CZ301892A3

CZ301892A3 - Rotary motor with balancing torsional arm

Info

Publication number: CZ301892A3
Application number: CS923018A
Authority: CZ
Inventors: Larry E Koenig
Original assignee: Larry E Koenig
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-10-02
Publication date: 1993-09-15
Also published as: KR930018814A; US5373923A; IL103166A0; FI930631A0; NO923852L; FI930631A; CA2080542A1; NO923852D0; EP0561501A1; TW231274B; MX9300788A; JPH06126209A; AU2741092A

Description

Oblast techniky

Vynález se týká rotačních motorů a zejména rotačních hydraulických motorů, pohánějících letmou hřídel.

Dosavadní stav techniky .

Rotační šroubové trhací stroje, jako je šroubový trhač, popsaný v US PAT. č. 4 253 615, zahrnuje plást, který je rozdělen na rozvoInovací komoru a skříň motoru. Zadní stěna, oddělující rozvoInovací komoru od skříně motoru nese ložisko, na které je připevněn radiální piet hydraulického motoru a těleso šroubu, které je zasunuto do rozvolnovací komory. Hydraulický motor zahrnuje stacionární část a rotační část, která je přišroubována k montážní desce nebo kotouči, který nese těleso vrtáku.

Stacionární část motoru je připojena na hydraulické čerpadlo, které poskytuje tlakovou hydraulickou kapalinu pro pohon motoru. Stacionární část je spojena s rámem pláště ve skříni motoru samotným torzním ramenem, které vyčnívá radiálně z rotační osy motoru. Torzní rameno je připevněno k plášti pomocí spojovacího prostředku, který je otočně připevněný na jednom konci k vidlici připevněné na pouzdru a na druhém konci o-točně k vidlici vytvořené na konci spojovacího ramene .

Nevýhodou tohoto řešeni je to, že torzní síly, přenášené na spojovací rameno přes motor, jsou nevyvážené a vytváří nežádoucí radiální zatížení, které zkracuje životnost motoru a ložiska. Dále spojení mezi torzním ramenem a rámem postrádá prostředky pro tlumení nárazů., které mohou vznikat během reverzace motoru a rotace tělesa šroubu nebo které se mohou objevit, když 3β šroub utká s poměrně tvrdým předmětem, jako je blok kovu nebo tvrzeného betonu. Proto vzniká potřeba, aby šroubový trhač měl motor a torzní rameno, které minimalizuje momenty ohybu, působící na hydraulický motor a ložisko a které je schopné tlumit nárazy, kterým je šroubový trhač vystaven během operace a které je vyvážené, aby minimalizovalo radiální reaktivní zátěž, objevující se v motoru a ložisku.

Podstata vynálezu

Vynález řeší rotační motor s vyvažovacím torzním ramenem, které je spojeno se skříni motoru tak, že reaktivní radiální zatížení normálně vznikající v průběhu operace takového motoru je podstatné eliminováno. Torzní rameno obsahuje protilehlé páry hydraulických válců, které jsou mezi sebou propojeny pro rozdělování torzní zátěže dokonce mezi konci torzního ramene a pouzdra a navíc tlumí rázy, vyvíjené na hnací motor šroubu. Vynález je využit na rotačním šroubu takového typu, který má plášť, hnací motor má stacionární část a rotační část připevněnou k ložisku připevněném na stěně pláště a těleso šroubu, připevněné na ložisku pro jeho otáčení vzhledem k plášti a stacionární části motoru.

Torzní rameno je připevněno ke stacionární části motoru a probíhá radiálně oběma směry od osy rotace tělesa šroubu. Torzní rameno s výhodou zahrnuje dvojici protilehlých částí ramene, které jsou orientovány protilehle jedna ke druhé a jsou připojeny ke stěně, oddělující rozvolnovací komoru šroubového trhače a skříň motoru.

