DE1125250B

DE1125250B - Hydraulic drive device with radially arranged cylinders for generating a rotary movement

Info

Publication number: DE1125250B
Application number: DEV11780A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Birke; Kurt Hoyer
Original assignee: LEIPZIGER STAHLBAU und VERZINK
Current assignee: LEIPZIGER STAHLBAU und VERZINK
Priority date: 1957-01-16
Filing date: 1957-01-16
Publication date: 1962-03-08

Description

Hydraulische Antriebsvorrichtung mit strahlenförmig angeordneten Zylindern zur Erzeugung einer Drehbewegung Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit strahlenförmig angeordneten Zylindern, insbesondere für Fördervorrichtungen, bei der ein Zahnkranz durch über den Umfang verteilte Zahnritzel, die mit den aus Kolben und Zylinder bestehenden Antriebselementen verbunden sind, angetrieben wird.Hydraulic drive device with cylinders arranged radially for generating a rotary movement The invention relates to a hydraulic Drive device with radially arranged cylinders, in particular for Conveyor devices in which a ring gear is provided by pinion gears distributed over the circumference, which are connected to the drive elements consisting of piston and cylinder, is driven.

Die bekannten Getriebe mit gleicher Aufgabenstellung sind in der Mehrzahl Rädertriebe, welche zur Übertragung der großen Drehmomente Elemente mit sehr großen Abmessungen benötigen. Zudem ist die Wahl der Geschwindigkeit des Zug- oder Arbeitsmittels nur von Stufe zu Stufe möglich. Die optimale Ausnutzung der indizierten Leistung ist deshalb nicht immer gegeben.The majority of known transmissions with the same task are Gear drives, which are used to transmit large torques with very large elements Need dimensions. In addition, the choice of the speed of the traction or work equipment only possible from level to level. The optimal use of the indexed performance is therefore not always given.

Ferner sind hydraulische Antriebe bekannt, die, als Radial- oder Axialkolbenpumpen gestaltete Generatoren und Motoren, oft zu einer Antriebseinheit vereinigt, unter ungünstigenübertragungswinkeln arbeiten.Furthermore, hydraulic drives are known which, as radial or axial piston pumps designed generators and motors, often combined into one drive unit, under work unfavorable transmission angles.

Dieses hat zur Folge, daß die sternförmig in einer Ebene angeordneten Zylinder, vorwiegend in einer Scheibe vereinigt, ihre durch das Druckmittel erzeugten Kolbenkräfte nur zu einem geringen Anteil als das Drehmoment erzeugende Kraftkomponenten an den exzentrisch gelagerten, gemeinsamen Kurbelzapfen oder auf einen zugeordneten Ring, ein Gehäuse, Rotor wirken lassen können.This has the consequence that the star-shaped arranged in a plane Cylinders, mainly united in a disk, their generated by the pressure medium Piston forces only to a small extent than the torque-generating force components on the eccentrically mounted, common crank pin or on an assigned one Ring, a housing, rotor can act.

Die Anordnung der Arbeitszylinder in einer Scheibe oder um eine gemeinsame Achse vereinfacht die Steuerung, ermöglicht die Zuführung des Druckmittels durch die Achse und gehört zum prinzipiellen Aufbau der bekannten Systeme.The arrangement of the working cylinder in a disc or around a common Axis simplifies the control, enables the supply of pressure medium through the axis and is part of the basic structure of the known systems.

Weiterhin werden die die Größe des erzeugbaren Drehmomentes beeinflussenden Abmessungen mit wachsender Zylinderzahl mehr und mehr begrenzt, so daß beim Einsatz in Antrieben mit relativ großen Drehmomenten an der Antriebswelle das Zwischenschalten von Zahnraduntersetzungsgetrieben erforderlich ist.Furthermore, they influence the size of the torque that can be generated Dimensions are more and more limited as the number of cylinders increases, so that in use in drives with relatively high torques on the drive shaft, the interposition of gear reduction gears is required.

