DE2256975A1

DE2256975A1 - Hydromotor, insbesondere hydrokolbenmotor

Info

Publication number: DE2256975A1
Application number: DE2256975A
Authority: DE
Inventors: Richard Merle Kleckner; James Henry Kress
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1972-11-21
Publication date: 1973-06-20
Also published as: GB1381366A; FR2165503A5; CA964930A; IT986034B; US3760691A

Description

(Case NO. 4730) DESRE & COMPANY

Hydromotor, insbesonder-e Hydrokolbenmotor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydromotor, insbesondere Hydrokolbenniotor mit einem eine Kammer aufweisenden Gehäuse, wobei die Kammer eine aus einen gleichen Abstand untereinander aufweisenden Nocken gebildete Noclcenflache aufweistI gegen die in einem Zylinderblock verstellbar angeordnete Kolben anliegen, wobei der Zylinderblock in einer im Gehäuse vorgesehenen Kammer drehbar gelagert ist, während die Kolben von Zuführbohrungen aufweisenden Zylindern aufgenommen werden, deren Zufuhrbohrungen über eine Ventilöffnungen aufweisende, drehbare Ventilplatte nacheinander mit im Gehäuse vorgesehenen Bohrungen verbindbar sind, die über mindestens ein Ventil an eine hydraulische Kraftquelle und an einen Sammelbehälter anschließbar sind.

Es ist ein Hydraulikmotor obiger Gattung aus der US-Patentschrift 3 511 131 bekannt, der paarweise radial angeordnete Kolben aufweist, die auf Nockenoberflächen entlanggleiten«, Dabei führt jeder Kolben entweder einen Arbeitshub oder einen Leerhub aus. Eine Änderung des Drehmomentes bzw- der Geschwindigkeit ist jedoch nicht möglich.

Die mit dem Erfindungsgegenstand zu lösende Aufgabe wird darin gesehen_P bei einem Hydrokolbenmotor das Hubvolumen stufen-

2· ana

Al <Tl P^ £\ ^S IT* ί f* ^i ^I ^

3 Q SI i S / Q S y 1

weise zu ändern bzw. durch Veränderung des Hubvolumens eine Änderung des Drehmomentes bzw. der Wellendrehzahl zu erreichen. Die Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß mindestens vier Bohrungen im Gehäuse vorgesehen sind, die nacheinander über die Ventilplatte mit den Zuführbohrungen derart verbindbar sind, daß mindestens ein oder mehrere Kolben außer Betrieb sind, wobei zumindest ein Ventil zwischen einer ersten Stellung, in der zumindest eine der Bohrungen mit der Kraftquelle und der Rest mit dem Sammelbehälter, und einer zweiten Stellung, in der mindestens zwei oder mehrere Bohrungen mit der Kraftquelle und der Rest mit dem Sammelbehälter verbindbar sind, verstellbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, daß durch unterschiedliche'Beaufschlagung dar einzelnen Kolben eine Änderung des Drehmomentes bzw. eine Änderung der Drehzahl der durch den Hydromotor angetriebenen Zapfwelle herbeigeführt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Steuerschieber die einzelnen Zuführbohrungen, die Druckmedium zu den einzelnen Kolben leiten, nacheinander mit der Kraftquelle verbindet, wobei einzelne Bohrungen jedoch nicht an die Kraftquelle angeschlossen werden, so daß mindestens ein Kolben des Hydromotors außer Betrieb ist. Auf diese Weise läßt sich die Geschwindigkeit bzw. das Drehmoment des Hydromotors verändern. Da die Nocken in mindestens zwei unterschiedlichen Nockenformen auftreten, führt der entsprechende Kolben beim Eritlanggleiten an der Oberfläche unterschiedliche Kolbenhübe aus, so daß hierdurch eine Änderung des Hubvolumens und somit eine

309825/0308

Änderung der Drehzahl bzw. des Drehmomentes eintritt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, daß bei vier Bohrungen im Gehäuse in einer ersten Stellung des Ventils zwei Bohrungen über im Steuerschieber, des Ventils vorgesehene Kanäle mit der hydraulischen Kraftquelle und zwei mit einer Rückführleitung verbunden sind, während in einer zweiten Stellung des Ventils eine Bohrung über im. Steuerschie-

ber des Ventils vorgesehene Kanäle mit der hydraulischen Kraftquelle und drei Bohrungen mit der Rückführleitung verbunden sind. Auf diese Weise können die Kolben wechselseitig mit DrLickmedium beaufschlagt werden bzw. kann das Druckmedium wechselseitig von den Kolben fortgeführt werden, während in der zweiten Stellung des Ventils jeder zweite Kolben mit Druckmedium beaufschlagt wird bzw. das Druckmedium von jedem zweiten Kolben fortgeführt wird. Vorteilhaft ist es ferner, daß das radiale Ausmaß eines Nockens halb so groß ist wie das radiale Ausmaß des nachfolgenden Nockens bzw. umgekehrt, wobei bei Einnahme des Ventils in eine zweite Stellung nur die Kolben mit Druckmedium beaufschlagt werden, die gegen den ersten Nocken anliegen, während bei Einnahme des Ventils in eine dritte Stellung nur eine der Bohrungen derart beaufschlagt wird, daß der Kolben mit Druckmedium beaufschlagt wird, der gegen den zweiten Nocken anliegt.- Durch Verwendung eines derartigen Ventils in Kombination unterschiedlicher Nocken erhält man drei unterschiedlich große Kolbenhübe. Hierzu ist es vorteil-

