DE1503352A1 - Hydraulischer Sternmotor - Google Patents

Description

Societe d^fApplications des Machines Motrices, S.A. in Issy-les-Moulineaux, Seine, Frankreich.

Hydraulischer Sternmotor.

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Sternmotor nach dem Prinzip Hele-Shaw,mit einem Zylinderblock, der einen festen Nocken zur Erzeugung der Bewegung der Kolben infolge mehrerer Hübe je Umdrehung dreht und einem feststehenden Verteiler.

Ein Merkmal des erfindungsgemäßen Motors besteht darin, daß er ein Arbeiten bei sehr niedriger Geschwindigkeit zuläßt.

Bekanntlich ist bei sinusförmigen Nocken die geringste erzielbare Geschwindigkeit abhängig von dem relativen Wert der Verluste beim Durchgang durch die oberen und unteren Totpunkte gegenüber dem Durchfluß. Es sind schon verschiedene Vorschläge zur Verbesserung dieses Verhältnisses gemacht worden. In allen Fällen ist eine Grenze dadurch gesetzt, daß technologische Gründe zum Belassen eines wirkungstedingten Spieles zwischen dem feststehenden zylindrischen Verteiler und dem umlaufenden Zylinderbio ;k führen.

Für einen Sonderfall von Sternmotoren mit einem Hub je Umdrehung sind Vor: ichtungen bekannt, bei welchen die Be -üliriuigsi lache ν ischr-π dem ^ich drehenden Zylinderblock und dem fes ,en Verteiler eine sbeae Fläche ist,-Hiflr.^!üi wird iec -¹^r teile.- £*gen ion Sylin-

derblock gepreßt, wodurch die Arbeitsfähigkeit bei geringen Geschwindigkeiten erheblich durch Unterdrückung des wirkungsbedingten Spieles verbessert wird.

Die in Vorschlag gebrachte Vorrichtung besitzt einen Nachteil in der Unausgeglichenheit, welche der auf den Verteiler ausgeübte Druck für letzteren hervorruft. Dies zwingt zur Anwendung einer Hilfsvorrichtung, welche einen ausgleichenden Druck an einem diametral gegenüberliegenden Punkt hervorrufen kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Ausübung des Hilfsdruckes auf einen Verteiler, der fliegend ausgebildet sein soll, dazu zwingt, Hilfsmittel wirken zu lassen, um den Verteiler bei der Drehung festzulegen, d.h., um zu verhindern, daß der Verteiler bei der Drehung von dem Zylinderblock mitgenommen wird.

Die Anwendung letztgenannten Mittels setzt voraus, daß die Berührungsfläche genau senkrecht zur Drehachse ist. Falls Abweichungen von der Senkrechten infolge von Bearbeitungsungenauigkeiten, von Spiel oder Fehlern in den Kugellagern für die Drehwelle, von unregelmäßigen Ausdehnungen oder Metallverformungen vorhanden sind, wird die Anlagefläche des Verteilers, welche in diesem Fall das Bestreben zum Taumeln wie eine windschiefe Fläche hat, an diesem Taumeln durch die Führung gehindert, was regelmäßige Leckverluste zur Folge hat.

Durch die Erfindung soll die vorerwähnte Technik mit mehreren Hüben je Umdrehung, insbesondere auf Motoren mit erhöhter Hubzahl je Umdrehung, z.B. vier, sechs, acht oder sechzehn Hüben je Umdrehung, übertragen werden, während die bekannten Motorausbildungen dieser Art offensichtlich nicht mehr als zwei Hübe je Umdrehung überschritten haben, und ein Motor geschaffen werden, der weder eine Führung des Verteilers durch Hilfsmittel noch einen Ausgleichsdruck aufweist.

