DE2333486A1 - PISTON PUMP OR MOTOR WITH A REVOLVING CYLINDER - Google Patents
PISTON PUMP OR MOTOR WITH A REVOLVING CYLINDERInfo
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Description
( Case No. 10102 ) DEERE & COMPANY(Case No. 10102) DEERE & COMPANY
Kolbenpumpe oder Motor mit einem umlaufenden ZylinderPiston pump or motor with a rotating cylinder
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe oder Motor mit einem umlaufenden Zylinder und mehreren hin- und hergehenden Kolben.The invention relates to a piston pump or motor with a rotating cylinder and several reciprocating and reciprocating pistons.
Es sind bereits eine Vielzahl von Radial-KoIbenpumpen bekanntgeworden, die sich grundsätzlich in drei verschiedene Gattungen einordnen lassen. Hierbei besteht die eine Gattung radialer Kolbenpumpen aus einem Zylinderstück, das exzentrisch zu einem Führungsring angeordnet ist, der wiederum die Kolben führt, die auf der ZyIinderoberflache abrollen, sodaß bei einer Umdrehung die Kolben einen Hub ausführen können. Die weitere bekanntgewordene Gattung von Radial-KoIbenpumpen weist einen unrund ausgebildeten Führungsring auf, der seinerseits wiederum koaxial zu dem Zylinder angeordnet ist. Diese Kolbenpumpen lassen bereits zwei Hübe pro Umdrehung zu. Die dritte Gattung der Radial-Kolbenpumpen weist einen kreisförmigen Führungsring auf, der koaxial zu dem Zylinder angeordnet ist und eine Vielzahl von Nockenbuckeln hat, gegen die die Enden der Kolben anliegen, und zwar derart, daß pro Umdrehung mehrere A large number of radial piston pumps have already become known, which can basically be classified into three different types. One type of radial piston pump consists of a cylinder piece which is arranged eccentrically to a guide ring, which in turn guides the pistons that roll on the cylinder surface so that the pistons can perform a stroke with one revolution. The further known genus of radial piston pumps has a non-circular guide ring, which in turn is arranged coaxially to the cylinder. These piston pumps already allow two strokes per revolution. The third genus of radial piston pumps has a circular guide ring which is arranged coaxially to the cylinder and has a plurality of cam lobes against which the ends of the pistons rest in such a way that several per revolution
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Hübe ausgeführt werden können. Das heißt, bei diesen bekannten Pumpen ist die Kapazität auf- die Anzahl derStrokes can be performed. This means that in these known pumps the capacity is based on the number of
Nockenbuckel beschränkt. Hierbei sind gewöhnlich, um die Reibung zu verringern,% am Ende der Kolben Rollen vorgesehen, die auf dem Führungsring ablaufen, wobei jedoch infolge der konkaven und konvexen Oberflächen des FUhrungsringes, insbesondere beim Überfahren der Nockenbuckelspitzen, äußerst hohe Belastungen auftreten können. Gleichfalls macht sich das zusätzliche Gewicht der Rollen, die bei diesen bekannten Pumpen mit den Kolben hin- und hergehen,nachteilig bemerkbar, da sie zur Vibration der Pumpe oder des Motors beitragen.Cam humps limited. Here, usually, in order to reduce the friction, provided% at the end of the piston rollers which run on the guide ring, but can be extremely high stresses occur due to the concave and convex surfaces of the FUhrungsringes, in particular when traveling over the cam lobe peaks. Likewise, the additional weight of the rollers, which move back and forth with the pistons in these known pumps, is disadvantageously noticeable, since they contribute to the vibration of the pump or the motor.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, insbesonders die Belastungsspitzen und auf-The object on which the invention is based is seen, in particular, the load peaks and
tretende Vibration abzubauen. Diese Aufgabe ist nachreduce kicking vibration. This task is after
der Erfindung dadurch gelöst worden, daß der Zylinder die Kalben mit ihren äußeren Enden über den Zylinderumfang überstehend in Zylinderbohrungen aufnimmt, wobei jeweils eine Rolle exzentrisch mit dem überstehenden Ende eines jeden Kolbens verbunden ist und an einem Führungsglied abrollt. Auf diese Weise erhält man durch the invention has been achieved in that the cylinder receives the calves with their outer ends protruding over the cylinder circumference in cylinder bores, a roller being eccentrically connected to the protruding end of each piston and rolling on a guide member. That way you get through