— 4 «

S/i

haft, daß der Druckmediumfluß zu und von den Bohrungen im Gehäuse über zwei Ventile steuerbar ist, wobei in einer ersten Stellung für einen vollen Kolbenhub des entsprechenden Kolbens die Zuführleitung jr.it den Bohrungen im Gehäuse und die Rüclcführleitung mit den Bohrungen verbunden ist, während zur Verstellung 2/3 des Hubes des entsprechenden Kolbens der rechte Steuerschieber in eine untere Stellung verstellbar ist, in der die Bohrungen im Gehäuse rcit der Rückführleitung und die Bohrung im Gehäuse der entsprechenden mit 1 gekennzeichneten Ventilöffnungen im Verteiler mit der Zuführleitung verbunden sind, wobei den mit 1 gekennzeichneten Ventilöffnungen nur die 1 mal H großen Nocken zugeordnet sind, während zur Verstellung 1/3 des Hubes des entsprechenden Kolbens der linke Steuerschieber in eine untere stellung verstellbar ist, in der die Zuführleitung lediglich mit der Bohrung im Gehäuse der mit 2 gekennzeichneten Ventilöffnungen im Verteiler verbunden ist, denen die Nocken zugeordnet sind, die nur die Hälfte des Hubvolumens verdrängen, das die Nocken über die Kolben normalerweise verdrängen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Nocken zumindest drei unterschiedliche Höhen aufweisen, und daß auf der Nockenfläche vier kleine Nocken, vier mittlere Nocken, die doppelt so hoch sind wie die kleinen Nocken, und vier große Nocken, die dreifach so groß sind wie die kleinen Nocken, angeordnet sind. Durch' die Verwendung

309825/030Ö

_ 5 —

unterschiedlicher Nockenhöhen erhält man sieben unterschiedliche Hubvolumen und somit eine bessere Abstufung der Drehmomente bzw. der einzelnen Geschwindigkeiten. Vorteilhaft ist es hierzu, daß im Gehäuse sechs verschiedene Zuführbohrungen angeordnet sind, die den entsprechenden Bohrungen zugeordnet sind, wobei die drei Bohrungen über drei Ventile ständig mit der Rückführleitung und die drei weiteren Bohrungen mit der Rückführleitung oder der Zuführleitung einer Pumpe verbindbar sind. Durch die wechselseitige Anordnung unterschiedlicher Nockengrößen auf der Nockenfläche erhält man eine Vielzahl von unterschiedlichen Drehmomenten bzw. Geschwindigkeiten, wobei entweder nur einige Nocken einen Arbeitshub der entsprechenden Kolben herbeiführen oder alle Nocken eine Verdrängung des Hubvolumens über sämtliche Kolben herbeiführen. Hierzu ist es vorteilhaft, daß durch Verstellung des rechten Ventils in eine erste Stellung bzw. Versorgungsstellung die Bohrung und somit die mit 3 gekennzeichneten Ventilöffnungen im Verteiler mit Druckmedium beaufschlagt sind, wobei die entsprechenden kleinen Nocken über die Kolben eine Verdrängung um 1/7 des Betrages des normalen Hubvolumens des Hydromotors herbei-· führen, während bei Verstellung des mittleren Ventils in eine erste Stellung die mit 2 gekennzeichneten Ventilöffhungen im Verteiler mit Druckmedium beaufschlagt sind, wobei die entsprechenden mittleren Nocken über die Kolben eine Verdrängung um 2/7 des Betrages des normalen Hubvolumens herbeiführen ' '■'.

oder doppelt soviel Druckmedium verdrängen, während bei Verstellung beider Ventile in eine erste Stellung die mit 2 und 3 gekennzeichneten Ventilöffnungen im Verteiler mit Druckmedium beaufschlagt sind, wobei die entsprechenden kleinen und mittleren Nocken über die Kolben eine Verdrängung um 3/7 des Betrages des normalen Hubvolumens herbeiführen, während bei Verstellung des linken Ventils in eine erste Stellung lediglich die mit 1 gekennzeichneten Ventilöffnungen im Verteiler mit Druckmedium beaufschlagt sind, wobei lediglich die großen Nocken über die Kolben eine Verdrängung um 4/7 des Betrages des normalen Hubvolumens herbeiführen, v/ährend zur Verdrängung 5/7 des Hubvolumens die Ventile in einer ersten bzw. Versorgungsstellung stehen, wobei die entsprechenden kleinen und großen Nocken gegen die druckbeaufschlagten Kolben anliegen, während durch Verstellung aller Ventile in eine erste Stellung bzw. Zuführstellung alle Nocken gegen entsprechende druckbeaufschlagte Kolben anliegen und eine Verdrängung des vollen Hubvolumens herbeiführen. Je nach dem wie die einzelnen Ventile geschaltet sind, ist auch eine Umkehrung der Drehrichtung des Hydromotors möglich. Durch Verwendung unterschiedlicher Nockengrößen und mehrerer Ventile ist es möglich, verschiedene Kombinationen von Bohrungen zur Beaufschlagung der entsprechenden Kolben zusammenzufassen und diese über die Ventile so zu schalten, daß nur bestimmte Kolben einen Arbeitshub ausführen und somit eine Drehung des Hydromotors herbeiführen. Da die Nocken unterschiedliche Höhen aufweisen, ist je nach

309825/0308

• _ 7 —

Zusammenfassung der einzelnen Bohrungen eine Drehmomenten— änderung bzw. Geschwindigkeitsänderung möglich, wobei der Hydromotor entweder mit einem Teil des üblichen Hubvolumens arbeitet oder das gesamte Hubvolumen in Anspruch nimmt. Je mehr Nocken unterschiedlicher Höhe auf der Nockenfläche vorgesehen werden, um so feiner wird die Abstufung der Geschwindigkeit bzw. des Drehmomentes und somit die Abstufimg der Menge des verdrängten Druckmediums.

