DK167779B1 - Hydraulisk tandhjulsmotor med variabel fortraengning - Google Patents

Description

i DK 167779 B1

Opfindelsen angår en hydraulisk motor af den i krav l's indledning angivne type.

Inden for den kendte teknik er der beskrevet hydrauliske mo-5 torer, hvis fortrængning kan ændres af en operatør, således at hastigheden og motorens udgangsmoment ændres. F.eks. er der i US patentskrift nr. 3.687.578 beskrevet en hydraulisk motor med drejelige tandhjul med ind i hinanden gribende tænder, der afgrænser fluidumkamre, som kan udvide sig og trække sig sam-10 men med henblik på at bringe tandhjulene til at rotere og derved drive en udgangsaksel, som er koblet sammen med et af tandhjulene. I dette patentskrift forskydes det ene tandhjul {enten aksialt eller vinkelmæssigt) i forhold til det andet tandhjul for at ændre kamrenes volumen og derved ændre moto-15 rens hydrauliske fortrængning. Denne ændring af motorens fortrængning sker ved hjælp af udvendige midler (f.eks. en udvendig fluidumkilde, et håndsving), som forskyder tandhjulene i forhold til hinanden, så at der foregår en ændring af det fluidumvolumen, der fortrænges ved hjælp af motoren.

20

Et andet eksempel på en hydraulisk motor med variabel volumenfortrængning er beskrevet i U.S.A. patentskrift nr. 3.200.756. Dette patentskrift beskriver en motor af skovlbladstypen med en kamring, som forbelastes ind i en position, i hvilken ind-25 strømningsåbningen har et maksimalt strømningsareal for at tilvejebringe en maksimal fortrængning. Som reaktion over for en øget hastighed på udgangsakselen, øger centrifugalkraften det friktionsmæssige indgreb imellem skovlbladene og kamringen. Kamringen drejer derefter rundt, således at 30 indstrømningsåbningens størrelse reduceres og dermed motorens fortrængning reduceres. Motoren ifølge dette patentskrift er således forbelastet i retning af at yde høj fortrængning, højt moment og lav hastighed og reagerer over for voksende akselhastighed,., så at dens fortrængning og dens udgangsmoment 35 reduceres.

Den foreliggende opfindelse angår en belastningsfølsom hydraulisk motor med variabel fortrængning, og i hvilken fortrængningen svarer til varierende momentbelastning på en udgangs- UIV ΙΟ/ / /9 Dl 2 aksel. Motoren arbejder ved lav fortrængning og lavt moment, når momentbelastningen på udgangsakselen er lavt, og skifter til en høj fortrængning og et højt moment, når momentbelastningen på udgangsakselen vokser. I modsætning til motoren ifølge U.S.A. patentskrift nr. 3.687.578, har motoren ifølge 5 opfindelsen evne til at indstille fortrængningen i overensstemmelse med skiftende belastningstilstande, og i modsætning til motoren ifølge U.S.A. patentskrift nr. 3.200.756, er motoren ifølge opfindelsen forbelastet i retning af at arbejde ved lav fortrængning og lavt moment og indrettet til at skifte til 10 høj fortrængning og højt moment, når momentbelastningen på dens udgangsaksel vokser.

Dette opnås ved, at motoren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved de i krav l's kendetegnende del angivne træk.

15

Motorens fortrængning ændrer sig således som en funktion af ændringen af den relative position af kommutatorens kommuta-t ions centerlinie og tandhjulssættets excentricitetscenterlinie. Motorens fortrængning ændrer sig, når momentbelastnin-20 gen på udgangsakselen ændrer sig.

Under motorens funktion tiltager trykket i fluidumkamrene på motorens indstrømningsside, hvis momentbelastningen på udgangsakselen vokser. Det således voksende tryk forårsager, at det ydre gerotortandhjul roterer (drejer) imod fjedrenes 25 forbelastende virkning. Når det ydre gerotortandhjul drejer imod fjedrenes forbelastende virkning, forandres kommutatorens kommutationscenterlinies vinkel i forhold til tandhjulssættets excentricitetscenterlinie, så at motorens fortrængning og udgangsmoment øges.

30 35 DK 167779 B1 3

Yderligere fordele og formål med opfindelsen fremgår af den efterfølgende beskrivelse under henvisning til tegningen, hvor 5 fig. 1 viser et langsgående snit igennem en hydraulisk motor, som er konstrueret i overensstemmelse med opfindelsens principper, 10 fig. 2 og 3 radiale snit igennem den i fig. 1 viste motors tandhjulssæt, og som viser tandhjulssættets elementer i en tilstand med maksimumfortrængning (fig. 2) og minimumfortrængning (fig. 3), 15 fig. 4 en del af et radialt snit igennem den i fig. 1 viste motors kommutatorventil, fig. 5 et langsgående snit igennem en anden udførelsesform for motoren ifølge opfindelsen, 20 fig. 6 en radial afbildning af den højre side af den i fig.

5 viste motors primære tandhjulssæt i én af dens arbejdspo-sitioner, 25 fig. 7 en radial afbildning af den højre side af den i fig.

5 viste motors sekundære tandhjulssæt, når det primære tandhjulssæt befinder sig i den i fig. 6 viste position, og motoren i dens minimale fortrængningsposition, og 3Q fig. 8 en del af et snit igennem den i fig. 5 viste motor, og som viser den ventilkonstruktion, som dirigerer højtryksfluidum fra motorens indstrømningsport til motorens centrum.