Také v příkladu provedení každá z části torzního ramene podle vynálezu obsahuje dvojice protilehlých hydraulických válců, které představují spojení mezi torzním ramenem a pláštěm. Každý válec je hydraulicky propojen 3 protilehlým válcem v protilehlé části ramene. Pak pro oba směry rotace šroubu a motoru, směr ručiček hodinových a směr opačný, budou resistentní torzní sily na torzním ramenu přenášeny na plášť dvojicí válců, které jsou vzájemně propojeny tak, aby vyrovnávaly tlakové síly, přenášené z opačných konců torzního ramene na plást. Dále tyto válce slouží k zatlumení rázového zatížení.

Podstatou vynálezu je vyvažovači torzní rameno pro rotační stroje, které minimalizuje reaktivní radiální zatížení, vyvíjené na rotační stroj torzním ramenem během operace šroubu; rotační motor, ve kterém přenášené nárazové zatížení na plást a motor torzním ramenem je minimalizováno; rotační motor, ve kterém torzní rameno spojující stacionární část motoru a rotační část motoru je vyváženo pro přenášení torzního zatížení i mezi dvěma částmi torzního ramene; rotační motor, ve kterém torzní rameno sestává z dvojice navzájem protilehlých částí torzního ramene, které jsou připevněny ke skříni motoru pomoci válců, které jsou mezi 3ebou propojeny pro vyvážení přenášeného zatížení; a rotační motor, opatřený torzním ramenem, které je snadno konstruovatelné, montovatelné a demontovatelné a udržovatelné.

Další skutečnosti a výhody vyplynou z popisu příkladu provedení, výkresů a nároků.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l je schematický perspektivní rozložený pohled na rotační šroub obsahující torzní rameno podle vynálezu, obr.2 je detailní perspektivní pohled na rotační šroub z obr.l, ukazujíc! torzní rameno připevněné na motor a těleso hlavy, obr.3 je detail šroubu z obr.l a ukazuje montážní blok v řezu, obr.4 je rozložený perspektivní detail obr.2, obr. 4A je detail obdobného provedení hlavy z obr.4 a obr.5 je hydraulické schéma obvodu hydraulických válců torzního ramene z obr.l.

Přiklad provedeni vynálezu

Jak je nakresleno na obr.l rotační motor podle vynálezu je spojen s rotačním šroubem 10, který zahrnuje plást 12 s nástavbou rámu 14. Pouzdro zahrnuje rozvoInovací komoru 16 a 3kříň 18 motoru. Skříň 18 motoru je běžně uzavřená, ale na obr. 1 je nakreslena otevřená pro větší názornost. Nosná stěna 20 odděluje rozvoInovací komoru 16 od skříně 16 motoru a je připevněna k rámu 14.

Nosná stěna 20 má kruhový středový otvor 22 do kterého se zasune kruhové ložisko 24. Ložisko 24 nese kuželové těleso šroubu 26 a je k němu připevněno tak, jak popisuje přihláška vynálezu č. 576 091 z 28. srpna 1990, na kterou je zde učiněn odkaz. Ložisko 24 zahrnuje vnější věnec 28, který je připevněn k nosné stěně 20 šrouby 30 a vnitřní věnec 32.

Jak je nakresleno na obr.l, 2 a 4, hydraulický motor 34 je připevněn k vnitřnímu věnci 32 šrouby 36, jak je rovněž vidět z obr.2. Motor je typu radiálního pistu, mající část 38 centrálního stacionárního válcového bloku a vnější část 40, rotačního pouzdra nebo krytu. Vnější kryt 50 je připevněn k vnitřnímu věnci 32 pomocí šroubů 36. Při funkci zůstává válcový blok 38 stacionární a kryt 40 rotuje, tim rotuje i vnitřní věnec 32 ložiska 24 a těleso šroubu 26 (viz obr.l). Válcový blok 38 zahrnuje hydralické olejové přívodní otvory 42 pro napájení motoru 34. Přívody 42 jsou připojeny na přívodní a zpětné vedení (nezobrazeno) z hydraulického čerpadla uloženého ve skříni 18 (viz obr.1).