In der nachfolgenden Beschreibung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialteilschnitt durch einen Hydromotor entlang der Linie"1-1 in Pig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt entlang

der Linie 2-2 in Fig. 1, jedoch in einem kleineren Maßstab,

Fig. 3 eine Ansicht einer Ventilverteilerplatte mit zahlreichen Öffnungen,

309826/0308

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Olkreislaufes für den Hydromotor,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Nockenfläehe, jedoch in einer Ebene dargestellt,

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Olkreislaufes des Hydromotors für die Nocken gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine schematische Darstellung ähnlich wie in Fig. 5, wobei jedoch drei unterschiedliche Nockenformen dargestellt sind,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des hydraulischen olkreislaufes des Hydromotors zur Verwendung der Nocken gemäß

309826/0308

In der Zeichnung ist mit 10 ein Gehäuse eines Hydromotors gekennzeichnet. Das Gehäuse 10 besteht aus einem ringförmigen Zylinder 12, der eine kreisförmige Endplatte 14 sowie einen koaxial zwischen dem Zylinder 12 und der Endplatte 14 angeordneten zylindrischen Ring 16 aufweist. Die einzelnen Teile des Gehäuses, die eine Kammer 20 bilden, werden durch Bolzen 18 zusammengehalten. Die innere,Oberfläche des zy-lindrischen Ringes 16 weist eine sinusförmige Nockenfläche 22 auf, die aus zahlreichen Nocken 24 gebildet ist, die radial in die Kammer 20 hineinragen. Die Nockenfläche 22 ge- " maß Fig. 2. weist zehn gleiche Nocken auf, die in einem Abstand von 36° mit Bezug auf den Kreisumfang angeordnet sind. Das rechte Ende des ringförmigen Zylinders 1 2 wird durch eine Endplatte 26 verschlossen, die ein Lager 28 trägt, das mit einem gleichen Lager 30 fluchtet, das von der Endplatte 14 umgeben wird. Eine Welle 32 erstreckt sich durch die Endplatte 1 4 und ist in den Lagern 28 und 30 aufgenommen. Die Welle 32 überspannt die axiale Länge des Gehäuses 10.

Mit der Welle 32 ist ein Zylinderblock 34 befestigt, der zahlreiche, mit gleichem Abstand angeordnete, radial verlaufende Zylinder 36 gemäß den Fig. 1 bis 4 aufweist, so daß auf dem gesamten Umfang in einem Abstand von 30° zwölf Zylinder gleichmäßig verteilt sind. Die äußeren Enden der Zylinder 36 sind zur Kammer 20 hin geöffnet und dienen zur Aufnahme von Kolben 38. Die äußeren Enden der Kolben 38 sind mit je zwei Rollen 40 ausgerüstet, die achsparallel zur

~¹⁰~ 3Ö982S/Q308

- ίο -

Welle 32 des Hydromotors verlaufen und an der Nockenflache 22 entlanggleiten. Wenn die Kolben 38 ein- bzw. ausgefahren werden und die Rollen 40 auf der Nockenfläche entlanggleiten, wird der Zylinderblock 34 und somit die Welle 32 gedreht. Eine Schraubenfeder 42 eines jeden Zylinders 36 bewirkt, daß die Kolben 38 gegen die Nockenfläche 22 ständig anliegen.

Eine Zuführbohrung 44 erstreckt sich vorn inneren Ende eines jeden Zylinders 36 durch den Zylinderblock 34 und durch eine am Ende des Zylinderblockes befestigte Ventilverteilerplatte 46. Jede Zuführbohrung 44 steht mit einer Ventilöffnung 48 in einer radialen Ventiloberfläche 50 der Ventilverteilerplatte 46 in Verbindung, wobei die Ventilöffnungen 48 mit gleichem Abstand von 30° zueinander angeordnet sind.

Der Zylinder 12 ist mit Bohrungen 51, 52, 53 und 54 ausgerüstet. Eine jede Bohrung 51 bis 54 erstreckt sich in axialer Richtung. Das äußere Ende einer jeden Bohrung 51 bis 54 steht mit je einem in der Zeichnung nicht dargestellten Rohrverbindungsstück in Verbindung, das an der äußeren radialen Oberfläche des Zylinders 12 vorgesehen ist. Die inneren Enden der Bohrungen 51 bis 54 erstrecken sich radial nach innen und stehen mit Ringnuten 55, 56, 57 und 58 in Verbindung, die am inneren Umfang des Zylinders 12 vorgesehen sind. Nur die Bohrungen 51 und 54 im Gehäuse TO sind in Fig. 1 vollständig dargestellt, während die Bohrungen 52 und 53, die den Bohrungen 51 und 54 ähneln, in der Zeichnung nicht veranschaulicht