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die exzentrische Anordnung der Rollen am Kolben pro Umdrehung einer Rolle.eine Hubbewegung, sodaß auf die sonst üblichen Nockenbuckel verzichtet werden kann. Im übrigen wird die Hin- u»d Herbewegung jetzt nur noch durch die Kolben ausgeführt, sodaß die Tendenz zur Vibration weiter vermindert wurde. Ferner werden dadurch, daß nunmehr die Rollen nicht mehr an den Nockenbuckel ablaufen müssen, die Belastungsspitzen abgebaut, sodaß im ganzen gesehen eine in ihrem Aufbau einfache Kolbenpumpe oder Motor geschaffen ist, der infolge seiner wenigen sich bewegenden Bauteile eine kompakte Bauweise zuläßt. Diese kann nach einem weiteren»Merkmal der Erfindung noch kompakter gestaltet werden, dadurch, daß das Führungsglied Teil des Pumpengehäuses ist.the eccentric arrangement of the rollers on the piston per revolution of a Rolle.eine stroke movement, so that on the otherwise usual cam lobes can be dispensed with. For the rest, the back and forth movement is now only carried out by the pistons, so that the tendency for vibration was further reduced. Furthermore, that now the roles no longer have to run on the cam boss, the load peaks are reduced, so that seen as a whole, a piston pump or motor that is simple in structure is created as a result its few moving components allow a compact design. This can be according to a further »feature the invention can be made even more compact, in that the guide member is part of the pump housing is.
Um einen positiven Antrieb der Rollen in einfacher Weise erreichen zu können, weist die Oberfläche einer jeden Rolle einen glatten Teil und einen solchen mit Zahnprofil auf, die an einem glatten Stützring bzw. gegen ein Hohlrad mit Innenverzahnung, die den Führungsring bilden, abrollt. Auf diese Weise können die glatt ausgebildeten Teile die durch die Kolben hervorgerufenen Stützlasten leicht aufnehmen.To positively drive the rollers in a simple manner To achieve this, the surface of each roller has a smooth part and one with a tooth profile on that on a smooth support ring or against a ring gear with internal teeth, which the guide ring form, unroll. In this way, the smoothly formed parts can be those caused by the pistons Easily take up drawbar loads.
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Um die Pumpenleistung noch weiter zu erhöhen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Führungsring mehrere Stützringe und Hohlräder aufweist, die mit mit Bezug auf die Zylinderdrehachse axial ausgerichteten, umfangsmäßig mit gegenseitigem Abstand angeordneten Reihen von Kolben zusammenwirken. Um eine ausgewuchtete Pumpe zu erhalten, ist zweckmäßig je eine Rolle beiderseits des entsprechenden Kolbens exzentrisch am Kolben angeordnet.In order to increase the pump output even further, it is proposed according to the invention that the guide ring has several support rings and ring gears, which are axially aligned with respect to the cylinder axis of rotation, cooperate circumferentially spaced rows of pistons. Around To get a balanced pump, it is advisable to have a roller on either side of the corresponding one Piston arranged eccentrically on the piston.
Damit die Anzahl der Bauteile noch kleiner gehalten werden kann, sind die glatten Teile der Rollen zweckmäßig den Kolben zugewandt und rollen an einem einzi-. gen Stützring ab, während nebeneinanderliegende Zahn-The smooth parts of the rollers are useful so that the number of components can be kept even smaller facing the piston and roll on a single. support ring, while adjacent tooth
profiie mit einem Hohlrad in Eingriff sind.profiie are in mesh with a ring gear.
In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt:The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, which is explained in more detail below. It shows:
Fig. 1 ein Längsschnitt durch die erfindungsgemäße KolbenpumpeFig. 1 is a longitudinal section through the piston pump according to the invention
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie2:2 in Fig. 1Fig. 2 is a section along the line 2: 2 in Fig. 1
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_ ς —_ ς -
In der Zeichnung ist mit 10 die erfindungsgemäße Radial-Kolbenpumpe bezeichnet, deren .Gehäuse sich gegenüberliegende Seitenplatten 12 und"14 und eine im wesentlichen kreisförmige Mantelwand aufweist, die im einzelnen aus geschichteten Hohlrädern 16 mit Innenverzahnung und Stützringen 18 besteht, die zwischen den Seitenplatten 12 und 14 eingespannt sind. In die Seitenplatten, die Hohlräder und dieIn the drawing, 10 denotes the radial piston pump according to the invention, the housing of which has opposite side plates 12 and "14 and a substantially circular shell wall, which consists in detail of layered ring gears 16 with internal teeth and support rings 18, which are clamped between the side plates 12 and 14. In the side plates, the ring gears and the
Stützringe sind zueinander ausgerichtete Bohrungen zur Aufnahme von Schraubenbolzen 20 eingearbeitet, um Seitenplatten, Hohlräder und Stützringe miteinander fest und abdichtend verbinden zu können.Support rings are aligned with one another holes for receiving screw bolts 20 incorporated, in order to be able to connect side plates, ring gears and support rings to one another firmly and in a sealing manner.