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Nach der Erfindung dringen die Kolben, welche den Verteiler gegen den Zylinderblock drücken, in im Verteiler vorgesehene Zylinder derart ein, daß sie die Unbeweglichkeit des Verteilers bei der Drehung ergeben. Hierbei ermöglicht die gleichmäßige Verteilung, vorzugsweise in diametraler Symmetrie, von Hilfsstößen auf einen Umfang den Verzicht Jeglicher Kompensatiqnsvorri chtungen.

Die Erfindung ermöglichet es, für die Nocken oberflächen zur Erzeugung der Kolbenbewegung in den Zylindern Formen anzuwenden, welche nicht mehr einfach sinusförmig sind, sondern gegensätzlich eine Unterbrechung in der Verteilung zu dem Zeitpunkt, in welchem die Umkehr zwischen dem Einlaß und dem Auslaß eines Zylinders erfolgt, über einen Drehwinkel von nicht vernachlässigbarer Größe, über welchen die Verteilung unterbrochen ist, bewirken.

Dies ist ein wesentlicher Unterschied gegenüber Mehrzylindermotoren, welche nur einen oder höchstens zwei Hübe je Umdrehung aufweisen und bei welohen die Nockenoberflächen notwendigerweise sinusförmig sind.

Überdies ist es bei mehrzylindrigen Motoren mit mehrfachem Hub und vornehmlich bei Motoren dieser Art mit geringer Geschwindigkeit unbedingt erforderlich, in vollkommener Weise die Verluste längs der Oberfläche des Verteilers zu verhüten, welche das Bestreben haben, übertrieben große Werte zu den Zeitpunkten der Unterbrechung der Verteilung anzunehmen.

Die Erfindung verbessert die bekannten, vorerwähnten Vorrichtungen. Hierzu bedient sie sich einer Kombination von Mitteln, die an sich bekannt sind, jedoch in der Kombination einen vollkommenen Verteiler, selbst für sehr geringe Umlaufgeschwindigkeiten ergeben.

In den Zeichnungen verdeutlicht:

Pig. I einen axialen Teilschnitt eines Motors unter Aussparung eines Rechtecks, welches in 909836/0091

Pig. 2 vergrößert wiedergegeben ist.

Pig. 3 eine Teilansicht der Vorderseite des Verteilers von der linken Seite in Pig. I gesehen.

. Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne deren Einschränkung auf gezeigte Einzelheiten oder Besonderheiten beschrieben.

Mit 1 ist der feste Rahmen bezeichnet, in welchem sich die in Kugellagern 5 und 4 gelagerte Welle 2 dreht. 5 bezeichnet den Motorblock, der auf derWelle 2 angeordnet ist und sich mit dieser dreht.

In dem Zylinderblock sind elf Zylinder 6 vorgesehen, von denen jeder einen Kolben 7 enthält. Der Kolben 7 trägt eine Rolle, welche auf einer sinusförmigen Nockenfläohe 8 abrollt. Der Motor ist für acht Hübe Je Umdrehung eingerichtet. Dementsprechend weist das Nookenprofil acht vollständige Sinuslinien auf, welche jedoch vorzugsweise außer Form -gebracht sind, um Verteilungsstillstände bei der Umdrehung zu bilden. Mit 11 ist die Leitung bezeichnet, durch welche die Speisung, und mit 12 die Leitung bezeichnet, durch welche der Rücklauf zum Behälter erfolgt. All¹ dies ist bekannt. Daher genügt eine summarische Beschreibung ebenso wie eine solone Wiedergabe.

Die Verteilungsvorrichtung besteht aus folgenden Teilen:

Die Zuleitung erfolgt am Grund des Zylinders 6 durch die Kanalanordnung 13 im drehenden Teil. Der Verteiler ist in seiner Gesamtheit mit 14 bezeichnet. Er weist eine zylindrische Ausnehmung zur Aufnahme des Kolbens 15 auf, welcher von der Feder 16 am Grund seiner Kammer gehalten wird. Die Feder 16 ist bestrebt, den Kolben auf die linke Seite der Figur zurückzudrücken. Auf die Fläche 17 des Kolbens wirkt der Druck, welcher durch die Leitung 11 ankommt. Hierzu ist der rechte Teil des Kolbens 15 in^inem Sitz untergebracht, der einen Teil eines Teiles 18 am festen Teil bildet.

