angeordnet sein können,  dass lediglich durch die     Verwendung    eines einfachen       Umstellventils    und ohne irgendeine andere Um  steuerungsvorrichtung die Drehrichtung der Ma  schinenwelle oder des Maschinengehäuses     gewünsch-          tenfalls    umgesteuert werden kann.  



  In der Zeichnung sind beispielsweise einige kon  struktive     Ausführungsformen    der erfindungsgemässen  hydraulischen Maschine mit den obigen und anderen  Merkmalen dargestellt. Es zeigen:       Fig.    1 eine     Ausführungsform,    bei welcher das  Maschinengehäuse feststeht und die     Rotorwelle    ro  tiert, teils im Querschnitt und teils in Stirnansicht,       Fig.    2 einen axialen Schnitt zu     Fig.    1,       Fig.    3 einen Grundriss eines der     Druckstauringe,          Fig.    4 einen Aufriss (Schnitt) zu     Fig.    3,

         Fig.    5 eine Variante zu     Fig.    1 und 2, bei welcher  die Maschinenwelle stillsteht und das Maschinen  gehäuse drehbar     gelagert    ist, teils im Querschnitt und  teils in Stirnansicht,       Fig.    6 einen axialen Schnitt zu     Fig.    5,       Fig.    6A eine konstruktive Einzelheit dieser     Aus-          führungsform,            Fig.7    eine weitere Variante zu     Fig.    1 in me  chanisch invertierter Ausführung, teils im Querschnitt  und teils in Seitenansicht,       Fig.    8 einen axialen Schnitt zu     Fig.    7,

         Fig.9    einen teilweisen Querschnitt durch eine  Ausführungsform der Maschine mit einer modifizier  ten Form des     Ringes,          Fig.    10 einen teilweisen Querschnitt durch eine       Ausführungsform    der Maschine mit noch einer ande  ren     modifizierten    Form des Ringes.    In den verschiedenen Figuren der Zeichnung  sind dieselben bzw. einander entsprechende Teile mit  denselben Bezugszeichen bezeichnet.  



  In der in     Fig.    1 und 2 dargestellten hydraulischen       Maschine    ,sind fünf hydraulische Zylinder 1 radial  um die     Axe    der Motorwelle 7 in einer gemeinsamen  Ebene normal zu dieser     Axe        gruppiert.    (Diese Ebene  wird im folgenden     Hauptquerschnittsebene    der Ma  schine genannt.) Diese Zylinder sind ortsfest in einem  Maschinengehäuse 2 gehalten, welches in Stirnan  sicht im wesentlichen die Form eines Fünfecks hat  und zwei Naben 3, 4 aufweist, welche Lager 6,  6 für die Maschinenwelle 7 bilden.

   Diese Welle hat  einen Exzenter 8, welcher auf die Zylinder l aus  gerichtet und in der zylindrischen     Bohrung    9 eines  Lagerblocks 10 drehbar angeordnet ist. Der Lager  block 10 hat in Stirnansicht auch die Form eines       regelmässigen    Fünfecks, dessen     Zentrum    jedoch mit  der     Axe    der Exzentrizität des Exzenters zusammen  fällt.  



  In jedem hydraulischen Zylinder 1 ist ein hohler  Kolben 11 mit flachem Boden verschiebbar. Die  innere Endfläche 12 jedes der Kolben liegt zwang  läufig dicht an einer der Seiten des fünfseitigen Lager  blockes 10 an, indem eine Schraubenfeder 13 mit  ihrem äusseren Ende an den Kopf des Zylinders und  mit ihrem inneren Ende an eine innere     Schulter    14  des     Kolbens    drückt. Eine zentral in der     Endfläche     12 jedes Kolbens 11 angeordnete Öffnung 44 kommu  niziert mit dem Hohlraum 45 des Kolbens und ist zu  diesem koaxial.

   In den Lagerblock ist für jeden Kol  ben 11 ein Ring 15 eingesetzt, und die zentrale Öff  nung 46 im Ring 15 ist koaxial zur Öffnung 44 in  der Endfläche 12 des Kolbens 11, wenn letzterer die  Stellung einnimmt, in welcher er am weitesten in  seinem Zylinder 1 hineingeschoben ist, das ist die  Stellung, in welcher sich der Kolben 11 des in     Fig.    1  obersten Zylinders 1 befindet. Jeder Ring hat eine  wirksame Fläche, als welche die     Fläche    aufgefasst  werden soll, die zum Durchmesser D in     Fig.    4 gehört,  die nicht grösser ist als die der     Zylinderbohrung.    Je  der Ring ist in einer     Aussparung    des fünfseitigen  Lagerblocks in begrenztem Masse der Grössenord  nung einiger Tausendstel von 25 mm beweglich.