Eine Welle 22 ist über Lager 24 und 26 in dem Pumpengehäuse gelagert, wobei die Lager in den Seitenplatten 12 und 14 vorgesehen sind. An ihrem linksseitigen Ende erstreckt sich die Welle 22 über die Seitenplatte 14 hinaus und ist dort mit einem Flansch versehen, der zur Verbindung mit einem außerhalb der Pumpe vorgesehenen Teil dient.A shaft 22 is supported in the pump housing via bearings 24 and 26, with the bearings in the side plates 12 and 14 are provided. At its left-hand end, the shaft 22 extends over the side plate 14 and is provided there with a flange that connects to an outside the part provided for the pump.
Ein Zylinder 30 ist auf der Welle 22 innerhalb des Gehäuses aufgekeilt und mit auf dem Umfang gleichmäßig verteilten Reihen von im wesentlichen sich A cylinder 30 is keyed to the shaft 22 within the housing and having on the periphery uniformly distributed rows of substantially located
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radial erstreckenden und nach außen offenen Zylinderbohrungen 32 versehen. Bei der dargestellten Radial-Kolbenpumpe besteht jede Reihe Zylinderbohrungen ausradially extending and outwardly open cylinder bores 32 are provided. In the illustrated radial piston pump each row of cylinder bores consists of
zwei mit Bezug auf die Drehrichtung des Zylinders axial zueinander ausgerichteten Zylinderbohrungen, die miteinander durch eine sich axial erstreckende Bohrung 34 verbunden sind, die wiederum mit der» einen Seite des Zylinders in Verbindung steht. An dieser Seite ist ferner eine Ventilplatte 36 in demtwo cylinder bores axially aligned with one another with respect to the direction of rotation of the cylinder, which are connected to one another by an axially extending bore 34, which in turn is connected to the » one side of the cylinder is in communication. On this side is also a valve plate 36 in the
Pumpengehäuse, und zwar mit Bezug auf das Gehäuse stationär angeordnet, derart, daß jede der Zylinderbohrungen 32 über die Bohrung 34 mit in der Seitenplatte 12 vorgesehenen Öffnungen 38 und 40, die entweder als Einlaß oder Auslaß dienen, verbunden werden kann. Auf die Beschreibung der Arbeitsweise der Ventilplatte kann an dieser Stelle verzichtet werden, da ihre Arbeitsweise zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist.Pump housing, namely arranged stationary with respect to the housing, such that each of the cylinder bores 32 via the bore 34 with openings 38 and 40 provided in the side plate 12, which either serve as an inlet or outlet, can be connected. The description of the mode of operation of the valve plate can be dispensed with at this point because their operation is not necessary to an understanding of the present invention.
In jeder der Zylinderbohrungen 32 ist ein Kolben 42, hin und her bewegbar, derart angeordnet, daß er überIn each of the cylinder bores 32, a piston 42, movable to and fro, is arranged such that it over
den Umfang de« Zylinders hinaussteht. Jeder Kolben wiederum ist mit einer Welle 44 versehen, die parallel protrudes the circumference of the cylinder. Each piston in turn is provided with a shaft 44 which is parallel
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zu der Achse der Welle 22 verläuft und zwei Rollen 46 exzentrisch an den gegenüberliegenden Seiten des entsprechenden Kolbens 46 aufnehmen kann, sodaß bei Drehung der Rollen die Kolben in hin- und hergehenden Zyklen angetrieben werden. Hierbei ist jede Welle 44 durch eine Öffnung in dem überstehenden Ende des zugehörigen, Kolbens geführt und in dieser Öffnung über einen Feststellstift gehalten.extending to the axis of the shaft 22 and two rollers 46 eccentrically on the opposite sides of the corresponding piston 46, so that upon rotation of the rollers, the pistons are driven in reciprocating cycles. Here, each shaft 44 is through one Opening in the protruding end of the associated piston guided and held in this opening via a locking pin.
