DE1503366A1 - Hydraulischer Motor - Google Patents

Description

DB ε wiegand 2000 Hamburg ι, den 24. August 1964

MDNCHEN BALLINDAMM26 MDNCHtN TELEFON: 330475 DIPL-ING. W. NIEMANN

HAMBURG
,ATSNTANWXLTE 1503366

W. 21418/64 12/Me

Hollia Newoomb White, Jr. Harvey Clinton White Holila Newoomb White, ar.

Maryville, Mlaaourl (V.St.A.) Hydraulischer Motor.

Die Erfindung bezieht eich auf einen hydraulischen Motor und insbesondere auf einen hydraulischen Motor mit einem Rotor« der eine hypozykbidartlge Bewegung ausführt.

Obgleich Motoren dieser Art, die auf den Gedanken beruhen, einen mit Außenverzahnung versehenen Rotor vorzusehen, der weniger Zähne als der mit Innenverzahnung versehene Stator hat, seit langer Zeit bekannt sind, besteht bei ihnen ein Problem darin, für den Rotor ein· zufriedenstellend arbeitende Antriebsvorrichtung zu schaffen. Bei den bekannten Ausführungen sind kompliziert· Ventileinrichtungen vorhanden, und selbst wenn eine Umsohalt- bzw. Umsteuer-YentileInrichtung (commutator type valving system) verwendet wird, ist sie zu kompliziert, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.

Ein Zv.'onk der Erfindung besteht daher darin, einen hydraulischen Motor mit hypozykloidartiger Rotorbewegung zu schaffen, bei welchem die Schwierigkeiten der bekannten

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Ausführungen vermieden sind, und insbesondere darin« eine neue und zuverlässige Vorrichtung zum Umsteuern bzw. Verteilen des zum Betätigen des Motors verwendeten Druckmittels zu schaffen.

Weitere Zweoke und Vorteile der Erfindung 0hen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in weloher AusfUhrungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeiohnung beispielsweise erläutert sind.

Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenx ansicht eines erfindungagemäßen Motors·

Fig. 2 ist eine Sohnittansioht nach Linie 2-2 der Fig. 1. Fig* 3 ist eine Schnittansioht nach Linie 3-3 der Fig. 1. Flg. ²J- ist eine Sohnittansioht nach Linie 4-4 der Fig. 1. Flg. 5 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines abgeänderten AusfUhrungsbeispiels der· Erfindung. Das in Pig. 1 dargestellte usfUhrungsbeispiel eines hydraulischen Motors gemäß der Erfindung weist ein erstes zylindrisches Gehäuse 10 auf. Das Gehäuse 10 hat, wie aus Fig. 2 erkennbar» eine Achse 11 und eine Innenwandung 12. Die Innenwandung 12 ist mit einer Mehrzahl von Zähnen bzw. erhöhten Stellen 13 versehen, die in zweckentsprechendem Abstand voneinander angeordnet sind, um eine gleiche Anzahl von niedrigen Stellen 14 zu bilden. Der Einfachheit halber werden die erhöhten Stellen 13 nachfolgend als Zähne bezeichnet, und aus Fig. 2 1st erkennbar, dafl diese Zähne 13 in Ublioher Weise mit AuSenzähnen 15 eines Rotor» 16 zusammenarbeiten können.

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Der Rotor 16 hat einen Zahn 15 weniger als Zähne 13 an der Innenwandune 12 des Gehäuses 10 vorgesehen sind. Bei den dargestellten Beispiel weist der Rotor 16 seohs Zähne 15 auf, während der du roh das Gehäuse 10 gebildete Stator sieben Zähne 13 hat. Die Achse 17 des Rotors 16 ist mit Bezug auf die Achse 11 des Gehäuses 10 versetzt« so daß die von den Rotor 16 ausgeführte Bewegung hypozykloidartig ist« d. h. eine Drehkomponente und eine Bahnkonponente hat.