Principperne ifølge den foreliggende opfindelse kan vises i forbindelse med en ensrettet motor, som har en udgangsak-35 sel, der kun roterer i én retning. En sådan motor er vist i fig. 1-4. Principperne ifølge opfindelsen kan også vises 4 UK lb///» ΒΊ i forbindelse med en dobbeltrettet motor, som har en udgangsaksel, der kan dreje i begge retninger. En sådan motor er vist i fig. 5-8.

5 I fig. 1 er der ved 10 vist en ensrettet motor, som er kon strueret i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse.

Den omfatter et hus, som er tildannet af (i) en støbt del 14, som bærer en udgangsaksel 16, således at denne kan rotere omkring en midterakse 18, og (ii) en række plader 20, 22, ^0 24, 26, som er fast forbundet med hinanden (ved hjælp af bol te 28). Dette hus omfatter en indstrømningsport 27 til modtagelse af højtryksfluidum fra en kilde og en udstrømningsport 29 til dirigering af lavtryksfluidum til et reservoir.

, _ I den del af huset, som indeholder de fastsiddende plader 20, 22 og 24, er der placeret et par gerotortandhjul 30, 32.

Det ydre gerotortandhjul 30 (stator) bæres af huspladen 22 på en sådan måde, at det kan foretage delvis rotation, dvs. drejning, omkring en midterakse, som falder sammen med ud-gangsakselens 16 midterakse 18. Det ydre gerotortandhjul 30 omfatter en række indvendige tænder, som kan dannes af cylindriske rulleskovlblade 34 (fig. 2, 3), som er båret i hver sin bueformede spalte i overensstemmelse med de principper, der er beskrevet i U.S.A. patentskrift nr. 3.289.602. Det indre gerotortandhjul 32 omfatter en række udvendige tænder 38, som med hensyn til antal er en mindre end antallet af indvendige tænder på det ydre gerotortandhjul 30. Det indre gerotortandhjuls 32 midterakse er excentrisk placeret i forhold til det ydre gerotortandhjuls 30 midterakse 30. Det indre gerotortandhjul 32 kan rotere og kredse i forhold til 30 det ydre gerotortandhjul 30.

De i indgreb med hinanden værende tænder på det indre og det ydre gerotortandhjul 30, 32 afgrænser fluidumkamre, som ud- 35 DK 167779 B1 5 vider sig og trækker sig sammen, efterhånden som gerotortand— hjulene roterer og kredser i forhold til hinanden. Som det fremgår af fig. 2, 3, afgrænser tandhjulene 7 fluidumlommer A-G. Ved korrekt styring kan fluidumtrykket forårsage, at 5 det indre gerotortandhjul 32 roterer omkring midteraksen 18 og kredser i forhold til det ydre gerotortandhjul 30. Det indre tandhjuls 32 bevægelse medfører udvidelse og sammentrækning af fluidumkamrene på hver sin side af en excentricitetscenterlinie Le, som strækker sig igennem det indre og 10 det ydre gerotortandhjuls 30, 32 midterakser. Når f.eks. ge-rotortandhjulene er orienteret som vist i fig. 2, passerer excentricitetscenterlinien Le igennem den tand på det indre gerotortandhjul 32, som befinder sig ved en maksimal indføring i fluidumkammeret E, og den diametralt modsat placerede 15 tand, som befinder sig i tangentiel forseglende indgreb med et rulleskovlblad på det ydre gerotortandhjul 30. Fluidumkamrene A, F, G på den ene side af excentricitetscenterlinien udvider sig, medens fluidumkamrene B, C, D på den anden side af excentricitetscenterlinien Le trækker sig sammen.

20 Det kammer, som har en tand ved maksimal indføring (f.eks. kammeret E) er i færd med at skifte fra én tilstand (dvs. udvidende eller sammentrækkende tilstand) til den anden tilstand. Det omtales ofte som et "nul"-kammer.

25 Når tandhjulene befinder sig med den i fig. 2 viste orientering, dirigeres der trykfluidum fra indstrømningsporten 27 til alle de udvidende kamre A, F, G på den ene side af excentricitetscenterlinien L og lavtryksfluidum fra de sammentrækkende kamre B, C, D på den anden side af excentrici-30 tetscenterlinien Lg ledes til udstrømningsporten 29. Nul-fluidumkammeret E er blokeret fra både indstrømningsporten 27 og udstrømningsporten 29. Som følge heraf vil højtryksfluidum-et forårsage, at det indre gerotortandhjul 32 påvirkes af et moment M. Som det fremgår af fig. 2, bevirker momentet 35 M, at det indre gerotortandhjul 32 roterer i retning med uret, UK lb///» B l 6 omkring dets egen akse samtidig med, at det kredser omkring det ydre gerotortandhjuls 30 akse i retning modsat uret. Rotationen af det indre gerotortandhjul 32 omkring dets egen akse overføres via et skråt drivled 40 (slingreaksel) til 5 udgangsakselen 16, hvorved denne drives ved den hastighed, ved hvilken det indre gerotortandhjul 32 roterer omkring dets egen akse.

