DE602005000963T2

DE602005000963T2 - Hydraulischer Motor

Info

Publication number: DE602005000963T2
Application number: DE602005000963T
Authority: DE
Inventors: Gilles Lemaire
Original assignee: Poclain Hydraulics Industrie
Current assignee: Poclain Hydraulics Industrie
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: EP1612411B1; US7225721B2; US20050287015A1; EP1612411A1; DE602005000963D1; FR2872227A1; FR2872227B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hydraulikmotor umfassend einen Nocken und einen Zylinderblock, die geeignet sind, sich um eine Rotationsachse relativ zueinander zu drehen, wobei der Nocken eine Vielzahl von Nockenlappen umfaßt, die jeweils eine ansteigende Rampe M und eine abfallende Rampe D aufweisen, und der Zylinderblock eine Vielzahl von Zylindern umfaßt, in denen Kolben, welche geeignet sind, mit dem Nocken zusammenzuwirken, verschiebbar angebracht sind, wobei der Motor ferner einen Fluidverteiler umfaßt, der gegenüber der Rotation um die Rotationsachse fest mit dem Nocken verbunden ist und Verteilerleitungen aufweist, die mit einer Versorgung oder einem Auslaß verbunden und geeignet sind, während der Relativdrehung des Zylinderblocks und des Nockens mit den Zylindern über Verteileröffnungen in Verbindung zu stehen, die jeweils derart in Beziehung zu einer Rampe eines Nockenlappens angeordnet sind, daß ein Zylinder, dessen Kolben mit einer ansteigenden Rampe zusammenwirkt, mit der Versorgung verbunden werden kann, und daß ein Zylinder, dessen Kolben mit einer abfallenden Rampe zusammenwirkt, mit dem Auslaß verbunden werden kann, wobei die momentanen Winkelpositionen, entsprechend derer die Kolben mit dem Nocken während der Relativdrehung des Zylinderblocks und des Nockens zusammenwirken, derart sind, daß der Motor im wesentlichen homokinetisch ist.
Ein Hydraulikmotor dieser Art ist aus dem Stand der Technik bekannt. Es handelt sich beispielsweise um einen Hydraulikmotor mit Radialkolben des Typs, wie er in der französischen Patentanmeldung Nr. 2 834 012 beschrieben ist.
Der Motor ist im wesentlichen homokinetisch, was bedeutet, daß dann, wenn die Fluidzufuhrmenge konstant ist, die Rotationsgeschwindigkeit des umlaufenden Teils des Motors (Zylinderblock oder Nocken) im wesentlichen konstant ist. Mit anderen Worten gesagt, die Rotation erfolgt ruckfrei. Bei einem homokinetischen Motor muß die Fluidbilanz im wesentlichen null sein, d.h. daß die in die Zylinder eintretende Fluidmenge zu jedem Zeitpunkt im wesentlichen gleich der die Zylinder verlassenden Fluidmenge sein muß.
Bei Motoren dieses Typs wird im allgemein versucht, die Zylinder in dem Zylinderblock gleichmäßig zu verteilen. Mit anderen Worten gesagt, ist der Winkelabstand zwischen den Zylindern eines jeden Paars aufeinanderfolgender Zylinder konstant. Diese gleichmäßige Verteilung soll vor allem dafür sorgen, daß der Symmetriemittelpunkt des Zylinderblocks im wesentlichen auf seiner geometrischen Achse liegt, die auch seine Drehachse ist. Des weiteren wird bei der Gestaltung eines Motors im allgemeinen eine kompakte Ausführung angestrebt, was hinsichtlich des Zylinderblocks vor allem zur Bestimmung des zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern erforderlichen Mindestraums, unter Berücksichtigung der Größe dieser Zylinder, die erforderlich ist, um den gewünschten Hubraum zu erhalten, führt.
Ausgehend von einem Grundmotor kann versucht werden, einen geringfügig abweichenden Motor auszubilden, insbesondere einen Motor mit reduziertem Hubraum. Hierbei wird der Wirtschaftlichkeit und der Rationalisierung halber versucht, für den Motor mit reduziertem Hubraum soweit wie möglich Teile zu verwenden, die bereits für den Grundmotor definiert sind.
Der Hubraum eines Motors hängt von der Größe der Zylinder sowie vom möglichen Maximalhub der in diesen Zylindern angeordneten Kolben ab. Dieser Hub hängt seinerseits vom Ausschlag oder der Größe der Schwingungen des Nockens, d.h. von der Tiefe der Nockenlappen ab. So kann ausgehend von einem bestehenden Motor ein Motor mit reduziertem Hubraum dadurch definiert werden, daß der Nocken dieses vorbestehenden Motors durch einen neuen Nocken ersetzt wird, dessen Lappen im Vergleich zu denjenigen des vorbestehenden Nockens eine verminderte Tiefe aufweisen. Diese Technik hat jedoch ihre Grenzen. Sie führt nämlich dazu, daß die Neigung der Rampen von Nockenlappen verringert wird, was nur bis zu einem gewissen Punkt möglich ist, um die wesentlichen Merkmale des Motors zu bewahren. So stellt man fest, daß es sich im allgemeinen nicht empfiehlt, den Hub der Kolben um mehr als 50 % zu verringern.
Es sei hinzugefügt, daß es – zur Bestimmung eines Hydraulikmotors, der einen kleineren Hubraum als ein vorbestehender Motor aufweist – nicht immer wünschenswert ist, einen Motor zu entwerfen, dessen Elemente eine geringere Größe als die entsprechenden Elemente des vorbestehenden Motors aufweisen. Vor allem die Anforderung hinsichtlich Bremsmoment, Dimensionierung des oder der Lager(s), die zur Lagerung des über den Motor drehangetriebenen Objekts erforderlich sind, oder hinsichtlich der Geschwindigkeit des Motors können das Vorliegen von hinreichend großen Bestandteilen erfordern. Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, für den Motor mit reduziertem Hubraum Raumabmessungen zu bewahren, die mit denjenigen des vorbestehenden Motors identisch sind, vor allem, um ihn austauschbar zu machen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Motor zu definieren, der von einem vorbestehenden Motor mit einem größeren Hubraum abgeleitet werden kann, und zwar durch andere Verfahren als das oben genannte, welches darin besteht, die Tiefe der Nockenlappen zu verringern, und der viele Teile mit dem ursprünglichen Motor gemein hat.
Erreicht wird dieses Ziele dadurch, daß in jeder Relativposition des Zylinderblocks und des Nockens wenigstens ein ungenutzter Nockenlappen vorliegt, mit dem kein Kolben zusammenwirkt, und daß die Winkelabstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern voneinander und von einem Vielfachen des kleinsten Winkelabstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern abweichen, wobei die Winkelabstände derart festgelegt sind, daß die Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte gering oder im wesentlichen null ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Motor wird dadurch, daß eine reduzierte Anzahl von Zylindern verwendet wird, die stets wenigstens einen Nockenlappen momentan ungenutzt läßt, und dadurch, daß eine besondere Verteilung dieser Zylinder im Zylinderblock definiert wird, die Ausbildung eines verringerter Hubraums erreicht. Dieser Motor kann sich tatsächlich von einem ursprünglichen Motor nur durch seinen Zylinderblock unterscheiden, alle anderen Teile, und sogar die Kolben, können bis auf die Tatsache, daß die Anzahl der Kolben natürlich reduziert ist, beibehalten werden.