Zun Hervorrufen der hypozykloldartigen Bewegung des «j

Rotors 16 1st ein zweites Oehäuee 18 vorgesehen. Das zweite Gehäuse 18 ist auf zweckentsprechende Weise durch (nicht dargestellte) Bolzen an einer ersten Außenfläche 19 des ersten Gehäuses 10 befestigt. Das zweite Gehäuse 18 1st« wie das erste Gehäuse 10, zylindrisch und 1st« wie aus Pig. 3 erkennbar« alt einer sich axial erstreckenden Kameer 20 versehen« die eine Achse 21 hat« welohe zu der Achse 11 des ersten Oehäusee 10 koaxial liegt. Druckmittel wird in die Kameer 20 duroh eine sich radial erstreckende Durchfluflöffnung 22 eingelassen und aus dem zweiten Oehäuee 18 duroh eine sich allgemein axial erstreckende DurohfluQoTfnung bzw. einen Aualafl 23 hindurch ausgelassen.

Das duroh die Einlaßöffnung 22 hindurch eintretende Druckmittel geli-ngt duroh Durchgänge 25 hindurch in die Statorkammer 24 (Fig. 2). Aus der Statorkaaaer 24 austretendes Druckmittel gelangt duroh weitere Durchgänge 26 hinduroh zu der Ausla3öffnune 23* Demgemäß ist bei dem dargestellten

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AusfUhrungsbeisplel in jedes gegebenen Augenblick ein Durchgang 27 (Fig. 2) vorhanden« der Druckmittel weder in die Statorkammer 24 hinein noch aus ihr herausfuhrt.

Die "Schaltung" bzw. Umsteuerung der Durchginge 25 bis 27 erfolgt durch ein Umateuerorgan 28 (commutator), das in den Figuren 1, 3 und 4 dargestellt ist. Zum Einschließen des Urneteuerorgane 28 kann eine Endplatte 29 verwendet werden. Das Umateuerorgan 28 hat allgemein zylindrische Form und seine <chse stimmt mit der Achse 21 Oberein und verläuft zu der Achse 11 .gleichachsig. Das Umsteuerorgan 28 1st mit einer sich allgemein axial erstreaicenden Bohrung JO versehen, die, wie aus Flg. 3 erkennbar,mit den Durchgingen ?6 in Verbindung steht* Das Umsteuerorgan 28 weist weiterhin einen mit einer Nut versehenen Umfangstell Jl auf, welcher, wie ebenfalle aus Fig. J erkennbar, die Durchginge 25 freilegt. Somit tritt bei dem dargestellten Zustand Druckmittel in in Flg. 2 dargestellte Durchginge 2SUa ein, während das verbrachte bzw. benutzte Druckmittel durch öffnungen 26a hindiroh aus der Statorkammer 24 austritt, wobei eine Öffnung 27a verdeckt ist. Daduroh wird bewirkt, daß der Rotor 16 sich in der duroh den Pfeil in Flg. 2 angedeuteten Riohtung dreht, woraus sich eine Änderung der Betriebsoharakteristlk der verschiedenen öffnungen 25&« 26a, 27a ergibt. Demgeruß ist zu jedem gegebenen Zeitpunkt eine Mehrzahl von öffnungen 26a (weniger als die Gesamtzahl der Durchginge 25 bis 27), die mit der Auelaßöffnung 23 in Verbindung stehen, sowie eine

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ähnliche Mehrzahl von öflhungen 25a, wechselseitig ausschließlich der zuerst genannten Mehrzahl von Offnungen 26a« vorhanden« die mit der Einlaßöffnung 22 in Verbindung stehen.

Das Umeteuerorgan 28 ist vorteilhaft mittels Nadelrollenlager 32 in der Kammer 20 drehbar gelagert« und die Durchgänge 23 bis 27 sind derart angeordnet« daß sie mit der Kammer 20 in einem Abstand einwärts von der die Kammer 20 umgrenzenden Wandung 20a in Verbindung stehen. Bei dem dargestellten AuefUhrungsbeispiel ist dies dadurch erreicht« g daß die Durchgänge 25 bis 27« wie am besten aus Fig. 1 erkennbar« axial schräg nach innen angeordnet sind.

