DE1453426A1

DE1453426A1 - Hydraulikmotor

Info

Publication number: DE1453426A1
Application number: DE19641453426
Authority: DE
Inventors: Clark Richard A
Original assignee: Abex Corp
Current assignee: PepsiAmericas Inc
Priority date: 1964-02-27
Filing date: 1964-02-27
Publication date: 1969-02-13

Description

Karl A. B ro se ι / c-o/ oc Wiener S.t. 2. -. .,.MJ.icben790570

B/Mü München-Pullach, den 26. Februar 1964

Dr. Expl.

AMERICAN BRAKE SHOE COMPANY, eine F±ma nach den Gesetzen des Staates Delaware, 530 Fif.th Avenue, New York, U.S.A.

Hydraulikmotor

Die Erfindung bezieht sich auf Hydraulikmotor und betrifft insbesondere Startmotore.

Eine Art von Motoren, auf die sich die Erfindung bezieht, sind Startmotore für Düsentriebwerke von Flugzeugen. Ein derartiger Motor wird dazu verwendet, das Düsentriebwerk, mit dem der Startmotor über eine Überholkupplung verbunden ist, in die zum Anlassen erforderlichen Umdrehungen zu versetzen. Wenn die Turbine im Düsentriebwerk etwa 6000 Umdrehungen pro Minute erreicht, wird der Brennstoff gezündet und das Triebwerk läuft mit eigener Kraft weiter, wobei es seine Drehzahl erhöht und sich dadurch vom Startmotor abkuppelt.

Wenn der Startmotor von der beim Anlassen des Triebwerks auftretenden Belastung entlastet wird, wirkt der Flüssigkeitsdruck noch auf den Hydraulikmotor ein, so dass dieser sich auf Drehzahlen zu beschleunigen sucht, bei denen Beschädigungen am Motor auftreten können.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Motor der genannten Art so auszubilden, dass keine Übergrossen Drehzahlen auftreten können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Hydraulikmotor,

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der von einer Druckflüssigkeit, welche ihn von einer Einlass- zu einer Auslassöffnung durchströmt, angetrieben wird, erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass ein die Einlass- mit der Auslassöffnung verbindender Kanal, der den Arbeitsraum des Motors umgeht, vorgesehen ist, der beim Normalbetrieb durch ein federbelastetes" Ventil geschlossen ist, und dass in der Auslassleitung eine Engstelle angeordnet ist, deren Oberstromseite mit dem Ventil in Verbindung steht, derart, dass sich das Ventil bei überschreiten eines vorgegebenen Druckes vor der Endstelle öffnet und Druckflüssigkeit vom Einlass zum Auslass strömt, ohne den Motor getrieben zu haben. Der Startmotor ist somit am Durchgehen gehindert.

Wenn der Motor von einem Druckflüssigkeit enthaltenden Speicher oder einer anderen geeigneten Druckflüssigkeitsquelle aus angetrieben wird, strömt somit ein Teil der Antriebsflüssigkeit von der Eingangsseite des Motors zur Ausgangsseite unter Umgehung des Arbeitsraums und gelangt dann in den Sammelbehälter, der an der Motorausgangsseite vorgesehen ist. Dieser Vorgang setzt sich so lange fort, bis der Druck im Speicher so'weit abgesunken ist,dass der Motor nicht mehr zum Durchgehen neigt. Nunmehr schliesst sich das Ventil in der Umgehungsleitung und der Motor läuft mit langsamer Geschwindigkeit weiter.

Das zu verwendende Ventil weist vorzugsweise als Ventilkörper.einen Kolbenschiefer auf, der in einer quer die Umgehungsleitung durchdringenden Kammer, die mit der Umgehungsleitung in Verbindung steht,

Auf
verschiebbar ist. das eine Ende des Ventilschiebers wirkt eine nachgiebig-elastische Kraft ein, während daB andere Ende des Schiebers unter der Wirkung des oberstromseitig an der Verengung in der Ausgangsleitung herrschenden Druckes steht.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Hydraulikmotors wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

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Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Motor, Fig. 2 eine teilgeschnittene Seitenansicht des Tlotors

nachFigur 1 und
Fig. 3 ein Strömungsschaltbild für den genannten Motor.