Wie ferner aus der Fig. 1 der Zeichnung hervorgeht, weist die Oberfläche einer jeden Rolle 46 einen glatten Teil 50 und einen Teil mit Zahnprofil 52 auf. Somit können die Hohlräder mit Innenverzahnung 16 und die Stützringe 18 Führungsringe für die Rollen bilden, wobei die glatten Teile von jeweils einem Paar Rollen gegen einen einzigen glatten Stützring anliegen und die Zahnprofile von nebeneinanderliegenden Rollen zweier axial nebeneinanderliegender Kolben mit einem einzigen Hohlrad in Eingriff stehen. Unter anderem bewirken die miteinander in Eingriff befindlichen Zähne an den Rollen und am Hohlrad eine Drehung der Rollen beim Relativumlauf zwischen Welle 22 und dem Gehäuse, sodaß die Kolben ihre reziproken Zyklen ausführen können, während die glatten Teile an den Rollen 46 und an den Stützringen 18 die durch die Kolben hervorgerufene Hauptlast aufnehmen können.As can also be seen from FIG. 1 of the drawing, has the surface of each roller 46 has a smooth part 50 and a part with a tooth profile 52. Thus, the Ring gears with internal teeth 16 and the support rings 18 form guide rings for the rollers, the smooth ones Parts of a pair of rollers each rest against a single smooth support ring and the tooth profiles of adjacent ones Rolls of two axially adjacent pistons are in engagement with a single ring gear. Among other things, the meshing teeth on the rollers and on the ring gear cause a rotation of the rollers during the relative rotation between shaft 22 and the housing, so that the pistons perform their reciprocal cycles can, while the smooth parts on the rollers 46 and on the support rings 18 caused by the pistons Can take the main load.
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Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Kolbenpumpe oder Motor dürfte für den Fachmann offensichtlich sein. Findet eine Verwendung als Pumpe statt, so wird der Flansch 28 mit einem Antrieb verbunden über den die Welle 22 antreibbaf1 ist. Eine Drehung der Welle 22 wiederum bewirkt ein Umlaufen des Zylinders 30, wodurch wiederum die Rollen 1+6 an ihren Führungsringen, die durch die Hohlräder 16 und die Stützringe 18 gebildet sind, ablaufen. Infolge der exzentrischen Anordnung der Rollen 46 an den Kolben werden letztere beim Umlaufen in den Zylinderbohrungen 32 auf und ab bewegt. Gleichzeitig wird beim Umlauf des Zylinders 30 die Ventilplatte 36 alternativ jede der Axialbohrungen mit den Öffnungen 38 und 40 verbinden, die für ein geeignetes Medium als Ein- und Auslaß dienen. Somit wird, wenn jeder der Kolben 42 sich nach außen bewegt, die zugehörige Zylinderbohrung 32 über die Axialbohrung 34 und die Ventilplatte 36 mit dem Einlaß 38 verbunden, sodaß Flüssigkeit unter geringem Druck in die Zylinderbohrungen 32 einströmt. Sobald die Kolben 42 sich aber nach innen bewegen, werden die zugehörigen Zylinderbohrungen 32 über die Axialbohrungen 34 und die Ventilplatte 36 mit der jetzt als Auslaß dienenden Öffnung 40 verbunden, sodaß Druckflüssigkeit aus den Zylinder-The operation of the piston pump or motor described above will be apparent to those skilled in the art. Finds use as a pump instead, the flange 28 is connected to a drive antreibbaf through which the shaft 22 1. A rotation of the shaft 22 in turn causes the cylinder 30 to revolve, which in turn causes the rollers 1 + 6 to run on their guide rings, which are formed by the ring gears 16 and the support rings 18. As a result of the eccentric arrangement of the rollers 46 on the pistons, the latter are moved up and down as they rotate in the cylinder bores 32. At the same time, as the cylinder 30 rotates, the valve plate 36 will alternatively connect each of the axial bores to the openings 38 and 40, which serve as inlet and outlet for a suitable medium. Thus, when each of the pistons 42 moves outward, the associated cylinder bore 32 is connected to the inlet 38 via the axial bore 34 and the valve plate 36, so that liquid flows into the cylinder bores 32 under low pressure. As soon as the pistons 42 move inwards, however, the associated cylinder bores 32 are connected via the axial bores 34 and the valve plate 36 to the opening 40, which is now used as an outlet, so that pressure fluid flows out of the cylinder
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bohrungen 32 in die Öffnung 40 gedrückt wird.bores 32 is pressed into the opening 40.
