DE1403754A1

DE1403754A1 - Druckmittelbetaetigte Maschine mit hin- und hergehendem Kolben

Info

Publication number: DE1403754A1
Application number: DE19611403754
Authority: DE
Inventors: Donald Firth; Hancock Roger Harvey Yorke
Original assignee: MINI OF TECHNOLOGY; Minister of Technology
Current assignee: MINI OF TECHNOLOGY; Minister of Technology
Priority date: 1960-08-31
Filing date: 1961-08-28
Publication date: 1969-01-23

Description

PATlNTANWXtTf DR.-ING. H. FINCKI MÖNCHEN 6 DIPl.-ING. H. iOHR MOUJER8TR.«1 DIPL-ING. 3. STAEGER _ηΛ .

28.Aug.t9Qi

M 4416 St/5

Beschreibung zum

der GOimCIL SOR SCIEIJI'IPIG AKD IHBÜSSIIIAI RESEARCH, London, England,

betreffend
"Druckmittelbetiitigtö Maschine fait hin- and hergehendem Kolben."

«■ W» «B

Priorität: 31· August 1960 - Großbritannien

Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen, bei welchen ein Kolben den Druck eines Mediums in mechanische Energie umwandelt' oder fu&gt&ehrt und der Kolben uBmittslbar durch olnt Verbindungsstange oder ein gleichartige· Organ erfaßt wird, welches die Kolbenverachiebung steuert, während die Schublinit der Stange normtaerueiee zur Kolbenachse geneigt ist oder der Neigungswinkel während dee Arbeitszyklus variiert« Beispiele derartiger Maschinen eind ein mit einer gefcrojiten Welle ange« trieben· Masd^ln« und eine Pumpe oder ein Motor, mit einer

~ 2

Kolben von Maschinen der eben genannten Art arbeiten normalerweise in einem regelmäßigen Sylclas, wobei die Erfahrung gezeigt hat, daß Sie seitliche Scbubkorapononte sich verändert und der Kolbsja an einer Rotation in seinem Zylinder gehindert wird, so daß eins hydrodynamische Schmierung aufgrund der Rotation erreichbar iatj in aev Tat seigt sich» daß, wenn immer eine derartige Schifiiöruog s«Bo im Hornent dee Anlaufe fehlt» eine Metall-aia-Metallbsrührimg s^iachen des Kolben und seinem Zylinder auftrat au kann (und oft auftritt), was eine hohe ReI-bung und ßia hciise Abmit^ungsmaß wie auch eine Bruchgefahr des Kolbens ia Zylinder sur Folge hat*

Ub dies sä. vejx'olden odsr die Wirkang desselben so. verringern, weist die erfindungsgeniäßa Maschine mit einem hin- und hergehenden Kolben an sinor der.Berührungsflächen zwischen de» Kolben und deta Zylinder mehrere Ausnehmungen oder Taschen auf, ' welche "symmetrisch um eino imaginäre ürafangslinie oder einen entsprechenden Bereich gruppisrt sind, wobei ^ede Ausnehmung oder Tasche mit n.em Drooloiiediua durch je eine Einschnürung gespeist wird, welche Fluktuationen des Druckraedlueiö mit ToIeranzweohseln zwischen-dem Kolben und der Zylinderwandung iß der Taeohe erlaubt.

Di· Taschen können entweder im Kolben oder in der Zy¹ tnierv?^wsd vorgesehen sein, wobei der Kolben eine Gegen bohrung In sei»*«..