Wenn der Motor ausgehend von einem vorbestehenden Motor definiert wird, sind dessen Kosten im Vergleich zu denjenigen eines Motors mit gleichem reduzierten Hubraum, der durch Verringern der Tiefe der Nockenlappen des vorbestehenden Motors erhalten wird, niedriger. Diese Kostendreduzierung resultiert also aus der Verringerung der Anzahl der Zylinder (weniger zu bearbeitende Bohrungen, weniger Kolben).
Bei dem erfindungsgemäßen Motor ist die Verteilung der Zylinder in dem Zylinderblock nicht mehr gleichmäßig wie bei den Motoren des Standes der Technik, und – im Gegensatz zum Stand der Technik – wird nicht versucht, ein Maximum an Zylindern im Zylinderblock unter Berücksichtigung seiner Größe anzuordnen. Im Gegensatz hierzu werden die Zylinder ungleichmäßig, jedoch so verteilt, daß der Motor mit dieser ungleichmäßigen Verteilung im wesentlichen homokinetisch und daß er im wesentlichen ausgeglichen ist, d.h. daß die Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte gering oder im wesentlichen null ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Motor können Kombinationen aus Zylinderanzahl und Nockenlappenanzahl erhalten werden, die bei einem homokinetischen Motor mit einer gleichmäßigen Verteilung der Zylinder nicht erzielt werden können.
Das Bestimmungswort „gering" bedeutet, daß diese Resultierende gering genug ist, um einen vorzeitigen Verschleiß bestimmter Teile des Motors (insbesondere der Lager) zu vermeiden, der sich aus der Notwendigkeit eines Kompensierens dieser Resultierenden ergeben würde. Mit anderen Worten gesagt, die Lebensdauer der Lager ist bei diesem Motor mit reduziertem Hubraum im wesentlichen die gleiche wie bei einem vergleichbaren ursprünglichen Motor, der jedoch die maximale Anzahl von in seinem Zylinderblock lagerbaren, voneinander beabstandeten Zylindern aufweist. Insbesondere wird betrachtet, daß die Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte gering ist, wenn sie höchstens von derselben Größenordnung wie die Schubkraft eines Kolbens in seinem Zylinder ist (zwischen 0 und dem 1- bis 1,3-fachen dieser Kraft).
Im Sinn der vorliegenden Patentanmeldung muß die Tatsache, daß ein Nockenlappen „ungenutzt„ ist, augenblicklich erfaßt werden; zu einem gegebenen Zeitpunkt ist kein Kolben mit diesem Nockenlappen in Kontakt, was nicht bedeutet, daß dieser Lappen nicht zum Drehmoment des Motors beiträgt, da selbstverständlich ein Kolben mit diesem Nockenlappen zu einem anderen Zeitpunkt im Laufe der Relativdrehung des Zylinderblocks und des Nockens in Kontakt sein wird.
Vorteilhafterweise werden bei dem Hydraulikmotor mit Np Zylindern und Nc Nockenlappen die Winkelabstände zwischen den Np Zylindern wie folgt festgelegt:

– für einen fiktiven Zwischenmotor, umfassend den Nocken mit Nc Nockenlappen und einen fiktiven Zwischenzylinderblock, der eine Anzahl Np von Zylindern hat, die derart gruppiert sind, daß der Winkelabstand Ei zwischen zwei aufeinanderfolgenden gruppierten Zylindern gleich (360°·Nco/Nc)/Np ist und in einer Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens dieses fiktiven Zwischenmotors nimmt der Kolben jedes Zylinders eine Winkelposition Pi – wobei i von 1 bis Np variiert – an einem der Nc Nockenlappen ein, wobei die Anzahl Nco die Anzahl der aufeinanderfolgenden Nockenlappen ist, an denen der fiktive Zwischenmotor homokinetisch ist,
– die Np Zylinder des Hydraulikmotors sind in dem Zylinderblock derart verteilt, daß in einer Relativposition des Zylinderblocks und des Nockens, die der genannten Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens des fiktiven Motors entspricht, der Kolben jedes Zylinders an einem Nockenlappen die gleiche Winkelposition Pi einnimmt wie bei dem fiktiven Motor, und daß die Resultierende der durch die Kolben auf die Nockenlappen ausgeübten Kräfte kleiner ist als die Resultierende dieser Kräfte bei dem fiktiven Motor.

Die Verwendung des fiktiven Zwischenmotors ermöglicht, die Positionen der Kolben an den Nco Nockenlappen des Motors zu bestimmen, an denen letzterer homokinetisch ist. Dies bedeutet, daß ein Motor, der nur diese Nco Nockenlappen, deren Profil angepaßt wäre, sowie die gleichmäßig voneinander beabstandeten Np Zylinder hat, homokinetisch wäre. Eine weitere Art und Weise, die homokinetische Eigenschaft an Nco Nockenlappen zu überprüfen, besteht darin, festzustellen, ob die Fluidbilanz zu jedem Zeitpunkt, solange die Kolben der Nc Zylinder mit den Nco Nockenlappen in Kontakt sind, null ist.
Der fiktive Zwischenmotor dient also dazu, in einer gegebenen Bezugsposition die Position der Kolben an aufeinanderfolgenden Nco Nockenlappen zu definieren, damit der Motor homokinetisch ist. Bei dem Hydraulikmotor, welcher Gegenstand der Erfindung ist, sind die Np Zylinder des Motors verteilt, um die gleichen Winkelpositionen des Zusammenwirkens der Kolben an den Nockenlappen zu bewahren, jedoch derart, daß eine geringe Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte erhalten wird.
Vorteilhafterweise sind die Winkelabstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern wenigstens gleich einem Winkelabstand Eo gleich 360°/Npo, wobei Npo eine Ganzzahl größer Np ist und die maximale Anzahl von zu den Zylindern des erfindungsgemäßen Motors analogen Zylindern darstellt, die in dem Zylinderblock gleichmäßig verteilt werden könnten.
Beispielsweise kann der ursprüngliche Motor, ausgehend von dem der erfindungsgemäße Motor definiert werden kann, ein homokinetischer Motor sein, bei dem die Winkelabstände zwischen zwei Zylindern gleich Eo sind.
Vorteilhafterweise umfaßt der Motor, der wenigstens einen kleinen und einen großen aktiven Betriebshubraum hat, wenigstens eine Gruppe von Nc/m Nockenlappen, deren Nockenlappen in dem kleinen Hubraum des Motors inaktiv sind, wobei m ein ganzzahliger Teiler von Nc wenigstens gleich 2 ist, der wie folgt definiert ist:

– ein fiktiver Zwischenmotor, der den Nocken mit Nc Nockenlappen sowie Np Zylinder, die zu denjenigen des genannten Motors analog sind, aufweist, wäre an Nco Nockenlappen homokinetisch,
– die Zahlen Npo und Nc haben einen gemeinsamen ganzzahligen Teiler d, und
– die Zahl m ist derart, daß Nco gleich Nc·m/d und Np gleich Npo·m/d ist.

