DE1678431B1

DE1678431B1 - Hydraulic motor, especially for winches

Info

Publication number: DE1678431B1
Application number: DE19641678431
Authority: DE
Inventors: Horst Bredemeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-06-11
Filing date: 1964-06-11
Publication date: 1969-09-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikmotor, insbesondere für Winden, mit einer ungeraden Anzahl von im Kreis gleichmäßig verteilt angeordneten, achsparallelen Doppelplungerkolben, die über eine Triebkurve ein Drehmoment erzeugen.The invention relates to a hydraulic motor, in particular for winches, with an odd number of evenly distributed in a circle, axially parallel double plunger pistons that generate torque via a drive curve.

Bei den bekannten Hydraulikmotoren sind die Kolben radial oder axial angeordnet. Die Radialkolbenmotore haben zum Teil eine bauliche Form, die keinen Einbau in eine Windentrommel zuläßt. Andere haben Drehmoment-Schwankungen von bis zu 25%, woraus sich unzureichende Anfahrverhältnisse ergeben.In the known hydraulic motors, the pistons are radial or axial arranged. Some of the radial piston motors have a structural shape that does not have any Installation in a winch drum allows. Others have torque fluctuations of up to 25%, which results in inadequate starting conditions.

Bei einem bekannten Axialkolbenmotor wirken Doppelkolben auf eine Schräg- oder Taumelscheibe (deutsche Patentschrift 415 432). Die Kolben durchlaufen bei jeder Umdrehung der Abtriebswelle nur einen oberen und einen unteren Totpunkt, so da13 bei einem Hochmomentmotor dieser Bauart ein sehr großer Hub der Axialkolben und damit der Taumelscheibe notwendig wird, wodurch sich die Baulänge des Motors vergrößert. Außerdem erfordert der große Kolbenhub eine zusätzliche Führungslänge für den Kolbenschaft. Darüber hinaus ergibt eine Schrägscheibe einen sinusförmigen Verlauf der Momente eines jeden Kolbens und unter Berücksichtigung einer maximalen Schrägung der Kurve, bei der die Wirkung der Reaktionskräfte in bezug auf Reibung und Verschleiß ein vertretbares Maß nicht überschreitet, einen verhältnismäßig niedrigen Wert für das Summenmoment. Weiterhin wirken bei einer schrägen Scheibe als Triebkurve zu jeder Seite der die Totpunkte verbindenden Ebene entgegengesetzt gerichtete Kräfte, durch die ein großes Biegemoment um eine durch diese Ebene verlaufende Querachse entsteht, was hohe Lagerdrücke und eine schwere bauliche Ausbildung zur Folge hat. Diese Nachteile wirken sich in besonderem Maße bei Hochmomentmotoren dieser Bauart aus.In a known axial piston engine, double pistons act on one Swash plate or swash plate (German patent specification 415 432). Run through the pistons with each revolution of the output shaft only one top and one bottom dead center, so there is a very large stroke of the axial piston in a high-torque motor of this type and thus the swash plate is necessary, which increases the overall length of the motor enlarged. In addition, the large piston stroke requires an additional guide length for the piston skirt. In addition, a swash plate produces a sinusoidal one Course of the moments of each piston and taking into account a maximum Slope of the curve showing the effect of the reaction forces on friction and wear and tear does not exceed an acceptable level, a relatively low one Value for the total torque. Furthermore, act as a drive curve in the case of an inclined disk forces oppositely directed on each side of the plane connecting the dead centers, through which a large bending moment about a transverse axis running through this plane arises, which results in high bearing pressures and heavy structural training. These disadvantages are particularly evident in high-torque motors of this type the end.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Hydraulikmotor der eingangs angegebenen Art im Triebwerk günstigere Kräfteverhältnisse als bei den bekannten Motoren zu erzielen und eine kompakte Bauweise zu erreichen, durch die der Einbau in eine den Abmessungen und Leistungen des Motors entsprechende Windentrommel möglich wird.The invention is based on the object in a hydraulic motor of the type specified in the engine, more favorable power ratios than in to achieve the known engines and to achieve a compact design by the installation in a winch drum corresponding to the dimensions and performance of the motor becomes possible.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Triebkurve eine Mehrzahl von Totpunktpaaren und jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Totpunkten außerhalb der Umkehrbereiche eine konstante Steigung hat.According to the invention, this object is achieved in that the drive curve a plurality of dead center pairs and each between successive dead centers has a constant slope outside of the reversal areas.