sind. - 11 - 309826/0308

2258375

»11 -

Eine kreisförmige Ventilplatte bzw. ein Verteiler 60 ist starr mit dem Zylinder 12 verbunden und umgibt die Welle 32. Der Verteiler 60 hat zwanzig sich axial erstreckende Bohrungen 61, die mit einem Winkel von 18° untereinander in Ventilöffnungen 62 münden, die auf einer radialen Endoberfläche 63 des Verteilers 60 vorgesehen sind, und zwar gegenüber der Ventiloberfläche 50 der Ventilverteilerplatte 46. Die Anordnung der Ventilöffnungen im Verteiler 60 ist in Fig. 3 dargestellt. Eine jede Bohrung 61 ist an eine der Ringnuten 55 bis 58 angeschlossen» wobei die Verbindung aufeinanderfolgend vorgenommen ist, so daß fünf der Ventilöffnungen 48 mit der Bohrung 51, fünf der Ventilöffnungen 48 mit der Bohrung 52 usw. verbunden sind. Zum besseren Verständnis sind die Ventilöffnungen 48, die mit der Bohrung 51 verbunden sind, durch die Nummer 1 gekennzeichnet, während die Ventilöffnungen 48, die mit der Bohrung 52 in Verbindung stehen, durch die Nummer 2, die Ventilöffnungen 48, die mit der Bohrung 53 in Verbindung stehen, durch die Nummer 3 und die Ventilöffnungen 48, die mit der Bohrung 54 in Verbindung stehen, durch die Nummer 4 gekennzeichnet sind.

Drei Gleichgewichtskolben 65 befinden sich in jeder der zehn Bohrungen 61, die mit den Ventilöffnungen 48, gekennzeichnet durch 1 und 2, in Verbindung stehen. Das rechte Ende der Gleichgewichtskolben 6 5 liegt gegen ein Widerlager 66 an, das auf der Welle 32 mittels einer Endplatte 68 gehalten

- 12 -

u'lrcl, die an !inde der Volle befestigt ist und gegen dar, Widerlager durch das Lager 28 anliegt. Eine Schraubenfeder 70 ist: auf der UeIl e 32 zwischen dot;; Verteiler GO und dem VJidc.rlr.ijer 66 vorgesehen und virkt go<ien den Verteiler 60 in Richtung dei" Vcntilverteil erplat Le 46. Die Gleichgewichtskeil bon 65 vdrkon als Kräf teausglei eh und sind dazu bestimmt, den Verteiler 60 von der Ventilverteilorplatte AG zu trennen und dabei übermäßige Leckverluste zu vermeiden. ■ Di e Bohrun— gen !3 3 und 3Ί sind an eine entsprechc'nde, gegenüber den Gleic]](je\i.':j cht sl;oll)en 6!.» vorgesehene rammer über entsprechende, in der Zeichnung nieljt dargestellte JJohrungen angesclilo.ssen, so ö;~iJ'· das Gl ei chgeu'i ctj t , das durch <i:ie ]'oll:>en erzeugt wird, auch bei Umkehrung der Drehriohtung des If/dromotors wirksam ist.

Der hydraulische Ölkrejslauf des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Hydromotors ist in Fig. A schemat.i sch veranschaulicht. Der Hydromotor ist an eine Zuführleitung 72 sowie an eine Iiückfülir.1 ei tung ΊΑ angeschlossen, wobei die Zuführleitung 72 mit einer Kraftquelle verbunden i-,1 . Ferner sind Vorrichtungen zur Drehrichtungsänderung dos Hydromotors vorgesehen, wozu Keservierventile oder ähnliche Hinrichtungen gehören. Die? Bohrung 'j 1 ist an die Zui'wiirlei Lung 72 und die Bohrung bA an die¹ Riickfübrleitung 7A angeschlossen, so dai3 alle Ventilöffnungen des Vortoilers, die mit der Kummer 1 gekennzeichnet sind, ständig mit dei¹ Zuführleitung 72 und

- 1 3 -

309825/0308

BADORtGlNAL

• - 13 -

alle Ventilöffnungen, die mit der Nummer. 4 gekennzeichnet sind, ständig mit der Rückführleitung 74 verbunden sind. Ein pilotgesteuertes Ventil 76 ist in drei verschiedene Stellungen verstellbar und verbindet die Bohrung 52 mit der Bohrung. 51 und die Bohrung 53 mit der Bohrung 54 gemäß Fig. 4 oder die Bohrungen 52 und 53 mit der Bohrung 51 oder 54.

Den Steuerdruck für das pilotgesteucrte Ventil erhält man über ein handbetätigbares Zv/eistellungsventil 78. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird das Ventil 76 durch eine Feder 80 in einer Stellung gernäß Fig. 4 gehalten. Wird der Steuerschieber dos Zweistellungsvenrils 78 derart verstellt, daß die Pilotleitimg mit Druckmedium versorgt v/ird, dann wird der Steuerschieber des Ventils 76 gegen die Wirkung der Feder 80 in .seine unterste Stellung verstellt, in der die Bohrungen 52, 53 mit der Bohrung 54 verbunden sind.. Die Feder 80 ist mit dem Kolben eines Hydromotors 82 verbunden, der über eine Pilotleitung 84 an die Bohrung 54 angeschlossen ist, so daß, wenn die Bohrung 54 während der Drehrichtungsänderung beaufschlagt wird,' der Steuerschieber des Ventils 76 mich oben verstellt wird. Wenn dies geschieht, und wenn das handbetätigbare Zweistellungsventil 78 in einer Zuführstellung steht, in der das pilotgesteuerte Ventil 76 druckbeaufschlagt ist, dann kann der Steuerschieber des Ventils 76 nicht vollständig" nach unten verstellt werden, so daß das Druckmedium im Hydromotor 82 den Steuerschieber des

- 14 -

■^^:\ii0i." 309825/0308

Ventils 76 in einer Mittelstellung hält, in der die Bohrungen 52 und 53 mit der Bohrung 51 verbunden sind. Die Bohrungen 52 und 53 sind immer dann an den Sammelbehälter angeschlossen, wenn das Zweistcllumjsvencil 78 in eine Stellung verstellbar ist, in der der Steuerschieber des Ventils 76 über die Pilotleitung 84 beaufschlagt wird, gleich, ob der Motor vorwärts odor rückwärts lauft.

