DE2137814A1 - Hydraulic motor - Google Patents
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Description
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21.80221,802
Parker-Hannifin Corporation Cleveland (Ohio, USA)Parker-Hannifin Corporation Cleveland (Ohio, USA)
Hydraulischer MotorHydraulic motor
In de . bekann-ten hydraulischen Kolbenmotoren in i'orm von Axialmotoren sind der Zylinderblock und die Abtriebswelle koaxial angeordnet und veranlaßt die hydraulische Druckbeaufschlagung der Kolben deren Rückwirkung gegen eine schrägliegende Taumelscheibe, so daß sich der Zylinderblock und die Motorwelle drehen, in diesem Pail stellt das eine Ende des Zylinderblocks ein Verschlußstück dar, das mit einer geschlitzten Schieberscheibe nach Art eines Drehschiebers derart zusammenwirkt, daß die einzelnen Zylinderbohrungen abwechselnd mit der Einlaß- und der Abströmöffnung des Motorgehäuses in Verbindung gebracht werden. In the . well-known hydraulic piston motors in i'orm of axial motors, the cylinder block and the output shaft are arranged coaxially and cause the hydraulic pressurization the piston its reaction against an inclined swash plate, so that the cylinder block and the motor shaft turn, in this pail represents one end of the cylinder block represents a closure piece with a slotted slide disc cooperates in the manner of a rotary valve in such a way that the individual cylinder bores are alternately brought into connection with the inlet and outlet openings of the motor housing.
Es sind auch Kolbenmotoren mit geknickter Achse bekannt. In diesen Motoren sind der Zylinderblock und die Abtriebswelle unter einem Winkel zueinander angeordnet, so daß die .antriebskraft zu einer Rückwirkung gegen den Flansch der Abtriebswelle führt. Auch in diesem Motor bildet die stirnfläche des Zylinderblocks eine üchieberflache, die mit einer in dem Gehäuse angeordneten ochieberscheibe derart zusammenwirkt, daß die Zylinderbohrungen abwechselnd mit der Einlaß- und der Abströmöffnung des Motorgehäuses in Verbindung stehen.There are also known piston engines with a bent axis. In these engines are the cylinder block and the output shaft arranged at an angle to each other, so that the .antriebskraft leads to a reaction against the flange of the output shaft. In this engine, too, forms the end face of the cylinder block a üchieberflache, which is arranged with a in the housing valve disc cooperates in such a way that the cylinder bores alternate with the inlet and outlet openings of the motor housing stay in contact.
Die Erfindung schafft einen hydraulischen Motor mit einem Gehäuse, das eine Einlaß- und eine Abströmöffnung besitzt, ferner mit einer in dem Gehäuse drehbar gelagerten Abtriebswelle und zwei Kegelrädern, deren Zähnezahlen mindestens die Differenz 1 haben, wobei die Kegelräder drehfest mit dem Gehäuse bzw. der Abtriebswelle verbunden sind, das eine der Kegelräder eineThe invention provides a hydraulic motor with a housing which has an inlet and an outlet opening, furthermore with an output shaft rotatably mounted in the housing and two bevel gears, the number of teeth of which is at least the difference 1 have, wherein the bevel gears are rotatably connected to the housing or the output shaft, one of the bevel gears one
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Taumelbewegung um seine Achse ausführt, die im winkel angeordnet ist zu der dem anderen Kegelrad und der Antriebswelle gemeinsamen Achse, so daß die Zähne der Kegelräder fortschreitend miteinander kämmen und das Gehäuse und die Abtriebswelle relativ zueinander gedreht werden, ein in dem üehäuse angeordneter Zylinderblock Zylinderbohrungen besitzt, die auf einem mit der Abtriebswelle konzentrischen Kreis angeordnet sind, in den Zylinderbohrungen je ein Kolben hin- und herbewegbar angeordnet ist, der an dem einen Kegelrad angreifen kann, und eine Absperreinrichtung vorgesehen ist, welche die Zylinderbohrungen abwechselnd mit der Einlaß- und der Abströmöffnung verbindet, so daß bei einer Druckmitteldruckbeaufschlagung über die Einlaßöffnung die üolben in der einen Sichtung gegen das eine Kegelrad bewegt werden und diesem eine Taumelbewegung erteilen, und die Kolben durch die Taumelbewegung dieses einen Kegelrades in