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Kopf aufweisen ltaan, um eine Flüssigkeitszufuhr zu den laschen bei Arbeitsdruck der Haschine sicher zu stellen*

Vorzugsweise ist ein Rückschlagventil in die übliche zu einer Gruppe von Taschen führende FlUscigkeitszuleitung bei Arbeitsdruck vorgesehen* so daß die Druckfluktuationen in einer Ta- . sehe aufgrund der Fluktuationen des Arbeitsdruckes in dem Ettgeordneten Zylinder während ;}eden Arbeitszyklus verringerte/erden*

Die Anordnung erfolgt derart, daß bei ausgeschaltοtem seitlichen Reaktionsschub auf den Kolben der Flüssigkeitsdruck in der Gruppe der laschen um den Zylinder cnsgeglichen und letzterer im Zylinder mit gleichem Abfluß von allen Taschen zentriert v»ird· Sobald jedoch ein resultierender seitlicher Reaktionsschub auf den Kolben einwirkt und letzteren auf eine Seite der Zylinderachse au verschieben sucht, wird das Spiel zwi-'

sehen dem Kolben und der Zylinderwand an derjenigen Seite verdecken

ringert und ein /von der oder den benachbarten laschen führt demzufolge zu einem Druckanstieg im letzteren· Gleichzeitig verstärkt sich das Lecken von der oder den Taschen auf der gegenüberliegenden. Seite des Kolbens, was zu einor Verminderung dee Flttscigkeitsdruckee führt. Dieeee nichtvorhandene Gleichgö-

^ar_; ORIGINAL

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wicht des hydrostatischen Brackes» welcher auf den Rolbea an diesen Taschen einfcirfct, widersetzt eioh dem re sal tier enden seitlichen ReafctiottStschttb proportional jhi der dadurch hervorgerufenen Verschiebung und sucht deeettfolge den £olbea i» seinem Zylinder in zentrierter Stellung bei 3«deia sieh dem4«B seitlichen Eeaktionsachttfc ea halten·

Bsisplelav/eise praktische Ausfilhrtiiigstorm«» der £&'£i AÄwend'ung auf druckmittelbetätigt© Mas«hinea mit einer platte wer&*u naehfölsand leiter Βδβββ a^f als Bs

·' Λ

* 1 eiue perapeictivißejbws Ansicht imn «!a«r ' einet·· -Sblbene aus gsseh©», tier ÜJasohett

2 «insa Laneöschnltt aurch um

aasfc Ag

»ig» 3 einen Solmitt auf Mul« ΪΠτΠΙ non 3MLg.

4 einen #ig« ? ähnliche» Sohnit* einer Ausfilhrungaform» ,

3 ttmn Pig. 2 ahnUoium Schal** durch «UMNt i^lt

mit

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. 6 einen Schnitt auf der Maie VI~V1 von

7 einen Fig* 5 ähnlichen Schnitt einer Anordnung iron. Tasche» in einem Sylinder»

8 A und 8 B oinea attsammeng«?oet«tea Schnitt auf den Linien VIII A - VIII A ana VIII B - Viii B von Figo I₉

»ig·» 9 eine» Schnitt auf te* Linie XX-XZ von Fig* 8 und

, 10 ei» afcgewiekeltee Sähaeta der -, nach Fig« Τ« ,

I>es5ttsiienffie»d auf Pig*. 1 Ms 5 wi*4 in fclnsr T«r«iaf Bolttim Fom «t& Kolium ma ein ölsitea? ilÄW

Buape odöjr eines entsprschan-iaft Motors g JSylinderbloclc rotiert üä& deren Taumelsehsiteo r3tellu«g des Kippwinissla t>ev^eiicfe angöorönot istf

1' ist aa der Stelle Z »it einer Gegentoioii die von ä«r Art>eitsnäche 5 aus verlätxft and ein Crohäuse für eine Druckfeder 4 zwischen deä Kolben und öe& Kanälende 5 de· Zylinder» 6 Mldot^ Das gegenliberliegend« End» am Kolons bat stn* Faeeöng oder ei» %gw ?» desaen Ende halfefcugeXföxmig und »Bpf Äfcfaaha« des ke^ellföä Bndes 8 ολλο» Gleiters

^:*X

welcher auf der faonrelscheibe 10 läuft?