Sowohl rein mechanische als auch hydraulische Antriebe der bekannten Ausführungen haben den Nachteil, daß ihr Einsatz zur Erzeugung großer Drehmomente, wie sie beispielsweise bei Maschinen der Fördertechnik auftreten, durch wirtschaftliche und technische Gesichtspunkte begrenzt wird.Both purely mechanical and hydraulic drives of the known Designs have the disadvantage that their use to generate large torques, as they occur, for example, in conveyor technology machines, through economic ones and technical aspects is limited.

Der Erfindungsgegenstand vermeidet diese Nachteile mit dem Ziel, daß er bei verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit zwischen einem Maximal- und Minimalwert derselben stufenlos regelbar ist, wobei beim Minimalwert der Geschwindigkeit das Maximum und beim Geschwindigkeitsmaximalwert das Minimum der Antriebskraft vorhanden sind. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise die Zylinder der Antriebsvorrichtung schwingend arbeiten und daß Zahnritzel durch die Zylinder angetrieben werden, während die, die Zuleitungen für das Druckmittel von einer Steuervorrichtung enthaltenden Kolbenstangen sich auf Gelenkbolzen abstützen, die sich in unmittelbarer Nähe der Mitte des Zylindersterns befinden: In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. 1 eine Ansicht eines Seiltrommelantriebes, Abb. 2 einen Schnitt zur Ansicht nach Abb.1. Abb.3 eine Darstellung des Antriebssystems mit Steuerung, bei der der verwendete Drehschieber bei zwei verschiedenen Anschlüssen veranschaulicht ist, Abb. 4 einen Längsschnitt durch einen Hydraulikzylinder.The subject of the invention avoids these disadvantages with the aim that he at a relatively low speed between a maximum and minimum value the same is infinitely variable, with the minimum value of the speed the Maximum and, for the maximum speed value, the minimum of the driving force is present are. According to the invention this is achieved in that in a manner known per se the cylinders of the drive device work swinging and that pinion through the cylinders are driven, while those, the supply lines for the pressure medium piston rods containing a control device are supported on hinge pins, which are in the immediate vicinity of the center of the cylinder star: In the drawing an embodiment of the invention is shown. It shows Fig. 1 a view a cable drum drive, Fig. 2 a section to the view according to Fig.1. Fig.3 a Representation of the drive system with control, in which the rotary valve used is illustrated with two different connections, Fig. 4 is a longitudinal section by a hydraulic cylinder.

Der erfindungsgemäße Antrieb besteht aus den Zylindern 1, welche sich mit ihren Kolbenstangen 2 auf den Gelenkbolzen 3 (Abb. 2) abstützen, während der mit Gelenkstück 4 ausgebildete Zylinderkopf auf die Kurbel 5 hydraulisch wirkt und das auf die Kurbelwelle aufgekeilte Zahnritzel6 in Drehung versetzt, welches den Zahnkranz 7 und die mit dem Zahnkranz fest verschraubte Seiltrommel 8 (Abb. 2) antreibt. Bei dem dargestellten Antrieb wirken fünf hydrostatische Kolbenmotoren auf den Zahnkranz, von denen jeweils nur einer in Totpunktlage ist und in dieser Stellung nicht mit antreibt.The drive according to the invention consists of the cylinders 1, which with their piston rods 2 on the hinge pin 3 (Fig. 2), during the cylinder head formed with joint piece 4 acts hydraulically on crank 5 and the toothed pinion6 keyed on the crankshaft rotates, which drives the Gear rim 7 and the cable drum 8 (Fig. 2), which is firmly screwed to the gear rim. In the drive shown, five hydrostatic piston motors act on the ring gear, of which only one is in the dead center position and not in this position drives.

Die Flüssigkeitszu- und -abfuhr erfolgt über die Leitungen 9 (Abb. 3) und 10 durch den durchbohrten Gelenkbolzen 3 (Abb. 4) und die durchbohrte Kolben- Stange 2 (Abb. 4), wobei die Leitungen 9 und 10 beweglich auf dem Gelenkbolzen 3 befestigt sind.The liquid supply and discharge takes place via the lines 9 (Fig. 3) and 10 through the pierced joint pin 3 (Fig. 4) and the pierced piston pole 2 (Fig. 4), the lines 9 and 10 being movably attached to the hinge pin 3 are.