der entgegengesetzten .Richtung bewegt werden und dabei Druckmittel aus der Abströmöffnung herausdrücken.Performs a tumbling motion around its axis, which is arranged at an angle is to the axis common to the other bevel gear and the drive shaft so that the teeth of the bevel gears are progressively connected to each other mesh and the housing and the output shaft are rotated relative to each other, a cylinder block arranged in the housing Has cylinder bores, which are arranged on a circle concentric with the output shaft, in the cylinder bores a piston is arranged to be reciprocable, which is attached to the can engage a bevel gear, and a shut-off device is provided is which the cylinder bores alternate with the intake and the discharge opening connects, so that when pressure medium pressure is applied Via the inlet opening the pistons are moved in one sighting against the one bevel gear and this give a wobbling movement, and the piston through the wobbling movement of this one bevel gear in the opposite direction are moved and thereby pressure medium from the discharge opening push out.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. In dieser zeigtEmbodiments of the invention are described below described with reference to the accompanying drawing. In this shows
iig. 1 in einer Draufsicht einen hydraulischen notor gemäß der Erfindung,iig. 1 in a plan view of a hydraulic notor according to the invention,
Fig. 2 eine Stirnansicht von der linie 2-2 in Fig. 1 gesehen,FIG. 2 is an end view from line 2-2 in FIG. 1 seen,
Fig. 3 einen .Längsschnitt längs der Linie 3-3 in3 shows a longitudinal section along the line 3-3 in
i'ig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3 undi'ig. 4 is a cross-section along the line 4-4 in FIG and
J?ig. 5 in einer Seitenansicht einen Verteiler zum Verbinden der Einlaß- und der Abströmkanäle, die den als Schieber dienenden Kolben zugeordnet sind, mit im Winkelabstand von diesen Kolben angeordneten Zylinderbohrungen.J? Y. 5 shows a distributor for connecting in a side view the inlet and outlet channels, which act as a slide Serving pistons are assigned, with cylinder bores arranged at an angular distance from these pistons.
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Pig. 6 zeigt in einer .Abwicklung schematisch die Funktion der JLoIben als Dreiwegschieber.Pig. 6 shows the function schematically in a development the JLoIben as a three-way slide.
Ji'ig. 7 zeigt im Längsschnitt einen Teil einer anderen Ausführungsform der Erfindung.Ji'ig. Figure 7 shows, in longitudinal section, part of another Embodiment of the invention.
Der in den Figuren 1 bis 6 gezeigte hydraulische Motor besitzt ein Gehäuse 2, an dem mit nicht gezeigten Schrauben Endkappen 3 und 4- befestigt sind. Diese sind mit Wälzlagern 5 -für die Abtriebswelle 6 des Motors versehen. Die Welle 6 durchsetzt, die Endkappen 3 und 4·. In der Endkappe 4 ist mit Sehrauben 7 ein ortsfestes Kegelrad 8 befestigt, das in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel· 30 Zähne hat. Mit der Antriebswelle 6 ist durch eine Keilverzahnung ein Kegelrad 9 so verbunden, daß es eine Taumelbewegung durchführen kann. Das Kegelrad 9 "besitzt beispielsweise 31 Zähne, so daß bei seiner Taumelbewegung um die Mittellinie des Teilkegels der Kegelräder 8 und 9 die Zähne des Kegelrades 9 fortschreitend mit den Zähnen des Kegelrades 8 kämmen und bei jedem Taumelspiel die Abtriebswelle 6 um eine Zahnteilung weitergedreht wird.The hydraulic motor shown in Figures 1 to 6 has a housing 2 to which end caps 3 and 4 are fastened with screws (not shown). These are with rolling bearings 5 -for the output shaft 6 of the engine is provided. The wave 6 permeates, the end caps 3 and 4 ·. In the end cap 4 is a 7 with a sight Fixed bevel gear 8 which, in the embodiment shown here, has 30 teeth. With the drive shaft 6 is through a spline is connected to a bevel gear 9 so that it can perform a wobbling motion. The bevel gear 9 ″ has, for example 31 teeth, so that when it wobbles around the center line of the partial cone of the bevel gears 8 and 9, the teeth of the bevel gear 9 progressively mesh with the teeth of the bevel gear 8 and with each wobble play the output shaft 6 by one tooth pitch is rotated further.