Gewöhnlich kann sich bei l'aumelseheibenmaachinen der Kolben 1 tinte* Schleppwiarlcttüg in einem Flüssiglceitsfila zwischen des kugeligen Bnda 8 des Gleitens 9 uad dem Lager 7 frei drehen^ in welche» er gebettet ist; der Gleiter 9 wiederum wird· tpt seine Achse d«rs& Schlepper gedreht,» wenn er über die Oberfläche der !Daumelplatte 10 bewegt wirdv Ie einem derartige» Fall kann der Kolben Λ aasreicheÄcl rotieren, um eine hydrody·· namisishe SöMieÄg awisoiien sich aad der Wändang dös Zylindfsa 6 auf Kabaaaa_? viodttTöii eine Itetall*sti-$ötaiiberOhrttag sswiscJie» dem ^lb@» md äer Zyliri&erweMuag verhindert wird«

Bei der erfin&aiigsgerattßen Anordnung reicht jedoch die Eelfcong awisohen dea Kolben 1 und der Feder 4 uoö ^wische» let*terer und d^r End wandung 5 3es Zylinders 6 aua_? uns das Sohleppaoment zu überwinaon, das auf den Eolbea fön der Kugel 8 aus ausgeübt «Sifa * Da der Kolben t sich wed«r ü^e»fe^»p-t dreht noch bei geringer Gesohwindigkeit oder intermittierend gedreht ^ird₉ findet keine hydrodynamlaehe SohmieruÄg etatto

Vm daher die Wixkuag eifisr unsureichendett hydrodynaaiechen Sohffllerwng sn überwinden^ sind drei flaehe iaaohea odar Auenehsaungen 11» 12, 13 (©» insbesonder» Pig« 3) mit g^ichirlnk-. !igen Zwischasrättiaiin at* der äußeren üafangsfläche dee Kolben»

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1 ant pine goaieiasr^e Mitt&lli&ie eingearbeiteto Mess sind in dar KdIw dee X^geröaöee &ös Kolbe&s 1, jedoch in derartigen Ste3.1uag gruppiert j daß sie stets'durch derwanduag verdeckt bleiben« In der Kit Ib jode? !Eaech* ist eine eingeöäiixiüyte öffianng U, 15» IC -.-fxrgesshe»« di« durch einea radialen'.XfeoeX ^T j»lt eine» uxi&leii Kanal 18 d«i^;i8t₉ der iron der SegeufeofDNiag; 2 east lage? ? fahrt * .Der Kanal 18 speist daher ArbeitsfllisBigkelt untör Zylinderdraek von der Arbeitsfläche J ass Kalten* 1 *a federn 18 «ad daher zu jeder lasche 11₁ 12^ 15*

tisiörehejtß de» 2^1iadert>loe&e 19 Wralt'telt der Kolben 1 &tn®n .r«ealtleread«HL seitlichen Schilfes wsloher ia

,uad »9g3.iafc«r»eiee aneh etwas i^ der Richtung variiert* bedeutet j daß deif ttolers&t^ieohezuraiNi awie«heu'd«ii JKoHkw and dem ^r'Xinaeaf'.Bioh alt der Winkellage verSäaert «Μ daß de*

Ä auf die Waschen 11 * 12» 15 dieser folgt ο

4 «β igt einen afegewaßdelie Anordattttg_f bei der * sich die 2 so weit wie die Sbene <ier AohDea der einge* öffntuigeu 14^ 15> 16 erstreckt. Die«e Anordaaag •rereiöfaeh* di« Äut3blldttngder ÖXfnangen» Vielehe ^etist flaclli sein Is8vm.eeti₉ aie dttroh die SSyliaderwaMtmg gebohrt

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Die Zahl, Forst und Größe dear SPaechea11, 12, 13 kann vorändsr* werden, um besonderen Erfordernissen gerecht werden ζει können! die Größe der eingeschnürten öffnungen 14» 15, 16 hängt το» de» Betriebßverhältnioaen ab* ■

