DE4120912A1 - Hydraulic motor with runner and anvil - has radially displaceable slides moving between runner and anvil - Google Patents

Hydraulic motor with runner and anvil - has radially displaceable slides moving between runner and anvil

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    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/348—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the vanes positively engaging, with circumferential play, an outer rotatable member

Abstract

Hydraulic motor having a ring shaped runner (2) rotatably mounted between a housing (1) and an anvil (19) secured to the housing, with the housing having an inner circumference section (groove 16) with an enlarged radius (R1) and an inner circumference section with a smaller radius (R2). The anvil has an outer circumference section with a larger radius (R3) and a smaller radius (R4), and the runner has radially displaceable sliding pieces (9-12) one of the ends of which lie against the inner circumference of the housing and the other against the outer circumference of the anvil. ADVANTAGE - Hydraulic motor of simple construction to give more reliable running behaviour.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic motor the preamble of claim 1.

Derartige Hydraulikmotoren sind bekannt. Sie sind jedoch störanfällig und zeichnen sich im allgemeinen durch einen verwickelten Aufbau aus.Such hydraulic motors are known. However, you are prone to failure and are generally characterized by an intricate construction.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach aufgebauten und dennoch zuverlässig arbeitenden Hydraulikmotor bereitzustellen.The object of the invention is a simply constructed and yet reliably working hydraulic motor to provide.

Dies wird erfindungsgemäß durch den im Anspruch 1 gekennzeichneten Hydraulikmotor erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hydraulikmotors angegeben.According to the invention, this is achieved by the method in claim 1 marked hydraulic motor reached. In the Advantageous embodiments of the specified hydraulic motor according to the invention.

Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydraulikmotors anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematischBelow is an embodiment of the Hydraulic motor according to the invention with reference to the drawing explained in more detail. Each shows schematically

Fig. 1 einen Schnitt durch den Hydraulikmotor entlang der Linie I-I in Fig. 2; und Fig. 1 shows a section through the hydraulic motor taken along the line II in Fig. 2; and

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1. FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

Der Hydraulikmotor weist ein Gehäuse 1 auf, in dem ein Läufer 2 drehbar gelagert ist. Der Läufer 2 ist ringförmig ausgebildet und an einem scheibenförmigen Abschnitt 3 vorgesehen.The hydraulic motor has a housing 1 in which a rotor 2 is rotatably mounted. The rotor 2 is ring-shaped and is provided on a disk-shaped section 3 .

Der Läufer 2 ist mit vier im gleichen Abstand voneinander, also um 90° versetzten Schlitzen 5 bis 8 versehen, in denen jeweils ein Verschubstück 9 bis 12 radial verschiebbar gelagert ist.The rotor 2 is provided with four slots 5 to 8 , which are at the same distance from one another, that is to say offset by 90 °, in each of which a displacement piece 9 to 12 is mounted in a radially displaceable manner.

Das Gehäuse 1 weist einen Zufluß 13 und einen Abfluß 14 für die Hydraulikflüssigkeit zu bzw. von einem Druckraum 15 auf. Der Druckraum 15 wird dadurch gebildet, daß zwischen dem Zufluß 13 und dem Abfluß 14 an der Innenwand des Gehäuses 1 zwischen dem Zufluß 13 und dem Abfluß 14 um den ringförmigen Abschnitt 4 des Läufers 2 eine halbkreisförmige Nut 16 mit einem Radius R1 vorgesehen ist, wobei die Breite b des Druckraums 15 bzw. der Nut 16 der Breite der Verschubstücke 9 bis 12 entspricht.The housing 1 has an inlet 13 and an outlet 14 for the hydraulic fluid to and from a pressure chamber 15 . The pressure chamber 15 is formed in that a semicircular groove 16 with a radius R 1 is provided between the inflow 13 and the outflow 14 on the inner wall of the housing 1 between the inflow 13 and the outflow 14 around the annular section 4 of the rotor 2 . the width b of the pressure chamber 15 or the groove 16 corresponds to the width of the displacement pieces 9 to 12 .