Jak je vidět z obr.l, ložisko 24 je upevněno na vozíku 44, který pojíždí na spodních patách kolejnic 46, vyčnívajících ze zadní části 3kříně 18 a usnadňující sestavení a rozebrání šroubu 10. Vozík obsahuje nosný rám 48 s kolébkou 50, který nese vnější věnec 28 ložiska a zahrnuje šroubový zvedák 52, který je připevněn k horní části vnějšího věnce tak, aby ložisko a těleso 26 šroubu mohlo být nastaveno pro zasunuti do centrálního otvoru 22 pro sestavení a rozebrání při údržbě.

Jak je vidět z obr.2 a 4, torzní rameno 54 je připevněno k válcovému bloku 38 prstencem šroubů 56 a sestává z dvojice protilehlých částí 58, 60 ramene.

Části 58 , 60 ramene jsou ukončeny v montážních blocích 62, 64. Montážní bloky 62, 64 obsahují příslušné dvojice proti sobě umístěných válců 66, 68 a 70, 72 (viz obr.5). Předmětem vynálezu je rovněž vyřešení motoru se stacionárním skříní a rotační centrální hřídelí. V takovém případě by torzní rameno bylo připevněno ke stacionární skříni.

Jak je nakresleno na obr.3, pro montážní blok 62, válce 66, 68 včetně pouzder 74, 76, s písty 78, 80, které mají příslušnou vyčnívající zalomenou hřídel 82, 84. Ačkoliv jsou zobrazeny pouze schematicky na obr. 5, konstrukce pro válce 70, 72 je stejná jako pro válce 66, 68 v montážním bloku 64. Válec 70 obsahuje píst 86 a zalomenou hřídel 88 a válec 72 zahrnuje píst a zalomenou hřídel 92.

Na obr.2 a 5 jsou válce 68 a 70 vzájemně, propojeny hydraulickou větví 94 a válce 66 a 72 jsou vzájemně hydraulicky propojeny hydraulickou větví 96. Hydraulické větve 94, 96 jsou napájeny přívodní větví 98, která je napojena na hydraulický akumulátor 100 a hydraulické čerpadlo 102. Zpětné ventily 104, 106 jsou vřazeny mezi přívodní větev 98 a příslušné větve 96 a 94, aby se zabránilo zpětnému toku kapaliny za chodu zařízení.

Na ob.2 a 4 je vidět, že nosná stěna je opatřena výčnělky 106, 107, které zasahují do skříně 18 motoru (viz obr.l) a obsahuji příslušné horní a spodní zámkové plechy 108, 110, 112, 114. Zámkové plechy 108, 110 jsou od sebe vzdáleny na takovou rozteč, aby se mezi ně upevnil montážní blok 52. A podobně, zámkové plechy 112, 114 jsou od sebe vzdáleny na takovou rozteč, aby se mezi ně upevnil montážní blok 64. Prostor mezi nimi musí být takový, aby zalomené hřídele 82, 84 válců 66, 68 zapadly do zámkových plechů 108, 110 a zalomené hřídele 88, 92 zapadly do zámkových plechů 112, 114. Potom jediný kontakt mezi torzním ramenem 54 a nosnou stěnou 20 je zámkové spojení mezi zalomenými hřídelemi 82, 84, 88, 92 a jejich příslušnými zámkovými plechy

108, 110, 112, 114.

Jak vyplývá z obr.4A, obdobný výčnělek 106¹ obsahuje zámkový člen 116 ve tvaru L, který je rozebíratelně přišroubován k základně 118 u horního konce a ke konci spodního zámkového plechu 110 u spodního konce. Zámkový člen 116 zahrnuje horní zámkový plech 108¹a příčnou část 120 vzájemně spojující horní a spodní zámkové plechy 108¹, 110. Ačkoliv to není nakresleno, výčnělek 107 je s výhodou tvarován stejným způsobem. Potom údržba a opravy válců 66, 68, 70, 72 jsou usnadněny, protože demontáž zámkového členu výstupků umožňuje vytočit torzní rameno 54 ze záběru s výstupky a odkrýt válce.