Ifølge opfindelsen findes der en specielt konstrueret kobling imellem det ydre gerotortandhjul 30 og husdelen 22. Denne kobling muliggør, at det ydre gerotortandhjul 30 delvis kan dreje omkring midteraksen 18, således at dets vinkelstilling eller orientering i forhold til det indre gerotortandhjul 32 ændres. Som det fremgår af fig. 2 og 3, har det ydre ge-rotortandhjuls 30 ydre periferi en række udsparinger 42, og husdelen 22 har et tilsvarende antal af modsat placerede udsparinger 44. Imellem til hinanden svarende udsparinger i det ydre gerotortandhjul 30 og husdelen 22, strækker der sig et par plader 46, og imellem hvert par af plader 46 er der 20 placeret en række Belleville-fjedre 48. Be11eville-fjedrene 48 påvirker pladerne 46 og bibringer det ydre gerotortandhjul 30 normalt en forbelastning i retning af den i fig. 3 viste position, i hvilken udsparingerne 42 i det ydre gerotortandhjul 30 og udsparingerne 44 i husdelen 22, ligger di-25 rekte ud fra hinanden. Det ydre gerotortandhjul 30 kan dreje i retning med uret omkring dets akse imod den i fig. 2 viste position, hvorved motorens fortrængning øges. Belleville-fjed-rene 48 kan presses sammen, således at det ydre gerotortandhjul 30 har mulighed for at kunne dreje i retning med uret 30 omkring dets akse imod den i fig. 2 viste position. En række samvirkende stoporganer 50, 52 på henholdsvis husdelen 22 og det ydre gerotortandhjul 30, samvirker således, at det ydre gerotortandhjuls 30 drejebevægelse begrænses.

Til dirigeringen af fluidum til og fra de fluidumkamre, som afgrænses af gerotortandhjulene 30, 32, er der tilvejebragt en 35 DK 167779 B1 7 komxnutationsvent.ilindretning. Denne koiranutationsventilindretning er konstrueret i overensstemmelse med de principper, der er beskrevet i US patentskrift nr. 3.087.436. Det omfatter et muffeformet kommutatorventilelement 54 (fig. 1, 4), som er 5 koblet sammen med udgangsakselen 16, således at det roterer sammen med denne. Det muffeformede kommutatorventi 1 element 54 er placeret i en central boring 55, som er tildannet i husdelen 14. Ventilelementet 54 har skiftevis (i) aksialt forløbende spalter 56, som strækker sig ud til dets ydre periferi, og 10 (i i) radialt forløbende passager 58, som strækker sig fra en central passage 60 i ventilelementet 54 ud til ventilelementets 54 ydre periferi. Antallet af aksialt forløbende spalter 56 og radialt forløbende passager 58 er lig med det dobbelte af antallet af tænder 38 på det indre gerotortandhjul 32.

15

Husdelene 14, 20 har forgreningspassager 59, som strækker sig fra den endeflade 62 på husdelen 20, som støder op til gerotortandh jul ene 30, 32, til boringen 55 i husdelen 14. Forgreningspassagerne 59 har aksiale passager 64 i husdelen 20 og 20 skråt forløbende passager 66 i husdelen 14. Antallet af forgreningspassager 59 er lig med det antal af fluidumkamre, der afgrænses ved hjælp af gerotortandhjulene 30, 32, idet hver forgreningspassage står i forbindelse med hver sin fluidumlomme eller hver sit fluidumkammer. Som det fremgår af fig. 2, 25 afgrænser passagerne 64 i husdelen 20 syv bueformede forgreningsåbninger 68a-68g i husdelens 20 endeflade 62, hvilke åbninger 68a-68g står i forbindelse med de fluidumkamre, som afgrænses af gerotortænderne 30, 32.

30 I den i fig. 1-4 viste motor, dirigeres højtryksfluidum fra indstrømningsporten 27 til et ringformet hulrum 70, som er tildannet i husdelen 14. Dette højtryksfluidum dirigeres via radiale passager 72 i udgangsakselen 16 ind til den centrale passage 60 inden i kommutatorventilelementet 54 og til de 35 radiale passager 58 i kommutatorventilelementet 54. De radiale passager 58 i ventilelementet 54 står således i permanent forbindelse med det trykfluidum, der leveres til ind- υκ Tb///a bi δ strømningsporten 27. De langsgående riller 56 i ventilelementets 54 ydre periferi står i kontinuerlig forbindelse med et ringformet udstrømningshulrum 74, som er tildannet i hus-5 delen 14. Dette ringformede udstrømningshulrum 74 står i for-

Kommutatorventilelementet 54 er ved hjælp af stifter 75 forbundet med udgangsakselen 16, således at det kan rotere sammen 10 "ied denne. Som ligeledes nævnt ovenfor forbinder det skrå drivled 40 det indre gerotortandhjul 32 således med udgangsakselen 16, at de roterer sammen. Når det indre gerotortandhjul 32 roterer og kredser i forhold til det ydre gerotortandhjul 30, vil kommutato.rventi lelementet 54 derfor dreje rundt sammen 15 med udgangsakselen 16 og det indre gerotortandhjul 32. Kommu-tationsventilvirkningen foregår ved grænsefladen imellem ventilelementet 54 og boringen 55 i husdelen 14, medens den alternerende række af radiale passager 58 og aksiale riller 56 i venti 1 elementet 54 roterer i forhold til forgreningspassagerne 20 59 i husdelen 14. Under ventilelementets 54 rotation, sikrer forgreningspassagerne 59, (i) at højtryksindstrømningsfluidum dirigeres fra indstrømningsporten 27 til nogle af fluidumkamrene, og (i i) at lavtryksfluidum ledes ud fra de andre fluidumkamre til udstrømningsporten 29. Et nul-kammer, dvs. kamme-25 ret E, når tandhjulene 30, 32 befinder sig i den i fig. 2 viste orientering, er blokeret over for forbindelse med indstrømnings- eller udstrømningsporten.

