CH621180A5

CH621180A5 - Distributor for volumetric hydraulic motors of the radial piston type

Info

Publication number: CH621180A5
Application number: CH164378A
Authority: CH
Inventors: Aurelio Ortelli
Original assignee: Riva Calzoni Spa
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1978-02-15
Publication date: 1981-01-15
Also published as: FR2381173A1; DE2802504A1; AT356034B; US4181067A; FR2381173B1; DE2802504C2; ES466077A1; GB1595549A; IT1076119B; ATA86278A

Description

La presente invenzione ha per oggetto un distributore per motori idraulici volumetrici del tipo a pistoni radiali.

Secondo la tecnica nota i distributori per motori idraulici del tipo sopra indicato, comprendono un alloggiamento cavo fissato lateralmente alla carcassa del motore in posizione coassiale ad una estremità dell'albero del motore che sporge per un tratto entro detto alloggiamento, un corpo piastriforme di distribuzione collegato alla detta estremità dell'albero del motore e rotante con questo entro la cavità dell'alloggiamento, nonché una pluralità di condotti ricavati nel detto corpo piastriforme ih comunicazione ciclica, da un lato, con i condotti di alimentazione e di scarico dei pistoni radiali del motore e dall'altro lato con corrispondenti condotti ricavati sulle pareti del detto alloggiamento fisso per l'alimentazione e lo scarico del fluido idraulico in pressione.

In accordo con tale tecnica nota si sono riscontrati seri inconvenienti nella separazione del flusso di mandata da quello di scarico e viceversa nelle zone d'i collegamento tra i condotti ricavati sul detto corpo piastriforme rotante entro l'alloggiamento cavo ed i condotti fissi di alimentazione e scarico ricavati sulle pareti dell'alloggiamento stesso.

In accordo con la tecnica nota infatti, la cavità dell'alloggiamento fisso viene suddivisa in due scomparti rispettivamente collegati allo scarico e/o alla mandata, da un elemento anulare interposto tra il corpo piastriforme di distribuzione e la parete frontale contrapposta all'estremità dell'albero del motore, il quale elemento anulare viene fissato alla detta parete dell'alloggiamento, ad esempio mediante spine, con la interposizione di guarnizioni toroidali le quali sono chiamate ad esplicare, oltre alla tenuta idraulica nella zona di contatto, anche una azione di spinta elastica, quest'ultima specialmente all'inizio del funzionamento del motore, per spingere il corpo piastriforme di distribuzione verso la carcassa del motore, quando ancora tale spinta non è esercitata dalla pressione del fluido idraulico ed evitare così infiltrazioni di fluido tra le superfici di contatto tra il detto elemento anulare ed il corpo piastriforme stesso.

Per consentire alla guarnizione toroidale di esplicare le funzioni sopraindicate risulta indispensabile fare ricorso a costruzioni prive il più possibile di giochi assiali quindi all'uso di tolleranze notevolmente ridotte.

Durante il funzionamento del motore però, a causa di tali tolleranze ridotte, si sono riscontrati troppo frequenti grippaggi tra le parti in movimento al punto da sconsigliare l'uso di un tale distributore.

Il problema che sta alla base della presente invenzione è pertanto quello di conseguire un'ottima tenuta idraulica del distributore nella zona di collegamento della mandata e dello scarico tra i condotti dell'alloggiamento fisso ed i condotti del corpo piastriforme di distribuzione, rotante entro la cavità dell'alloggiamento stesso, in modo da assicurare una netta separazione tra il flusso idraulico di mandata e quello di scarico ed inoltre garantendo una spinta adeguata sul corpo piastriforme verso la carcassa del motore all'inizio del funzionamento di quest'ultimo quando la spin-

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ta idraulica non è ancora attiva, senza che insorgano pericoli di grippaggio tra le parti in movimento.