Durch eine Triebkurve mit mehreren Totpunktpaaren ergibt sich gegenüber einer einfachen Taumelscheibe bei gleichem Drehmoment ein kürzerer Kölbenhub und dadurch eine kürzere und stabilere Bauform für den Motor. Im Sinne einer günstigeren Ausnutzung und Belastung des Motors wirkt sich auch die vorgeschlagene Triebkurvenform aus, da wegen des konstanten Steigungswinkels jeden Kurvenabschnittes eine zwischen den jeweiligen Umkehrpunkten der Kurve nahezu gleichbleibende, maximal erzielbare Umfangskomponente erreicht wird, die in bezug auf das resultierende Drehmoment gegenüber der Taumelscheibe günstigere Werte ergibt.A drive curve with several pairs of dead centers results in opposite a simple swash plate with the same torque a shorter piston stroke and thus a shorter and more stable design for the motor. In the sense of a cheaper one Utilization and loading of the engine also affects the proposed drive curve shape because, because of the constant slope angle, each curve section has one between the maximum achievable almost constant at the respective reversal points of the curve Circumferential component is achieved as opposed to the resulting torque the swashplate gives more favorable values.

Bei einem bekannten Hydraulikmotor für eine Seilwinde sind bereits Triebkurven mit einer Mehrzahl von Totpunktpaaren vorgesehen (britische Patentschrift 576 074). Diese Triebkurven haben aber nicht zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Totpunkten außerhalb der Umkehrbereiche eine konstante Steigung. Außerdem ist bei dem bekannten Motor eine gerade Anzahl von Kolben vorgesehen, und die Kolben sind nicht als Doppelplungerkolben, sondern als paarweise angeordnete, nach entgegengesetzten Richtungen auf getrennte Triebkurven wirkende Einzelkolben ausgebildet.In a known hydraulic motor for a cable winch are already Drive curves provided with a plurality of dead center pairs (British patent specification 576 074). However, these drive curves do not have between each successive one Dead points outside the reversal areas have a constant slope. In addition, is at the known engine provided an even number of pistons, and the pistons are not as double plungers, but as pairs arranged in opposite directions Directions acting on separate drive curves formed single pistons.

Vorteilhaft weist die Triebkurve nach der Erfindung vier obere und vier untere Totpunkte auf und wirkt mit sieben Doppelplungerkolben zusammen. Bei dieser Ausführung ist, über den Umfang gesehen, nur die Kraft eines Kolbens in Achsrichtung unausgeglichen, so daß nur ein kleines Biegemoment auf die Rotorwelle ausgeübt wird. Außerdem wird bei der angegebenen Kolben- und Totpunktzahl ein um etwa höchstens 7 % schwankendes Drehmoment erzielt.The drive curve according to the invention advantageously has four upper and lower ones four bottom dead centers and cooperates with seven double plunger pistons. at this version, viewed over the circumference, is only the force of a piston in the axial direction unbalanced so that only a small bending moment is exerted on the rotor shaft. In addition, at the specified number of pistons and dead centers, a will be around at most 7% fluctuating torque achieved.

Die Kolben können nach der Erfindung vorteilhaft durch Schieber gesteuert werden, welche durch auf dem Träger der Triebkurve zwischen dieser und der Abtriebswelle angebrachte Steuerkurven betätigt werden. Mit dieser Bauweise wird erreicht, daß die Steuerorgane in unmittelbarer Nähe der Arbeitskolben artgeordnet werden können.According to the invention, the pistons can advantageously be controlled by slides which by on the carrier of the drive cam between this and the output shaft attached control cams are operated. With this construction it is achieved that the control organs can be arranged in the immediate vicinity of the working piston.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen Axiälschnitt durch den Motor, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-11 der F i g. 1., F i g. 3 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise in Abwicklung der Triebkurve und F i g. 4 die Momentenlinie eines Kolbens nach der F i g. 3.The invention is illustrated in one embodiment with reference to the drawings illustrated. It shows F i g. 1 shows an axial section through the engine, FIG. 2 a section along the line II-11 of FIG. 1., Fig. 3 is a schematic representation the mode of operation in the development of the drive curve and F i g. 4 the line of moments of a Piston according to FIG. 3.

Der Motor besteht im wesentlichen aus einer Kreisgruppe von achsparallelen Kolben 1, die über eine Triebkurve 2 eine Drehbewegung der Welle 3 erzeugen, wobei die Triebkurve 2 mindestens vier obere und vier untere Totpunkte aufweist und die Kolben 1 über jede Viertelumdrehung wechselseitig auf die Triebkurve 2 wirken, was einen weitgehenden Ausgleich der inneren Axialkräfte bedeutet und außerdem eine kurze Bauhöhe der Triebkurve und letztlich des Motors ergibt.The engine consists essentially of a circular group of axially parallel pistons 1, which generate a rotary movement of the shaft 3 via a drive curve 2, the drive curve 2 having at least four upper and four lower dead centers and the pistons 1 acting alternately on the drive curve 2 over every quarter turn , which means that the internal axial forces are largely compensated for and also results in a short overall height for the drive curve and ultimately for the motor.