Bei der Ausführung for a gemäß Fig» 5 und S vielst der Zylinder 6. eine durch Schrumpfung eiagesetste Latifbiiehse 20 re&d cm Innenfläche auf _# aaf «elcher drei Taschen oder Aasneh«imgit* 22 # 23 In gleichwinkligen Zwiachenrüumen in der 3fött**de4 .oder des Tautaelscheibenendee dee Zylinder« 6 ängeördae Jede Saaohe wird mit Draomaesigfceit αατά J^ «ine

Öffnung 24, a5# i26 valine* na* 2t, |S» 29 »tie geepeialu öl flfird dann^on In den Zylinder 6 ea. jeüer fase!»

auf. die gleioae trol»* v?i$ bei den Aaefiihrangforfii^Ä Von-

M 4^J 0öfordert.· * '

Fig. ? feio 10 stellt «in« Abgewandelte Aaordntt&g sehen 9?aöchen in der ^rlinderwandung dar. 5e r wi« eioh aza bestea au« fte» abgeviofeelten Soiim ton M^.

ergibt :-* sind iswei attf den ttafang erteilte ör«^M| "$1» pt .

flacher iaeohen In reohtwiaieliger Foam oM gL&timfaueitioh auf die tänenw&ndäng A<&'■ Zylluderlaofbflehee 30 verteilt Ber Abstand riechen den beiden axial im ZyH Gruppen iäi vorau^s^öise derart» daß sie durch ä'ea Kolbm rend do ο gesaniten Hubes yeräe eic* bleiben« Jede X&odh* 31

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52 γ/ird durch Jo ei&e eingeschnürte Öffnung 33 mit öl gespeist, wobei die Öffnungen für die obere oder äußere .Gruppe der iasahen. * 31 τοπ einem übliehen äaSerea oder oberen tjtefangskanal oder einem Stolle» 54 gospeist ^erdöiij der in den JSylinderbltck 19 eingearbeitet ist und mit den e;rfe sprechenden öffnungen 5;" in <U« lauf buchse 30 in Übers instiesßmiig ist» während die öf intus« gea für die Boden- oder inaeröCtruppeö. dör taschen 35 von eine» ähnlichen innere» oder Bo&ßS&anaX oder einem Stollen 35 gespeist werdea* Zwiael-aB dea fceidea öipuppen der $a3Cha» 3t _f 32 ist Binglaekmit ?6 Toreesehftftj die bei 3? bös? Atmosphäre

jeder sieh

Der obere Stollen 34_:..wi»4 alt Ji^rauliseher Druck döpoh 2twai KJa'allT*;.' ^V5_; 39- geapeisir, tor am Zylin&tr $ aiaeeor-änet ist sm& eine» jj

strockend«a■ Ve^teiJ^rdarohlaS- 40

35 wirft «It"-Dr«sätefll⁴.s⁽i»£^6öiit Kanal 41 *ereorgt_f der parallel -·■«« Kaj^s.>sl 38 verlHft*t and den Kanal 40 jä

Bo

oder obers Bode

ei£.ea U%l«
4t· liiert o3*r

pfropfaa θ la,,-feinen.

40 wird VM,

44 «oft

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de» ArWitgtraua im £ylinder 6 verbunden. Daher kann die unter hohem Druck gtehende Flüssigkeit la Zylinder β durch die Bohrung AB₉ das Rückschlagventil 45 ₉ 44 und den VerteilerJeanal »ti den Stollen 54» 35 und dann au den Taschen 31« 52 über dl« e Inge aohnär ten öffnungen 35 fließen» Diese arbeitet in der gleichen Weise wie im Sußaßitaenhang mit Figo 5 und 6 besohrleben« Eine Entleerung der Taschen 31» 32 wird durch die öffnung 36, 37 vorgenommen.