Im Arbeitseinsatz sind die Ventilöffnungen 6 2 so zu. den Ventilöffnungen 48 gestellt, daß durch die Druckbeauf schlagring der Ven Li .!öffnungen 62 eint? Verstellung der Kolben 30 herbeigeführt' wird, wobei die Ventilöffnungen mit Bezug auF die Nockenfläche 22 so angeordnet sind, daß die hin- und hergehende Bewegung der Kolben 30 eine Drehung dos Zylirukrrblok— kes 34 und infolgedessen der Welle 32 herbeiführt. Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, liegt in Cqt Drei-Uhr-Ctellung der Kolben 38 auf der höchsten Erhebung des Nockens 24 auf, wobei die Ventilöffnung 48 sich in einer Zwischenstej.lung zwischen der mit 1 gekennzeichneten druckbeaufschlagten Bohrung und der mit 3 gekennzeichneten nicht druckbeaufschlagten Bohrung, aus der Druckmedium abfließt, befindet. Der Kolben 38 in d^r Sechs-Uhr-Stellung befindet sich ebenfalls in einer Übergangsphase, während der Kolben in der Vier-Uhr-Stellung mit der druckbeaufschlagten Ventilöffnung, die mit gekennzeichnet ist, und der Kolben 38 in der Fünf-Uhr-Stellung mit der druckbeaufschlagten Ventilöffnung, die mit 1

- 15 -

309825/0308

BAD ORiGJNAL

gekennzeichnet ist, verTrunden ist. Beeide Kolben, den den Ventüöffnungen 1 und 2 zugeordnet sind, befinden sich in der Arbeitsstellung, wobei sie gegen die Schräge? des Nockens anliegen und eine. Drehung des Zylinderblockes 34 im entgegengesetzten Uhrzeigerdrelisinn herbeiführen« Der Kolben 38, der sich in einer S ieben~-Uhr »Stellung befindet, ist über die mit A gekennzeichnete Ventilöffnung verbunden, die an die J?ückfuhrleitung 74 angeschlossen ist, so daß der Kolben in seiner Aufschubs teilung arbeitet,, Die in Fig. 2 dargestellten Kolben 30· in der Vier-, Fünf-, Zehn- und Elf-Ubr-Ste.1 lung befinden sich in Arbeitsstellung» während die Kolben in der Ein-, Zwei-, Sieben-- und Acht-Uhr-Steilung sich in ihrer Ausschubsteilung befinden, wobei die anderen vier Kolben eine Übergangsstellung bzw. edne Zwischnnsteilung einnehmen.

Das oben Beschriebene stimmt, wenn das Ventil 76 sich in einer in Fig. 4 dargestellten Stellung befindet, in der alle mit 1 und 2 gekennzeichneten Ventilöffnungen an die Zuführleitung angeschlossen sind. Befindet sich das Zwei Stellungsventil 78 in einer Stellung, in der die Pilotleitung des Ventils 76 beaufschlagt wird, dann verbindet das Ventil 76 die Bohrungen 52 und 53 mit der Bohrung 54, so daß nur die mit 1 gekennzeichneten Voj il.il öffnung en an die Kraf t quölle angeschlossen sind, während die übrigen Ventilöffnungen mit der Rückführleitung 74 verbunden sind. In einem solchen Fall nimmt jeder zweite Kolben eine LeerlauPstellxing ein. Da der in Fig. 2

- 16 -

30982S/Q3Q8

und Fig. 4 dargestellte Kolben mit der Rückführleitung 74
verbunden ist, ist er nicht in Betrieb. Somit ist nur der
Kolben gemäß Fig. 2 in Arbeitsstellung b^v/. in Betrieb, der sich in der Fünf- und Zo.hn~Uhr-~i3t.ellung befindet. Hierdurch wird das Hubvolumen de5; Hydromotors halbiert. Der in Fig. 2 in Vier-~Uhr~3 teilung dargestellte Kolben 38 ist mit der
Rüekf ührlo:i tung 74 verbunden und soidt nicht in Betrieb. Die in Fig. 2 dargestellten Kolben, die sich in Arbeitsstellung befinden, haben gemäß Fig. 2 eine Fünf- ο eier Zehn-Uhr~Steilung. AuP diese¹ v/eise ]:tmn das Hubvolumen des Hydromotors
halbiert werden und iniolgedossen das Drehmoment, was zu
einer Verdoppelung der Geschwindigkeit bei gleicher Umlaufmenge führt.