Findet die Verwendung als Motor statt, so wird Druckmedium durch eine der Öffnungen 38 oder 40 eintreten,If it is used as a motor, it becomes a pressure medium enter through one of the openings 38 or 40,
wodurch die Kolben 42 nach.außen gedrückt werden. Die nach außen gerichtete Bewegung der Kolben 42 wiederum bewirkt ein Umlaufen der Rollen 46, wo-' durch die Welle 42 wiederum rotieren kann. Sobald sich die Kolben 42 aber nach innen bewegen, werden „ ihre zugehörigen Zylinderbohrungen mit der anderen Öffnung verbunden, sodaß Flüssigkeit, die unter geringerem Druck steht, aus den Zylinderbohrungen 32 über die Axialbohrungen 34 austreten kann.whereby the pistons 42 are pushed outwards. The outward movement of the pistons 42 in turn causes the rollers 46 to revolve, whereby the shaft 42 can rotate again. As soon however, if the pistons 42 move inward, “their associated cylinder bores become with the other Port connected so that liquid, which is under less pressure, from the cylinder bores 32 can emerge via the axial bores 34.
Wenn die Vorrichtung als Pumpe arbeitet, verlangt sie ein relativ hohes Eingangsmoment für die Welle 22 infolge der vielen reziproken Zyklen eines jeden Kolbens pro Umdrehung der Welle 22 mit Bezug auf das Gehäuse, während das Ausgangsvolumen der Pumpe relativ hoch ist. Findet die Verwendung als Motor statt, so wird man ein relativ hohes Ausgangsmoment infolge der vielen reziproken Zyklen haben, während die Umlaufgeschwindigkeit der Welle 22 relativ gering bleibt. Wegen des hohen Momentes und der geringen Ausgangsdrehzahl bei Verwendung als Motor, werden derartige hydraulische Motore gerne al« in Radnaben für selbst- When the device operates as a pump, it requires a relatively high input torque to the shaft 22 due to the many reciprocal cycles of each piston per revolution of the shaft 22 with respect to the housing, while the output volume of the pump is relatively high. If it is used as a motor, you will have a relatively high output torque as a result of the many reciprocal cycles, while the rotational speed of the shaft 22 remains relatively low. Because of the high torque and the low output speed when used as a motor, such hydraulic motors are often used as wheel hubs for
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fahrende Fahrzeuge eingebaute Antriebsmittel verwendet.moving vehicles used built-in propulsion means.
Zusätzlich dazu, daß bei einer Umdrehung der Welle 22 verschiedene reziproken Zyklen eines jeden Kolben erreicht werden, bietet die vorliegende Pumpe noch weitere Vorteile. Das Gesamtgewicht der hin- und hergehenden Teile kann auf ein Minimum gehalten werden, wodurchIn addition to the fact that 22 different rezip ro ken cycles are achieved in one revolution of the shaft of each piston, the present pump provides other benefits. The total weight of the reciprocating parts can be kept to a minimum, thereby
Vibration der Gesamtvorrichtung reduziert wird. Im einzelnen führen lediglich die Kolben eine reziproke Bewegung aus, da die Rollen 46 lediglich an der einen Seite des Gehäuses ablaufen. Gleichzeitig haben sowohl die Stützringe als auch die glatten Teile 50 der Rollen konkave Oberflächen, die gegeneinander anliegen und so die Stützlast aufnehmen, wodurch die Belastung im Vergleich zu Belastungsspitzen, die bei konkaven,konvexen Oberflächenkontakt bei auf Nockenbuckeln ablaufenden Radialkolben auftreten, herabgesetzt wird.Vibration of the entire device is reduced. In detail, only the pistons have a reciprocal effect Movement out, since the rollers 46 only on one Side of the housing. At the same time, both the support rings and the smooth parts 50 of the rollers concave surfaces that rest against each other and so take the vertical load, making the load in comparison to load peaks that occur with concave, convex surface contact with protruding cam lobes Radial pistons occur, is reduced.
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309884/0522309884/0522
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHW | Rejection |