In dem anderen halbkreisförmigen Sektor 17 liegt der Läufer 2, der sowohl an seiner Innen- wie an seiner Außenseite völlig kreisrund und konzentrisch zur Drehachse 18 ausgebildet ist, unter Bildung eines Dichtungsbereichs dicht am Gehäuse 1 an.In the other semicircular sector 17 , the rotor 2 , which is completely circular on its inside as well as on its outside and is concentric with the axis of rotation 18 , lies tightly against the housing 1 , forming a sealing area.

Der Läufer 2, in dem die radial verschiebbaren Schubstücke 9 bis 12 gelagert sind, läuft um einen Amboß, der durch einen Ring gebildet wird, der an dem Gehäuse 1 drehfest angeordnet ist. The rotor 2 , in which the radially displaceable thrust pieces 9 to 12 are mounted, runs around an anvil which is formed by a ring which is arranged on the housing 1 in a rotationally fixed manner.

Auf dem von der Nut 16 bzw. dem Druckraum 15 abgewandten Seite weist der Innenumfangsabschnitt oder Kreissektor des Gehäuses 1 unter Bildung eines Dichtungsabschnitts 17 einen kleineren Radius (R2) auf. Der Amboß 19 weist auf der dem Druckraum 15 zugewandten Seite einen Außenumfangsabschnitt oder Kreissektor mit größerem Radius R3 und auf der vom Druckraum 15 abgewandten Seite einen Außenumfangsabschnitt oder Kreissektor mit kleinerem Radius R4 auf.On the side facing away from the groove 16 or the pressure chamber 15 , the inner circumferential section or circular sector of the housing 1 has a smaller radius (R 2 ), forming a sealing section 17 . The anvil 19 has an outer peripheral section or circular sector with a larger radius R 3 on the side facing the pressure chamber 15 and an outer peripheral section or circular sector with a smaller radius R 4 on the side facing away from the pressure chamber 15 .

Im Bereich des Dichtungsabschnitts 17 liegt der Läufer 2 mit seinem Außenumfang an dem vom Druckraum 15 abgewandten Innenumfangsabschnitt des Gehäuses 1 an und mit seinem Innenumfang an dem dem Druckraum 15 zugewandten Außenumfangsabschnitt des Amboß 19.In the area of the sealing section 17 , the rotor 2 lies with its outer circumference on the inner circumferential section of the housing 1 facing away from the pressure chamber 15 and with its inner circumference on the outer circumferential section of the anvil 19 facing the pressure chamber 15 .

Die Differenz zwischen dem größeren Radius R1 und dem kleineren Radius R2 des Innenumfangs des Gehäuses 1, also die Tiefe a der Nut 16, entspricht der Differenz zwischen dem größeren Radius R3 und dem kleineren Radius R4 des Außenumfangs des Amboß 19.The difference between the larger radius R 1 and the smaller radius R 2 of the inner circumference of the housing 1 , that is to say the depth a of the groove 16 , corresponds to the difference between the larger radius R 3 and the smaller radius R 4 of the outer circumference of the anvil 19 .

Der Übergang zwischen dem Dichtungsabschnitt 17 des Gehäuses 1 und dem Druckraum 15 wird dadurch gebildet, daß die Nut 16 an beiden Enden einen Abschnitt aufweist, der sich entweder entsprechend der Linie 22 in Fig. 1 tangential oder entsprechend der Linie 23 evolventenförmig von dem Druckraum 15 zu der in Drehrichtung gemäß dem Pfeil P vorderen Kante der Zuflußbohrung 13 bzw. hinteren Kante der Abflußbohrung 14 erstreckt, an die sich jeweils der Dichtungsbereich 17 anschließt. In gleicher Weise weist der Amboß 19 einen Übergangsabschnitt 24, 24′ auf, der, wie in der Zeichnung dargestellt, im Bereich des Zuflusses 13 sowie des Abflusses 14 parallel zur tangentialen Linie 22 verläuft, oder bei einer evolventenförmigen Linie 23 parallel zu dieser.The transition between the sealing section 17 of the housing 1 and the pressure chamber 15 is formed in that the groove 16 has a section at both ends which is either tangential along the line 22 in FIG. 1 or involute-shaped from the pressure chamber 15 according to the line 23 extends to the front edge of the inlet bore 13 or rear edge of the outlet bore 14 in the direction of rotation according to the arrow P, to which the sealing region 17 is connected in each case. In the same way, the anvil 19 has a transition section 24 , 24 ', which, as shown in the drawing, runs parallel to the tangential line 22 in the region of the inflow 13 and the outflow 14 , or parallel to this in the case of an involute-shaped line 23.