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Duroh den Kolben 15 führt eine öffnung 19 kreisförmigen Querschnitts, während der Durohlaß 20, welcher der öffnung entspricht und welcher in dem Verteiler vorgesehen ist, einen länglichen, sogen, bohnenförmigen Querschnitt besitzt.

Beide Querschnitte sind aus Fig. 3 ersichtlich, in welcher der Kolben 15 gestrichelt angedeutet ist. In Pig. 3 sind nur zwei Kolben wiedergegeben, während auf dem ganzen Umfang die sechzehn Verteilervorrichtungen verteilt sind. Zwei je Zylinder, der eine für die Zuleitung und der andere für die Abführung.

Der Durchlaß 15 ist in einem Teil 21 vorgesehen, der einen Teil des Zylinderblockes bildet und mit diesem dreht. Das Stück 21 weist zwischen den Stellen 22 und 23 eine ebene Fläche senkrecht zur Achse der Welle auf. Das Stück 21 kann einen mit dem Zylinderblock einstückigen Teil bilden oder an den Zylinderblock angesetzt sein. Der Verteiler 14 weist gleichfalls eine grundsätzlich ebene Oberfläche auf, die, sei es unter der Wirkung der Feder 16, sei es durch die Gesamtwirkung dieser Feder und des Druckes, weloher bei 11 ankommt, auf die entsprechende Fläche des Stückes 21 gedrückt wird.

Für den Verteiler weist diese Fläohe, weiche Verteilungsoberfläche genannt sein mag, Dichtungslippen zwischen den Stellen 24 und 25 und zwischen den' Stellen 26 und 27 auf. Sie besitzt überdies eine zusätzliche Oberfläche zwischen den Stellen 22 und 24 und zwischen den Stellen 23 und 27, die zur Aufnahme des Unterschiedes zwischen der Kraft, die durch die Hilfskolben 15 nach der linken Seite der Figur ausgeübt wird, und der Kraft, die von dem Druck herrührt, welcher auf die Oberfläche 24 - 27 des Verteilers wirkt, dient.

Wie es besser in Fig. 3 zu erkennen ist, ist diese Oberfläche duroh eine Rf:ihe von Kufen gebildet, die duroh radie.la Rillen 28 - 29 in Verbindung mit den Umfangsrillen 30 und 31 gebildet sind. 909836/0091

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Der bei 11 ankommende Druck drückt den Kolben nach links zum Grund seiner Kammer. Der Kolben stößt hierdurch den Verteiler 14, der seinerseits an die entsprechende Fläche des Teiles 15 anschlägt. Während der Verteilung befindet sich die Leitung 15 rechts der Durchlässe 19 und 20.

Für den gleichen Kolben 6 ergibt sich der Rückstrom durch die Vorrichtung, welche in der Folge sich im Sinne der Bewegung einstellt. Der Rücklauf erfolgt durch die Leitung 12 zum Behälter.

Diese Vorrichtung läßt die Umkehr der Bewegungsrichtung zu. In diesem Fall erfolgt die Zuleitung durch die Leitungen 12 und der Rückfluß durch die Leitungen 11.

Der Verteiler 14 ist am Drehen durch den Kolben 15 verhindert, welcher seinerseits durch den Teil 18 festgehalten wird. Damit der verteiler 14 die leicht taumelnde Bewegung annehmen kann, von der vorangehend die Rede war, ist es notwendig, daß der Verteiler vollkommen fliegend bzw. schwebend ist und gleichmäßig von den Kolben in seiner Lage gehalten werden kann.