Při funci se materiál, který má být rozvolněn, vloží horním otevřeným koncem do rozvoInovací komory 16 a hydromotor 30, napájený čerpadlem 102 roztočí vniřni nosný věnec 32, který zase roztoči šrouby 26. Reaktivní síla, vznikající narážením šroubů 26 při drcení materiálu v komoře 16 má snahu roztočit válcový blok 38 motoru 34 v protisměru rotace. Tato reakční síla je přenášena z motoru 34 na nosnou stěnu 20 torzním ramenem 54.

Při takovém rozmístění šroubů, jak je nakresleno na obr.l, se počáteční rotace objeví ve směru hodinových ručiček a vzbudí reakční sílu proti směru hodinových ručiček, která bude mít snahu přinutit torzní rameno 54, aby se točilo proti směru hodinových ručiček. To způsobí, že válce 66 a 72 budou stlačeny proti příslušnému zámkovému plechu 108, 114, což natlakuje válce. Toto natlakování způsobí, že hydraulická kapalina ve větvi 96 vyrovná tlak, vyvíjený na válce jako výsledek tlakové síly vyvíjené mezi montážními bloky 62, 64 a jejich příslušnými výstupky 104, 106.

Zméni-li šroub 26 směr rotace, což může být částí normálně naprogramovaného postupu, objeví se reverzní síla: zejména torzní rameno 54 je nuceno rotovat ve směru hodinových ručiček, takže válce 68, 70 jsou nati akovány tlakovou silou, vyvinutou mezi montážními bloky 62, 64 a zámkovými plechy 110, 112 příslušných výstupků 104, 106. Tato situace nutí kapalinu téci větvi 94 dokud nejsou válce 68, 70 natlakovány stejným tlakem. Otřesy a nárazy trvající v tělese šroubu 26 v průběhu operace, jsou poněkud pohlceny hydraulickým zařízením, nakresleným na obr.5, pokud má hydraulická kapalina míru 3tlačitelnosti.

V příkladu provedení větve 94, 96 jsou natlakovány čerpadlem 102 asi na 250 psi. Tyto větve 94, 96 jsou s výhodou vyrobeny z nerezového ocelového potrubí .

Tento přiklad provedení, jak byl zde popsán, neomezuje předmět vynálezu na toto jedinečné řešení. Jsou možné i další varianty spadající do rozsahu vynálezu.

'o

JK)

-az

Claims

PATENTOVÉ N Á R O ~K Ύ --

1. Rotační šroub, zahrnující skříň, hnací motor se statickou části a s rotační částí otočně uloženou na nosné stěně této skříně a těleso šroubu, upevněné na rotační části pro jeho otáčení vzhledem ke skříni, vyznačující se tím, že na stacionární části jsou upevněny dvě dvojice částí torzního ramene, které vyčnívají radiálně směrem od rotační osy motoru a jsou připevněny ke skříni, čímž tyto části torzního ramene zabraňují v otáčení stacionární části v odezvu na torzní zátěž přenášenou tělesem šroubu na rotační část.
2. šroub podle nároku 1 vyznačující se tím, že obsahuje prostředky přenosu zátěže pro vyrovnání torzní zátěže přenášené částmi torzního ramene na skříň.
3. šroub podle nároku 2 vyznačující se tím, že prostředky přenosu zátěže obsahují první dvojici válců umístěných mezi vnějšími konci částí torzního ramene a skříní, přičemž první dvojice válců je vzájemné propojena tak, že torzní síla, vyvíjená na rotační část v prvním směru, způsobí současně stlačení ; mi dvojice válců, čímž při jejich vzájemném propojení způsobí v podstatě stejné síly pro působení částí torzního ramene na skříň.
4. šroub podle nároku 3 vyznačující se tím, že obsahuje druhou dvojici válců, která je vzájemně propojena tak, že torzní sila působící na motor ve druhém směru způsobí současně stlačeni druhé dvojice válců, čímž toto vzájemné propojení způsobí v podstatě stejní sily pro působení částí torzního ramene na skříň.
5. šroub podle nároku 4 vyznačující 3e tím, že obsahuje prostředky pro natlakování dvojic válců.
6. šroub podle nároku 1, vyznačující se tím, že části torzního ramene jsou umístěny vzájemně protilehle vzhledem k rotační ose motoru.
7. šroub podle nároku 6, vyznačující se tím, že části torzního ramene spolu tvoří jedno torzní rameno.
8. šroub podle nároku 4, vyznačující se tím, že části torzního ramene spolu tvoří jedno torzní rameno a že každá část torzního ramene obsahuje prostředky pro upevněni dvojice válců.
9. šroub podle nároku Θ, vyznačující se tím, že upevňovací prostředky zahrnují montážní bloky připevněné k radiálně vnějším koncům torzního ramene.
10. šroub podle nároku 9, vyznačující se tím, že skříň zahrnuje prostředky pro spřažení dvojic válců.
11. šroub podle nároku 10, vyznačující se tím, že dvojice válců na montážních blocích jsou orientovány pro vzájemně opačné vysouvání.
12. šroub podle nároku 11, vyznačující se tím, že dvojice válců tvoři jediný kontakt mezi torzním ramenem a skříni.