Die Drehung des Umsteuerorgana 28 wird duroh ein stift- oder bolzenartiges Verstärkung*- bzw. Vergrößerungsglied 33 erhalten« das sich in einen Teil 30a der Bohrung 30 erstreckt, der zu der Achse 21 exzentrisch liegt. Das Vergrößerungsglied 33 hat einen mittleren Teil« der mit Keilen 34 versehen ist« die mit Kellen 35 einer in dem Rotor 16 vorgesehenen Bohrung 35 zusammenarbeiten« welohe zur Achse des Rotors 16 konzentrisch liegt. Dadurch ergibt sich« daß, I wenn der Rotor Io in der Statorkammer 24 seiner hypozykloidartigen BaIm folgt« das Vergrößerungsglied 33 der Drehkomponente der hypozykloidartigen Bewegung nicht folgt. Jedoch deren Bahnkomponente verstärkt bzw. vergrößert, um das Umsteuerorgan 28 anzutreiben.

An dem gemäß Pig. 1 linken Ende des Gehäuses 10 ist ein drittes Gehäuse 37 befestigt· Da« dritte Gehäuse 37 hat

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eine Achse 38, die zu den Achsen 11 und 21 koaxial verlluft, und es bildet eine Kammer 39, In weloher «in ringförmiger erweiterter bzw, vergrößerter Teil 40 einer Auegangewelle 41 aufgenommen ist. Der ringförmige vergrößerte Teil 40 weist eine axiale Bohrung 42 auf, die nlt Kellen 43 versehen 1st, welche alt Keilen 44 zusammenarbeiten, die an demjenigen Ende des Vergrößerungsgliedes 33 vorgesehen sind, welches dem In dem Umsteuerorgan 28 aufgenommenen Ende gegen-

p. überllegt, Der ringförmige vergrößerte Teil 40 1st mittels

Hade1lagern 45 In der Kammer 39 auf zweckentsprechende Weise gelagert, und die Ausgangewelle 41 erstreckt alnh aus einer Endöffnung 46 heraus, die auf zweckentsprechende Weise mittels eines O-Ringes 47 abgedichtet 1st. Damit dreht sich bei dem dargestellten AuefUhrungsbeispiel die Welle 41 mit einer Drehzahl, die 1/6 der Drehzahl des Umsteuerorgane 28 beträgt, und zwar zu diesem in entgegengesetzter Richtung. Die Auegangswelle 41 nutzt somit lediglich die Drehkomponente des Rotors 16 aus und nicht seine Bahnkomponente.

w Beim Arbeiten des hydraulischen Motors wird jede Bahn bzw.

Jeder Bahnumlauf des Rotors l6 verwendet, um den Umsteuer-

28
organ/elne Umdrehung zu erteilen. Jeder sechste Umlauf des Rotors 16 treibt die msgangswelle 41 um eine Umdrehung und in entgegengesetzter Richtung wie das Umsteuerorgan 28 an. An der anderen Seite des Rotors 16 wird die Bahnkearponente der hypozykloidartlgen Bewegung verwendet, um das Umsteuerorgan anzutreiben. Die Drehkomponente der hypozykloidartlgen Be-

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wegung des Rotors 16 geht dabei verloren, well das Vergröflerungsglied 33 einen unlvexcal wirkenden zylindrischen Endteil 33» aufweist, der alt des exzentrischen Teil 30a der Bohrung 30 des Uasteuerorgans 28 la Eingriff steht. Jedoch nimmt das V^rgröfleitingeglled 33 die Bahnkomponente der hypozykloidartig η Bewegung des Rotors 16 auf, die durohdie LKn{re des Gliedes 33 und den Winkel, welchen es mit der Achse 11 bildet, verstärkt bzw. vergrößert wird.

In Fig. 5 1st ein AusfUhrungabeisplel der Erfindung wieder· ä gegeben, das im wesentlichen lern AusfUhrungsbelspiel cemKQ Fig. 1 Ähnlich 1st, und bei welchem die Ausgangswelle wiederum mit 41, das dritte Oehluse mit 37, das erste Gehäuse mit 10, Jedooh das zweite QehKuse mit II8 bezeichnet ist. Es sind wiederum «in mit 33 bezeichnetes Vergröflerungaglied sowie ein Umsteuerorgan vorhanden, das mit 128 bezeichnet let. Der Rotor ist wiederum mit 16 bezeichnet. Das Umsteuerorgan 128 1st mit einer einstückig mit ihm ausgebildeten oder fest mit ihm verbundenen sich axial erstreckenden Ausgangswelle versehen, durch welche ein oiegang hoher Geschwindigkeit ™ bzw. Drehzahl erhalten wird, und zwar bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel eine Drehzahl, die 6 mal so hoch und in entgegengesetzter Richtung wie diejenige der Ausgangewelle 41 ist. Da die Ausgangswelle 147 in der chse des Umsteuerorgans 128 angeordnet ist, ist eine andere Anordnung der Auslaföffnunc für das Druckmittel erforderlich, und gemäß Fig. 5 ist eine sich radial erstreckende AuslaOöffnung