   Der  frei bewegliche Lagerblock und der Ring sind     mittels     einer geeigneten Dichtung 16 gegeneinander ab  gedichtet. Schrauben 43 halten die Ringe in ihrer  Stellung, ohne die oben     erwähnte    Beweglichkeit zu  stören.      Fünf radiale Durchlässe 17, die in der oben ge  nannten     Hauptquerschnittsebene    angeordnet sind, er  strecken sich von der zylindrischen Bohrung 9 des  fünfseitigen Lagerblocks 10 je zu einer der fünf  Seiten des Blockes und damit zum     Innern    des zu  gehörigen hydraulischen Zylinders 1.

   In derselben       Hauptquerschnittsebene    ist der     Umfang    des Exzenters  8 auf der Maschinenwelle 7 mit zwei einander gegen  über angeordneten, bogenförmig verlaufenden Nuten  18, 19 versehen, die an beiden Enden durch Stege  20, 21 getrennt sind, die     Verschlussmittel    darstellen,  welche die oben genannten radialen Durchlässe 17  zudecken und freigeben, wenn der Exzenter und die  Maschinenwelle rotieren.  



  Zwei Kanäle 22, 23 erstrecken sich längs der Ma  schinenwelle 7 parallel zu deren     Axe.    Diese Kanäle  sind je an einem Ende mit einer der vorerwähnten  bogenförmig verlaufenden Nuten 18, 19 des Ex  zenters 8 und je am andern Ende mit einer von zwei  Ringnuten 24, 25 verbunden, die einander benach  bart in der Maschinenwelle gebildet sind. Eine Büchse  26 umgibt diesen Endteil der Maschinenwelle in einer  der Naben des Maschinengehäuses. Diese Büchse  hat eine Anzahl radiale Durchlässe 27, 28, durch  welche Flüssigkeit von einem kreisförmigen Teil in  der Nabe 4 zu den Ringnuten 24, 25     fliessen    kann.  Elastische Dichtungen 29 sind um den Umfang der  Büchse eingefügt, um eine eventuelle Exzentrizität  oder Reibung bzw. Abnutzung, die auftreten könnten,  aufzunehmen.

   Zwei radiale Öffnungen 30, 31     erstrek-          ken    sich durch die Gehäusenabe 4 je in einen re  duzierten Teil der Büchse 26. Diese Öffnungen sind  mit Gewinde zum Abschluss von Leitungen versehen.  



  Wenn die Öffnung 31 als     Einlassöffnung    ver  wendet wird, fliesst das einströmende Öl durch den  Kanal 22 in die bogenförmig verlaufende Nut 18,  dann durch den     Durchlass    17, die Öffnung 46 des  Ringes 15 und die Öffnung 44 in der inneren     Enfläche     des hohlen Kolbens 11 in den     Kolben-Hohlraum     45. Die Öffnungen 46 und 44     schliessen    aneinander  und an den     Kolben-Hohlraum    45 an.

   Der     Druck    des  im hohlen Zylinder 11 gelangten Öls wirkt an einem  Ende auf die Innenfläche des Zylinderdeckels und  am anderen Ende auf die Mittellinie des Exzenters 8  und bewirkt, dass die Welle     rotiert.    Die Dichtungs  fläche zwischen dem Kolben 11 und dem Ring 15  ermöglicht eine unbedeutende Ölströmung in das  Maschinengehäuse 2. Wenn die Maschinenwelle 7  rotiert, schliessen und öffnen die Stege 20 die Durch  lässe 17 und ermöglichen es dem Öl, entweder in den  Zylinder 1 hinein oder aus diesem heraus zu fliessen.

    Das Öl fliesst aus dem Raum 45 des Kolbens 11 durch  die genannte Öffnung 44 bzw. 46, die im Zusammen  hang mit dem Hohlraum und miteinander in der  inneren     Endfläche    12 des Kolbens 11 stehen und  durch den Ring 15 in die bogenförmig verlaufende  Nut 19, durch den Kanal 23 und durch die Öffnung  30 heraus.  



  Schliesslich     kommuniziert    das Innere des Ma  schinengehäuses durch einen     radialen        Durchlass,    wel-         cher    dem Exzenter benachbart ist, und einen axialen  Kanal in der     Maschinenwelle    mit einem     Ableitungs-          anschluss    32 in einem Stirndeckel     einer    der Gehäuse  naben.  