Dies ermöglicht, einen Motor mit reduziertem Hubraum mit zwei Betriebshubräumen zu definieren, derart, daß der Motor in jedem Hubraum homokinetisch ist und eine geringe Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte hat.
Wie der Fachmann weiß, ist bei Betrachtung eines Zylinders, dessen Kolben nacheinander mit der ansteigenden Rampe und der abfallenden Rampe eines Nockenlappens in Kontakt ist, ein Nockenlappen aktiv, wenn dieser Zylinder abwechselnd mit der Fluidversorgung bzw. dem Fluidauslaß verbunden ist, die auf unterschiedlichen Drücken sind. Er ist dann inaktiv, wenn dieser Zylinder mit einem gleichen Druckraum verbunden ist.
Beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer als nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsform wird die Erfindung besser verständlich und werden deren Vorteile besser hervorgehen. Die Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
1 eine Axialschnittansicht eines Motors vom erfindungsgemäßen Typ ist;
2 eine schematische Radialschnittansicht eines ursprünglichen Motors mit seinem Nocken, seinem Zylinderblock und seinen Kolben, wobei dieser Motor sechs Nockenlappen und neun Kolben hat;
3 eine abgewickelte schematische Ansicht, welche das Profil der Nockenlappen und die Position der verschiedenen Kolben an diesem Profil in einer Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens zeigt;
4 eine Ansicht ähnlich 3 für einen fiktiven Zwischenmotor mit sechs Nockenlappen, sechs Kolben, der an vier Nockenlappen homokinetisch ist;
5 eine Ansicht ähnlich 4 für einen erfindungsgemäßen Motor mit sechs Nockenlappen, sechs Kolben, bei dem zwei Nockenlappen in jeder Relativwinkelstellung des Zylinderblocks und des Nockens ungenutzt sind;
6 eine schematische Ansicht im Radialschnitt für den Motor mit sechs Nockenlappen und sechs Kolben entsprechend 5;
7 eine abgewickelte schematische Ansicht, welche die Positionen der Kolben an den Nockenlappen für einen Motor mit zehn Nockenlappen und sieben Kolben in einer Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens zeigt;
8 eine Ansicht ähnlich 7 für einen fiktiven Zwischenmotor mit zehn Nockenlappen, fünf Kolben, der an sieben Nockenlappen homokinetisch ist;
9 eine Ansicht ähnlich derjenigen der 8 für einen erfindungsgemäßen Motor mit zehn Nockenlappen und fünf Kolben; und
10 eine schematische Ansicht im Radialschnitt für den Motor mit zehn Nockenlappen und fünf Kolben entsprechend 9.
Der in 1 dargestellte Motor ist im vorliegenden Fall ein Motor mit feststehendem Nocken und mit umlaufendem Zylinderblock. Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf Motoren mit umlaufendem Nocken und feststehendem Zylinderblock anwendbar.
Der Motor der 1 umfaßt ein Gehäuse 2, dessen Nocken 10 einen Teil bildet, sowie einen Zylinderblock 12, der sich gegenüber diesem Nocken um eine Rotationsachse A dreht. Der Zylinderblock 12 weist eine Vielzahl von Zylindern 14 auf, in denen Kolben 16, welche geeignet sind, mit dem Nocken zusammenzuwirken, verschiebbar angebracht sind. Genauer gesagt weisen die Kolben 16 an ihren der Rotationsachse A entgegengesetzten Enden Rollen 16A auf, die bei den Bewegungen der Kolben in ihrem Zylinder auf dem Nocken abrollen. Dieser umfaßt eine Vielzahl von Nockenlappen, von denen in 2 sechs vorhanden und die mit L1 bis L6 numeriert sind. Jeder Nockenlappen weist eine ansteigende Rampe M und eine abfallende Rampe D auf. Der Übereinstimmung halber sind – betrachtet man, daß sich der Zylinderblock gegenüber dem Nocken in der Richtung R dreht – die ansteigenden Rampen der Lappen diejenigen, mit denen die Kolben zusammenwirken, wenn sie in der Richtung bewegt werden, in der sie sich von der Rotationsachse A entfernen.
Der Motor umfaßt einen Fluidverteiler 18, der gegenüber der Rotation um die Achse A fest mit dem Nocken verbunden ist. Dieser Verteiler umfaßt Verteilerleitungen 20, die mit einer Versorgung und einem Auslaß verbunden und geeignet sind, während der Relativdrehung des Zylinderblocks und des Nockens mit den Zylindern über Verteileröffnungen 22 in Verbindung zu stehen. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine flächige oder ebene Verteilung, wobei sich die Verteileröffnungen 22 in einer Verteilerseite 20A des Verteilers befinden, die senkrecht zur Rotationsachse A verläuft. Der Zylinderblock umfaßt seinerseits eine Verbindungsseite 12A, in der sich Verbindungsöffnungen 13 befinden, wobei diese Verbindungsseite ebenfalls senkrecht zur Achse A verläuft, wobei die Verteiler- und die Verbindungsseite in Anlage aneinander sind und die Verteiler- und die Verbindungsöffnungen derart angeordnet sind, daß im Laufe der Rotation des Zylinderblocks gegenüber dem Nocken die Verbindungsöffnungen nacheinander mit den aufeinanderfolgenden Verteileröffnungen in Verbindung kommen.
In an sich bekannter Weise, beispielsweise aus der französischen Patentanmeldung Nr. 2 834 012 , ist jede Verteileröffnung in Beziehung zu einer Rampe eines Nockenlappens angeordnet. So sind in Rotationsrichtung R, und wenn der Motor im vollen Hubraum arbeitet, alle Verteileröffnungen, die den ansteigenden Rampen gegenüberliegen, mit der Versorgung verbunden, während alle Verteileröffnungen, die einer abfallenden Rampe gegenüberliegen, mit dem Auslaß verbunden sind. Im vorliegenden Fall hat der Motor der 1 zwei unterschiedliche Betriebshubräume. Er weist nämlich eine an sich bekannte Vorrichtung zur Auswahl des Hubraums auf (siehe zum Beispiel FR 2 834 012 ), die einen Auswahlschieber 30 umfaßt, der in einer Bohrung 32 eines Gehäuseteils angeordnet und in seiner Position der 1 in der Lage ist, einige Verteilerleitungen miteinander zu verbinden; in diesem Fall arbeitet der Motor im reduzierten Hubraum. Wenn der Schieber 30 in Richtung des Pfeils T bewegt wird, sind die Verteilerleitungen voneinander getrennt und arbeitet der Motor im großen Hubraum.