Hvis motordelene i den viste udførelsesform er placeret som vist i enten fig. 2 eller 3, vil forgreningsåbningerne 68a,

wO X

68f, 68g stå i forbindelse med højtryksfluidum fra indstrømningsporten 27. Samtidigt vil forgreningsåbningerne 68b, 68c, 68d stå i forbindelse med lavtryksudstrømningsporten 29. Forgreningsåbningen 68e vil være blokeret over for kommunikation med både indstrømningsporten og udstrømningsporten. 1 3 5 hydrauliske motorer måles motorens fortrængning i antallet af cm3 fluidum, der flyttes under hver omdrejning af udgangs- DK 167779 B1 9 akselen. Når fortrængningen øges, er en motor i stand til at producere et højere moment. Motorer, som har en høj total fortrængning og et højt udgangsmoment, arbejder imidlertid normalt ved en forholdsvis lav hastighed. Hvis motorens fortræng-5 ning på den anden side set er forholdsvis lav, vil motoren kræve mindre fluidum under hver omdrejning og frembringe et mindre moment, men arbejde ved en højere hastighed.

I den i fig. 1-4 viste motor, har kommutatorventi 1 elementet 54 10 en kommutati onscenter1inie Cc, som strækker sig igennem kommutatorvent i 1 el ementets 54 centrum, og adskiller de fluidumkamre, som står i forbindelse med den ene port fra de fluidum-kamre, der står i forbindelse med den anden port. Når gerotor-tandhjulene 30, 32 befinder sig i den i fig. 2 viste tilstand 15 med høj fortrængning, falder kommutationscenterlinien Cc sammen med tandhjulssættets excentricitetscenterlinie Le og strækker sig igennem nul-kammeret E. De fluidumkamre A, F, G, som udvider sig og som befinder sig på den ene side af excentricitetscenterlinien Le og kommutationscenterl inien Cc mod-20 tager alle højtryksfluidum fra indstrømningsporten 27 via forgreningsåbningerne 68a, 68f, 68g. De fluidkamre B, C, D, som trækker sig sammen, og som befinder sig på den anden side af excentricitetscenterlinien Le og kommutationscenterlinien Cc, sender alle fluida ud til udstrømningsporten 29 via forgre-25 ningsåbningerne 68b, 68c og 68d. Med denne orientering kan ge-rotortandhjulene 30, 32 forskyde en maksimal mængde af fluidum under hver omdrejning af det indre gerotortandhjul 32 omkring dets midterakse. Når kommutationscenterlinien Cc falder sammen med gerotortandhjul enes 30, 32 excentricitetslinie Le, indta-30 ger motoren dens tilstand med maksimal fortrængning. 1 fig. 3 er gerotortandhjulenes 30, 32 orientering blevet ændret ved drejning af det ydre gerotortandhjul ca. 7,5° i ret-ning modsat uret. De tre forgreningsåbninger 68a, 68f og 68g, 35 som modtager højtryksfluidum fra indstrømningsporten 27, når gerotortandh julene 30, 32 befinder sig i den i fig. 2 viste position, modtager også højtryksfluidum, når gerotortandhjule- DK Ί6///3 B l 10 ne befinder sig i den i fig. 3 viste position. Tilsvarende udsender de tre forgreningsåbninger 68b, 68c, 68d, som udsender fluidum til udstrømningsporten 29, når gerotortandhjulene befinder sig i den i fig. 2 viste position, også lavtryksflui-5 dum til udstrømningsporten 29, når gerotortandhjulene befinder sig i den i fig. 3 viste position. Kommutationscenterlinien Cc er altså uændret. Excentricitetscenterliniens Le orientering er imidlertid ændret. I fig. 3 er excentricitetscenterlinien Le blevet drejet en vinkel Φ på ca. 45° i forhold til kommuta-10 tionscenterlinien Cc. Som det fremgår af tegningen findes der nu to fluidumkamre F, G, som udvider sig, på den side af excentricitetscenterlinien Le, som modtager højtryksfluidum fra indstrømningsåbningen, medens det tredje fluidumkammer, som står i forbindelse med højtryksindstrømningsåbningen, er det 15 fluidumkammer A, som befinder sig på den anden side af excentricitetscenterlinien Le, og som nu er i færd med at trække sig sammen. Lavtryksfluidum udsendes til lavtryksudstrømningsporten fra de to kamre B og C, som befinder sig på den ene side af excentricitetscenterlinien Le, medens det tredje kam-2o mer 0» som står i forbindelse med lavtryksudstrømningsporten, befinder sig på den anden side af excentricitetscenterlinien Le, og som nu er i færd med at udvide sig. Når gerotortandhjulene arbejder ved den i fig. 3 viste orientering, er volumenet af de fluidumkamre, som står i forbindelse med indstrøm-25 ningsåbningen blevet reduceret, og volumenet af de fluidum kamre, som står i forbindelse med udstrømningsåbningen er blevet reduceret en tilsvarende grad, hvorfor motorens fortrængning er blevet reduceret. Motoren kan som følge heraf ikke flytte nær så meget fludium per omdrejning af udgangsakselen 30 16 og kan derfor heller ikke producere et lige så højt udgangsmoment, som når gerotortandhjulene 30, 32 arbejder med den i fig. 2 viste orientering. 1 fig. 1-4 har vinklen imellem excentricitetscenterlinien Le og kommutationscenterli ni en Cc dens største værdi, når gerotortandhjulene befinder sig med 35 den i fig. 3 viste orientering, og samtidigt har motoren dens minimale fortrængning.