Das Gehäuse 2 besitzt eine Ablauföffnung 10 zum Zurückführen von Leckflüssigkeit zu einem nicht gezeigten Behälter. Ferner besitzt das Gehäuse 2 zwei öffnungen 11 und 12, von denen die eine die Einlaßöffnung für unter Druck stehendes Druckmittel und die andere die mit dem nicht gezeigten Behälter verbundene Abströmöffnung sein kann. Man kann den hydraulischen Motor 1 daher umsteuern, so daß die Welle 6 in der einen oder anderen Richtung angetrieben werden kann.The housing 2 has a drain opening 10 for returning of leakage fluid to a container, not shown. Furthermore, the housing 2 has two openings 11 and 12, of which one is the inlet opening for pressurized pressure medium and the other is connected to the container, not shown Outflow opening can be. You can therefore reverse the hydraulic motor 1 so that the shaft 6 in one way or the other Direction can be driven.
Auf der Welle 6 ist ein Abstandhaltelager 13 angeordnet, das eine konische Lagerfläche besitzt, an der das Taumel-Kegelrad 9 angreift. Auf diese Weise wird bei der l'aumelbewegung des Kegel« rades 9 cLie Tiefe des Eingriffs der Zähne der Kegelräder 8 und 9 begrenzt.A spacer bearing 13 is arranged on the shaft 6, which has a conical bearing surface on which the wobble bevel gear 9 engages. In this way, with the wobbling movement of the cone " rades 9 cLie depth of engagement of the teeth of the bevel gears 8 and 9 limited.
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In dem Gehäuse 2 ist ein Zylinderblock 14 "befestigt, dessen ümfangsnuten 15 und 16 mit je einer der Öffnungen 11 und 12 in Verbindung stehen und der (hier acht; im ivreis angeordnete Axialbohrungen 17 besitzt, in denen je ein Kolben 18 hin- undherbewegbar ist. Jede Bohrung 17 ist von bogenförmigen schlitzen 19 und 20 geschnitten, welche die Bohrung mit je einer der Nuten 15 und 16 verbinden. Im Bereich der Bndkappe 3 enthalten die Bohrungen Verschlußstöpsel 21, so daß die Bohrungen 17 Zylinderbohrungen bilden, in die oder aus denen das Druckmittel durch je eine Öffnung 23, einen wendeiförmigen Kanal 24 und eine Öffnung 25 hinein- bzw. herausströmt, je nachdem, ob die öffnungen 25 über die durchmesserkleineren i'eile 26 der Kolben 18 mit der * Einlaßöffnung 11 oder 12 oder der Abströmöffnung 12 oder 11 in Verbindung stehen. Jeder Kolben 18 bildet somit einen Dreiwegschieber, der die Öffnung 25 mit der Öffnung 11 oder 12 verbindet. Die Kanäle 24 können wendeiförmige Nuten in der itußenfläche einer in Fig. 5 gezeigten Verteilerhülse 27 bilden, die satt passend in dem Zylinderblock 14 sitzt.A cylinder block 14 ″ is fastened in the housing 2, whose ümfangsnuten 15 and 16 each with one of the openings 11 and 12 are in connection and the (here eight; in the ivreis arranged axial bores 17 has, in each of which a piston 18 can be moved back and forth is. Each bore 17 is cut by arcuate slots 19 and 20, each of which connects the bore with one of the grooves Connect 15 and 16. In the area of the collar cap 3 contain the Bores closure plug 21 so that the bores 17 form cylinder bores into or from which the pressure medium passes an opening 23, a helical channel 24 and an opening 25 flows in or out, depending on whether the openings 25 over the smaller diameter parts 26 of the piston 18 with the * Inlet opening 11 or 12 or the discharge opening 12 or 11 are in communication. Each piston 18 thus forms a three-way slide, which connects the opening 25 with the opening 11 or 12. The channels 24 may have helical grooves in the outer surface of one Form distributor sleeve 27 shown in FIG. 5, which fits snugly in cylinder block 14.