Die Verschubstücke 9 bis 12 und der Läufer 2 sind aus gehärtetem Stahl gefertigt.The displacement pieces 9 to 12 and the rotor 2 are made of hardened steel.

Der Läufer 2 ist an einer Welle 25 drehfest angeordnet, die an dem Gehäuse 1 mit Wälzlagern 26, 27 gelagert ist und den Amboß 19 durchsetzt.The rotor 2 is rotatably arranged on a shaft 25 which is mounted on the housing 1 with roller bearings 26 , 27 and passes through the anvil 19 .

Der Motor funktioniert in der Weise, daß ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten Drehstellung auf das durch den Amboß 19 ausgefahrene Verschubstück 10, das den Druckraum 15 absperrt, der gesamte Druck der Hydraulikflüssigkeit, die dem Druckraum 15 über den Zufluß 13 zugeführt wird, einwirkt, wodurch der Läufer 2 und damit die Welle 25 gedreht werden, bis das Verschubstück 9 über den Zufluß 13 bewegt worden ist. Dann hat das Verschubstück 10 den Abfluß 14 passiert, wobei es durch den Übergangsabschnitt 22′ bzw. 23′ zwischen der Nut 12 und dem Dichtungsbereich 17 nach innen gedrückt wird, so daß sich die Außenfläche des Läufers 2 und die Innenfläche des Gehäuses 1 im Dichtungsbereich 17 dichtend berühren und damit die Hydraulikflüssigkeit über den Abfluß 14 austritt.The engine works in such a way that, starting, the entire pressure of the hydraulic fluid to the pressure chamber 15 is fed via the inlet 13 acts from that shown in the drawing rotational position to the extended by the anvil 19 Verschubstück 10, which shuts off the pressure chamber 15, , whereby the rotor 2 and thus the shaft 25 are rotated until the pusher 9 has been moved over the inflow 13 . Then the pusher 10 has passed the drain 14 , wherein it is pressed through the transition section 22 'or 23 ' between the groove 12 and the sealing area 17 so that the outer surface of the rotor 2 and the inner surface of the housing 1 in the sealing area 17 touch sealingly and thus the hydraulic fluid exits through the drain 14 .

Der erfindungsgemäße Hydraulikmotor kann als Radnabenmotor verwendet werden, wobei an der Welle 25 lediglich ein Flansch 28 vorzusehen ist, an dem die in der Zeichnung nicht dargestellte Nabe befestigt wird. D. h., die Lager 26, 27 können zugleich als Radlager dienen. The hydraulic motor according to the invention can be used as a wheel hub motor, only a flange 28 having to be provided on the shaft 25 , to which the hub (not shown in the drawing) is attached. That is, the bearings 26 , 27 can also serve as wheel bearings.

Der vorstehend beschriebene Hydraulikmotor zeigt jedoch keine Bremswirkung. D. h., wenn er z. B. zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet wird, wirkt er ohne Last bei hoher Drehzahl, also beispielsweise beim Bergab-Fahren des Fahrzeugs, als Pumpe, wodurch am Hydraulikzufluß 13 ein Unterdruck erzeugt wird, der zur Zerstörung der Hydraulikeinrichtung führen kann. Um dies zu verhindern, ist erfindungsgemäß ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Ventil zur Steuerung des Hydraulikzuflusses am Hydraulikabfluß 14 vorgesehen. Der Fahrer des Fahrzeugs kann dann durch entsprechendes Regulieren des Zuflusses mit diesem Ventil die Motordrehzahl steuern.However, the hydraulic motor described above shows no braking effect. That is, if he e.g. B. is used to drive a vehicle, it acts without load at high speed, for example when driving the vehicle downhill, as a pump, whereby a negative pressure is generated at the hydraulic inflow 13 , which can lead to the destruction of the hydraulic device. In order to prevent this, a valve (not shown in the drawing) for controlling the hydraulic inflow at the hydraulic outflow 14 is provided according to the invention. The driver of the vehicle can then control the engine speed by appropriately regulating the inflow with this valve.