•
13. šroub podle nároku 12, vyznačující 3 e tím, že části torzního ramene jsou v podstatě stejné délky.
14. Rotační šroub zahrnující skříň, hnací motor se statickou částí a s rotační částí otočně uloženou na stěně skříně a těleso šroubu, upevněné na rotační části pro jeho otáčení vzhledem ke skříni, vyznačující se tím, že obsahuje torzní rameno, • 14 upevněné na válcovém bloku a vyčnívající radiálně vzhledem ke směru rotační osy rotační části a je připevněné k pouzdru, přičemž torzní rameno sestává z dvojice navzájem protilehlých částí torzního ramene, z nichž každá je opatřena montážním blokem, připevněným na její radiálně vnější konec; první dvojici válců, kde válce jsou upevněny v montážních blocích a .vzhledem k ose tangenciálně orientovány a vzájemně hydraulicky propojeny, přičemž první dvojice válců je orientivána pro kontakt se skříní a pro přenášení torzních sil z torzního ramene na pouzdro pro rotaci tělesa šroubu v prvním směru,; druhou dvojici válců kde válce jsou upevněny v montážních blocích a vzhledem k ose tangenciálně orientovány a protilehlé vzhledem k válcům první dvojice, přičemž druhá dvojice válců je hydraulicky vzájemně propojena a dotýká se skříně a pro přenášení torzních sil 3 torzního ramene na skříň pro rotaci tělesa šroubu ve druhem směru; a prostředky pro natlakováni dvojic válců; přičemž hydraulické propojení mezi dvojicemi válců vyrovnává sily přenášené torzním ramenem na skříň.
15. Rotační motor vyznačující se tím, že obsahuje rotační část pro přenášení torzních sil, stacionární část, vyrovnávací torzní rameno připevněné na stacionární části a sestávající ze dvou částí ramene, připevněných k nosné konstrukci pro přenášení reaktivní radiální zátěže z motoru na nosnou konstrukci.
16. Motor podle nároku 15, vyznačující se tím, že torzní rameno obsahuje prostředky pro rozdělování reaktivní radiální zátěže ještě mezi části ramene.
17. Motor podle nároku 16, vyznačující se tim, že prostředky pro rozdělování zahrnují vzájemné propojené válcové prostředky na na částech ramene tvořících body kontaktu mezi částmi ramene a nosnou konstrukcí.

1Θ Motor podle nároku 17, vyznačující se tím, že válcové prostředky zahrnují dvojice protilehlých válců, upevněných na částech ramen.
19. Motor podle nároku 1Θ, vyznačující 3 e tím, že části ramene sestávají z první a druhé protilehlé části ramene; a válce první části ramene jsou vzájemné propojeny s válci na druhé části ramene, čímž jsou reakční torzní sily mezi částmi ramene vyrovnány.
20.Motor podle nároku 19, vyznačující se tím, že části ramene jeou umístěny navzájem protilehle vůči rotační ose motoru a že ty z válců, které jsou vzájemně protilehlé, jsou mezi sebou propojeny.