Il problema viene risolto in accordo con l'invenzione, per il fatto che tra il detto corpo piastriforme di distribuzione e la parete dell'alloggiamento perpendicolare all'asse di rotazione dell'albero del motore, è inserito un elemento a manicotto tubolare cilindrico la cui periferia esterna è conformata con almeno due gradini anulari che risultano in impegno con corrispondenti gradini anulari ricavati sulla detta parete dell'alloggiamento fisso, con la interposizione di rispettive guarnizioni toroidali di tenuta, detto elemento a manicotto essendo fissato al detto alloggiamento medianr te mezzi, che impediscono la sua rotazione ma che consentono invece uno spostamento assiale, essendo inoltre provvisto di una pluralità di fori assiali ricavati nella zona intermedia tra i due detti gradini, detti fori essendo in comunicazione, da un lato, con un primo condotto di mandata o di scarico ricavato sulla parete dell'alloggiamento fisso e dall'altro lato, con una scanalatura anulare ricavata sul detto corpo piastriforme di distribuzione, la parte cava assiale del detto manicotto tubolare essendo in comunicazione, da un lato, con un secondo condotto di mandata o di scarico ricavato sulla parete dell'alloggiamento e, dall'altro lato, con una cavità a cielo aperto ricavata sulla superficie contrapposta del corpo piastriforme di distribuzione, essendo previsto un mezzo elastico per premere detto elemento a manicotto tubolare cilindrico contro il detto corpo piastriforme di distribuzione.

In un aspetto preferito dell'invenzione, i detti due gradini anulari sulla periferia esterna del detto elemento tubolare a manicotto sono distanziati fra di loro in senso radiale da una battuta anulare la cui superficie è sostanzialmente uguale alla superficie idraulicamente attiva della parte centrale dell'elemento tubolare stesso.

Con il distributore secondo l'invenzione si ottiene il vantaggio di una netta separazione tra il flusso in mandata ed il flusso in scarico nel passaggio tra il corpo piastriforme di distribuzione rotante e la parete adiacente dell'alloggiamento fisso e quindi un'ottima tenuta senza pericolo di grippaggio tra le parti in movimento dal momento che le guarnizioni toroidali di tenuta, esplicando la loro azione radialmente fra superfici affacciate cilindriche e non più piane, consentono la costruzione delle parti meccaniche con tolleranze sufficientemente grandi.

Inoltre si ottiene il vantaggio che le stesse guarnizioni toroidali non sono chiamate ad esplicare alcuna azione di spinta contro il corpo piastriforme di distribuzione, essendo tale azione di spinta, quando ancora il dispositivo non è a regime, affidata ad un organo elastico separato.

Infine, particolarmente con l'aspetto preferito di una forma d'esecuzione dell'invenzione, in cui la supeficie anulare della battuta tra i gradini periferici dell'elemento tubolare a manicotto è uguale alla superficie idraulicamente attiva della parte centrale dell'elemento stesso, si ottiene anche il vantaggio che, in condizioni di regime, la spinta idraulica sul corpo piastriforme di distribuzione è sempre la stessa qualunque sia il senso di rotazione del motore e quindi qualunque sia il condotto attraversante l'alloggiamento fisso utilizzato per la mandata o per lo scarico.

L'invenzione verrà ora maggiormente descritta con riferimento all'unito disegno, dato solo a titolo indicativo e non limitativo, in cui:

— la fig. 1 mostra una vista schematica in sezione di un motore a pistoni radiali per il quale il distributore secondo l'invenzione è particolarmente destinato;

— la fig. 2 mostra una sezione schematica verticale del distributore in un piano passante per l'asse di rotazione dell'albero del motore;

— la fig. 3 mostra una sezione schematica verticale del distributore di fig. 2 in una forma realizzativa modificata;

— la fig. 4 mostra una sezione effettuata lungo la linea IV-IV di fig. 2 e di fig. 3;

5 — le figg. 5 e 6 mostrano schematicamente la distribuzione delle spinte idrauliche rispettivamente nella realizzazione di fig. 2 e di fig. 3.