Nachstehend werden die Kolben 18 um Uhrzeigersinn in Fig. 4 oder in Fig. 6 von oben nach unten aufeinanderfolgend als erster bis achter Kolben bezeichnet, wobei der in den Figuren 4 und 6 oberste Kolben 18 als der erste Kolben gilt.The pistons 18 are then turned clockwise in Fig. 4 or in Fig. 6 successively from top to bottom as designated first to eighth piston, the uppermost piston 18 in FIGS. 4 and 6 being the first piston.
Wenn sich das Taumel-Kegelrad 9 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, ist der erste Kolben 18 (siehe Fig. 6) gerade bereit zur Aufnahme von unter Druck stehendem Druckmittel von der Einlaßöffnung 11 über den siebenten Kolben 18, der gerade seine Rückzugsbewegung aus seiner Mittelstellung nach links beginnt. Der zweite, dritte und vierte Kolben 18 erhalten jetzt unter Druck stehendes Druckmittel von der Einlaßöffnung 11 über den achten, ersten bzw. zweiten Kolben 18. Der fünfte Kolben 18 ist jetzt gerade bereit, Druckmittel zu der Abströmöffnung 12 zu fördern, und zwar über den dritten Kolben 18, der jetzt beginnt, aus seiner Mittelstellung nach rechts auszufahren. Der sechste, siebente und achte Kolben 18 ziehen sich zurück und fördern über den vierten, fünften bzw, sechsten Kolben 18 .Druckmittel zu der Abströmöffnung 12. Während der Taumelbewegung des Kegelrades 9When the wobble bevel gear 9 is in the position shown in Fig. 3, the first piston 18 (see Fig. 6) is just ready to receive pressurized pressure medium from the inlet port 11 via the seventh piston 18, which is currently his Withdrawal movement from its central position to the left begins. The second, third and fourth piston 18 now receive pressurized pressure fluid from the inlet port 11 via the eighth, first and second piston 18. The fifth piston 18 is now ready to support the pressure medium to the discharge opening 12, through the third piston 18, which now begins to extend from its central position to the right. The sixth, seventh and eighth pistons 18 withdraw and convey pressure medium to the discharge opening 12 via the fourth, fifth and sixth piston 18, respectively. During the wobbling movement of the bevel gear 9
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bewegt sich jeder Kolben 18 durch diese acht Stellungen auswärts und einwärts, wobei die Strömung des Druckmittels in das und aus dem Ende der ihm zugeordneten Zylinderbohrung 17 durch einen im rfinkelabstand von dem betrachteten Kolben angeordneten, als üchie» ber wirkenden Kolben 18 gesteuert wird.each piston 18 moves outward through these eight positions and inward, the flow of the pressure medium into and out of the end of the cylinder bore 17 assigned to it through an im angular distance from the piston under consideration, as Is controlled via acting piston 18.
Infolge der Differenz zwischen den Zähnezahlen des Taumel-Kegelrades 9 und des ortsfesten Kegelrades 8 bewirkt jedes Taumelspiel ein fortschreitendes Weiterdrehen des Taumel-Kegelrades 9 und der Abtriebs-welle 6 um einen Winkel, der gleich dem Produkt des Zafcnteilungswinkels und der Zähnezahldifferenz zwischen den Kegelrädern 9 und 8 ist. Diese Differenz ist in dem vorliegenden Fall gleich 1, so daß bei jedem 'l'aumelspiel des Kegelrades 9 die Welle 6 um den Zahnteilungswinkel weitergedreht wird. Die Kei!verzahnung 28 zwischen der Welle 6 und dem Taumel-Kegelrad 9 ist so ausgebildet, daß die Antriebsverbindung während der Taumelbewegung aufrechterhalten wird.As a result of the difference between the number of teeth of the wobble bevel gear 9 and the stationary bevel gear 8, each Wobble play a progressive further turning of the wobble bevel gear 9 and the output shaft 6 at an angle equal to that Product of the pitch angle and the difference in number of teeth between the bevel gears 9 and 8 is. In the present case, this difference is equal to 1, so that with every wobble of the Bevel gear 9, the shaft 6 rotated further by the tooth pitch angle will. The spline 28 between the shaft 6 and the bevel gear 9 is designed so that the drive connection is maintained during the wobbling movement.
. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit Jireiwegschiebern muß die Anzahl der Kolben 18 vier oder ein Vielfaches von vier, d.h.9 acht, sechzehn5 zweiunddreißig, usw., betragen, so daß jeder Kolben 18 die Strömung des Druckmittels zu einer oder von einer Zylinderbohrung 17 steuern kanns die in einem Winkelabstand von 9o° von dem steuernden Kolben angeordnet ist. Wenn sich die Kolben 18 in ihrer mittleren Stellung befinden, was in der Zeichnung für den dritten und den siebenten Kolben 18 dargestellt ist, unterbrechen sie die Terbindungen- zwischen- den öffnungen 25 und den öffnungen 11 und 12...Wenn sich der dritte'Kolben 18 unter dem Einfluß seiner über den ersten Kolben 18 erfolgenden Druckbeaufschlagung aus seiner mittleren Stellung in Pig. 6 zunächst nach rechts bewegt und er sich dann naoh links zurück in die mittlere Stellung bewegt, wird die dem dritten Kolben zugeordnete Öffnung 25 mit der Abströmöffnung .12 in Verbindung gebracht, so daß der fünfte Kolben 18 während seines .. ;.= ■ ., ganzen während einer Taumelbewegung des Kegelrades 9 um 180°·..; ; durchgeführten Hubes von rechts nach links abströmseitig.druck- .-, entlastet ist. Wenn dann der dritte Kolben 18 abströmseitig über. den ersten Kolben 18 druckentlaatet ist und sich aus seiner ·. In the embodiment shown here with Jireiwegschiebern the number of pistons 18 must be four or a multiple of four, ie 9 eight, sixteen 5 thirty-two, etc., so that each piston 18 control the flow of the pressure medium to or from a cylinder bore 17 can s which is arranged at an angular distance of 9o ° from the controlling piston. When the pistons 18 are in their middle position, which is shown in the drawing for the third and seventh piston 18, they interrupt the connections - between the openings 25 and the openings 11 and 12 ... When the third ' Piston 18 under the influence of its pressurization via the first piston 18 from its central position in Pig. 6 first moves to the right and then moves near the left back into the middle position, the opening 25 assigned to the third piston is brought into connection with the outflow opening .12, so that the fifth piston 18 during its .. ; . = ■., Whole during a wobbling movement of the bevel gear 9 by 180 ° · ..; ; performed stroke from right to left on the outflow side.pressure- .-, is relieved. If then the third piston 18 on the downstream side. the first piston 18 is depressurized and from its ·
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mittleren Stellung nach links bewegt und er sich dann nach rechts zurück in die mittlere Stellung bewegt, steht die dem dritten Kolben 18 zugeordnete Öffnung 25 mit der Einlaßöffnung 19 in Verbindung, so daß der fünfte Kolben 18 während seines ganzen von links nach rechts gerichteten Hubes während der Taumelbewegung des Kegelrades 9 über die nächsten 180° druckbeaufschlagt wird. In ähnlicher Weise bewirkt die Bewegung jedes anderen Kolbens 18 aus seiner mittleren Stellung in einander entgegengesetzten Kichtungen eine Steuerung der Strömung des Druckmittels zu und von einem Kolben 18, der in einem Winkelabstand von 90° von dem jeweils steuernden Kolben angeordnet ist.moves to the left in the middle position and then moves back to the right to the middle position, that is the third Piston 18 associated opening 25 with the inlet opening 19 in connection, so that the fifth piston 18 during its whole of left to right stroke during the wobbling movement of the bevel gear 9 is pressurized over the next 180 °. Similarly, it causes each other piston 18 to move from its central position in opposite directions a control of the flow of the pressure medium to and from a piston 18 which is at an angular distance of 90 ° from the respectively controlling piston is arranged.
