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Druckflüssigkeitsmotor Die Erfindung betrifft einen Druckflüssigkeitsmotor,
dessen Schubkolben tangentiale Kräfte am Umfang zweier verzahnter, in parallelen
Ebenen gegensinnig gegeneinander verdrehbarer Ringkörper ausübt, die über je eine
Freilaufkupplung die Abtriebswelle in gleichem Drehsinne antreiben.
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Bei einem bekannten Druckfiüssigkeitsmotor dieser Art werden von einem
Schubkolben über eine Kolbenstange und ein Querhaupt zwei Zahnstangen verschoben,
die zwei in parallelen Ebenen koaxial nebeneinander angeordnete Zahnräder an diametral
gegenüberliegenden Eingriffsstellen antreiben, die über je eine Freilaufkupplung
auf eine gemeinsame Abtriebswelle einwirken. Die beiden Zahnräder sind gegensinnig
gegeneinander verdrehbar, so daß beim Vorlauf des Schubkolbens jeweils ein Zahnrad
über die zugehörige Freilaufkupplung ein Drehmoment auf die Abtriebswelle ausübt,
während das andere Zahnrad infolge Leerlaufs seiner Freilaufkupplung ohne Drehmomentausübung
mitläuft. Beim Rücklauf des Schubkolbens übernimmt das letztgenannte Zahnrad die
Drehmomentübertragung, während das erstgenannte leer mitläuft. Diese vorbekannte
Vorrichtung hat, weil bei ihr von einem einzigen Schubkolben von beträchtlicher
Größe aus über zwei Zahnstangen Antriebskräfte auf diametral gegenüberliegende Stellen
der beiden Zahnräder übertragen werden, einen erheblichen Raumbedarf. Ein weiterer
Nachteil ist, daß die Zahnstangen und das sie verbindende Querhaupt sowie die Kolbenstange
des Schubkolbens stets einseitig belastet werden, so daß diese Teile einer kräftigen
Ausbildung bedürfen, wenn ihre Betriebssicherheit gewährleistet sein soll.
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Es ist ferner ein Druckflüssigkeitsmotor bekannt, bei dem von den
einseitig beaufschlagten Schubkolben zweier Zylinder mittels verzahnter Kolbenstangen
Umfangskräfte an gegenüberliegenden Stellen eines Zahnrades ausgeübt werden. Durch
abwechselnde Druckmittelzufuhr zu den beiden Zylindern, wobei jeweils ein Kolben
Kräfte ausübt, während der andere in seine Ausgangsstellung zurückverschoben wird,
werden dem Zahnrad und der mit ihr verbundenen Abtriebswelle oszillierende Drehbewegungen
erteilt. Zur Übertragung gleichsinniger Drehbewegungen ist dieser Motor nicht geeignet.
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Es ist außerdem bekannt, durch die hin- und hergehende Kolbenstange
eines Druckluftkolbenmotors Umfangskräfte und Verdrehungsbewegungen auf die Zähne
eines Sperrades zu übertragen und diesem dadurch eine intermittierende gleichsinnige
Drehbewegung zu erteilen. Dadurch können zwar Steuerungsbewegungen durchgeführt,
größere Drehmomente jedoch nicht übertragen werden.
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Die Erfindung geht aus von einem Druckflüssigkeitsmotor der eingangs
erwähnten Art und besteht darin, daß je ein Schubkolben beim Vorschub auf einen
Zahn bzw. Nocken am Umfang der Außenringe der Freilaufkupplungen einwirkt und die
beiden Ringe über eine mechanische oder hydraulische Kupplung, z. B. über ein Kegelradgetriebe,
gegensinnig schwenkbar miteinander verbunden sind.
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Das erfindungsgemäße Getriebe hat wegen des unmittelbaren Kraftangriffs
der Schubkolben an den Ringkörpern der Freilaufkupplungen und wegen der Kupplung
dieser beiden Ringkörper durch ein Kegelradgetriebe, welches die gegensinnige Verdrehung
der Ringkörper herbeiführt, bei großem Drehmoment eine besonders einfache und betriebssichere
Bauweise sowie eine außerordentliche Gedrungenheit des Aufbaues, welche seine vielseitige
Verwendung auch unter begrenzten Raumverhältnissen ermöglicht, wie sie insbesondere
im Untertagebergbau vorkommen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Druckflüssigkeitsmotors dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch
den Motor, und F i g. 2 einen Längsschnitt nach der Linie II-11 in Fig.1.
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In dem Motorgehäuse 1 ist der Motor angeordnet, der aus zwei spiegelbildlich
zu der Ebene m-m angeordnetenEinzelmotoren besteht, deren Teile durch Bezugsziffern
bezeichnet und, soweit erforderlich, durch den Index »a« zur Unterscheidung als
spiegelbildliche Teile gekennzeichnet sind.
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Im Motorgehäuse 1 eingegossen sind voneinander gesonderte Kanäle
2 und 2a, denen durch die COffnungen 3 und 3 a das antreibende hydraulische Druckmittel
zugeführt und aus ihnen abgeführt wird. In das Motorgehäuse eingegossen sind ferner
ringförmige Teile 4 und 4 a, die als Zylinder der druckmittelbetätigten
Kolben
dienen. In ihnen sind Kolben 5 und 5 a abdichtend verschiebbar, die bei Zufuhr
des Druckmittels durch die Kanäle 2 bzw. 2 a infolge Beaufschlagung ihrer rückwärtigen
Stirnfläche 5' gegen Nocken 6 der Ringkörper 8 und 8 a verschoben werden und dabei
tangentiale Kräfte auf diese ausüben. Der Innenraum 9 des Motorgehäuses ist drucklos,
so daß auf die vordere Stirnfläche 5" der Kolben 5 Gegenkräfte nicht einwirken.