Con riferimento alle suddette figure, con 1 è stata indicata la parete laterale della carcassa di un motore idraulico io il cui rotore 2 è messo in rotazione da una pluralità di cilindri idraulici 3 con pistoni 3a distribuiti attorno alla periferia del rotore ed alimentati con fluido idraulico attraverso rispettivi canali 4. Il rotore 2 è montato sull'albero motore 5 che, da un lato, esce dalla carcassa con la presa di forza 6 15 mentre, dal lato opposto, si estende con un tratto 7 entro il distributore, complessivamente indicato con 8, eventualmente con la interposizione di un giunto 9. Un esempio più dettagliato di tale motore può essere desunto dal brevetto italiano numero 812 059 della stessa richiedente. 20 Con particolare riferimento alla fig. 2, si osserva che il tratto di albero motore 7 attraversa un corpo piatto 10 fissato alla parete 1 della carcassa e munito di passaggi per il fluido come quello indicato con 11 in collegamento con il condotto 4 di alimentazione dei cilindri 3.

25 Tale corpo piatto è bloccato mediante la spina 12 in modo da non1 poter ruotare rispetto alla parete 1 della carcassa.

Sulla estremità libera del tratto 7 dell'albero 5 è montato un corpo piastriforme di distribuzione 13 rotante in-30 sieme con l'albero 5 ed in fase con la distribuzione idraulica che si desidera avere sui cilindri 3.

Il corpo 10 ed il corpo 13 sono entrambi contenuti nella cavità 14 dell'alloggiamento scatoliforme 15 del distributore 8.

35 II corpo piastriforme di distribuzione 13, sulla sua faccia rivolta verso il corpo 10, è provvisto di una coppia di scanalature arcuate 16 e 17 nonché da una ulteriore coppia di scanalature arcuate di dimensioni trasversali più ridotte, indicate con 18 e 19.

40 Per maggiori dettagli su queste scanalature si rimanda anche alla fig. 4 in cui esse sono visibili in pianta. Mentre le scanalature 18 e 19 sono destinate, in modo di per sé noto, ad equilibrare le spinte idrauliche, le scanalature adiacenti, 16 e 17, sono destinate ad effettuare il collega-43 mento ciclico con i canali 4 per l'alimentazione e/o lo scarico dei cilindri idraulici 3.

La scanalatura 16 è infatti in collegamento con un condotto 20 che attraversa tutto lo spessore del corpo piastriforme di distribuzione 13 e che sfocia in una scanalatura 50 anulare 21 a cielo aperto ricavata sulla superficie opposta a quella di contatto con il corpo 10. La scanalatura 17 è invece in comunicazione con uni ulteriore condotto 22 il quale attraversa l'intero spessore del corpo 13 e sfocia in una cavità a cielo aperto 23 ricavata al centro del corpo 55 13 all'interno della scanalatura anulare 21.

Tra il corpo piastriforme 13 e la parete verticale 24 dell'alloggiamento 15, è inserito un elemento tubolare a manicotto 25 il quale è conformato con due gradini anulari 26 e 27 distanziati radialmente da una battuta, pure anulare, 60 28. Tale elemento tubolare 25 è inserito in una corrispondente cavità della parete 24 conformata con corrispondenti gradini 29 e 30. Tra i gradini 26 e 27 dell'elemento tubolare 25 ed i corrispondenti gradini 29 e 30 della parete dell'alloggiamento fisso 15, sono interposte rispettive guar-65 nizioni toroidali 31 e 32 alloggiate in rispettive scanalature anulari 33 e 34 la prima, ad esempio, ricavata sull'elemento tubolare 25, la seconda ricavata nella parete dell'alloggiamento fisso 15. Lo stesso corpo tubolare a manicotto 25 è

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provvisto inoltre di una parte a flangia 35 con la quale viene fissato all'alloggiamento 15 mediante la spina 36 che impedisce la rotazione ma che consente uno spostamento assiale limitato rispetto alla parete 24.

In corrispondenza della battuta radiale 28 sono ricavati dei fori 37 che, da un lato, comunicano con la scanalatura anulare 21 e, dall'altro lato, sfociano nella cavità anulare 38 formata dalla battuta 28 stessa e dalla pàrete 24.

Entro tale cavità 38 sfociano i condotti 39, raccordati fra di loro da una cavità toroidale 40, in comunicazione con il foro di alimentazione e/o di scarico 41 attraversante la parete 24.