DK 167779 B1 11

Efterhånden som vinklen imellem kommutationscenterlinien Cc og excentricitetscenterlinien Lg tilhørende tandhjulssættet vokser, aftager den mængde af fluidum, som strømmer ind i de fluidumkamre, der står i forbindelse med indstrømnings-5 porten, og samtidigt aftager motorens fortrængning. Omvendt vil den mængde af fluidum, som strømmer ind i de fluidumkamre, der står i forbindelse med indstrømningsporten, vokse, efterhånden som vinklen aftager, og samtidigt vil fortrængningen af motoren vokse. Når gerotortandhjulene 30, 32 skifter imel-2o lem den i fig. 2 viste orientering og den i fig. 3 viste orientering, varieres motorens fortrængning samtidigt med, at vinklen imellem kommutationscenter linien C og excentricitets- c 3 centerlinien L ændres, e 25 Belleville-fjedrene 48 bibringer som nævnt gerotortandhjulene 30, 32 en forbelastning imod den i fig. 3 viste orientering med minimumfortrængning. Medmindre det moment, hvormed udgangsakselen belastes, forårsager, at det ydre gerotortandhjul 30 drejes imod forbelastningen af Belleville-fjedrene 48, 2o vil motoren arbejde med lav fortrængning og høj hastighed.

Som resultat af en voksende momentbelastning på udgangsakselen 16 og den heraf følgende øgning af arbejdstrykket i kamrene A, F og G, bringes det ydre gerotortandhjul 30 til at dreje 25 imod forbelastningen af Be11eville-fjedrene 48, således at gerotortandhjulene skifter i retning af den i fig. 2 viste orientering. Når belastningen på udgangsakselen 16 vokser, vil mere udførligt beskrevet de mekaniske og hydrauliske kræfter, der virker imellem gerotortandhjulene 30, 32 påvirke 30 det ydre gerotortandhjul 30 og forårsage, at dette ydre gerotortandh jul 30 drejer imod virkningen af Belleville-fjedrenes 48 forbelastning og i retning af den i fig. 2 viste orientering. Excentricitetscenterlinien Lg vil dreje en vinkel i forhold til kommutationscenterlinien C svarende til den c 35 størrelse, hvorved, momentbelastningen vokser. Motorens fortrængning og som følge heraf det moment, der fremstilles af motoren, vil vokse. Som følge heraf vil motoren være følsom

Ul\ I Ό/ / iZt D I

12 over for en voksende momentbelastning på udgangsakselenr således at udgangsmomentet vokser. Når momentbelastningen på motorens udgangsaksel aftager, falder trykket i arbejdskamre-ne A, F og G, hvorved Belleville-fjedrene 48 kan forskyde 5 det ydre gerotortandhjul 30 til den i fig. 3 viste position og derved reducere motorens fortrængning.

De i fig. 2 og 3 viste gerotortandhjuls 30, 32 positioner er naturligvis øjeblikspositioner. I praksis kan gerotortand-10 hjulene 30, 32 konstant skifte deres positioner, medens det indre gerotortandhjul 32 roterer og kredser, og det ydre gerotortandhjul 30 skifter imellem de i fig. 2 og 3 viste orienteringer, medens momentbelastningen på udgangsakselen 16 varierer.

15 Når det ydre gerotortandhjul 30 skifter orientering, dvs. imellem den i fig. 2 viste orientering med maksimumfortrængning og den i fig. 3 viste orientering med minimumfortrængning, vil motorens fortrængning variere imellem maksimum og 20 minimumværdier. Især vil den variere i overensstemmelse med varierende momentbelastninger på udgangsakselen.

Når motoren indstiller dens fortrængning, vil højtryksindstrømningsfluidum blive fanget i et kammer, som ikke står 25 i forbindelse med hverken indstrømningsporten eller udstrømningsporten. Hvis fluidum, som indfanges på denne måde udsættes for yderligere tryk ved, at kammeret trækker sig sammen, vil motorens virkningsgrad blive påvirket i uheldig grad. Motoren ifølge opfindelsen tilvejebringer foranstaltninger 30 til lettelse af virkningen af en sådan indfangning. Huspladen 26 ved den ene ende af motoren omfatter nærmere beskrevet et trykhulrum 80, og fluidum fra indstrømningshulrummet 70 ledes til trykhulrummet 80 via (i) en central passage 82 i slingreakselen, (ii) midten af det indre gerotortandhjul 32, 35 og (iii) en central passage 84 i huspladen 24. Huspladen 24 har en række aksiale passager 86, som svarer til antallet DK 167779 B1 13 af fluidumkamre, hvor hver aksiale passage 86 ligger på linie 5 med hver sit fluidumkammer. En én-vejs kugiekontraventil 90 er tilvejebragt i hver aksial passage 86. Denne kuglekontra-ventil 90 forbelastes ved hjælp af højtryksfluidumet i trykhulrummet 80 ind i den i fig. 1 viste position, hvis fluidumtrykket i hulrummet 80 er større end trykket i det til den pågæld-10 ende kuglekontraventil hørende kammer. I denne position er der ingen forbindelse imellem trykhulrummet 80 og kammeret.

Den enkelte kuglekontraventil 90 kan fjernes fra sit sæde for at lette fluidumtrykket i kammeret, hvis fluidumtrykket i kammeret overskrider indstrømningstrykket i trykhulrummet 15 80. Hvis fluidumet således er spærret inde i kammeret, og trykket i kammeret stiger til et niveau over indstrømningstrykket, vil den til kammeret hørende kuglekontraventil 90 forlade sit sæde med henblik på at lette for trykket til hulrummet 80.