Wie bereits eingangs beschrieben, kann der 1'¹IuB des Druckmediums geändert werden, indem das Ventil 76 die Stellung gemäß Fig. 4 einnimmt, so daß der Hydromotor mit vollem Hubvolumen arbeitet. Ferner kann der Steuerschieber des Ventils in eine Mittelstellung verstellt werden, in der die Bohrungen ^lj2. und 53 mit der Bohrung 51 verbunden sind, so daß der Motor mit halbem Hubvolumen in umgekehrter Drehrichtung arbeitet.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Dreigeschwindigkeitshydromotor schematisch dargestellt, der eine Nockonf]äehe 86 aufweist, die der Nockenfläche 22 ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß

- 17' -

309825/0308

• BAD ORIGINAL

kleine und große Nocken 88 und 90 auf der Oberfläche gleichjnäi3ig verteilt angeordnet sind. Die Nocken, die in Fig. 5 dargestellt sind, sind halb so hoch wie die Nocken 90, so daß man fünf kleine und fünf große Nocken erhält. Die Noclcenfläche ist so ausgebildet, daß die Ventilöffnungen 62_r die mit den Nummern 1 und 4 gekennzeichnet sind, den großen NQkken 90 zugeordnet sind, während die Ventilöffnungen, die mit dan Hummern 2 und 3 gekennzeichnet sind, den kleinen Hole— ken 88 zugeordnet sind; \7ie aus Fig. 6 hervorgeht, haben die Zylinder, die den Ventiloffnungen 1 und 4 zugeordnet·sind, eine Verdrängerkapazität von 2/3 des Hubvolumens des Hydromotors und die anderen Zylinder eine Verdrängerkapazität von i/3 des Hubvolumens des Hydromotors, während im vorhergehenden Beispiel jede Gruppe der fünf Zylinder ein Verdrängervolumen von der Hälfte des gesamten Hubvolumens aufweist.

Der Fluß des Druckmediums zu und von den Bohrungen 51, 52, und 54 wird diirch pilotgesteuerte Ventile 92 und 94 gesteuert, die dem Ventil 76 ähnlich sind. Die Pilotleitung wird über ein Dreistellungsvenfil 96, das von Hand betätigt v/erden, kann, gesteuert. Ks führt Druckmedium entweder dem Ventil 92 oder dem Ventil 94 zu. Ferner ist es möglich, beide Ventile 92 und 94 gemäß Fig. 6 mit dem Sammelbehälter zu verbinden. \/ie bereits ausgeführt, werden die Ventile 92 und 94 mittels, je einer Keder 80 vorgespannt, wobei die Federspannilcraf t über'je einen Hydromotor 82 gesteuert; wird, der über eine PiLotieitung 84 beaufschlagt ist, so daß das pilotgesteuerte Ventil

-18- 309825/03Q8

OHIGtMAt

lediglich eine Mittelstellung einnimmt, wenn die Rückführleitung 74 für die Drehrichtungsänderung druckbeaufschlagt ist.

In Arbeitsstellung, wenn das Dreistellungsvent.il 26 eine Stellung gemäß Fig. 6 einnimmt, haben die Ventile 92 und 94 eine ,Stellung eingenommen, in der die; Zuführleitung 72 mit den Bohrungen !31 und 52 und die Rückfülrr.l ei tung 74 mit den BohrU'Kiovi 5 3 und 54 verbunden ir. !:, so daß- das gesamte Hubvolumen zur Verfügung sterbt.

Wird das Dreistcllungsvent11 96 nach links in eine Mittelstellung verstollt, um den Steuerdruck dem rechten Ventil 3Λ zuzuleiten, so wird das Ventil 94 nach unten verstellt und verbindet dann die? Bohrungen 52 und 53 mit der Rückführleitung 7-1, wobei jedoch nur die Bohrung 51 der entsprechenden Vcntilöffnung, die mit 1 gekennzeichnet ist, an die Zuführleitung 72 angeschlossen ist. Die mit 1 gekennzeichneten druckbeaufschlagten Ventiloffnungen bewirken, daß die Kolben nur auf den großen Nocken 90 anliegen, so daß der Hydromotor mit 2/3 des Hubvolumens arbeitet. Wenn das Dreistellungsventil 96 vollständig nach links verschoben ist, um Druckmedium über die Pilotleitung zum linken Ventil 92 zu leiten, so wird die Zuführleitung 72. lediglich mit der bohrung 52 verbunden sein und infolgedessen mit den mit 2 gekennzeichneLon Ventilöffnungen. Die mit 2 gekennzeichneten Venti!öffnungen bewirken, daß die Kolben Ledig!ich auf die kleinem Nocken OB

-19-

" 30982B/0308

BAD OBlGtNAt

wirken, was zur Folge hat, daß der Hydromotor mit der Hälfte des Hubvolumens arbeitet. Somit erhält man drei unterschiedliche Drehmomente und drei unterschiedliche Geschwindigkeiten bei einer bestimmten Durchflußnienge.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß sich die unterschiedliche.!! Geschwindigkeiten bei Vorwärts- und Rückwärtsdrehrichtung einstellen bzw. erreichen lassen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt und ermöglicht es, sieben verschiedene Hubvolumen einzustellen. Der .Hydromotor weist eine Nockenfläche 100 auf. die der zuvor beschriebenen Nockenfläche gleicht, mit der Ausnahme, daß vier kleine Nocken 101, vier mittlere Nocken 102, die doppelt so hoch sind, wie die Hocken 101, sowie vier große Nocken 104, die doppelt lo hoch sind wie die Nocken 102 und viermal so groß wie die Nocken 101, vorgesehen sind. Aufgrund der zwölf Hocken sind vierundzwanzig Bohrungen in dem Verteiler 60 notwendig. Die Bohrungen sind aufeinanderfolgend abwechslungsweise, ähnlich wie in Fig. 3, angeordnet, mit der Ausnahme, daß sechs unterschiedliche Bohrungen, die in Fig. 8 die Nummern 1 bis 6 aufweisen, vorgesehen sind. Die sechs unterschiedlichen T3ohrungen 1 bis 6 sind mit sechs verschiedenen Bohrungen 111, 112, 113, 114, 115 und 116 verbunden. Die' Bohrungen 114, 115 und 116 sind ständig über Ventile 117, 118 und 119 an eine Kückführleitung 116a angeschlossen, wobei die

- 20 -

309825/0308

Ventile derart verstellt v/erden können, daß die Bohrungen 111, 112 oder 113 entweder an die Rückführleitung 116a oder an eine Zuführleitung 120 einer Pumpe 121 angeschlossen werden können. Natürlich muß eine entsprechende Anzahl von Kolben ebenso vorgesehen werden.