La parte centrale dell'elemento tubolare a manicotto 25 forma una cavità assiale 42 la quale è, da un lato, in comunicazione con il foro 43 di alimentazione e/o scarico attraversante la parete 24, dall'altro lato, in comunicazione con la cavità 23 a cielo aperto prevista sulla superficie contrapposta del corpo piastriforme di distribuzione 13. Nella stessa cavità assiale 42 è alloggiata una molla elicoidale 44 la quale fa battuta, da un lato, contro la parete 24 e, dall'altro lato, contro il bordo anulare 45 ricavato sull'elemento tubolare 25.

Con riferimento alla variante di fig. 3, si osserva che l'elemento tubolare a manicotto è costituito in due pezzi 25a e 25b fra di loro accoppiati telescopicamente tramite la parte cilindrica 25c con la interposizione di una ulteriore guarnizione toroidale 46.

Questa forma di esecuzione modificata presenta il vantaggio di consentire l'ampliamento della superficie di spinta anulare senza dover aumentare il diametro del distributore verso l'esterno.

Nella soluzione indicata infatti la superficie anulare di spinta si estende tra la guarnizione esterna 32 e quella interna 46 spostata radialmente verso l'asse del distributore.

Con riferimento alle figg. 5 e 6, si osserva infine che la spinta indicata complessivamente con A ed A' agente sulla superficie idraulicamente attiva della parte centrale dell'elemento a manicotto tubolare 25 e rispettivamente 25b,

è uguale alla spinta che si esercita sulla battuta anulare 28, indicata sulle due realizzazioni, rispettivamente con B e con B'. Tali spinte A - A' oppure B - B', sono destinate ad equilibrare quelle che sorgono in direzione contrapposta dal 5 piatto di distribuzione 13.

Ciò significa che, nel funzionamento del motore, qualunque sia il foro 41 oppure 43 usato per l'alimentazione del fluido in pressione e quindi qualunque sia il senso di rotazione del motore, gli elementi tubolari a manicotto 25 op* io pure 25a, 25b, sono spinti contro il corpo piastriforme di distribuzione 13 sempre con la stessa forza.

Il funzionamento del dispositivo per quanto concerne la parte idraulica di alimentazione e scarico dei cilindri si comprenderà sulla base dei disegni e di quanto illustrato in pre-lì cedenza.

Per quanto concerne il ruolo esplicato dall'elemento tubolare a manicotto 25 oppure 25a, 25b, si fa notare invece che, al momento dell'avvio del motore, quando ancora non vi è pressione nella cavità 42 oppure nella cavità 38, la spin-20 ta contro il corpo piastriforme di distribuzione 13 è esercitata dalla molla 44 che assicura così la tenuta tra l'elemento tubolare a manicotto ed il corpo rotante 13 nonché tra quest'ultimo ed il corpo fisso 10.

Quando il motore è a regime, a tale spinta si aggiunge 25 quella delle forze A - A' oppure B - B', a seconda del senso di alimentazione del fluido in pressione, spinte che sono controbilanciate da quelle in senso inverso provenienti dal piatto di distribuzione 13.

Per quanto concerne invece la tenuta tra i passaggi in 30 mandata e quelli in scarico nel tratto di collegamento tra il corpo piastriforme di distribuzione 13 e la parete 24 dell'alloggiamento fisso 15, essa è assicurata dalle guarnizioni toroidali 31 e 32, nonché 46, le quali si trovano nelle migliori condizioni di funzionamento in quanto la loro azione 35 si esplica in senso radiale tra superfici cilindriche contrapposte e non tra superfici piane come nel dispositivo noto. Tali guarnizioni consentono inoltre il movimento assiale dei pezzi, ad esempio in caso di sbalzi termici, senza danno per la tenuta e senza pericolo di grippaggio.

