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
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ist. In Fig. 1 steht der Kolben 10 auf einem Nockengipfel mit der Teilung t zwischen den Nockengipfeln. Der Kolben 12 steht um
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gegenüber seinem Nockengipfel und der Kolben 11 steht um
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gegenüber seinem Nockengipfel verschoben.
Aus Fig. I geht hervor, dass die Teilung zwischen dem Schieber und dem zugehörigen Kolben
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ist, d. h. eine Verschiebung von
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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.
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gegenüber dem Kolben 10 verschoben und dessen Schieber 15 verbindet den Kol ben 12 mit dem Druckanschluss A. Der Kolben 11 steht um
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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 Kolben<B>C</B> 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 Kolben<B>C</B>, D' und E' wäh rend der gesamten Zeit mit dem Kanal B verbunden sein. Weil es sich um drei mit um
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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.
Hydraulic low-speed motor The present invention relates to a hydraulic low-speed motor of the radial piston type with an inner ring mounted in an outer ring by means of a ball ring.
Such a motor can be used for various purposes, for example as a rotary bearing, a turntable or as a hydraulic rotating device for a load-bearing lifting element of loading cranes. But it can also be used solely as a hydraulic Mo tor, for example on winches, drive wheels, etc., application. The object of the invention is to create a compact construction in which a hydraulic drive device with a large torque can be accommodated, the various hydraulic components being sealed in such a way that no significant leakage occurs.
The characteristic of the invention is that one of the two rings is equipped with a cam track and that the second ring is provided with pistons and these control the slides, which pistons and slides work together with the cam track by means of fluid pressure and / or by means of spring action, The angle between the piston on the one hand and the slide belonging to it on the other hand is selected such that the control edges of the slide in the closed position overlap the feed line to the associated piston,
so that the connection with the pressure connections of the hydraulic motor is completely interrupted and that the associated piston (s) passes an extreme point of the cam path during the overlap time of the slide.
In the following the invention is described with reference to the attached drawings, for example. 1 shows a hydraulic motor in its simplest form with three pistons and three slides; FIG. 2 shows a section along the line 11-II in FIG. 1; 3 shows a section along the line III-111 in FIG. 1; 4 shows an enlarged view of part of the cam track; 5 shows an embodiment of a hydraulic motor in which each slide controls three pistons which rotate 360 ':
3 = 120 'are arranged shifted in such a way that they balance each other; 6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 5; 7 shows a section along the line ', # -' II-VII in FIG. 5; Fig. 8 a hydraulic motor for several Ge speeds, in which two slides are arranged, wherein the one slide controls one piston and the second slide controls two pistons, and Figure 9 shows a section along the line IX-IX in Fig. B.
In Fig. 1, a hydraulic motor is shown in its simplest and best understandable embodiment with three pistons 10, 11 and 12 and three slides 13, 14 and 15. Each slide actuates a piston and works so that its roller 16 crosses the imaginary arc 0, i.e. H. represents that line which unites the inwardly directed peaks of the cam track 17 with one another. In this position, the slide blocks access to the piston, while the roller 20 of the piston passes a cam top 18 or a cam bottom 19 on the cam track 17.
Both the summit 18 and the bottom 19 of the cam track 17 are flattened in such a way that, for example, when the slide closes when passing the 0 position, the radial movements of the piston cease. Any oil seeping out into the 0 position of the slide is prevented by the fact that it blocks the supply line to the piston with a positive overlap.
The cam curve section c (Fig. 4) is formed between the flattened sections a and b after the radius Ro (Fig. 4), which indicates the 0 position, so that the two rollers 16 and 20 on the slides or the piston execute an approximately sinusoidal movement on the distance t (= one cam division) between the cam top and the cam bottom. In contrast, this curve is flattened at the extreme.
The slide is reversed where the curve is steepest, i.e. H. has its greatest angle of inclination. With n pistons, each of the pistons assumes a position relative to the cam track with respect to the adjacent pistons, which position is shifted with respect to the pitch t of the cam track
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is. In Fig. 1, the piston 10 stands on a cam peak with the pitch t between the cam peaks. The piston 12 is around
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opposite its cam apex and the piston 11 is around
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displaced from its cam apex.
From Fig. I it can be seen that the division between the slide and the associated piston
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is, d. H. a shift of
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compared to the position of the piston in question on the cam track. According to FIG. 1, the slide 13 happens to be in such a position that the center of the roller 16 of the same passes the 0 line of its sinusoidal path. The slide 13 is closed during this time in which the piston 10 passes the flat area b with the radius R 4.