  Bei der beschriebenen     Konstruktion    ist die An  ordnung der     Durchlässe    sehr einfach, und da     die     Büchse vorgesehen ist, wird eine Entlastung der unter  Druck stehenden Maschinenwelle erzielt. Es sind  keine Verbindungsstangen vorhanden, was ebenfalls  zur Vereinfachung führt.

   Indem die radialen Öff  nungen 30, 31 durch ein     Umsteuerventil    mit der Zu  fuhr der Druckflüssigkeit und dem Sumpf verbunden  werden, kann weiterhin eine     Umsteuerung    der Dreh  richtung der Motorwelle     gewünschtenfalls    bewirkt  werden, ohne dass irgendeine andere     Umsteuerungs-          vorrichtung        erforderlich    ist.  



  Die im Betrieb der Maschine jedem Zylinder 1  zugeführte Druckflüssigkeit übt     einen    solchen Schub  aus, dass dem Druck auf den Lagerblock 10 der     Druck     auf die Unterseite des Blockes entgegenwirkt, was  dann wieder auf den Exzenter 8     wirkt    und eine Dre  hung desselben und der     Maschinenwelle    7 verursacht.       Während    dieser Drehung wird jeder Zylinder nach  einanderfolgend von der Zufuhr getrennt und zur       Auslassleitung    geöffnet.

   Die Kolben 11     in    den hydrau  lischen     Zylindern    haben jederzeit während ihrer Be  wegung dichtgleitende Berührung, welche mit ihnen  durch die im Lagerblock untergebrachten Ringe her  gestellt wird.    Die     bevorzugte    Form des Ringes ist in     Fig.    3 und  4 gezeigt, aus denen ersichtlich ist, dass die Dichtungs  fläche eine Umfangsrille 40 hat, von welcher     Auslass-          rillen    41 zum äusseren Rand der Fläche erstreckt sind,  durch welche der Druckabfall längs der genannten  Fläche beherrscht wird.    Bei der in     Fig.    5, 6 und 6A gezeigten Ausfüh  rungsform sind die Maschinenwelle 7 feststehend und  das Maschinengehäuse 2 drehbar angeordnet.

   Die Zu  fuhr der Druckflüssigkeit erfolgt durch Kanäle 22A,  23A in der Welle, und de Anordnung ist so, dass bei  rotierendem Maschinengehäuse auch der Lagerblock  10 um den Exzenter 8 rotiert, welcher     stillsteht.    Die  Konstruktion ist, abgesehen von den     eben    erwähnten  Merkmalen, ähnlich der zuerst beschriebenen Aus  führungsform.  



  Nach     Fig.    7 und 8 sind die Zylinder 1 im Lager  block 10 enthalten, statt vom Maschinengehäuse 2 ge  tragen zu sein, an welchem jedoch innere     Widerlager     42 befestigt sind, deren jedes eine Aussparung zur  Aufnahme des     Ringes    15 und des Dichtungsringes 16  hat. Wie     ersichtlich,    ist diese Anordnung     lediglich     die mechanische Umkehrung derjenigen nach     Fig.    5,  6 und 6A, und die Wirkungsweise ist ähnlich der unter  Bezugnahme auf diese Figuren bereits beschriebenen.  



  Die in     Fig.    9 gezeigte Variante der Ringe ist tiefer  gebaut als die Aussparung im Lagerblock und hat  einen äusseren Flansch 15A, welcher     an    der zugeord  neten Fläche des Lagerblocks 10     ausserhalb    der Aus  sparung im     letzteren,    in welche der Teil 15 des Rin-      ges hineinragt und welche den Dichtungsring 16 ent  hält, anliegt.  



  In der in     Fig.10    gezeigten anderen Variante der  Ringanordnung greift jeder solcher Ring 15 in eine  Vertiefung in dem zugehörigen Teil 12 des Kolbens 11  und stösst an der Fläche des Lagerblocks 10. Der  Dichtungsring 16 ist in dieser Vertiefung im Ende 12  des Kolbens 11 angeordnet.  



  Wie ersichtlich, übt bei allen beschriebenen und  dargestellten Ausführungsformen der Erfindung die  den Zylindern der Maschine     zugeführte    Druckflüssig  keit einen direkten Schub auf den Exzenter aus, ohne  dass Verbindungsstangen oder dergleichen dazwischen  sind, und ohne dass äussere Hochdruckdichtungen  nötig sind.  