Der erfindungsgemäße Hydraulikmotor kann auch als Bremsmotor eingesetzt werden, beispielsweise für Anhänger, Nachläufer oder Waggons, wobei dann an dem Hydraulikzufluß und -abfluß ein Ventil vorgesehen ist, das zum Stillstand des Rades geschlossen wird.The hydraulic motor according to the invention can also be used as Brake motor can be used, for example Trailers, trailers or wagons, whereby then on the Hydraulic inflow and outflow a valve is provided, which is closed when the wheel is at a standstill.

Auch kann der erfindungsgemäße Hydraulikmotor als Pumpe betrieben werden. In diesem Fall ist der Läufer 2 anzutreiben.The hydraulic motor according to the invention can also be operated as a pump. In this case, rotor 2 must be driven .

Statt vier Verschubstücken 9 bis 12 kann der erfindungsgemäße Hydraulikmotor auch nur drei um 120° versetzte Verschubstücke aufweisen. Mehr als vier Verschubstücke bringen im allgemeinen keinen Vorteil. Es sei denn, man verwendet Verschubstücke, die Durchtrittsöffnungen aufweisen, durch die Hydraulikflüssigkeit hindurchtritt, wenn die Verschubstücke in den Druckraum 15 verschoben werden, wodurch eine Dämpfung des Motors erzielt werden kann. Der Winkel zwischen dem Zufluß 13 und dem Abfluß 14 beträgt vorzugsweise 180°. Er kann jedoch auch geringer sein, beispielsweise 120° betragen. Demgegenüber führt ein Winkel von mehr als 180° lediglich zu einer Verkürzung des Dichtungsbereichs 17. Die Länge des Druckraums 15 und die Anzahl der Verschubstücke 9 bis 12 ist jedenfalls so auszulegen, daß immer ein Verschubstück 9 bis 12 im Druckraum 15 angeordnet ist.Instead of four sliding pieces 9 to 12 , the hydraulic motor according to the invention can also have only three sliding pieces offset by 120 °. More than four shear pieces generally have no advantage. Unless one uses sliding pieces which have passage openings through which hydraulic fluid passes when the sliding pieces are moved into the pressure chamber 15 , whereby damping of the motor can be achieved. The angle between the inflow 13 and the outflow 14 is preferably 180 °. However, it can also be lower, for example 120 °. In contrast, an angle of more than 180 ° only leads to a shortening of the sealing area 17 . The length of the pressure chamber 15 and the number of Verschubstücke 9 to 12 is in any case be designed such that always a Verschubstück disposed 9 to 12 in the pressure chamber 15 °.

Die Tiefe a und die Breite b der Nut 16 und der Außendurchmesser des Läufers 2 sind der gewünschten Leistung des Motors anzupassen.The depth a and the width b of the groove 16 and the outer diameter of the rotor 2 are to be adapted to the desired power of the motor.

Nach der Zeichnung sind der Läufer 2 und die Welle 25 einstückig ausgebildet. Stattdessen können sie auch durch Keilnuten oder Verzahnung miteinander drehfest verbunden sein. Das gleiche gilt für die Verbindung des Amboß 19 mit dem Gehäuse 1. Zur Montage des Läufers 2 ist das Gehäuse 1 gemäß Fig. 2 entlang der Linie 29 radial geteilt.According to the drawing, the rotor 2 and the shaft 25 are integrally formed. Instead, they can also be non-rotatably connected to one another by keyways or toothing. The same applies to the connection of the anvil 19 to the housing 1 . To mount the rotor 2 , the housing 1 is radially divided according to FIG. 2 along the line 29.