20 I fig, 5-8 er der vist en anden ud føre! ses form for en motor ifølge opfindelsen. Den i fig. 1-4 viste motor er en ensrettet motor, og den i fig. 5-8 er en dobbel trettet motor. Motoren ifølge fig. 5-8 har en udgangsaksel 100, som kan rotere i beg-25 ge retninger, afhængigt af, hvilken af to porte 101, 103, der anvendes som indstrømningsport til modtagelse af fluidum fra en kilde, og hvilken af portene der anvendes som udstrømningsport til at lede fluidum til et reservoir.

3Q Som vist i fig. 5 har motoren et hus, som omfatter (i) en støbt del 102, som drejeligt understøtter udgangsakselen 100, således at dette kan rotere omkring en midterakse 155, og (ii) er serie af plader 104, 105, 106, 108, 110, 112, 114, som er fast forbundet med den støbte del 102 ved hjælp af 35 bolte 116.

Den i fig. 5-8 viste motor omfatter et primært gerotortand-hjulssæt 107, som er placeret imellem huspladerne 105 og 108, DK 167779 B1 14 og et sekundært gerotortandhjulssæt 109, som er placeret imellem huspladerne 108 og 112. Hvert gerotortandhjulssæt 107, 109 har sin excentricitetscenterlinien Le, og en kommutationsven-til har en fælles kommutationscenterlinie Cc for begge tand-5 hjulssættene 107, 109. Når motoren befinder sig ved minimum fortrængning, ligger tandhjulssættenes excentricitetscenterlinier på linie med hinanden (dvs. i samme plan), men det sekundære tandhjulssæts excentricitet er 180° ude af fase med det primære tandhjulssæts excentricitet ej. Når momentbelast-10 ningen på motorens udgangsaksel vokser, kan det sekundære tandhjulssæts ydre tandhjul dreje en begrænset grad inden i huset. Når det sekundære tandhjulssæts ydre tandhjul roterer, bliver det sekundære tandhjulssæts excentricitetscenterlinie vinkel mæssigt fortsat væk fra det primære tandhjulssæts excen-15 tricitetslinie. Motorens fortrængning vokser i overensstemmelse med stigningen af drejningsvinklen imellem det sekundære tandhjulssæts excentricitetscenterlinie og det primære tandhjulssæts excentricitets1 inie. Når det sekundære tandhjulssæts excentricitetscenterlinie er drejet 90° væk fra det primære 20 tandhjulssæts excentricitetslinie, har motoren dens maksimale fortrængning.

Det primære gerotortandhjulssæt 107 har et indvendigt fortandet ydre gerotortandhjul 120, som er tildannet ved hjælp af 25 en række rulleformede skovlbladstænder 123, som bæres på den faste husplade 106. Et indre gerotortandhjul 124 omfatter en række udvendige tænder 126, som med hensyn til antal er én mindre end antallet af tænder på det ydre gerotortandhjul 120. Det ydre gerotortandhjul 120 er fastgjort i forhold til 30 huset ved hjælp af boltene 116, således at dets position i huset ikke ændres. Det indre gerotortandhjul 120 kan rotere og kredse i forhold til det ydre gerotortandhjul 120. Det indre gerotortandhjul 124 står i forbindelse med udgangsakselen 100 ved hjælp af et skråt drivled 126, således at ud-35 gangsakselen 100 roterer sammen med det indre gerotortandhjul 124.

DK 167779 B1 15

Det sekundære gerotortandhju1ssæt 109 er vist i fig. 5 og 6. Det omfatter et indvendigt fortandet ydre gerotortandhjul 128 med rulleformede skovlbladstænder 129, og et udvendigt fortandet indre gerotortandhjul 130, som har en tand mindre end det 5 ydre gerotortandh jul 128, og som kan rotere og kredse i forhold til det ydre gerotortandhjul 128.

I det sekundære tandhjulssæt bæres det ydre gerotortandhjul 128, således at det kan foretage begrænset rotation i forhold 10 til huspladen 110. Det ydre gerotortandhjul 128 har en række udvendige udsparinger 132, og huspladen har et tilsvarende antal af indvendige udsparinger 134. Imellem hvert par af udsparinger 132 og 134 er der anbragt et par af plader 136 samt en række Belleville-fjedre 138, som tilsammen 15 bibringer det ydre gerotortandhjul en forbelastning i retning af den i fig. 6 viste position på samme måde som beskrevet ovenfor. Det ydre gerotortandhjul 128 kan således rotere (dreje) delvis imod forbelastningen af Belleville-fjedrene 138, således at dets oritentering i forhold til huset og det 20 indre gerotortandhjul 138 ændres. Det indre gerotortandhjul 130, som kan rotere og kredse i forhold til det ydre gerotortandhjul, er koblet sammen med det indre gerotortandhjul 124 i det primære gerotortandhjulssæt ved hjælp af et skråt drivled 140 (fig. 5). Det primære og sekundære tandhjulssæts indre 25 gerotortandhjul 124, 130 er således koblet sammen på en sådan måde, at de er tvunget til at rotere sammen, men kan kredse i forhold til hinanden.

Huspladen 104 omfatter et par koncentriske ringformede riller 30 142, 144. Den ringformede rille 142 er forbundet med den ene port, og den anden ringformede rille 144 er forbundet med den anden port.