  Die     Erfindung    ist nicht auf die beschriebenen  und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Bei  spielsweise kann die Maschine abweichend von den       gezeigten    fünf     Zylindern    auch eine andere Anzahl  hydraulischer     Zylinder    haben.



      Hydraulic machine The invention relates to a hydraulic machine and is also applicable to hydraulic motors and liquid pressure pumps.



  Hydraulic motors are known with a housing which has a plurality of hydraulic cylinders which are grouped radially around a freely movable bearing block and a shaft which is rotatably mounted in said housing and has an eccentric which runs in a cylindrical bore of the bearing block. The hydraulic cylinders are arranged to transmit the fluid pressure to the bearing block and give it a circular motion with a re sulting rotation of either the eccentric with the machine shaft or the machine housing and the hydraulic cylinder, the shaft remaining stationary.



  Such hydraulic motors contain mechanical bearing surfaces such as sliding bearings and / or mechanical connecting rods or equivalent arrangements, which leads to a complicated construction.



  The general purpose of the present invention is to improve hydraulic machines to simplify their construction and increase their efficiency.



  The machine according to the invention has a housing in which a shaft is rotatably mounted, an eccentric on this shaft, a bearing block in the housing, which encloses the eccentric and has a bore which allows the bearing block and eccentric to rotate relative to one another, several Hydraulic cylinders, which are arranged radially around the axis of the shaft in a common plane, normal to this axis, in one of the two parts formed by the housing and the bearing block, each having a hollow piston displaceable in one of the cylinders, resilient means which strive are to move the piston towards the other of the named parts, a floating ring,

   wel cher either the end of the piston or the opposite surface of the other of the mentioned in the parts slidingly and tightly touches and a log device for the liquid forms, in connection with each other and with the interior of the piston openings in the ring and this be adjacent Piston end, and a passage in the bearing block, through which the bore communicates with the space which is formed by the interior of the piston and the openings mentioned, such as

   that the liquid in the cylinders one after the other during operation of the machine exerts a direct thrust on the eccentric or experiences it from it without being transmitted by mechanical cal means. Said ring enables the pressure fluid to act on a surface within the ring and thereby keeps the bearing block in balance and is also provided as a measure against poor alignment of the surface of the bearing block and the inner end of the piston with respect to one another.



  Said ring can serve a number of other effects: a) When the liquid is under pressure, the openings through the center of the ring and the freely movable bearing block and piston make it possible directly to the pressure of the liquid causing a load to act on the cylinder head at one end and on the eccentric diameter at the other end;

    b) when the liquid is under pressure, as a result of the rotating action of the eccentric, a sliding seal is created between the surface of the ring and the base of the hollow piston where they meet; c) the ring is arranged in the freely movable bearing block so that the thrust acts on the center line of the eccentric when the pressure of the liquid occurs; d) a seal between the surface of the ring and the base of the hollow piston is achieved by arranging a suitable pressure compensation surface between the effective pressure surfaces of the ring and the piston.

   This compensation surface is such that a sufficient sealing force is achieved between the surface of the ring and the base of the piston without excessive mechanical pressure on this; e) in order to achieve acceptable bearing loads between the sealing surfaces of the ring and the base of the piston, grooves or pressure relief openings (slots) are provided on the side of the ring, which determine the pressure gradient across the sealing surface; f) if necessary, an additional bearing surface can be achieved on the ring by extending the ring surface beyond the pressure relief groove.



  Another feature of an embodiment of the invention is that pressure fluid is fed to the cylinders through the machine shaft and a surrounding sleeve which is provided with passages in this way. that a relief of the machine shaft and thus an evenly quiet way of working with minimal wear are ensured.

   The liquid is preferably also exited from the cylinders through the machine shaft and the above-mentioned bushing, in which case their passages can be arranged in such a way that the direction of rotation of the machine shaft can be controlled simply by using a simple changeover valve and without any other control device or the machine housing can be reversed if desired.



  In the drawing, for example, some constructive embodiments of the inventive hydraulic machine with the above and other features are shown. 1 shows an embodiment in which the machine housing is stationary and the rotor shaft rotates, partly in cross-section and partly in an end view, FIG. 2 shows an axial section to FIG. 1, FIG. 3 shows a plan view of one of the pressure retaining rings, FIG. 4 shows an elevation (section) of FIG. 3,

         5 shows a variant of FIGS. 1 and 2, in which the machine shaft is stationary and the machine housing is rotatably mounted, partly in cross-section and partly in an end view, FIG. 6 shows an axial section to FIG. 5, FIG. 6A shows a structural detail of this embodiment, FIG. 7 shows a further variant of FIG. 1 in a mechanically inverted design, partly in cross section and partly in side view, FIG. 8 shows an axial section of FIG. 7,

         9 shows a partial cross section through an embodiment of the machine with a modified form of the ring, FIG. 10 shows a partial cross section through an embodiment of the machine with yet another modified form of the ring. In the various figures of the drawing, the same or corresponding parts are denoted by the same reference symbols.