In 2 ist ersichtlich, daß die verschiedenen Zylinder gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Da der Zylinderblock des Motors der 2 im vorliegenden Fall 9 Zylinder umfaßt, sind so die Achsen AC dieser Zylinder um 40° voneinander beabstandet. Eine Zylinderachse ist die Symmetrieachse eines Zylinders, die sich von der Rotationsachse A aus radial erstreckt.
In 3, die eine schematische Darstellung der Abwicklung des Nockens des Motors der 2 ist, sind die verschiedenen Nockenlappen L1 bis L6 mit ihrer ansteigenden und abfallenden Rampe gekennzeichnet (wobei diese Rampen in der schematischen Darstellung geradlinig sind). Es ist auch der Winkelabstand Eo = 40° zwischen den Zylinderachsen aufgetragen.
In der Fortsetzung wird betrachtet, daß der Winkelabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern der Winkelabstand zwischen den Zylinderachsen dieser zwei Zylinder ist.
In 3 sind die Zylinder durch ihre Achsen AC dargestellt und tragen eingekreiste Bezugszeichen.
Wie im Folgenden zu sehen ist, sind die Zylinder und die Kolben in drei Gruppen aufgeteilt und sind in 3 die Zylinder mit den Bezugszeichen I1 bis III3 bezeichnet, wobei die römische Ziffer, welche den ersten Teil dieses Bezugszeichens bildet, die Gruppe bezeichnet, zu welcher der betrachtete Zylinder gehört, während die arabische Ziffer, welche den zweiten Teil bildet, angibt, der wievielte der betrachtete Zylinder innerhalb dieser Gruppe ist.
6 ist eine Ansicht ähnlich der 2 für einen erfindungsgemäßen Motor. In dieser Figur ist ersichtlich, daß zu jedem Zeitpunkt der Relativdrehung des Zylinderblocks und des Nockens, d.h. für jede Relativposition dieser zwei Elemente, zwei Nockenlappen ungenutzt sind, da augenblicklich kein Kolben mit ihnen in Kontakt ist. Im vorliegenden Fall, in der in 6 dargestellten Position, sind momentan die Nockenlappen L2 und L5 ungenutzt. Dies ist auch auf der Abwicklung des Nockens dieses Motors, dargestellt in 5, ersichtlich.
Der Motor der 6 kann ausgehend von demjenigen der 2 dadurch erhalten werden, daß der Zylinderblock modifiziert wird, um einige Zylinder wegzulassen und um so den Hubraum des Motors zu verringern, und daß die Zylinder in geeigneter Weise verteilt werden, damit der Motor homokinetisch ist und die Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte gering ist. Genauer gesagt ist bei dem Motor der 2 und 3 der Abstand E0 zwischen den Zylindern konstant und beträgt gleich 360°/Npo, wobei Npo die Zylinderanzahl des Motors ist und gleich 9 beträgt, so daß Eo gleich 40° ist.
4 zeigt die Abwicklung des Nockens eines fiktiven Zwischenmotors, der von Nutzen ist, um den Aufbau des erfindungsgemäßen Motors in der Variante der 5 und 6 zu bestimmen. Im vorliegenden Fall wird dieser fiktive Zwischenmotor anhand des vorbestehenden Motors aufgebaut, dessen Abwicklung in 3 dargestellt ist.
Dieser fiktive Zwischenmotor umfaßt den Nocken des ursprünglichen Motors, mit sechs Nockenlappen, die mit L1 bis L6 numeriert sind.
In der Relativposition des Zylinderblocks und des Nockens, welche in 4 dargestellt ist (nachfolgend Bezugsrelativposition), sind die zwei Lappen L5 und L6 ungenutzt. Im Vergleich zum ursprünglichen Motor, welcher in 3 dargestellt ist, sind die drei Zylinder III1, III2 und III3 der dritten Gruppe, die diesen Nockenlappen gegenüberlagen, weggelassen worden. Die Zylinder I1 bis II3 bleiben bestehen, sie sind um E0 = 40° voneinander beabstandet und sind in der Position der 4 gegenüber den Nockenlappen L1 bis L4 gruppiert.
Dieser fiktive Zwischenmotor ist an vier Nockenlappen und mit seinen sechs Zylindern I1 bis II3 homokinetisch. Dies bedeutet, daß in der Bezugsposition der 4 der gleichmäßige Winkelabstand zwischen den gruppierten Zylindern derart sein kann, daß der Zylinder, der sich natürlich an den letzten Zylinder II3 der Gruppe der gruppierten Zylinder unter Beibehaltung des gleichen Abstands diesem letzten Zylinder gegenüber anschließt, sich exakt in der gleichen Position an dem Nocken einfindet wie der erste Zylinder I1 dieser Gruppe, wobei von den ungenutzten Lappen L5 und L6 abgesehen wird. Mit anderen Worten gesagt: Betrachtet man, daß in der Bezugsposition einzig und allein die Lappen L1 bis L4 genutzt werden, und insoweit als sich der erste Zylinder I1 am ersten Scheitel des ersten Nockenlappens L1, d.h. am unteren Punkt seiner ansteigenden Rampe M befindet, muß sich der Zylinder I'1, der sich natürlich an den Zylinder II3 mit dem gleichen Abstand diesem gegenüber anschließt wie er (Abstand Eo) zwischen allen Zylindern vorhanden ist, am ersten Scheitel des Nockenlappens L5, d.h. am unteren Punkt seiner ansteigenden Rampe M einfinden. Im vorliegenden Fall wird dies mit dem Abstand von 40° des ursprünglichen Motors natürlich eingehalten, da zu sehen ist, daß sich der Zylinder III1, welcher in 3 weggelassen wurde, sich wirklich an dieser Stelle befand. Dies ist dadurch bedingt, daß der Motor der 2 und 3 homokinetisch ist, nicht nur an den neun Zylindern, die er umfaßte, sondern auch an jeder Gruppe I, II, III von Zylindern, die er umfaßt, und dies jedesmal an zwei Nockenlappen.
Es ist in der Tat ersichtlich, daß der erste Zylinder einer jeden Gruppe I1, II1, III1 sich gegenüber dem ersten Scheitel eines ungeradzahligen Nockenlappens L1, L3 und L5 befindet. Des weiteren ist die Fluidbilanz des Motors der 4 für jede der Gruppen I und II null, da – wenn man betrachtet, daß sich der Zylinderblock in Richtung R gegenüber dem Nocken dreht – das aus dem zweiten Zylinder der Gruppe (I2 oder II2) austretende Fluid durch das in den dritten (I3 oder II3) eintretende Fluid kompensiert wird und kein Fluid weder in den ersten Zylinder (I1 oder II1) eintritt, noch aus diesem austritt.
Der fiktive Zwischenmotor ist nicht ausgeglichen, da in der Bezugsposition (in 4) diese 6 Zylinder alle gegenüber den 4 ersten Nockenlappen L1 bis L4 liegen.