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vorgesehen, wobei für diesen Zweck die Bohrung 130 des Urasteuerorgans 128 bei ,1JOb ringförmig vergrößert ist und außerdem einen exzentrischen Teil 130a zur Aufnahme des Vergrößerungsgliedes 33 aufweist.

Das Vergrößerungsglied 33 kann« wenn es gewünscht wird, die Bahnbewegung des Rotors 16 direkt Übertragen, beispielsweise wenn es zu der Achse 21 in einem Winkel Null angeordnet wird, wordurch dann keine Verstärkung bzw. Vergrößerung fc vorhanden ist.

Im R hmen der Erfindung sind verschiedene Abänderuntren nit5glich.

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Claims (9)

Patentansprüche

1.) Hydraulischer Motor mit einen OehMuse, das eine Bit Innenverzahnung versehene Kammer aufweist« in welcher ein alt Außenverzahnung versehener Rotor angeordnet ist, der eine geringere Zähnezahl als die Innenverzahnung der Kammer aufweist« um eine hypoz kloidartige Bewegung um die Aohse der Kammer auszuführen« gekennzeichnet duroh ein an einer Seite des Rotors (16) vorgesehenes Umsteuerorgan (28)« eine g mit der anderen Seite des Rotors gekoppelte Ausgangswelle (41); die ledlglioh auf die Drehkomponente der hypozykloldartigen Bewegung des Rotors ansprloht« und duroh ein stvlft- oder bolzeijartiges 11 led (33)« welches den Rotor und das Umsteuerorgan, fcfceoks Antriebs des Umsteuerorgan· duroh Anspre^ien lediglioh auf die Bahnkomponente der hypozykloldartig η Bewegung des Rotors, koppelt.

.) Hydraulischer Motor nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet« daß die tohae des Kopplungsgliedes (33) zur Vergrößerung der Bahnkomponente der Rotorbewegung mit Bezug ' auf die Aohse (11) der Kammer (24) in einem Winkel angeordnet 1st, das Kopplungsglied mit einem bogenförmigen Endteil versehen ist, das Umsteuerorgan (28) eine Bohrung aufweist, die einen Umriß hat derart, dafl sie den bogenförmigen Endteil des Kopplungsgliedes aufnehmen kann, und die mit Bezug auf die Kammer exzentrisch angeordnet ist.

3·) Hydraulischer Motor nach Anspruoh 1 oder 2, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Achse des Rotors zu der Achse (11) der Kammer (20) versetzt angeordnet 1st und daß der Rotor eine sich durch Ihn hinduroheratreokende alt Keilen (25) versehene Bohrung aufweist·

4.) Hydraullacher Motor nach einem der Ansprtlohe 1 bis 2» gekennzeichnet durch ein das Umsteuerorgan (28) aufnennendes zweites Gehäuse (18), das an einer Außenseite des ersten Gehäuses (10) befestigt ist und eine Kammer (20) mit allgemein

^ zylindrischer Innenwandung bildet« deren Achse (21) zu der Aohse (11) der in dem ersten Gehäuse gebildeten Kanaer (24) koaxial liegt, eine Druckmltteleinlafluffnung (22)« die sioh zu der Kammer des zweiten Gehäuses allgemein radial erstreckt und die zweite Kammer mit der Außenseite des zweiten Gehäuses zweoks Zufuhr von Druckmittel zum Betätigen dee Rotors verbindet« eine DruokmittelaualaeöTfnung (22) # die sioh zu dem zweiten Gehäuse allgemein axial erstreckt und die zweite Kammer mit der Auflenseltedes zweiten Gehäuses zwecks Auslassen von Druckmittel aus der Kammer des ersten Gehäuses

* verbindet, eine Mehrzahl von in dem zweiten Gehäuse vorgesehenen DruoKaitteldurohgängen (25 bis 27)» und zwar einen für Jeden Zahn (12) der Kammer (24) des ersten Gehäuses (Ip), und von denen jeder mit der Kammer des ersten Gehäuses zwischen benachbarten Zähnen (12) und mit der Kammer des zweiten Gehäuses in einem Abstand von deren Innenwandung nach innen in Verbindung steht.