  In the hydraulic machine shown in FIGS. 1 and 2, five hydraulic cylinders 1 are grouped radially around the axis of the motor shaft 7 in a common plane normal to this axis. (This plane is called the main cross-sectional plane of the machine in the following.) These cylinders are held stationary in a machine housing 2, which in front view essentially has the shape of a pentagon and has two hubs 3, 4, which bearings 6, 6 for the machine shaft 7 form.

   This shaft has an eccentric 8 which is directed towards the cylinder l and is rotatably arranged in the cylindrical bore 9 of a bearing block 10. The bearing block 10 also has the shape of a regular pentagon in front view, the center of which, however, coincides with the axis of the eccentricity of the eccentric.



  In each hydraulic cylinder 1, a hollow piston 11 with a flat bottom is displaceable. The inner end surface 12 of each of the pistons is inevitably tight against one of the sides of the five-sided bearing block 10 by a coil spring 13 presses with its outer end on the head of the cylinder and with its inner end on an inner shoulder 14 of the piston. A centrally located in the end face 12 of each piston 11 opening 44 communicates with the cavity 45 of the piston and is coaxial therewith.

   In the bearing block for each Kol ben 11 a ring 15 is used, and the central Publ opening 46 in the ring 15 is coaxial with the opening 44 in the end face 12 of the piston 11 when the latter is in the position in which it is furthest in its cylinder 1 is pushed in, that is the position in which the piston 11 of the cylinder 1 at the top in FIG. 1 is located. Each ring has an effective area, which is to be understood as the area which belongs to the diameter D in FIG. 4, which is not larger than that of the cylinder bore. Each ring is movable in a recess of the five-sided bearing block to a limited extent of the order of a few thousandths of 25 mm.

   The freely movable bearing block and the ring are sealed against each other by means of a suitable seal 16. Screws 43 hold the rings in place without disturbing the mobility mentioned above. Five radial passages 17, which are arranged in the above-mentioned main cross-sectional plane, it extend from the cylindrical bore 9 of the five-sided bearing block 10 to one of the five sides of the block and thus to the interior of the associated hydraulic cylinder 1.

   In the same main cross-sectional plane, the circumference of the eccentric 8 on the machine shaft 7 is provided with two oppositely arranged, arcuate grooves 18, 19, which are separated at both ends by webs 20, 21, which represent closure means, which the above-mentioned radial passages 17 cover and release when the eccentric and the machine shaft rotate.



  Two channels 22, 23 extend along the machine shaft 7 parallel to its axis. These channels are each connected at one end to one of the aforementioned arcuate grooves 18, 19 of the Ex center 8 and each at the other end with one of two annular grooves 24, 25 which are formed neighbors in the machine shaft. A sleeve 26 surrounds this end part of the machine shaft in one of the hubs of the machine housing. This sleeve has a number of radial passages 27, 28 through which liquid can flow from a circular part in the hub 4 to the annular grooves 24, 25. Resilient seals 29 are fitted around the circumference of the sleeve to accommodate any eccentricity or friction or wear that may occur.

   Two radial openings 30, 31 each extend through the housing hub 4 into a reduced part of the sleeve 26. These openings are provided with threads to terminate lines.



  If the opening 31 is used as an inlet opening, the inflowing oil flows through the channel 22 into the arcuate groove 18, then through the passage 17, the opening 46 of the ring 15 and the opening 44 in the inner end surface of the hollow piston 11 in FIG the piston cavity 45. The openings 46 and 44 connect to one another and to the piston cavity 45.

   The pressure of the oil that has entered the hollow cylinder 11 acts on the inner surface of the cylinder cover at one end and on the center line of the eccentric 8 at the other end and causes the shaft to rotate. The sealing surface between the piston 11 and the ring 15 allows an insignificant flow of oil into the machine housing 2. When the machine shaft 7 rotates, the webs 20 close and open the passages 17 and allow the oil either into the cylinder 1 or out to flow out of this.

    The oil flows from the space 45 of the piston 11 through said opening 44 and 46, which are in connection with the cavity and with each other in the inner end surface 12 of the piston 11 and through the ring 15 in the arcuate groove 19 through the channel 23 and through the opening 30 out.