Claims (6)

1. Hydraulikmotor mit einem Gehäuse, einem Läufer und einem Druckraum mit einem Zu- und einem Abfluß für die Hydraulikflüssigkeit zu und von dem Druckraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (2) ringförmig ausgebildet und zwischen dem Gehäuse (1) und einem drehfest mit dem Gehäuse (1) verbundenen Amboß (19) drehbar gelagert ist, das Gehäuse (1) zwischen Hydraulikzufluß (13) und -abfluß (14) unter Bildung des Druckraums (15) einen Innenumfangsabschnitt (Nut 16) mit vergrößertem Radius (R1) und auf der vom Druckraum (15) abgewandten Seite einen Innenumfangsabschnitt mit kleinerem Radius (R2) und der Amboß (19) einen Außenumfangsabschnitt mit größerem Radius (R3) auf der dem Druckraum (15) zugewandten Seite und einen kleineren Radius (R4) auf der vom Druckraum (15) abgewandten Seite aufweist, der Läufer (2) mit seinem Außenumfang an dem vom Druckraum (15) abgewandten Innenumfangsabschnitt des Gehäuses (1) und mit seinem Innenumfang an dem dem Druckraum (15) zugewandten Außenumfangsabschnitt der Amboß (19) anliegt, die Differenz zwischen dem größeren Radius (R1) und dem kleineren Radius (R2) des Innenumfangs des Gehäuses (1) der Differenz zwischen dem größeren Radius (R3) und dem kleineren Radius (R4) des Außenumfangs der Amboß (19) entspricht und am Läufer (2) radial verschiebbare Verschubstücke (9 bis 12) gelagert sind, die mit ihrem einen Ende an dem Innenumfang des Gehäuses (1) und ihrem anderen Ende an dem Außenumfang des Amboß (19) anliegen und eine dem Druckraum (15) entsprechende Breite aufweisen.1. Hydraulic motor with a housing, a rotor and a pressure chamber with an inlet and an outlet for the hydraulic fluid to and from the pressure chamber, characterized in that the rotor ( 2 ) is annular and between the housing ( 1 ) and a non-rotatable with the anvil ( 19 ) connected to the housing ( 1 ) is rotatably mounted, the housing ( 1 ) between the hydraulic inflow ( 13 ) and outflow ( 14 ) to form the pressure chamber ( 15 ) an inner circumferential section (groove 16 ) with an enlarged radius (R 1 ) and on the side facing away from the pressure chamber ( 15 ) an inner peripheral portion with a smaller radius (R 2 ) and the anvil ( 19 ) an outer peripheral portion with a larger radius (R 3 ) on the side facing the pressure chamber ( 15 ) and a smaller radius (R 4 ) on the side facing away from the pressure chamber ( 15 ), the rotor ( 2 ) with its outer circumference on the inner circumferential section of the housing ( 1 ) facing away from the pressure chamber ( 15 ) and with its inn enumfang on which rests the pressure chamber (15) facing the outer peripheral portion of the anvil (19), the difference between the larger radius (R 1) and the smaller radius (R 2) of the inner circumference of the housing (1) the difference between the larger radius (R 3 ) and the smaller radius (R 4 ) of the outer circumference of the anvil ( 19 ) and on the rotor ( 2 ) radially displaceable displacement pieces ( 9 to 12 ) are mounted, which have one end on the inner circumference of the housing ( 1 ) and their the other end against the outer circumference of the anvil ( 19 ) and have a width corresponding to the pressure chamber ( 15 ). 2. Hydraulikmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (2) drehfest mit einer Welle (25) verbunden ist.2. Hydraulic motor according to claim 1, characterized in that the rotor ( 2 ) is rotatably connected to a shaft ( 25 ). 3. Hydraulikmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (25) den Amboß (19) durchsetzt.3. Hydraulic motor according to claim 2, characterized in that the shaft ( 25 ) passes through the anvil ( 19 ). 4. Hydraulikmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei mit gleichem Abstand voneinander angeordnete Verschubstücke (9 bis 12) vorgesehen sind.4. Hydraulic motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least three spaced apart pieces ( 9 to 12 ) are provided. 5. Hydraulikmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (15) zwischen dem Hydraulikzufluß (13) und dem Hydraulikabfluß (14) einen Winkel zwischen 120 und 180° einschließt.5. Hydraulic motor according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure chamber ( 15 ) between the hydraulic inflow ( 13 ) and the hydraulic outflow ( 14 ) encloses an angle between 120 and 180 °. 6. Hydraulikmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Hydraulikabfluß (13) ein Ventil zur Steuerung des Hydraulikdurchflusses vorgesehen ist.6. Hydraulic motor according to one of the preceding claims, characterized in that a valve for controlling the hydraulic flow is provided on the hydraulic drain ( 13 ).
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