Die Hilfskolben 15 sind mit Spiel in ihrer Bohrung angeordnet und gewährleisten folgende Wirkungen gleichzeitig:

1. Sie führen den Verteiler gegen den drehenden Teil;

2. Sie ergeben innere Verbindungen für den Durchlaß des Öles;

j5. Sie halten bei der Drehung den Verteiler bei sehr geringen Geschwindigkeiten mit kleinem hydraulischen Druck unbeweglich;

4. Sie ergeben das notwendige Spiel, damit der Verteiler immer mit dem drehenden Teil in Anlage sein kann, ohne zusätzliche Festlegevorrichtungen zu benötigen.

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Zusammengefaßt bildet ein mehrzylindriger hydraulischer Sternmotor mit ebenflächiger Verteilung den Gegenstand der Erfindung, bei welchem die Verteileroberfläche gegen den umlaufenden Teil mittels eines Zylinders gedrückt wird, dessen Aufnahmekammer auf den fliegend angeordneten Verteiler und einen festen Teil aufgeteilt ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche.

   l) Hydraulischer Motor mit nachstehenden Merkmalen in Kombination;

   Einem Stator;

   einem in dem Stator angeordneten, um eine Drehachse drehbaren Rotor;

   mehreren im Stern im Rotor angeordneten Zylindern;

   in den Zylindern befindlichen Kolben;

   einer Nockenfläche zur Steuerung der Bewegung der Kolben in den Zylindern, wobei der Nocken derart gestatelt ist, daß er den Kolben je Umdrehung wenigstens drei Hübe erteilt;

   einer ebenen Verteilerfläche senkrecht zur Drehachse an dem Rotor;

   einer ebenen Fläche an dem Stator, welche zur Anlage an der ebenen Fläche des Rotors während der Drehung des Rotors bestimmt 1st;

   einer Leitung für jeden Zylinder, welche an dem einen Ende in den Zylinder mündet und mit dem anderen Ende durch eine öffnung gegen die Oberfläche des Verteilers des Rotors mündet und wenigstens einen geradlinigen Teil in unmittelbarer Nähe der genannten Verteilerfläche aufweist;

   einer zylindrischen Muffe mit einer Achsbohrung, welche in fliegender bzw. schwebender Anordnung in einer entsprechenden zylindrischen Ausnehmung vorge-909836/0091

   sehen ist, die sich im Stator befindet und deren Achse senkrecht zur ebenen Oberfläche des Stators ist, wobei die Ausnehmung eine Öffnung bildet, die dazu bestimmt ist, in Deckung mit der Öffnung der Leitung während der Drehung des Rotors auf einen begrenzten Winkel zu gelangen und die Achsbohrung der Muffe sowie die Öffnung der Leitung in Achsgleichheit während der Drehung des Rotors gelangen können;

   einer Feder in der Bohrung, die sich auf der einen Seite gegen die Muffe und auf der anderen Seite gegen den Stator lehnt, um die Muffe in Richtung der ebenen Oberfläche des Stators zu drücken, wodurch der Pluß der Flüssigkeit in einem vollkommen geradlinigen Weg vom Stator zum Rotor und umgekehrt hindurch kann.
2. 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung im Stator für- den am weitesten vom Rotor entfernten Teil unmittelbar in der Masse des Stators vorgesehen ist und für den dem Rotor am nächsten Teil in einem Hohlstück von äußerer zylindrischer Form vorgesehen ist, welches mit Spiel in einer zylindrischen Hilfsausnehmung untergebracht ist, die gleichachsig zu der anderen Ausnehmung ist, wobei das Hohlstück einen hinreichend großen Hohlraum zur Aufnahme der Muffe bildet.

   j5. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlstück auf der dem Rotor zugewandten Seite eine ebene Fläche zum Zusammenwirken mit der ebenen Fläche des Rotors aufweist, auf welche sie durch die Federkraft gedrückt wird, und zusätzliche Flächen besitzt, die zum Ausgleich des Unterschiedes zwischen der Federkraft und dem hydraulischen Druck bestimmt sind, der auf die letztgenannte ebene Fläche wirkt.

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