Im dargestellten Beispiel greifen je sieben gleichmäßig auf den Umfang verteilte Kolben 1, von denen höchstens einer unwirksam im Totpunkt liegt, zu beiden Seiten der acht Totpunkte aufweisenden Triebkurve 2 an, wodurch die Drehmomentschwankungen den für diese Motorentype noch vertretbaren Wert von höchstens 7 % nicht überschreiten.In the example shown, seven each reach evenly on the circumference distributed piston 1, of which at most one is ineffective in dead center, to both Sides of the eight dead centers having drive curve 2, whereby the torque fluctuations Do not exceed the acceptable value of 7% for this engine type.

Die Kurvenbahn verläuft zwischen den Totpunkten mit konstanter Steigung (F i g. 3), die eine Momentenlinie jedes Einzelkolbens nach F i g. 4 entstehen läßt und ein hohes nutzbares Motormöment ergibt. Je zwei Kolben 1,1 der beiderseitigen Kreisgruppen sind starr miteinander verbunden. Ihr Mittelstück 1 a hat eine Aussparung 4 zur Aufnahme der Triebkurve 2. Ferner sind im Mittelstück der Kolben zwei Druckübertragungsrollen 5, 5 gelagert, mit denen die Kolben auf die Flanken der Triebkurve 2 wirken. Da der mit jeweils einem Kolbenteil wirkende Doppelkolben eine Reaktionskraft erzeugt, die ihn infolge unsymmetrischer Reibkräfte von der ablaufenden Triebkurve wegdrehen will, stützt sich dieser über die zweite Rolle im anderen Kolbenteil an der auflaufenden Triebkurve ab und ist so selbsttätig gegen Verdrehen gesichert.The curved path runs between the dead centers with a constant gradient (FIG. 3), the one moment line of each individual piston according to FIG. 4 can arise and results in a high usable motor torque. Two pistons 1,1 each of the circular groups on both sides are rigidly connected to one another. Its center piece 1 a has a recess 4 for receiving the drive curve 2. Furthermore, two pressure transmission rollers 5, 5 are mounted in the center piece of the piston, with which the pistons act on the flanks of the drive curve 2. Since the double piston, which acts with one piston part each, generates a reaction force that wants to turn it away from the running drive curve as a result of asymmetrical frictional forces, it is supported by the second roller in the other piston part on the rising drive curve and is thus automatically secured against twisting.

Die Triebkurve 2 mit der Abtriabswelle 3 ist durch Axiallager 6 in beiden Richtungen fixiert. Die Radialkräfte werden durch Lager 16, 16 aufgenommen. Die Arbeitsräume 7 der Kolben 1 sind in einem zweiteiligen Stator 8 angeordnet. Die Arbeitsräume jeder Kreisgruppe sind durch einen ringförmigen Deckel 9 verschlossen.The drive curve 2 with the output shaft 3 is fixed in both directions by axial bearings 6. The radial forces are absorbed by bearings 16, 16. The working spaces 7 of the pistons 1 are arranged in a two-part stator 8. The working spaces of each circle group are closed by an annular cover 9.

Das Drucköl wird durch Kanäle 10 im Stator geleitet, die über Steuerschieber 11 und Ringkanäle 12 an radiale Druckmittelkanäle 13 angeschlossen sind.The pressure oil is passed through channels 10 in the stator, which are connected to radial pressure medium channels 13 via control slide 11 and annular channels 12.

Die Steuerschieber 11 werden durch die an dem Rotor 2, 3 angeordneten Steuerkurven 14, 14 abhängig von der jeweiligen Kolbenstellung betätigt. Die Bewegung wird durch Rollen 15 übertragen.The control slides 11 are actuated by the control cams 14, 14 arranged on the rotor 2, 3 as a function of the respective piston position. The movement is transmitted by rollers 15.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, den Triebkurventeil feststehend anzuordnen, während die Kolben mit dem Gehäuse umlaufen.In the context of the invention, it is also possible for the drive curve part to be stationary to be arranged while the pistons rotate with the housing.

Claims

Claims: 1. Hydraulic motor, especially for winches, with a odd number of axially parallel, evenly distributed in a circle Double plunger pistons that generate torque via a drive curve, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the drive curve (2) has a plurality of dead center pairs and in each case between successive dead centers outside the reversal areas has a constant slope.

2. Hydraulic motor according to claim 1, characterized in that that the drive curve (2) has four upper and four lower dead centers and with seven Double plunger (1, 1) cooperates.

3. Hydraulic motor according to claims 1 and 2, characterized in that the piston (1) are controlled by slide valve (11) which pass through on the support of the drive curve (2) between the latter and the output shaft (3) into control cams (14, 14) can be operated.