  Finally, the interior of the machine housing communicates through a radial passage, which is adjacent to the eccentric, and an axial channel in the machine shaft with a discharge connection 32 in an end cover of one of the housing hubs.



  In the construction described, the arrangement of the passages is very simple, and since the sleeve is provided, the pressurized machine shaft is relieved. There are no connecting rods, which also leads to simplification.

   Since the radial openings 30, 31 are connected by a reversing valve to the supply of the pressure fluid and the sump, the direction of rotation of the motor shaft can also be reversed if desired without any other reversing device being required.



  The hydraulic fluid supplied to each cylinder 1 during operation of the machine exerts such a thrust that the pressure on the bearing block 10 is counteracted by the pressure on the underside of the block, which then again acts on the eccentric 8 and causes the same and the machine shaft 7 to rotate . During this rotation, each cylinder is successively disconnected from the supply and opened to the exhaust line.

   The pistons 11 in the hydraulic cylinders have tight sliding contact at any time during their movement, which is made with them by the rings housed in the bearing block. The preferred shape of the ring is shown in FIGS. 3 and 4, from which it can be seen that the sealing surface has a circumferential groove 40, from which outlet grooves 41 extend to the outer edge of the surface through which the pressure drop along said surface is controlled. In the embodiment shown in Fig. 5, 6 and 6A, the machine shaft 7 is fixed and the machine housing 2 is rotatably arranged.

   The pressure fluid is supplied through channels 22A, 23A in the shaft, and the arrangement is such that when the machine housing rotates, the bearing block 10 also rotates around the eccentric 8, which is stationary. The construction is, apart from the features just mentioned, similar to the embodiment described first.



  According to Fig. 7 and 8, the cylinder 1 are contained in the bearing block 10, instead of being carried by the machine housing 2 ge, to which, however, inner abutments 42 are attached, each of which has a recess for receiving the ring 15 and the sealing ring 16. As can be seen, this arrangement is merely the mechanical reverse of that of FIGS. 5, 6 and 6A and the operation is similar to that already described with reference to these figures.



  The variant of the rings shown in Fig. 9 is built deeper than the recess in the bearing block and has an outer flange 15A, which on the associated surface of the bearing block 10 outside the recess in the latter, into which the part 15 of the ring protrudes and which holds the sealing ring 16 is applied.



  In the other variant of the ring arrangement shown in FIG. 10, each such ring 15 engages in a recess in the associated part 12 of the piston 11 and abuts the surface of the bearing block 10. The sealing ring 16 is arranged in this recess in the end 12 of the piston 11 .



  As can be seen, in all of the described and illustrated embodiments of the invention, the pressure fluid supplied to the cylinders of the machine exerts a direct thrust on the eccentric without connecting rods or the like in between and without the need for external high-pressure seals.



  The invention is not limited to the described and illustrated embodiments. For example, the machine can have a different number of hydraulic cylinders than the five cylinders shown.


    