Die Steuerung des Antriebes erfolgt durch den in zwei Stellungen veranschaulichten Drehschieber 11 (Abb: 3), welcher den Durchfluß der Druckflüssigkeit, jeweils in den Totpunktlagen wechselnd; auf die äußere bzw. innere Kolbenfläche über die Leitungen 9 und 10 freigibt, während die Leitungen 9 a und 10 a des in Totpunktlage befindlichen Zylinders 1 a schon kurz vor bis kurz nach der Totpunktlage versperrt werden und somit eine Blockierung verhindert wird. Der Drehschieber 11 läuft infolge des direkten Antriebes durch einen Ritzel 6 (Abb. 2) über zwei Zahnräder 12 (Abb.1) mit entsprechender Übersetzung synchron mit den Ritzeln 6; wobei infolge entsprechend versetzter Lage der Kurbel 5 eine genaue Zu- und Abfuhr der Druckflüssigkeit sowie der entspannten Flüssigkeit gewährleistet wird.The drive is controlled by the illustrated in two positions Rotary valve 11 (Fig: 3), which controls the flow of the hydraulic fluid, in each case in changing the dead center positions; on the outer or inner piston surface via the lines 9 and 10 releases, while the lines 9 a and 10 a of the dead center Cylinder 1 a are locked shortly before until shortly after the dead center and thus blocking is prevented. The rotary valve 11 runs as a result of the direct Drive by a pinion 6 (Fig. 2) via two gear wheels 12 (Fig. 1) with a corresponding Translation synchronized with the pinions 6; whereby as a result of a correspondingly offset position the crank 5 a precise supply and discharge of the pressure fluid and the relaxed Liquid is guaranteed.

Der Flüssigkeitsdruck wird von einer regelbaren Pumpe erzeugt. Der Flüssigkeitsumlauf der Druckflüssigkeit geht von der Pumpe über die erforderlichen bekannten Steuerorgane in Leitung 17 (Abb. 3) und damit in den Drehschieber 11, welcher, wie beschrieben, die Steuerung. und Verteilung übernimmt, während die entspannte Flüssigkeit über Leitung 18 und die erforderlichen bekannten Steuerorgane in den Flüssigkeitsbehälter bzw. bei Betrieb mit geschlossenem COlkreislauf in die Saugleitung der Pumpe zurückströmt.The fluid pressure is generated by an adjustable pump. Of the Fluid circulation of the hydraulic fluid goes from the pump over the required known control organs in line 17 (Fig. 3) and thus in the rotary valve 11, which, as described, the controller. and distribution takes over while relaxed Liquid via line 18 and the necessary known control elements in the Liquid container or in the case of operation with a closed COl circuit in the suction line the pump flows back.

Änderung der Drehrichtung des Antriebes wird durch Umsteuerung der entsprechenden bekannten Steuerorgane verursacht. Werden statt der abwechselnd von beiden Seiten beaufschlagten Zylinder solche mit Plungerkolben eingesetzt, vereinfacht sich die Steuerung.The direction of rotation of the drive is changed by reversing the corresponding known control organs. Be instead of alternating from Cylinders acted upon on both sides are those with plunger pistons, simplified the controller.