En kommutatorventi1 piade 146 er forbundet med det indre gero-35 tortandhjul 124 ved hjælp af stifter 148, således at den roterer og kredser sammen med det indre gerotortandhjul 124. Kom-mutatorventi 1 piaden 146 er fortrinsvis konstrueret af fire DK 167779 B1 16 pladedele i overensstemmelse med de principper, der er beskrevet i US patentskrift nr. 4.219.313. En endeplade 146a, som støder op til de primære gerotortandhjul 120, 124 omfatter par af åbninger 150, 152. Disse åbninger 150, 152 vender ind 5 imod de primære gerotortandhjul 120, 124 og er vist med punkterede linier i f ig. 7. Som det også fremgår af f i g. 7, er parrene af åbninger 150, 152 anbragt i et cirkulært mønster. Kommutatorpladen 146 har passager 147, som kontinuerligt forbinder åbningerne 150 med et fluidumhulrum 149, som omgiver 10 kommutatorpladen 146, og som står i forbindelse med den ringformede rille 144 i huset (se fig. 5). Kommutatorpladen 146 har også passager 151, 153, som kontinuerligt forbinder de andre åbninger 152 med den anden ringformede rille 142 i huset (se også fig. 5). Hver åbning 150 står således permanent i 15 forbindelse med den ene port, og hver åbning 152 i permanent forbindelse med den anden port.

Den side af det ydre gerotortandhjul 128, som støder Op til kommutatorpladen 146, har en række V-formede udsparinger 145, 20 som er placeret imellem de rulleformede skovlbladstænder på det ydre gerotortandhjul 128. Parrene af åbninger 150, 152 udøver deres kommutatorvirkning sammen med de V-formede fordybninger 145 i dét ydre tandhjul 120, så at der dirigeres fluidum til og fra fluidumkamrene, medens det indre gerotor-25 tandhjul 124 roterer og kredser.

Hvis det f.eks. antages, at alle åbningerne 150 står i forbindelse med højtryksporten, og åbningerne 152 står i forbindelse med lavtryksudstrømningsporten, vil i forbindelse med 30 det primære gerotortandhjulssaat 107 åbningerne ved højtryk blive bragt i forbindelse med de kamre, der udvider sig på den ene side af excentricitetscenterlinien Le og åbningerne 152 ved lavtryk blive bragt i forbindelse med kamrene, der trækker sig sammen, på den anden side af excentricitetscenterlinien L , således som det fremgår af fig. 7. En kommutations- v o s

centerlinie C , som er fælles for både det primære og det O

sekundære tandhjulssæt, strækker sig igennem midten af kommutatorpladen 146 og falder sammen med excentricitetscenter- DK 167779 B1 17 linien i det primære tandhjulssæt 107.

Hver af mellemrummene imellem tænderne i det primære tand-5 hjulssæts 107 ydre gerotortandhjul 120 står permanent i forbindelse med et tilsvarende mellemrum imellem tænderne på det sekundære tandhjulssæts 109 ydre gerotortandhjul 128 via aksiale passager 160, som er tildannet i den faste plade 108 (fig. 5) og strækker sig imellem det primære og sekundære 10 gerotortandhjulssæt. Fluidum, som ledes fra kommutatorpladen 146 til et mellemrum imellem tænderne på det primære tandhjulssæts ydre gerotortandhjul 120 ledes også til et tilsvarende mellemrum imellem tænderne på det sekundære tandhjulssæt ydre tandhjul 128 via en aksial passage 160. Der ledes således 15 fluidum frem imellem det sekundære tandhjulssæts fluidumkamre og indstrømnings- og udstrømningsportene via kommutatorven-tilen, det primære tandhjulssæt og de aksiale passager 160.

Det primære og sekundære tandhjulssæt er samlet i motoren, 20 således at de er ude af fase med hinanden, dvs., at deres excentricitetslinier ligger på linie med hinanden eller har samme retning, medens tandhjulssættenes excentriciteter er 180° ude af fase. Den grad, ved hvilken tandhjulssættenes excentriciteter er ude af fase i forhold til hinanden, kan 25 ændres, når momentbelastningen på motorens udgangsaksel ændres. Motorens fortrængning ændres, når faseforholdet imellem det primære og sekundære tandhjulssæt ændres.

De kamre, som dannes ved hjælp af det primære tandhjulssæt 30 107, er længere i aksial retning end de kamre, der dannes af det sekundære tandhjulssæt 109. Når tandhjulssættenes excentriciteter er 180° ude af fase med hinanden, falder deres excentricitetslinier L sammen med den fælles kommutationscen- Θ terlinie Cc- Når det sekundære tandhjulssæts 109 excentrici-35 tetscenterlinie skifter til en tilstand, hvor den er 90° ude af fase med det primære tandhjulssæts 107 excentricitetscenterlinie, ændres også vinklen imellem det sekundære tandhjulssæts excentricitetscenterlinie og den fælles kommutationscen- DK 167779 B1 18 terlinie Cc. Hvis den grad det sekundære tandhjulssæts 109 excentricitet &2 er ude fase med det primære tandhjulssæts 107 excentricitets e^ aftager, stiger motorens fortrængning.

5 Når det sekundære tandhjulssæts excentricitetscenterlinie er forsat en vinkel på 90° fra den fælles kommutationcenterlinie Cc, befinder motorens fortrængning sig ved en maksimumværdi.

Det sekundære tandhjulssæt 109 er således konstrueret, at Bel-10 leville-fjedrene 138 forbelaster det sekundære tandhjulssæt i retning af en orientering, hvor dets excentricitetscenterlinie ligger på linie med det primære tandhjulssæts 107 excentricitetscenterlinie samtidigt med, at dets excentr ici tet e£ er 180® ude af fase med det primære tandhjulssæts excentricitet 15 e^, dvs. en orientering, i hvilken motoren har en minimal fortrængning. Fig. 6 og 7 viser det primære og sekundære tandhjulssæt i denne tilstand.

