DE1653420A1

DE1653420A1 - Hydromotor mit kraftbetriebener Exzenterwelle

Info

Publication number: DE1653420A1
Application number: DE19681653420
Authority: DE
Inventors: Kurt-Guenter Immeyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-01-18
Filing date: 1968-01-18
Publication date: 1971-12-23

Description

DEMAG-ZUG GmbH, 1RRlA?Π 11. 1. 1968

Wetter (Ruhr) IDOJ^U _ _m ^

Do/il

Hydromotor mit kraftbetriebener Exzenterwelle

Die Erfindung bezieht sich auf einen ventil- oder drehschieber-gesteuerten langsam laufenden Hydromotor mit radial angeordneten Antriebskolben, die auf einen mit einer koaxial angeordneten Welle verbundenen Mehrkant-Druckring (Kurvenscheibe) wirken.

Langsam laufende Hydromotoren sollen in der Lage sein, das größte erzeugte Moment schon bei Null-Drehzahl abzugeben.

Die bekannten Radial-Kolben-Motoren (auch Exzenter-Kolben-Motoren genannt; vergleiche VDI-Nachrichten Nr. 29/1966, Seite 6) als Langsamläufer erzeugen beim Anfahren unter Belastung zwar ein verhältnismäßig hohes Drehmoment, sie können aber meistens nicht ohne zusätzlich überhöhten Druck unter Voll-Last anlaufen. Die bekannten Radialmotoren weisen eine Kurbelwelle auf, an die die Kolben/Pleueleinheiten angeschlossen sind.

Die weiter bekannten Zahnrad-PlUgelzellen- und Vieleckwellen-Hydromotoren können ohne zwischengeschaltetes Getriebe nicht unter Voll-Last anfahren. Sie benötigen

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dazu in jedem Fall ein bestimmtes Drehwinkelspiel.

Auch die bekannten Axial-Kolbenmotoren sind als Langsamläufer wenig geeignet, weil das erzeugte Moment nur durch Kraftkomponenten an der schräggestellten Scheibe bzw. Trommel erzeugt werden kann und daß dazu auch eine gewisse Drehzahl vorhanden sein muß.

Bei der bekannten Bauart eines Hydromotors mit radial angeordneten Antriebskolben, die auf eine konzentrisch zur Welle angeordnete Kurvenscheibe wirken, ist die Kolbenkraft in der radialen Wirkrichtung auf den Wellenmittelpunkt gerichtet und nur die Kraftkomponente, die auf die Stützbasis der dreieckförmigen Kurvenscheibe wirksam ist, erzeugt ein Moment.

Ziel der Erfindung ist es, einen leistungsfähigen, wirtschaftlich arbeitenden langsamlaufenden Hydromotor der Radial-Kolben-Bauart mit glatter Welle und fest verbundenem Mehrkant-Druckring so auszubilden und die Verdrängerkolben derart anzuordnen, daß das größte Moment bei Null-Drehzahl abgegeben werden kann, ohne daß dazu ein mit einem Drehspiel verbundenes Getriebe o.a. wirkende Vorrichtung oder eine zusätzliche Druckerhöhung notwendig sind.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein exzentrisch angeordneter Vielkant-Druckring, vorzugsweise ein Vierkant-Druckring, vorgesehen ist, auf dessen Außenflächen je ein oder mehrere Verdrängerkolben abgestützt sind und daß der oder die Verdrängerkolben der gegenüberliegenden Motorseiten achsfluchtend gegenüber angeordnet sind.

Durch diese Ausbildungs- und Anordnungsweise wird eine Kolbenabstützung gegenüber der Welle nach Art eines

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Waagebalkens mit daran angeschlossenem festen Winkelhebel erreicht, wobei die insgesamt vorgesehenen Winkel· hebel bei einem Vierkant-Druckring ein dem Sonnenwendrad bzw. Pinnen- oder Hakenkreuz ähnliches Hebelsystem ergeben. Entsprechend der Anzahl der Vielkante ist ein entsprechend abgewandeltes Sonnenwendrad bzw. ,Hakenkreuzhebe lsy stem vorhanden.

