DE1130380B

DE1130380B - Umsteuereinrichtung an Fluessigkeits-Schubkolbenmotoren mit sternfoermig angeordneten Arbeitszylindern

Info

Publication number: DE1130380B
Application number: DEP18683A
Authority: DE
Inventors: Karl Pallo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-06-08
Filing date: 1957-06-06
Publication date: 1962-05-24
Also published as: US2945479A; FR1177154A; GB831564A

Description

Umsteuereinrichtung an Flüssigkeits-Schubkolbenmotoren mit sternförmig angeordneten Arbeitszylindern Die Erfindung bezieht sich auf eine Umsteuereinrichtung an Flüssigkeits-Schubkolbenmotoren mit sternförmig angeordneten Arbeitszylindern sowie einem Kurbelwellendrehschieber mit zwei getrennten Längsbohrungen und um 180° versetzten öffnungen für den Zu- und Abfluß der Arbeitsflüssigkeit zu und von den Zylindern, der in einem Steuerzylinder mit einer der Zahl der Arbeitszylinder entsprechenden Zahl von Steueröffnungen gelagert ist. Derartige Motoren sind bekannt; ihre zur Umsteuerung der Drehrichtung dienenden Steuerelemente liegen jedoch außerhalb des Motors. Demzufolge müssen sowohl die Zu- als auch die Abflußleitungen der Arbeitsflüssigkeit zwischen Umsteuereinrichtung und Motor als Druckleitungen ausgebildet sein.
Demgegenüber wird erfindungsgemäß der Steuerzylinder des Motors als um 180° verdrehbarer Umsteuerzylinder ausgebildet, dessen Steueröffnungen zum Umsteuern mit Zuflußkanälen des Motorgehäuses verbindbar sind. Der Umsteuerzylinder ist also im Motorgehäuse zwischen dem Kurbelwellen-Drehschieber und den Arbeitszylindem angeordnet, so daß der Motor eine gedrängte Bauform hat. Die Arbeitsflüssigkeitsleitungen und -aufnahmeräume brauchen fertigungsmäßig nur für eine bestimmte Druckbeanspruchung ausgebildet zu werden. Der Umsteuerzylinder wird durch einen ebenfalls in das Motorgehäuse eingebauten Flüssigkeitsstellmotor verdreht, der durch die Arbeitsflüssigkeit des Hauptmotors über ein Umschaltventil betrieben wird; dieses tritt an die Stelle der sonst außerhalb des Motors liegenden Umschalteinrichtungen an den Zu- und Abflußleitungen der Arbeitsflüssigkeit.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsmotor, Fig.2 einen Schnitt durch den Umsteuerzylinder mit gegenüber der Darstellung in Fig.1 um 90° gedrehtem Kurbelwellendrehschieber, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Umsteuerzylinder mit schematischer Darstellung der Arbeitszylinder und ihrer Zu- und Abflußkanäle, wobei die bei der eingestellten Drehrichtung gerade Arbeitsflüssigkeit führendenKanäle mit ausgezogenen Linien dargestellt sind, die keine Flüssigkeit führenden dagegen mit gestrichelten Linien, Fig. 4 einen Schnitt wie Fig. 3 mit um 180° verdrehtem Umsteuerzylinder und Fig.5 einen Schnitt durch den Flüssigkeitsstellmotor in der Ebene V-V in Fig. 1.
Im Motorgehäuse 1 sind die Laufbuchsen der Arbeitszylinder 2 radial um die Kurbelkammer 3 angeordnet. Der Zu- und Abfluß der Arbeitsflüssigkeit zu den Arbeitszylindern 2 erfolgt durch Aussparungen in den Zylinderköpfen 4 über Zuflußkanäle 8 bzw. 8 a und die im Gehäusezwischenflansch 1 a angeordneten bogenförmigen Zuflußkanäle 8 b. Die Kolben 5 wirken auf einen üblichen Kurbeltrieb, der aus Pleuelstangen 27, einer Kurbel 28 und der Kurbelwelle 7 mit einer mit ihr verbundenen Antriebswelle 14 b besteht. Die Kurbelwelle 7 ist mit Kugellagern 10 a,10 b,10 c im Gehäuse 1 gelagert. Sie weist zwei durch eine schräge Wand 12 getrennte Längsbohrungen 7 a und 7 b auf, die als Zuleitung 7 a und Ableitung 7 b für die Arbeitsflüssigkeit dienen. Zu beiden Seiten der Wand 12 liegen zwei um 180° versetzte Querbohrungen 7 c und 7 d der Längsbohrungen 7 a und 7 b. Die Kurbelwelle 7 bildet somit einen Drehschieber 9. Der Zufluß zur Längsbohrung 7 a erfolgt über einen mit Zuflußbohrungen 15 versehenen Kopf 14 der Abtriebswelle 14 a. Der Abfluß aus der Längsbohrung 7 b führt in die Kurbelkammer 3 mit einer Abflußöffnung 11 in der Gehäusedeckplatte 1 b.
Der Zufluß der Druckflüssigkeit zu den Arbeitszylindern 2 erfolgt durch die Einlaßöffnung 26 im Stellmotorgehäuse 26a (Fig. 5), die Zuflußbohrungen 15 des Wellenkopfes 14 und durch die Längsbohruniz 7a, ie nach Stelluniz des Kurbelwellendrehschiebers 9 durch die Kanäle 8 bzw. 8 a und 8 b. Der Rückfluß der Arbeitsflüssigkeit erfolgt ebenfalls durch die Kanäle 8 a und 8 b bzw. B. durch die Längsbohrung 7 b, die Kurbelkammer 3 und die Abflußöffnung 11.