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2 fogli disegni

Claims

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1. Distributore per motori idraulici volumetrici del tipo a pistoni radiali, comprendente un alloggiamento cilindrico cavo fissato lateralmente alla carcassa del motore in posizione coassiale ad una estremità dell'albero del motore che sporge per un tratto entro la cavità del detto alloggiamento, un corpo piastriforme di distribuzione (13) collegato alla detta estremità dell'albero del motore e rotante con questo entro la cavità dell'alloggiamento, nonché una pluralità di condotti ricavati nel detto corpo piastriforme in comunicazione ciclica, da un lato, con i condotti di alimentazione e di scarico dei pistoni radiali del motore e, dall'altro lato, con corrispondenti condotti ricavati sulle pareti del detto alloggiamento fisso per l'alimentazione e lo scarico del fluido idraulico in pressione, caratterizzato per il fatto che tra il detto corpo piastriforme di distribuzione (13) e la parete (24) dell'alloggiamento (15) perpendicolare all'asse di rotazione dell'albero (7) del motore, è inserito un elemento (25, 25a, 25b) a manicotto tubolare cilindrico la cui periferia esterna è conformata con almeno due gradini anulari (26, 27) che risultano in impegno con corrispondenti gradini anulari (29, 30) ricavati sulla detta parete (24) dell'alloggiamento fisso (15) con la interposizione di rispettive guarnizioni toroidali di tenuta (31, 32), detto elemento a manicotto (25, 25a, 25b) essendo fissato al detto alloggiamento (15) mediante mezzi (36), che impediscono la sua rotazione ma che consentono invece uno spostamento assiale, essendo inoltre provvisto di una pluralità di fori assiali (37) ricavati nella zona intermedia (28) tra i due detti gradini (26, 27), detti fori (37) essendo in comunicazione, da un lato, con un primo condotto (41) di mandata o di scarico ricavato sulla parete (24) dell'alloggiamento fisso (15) e, dall'altro lato, con una scanalatura anulare (21) ricavata sul detto corpo piastriforme di distribuzione (13), la parte cava assiale (42) del detto manicotto tubolare (25, 25a, 25b) essendo in comunicazione, da un lato, con un secondo condotto (43) di mandata o di scarico ricavato sulla parete

(24) dell'alloggiamento (15), e, dall'altro lato, con una cavità (23) a cielo aperto ricavata sulla superficie contrapposta del corpo piastriforme di distribuzione (13), essendo previsto un mezzo elastico (44) per premere detto elemento (25, 25a, 25b) a manicotto tubolare cilindrico contro il detto corpo piastriforme di distribuzione (13).

2. Distributore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che i detti due gradini anulari (26, 27)

sulla periferia esterna del detto elemento tubolare a manicotto (25, 25a, 25b) sono distanziati fra di loro in senso radiale da una battuta anulare (28) la cui superficie è sostanzialmente uguale alfa superficie idraulicamente attiva della parte centrale dell'elemento tubolare stesso.

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RIVENDICAZIONI

3. Distributore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato per il fatto che il detto mezzo elastico è costituito da una molla elicoidale (44) alloggiata nella cavità assiale (42) del detto elemento tubolare a manicotto (25, 25a, 25b) e facente riscontro, da un lato, contro la parete (24) dell'alloggiamento fisso (15) e, dall'altro lato, contro una battuta (45) anulare interna dell'elemento tubolare a manicotto.

4. Distributore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che il detto elemento tubolare a manicotto

(25) è costituito da un unico pezzo.

5. Distributore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato per il fatto che il detto elemento tubolare a manicotto è costituito da due pezzi anulari (25a, 25b) separati impegnanti assialmente l'uno nell'altro telescopicamente, un pezzo (25«) essendo provvisto di uno (27) dei detti due gradini, l'altro pezzo (25b) essendo provvisto dell'altro gradino (26).

6. Distributore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che le dette guarnizioni (31, 32) toroidali di tenuta sono inserite entro rispettivi alloggiamenti anulari (33, 34) sulla parete del detto alloggiamento fisso.

7. Distributore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che le dette guarnizioni (31, 32) toroidali di tenuta sono inserite entro rispettivi alloggiamenti anulari (33, 34) ricavati sulla periferia dei detti gradini (26, 27) del detto elemento tubolare a manicotto (25, 25a, 256).