Damit jeweils nur bei einem Zylinder eine Totpunktlage eintreten kann, ist die Lage der Kurbe15 der einzelnen Kurbeltriebe zueinander entsprechend versetzt, worauf sich die Steuerung der Druckflüssigkeit aufbaut, welche, in den Totpunktlagen wechselnd, abwechselnd auf beide Seiten der Kolbenflächen wirkt und die entspannte Flüssigkeit von der gleichen Steuerung entsprechend in einen Reservebehälter zurückgeleitet wird, wobei die Steuerung so aufgebaut ist, daß durch die Umsteuerung eines Schieberventils die bisherigen Druckleitungen (Druckflüssigkeit) zu Rücklaufleitungen der entspannten Flüssigkeit werden und umgekehrt, wodurch die Drehrichtung der Zahnritzel6 und damit die Drehrichtung der mit diesen Ritzeln durch deren direkten Antrieb synchron laufenden Steuerung und damit die Drehrichtung des Antriebes umgekehrt wird: Der Erfindungsgegenstand und seine Steuerung haben den Vorteil, daß die Fördereinrichtung mit beliebig viel Antrieben ausgestattet werden kann, welche, von einer gemeinsamen Druckleitung gespeist, synchron laufen und wie ein Antrieb wirken.So that a dead center position can only occur in one cylinder at a time, if the position of the crank15 of the individual crank drives is correspondingly offset to one another, whereupon the control of the hydraulic fluid builds up, which, in the dead center positions alternately, alternately acts on both sides of the piston surfaces and the relaxed Liquid from the same control system is accordingly returned to a reserve container is, the control is so constructed that by reversing a slide valve the previous pressure lines (hydraulic fluid) to return lines of the relaxed Become liquid and vice versa, whereby the direction of rotation of the pinion6 and thus the direction of rotation of the pinions running synchronously with these pinions due to their direct drive Control and thus the direction of rotation of the drive is reversed: The subject of the invention and its control have the advantage that the conveyor with any amount Drives can be equipped, which, fed by a common pressure line, run synchronously and act like a drive.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß gegenüber den bisher bekannten Systemen die einzelnen Zylinder aus dem die Abmessungen begrenzenden Verband gelöst wurden und mehrere nach dem Grundprinzip der schwingenden Kurbelschleife arbeitenden Motore bilden, deren Gestellgelenkpunkte, Schwenkachsen und Antriebswellen konzentrisch angeordnet sind. Es ist dadurch möglich, einen günstigen übertragungswinkel zu erhalten, was den Verschleiß vermindert und den Wirkungsgrad erhöht.It is also advantageous that compared to the previously known systems the individual cylinders have been detached from the association that limits the dimensions and several motors working on the basic principle of the oscillating crank slider form whose frame pivot points, pivot axes and drive shafts are concentric are arranged. It is thereby possible to obtain a favorable transmission angle, which reduces wear and increases efficiency.

Darüber hinaus unterliegen die Hauptabmessungen nicht den als nachteilig genannten Begrenzungen. Die bei anderen Systemen als vorteilhaft erkannte Art der Zuführung des Druckmittels wird vervollständigt, indem in Gelenkbolzen und Kolbenstange entsprechende Bohrungen vorgesehen sind.In addition, the main dimensions are not subject to being disadvantageous mentioned limitations. The type of Supply of the pressure medium is completed by putting in the joint pin and piston rod corresponding holes are provided.

Ein weiterer Vorteil des erfinderischen Gegenstandes entgegen bekannten Systemen, bei denen die Kraftwirkung auf das Zentrum konzentriert ist, besteht darin, daß bei dem erfindungsgemäßen Antrieb auf den Umfang die Kraftwirkung ansetzt, und zwar unmittelbar am Lastangriff, Seil-, Ketten- oder sonstigen Antrieb, wobei die Art der Steuerung eine stufenlose Regelbarkeit von Geschwindigkeit und Krafterzeugung gestattet.Another advantage of the inventive subject matter contrary to the known Systems in which the force is concentrated on the center consists of that in the drive according to the invention on the scope, the force effect applies, and directly at the load application, rope, chain or other drive, whereby the Type of control a stepless controllability of speed and force generation allowed.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Voraussetzungen für eine gute Typisierung und Normung geschaffen werden, indem gleiche Elemente - Hydraulikzylinder - für verschiedene Typen-. größen verwendet werden.Another advantage of the invention is that prerequisites for good typing and standardization are created by using the same elements - Hydraulic cylinders - for different types. sizes are used.

Claims

Claim: Hydraulic drive device with cylinders arranged in radial form, in particular for conveying devices, in which a ring gear is driven by pinion gears distributed over the circumference, which are connected to the drive elements consisting of piston and cylinder; characterized in that the cylinder (1) work in a known manner and oscillate. that the pinions (6) are driven by the cylinder (1), while the piston rods (2) containing the supply lines for the pressure medium from a control device are supported on hinge pins (3) which are located in the immediate vicinity of the center of the cylinder star. References considered: British Patent No. 693,374; U.S. Patent Nos. 2,674,853, 1,455,443; French Patent No. 360 914; Swiss patent specification No. 249 710.