Der Drehschieber 9 ist in einem Umsteuerzylinder 13 gelagert, der um 180° verdreht werden kann, wie Fig. 3 und 4 es zeigen. Er hat eine der Zahl der Zuleitungen zu den Zylindern 2 entsprechende Anzahl von Steueröffnungen 13 a, im angegebenen Beispiel 3. Durch Verdrehen des Umsteuerzylinders 13 wird die Arbeitsflüssigkeit von den Kanälen 8, 8 a und 8 b des einen Zylinders 2 in die Kanäle des anderen umgeleitet und dadurch die Drehrichtung des Motors umgekehrt.
Die Einstellung des Umsteuerzylinders 13 erfolgt durch einen Flüssigkeits-Stellmotor 6, wie ihn Fig. 1 und 5 zeigen. Der Zahnkranz 16 (Fig. 1) des Umsteuerzylinders 13 greift in das Zahnrad 17 ein, das auf der in Kugellagern 19 laufenden Welle 18 aufgekeilt ist. Ein weiteres Zahnrad 21 der Welle 18 greift in die Zahnstange 20 ein (Fig. 5), deren Längsverschiebung bewirkt demnach die Verdrehung des Umsteuerzylinders 13 um 180°.
Die Enden der Zahnstange gleiten als Stehkolben 20 a in Stehzylindern 25. Sie sind mit Axialbohrungen versehen, in die die mit der Überströmnut 23 ausgestatteten Dämpferbolzen 22 greifen; die Endstellungen der Zahnstange 20 können durch die Einstellschrauben 24 eingestellt werden.
Die Bewegung der Zahnstange 20 erfolgt durch die Motor-Druckflüssigkeit, die über eine der beiden Einlaßöffnungen 28 in die Stehzylinder 25 eingeleitet und mit dem Ventil 29 gesteuert wird.
Die Drehzahl des Flüssigkeitsmotors kann mit dem Umsteuerzylinder 13, mit dem die je Zeiteinheit den Zylindern 2 zuströmende Flüssigkeitsmenge bestimmt wird, stufenlos verändert werden. Die Drehzahl kann außerdem durch Veränderung des Flüssigkeitsdruckes der Arbeitsflüssigkeit reguliert werden.
Die Wirkungsweise des Motors ist folgende: Wenn durch den Umsteuerzylinder 13 die Kanäle 8 a verdeckt, die Kanäle 8 dagegen geöffnet sind (Fig. 3), werden die den Kanälen zugehörigen Zylinder 2 in der dem Drehsinn dieser Einstellung entsprechenden Reihenfolge nacheinander erst mit der Zuflußbohrung 7a in Verbindung gebracht und hierauf mit der Abflußbohrung 7b, wobei in bekannter Weise die Druckenergie der Arbeitsflüssigkeit in Bewegungsenergie des Motors umgesetzt wird.
Soll die Drehrichtung umgekehrt werden, so wird in dem Flüssigkeitsstellmotor 6 durch Umstellen des Ventils 29 der bisher druckfreie Stellzylinder 25 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt und der entgegengesetzte Stellzylinder 25 entleert. Mit der dadurch bewirkten Bewegung der Zahnstange 20 in ihre entgegengesetzte Endstellung wird der Umsteuerzylinder 13 über das zwischengeschaltete Zahnradgetriebe um 180° gedreht. Dadurch werden die Kanäle 8 verschlossen und die Kanäle 8 a geöffnet. Demzufolge werden die bei der vorausgegangenen Einstellung des Umsteuerzylinders 13 mit Arbeitsflüssigkeit beaufschlagten Zylinder 2 an die Abflußbohrung 7 b angeschlossen und die bisher mit dieser verbundenen Zylinder unter Druck gesetzt, wodurch die gewünschte Änderung des Drehsinns erreicht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Umsteuereinrichtung an Flüssigkeits-Schubkolbenmotoren mit sternförmig angeordneten Arbeitszylindern sowie einem Kurbelwellendrehschieber mit zwei getrennten Längsbohrungen und um 180° versetzten öffnungen für den Zu-und Abfluß der Arbeitsflüssigkeit zu und von den Zylindern, der in einem Steuerzylinder mit einer der Zahl der Arbeitszylinder entsprechenden Zahl von Steueröffnungen gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzylinder als um 180° verdrehbarer Umsteuerzylinder (13) ausgebildet ist, dessen Steueröffnungen (13 a) zum Umsteuern mit Zu- bzw. Abflußkanälen (8, 8 a) des Motorgehäuses (1) verbindbar sind.
2. Umsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsteuerzylinder (13), über einen an ihm angeordneten Zahnkranz (16) durch einen Flüssigkeitsstellmotor (6) verdrehbar ist.
3. Umsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zwischenflansch (1 a) des Motorgehäuses (1) bogenförmige Zu- bzw. Abflußkanäle (8 b) zu bzw. von den Arbeitszylindern (2) angeordnet sind.
4. Umsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Zufluß-Längsbohrung (7a) versehene Kurbelwellendrehschieber (9) einen Kopf (14) mit Zuflußbohrungen (15) hat, durch welche die Druckflüssigkeit über eine Zuflußöffnung (26) im Stellmotorgehäuse (26a) dem Motor zufließt.
5. Umsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 und, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußlängsbohrung (7 b) des Drehschiebers (9) mit der Kurbelkammer (3) des Motorgehäuses (1) in Verbindung steht, aus welcher die Arbeitsflüssigkeit durch eine Abflußöffnung (11) abfließt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 869154, 820 430; französische Patentschriften Nr. 510 798, 502181; USA.-Patentschriften Nr. 2 435 611, 2 404 305.