Immer ist Jedoch die doppelte, die huberzeugende Exzentrizität desDruckringes gegenüber der Welle erreichbar und den Kräften, die von den Kolben der einen Motorseite auf den Druckring zur Erzeugung des Momentes ausgeübt werden, sind die Gegenkräfte der Kolben der gegenüberliegenden Motorseite wegen der achsfluchtenden Lage entgegengerichtet. Durch die vorhandenen Waagebalken/ Winkelhebelsysteme bei der Ausbildung als exzentrisch angeordneter Vielkant-Druckring ist bei Druckgabe (max. Druck) auf die Verdrängerkolben ein Anlauf unter Voll-Last theoretisch bei Null-Drehzahl möglich.

Bevorzugt sind in mindestens zwei Ebenen versetzt gegeneinander angeordnete Motoren hintereinander geschaltet, denen die getrennt von den Motoren vorgesehenen geschlossenen Steuerungen (in Form eines Steuerteils für den Motor) vor- bzw. nachgeschaltet sind. Durch die zweireihig versetzte Bauart, die an sich bekannt ist, wird die schädliche Dreh- und Biege-Wellenbelastung wegen der sich aus den mehreren vorhandenen Sinuskurvenverläufen ergebenden geringen Welligkeit verringert.

Durch die Anordnung einer Vielzahl von Verdrängerkolben mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser ergibt sich vergleichsweise für ein vergleichbares Schluckvolumen bei etwa gleichen Hüben eine geringere Motorbreite. Dies bedeutet letzten Endes eine erhebliche Gewichtsersparnis und damit ein verbessertes Leistungsgewicht.

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Ferner ist von erheblichem Vorteil, daß durch die nach dem Gedanken der Erfindung erreichte geringere Oberwelligkeit, welche einem höheren Gleichdruck des erzeugten Drehmomentes entspricht, auch bei kleineren Drehzahlen praktisch ein höheres Drehmoment erzeugt wird.

Der Hydromotor nach der Erfindung kann als Drehschieber-Motor oder als ventilgesteuerter Motor, wobei die Motorteile unter-einander austauschbar angeordnet sind, arbeiten.

Als Ventilmotor ist er praktisch dicht,d.h. leckölfrei, da die Kolben mit Manschetten ausgestattet werden können. Er ist damit in der Lage, zumindest dasselbe Moment abzubremsen, das er hergibt.

Alle Baugruppen des Hydromotors nach der Erfindung sind gegeneinander austauschbar. Dadurch ist es möglich, den jeweiligen Anforderungen vom Einsatz her weitgehendst durch zweckmäßiges Zusammenstellen eines Motors zu entsprechen.

Die Motor-Zylinderkörper können hintereinandergereiht angeordnet werden, so daß sich das Drehmoment je nach der Anzahl der hintereinander geschalteten Einheiten direkt vervielfachen läßt. Die Motor-Zylinder können jeweils um 270° bzw. 45° gegeneinander versetzt zusammengebaut werden, da die Anordnung aller radialen Bauteile so gewählt ist, daß umfangsverteilt gleiche Teilungen vorhanden sind, die jeweils Versetzungen von 45° erlauben. Dadurch läßt sich die Sinuswelligkeit weiterhin verringern.

Speist man nun jede Zylinderebene über einen getrennten abschaltbaren Zufluß bzw. Abfluß, so kann man bei gleicher Liefermenge den Motor verschieden schnell fahren. Dies ist z.B. für den Schnellablaß bei einer Hubwinde ohne erheb-

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lichen Aufwand durchzuführen.

Anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele ist die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Hydromotor mit je zwei Motor- und je zwei Steuereinheiten.

Die Steuereinheiten sind in diesem Falle rechts und links von den vorhandenen Zylinderkörpern angeschlossen.

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Motorzylinderblock.

Fig. 3 einen Motor mit einfacher Motoreinheit und Steuereinheit im Längsschnitt.

Die hintere der Steuerseite abgewandte Motorseite ist diesem Falle mit Hilfe eines Flansches abgeschlossen.

Es sind mit 1 die Motorzylinderkörper, mit 2 die Steuerteile, mit 3 die Verdrängerkolben, mit 3a die Führungskugel im Kolbenfuß, mit 4 der Druckring, mit 5 die Motorzylinderdeckel, mit 6 die Welle bzw. Achse und mit 7 die Druckmittelzu- und mit 7' die Abflüsse bezeichnet. Entlang der Linie A-A ,in Fig. 2 dargestellt, ist der Zylinderkörper geteilt.