In den Figuren ist der Hydraulikmotor mit 10 bezeichnet. Es handelt sich um einen Anlassmotor für ein Strahltriebwerk. Die hauifcsächlichen Teile des Motors sind die Kolben 11 , Vielehe in einer Zylindertrommel 12 parallel zur Achse dieser Trommel verschiebbar geführt sind und die durch die in die Zylinder 13 eingeleitete Druckflüssigkeit verdrängt werden. Die Längsbewegung der Kolben 11 wird mit Hilfe einer Schrägscheibe 15 in eine Drehbewegung der Zylindertrommel 12 umgesetzt. Die Schrägscheibe 15 ist bei der Abbildung nachFigur 1 in einer gegenüber ihrer eigentlichen Stellung in 90° Drehwinkel gedKhten Lage abgebildet.

Die Zylindertrommel ist an einer mehrteiligen Welle aufgekeilt, deren nach aussen führender Teil mit 17 bezeichnet ist. Die Abtriebswelle 17 wird durch die Zylindertrommel in Umdrehungen versetzt, wenn Druckflüssigkeit in den Motor geleitet wird. Die Ausgangszeile 17 ist beispielsweise an eine Überholkupplung angeschlossen, die zwischen dem Motor 10 und dem anzutreibeisen Teil des Düsenmotors, der angelassen werden soll, eingebaut ist.

Die von einem Speicher oder einer anderen geeigneten, (nicht/f-ezeigten) Quelle stammende Druckflüssigkeit wird am Einlaßstutzen 20 des Motors 10 zugeführt. Die Einlaßleitung steht mit einer "ffnung 21 in Verbindung, die in einer Platte angeordnet ist, hinter der die Zylinder 13 mit der Trommel umlaufer.. (Es wird nochmals darauf hingei-riesen, dass die Schrägscheibe I¹I bei Fleier 1 um 90° ausser der ihr eigentlich zukommenden Stellung gezeigt ist.) Die in die Zylinder eingespeiste Druckflüssigkeit wird durch die Ausganfrslei-

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tung 22 abgeführt, wenn die betreffenden Zylinder während der Drehung der Zylindertrommel an der öffnung 23 vorbeigehen.

Wenn der Düsenmotor gestaltet Xierden soll, wird Druckmittel von dem Speicher zum Einlaßstutzen 20 des Motors geführt. Von hier aus gelanr-t die Druckflüssigkeit in einen der Zylinder, dessen Kolben durch die Schrägscheibe 15 soeben in seine vorderste Stellung geschoben worden ist. Durch Verdrängung des Kolbens in Richtung der Schrägscheibe wird die Drehbewegung in bekannter Weise erzeugt. Die Kolben stossen die Flüssigkeit durch die öffnung 23 aus.Von hier aus gelangt die Flüssigkeit,zur Ausgangsleitung 22, die mit einem (nicht gezeigten) Vorratsbehälter oder Sammeltank in Verbindung steht.

Ein Motor nach der ir. Figur 1 dargestellten Art kann durch Übergrosse Drehzahlen beschädigt werden, beispielsweise dann, wenn der unter Belastung, laufende Motor plötzlich entlastet wird. Dies kann dann eintreten, ttfenn ein beim Anlassen in Umdrehung versetzter Düsenmotor plötzlich ansnrinrt und mit eigener Kraft \ie it erläuft. Zu diesem Zeitpunkt ^r<rirkt der gesamte Druck der hydraulischen Antriebsflüssigkeit auf den nunmehr last · freien Motor. Das Eintreten dieses Zustandes muss verhindert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Druckflüssigkeitszuleitung 20, 21 mit der Ausgangsleitung 22 an einer oberstromseitig einer Engstelle 24 in der Ausgangsleitung 22 befindlichen Stelle verbunden wird, wie dies nachfolgend näher erläutert wird.

Ein in zwei Stellungen umschaltbares Steuerventil 25 mit einem Kolbenschieber 26 ist in einen Kanal 28, 29 eingebaut, der die Einlaß- mit der Auslaßseite des Motors verbindet, wie dies aus Figur 3 hervorgeht. Der KanäL 28 führt also von der Druckmitteizuführleitung 20 zum Ventil 25, während der Kanal 29 vom Ventil 25 zur Ausgangsleitung 22 geht, in die er oberstromseitig der Engstelle 24 mündet.