Wenn die Ventile 117, 118, 119 ihre in der Zeichnung dargestellte Stellung einnehmen, sind alle Zuführbohrungen mit dem Sammelbehälter verbunden und der Hydromotor befindet sich in Neutralstellung. \Ienn das rechte Ventil 119 nach links verstellt worden ist, urn die Bohrung 113 und infolgedessen die mit 3 gekennzeichnete Ventilöffnung zu beaufschlagen, dann sind nur die Kolben im Arbeitseinsatz, die über die kleinen Nocken 101 entlanggleiten, so daß i/7 des normalen Hubvolumens verdrängt wird. Befindet sich lediglich das mittlere Ventil 118 in einer Stellung, in der die mit gekennzeichneten Ventilöffnungen beaufschlagt werden, dann befinden sich nur die Kolben im Arbeitseinsatz, die über die mittleren Nocken 102 gleiten, so daß 2/7 des normalen Hubvolumens verdrängt werden. Wenn beide Ventile 118 und 119 in eine Stellung verstellt worden sind, in der die mit 2 und gekennzeichneten Ventilöff'nungen beaufschlagt werden, so wird die Summe des bisher verdrängten Hubvolumens verdrängt bzw. 3/7 des normalen Hubvolumens. Ist lediglich das linke Ventil 117 verstellt, so daß die mit 1 gekennzeichneten Ventilöffnungen beaufschlagt werden, dann befinden sich nur die

- 21 -

309825/0308

• - 21 - " '

Kolben im Arbeitseinsatz, die über die großen Nocken gleiten, so daß 4/7 des gesamten Hubvolumens verdrängt werden. Um 5/7 des gesamten Hubvolumens zu verdrängen, v/erden beide Ventile 117 und 119 verstellt, so daß die Kolben, die über die kleinen und großen Nocken entlanggleiten, sich im Arbeitseinsatz befinden, während durch Beaufschlagung der mit 1 und 2 gekennzeichneten Ventilöffnungen die Kolben nur über die mittleren Nocken 102 und die großen Nocken 104 entlanggleiten, so daß 6/7 des gesamten Hubvolumens verdrängt werden. Um eine vollständige Verdrängung bzw. das volle Hubvolumen auszuschöpfen,' werden alle drei Ventile 117, 118 und 119 verstellt, so daß die mit 1 , 2 und 3 gekennzeichneten Ventilöffnungen beaufschlagt werden, so daß die Kolben auf allen drei Nocken wirken. Auf diese Weise^ erhält man sieben verschiedene Verdrängungsmöglichkeiten. Durch die Veränderung und Vermehrung der Nockenformen läßt sich eine weitere Abstufung des verdrängten Hubvolumens erreichen. Bei Drehrichtungsänderung läßt sich eine gleiche Abstufung des Drehmomentes bzw. der Drehzahl erreichen.

Ansprüche

3Ό982Θ/0308

Claims

(Case No. 47 30) DEERE & COMPANY

Ansprüche

Hydromotor, insbesondere Hydrokolbenmotor mit einem eine Kammer aufweisenden Gehäuse, wobei die Kammer eine aus einen gleichen Abstand untereinander aufweisenden Nocken gebildete Nockenfläche aufweist, gegen die in einem Zylinderblock verstellbar angeordnete Kolben anliegen, wobei der Zylinderblock in einer im Gehäuse vorgesehenen Kammer drehbar gelagert ist, während die Kolben von Zuführbohrungen aufweisenden Zylindern aufgenommen werden, deren Zuführbohrungen über eine' Ventilöffnungen aufweisende, drehbare Ventilplatte nacheinander mit im Gehäuse vorgesehenen Bohrungen verbindbar sind, die über mindestens ein Ventil an eine hydraulische Kraftquelle und an einen Sammelbehälter anschließbar sind, dadurch .gekennzeichnet, daß mindestens vier Bohrungen (51, 52, 53, 54 bzw. 111, 112, 113, 114, 115, 116) im Gehäuse (10) vorgesehen sind, die nacheinander über die Ventilplatte (46) mit den Zuführbohrungen (44) derart verbindbar sind, daß mindestens ein oder mehrere Kolben (38) außer Betrieb sind, wobei zumindest ein Ventil (76 bzw. 92, 94, 117, 118, 119) zwischen