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Hydraulische Maschine, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, in welchem eine Welle drehbar gelagert ist, einen Exzenter an dieser Welle, einen Lagerblock in dem Gehäuse, welcher den Exzenter umschliesst und eine Bohrung hat, welche eine Drehung des Lager blocks und Exzenters relativ zueinander ermöglicht, mehrere hydraulische Zylinder, welche radial um die Axe der Welle in einer gemeinsamen, zu dieser Axe normalen Ebene in einem der beiden durch das Gehäuse und den Lagerblock gebildeten Teile ange ordnet sind, je einen in einem der Zylinder verschieb baren hohlen Kolben, nachgiebige Mittel, welche be strebt sind, PATENT CLAIM Hydraulic machine, characterized by a housing in which a shaft is rotatably mounted, an eccentric on this shaft, a bearing block in the housing which encloses the eccentric and has a bore which enables the bearing block and eccentric to rotate relative to one another, several hydraulic cylinders, which are arranged radially around the axis of the shaft in a common plane normal to this axis in one of the two parts formed by the housing and the bearing block, each with a hollow piston displaceable in one of the cylinders, flexible means, who strive den Kolben in Richtung auf den anderen der genannten Teile zu verschieben, einen schweben den Ring, welcher entweder das Ende des Kolbens oder die entgegengesetzte Fläche des anderen der genannten beiden Teile gleitend und dicht berührt und eine Dichtung für die Flüssigkeit bildet, im Zu sammenhang miteinander und mit dem Innenraum des Kolbens stehende Öffnungen im Ring und dem diesem benachbarten Kolbenende, und einen Durch lass in dem Lagerblock, durch welchen dessen Boh rung mit dem Raum kommuniziert, welcher durch den Innenraum des Kolbens und die genannten Öff nungen gebildet ist, derart, to move the piston in the direction of the other of said parts, a float the ring, which either the end of the piston or the opposite surface of the other of said two parts slidingly and tightly contacts and forms a seal for the liquid, in relation to each other and with the interior of the piston standing openings in the ring and the piston end adjacent to it, and a passage in the bearing block, through which its Boh tion communicates with the space which is formed by the interior of the piston and said openings, such as dass die in den Zylindern nacheinander beim Betrieb der Maschine befindliche Flüssigkeit einen direkten Schub auf den Exzenter ausübt oder von diesem erfährt, ohne Übertragung durch mechanische Mittel. UNTERANSPRÜCHE 1. Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der andere der beiden Teile eine Aussparung hat, welche den Ring aufnimmt, und ein Dichtungsglied enthält, welches eine Dichtung zwi- schen dem Ring und der Wand der Aussparung be wirkt. 2. that the liquid located one after the other in the cylinders during operation of the machine exerts a direct thrust on the eccentric or experiences it from it, without transmission by mechanical means. SUBClaims 1. Machine according to claim, characterized in that the other of the two parts has a recess which receives the ring and contains a sealing member which acts as a seal between the ring and the wall of the recess. 2. Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Ring an seiner am Kolben anliegenden Fläche eine Umfangsnut hat, von welcher sich Auslassrillen zum äusseren Rand dieser Fläche erstrecken, um die Druckdichtungsfläche und das Druckgefälle an dieser Fläche zu beherrschen. 3. Maschine nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Dichtungsglied um den Um fang des genannten Ringes an dessen am Boden der Aussparung anliegenden Seite angeordnet ist. 4. Maschine nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zylinder in dem Gehäuse an geordnet sind, der Ring tiefer als die Aussparung ist und ein Umfangsflansch des Ringes an der Ober fläche des Lagerblocks um die Aussparung herum anliegt. 5. Machine according to patent claim, characterized in that the ring has a circumferential groove on its surface resting on the piston, from which outlet grooves extend to the outer edge of this surface in order to control the pressure sealing surface and the pressure gradient on this surface. 3. Machine according to dependent claim 1, characterized in that the sealing member is arranged around the order catch of said ring on the side adjacent to the bottom of the recess. 4. Machine according to dependent claim 1, characterized in that the cylinders are arranged in the housing, the ring is deeper than the recess and a peripheral flange of the ring on the upper surface of the bearing block rests around the recess. 5. Maschine nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zylinder in dem Lagerblock angeordnet sind und die genannten Aussparungen in an den Zylindern gegenüberliegenden Flächen von Wid'erlagern an der Innenseite des Gehäuses ge bildet sind und an die Zylinder anschliessen. 6. Machine according to dependent claim 1, characterized in that the cylinders are arranged in the bearing block and said recesses are formed in opposing surfaces on the cylinders of counter bearings on the inside of the housing and adjoin the cylinders. 6th Maschine nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter an seiner Umfangsfläche und in der genannten ge meinsamen Ebene zwei einander gegenüber angeord nete Nuten, Stege zwischen benachbarten Enden die ser Nuten zum nacheinanderfolgenden Zu- und Auf decken der Durchlässe bei einer relativen Rotation zwischen Lagerblock und Exzenter, ein Ende der Welle zwei einander benachbarte Ringnuten und zwei zur Axe der Welle parallele Kanäle hat, deren jeder eine der genannten Nuten mit einer der Ringnuten verbindet, eine Büchse auf der Welle über den Ring nuten angeordnet und mit Durchlässen versehen ist, welche mit den Ringnuten in Verbindung stehen, das Gehäuse eine Nabe mit zwei radialen Öffnungen hat, Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the eccentric on its circumferential surface and in the said common plane two mutually angeord designated grooves, webs between adjacent ends of these grooves for successive cover and uncover the passages at a relative Rotation between the bearing block and the eccentric, one end of the shaft has two adjacent annular grooves and two channels parallel to the axis of the shaft, each of which connects one of the said grooves with one of the annular grooves, a bushing on the shaft over the annular grooves and provided with passages which are in communication with the annular grooves, the housing has a hub with two radial openings, deren eine mit einer Flüssigkeitszuleitung und deren andere mit einem Sumpf verbunden ist, und deren jede mit einer der Ringnuten in Verbindung steht, das Ganze derart, dass durch eine der radialen Öff nungen zugeführte Flüssigkeit einem Zylinder nach dem anderen der Reihe nach zugeführt wird und einen direkten Schub ohne Übertragung durch me chanische Mittel auf den Exzenter ausübt. 7. Maschine nach Unteranspruch 6, gekenn zeichnet durch zwischen den radialen Öffnungen einerseits und der Flüssigkeitszuleitung sowie dem Sumpf anderseits angeordnete Mittel zum Umkeh ren der Ströhmungsrichtung, um die Welle in jeder Richtung zu rotieren. B. one of which is connected to a liquid supply line and the other to a sump, and each of which is connected to one of the annular grooves, the whole in such a way that liquid supplied through one of the radial openings is supplied to one cylinder after the other and one after the other direct thrust without transmission by mechanical means exerts on the eccentric. 7. Machine according to dependent claim 6, marked is characterized by means arranged between the radial openings on the one hand and the liquid supply line and the sump on the other hand for reversing the flow direction to rotate the shaft in each direction. B. Maschine nach Unteranspruch 6, gekenn zeichnet durch um den Umfang der Büchse angeord nete nachgiebige Dichtungsorgane zum Ausgleich von Ausrichtungsfehlern durch Abnutzung der Muffe. Machine according to dependent claim 6, characterized by the circumference of the bushing angeord designated flexible sealing members to compensate for misalignment caused by wear of the sleeve.
CH630860A 1959-06-04 1960-06-02 Hydraulic machine CH401865A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1915559 1959-06-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH401865A true CH401865A (en) 1965-10-31