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Der Ventilkörper 26 steht normalerweise in einer die Verbindung zwischen den Kanälen 28 und 29 verschliessenden Stellung. Einlaß- und Auslaßleitung des Motors sind daher voneinander getrennt. Das VentitL wird hierbei durch eine mittels einer Schraube 31 einstellbaren Feder 30 gehalten.

Wie bereits oben erwähnt wurde, ist die Aus gangs le it ung 29 bei mit einer Engstelle ausgestattet, so dass zwischen den beiden Seiten der Endstelle eine Druckdifferenz herrscht. Der oberstromseitig herrschende Druck wird über eine öffnung oder eine Leitung 32 auf eine Kammer 25A am Ende des Ventilkörners 26 gegeben, das dem von der Feder beaufschlagten Ende gegenüberliegt. Der unterstromseitig an der Engstelle herrschende geringe Flüssigkeitsdruck wirkt sich über eine Leitung 33 auf das von der Feder 30 belastete Ende des Ventilkörpers 26 aus. Die Endflächen des Ventilkörpers sind vorzugsweise hinsichtlich ihrer Fläche gleich gross. Dies ist jedoch kein unbedingt zu erfüllendes Erfordernis, obgleich sich hierdurch die Herstellung vereinfacht.

Vorzugsweise ist die kraft der Feder 30 und die Fläche am von der Feder unbelasteten Ende des Ventilkörners 26 so gewählt, dass sich der Ventilkörper bei einem vorgegebenen Oruck-unterschied auf den beiden Seiten der Engstelle 24 (beispielsweise bei einer Druckdifferenz von 100 Pfund pro Quadratzoll) in eine Stellung begibt,in der eine Ringnut 26G mit den Mündungen der Kanäle 23 und 29 zur Deckung kommt und dadurch eine Verbindung zwischen der Druckflüssigkeits- und-abMtung herstellt.

Die Feder 30 kann auf die Ausübung einer Kraft eingestellt sein, die den durch die Leitung 32 ankommenden Drucks ausgleicht, solange der Motor mit tibergrosser Drehzahl läuft, beispielsweise dann, wenn das anzuwerfende Strahltriebwerk zu arbeiten begonnen und den.Motor mit seiner Drehzahl überholt hat. Unter diesen Be-

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dingungen sucht die aus dem Speicher kommende Druckflüssigkeit den Hydraulikmotor 10 mit übergrosser Drehzahl anzutreiben.Hierbei erhöht sich aber der Ausgangsdruck in der Leitung 22, wodurch sich auch der Druck in der Kammer 25A vergrössert. Wenn dieser Druck hoch genug ist, und die Kraft der Feder 30 überwindet, verschiebt sich der Ventilkörper, bezogen auf Figur 3, nach links, so dass die Ringnut G des Ventilkörpers die Kanäle 28 und 29 miteinander verbindet und dadurch die vom Speicher kommendeDruckflüssigkeit über den Kanal 29 ableitet, der mit der Ausgangsleitung 22 des Motors oberstromseitig der Engstelle 24 verbunden ist. Das ge» samte Flüssigkeitsvolumen und der gesamte Druck des Speichers wirken sich somit an der Hochdruckseite der Engstelle 24 aus. Die Drücke an den Einspeiee- und Austrittsöffnungen 21 und 23 an der Zylindertrommel des Motors werden einander gleich und der Motor wird nicht mehr angetrieben. Diese Betriebsbedingungen bleiben bestehen, bis der Druck des Flüssigkeitsspeichers so weit abgefallen ist, dass die Druckdifferenz auf den beiden Seiten der'Engstelle 24 nicht mehr ausreicht, um den Ventilkörper in geöffneter Stellung zu halten. Das Ventil 25 schliesst sich daher wieder. Dies erfolgt jedoch nur dann,.wenn der Druck des Druckmittels nicht mehr ausreicht, um den Flüssigkeitsmotor mit übergrosser Drehzahl zu treiben.