30 982 5/03 09

ta

einer ersten Stellung, in der zumindest eine der Bohrungen (51 bis 54 bzw» 111 bis 116) mit der Kraftquelle und der Rest mit dem Sammelbehälter, und einer zweiten Stellung, in der mindestens zwei oder mehrere Bohrungen mit der Kraftquelle und der Rest mit dem Sammelbehälter verbindbar sind, verstellbar ist.
2. Hydromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koclcen (24) mindestens zwei verschiedenartige Formen mit unterschiedlich radialer Abmessung aufweisen, wobei die beiden Nockenarten wechselseitig angeordnet sind.
3. Hydromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei vier Bohrungen (51 bis 54) im Gehäuse (10) in einer ersten Stellung des Ventils (76) zwei Bohrungen über im Steuerschieber des Ventils (76) vorgesehene Kanäle mit der hydraulischen Kraftquelle und zwei mit einer Rückführleitung (74) verbunden sind, während in einer zweiten Stellung des Ventils eine Bohrung über im Steuerschieber des Ventils vorgesehene Kanäle mit der hydraulischen Kraftquelle und drei Bohrungen mit der Rückführleitung (74) verbunden sind.
4. Hydromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Ausmaß eines Nockens (88) halb so groß ist wie das radiale Ausmaß des nachfolgenden Nockens bzw. umgekehrt, wobei bei Einnahme des Ventils in eine zweite Stellung nur die Kolben mit Druckmedium beaufschlagt v/erden, die gegen den ersten Nocken anliegen, während bei Einnahme des Ventils in eine dritte Stellung nur eine der Bohrungen (51 bis 54)' derc^rt beaufschlagt wird, daß der Kolben mit Druckmedium beaufschlagt wird, der gegen den zweiten Nocken anliegt.
5. I^dromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmediumfluß zu und von den Bohrungen (51 bis 54) im Gehäuse (1O) über zwei Ventile (92 und 94) steuerbar ist, wobei in einer ersten Stellung für einen vollen Kolbenhub des entsprechenden Kolbens die Zuführleitung (72) mit den Bohrungen (51 und 52) im Gehäuse (10) und die Eückführleitung (74) mit den Bohrungen (53 und 54) verbunden ist, während zur Verstellung 2/3 des Hubes des entsprechenden Kolbens der rechte Steuerschieber (94) in eine untere Stellung verstellbar ist, in der die Bohrungen (52 und 53) im Gehäuse (10) mit der Rückführleitung (74) und die

309825/0308

Bohrung (51) im Gehäuse (10) der entsprechenden mit 1 gekennzeichneten VentilÖffnungen (62) im Verteiler (60) mit der Zuführleitung (72) verbunden sind, wobei den mit 1 gekennzeichneten Ventilöffnungen (62) nur die 1 mal H großen Nocken (90) zugeordnet sind, während zur Verstellung 1/3 des Hubes des entsprechen den Kolbens der linke Steuerschieber (92) in eine untere Stellung verstellbar ist, in der die Zuführleitung lediglich mit der Bohrung (52) im Gehäuse (10) der mit 2 gekennzeichneten Ventilöffnungen (62) im Verteiler (60) verbunden ist, denen die Nocken (88) zugeordnet sind, die nur die Hälfte des Hubvolumens verdrängen, das die Nocken (90) über die Kolben (38) verdrängen.
6. Hydromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (101, 102, 104) zumindest drei unterschiedliche Hohen aufweisen.
7. Hydromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nockenfläche vier kleine Nocken (1O1), vier mittlere Nocken (102), die doppelt so hoch sind wie die kleinen Nocken, und vier große No'cken (104), die dreifach so groß sind wie die kleinen Nocken, angeordnet sind.

309028/0^08
8. Hydromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (10) sechs verschiedene Zuführbohrungen angeordnet sind, die den entsprechenden Bohrungen (111 bis 116) zugeordnet sind» wobei die drei Bohrungen (114, 115, 116) über drei Ventile (117, 118, 119) ständig mit der Eückführleitung (ii6a) und die drei Bohrungen (111, 112 oder 113) mit der Rückführleitung (116a) oder der Zuführleitung (120) einer Pumpe (121) verbindbar sind.
9. Hydromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verstellung des rechten Ventils (119) in eine erste Stellung bzw. Versorgungsstellung die Bohrung (113) und somit 'die mit 3 gekennzeichneten Ventilöffnungen (62) im Verteiler (60) mit Druckmedium beaufschlagt sind, wobei die entsprechenden kleinen Nokken (101) über die Kolben (38) eine Verdrängung um 1/7 des Betrages des normalen Hubvolumens des Hydromotors herbeiführen, während bei Verstellung des mittleren Ventils (118) in eine erste Stellung die mit 2 gekennzeichneten Ventilöffnungen (62) im Verteiler (60) mit Druckmedium beaufschlagt sind, wobei die entsprechenden mittleren Nocken (102) über die Kolben (38) eine Verdrängung um 2/7 des Betrages des

309825/0309

normalen Hubvolumens herbeifuhren oder doppelt soviel Druckmedium verdrängen, während bei Verstellung beider Ventile (11 8 und 119) in eine erste Stellung

die mit 2 und 3 gekennzeichneten Ventilöffnungen (62) im Verteiler (60) mit Druckmedium beaufschlagt sind, wobei die entsprechenden kleinen und mittleren Nocken über die Kolben (38) eine Verdrängung um 3/7 des Betrages des normalen Hubvolumens herbeiführen, während bei Verstellung des linken Ventils (117) in eine erste Stellung lediglich die mit 1 gekennzeichneten Ventilöffnungen (62) im Verteiler (60) mit Druckmedium beaufschlagt sind, wobei lediglich die großen Nocken (104). über die Kolben eine Verdrängung um 4/7 des Betrages des normalen Hubvolumens herbeiführen, während zur Verdrängung 5/7 des Hubvolumens die Ventile (117 und 119) .rn einer ersten bzw. Versorgungsstellung stehen, wobei die entsprechenden kleinen und großen Nocken gegen die druckbeaufschlagten Kolben anliegen, während durch Verstellung aller Ventile in eine erste Stellung bzw. Zuführstellung alle Nocken gegen entsprechende druckbeaufschlagte Kolben anliegen und eine Verdrängung des vollen Hubvolumens herbeiführen.

30982S/0308

Leerseite