Bin Zylinder steht unter linieren Druck während der Hälfte Je· der Umdrehung des Blockes 19· Während der anderen Hälft· steht er outer geringe» Draclc, - d<,fc» Ansiauge» bei einer Pumpe, le&v&n bei eineia Motor - welohe schnelle FluJctuationen in und Zeitveraögerun^en beim Ür«ökaofbaa in den Taschen während dea Übergangs Tom niedrigen »ma hohen Druck aur Folge haben würde« Dieser Schwiari£&eit wird man jedoch teilweiae diarolt dan RÜqfeeehlagreatil 44 and teil^eiee durch die gegenseitig· Verbindung von jede« Verteilerltajaal 40 durch den KanaX 39 mit dem nächstfolgenden Kan*X 40 gerecht, eo daß» wenn «in Zylinder von eine» Kanal unter hohem zix einem eolohen unter niedrige» I>jrw»k biwegt wird, die uatar Hoohdnxok stehend· JPlttsnlgkait xueret Im Kanal durch Schließen 4«« Rückschlagventil· aufg·- halten und dann b«i einer V/eiterbe^egung dee Zylinder» duroh 41« Heih· der Verbindungeii 39» 54, 36 mit den Kanal·» 40 »of- *»i>Biterhalten wird_t 31« de» naolttolcenden blinde«!!

*t*4, welche noch mm Hochdru«kkanf.l hin offen «luft»

it

terhin wird eine stark verringerte 3ötr»aete»ell« im Kanal 40 er·· reicht, wenn ein Zylinder τοη einae Kanal unter niedrigen üruok «α einem unter hohem Driicä bewegt wird«,

Es wird aicIi ein Bruelmbfall anyersöidbar um dae ganze System herum ergeben» und swar teilweise? weil die ausgleichend· Wirkung bei de» lasche» 51« 32 vofc kecken (At&uß) derselbitt' abhängt? um ein DräßkdlfferentlaX In Ig tieren heraiiGtell^n 8119. teilweise ,weil eiae eicßbayo Ver^ügor-ttng der Wirkung ton jeden RückschlagventiX 44 vorhanden sein meß· vem mit der Tatoache gekoppelt ist, S&0 dessen SohlleBlseweginig eine Mengen« Yerschiebiaig im hydraalisehan Auogleiohsatromkrei» herbeiführt<, Bie mittleren Brtio&e in de» Kraalen 40 werde» &οά&τ niedrig«· QQiM als diejenigen, die ^m Hochdruiclckanal der Maaciiine atti» . tachen, Jedoch werden die Fluktuationen ötörk irerringeriif m zu einem weiohersn und wirkeameren System führt«

Wo die noraalea Betriebanrert ütnisse der iäaschine derart slad, daß plötzliche Braokflutktionefi in den den Kolben sontrierandtÄ and ausgleichenden Btrorokreisen nicht unanganehm elnd, könnt» die Systems von ^ig» 1 bis 4 oder j?ig« 5 «M 6 aixfgroad ihrer relativen einfachen Herst el lungswaiB· mit Vorteil, angewendet

werden. DarUberhinaü» kann die Anordnung gemäß Hg. 5 und B etwas in der Art der Anordnung der Fig· 8 und θ abgewandelt indem die sieh in Längsriehtung erstreo künden Katen

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27» 28» 2$ in der Außenlandung dar XattfMehe*20 duröit eines* Durchlaß 40 iß Zylinderblock 19 ersetzt T7erd«i and ate fasohen 2 22_f 23 von einem Riagsiollea. 34 aas gespeist wsrdeni Die Bite*·» schlagventile 44 würden bei die osr Anordnung *$gg£äaßeea werden» Eine derartige Abwandlung vereinfacht and rerbilligt die Herstellung der Laufbuchse 20.