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5.) Hydrauli·eher Motor naoh einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzelohnet* dafl das Umsteuerorgan (28) zylindrisch ist und in der Kammer (20) dee zweiten Oehluees (18) drehbar gelagert let und eine eich parallel zu «einer Achte duroh es hinduroheretreckende Bohrung (30) aufweist, die mit einer ersten Mehrzahl von Durchgingen« die geringer als die Oesamtzahl dieser Durchginge (25 bis 27) 1st, in Verbindung steht, daa !!«steuerorgan weiterhin einen genuteten Umfangsteil (31) aufweist, der alt einer zweiten Mehrzahl von Duroh« gingen, die geringer als die Oesautzahl der Durchgänge (25 bis 27) ist« in Verbindung steht und die erste Mehrzahl von Durchgingen wechselseitig ausschlieft, und daß der genutete lief angstell (31) In dauernder Verbindung mit der Einlaßöffnung (22), und die Bohrung des Uasteuerergans in dauernder Verbindung alt der AuslaOOffnung (23), steht.

6.) Hydraulischer Motor naoh einen der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß an der anderen Außenseite des ersten Geniuses (10) ein drittes Oehluse (37) befestigt 1st, welohe8 eine allgemein zylindrische Kammer (39) bildet« die sich zu der Kästner (24) des ersten Oehluees (10) koaxial erstreckt, und daß in der Kammer des dritten Gehäuses eine Ausgangswelle (4l) drehbar angeordnet 1st, die eine mit Keilen (43) versehene axiale Bohrung (42) aufweist, welche sich von demden ersten Gehäuse benachbart liegenden Ende der Ausgangswelle teilweise durch sie hinduroherstreckt.

7.) Hydraulischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

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dadurch gekennzeichnet, da8 das Kopplungeglied (33) die Bohrungen der Auagangewelle (41)« d·· Rotor« (16) und dee Umsteuerorgane (28) miteinander vorbindet und an einem Ende einen ersten auf dem Umfang mit Keilen (44) versehenen Teil, der mit der mit Keilen (43) versehenen Bohrung (42) der Ausginge we He (4l) im Eingriff steht, zwleohen seinen Enden einen zweiten auf dem Umfang mit Kellen (34) versehenen Teil, der mit der mit Keilen (35) versehenen Bohrung des Rotors

^ (16) im Eingriff steht, und am anderen Ende einen zylindrischen Teil aufweist, der mit der Bohrung (30) des Umsteuerorgans Im Eingriff steht«

8.) Hydraulischer Motor naoh einem der Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, dafl die Achse des Kopplungegliedes (33) relativ zu den Achsen der Ausgangswelle (41), des Kotore (16) und des Umsteuerorgane (28) schräg angeordnet ist, um die Ausgangswelle (4l) durch Ansprechen ledlglloh auf die Drehkomponente der hypozykloidartlgen Bewegung des Rotors, und das Umsteurorgan durch Ansprechen lediglich auf die Bahnkomponente der hypozykloidartigen Bewegung des Rotors anzutreiben.

9.) Hydraulischer Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerorgan (128) mit einer sich axial von Ihm und von dem Rotor (16) wegerstreckenden Well· (147) versehen let, die Bohrung (130) des Umsteuerorgans einen zu der Aoher» konzentrischen Teil aufweist, und daß die AuslaOuffnung (l£3 einen sich zu dem

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zweiten Gehäuae (ll8) allgemein radial eratreokenden Teil aufweist und mit dem konzentriaohen Teil der Bohrung (130) In Verbindung atent, βο daß der hydrauliaohe Motor zwei Drehausgänge verachiedener Drehzahlen hat.

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