The piston 12 is one third of the cam pitch t, i.e. H.
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moved relative to the piston 10 and the slide 15 connects the piston 12 to the pressure port A. The piston 11 is around
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oeg - shifted over the piston 10, and its slide 14 connects the piston 13 with the pressure port B. If the oil pressure is now fed to port A and the drain is coupled to port B, the outer ring 21 of the hydraulic system rotates. motor in clockwise direction compared to the usually firmly clamped inner ring 22. The outer ring 21 is ge conditions the inner ring 22 by means of a ball ring 37 ge superimposed.
As they pass through each cam crest and each cam bottom, the slides reverse access to their pistons. The piston follows an approximately sinusoidal path, and both the piston roller 20 and the slide roller 16 have the same diameter.
The oil consumption of the hydraulic motor during its rotation will essentially correspond to the consumption of a rectified 3-phase AC motor, but here the combination with a slide that works against the cam track of the piston and is shifted by a quarter of the comb pitch t as well the installation of the pistons with the slides in one ring of the hydraulic motor, expediently in its inner ring 22, is used.
In Fig. 5 it is shown how each of the slides can control multiple pistons in the example shown, each slide, three pistons. The slide 23 controls the pistons C1, C2 and C3 via a pressure channel C. The slide 24 controls the pistons D1, D2 and D3 via a channel D. The inner ring consists of two parts, namely a part 25 with distribution channels and egg nem part 26, which receives the slide and piston and the pressure channels A, b, C and E. Between the channels A and B of the pressure connections, as can be seen for example in FIG. 7, double-acting pressure relief valves V are installed in order to prevent any over-loading of the hydraulic motor.
The connection channels A and B can of course be reversed with regard to the connection to the oil pressure line or the oil drain. With such a reversal, the direction of rotation of the hydraulic motor is also changed.
The device shown in Fig. 5 has several pistons controlled in parallel and the intention is to cause a greater torque. By using a divided inner ring 25, 26, the manufacture and also the attachment of pressure relief valves according to FIG. 7 is made easier.
8 shows an embodiment of the same hydraulic motor as in FIG. 5, but for several speeds. Hicr, two slides work with the same cam position, for example those labeled 27 and 28, the slider 27 being the piston B> C </B> and the slide 28 controls the piston C1 and C2. The slide 29 controls the piston D 'and the slide 30 controls the pistons Dl and D2. The slide 31 controls the piston E 'and the slide 32 controls the pistons EI and E2.
At the lowest speed and the greatest torque, all pistons work under the action of their springs 33 against the cam track 17. When servo pressure is now introduced at port N1, the spring 33 is pushed through the inner piston part 34 of the slide, which remains in the pushed-in position , compressed. The outer part 35 of the slide always follows the cam track so as not to skew. However, it is also irrelevant whether the slide is designed with a shoulder so that the outer part 35 is pushed into it.
If, for example, all slides 27, 29 and 31, each controlling only one piston, are pressed into channel M by means of servo pressure, their pistons C, D 'and E' are with channel B during the entire time be connected. Because it's three with
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is displaced pistons, their torques will cancel each other out. The hydraulic motor now only works with two pistons in each valve position to rotate its outer ring 21. If the amount of oil supplied from port A still remains the same, the speed of rotation increases by 3, z = 1.5 times.
In the same way, the speed is increased by three times as compared to the single speed when the supply of servo oil occurs through the connection M of the slides 28, 30 and 32. With this simple device, three different speeds can be obtained, namely: 1. single speed 2. 1.5 times single speed 3. 3 times single speed.
Such a described hydraulic motor can of course be varied so that other partial speeds, for example single and double speeds, can be set. The pistons can also be arranged in the outer ring and work against an inner ring provided with cams. Despite the transition from the simple version to one for several speeds, the hydraulic motor remains simple and reliable. By controlling the pistons by means of an ordinary slide, which can be made very easily and practically oil-tight if they overlap in the closed position, and by equipping the pistons with seals 36 (FIGS. 2 and 6), a completely tight hydraulic motor is obtained.
This can work without the costly braking devices that are common in other types of hydraulic motors that work with rotating, often leaky slides. In order to reduce the diameter of the hydraulic motor, the pistons can expediently be provided with a larger diameter in the vicinity of the rollers 20 and a smaller diameter in the vicinity of the center of the motor without losing stroke length. The pistons can optionally be equipped with or without a return spring.