Nimmt man Bezug auf 2, so wird nämlich verständlich, daß das Weglassen der Zylinder III1, III2, III3 zur Folge hätte, daß die Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte einen relativ hohen Wert hätte und im wesentlichen entlang dem in 2 eingezeichneten Pfeil F ausgerichtet wäre.
Der erfindungsgemäße Motor gemäß der Variante der 5 und 6 ist von dem fiktiven Zwischenmotor der 4 durch eine unterschiedliche Winkelverteilung der Zylinder abgeleitet. In 4, in der Bezugsposition, waren die sechs Zylinder I1 bis II3 derart angeordnet, daß ihre jeweiligen Kolben in jeweiligen Positionen P1 bis P6 mit den genutzten Nockenlappen L1 bis L4 zusammenwirkten.
Bei dem Motor der 5, in der dargestellten Bezugsposition, sind es die Nockenlappen L2 und L5, die momentan ungenutzt sind. Die sechs Zylinder sind derart verteilt, daß die Positionen P1 bis P6 an den anderen Nockenlappen beibehalten werden. So bewahren die Zylinder I1 und I2 ihre ursprüngliche Position, und die Positionen P1 und P2 an dem Nockenlappen L1 werden folglich bewahrt. Der Nockenlappen L2 ist ungenutzt. Der dritte Zylinder I3 der ersten Gruppe ist von dem Zylinder I2 beabstandet, damit sein Kolben – in der Bezugsposition – in der gleichen Position P3 mit dem Nockenlappen L3 zusammenwirkt, in der er auch mit dem Nockenlappen L2 in 4 zusammengewirkt hat. Ebenso werden die Zylinder der zweiten Gruppe II1 bis II3 wie durch die von der 4 zur 5 verlaufenden Pfeile angezeigt bewegt, damit ihre Kolben – in der gleichen Bezugsposition – mit den Nockenlappen L4 und L6 in den gleichen Positionen P4, P5 und P6 zusammenwirken, in denen sie auch mit den Lappen L3 und L4 der 4 zusammengewirkt haben.
In 6 ist im Radialschnitt der Nocken des Motors nach dieser Variante der Erfindung mit seinem sechs Zylinder umfassenden Zylinderblock dargestellt, wobei der Zylinderblock und der Nocken sich in der gleichen Bezugsrelativposition wie in 5 befinden. Es ist ersichtlich, daß die Kolben in den Positionen P1 bis P6 mit den Nockenlappen L1, L3, L4 und L6 zusammenwirken.
Wie in den 5 und 6 gezeigt, sind bei diesem Motor mit 6 Nockenlappen und 6 Zylindern, bei dem 2 Nockenlappen in jeder Relativstellung des Zylinderblocks und des Nockens ungenutzt sind, die Winkelabstände zwischen den aufeinanderfolgenden Zylindern im wesentlichen gleich 40°, 100°, 40°, 40°, 100° bzw. 40°. Selbstverständlich führen die Beanspruchungen beim Bearbeiten des Zylinderblocks sowie die Fertigungstoleranzen dazu, daß diese Winkelabstände von den vorgenannten Werten geringfügig abweichen können, was durch das Adverb „im wesentlichen" zum Ausdruck gebracht ist. Die Schwankungen können in der Größenordnung von plus oder minus 0,5° liegen. Es ist ersichtlich, daß der Abstand von 100° zwischen den am weitesten beabstandeten Zylindern kein Vielfaches des 40°-Abstands zwischen den anderen Zylindern ist.
Unter Betrachtung der 6 wird verständlich, daß dieser Motor im wesentlichen ausgeglichen ist, d.h. daß die Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte im wesentlichen null ist. Denn jeder Kolben, der eine gegebene Position an einem Nockenlappen einnimmt, entspricht einem anderen diametral gegenüberliegenden Kolben, der eine entsprechende Position an einem anderen Nockenlappen einnimmt. So wirken die Kolben der Zylinder I1 und II1, welche diametral gegenüberliegen, jeweils mit einem Nockenlappenscheitel zusammen, wirken die Kolben der Zylinder I2 und II2, welche diametral gegenüberliegen, jeweils mit dem mittleren Bereich der abfallenden Rampe eines Nockenlappens zusammen; die Kolben der Zylinder I3 und II3, welche diametral gegenüberliegen, wirken jeweils mit dem mittleren Bereich der ansteigenden Rampe M eines Nockenlappens zusammen.
Der Motor der 5 und 6 ist an den 4 Nockenlappen homokinetisch, die momentan in jeder Relativwinkelstellung des Zylinderblocks und des Nockens genutzt sind.
Ein Motor mit einem Zylinderblock, der Zylinder hat, die zu denjenigen des Motors der 6 analog sind, und der sechs Nockenlappen aufweist, von denen keiner momentan ungenutzt ist, wäre an all seinen sechs Nockenlappen homokinetisch, wenn er – wie der Motor der 2 – eine Anzahl Npo von Zylindern gleich 9 hätte, die entsprechend einem Abstand Eo gleich 360°/Npo, also 40°, gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Man stellt fest, daß bei dem Motor der 5 und 6 die Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Zylindern stets wenigstens gleich diesem Abstand Eo sind.
Wie anhand von 1 gezeigt, kann der erfindungsgemäße Motor mehrere aktive Betriebshubräume umfassen. Dies ist insbesondere bei dem denjenigen der 5 und 6 der Fall, der in einem großen und einem kleinen Betriebshubraum homokinetisch sein kann.
Genauer gesagt umfaßt dieser Motor eine Anzahl Nc von Nockenlappen gleich 6, eine Anzahl Np von Zylindern gleich 6; er ist an einer Anzahl Nco von Nockenlappen gleich 4 homokinetisch und könnte – wie oben angegeben – maximal eine Anzahl Npo von Zylindern gleich 9 umfassen, die analog zu den seinigen und gleichmäßig verteilt sind, und dabei an seinen Nc Nockenlappen homokinetisch sein. Die Zahlen Npo und Nc haben einen gemeinsamen Teiler d gleich 3. Es gibt eine Anzahl m gleich 2, so daß Nco = 4 = Nc·m/d = 6 × 2/3 und daß Np = 6 = Npo·m/d = 9 × 2/3. Unter diesen Bedingungen kann eine Gruppe von Nc/m = 6/2 = 3 Nockenlappen im kleinen Hubraum des Motors inaktiv sein. Im vorliegenden Fall sind diese Betrachtungen an dem Motor der 5 und 6, bei dem zwei der drei Zylindergruppen des ursprünglichen Motors der 3 beibehalten wurden, leicht feststellbar.
Es sei daran erinnert, daß – um die Nockenlappen im kleinen Hubraum inaktiv zu machen – es sich empfiehlt, dafür zu sorgen, daß die in Beziehung zu der ansteigenden und der abfallenden Rampe dieser Nockenlappen gelegenen Verteilerleitungen nicht abwechselnd mit der Fluidversorgung und dem Fluidauslaß verbunden sind. Um jedoch den vorzeitigen Verschleiß der Lager zum Tragen des umlaufenden Teils des Motors zu vermeiden, entscheidet man sich vorteilhafterweise dafür, daß die Lappen, die im kleinen Hubraum inaktiv sind, zwischen zwei aktiven Lappen angeordnet sind. Mit anderen Worten gesagt sind die 6 Nockenlappen L1 bis L6 des Motors der 6 in zwei Gruppen von 3 Nockenlappen, also eine Gruppe L1, L3 und L5 und eine andere Gruppe L2, L4 und L6 aufgeteilt, wobei die Lappen der zweiten Gruppe im kleinen Hubraum inaktiv sind.