Der besondere Vorteil, der dadurch erzielt wird, dass der niedrigere, unterstromseitig an der Engstelle 24 herrschende Druck auf das durch die federbelastete Ende des Ventilkörpers durch den Verbindungskanal 33 gegeben wird, besteht darin, dass hierdurch alle Veränderlichen, wie beispielsweise Staudrücke u.dgl., aufgehoben werden. Die Anbringung des Kanals 33 sorgt dafür, dass der Ventilkörper 26 nur durch den Druckabfall an der Engstelle und unter Ausschaltung von nichtzutreffenden Druckgrössen gesteuert wird. Derartige fehlerhafte Druckimpulse können an der Obersfcromseite der Engstelle 24 durch Temperaturänderungen, Änderungen der Viskosität, Staudruck in der Leitung 29an der Unterstromseite der Engstelle 2k u.dgl. Einflüsse auftreten.

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Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt, wird der als Hydraulikmotor ausgebildete Startermotor dadurch am Durchgehen gehindert, dass, wie dies die Erfindung vorschlägt, dann, wenn der Motor lastfrei wird, durch Anbringung einer Engstelle in der Ausgangsleitung eine Druckdifferenz auf ein Umschaltventil zur Einwirkung gebracht wird, das normalernreise in Schließstellung steht und eine Umgehungsleitung zwischen Eingangs- und Ausgangsleitung sperrt. Wenn jedoch die Druckdifferenz an der Engstelle einen vorgegebenen Wert erreicht, bei dem der Motor mit übergrosser Drehzahl läuft oder zu laufen beginnt, wird der Ventilkörper gegen die Kraft einer Feder, dadurch in geöffnete Stellung gebracht, dass der an der genannten Engstelle herrschende hohe Druck auf die der federbelasteten Seite gegenüberliegende Seite des Ventilkörpers zur Einwirkung gelangt.

Alle beschriebenen und zeigten Einzelheiten sind erfindungswesentlich.

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CRiQlNAL

Claims

Patentansprüche

1/ Hydraulikmotor, der von einer Druckflüssigkeit, welche ihn von einer Einlaß-zu einer Ausla?öffnung druchströmt, angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet» dass ein die Einlaß- mit der Auslaßöffnung verbindender Kanal, der den.Arbeitsraum des Motors umgeht, vorge-· sehen ist, der beim Hormalbetrieb durch ein federbelastetes Ventil beschlossen ist, und dass in der Auslaßleitung eine Engstelle angeordnet ist, deren Oberstromseite mit dem Ventil in Verbindung steht, derart, dass sich das Ventil bei überschreiten eines vorgegebenen Druckes vor der Engstelle öffnet und Druckflüssigkeit'vom Einlad zum Auslaß strömt, ohne den üiotor getrieben zu haben.
2. "Toter nach Anspruch 1, "dadurch gekennzeichnet, dass der ^1rentilköroer als KOlbenschieber· ⁿⁱit ünfan.rsnut oder Querkanal ausgebildet und in einem quer :-:ur ""iorturu:-' ·Λ^ν ΐ V,--*9 hur· ·;? leitung verlaufenden Zylinderrauin an'/e ordnet ist, derart, darr or die iJ^^ehunFsleitum:; in ITormalstellunfC verschliefst, sie jedoch fre-i^jbt, vrenn die Uut oder der 3u er kanal sicli mit der umgehungsleitung deckt, wobei eine elastische Ilia ft auf das eine-Ende und eine dem Druck der Flüssip;-¹ eit a- der Endstelle verh^ltnis^leiche Kraft auf das andere Ende d'es Kolbenschiebers zur Ei-nv.'irkunf" ^elanr.t. ·
3. -^Totor nach .Ansnrüch 2 ,dadurch, gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Oberstronseltn der "nestei] e und dem Ventillcörner a,n die nicht der elastischen Kraft pus.^esetzten Seite des Schieberkolbens anfeschlossenAst, so dass der flüssigkeitsdruck unmittelbar auf den SchM^erkolben und in zur elastischen- Kraft entgegengesetzten Richtung dnwirkt. ~ ■

^. Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das von der

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elastischen Kraft beaufschlagte Ende des Ventilkolben zusätzlich einem Druck ausgesetzt 1st, der dem unterstromseiti."; an der Engstelle herrschenden Duck verhältnisgleich ist.

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