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Die Nocken 6 haben in Umfangsrichtung an beiden Enden nach außen hin
gewölbte Flächen 6', an denen die Kolben 5 und 5 a mit ihren vorderen Stirnflächen
5" auch nach Verschiebung der Kolben um ihren ganzen Kolbenhub noch tangential am
Umfang der Ringkörper 8 und 8 a angreifen.
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In der Ringbohrung 8' jedes der .beiden Ringkörper 8 und
8 a sind Freilaufkupplungen 10 und 10 a in raumsparender Weise
derart eingebaut, daß die Ringkörper 8 und 8 a selbst die Außenringe der beiden
Freilaufkupplungen bilden, während die erforderlichen Innenringe der Freilaufkupplungen
zu einem einzigen Ring 12 vereinigt sind, der mit der Abtriebswelle 14 durch Keile
und Nuten formschlüssig verbunden ist.
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Die beiden Ringkörper 8 und 8 a sind auf der Abtriebswelle 14 parallel
nebeneinander angeordnet. Auf ihren einander zugewandten Stirnflächen haben sie
Kegelradverzahnungen 16 und 16a, in die im Motorgehäuse 1 auf den Achsen 18 drehbar
gelagerte Kegelräder 20 eingreifen. Durch diese Kegelräder sind die beiden Ringträger
8 und 8 a getrieblich derart miteinander verbunden, daß die durch den Vorschubhub
der Kolben eines Ringkörpers erzeugte Vorwärtsdrehung gleichzeitig die Rückwärtsdrehung
des anderen Ringkörpers und den Rückhub der Kolben -des letzteren in die Ausgangsstellung
bewirkt.
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Die Welle 14 ist in dem geteilt ausgebildeten bzw. mit einem
Deckel versehenen Motorgehäuse 1 in zwei Lagern 22 gelagert. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel sind 4 Kolbenmotoren 4, 5 und 4a, 5a angenommen. Ihre Anzahl
kann natürlich auch anders gewählt werden.
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Die Wirkungsweise des geschilderten Motors ist folgende: Die Steuerung
des Druckflüssigkeitszuflusses erfolgt in der Weise, daß, wenn durch die Öffnung
3 Druckmittel zugeführt wird, gleichzeitig durch die Öffnung 3 a D'ruckm'ittel in
den Sanmelbehälter bzw. in die nicht dargestellte Pumpe abgeführt wird. Dann verschiebt
das durch die Kanäle 2 den Kolbenmotoren. 4, 5 zugeführte Druckmittel die Kolben
5 tangentiäl gegen den Ringkörper 8 und ruft eine bestimmte Winkelverdrehung dieses
Ringkörpers hervor. Durch dessen Vorwärtsdrehung wird über die Kegelräder 20 gleichzeitig
die Rückwärtsdrehung des P,ingkörpers 8-a bewirkt. Dabei Werden durch die Nocken
6 dieses Ringkörpers die Kolben 5 a in ihre Ausgangsstellung zurückgeschoben
und dadurch zugleich Druckmittel aus den Kanälen 2 a durch die Öffnung 3 a in den
Sammelbehälter bzw. die Pumpe zurückgedrückt.
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Durch die anschließende Umsteuerung wird dann Druckmittel über die
Öffnung 3 a den Kanälen 2 a zugeführt (und aus den Kanälen 2 abgeführt), wodurch
die Kolben 5 a tangential gegen den Ringkörper 8a verschoben werden, durch
dessen Vorwärtsdrehung gleichzeitig die Rückwärtsdrehung des. Ringkörpers 8 verursacht
wird.
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Die Kolbenmotoren der beiden Gruppen 4, 5 und 4a, 5 a kommen
also abwechselnd zur Wirksamkeit bzw. tragen nacheinander zu dem an der Welle
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verfügbaren wirksamen Drehmoment bei. Die Ausübung des Drehmoments durch
eine Gruppe bewirkt gleichzeitig die Rückverstellung der anderen Gruppe in die Ausgangsstellung.
Die hier mit mechanischen Mitteln durchgeführte Koppelung der gegenläufigen Bewegungen
der Ringkörper und Kolben kann auch hydraulisch vorgenommen werden.
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Die in der Zeichnung dargestellte Ausbildung der Kolbenmotoren
4, 5 und 4 a 5 a als einseitig beaufschlagte
Motoren gestattet es, sie außerordentlich einfach auszubilden und lediglich durch
Druckmittelzufuhr und -abfuhr zu steuern..
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Mit den vorstehend geschilderten Mitteln kann auch ein Motor für beide
Drehrichtungen geschaffen werden, indem man auf der Abtriebswelle zwei Gruppen von
hydraulischen Kolbenmotoren mit Ringkörpern und ausschaltbaren Freilaufküpplungen
anordnet, die gesondert bzw: linksherum und von den anderen rechtsherum gedreht
wird.