Bezugnehmend auf die 7 bis 10 wird nun ein erfindungsgemäßer Motor nach einer weiteren Variante beschrieben.
7 zeigt die Abwicklung des Nockens und die Positionen der Zylinder für einen herkömmlichen Motor mit 10 Nockenlappen, die mit L'1 bis L'10 numeriert sind, und mit 7 Zylindern, die mit C1 bis C7 bezeichnet sind. So beträgt bei diesem Motor Nc = 10 und Npo = 7. In den 7 bis 9 sind die ansteigenden Rampen M und die abfallenden Rampen D für eine Drehrichtung R des Zylinderblocks gegenüber dem Nocken aufgezeigt.
Der erfindungsgemäße Motor in der Variante der 9 und 10 ist an 7 seiner 10 Nockenlappen homokinetisch.
8 zeigt die Abwicklung des Nockens und die Position des Zylinders für den fiktiven Zwischenmotor, der an 7 gruppierten Nockenlappen homokinetisch ist, so daß die Zahl Nco gleich 7 ist. In 8 ist ersichtlich, daß die Fluidbilanz null ist, da das aus den Zylindern C3 und C5 austretende Fluid durch das in die Zylinder C2 bzw. C4 eintretende Fluid kompensiert wird, während kein Fluid den Zylinder C1 beaufschlagt, noch aus diesem austritt.
In der in 8 dargestellten Bezugsposition befindet sich der erste Zylinder C1 in einer derartigen Position, daß sein Kolben mit dem ersten Scheitel des ersten Nockenlappens L'1 zusammenwirkt, was die für die 7 bis 9 gewählte Bezugsposition des Zylinderblocks und des Nockens bestimmt. Die Zylinder sind gegenüber den sieben ersten Nockenlappen L'1 bis L'7 gruppiert. Somit werden die Zylinder C1 bis C5 des Motors der 7 beibehalten, während die Zylinder C6 und C7 aufgehoben werden.
Damit der Motor der 8, mit seinen gruppierten und gleichmäßig beabstandeten Zylindern, an sieben Nockenlappen homokinetisch ist, ist es erforderlich, – wenn hinter dem Zylinder C5 unter Einhaltung des gleichen Winkelabstandes zwischen allen gruppierten Zylindern ein Zylinder C'1 eingefügt würde – daß der Kolben dieses zusätzlichen Zylinders C'1 dann mit dem ersten Scheitel des Nockenlappens L'8 in der gleichen Position wie der Zylinder C1 gegenüber dem Lappen L'1 in Kontakt ist.
Im Gegensatz zu der anhand der 3 bis 6 beschriebenen Situation, bedarf diejenige der 7 bis 10 eines erneuten Einstellens der Position der Zylinder zwischen dem der 7 entsprechenden ursprünglichen Motor und dem der 8 entsprechenden fiktiven Zwischenmotor. Denn der erste weggelassene Zylinder C6 des ursprünglichen Motors befindet sich nicht gegenüber dem ersten Scheitel des Nockenlappens L'8.
Bei dem ursprünglichen Motor sind die Zylinder gleichmäßig beabstandet, wobei der Abstand Eo zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern gleich 360°/Npo ist, also etwa 51,4° beträgt, wobei Npo gleich 7 ist. In der in 7 dargestellten Bezugsposition befindet sich der erste Zylinder C1 gegenüber dem ersten Scheitel des Nockenlappens L'1, und aufgrund des Abstandes Eo liegt die Position des Zylinders C6 gegenüber dem Nockenlappen L'8 und ist dabei um einen Abstand ΔE gegenüber dem ersten Scheitel dieses Lappens beabstandet.
Um die Konfiguration des fiktiven Zwischenmotors zu definieren, empfiehlt es sich also, diesen Abstand ΔE zu korrigieren. Dies erfolgt dadurch, daß die Zylinder C1 bis C5 um einen Abstand Ei = (360°·Nco/Nc)Np, also (360 × 7/10)/5, also 50,4° gleichmäßig beabstandet werden.
Bei diesem fiktiven Zwischenmotor, und bei der in 8 dargestellten Bezugsposition, nehmen die Kolben der Zylinder C1 bis C5 an den Nockenlappen L'1, L'2, L'3, L'5 bzw. L'6 Winkelstellungen P1 bis P5 ein. Dieser Motor ist an sieben Nockenlappen homokinetisch. Jedoch ist, wie anhand der vorhergehenden Variante erläutert, in dem Maße wie alle Zylinder gruppiert sind, der Motor nicht ausgeglichen, d.h. daß die Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte zu groß ist. Um ausgehend von dem fiktiven Motor der 8 und unter Berücksichtigung der Bezugsposition der 7 und 8 den Motor der 9 zu definieren, werden die Zylinder an den verschiedenen Nockenlappen derart verteilt, daß an den jeweiligen Nockenlappen die Winkelpositionen beibehalten werden, die diese Zylinder hatten, und gleichzeitig wird dafür gesorgt, daß die durch einen Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte im wesentlichen durch die durch einen oder mehrere Kolben ausgeübten, im wesentlichen entgegengesetzten Kräfte kompensiert werden. Im vorliegenden Fall ist der Zylinder C3 gegenüber dem Nockenlappen L'2 in der Position P3 angeordnet, die er gegenüber dem Lappen L'3 hatte, ist der Zylinder C5 gegenüber dem Nockenlappen L'7 in der Position P5 angeordnet, die er gegenüber dem Lappen L'6 hatte und ist der Zylinder C2 gegenüber dem Nockenlappen L'9 in der Position P2 angeordnet, die er gegenüber dem Lappen L'2 hatte. Die Positionen der Zylinder C1 und C4 sind ihrerseits unverändert.
Wie in den 9 und 10 zu sehen ist, umfaßt somit der Motor gemäß der zweiten Variante 10 Nockenlappen und 5 Zylinder, wobei die Winkelabstände zwischen den aufeinanderfolgenden Zylindern im wesentlichen gleich 64,8°, 86,4°, 86,4°, 64,8° bzw. 57,6° beträgt. In der Praxis können die Abstände aufgrund der Fertigungstoleranzen um plus oder minus 0,5° im Vergleich zu den oben angegebenen Werten schwanken. Es ist ersichtlich, daß die Abstände, die nicht 57,6° betragen, keine Vielfachen dieses Wertes sind. Des weiteren sind diese Abstände größer als der Mindestabstand Eo, der für den Motor der 7 bei 51,4° liegt.