Die Angafa» aentalt, aröße imd Anordnung der 11 ^«o·»» 21 •♦••oj "51 *«*·»* ist eine £r&|ge unter Berücksichtigung der
stisimtsn Masohinei die SrSße d«r Öffnungen hangt ^rciJ don Ar^e^edriiß^n «nd

im ZylinÄe» al». Uif Axt des ijeträchtßt tmbcAe«tt^tift₉ weil dit ^ MediumpoXsters g« 3edoö Zeitpunkt der «ylitiderwandang beiträgt* M ißt

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Claims

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F a -'j s a tans ρ a? fi o. h

•6 Ε&'δ hia- and 'hergehenden ia^ bei to der £olbe& -"Serikiderangsa ill te G?8ßä\ »ad

Zommfce tfixkzmiä jedea Arbeite-

.&^ϊΛ«αί>τδ j,»!; ass. -3.ISo -aoiiiiMgs5fSruhi?uzig swischea dos ds^¹ %*3.isdei?Wt!i2.ilßFig. I5.03?l>&5, äSttiiite'^a siioiit* 6 i"aet^._:d^£"sicii d^ä* i^i^mtgabe^ähinrng eirc Bett ■£i3sea aiis d<sr PlUasijgfeelt ö?itös
in alaex" oder eiehrerea sefeisaifm
getaut .wird, dl« eyaäaetrise^^awff'-eiaer

if f ßs^aßtöÄ Plä^a^ g^p^iWt sind

sr^t ciaer ßMisiien ?liisaigk$iisqtteiie_; unter is ine jeweilige Sineohnlirtssig ^orbo.nd§s3i ^;ist j vieloli« öft-ia ^löeBigkeitäö^tte& la der lasche alt^ We«üsel i» " bzw. an Siöleranaea :?*?i sehesi dam Solijafö -jj»a.'·^«^ Zylinderi dor Htihe <2§r laspiia «aüread Sas Betriebs der Siaao&i-

2» Ma^öfeiae aacfe Aiiäprach t, dad»iroii-gefceaöaeiehttet,"-daß dl* Saschea %m KoThsn, angeorda$t-tm4L Kit dsm ArboitsmeäluEt duröfe eiaea Kanal gespeist-'i^raeaj/: welche» sus älolbeakopf hin-offen

gAD

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5· Maschine »aon Aneproeft 2» dadurch gekennzeichnet j daß de* Kolben sine welts Segoabohrung aufweist*, die ©ich von desee» Inneaand© biö söjp Ebene der Einschnürungen erstreckt aod einen Kanal bildete wele&er saa Eobeakopf hin off ca is*»

4« Masciii»e naeb„ Azisprooli 1, öadtarch gekanasseiclmst^ daß di· laschen in dey ^lindea^anduag angeordnet and d'ii^eii einen Speisekanal mit dem Arbeitsraum im 3yliader In Yerbindtaig ste-

5 t» Maschine naöli Anspraoh 4# dadaroh gtimmtZQ ichaet, daß taahrfcanal «α einer SJasohe eia Ha^&aohlagveatil enthalt» α« sieh fölnea B^tto^atefall in der EiasclmUraag in der Kähe der Tasche entgögeniii^öGtsea? weaa der

6o.'SiUi?3oMne nacj^ Ansprach 4 oder 5» dadarcli daß ein Zylinder eine üaüf'Daehss aafvielst and daß der Zufuhrkanal ale Längsnnt in der Außenflüeha der liaa^bäehse oder der Belagsfläche dor Bohrung im Zylinderbloclc ausgebildet ist»

7. Maschine nach Anspruch S₉ dadaroh gekennzeichnet» daß die Bohrung im !SylinderUocSt einen Ringltanal odor einen Stollen auf* weist, der ait allen. Saeöhen einer (Jrappe in Verbindung steht und daß ein üblicher Safu&rKanal im Zylindorblock mit dea Stolle» verbunden ist*

BAD ORIGr

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sie die eykXIsßhea sprechöfi«! dest s^ielieofeea Ψψΐindes- v

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