Der Motorteil als Zylinderkörper besteht aus zwei Körpereinheiten 1. Er ist bevorzugt in Längsrichtung diagonal geteilt. Der Zylinderkörper, der in seiner Grundform achteckig ausgebildet ist, enthält in den vier einander gegenüberliegenden Innenräumen je drei Verdrängerkolben 3> die im Abstand nebeneinander angeordnet sind. Diese Verdrängerkolben wirken auf die Umfangsflächen des Vierkant-

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Druckringes 4, der an seinem Umfang eine Nut oder Rille zur Führung der Kugel 3a enthält, die im Kolbenfuß gelagert ist. Sie überträgt die Druckkraft der Verdrängerkolben auf den Druckring und damit auf die Antriebswelle 6, wobei der D-uckring 4 bei der Bewegung der Verdrängerkolben um die doppelte Exzentrizität schwingt.

Arbeitsweise:

Bei einem schiebergesteuerten Hydromotor wird das Druckmittel durch die stehende Welle 6 zugeführt und über las Steuerteil 2 des Hydromotors dessen Steuernuten 9 entsprechend dem Drehwinkel in die Zylinder 10 für die Verdrängungskolben geleitet oder abgelassen. Dabei bewegen sich die Verdrängungskolben 3 bei Druckgabe abwärts, stützen sich auf dem Druckring 4 ab, der infolge der Abstützung nach Art eines Waagebalkens mit dem besonderen Winkelhebelsystem ausweicht und den Zylinderkörper 1 rotieren läßt.

Auf der Gegenseite führt der Druckring 4 die entsprechend an seiner Umfangsflache angeordneten Verdrängungskolben wieder in den Motorzylinder in deren Ausgangsstellung zurück. Zu dieser Zeit sind die Zylinderräume 10 mit dem Abölraum verbunden, so daß sie anschließend für die Moment-Erzeugung wieder in der obersten Stellung zur Verfügung stehen.

Bei Hydromotoren mit Ventilsteuerung steht der Zylinderkörper (der eigentliche Motorteil) still, deshalb erfolgt die Zuführung des Druckmittels direkt in das Steuerteil. Die Abgabe des Drehmomentes geschieht dann über die Welle.

Diese Welle weist je eine Steuernocke unterhalb der vorhandenen Ventilstößel auf, wobei die Steuernocke durch Axialverschiebung die Ventilkegelkörper der Ventilsteuerung

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beim Motorbetrieb an der Hubbewegung hindert, d.h. die Ventilkörper können sich nicht von ihrem Sitz abheben, und dadurch wird der Zu- bzw. Abfluß zum Motorkörper
wegen des vorhandenen Irinendruckes gesperrt. In diesem Betriebszustand bremst der Motor.

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Claims

DEMAG-ZUG GmbH, 1 8 5 3 4 2 Ol 1. 1. 1968

Wetter (Ruhr) - DZ 627 -

O Do/il

Patentansprüche

Ventil- oder schiebergesteuerter, langsamlaufender Hydromotor mit radial angeordneten Antriebskolben, die auf einen mit der koaxial angeordneten Welle bzw. Achse verbundenen Mehrkant-Druckring (Kurvenscheibe) wirken,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein exzentrisch auf der Welle bzw. Achse (6) angeordneter Vielkant-Druckring (4) vorgesehen ist, auf dessen Umfangsflächen sich je ein oder mehrere Verdrängerkolben (3) abstützen, und daß der oder die Verdrängerkolben der gegenüberliegenden Motorseiten achsfluchtend gegenüber angeordnet sind.
2. Hydromotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß in Achsrichtung ein oder mehrere benachbart angeordnete Vielkant-Druckringe (4) in einem Motorzylinderkörper (l) angeordnet sind.
3. Hydromotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Motorkörper (l) hintereinander geschaltet und in zwei parallelen Ebenen in einem bestimmten, jedoch wählbaren Winkel zueinander versetzt angeordnet sind.

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DZ 627 - Do/il 11. 1.

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Hydromotor nach Anspruch 1 bis J5» dadurch gekennzeichnet, daß alle vorhandenen Verdrängerkolben O)* jeweils nur die in einer Ebene sich befindenden Verdrängerkolben, getrennt, paarweise oder gemeinsam an die Druckmittelzuleitung (7) anschließbar sind, wobei dann ein 3/2 Wegeventil zwischen je zwei benachbarten Zylinderebenen angeordnet ist.

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