Um den erfindungsgemäßen Motor zu definieren, wird folglich vorteilhafterweise von einem vorbestehenden Motor mit Npo Zylindern ausgegangen, wie er beispielsweise durch die Abwicklungen der 3 und 7 dargestellt ist. Unter Beibehalten einer reduzierten Zylinderanzahl Np wird dann die Anzahl Nco der Nockenlappen definiert, an denen der Motor homokinetisch sein soll, und anhand dieser Anzahl Nco wird der Winkelabstand zwischen den gruppierten Zylindern des Zwischenmotors nach den 4 oder 8 definiert, damit der Motor an diesen Nco Nockenlappen homokinetisch ist. Anschließend werden die Np Zylinder des Motors in dem Zylinderblock verteilt, damit ihre Winkelstellungen in Bezug auf die jeweiligen Nockenlappen gewahrt bleiben, so daß sichergestellt ist, daß dieser Motor auch wirklich homokinetisch ist. Diese Verteilung erfolgt, damit die Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte möglichst klein ist.
Um einen Motor mit reduziertem Hubraum mit mehreren möglichen Betriebshubräumen zu definieren, wird von einem homokinetischen Originalmotor (beispielsweise gemäß den 2 und 3) ausgegangen, bei dem die Zylinderanzahl Npo und die Nockenlappenanzahl Nc einen gemeinsamen ganzzahligen Teiler d haben. Nun wird eine Ganzzahl m wenigstens gleich 2 und kleiner als d definiert, die ein ganzzahliger Teiler der Zahl Nc ist und wird der fiktive Zwischenmotor derart definiert, daß die Anzahl Nco der Nockenlappen, an denen dieser Motor homokinetisch ist, gleich Nc·m/d ist und daß die Anzahl Np seiner Zylinder gleich Npo·m/d ist. Schließlich wird wenigstens eine Gruppe von Nc/m Nockenlappen bestimmt, deren Nockenlappen inaktiviert werden können, so daß der Hydraulikmotor in einem kleinen aktiven Hubraum arbeitet.
Vorteilhafterweise umfaßt der Motor dann, wenn er wenigstens einen kleinen und einen großen Betriebshubraum hat, wenigstens zwei Gruppen von Nockenlappen, wobei die Nockenlappen von einer der Gruppen in dem kleinen Hubraum inaktiv sind.
In diesem Fall kann man sich dafür entscheiden, daß die Nockenlappen einer gleichen Gruppe alle ein identisches Profil aufweisen, das von dem Profil der Nockenlappen der anderen Gruppe abweicht.
Es wurde zuvor angegeben, daß die Tiefe der Lappen des Nockens einer der Parameter ist, der den Hubraum des Motors bestimmt. Es kann nun die Tiefe der Nockenlappen bestimmt werden, die in einem gegebenen Betriebshubraum aktiv sind, damit der Wert dieses Hubraums exakt gleich einem bestimmten Wert ist.

Claims

Hydraulikmotor umfassend einen Nocken (10) und einen Zylinderblock (12), die geeignet sind, sich um eine Rotationsachse relativ zueinander zu drehen, wobei der Nocken eine Vielzahl von Nockenlappen (L1–L6) umfaßt, die jeweils eine ansteigende Rampe M und eine abfallende Rampe D aufweisen, und der Zylinderblock eine Vielzahl von Zylindern (14; I1–II3; C1–C5) umfaßt, in denen Kolben (16), welche geeignet sind, mit dem Nocken zusammenzuwirken, verschiebbar angebracht sind, wobei der Motor ferner einen Fluidverteiler (18) umfaßt, der gegenüber der Rotation um die Rotationsachse (A) fest mit dem Nocken verbunden ist und Verteilerleitungen (20) aufweist, die mit einer Versorgung oder einem Auslaß verbunden und geeignet sind, während der Relativdrehung des Zylinderblocks (12) und des Nockens (10) mit den Zylindern über Verteileröffnungen (22) zusammenzuwirken, die jeweils derart in Beziehung zu einer Rampe (M, D) eines Nockenlappens (L1–L6) angeordnet sind, daß ein Zylinder, dessen Kolben mit einer ansteigenden Rampe (M) zusammenwirkt, mit der Versorgung verbunden werden kann, und daß ein Zylinder, dessen Kolben mit einer abfallenden Rampe (D) zusammenwirkt, mit dem Auslaß verbunden werden kann, wobei die momentanen Winkelpositionen, entsprechend derer die Kolben (16) mit dem Nocken (10) während der Relativdrehung des Zylinderblocks (12) und des Nockens (10) zusammenwirken, derart sind, daß der Motor im wesentlichen homokinetisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß es in jeder Relativposition des Zylinderblocks (12) und des Nockens (10) wenigstens einen unbenutzten Nockenlappen gibt, mit dem kein Kolben (16) zusammenwirkt, und daß die Winkelabstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern voneinander und von einem Vielfachen des kleinsten Winkelabstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern abweichen, wobei die Winkelabstände derart festgelegt sind, daß die Resultierende der durch die Kolben auf den Nocken ausgeübten Kräfte gering oder im wesentlichen null ist.
Motor nach Anspruch 1, umfassend Np Zylinder und Nc Nockenlappen, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände zwischen den Np Zylindern wie folgt festgelegt sind: – für einen fiktiven Zwischenmotor (4, 8), umfassend den Nocken mit Nc Nockenlappen und einen fiktiven Zwischenzylinderblock, der eine Anzahl Np von Zylindern (I1–I3; C1–C5) hat, die derart gruppiert sind, daß der Winkelabstand Ei zwischen zwei aufeinanderfolgenden gruppierten Zylindern gleich (360°·Nco/Nc)/Np ist und in einer Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens dieses fiktiven Zwischenmotors der Kolben (16) jedes Zylinders (I1–II2, C1–C5) eine Winkelposition Pi – wobei i von 1 bis Np variiert – an einem der Nc Nockenlappen (L1–L6; L'1–I'10) einnimmt, wobei die Anzahl Nco die Anzahl der aufeinanderfolgenden Nockenlappen ist, an denen der fiktive Zwischenmotor homokinetisch ist, – die Np Zylinder (I1–II3; C1–C5) des Hydraulikmotors sind in dem Zylinderblock (12) derart verteilt, daß in einer Relativposition des Zylinderblocks und des Nockens, die der genannten Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens des fiktiven Motors entspricht, der Kolben (16) jedes Zylinders an einem Nockenlappen (L1, L3, L4, L6; L'1, L'2, L'5, L'7, L'9) die gleiche Winkelposition Pi einnimmt wie bei dem fiktiven Motor, und daß die Resultierende der durch die Kolben auf die Nockenlappen ausgeübten Kräfte kleiner ist als die Resultierende (F) dieser Kräfte bei dem fiktiven Motor.
Motor nach Anspruch 1 oder 2, umfassend Np Zylinder (I1–II3; C1–C5) und Nc Nockenlappen (L1–L6; L'1–L'10), dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern wenigstens gleich einem Winkelabstand Eo gleich 360°/Npo sind, wobei Npo eine Ganzzahl größer Np ist und die maximale Anzahl von zu den Zylindern des genannten Motors analogen Zylindern darstellt, die in dem Zylinderblock gleichmäßig verteilt werden könnten.