Family

ID=10124663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH630860A CH401865A (en) 1959-06-04 1960-06-02 Hydraulic machine

Country Status (3)

Country Link
BE (1) BE591496A (en)
CH (1) CH401865A (en)
DE (1) DE1261761B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1128257B (en) * 1979-03-31 1986-05-28 Sauer Uk Ltd FLUID PRESSURE MACHINE PARTICULARLY PUMP OR MOTOR WITH ORBITANT CYLINDER BLOCK
DE102006043289A1 (en) 2006-09-14 2008-03-27 Zf Friedrichshafen Ag Hydrostatic-mechanical transmission
DE102006043290A1 (en) * 2006-09-14 2008-03-27 Zf Friedrichshafen Ag Hydrostatic-mechanical transmission

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR465408A (en) * 1913-10-27 1914-04-16 Leon Dufour Cylinder pump grouped radially around a distributor shaft
US2054110A (en) * 1930-08-19 1936-09-15 William O Worth Engine or pump
DE869154C (en) * 1944-07-07 1953-03-02 Vorrichtungsbau Hueller Piston pump with cylinders arranged in a star shape and adjustable delivery rate
DE870065C (en) * 1950-01-20 1953-03-09 Juan Martorell Aluja Rotary pump
DE1006262B (en) * 1954-11-24 1957-04-11 Georg Wiggermann Device for multi-cylinder oil pumps with a rotating cylinder body

Also Published As

Publication number Publication date
DE1261761B (en) 1968-02-22
BE591496A (en) 1960-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0102915B1 (en) Radial-piston hydraulic engine
DE2839662A1 (en) SWASHPLATE COMPRESSOR
DE2038965A1 (en) Hydraulic motor
DE3730655C2 (en)
DE1528371A1 (en) Hydraulic machine that can be used as a motor or pump
DE2654127C2 (en) High pressure liquid pump
DE1172127B (en) A hydrostatic motor built into a vehicle wheel
DE2137537C3 (en) Control for a hydrostatic piston engine
DE2303214A1 (en) FLUID PUMP OR -MOTOR OR COMBUSTION ENGINE
DE3904944C2 (en) Hydrostatic transmission
DE2614471A1 (en) ROTARY LISTON MACHINE
CH401865A (en) Hydraulic machine
DE968651C (en) Swash plate engine
DE820430C (en) Hydraulic motor
DE877551C (en) Circulation pump
DE2010365A1 (en) Piston shoe for axial piston machines
DE1148426B (en) Hydraulic transmission
DE2137543B2 (en) Hydrostatic piston engine
DE2159418A1 (en) Axial piston machine
DE19653591C1 (en) Fluid distributor for hydraulic, radial piston-type pump or motor
DE2131496B2 (en) Hydraulic piston machine with radially arranged pistons
DE1924416A1 (en) Hydraulic swash plate machine
AT218813B (en) Hydraulic motor
DE69100144T2 (en) Pressurized fluid device with a special arrangement of the fluid supply channels for the cylinder.
DE1959739C (en) Hydrostatic clutch with variable starting torque