In dem in Fig. 7 dargestellten Motor 7 greifen die Kolben 18 an dem Taumel-KegeIrad 31 an, das mit einer in dem Gehäuse 33 vorgesehenen Keilverzahnung 32 so zusammenwirkt, daß das Kegelrad 31 eine l'aume!bewegung ausführen kann. Das Taumel-Kegelrad kämmt fortschreitend mit einem Kegelrad 34, das auf der Abtriebswelle 35 aufgekeilt ist und beispielsweise einen Zahn weniger haben kann als das Kegelrad 31, so daß sich das Kegelrad 34 und die Welle 35 drehen, wenn das Kegelrad 31 unter der Rückwirkung der daran angreifenden Kolben 18 eine Taumelbewegung ausführt. Durch den Angriff des Kegelrades 31 an einer konischen Fläche eines Abstandhaltelagers 36 wird die Tiefe des Eingriffs der Zähne der Kegelräder 31 und 34 bei der Taumelbewegung des Kegelrades 31 begrenzt. Man kann in der Endkappe 37 eine Ablauföffnung 38 vorsehen, durch die Leckflüssigkeit aus dem Gehäuse 33 in einen liehälter ablaufen kann.In the motor 7 shown in Fig. 7, the pistons 18 engage the wobble KegelIrad 31, which is in the housing 33 provided spline 32 cooperates so that the bevel gear 31 can perform a l'aume! Movement. The wobble bevel gear progressively meshes with a bevel gear 34 which is keyed on the output shaft 35 and, for example, one tooth less can have as the bevel gear 31, so that the bevel gear 34 and rotate the shaft 35 when the bevel gear 31 executes a wobbling movement under the reaction of the pistons 18 acting on it. By engaging the bevel gear 31 on a conical surface of a spacer bearing 36, the depth of engagement is the Teeth of the bevel gears 31 and 34 during the wobbling movement of the bevel gear 31 limited. A drain opening 38 can be provided in the end cap 37 through which the leakage fluid from the housing 33 into a loan can expire.
Wenn der Motor 1 oder 30 wahlweise in einander entgegengesetzten Richtungen laufen soll, kann man mit den Öffnungen 11 und 12 einen Yierweg-Umsteuerschieber verbinden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die rfelle 6 oder 35 angetrieben, i-ian kann aber die Welle auch gegen eine Drehung festlegen, so daß die Taumelbewegung des Kegelrades 9 oder 31 zu einer Drehung des Gehäuses führt. Eine rotierende Gehäuseanordnung kann beispielsweise die Uabe eines hydraulisch angetriebenen Rades sein.If the motor 1 or 30 is to optionally run in opposite directions, the openings 11 and 12 connect a Yierweg reversing valve. In the present Embodiment the rfelle 6 or 35 is driven, i-ian can also set the shaft against rotation so that the wobbling movement of the bevel gear 9 or 31 leads to a rotation of the housing. A rotating housing assembly can, for example be the Uabe of a hydraulically driven wheel.
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Man erkennt, daß der erfindungsgemäße Motor eine niedrige
Drehzahl und ein hohes Drehmoment besitzt. Er hat ein Untersetzungsverhältnis von 31:1» wenn die Kegelräder 9 und 8 31 "bzw.
30 Zähne haben (Fig·. 3), oder von 30:1, wenn die Kegelräder 34·
und 31 30 bzw. 31 Zähne haben (Pig. 7).It can be seen that the motor according to the invention has a low speed and a high torque. It has a reduction ratio of 31: 1 "if the bevel gears 9 and 31 8" or 30 teeth h a ben (FIG ·. 3), or from 30: 1 when the bevel gears 34 ·
and 31 have 30 and 31 teeth respectively (Pig. 7).
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