Motor nach Anspruch 3, der wenigstens einen kleinen und einen großen aktiven Betriebshubraum hat, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens eine Gruppe von Nc/m Nockenlappen (L2, L4, L6) umfaßt, deren Nockenlappen in dem kleinen Hubraum des Motors inaktiv sind, wobei m ein ganzzahliger Teiler von Nc wenigstens gleich 2 ist, der wie folgt definiert ist: – ein fiktiver Zwischenmotor, der den Nocken mit Nc Nockenlappen sowie Np Zylinder, die zu denjenigen des genannten Motors analog sind, aufweist, wäre an Nco Nockenlappen homokinetisch, – die Zahlen Npo und Nc haben einen gemeinsamen ganzzahligen Teiler d, und – die Zahl m ist derart, daß Nco gleich Nc·m/d und Np gleich Npo·m/d ist.
Motor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (10) eine Anzahl Nc von Nockenlappen gleich 6 aufweist, und daß der Zylinderblock (12) 6 Zylinder umfaßt, wobei die Winkelabstände zwischen den aufeinanderfolgenden Zylindern im wesentlichen gleich 40°, 100°, 40°, 40°, 100° bzw. 40° betragen.
Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sechs Nockenlappen in zwei Gruppen von drei Nockenlappen (L1, L3, L5; L2, L4, L6) verteilt sind, wobei ein Lappen jeder Gruppe zwischen zwei Lappen der anderen Gruppe angeordnet ist.
Motor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken 10 Nockenlappen aufweist und daß der Zylinderblock 5 Zylinder umfaßt, wobei die Winkelabstände zwischen den aufeinanderfolgenden Zylindern im wesentlichen gleich 64.8°, 86.4°, 86.4°, 64.8° bzw. 57.6° betragen.
Verfahren zur Gestaltung eines Hydraulikmotors nach Anspruch 2 und irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß: – ein fiktiver Zwischenmotor (4, 8) definiert wird, umfassend einen Nocken mit Nc Nockenlappen (L1–L6; L'1–L'10), wovon eine Anzahl Nco von Nockenlappen gewählt wird, damit der fiktive Zwischenmotor an Nco Nockenlappen homokinetisch ist, einen fiktiven Zwischenzylinderblock mit einer Anzahl Np von Zylindern (I1–II3; C1–C5), die derart gruppiert sind, daß der Winkelabstand Ei zwischen zwei aufeinanderfolgenden gruppierten Zylindern gleich (360°·Nco/Nc)/Np ist, und eine Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens dieses fiktiven Zwischenmotors definiert wird, in welcher der Kolben eines jeden Zylinders (I1–II3; C1–C5) eine Winkelposition Pi an einem der Nc Nockenlappen einnimmt, – anschließend der Zylinderblock des Hydraulikmotors dadurch definiert wird, daß in diesem Zylinderblock die Np Zylinder (I1–II3; C1–C5) des fiktiven Zwischenmotors verteilt werden und dies derart, daß dann, wenn der Zylinderblock (12) und der Nocken (10) in der gleichen Relativposition wie die Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens des Zwischenmotors sind, alle Winkelpositionen (P1–P6; P1–P5), in denen die Kolben (16) des Hydraulikmotors mit den Nockenlappen (L1–16; L'1–L'10) des genannten Motors zusammenwirken, mit allen Winkelpositionen Pi identisch sind, die die Kolben an den Nockenlappen des fiktiven Zwischenmotors einnehmen, und daß die Resultierende der durch die Kolben auf die Nockenlappen ausgeübten Kräfte kleiner ist als die Resultierende dieser Kräfte bei dem fiktiven Zwischenmotor.
Verfahren zur Gestaltung eines Hydraulikmotors nach Anspruch 2 und irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß: – von einer bestehenden Gestaltung für einen ursprünglichen homokinetischen Motor (3, 7), umfassend einen Nocken mit Nc Nockenlappen (L1–L6; L'1–L'10), wobei all diese Lappen aktiv sind, und einen ursprünglichen Zylinderblock mit einer Anzahl Npo von Zylindern größer als Np (I1–III3; C1–C7), die entsprechend einem Winkelabstand Eo gleich 360°/Npo gleichmäßig verteilt sind, ausgegangen wird, – ein Zwischenmotor definiert wird, umfassend den Nocken mit Nc Nockenlappen des ursprünglichen Motors, wovon eine Anzahl Nco von Nockenlappen gewählt wird, damit der fiktive Zwischenmotor an Nco Nockenlappen homokinetisch ist, einen fiktiven Zwischenzylinderblock mit einer Anzahl Np von Zylindern (I1–II3; C1–C5), die derart gruppiert sind, daß der Winkelabstand Ei zwischen zwei aufeinanderfolgenden gruppierten Zylindern gleich (360°·Nco/Nc)/Np ist, und eine Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens dieses fiktiven Zwischenmotors definiert wird, in welcher der Kolben eines jeden Zylinders eine Winkelposition Pi an einem der Nc Nockenlappen einnimmt, – anschließend der Zylinderblock (12) des Hydraulikmotors dadurch definiert wird, daß in diesem Zylinderblock die Np Zylinder (I1–II3; C1–C5) des fiktiven Zwischenmotors verteilt werden und dies derart, daß dann, wenn der Zylinderblock (12) und der Nocken (10) in der gleichen Relativposition wie die Bezugsrelativposition des Zylinderblocks und des Nockens des Zwischenmotors sind, alle Winkelpositionen, in denen die Kolben des Hydraulikmotors mit den Nockenlappen des genannten Motors zusammenwirken, mit allen Winkelpositionen Pi identisch sind, die die Kolben an den Nockenlappen des Zwischenmotors einnehmen, und daß die Resultierende der durch die Kolben auf die Nockenlappen ausgeübten Kräfte kleiner ist als die Resultierende dieser Kräfte bei dem fiktiven Zwischenmotor.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Np Zylinder (I1–II3; C1–C5) des fiktiven Zwischenmotors in dem Zylinderblock des Hydraulikmotors derart verteilt werden, daß die Winkelabstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern wenigstens gleich Eo sind.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein ursprünglicher homokinetischer Motor gewählt wird, bei dem die Zahlen Npo und Nc einen gemeinsamen ganzzahligen Teiler d haben, eine Ganzzahl m wenigstens gleich 2 und kleiner als d bestimmt wird, die ein ganzzahliger Teiler der Zahl Nc ist, der fiktive Zwischenmotor derart definiert wird, daß die Zahl Nco gleich Nc·m/d ist und daß die Zahl Np gleich Npo·m/d ist, und wenigstens eine Gruppe von Nc/m Nockenlappen bestimmt wird, deren Nockenlappen inaktiviert werden können, so daß der Hydraulikmotor in einem kleinen aktiven Hubraum betrieben werden kann.