Som reaktion på en voksende momentbelastning på udgangsakse-20 len, bevirker kombinationen af fluidumtryk i det sekundære tandhjulssæt 109, at det sekundære tandhjulssæts ydre gero-tortandhjul 128 roterer i retning imod virkningen af Belle-ville-fjedrenes 138 forbelastning. Efterhånden som det ydre gerotortandhjul 128 roterer, skifter dets excentricitetscenter-25 linie Lg hældning i forhold til den fælles kommutationscen-terlinie C . Den grad, ved hvilken det sekundære tandhjulssæt 109 excentricitet er ude af fase med det primære tandhjulssæt 107 excentricitet, reduceres herved samtidigt med, at motorens fortrængning øges. Med voksende momentbelastning 30 på udgangsakselen, vil motorens fortrængning således vokse.

Den i fig. 5-8 viste motor er også konstrueret til at hindre indespærring af fluidum, hvis tryk overskrider indstrømnings-fluidumets tryk, uafhængigt af, hvilken port, der er forbun-35 det med højtrykskilden. Husdelene 102 og 104 har et ventilog fluidumpassagearrangement til at lede højtryksfluidum fra indstrømningsporten til midten af apparatet, uafhængigt af,

Claims (4)

19 DK 167779 B1 hvilken port, der er indstrømningsporten. Som det fremgår af fig. 8, har husdelen 104 passager 170, 172, som står i forbindelse med hver sin port. En kugleventil 174 presses an imod det ene af et par sæder 176, 178, afhængig af, hvilken port, der modtager højtryksindstrømningsfluidumet. Denne port står i forbindelse med en passage 180 i husdelen 104. Som 5 det fremgår af fig. 5, ledes fluidumet i passagen 180 til motorens midte via passager i husdelen 102. Dette fluidum ledes til et trykkammer 179 via passager 182, 184 i drivleddene 126, 140, og en passage 186 i huspladen 112. Trykkammeret 179 står således i forbindelse med højtrykskilden, uaf-1° hængigt af, hvilken port, der modtager højtrykket. Huspladen 112 har en række passager 188, som forbinder trykkammeret 179 med kamrene i det sekundære gerotortandhjulssæt, og en énvejs-kuglekontraventil 190 findes i hver af disse passager. Apparatet hindrer således indespærring af fluidum på samme 15 måde som i den ovenfor beskrevne udførelsesform.

1. Hydraulisk motor (10) omfattende et i et hus (22, 110) placeret gerotortandhjulssæt (30, 32) bestående af et udvendigt fortandet, indre tandhjul (32) og et indvendigt fortandet, ydre tandhjul (30), som har en tand mere end det indre tandhjul (32) , idet tænderne på det indre tandhjul (32) og det 25 ydre tandhjul (30) indgriber med hinanden og afgrænser fluidkamre (A-G) , som udvider sig og trækker sig sammen under roterende og kredsende bevægelse af det indre tandhjul (32) i forhold til det ydre tandhjul (30) , idet de kamre, der udvider sig og de kamre, der trækker sig sammen, befinder sig på hver 3 0 sin side af gerotortandh julssættet s (30, 32) excentricitets-centerlinie Le, og hvilken motor (10) har en udgangsaksel 35 20 DK1b///»tn (16), som er koblet sammen med det indre tandhjul (32) til rotation sammen med dette, og hvilken motor har en kommuta-tionsventil (54) til dirigering af fluidum fra en indstrømningsport (27) til nogle af fluidumkamrene og dirigering af 5 fluidum fra andre fluidumkamre til en udstrømningsport (29), idet kommutationsventilen (54) har en centerlinie Cc, som adskiller de fluidumkamre, som står i forbindelse med ind-strømningsporten (27) fra de fluidumkamre, som står i forbindelse med udstrømningsporten (29) , kendetegnet ved, 10 at det ydre tandhjul (30, 128) er indrettet til at kunne rotere i begrænset udstrækning i forhold til huset (22, 110) og er forbelastet ved hjælp af fjedre (48, 138) ind i en rotationsorientering, der svarer til at motoren udviser minimumfortrængning og kommutationscenterlinien Cc og excentricitetscen-15 terlinien Le danner indbyrdes en vinkel φ, idet det ydre tandhjul (30, 128) bringes til at rotere fra denne position i retning af maksimumfortrængning, når der optræder voksende fluidumtryk i fluidumkamrene som følge af en øget momentbelastning af udgangsakselen (16, 100) virker på det ydre tand-20 hjul (30, 128) og overvinder forbelastningskraften, og at fjedrene (48, 138) er indsat imellem huset (22, 110) og det ydre tandhjul (30, 128), idet det ydre tandhjul (30, 128) har en række udsparinger (42, 132) og huset (22, 110) ligeledes har en række udsparinger (44, 134), som vender ind imod de 25 tilsvarende udsparinger (42, 132) i det ydre tandhjul (30, 128) , og idet fjedrene (48, 138) er anbragt delvis i husets (22, 110) udsparinger (44, 134) og delvis i det ydre tandhjuls (30, 128) udsparinger (42, 132). 1 Hydraulisk motor ifølge krav 1, kendetegnet 30 ved, at der findes midler til at begrænse fluidumtrykket i et kammer, der er i færd med at trække sig sammen, samtidigt med at kommutationsindretningen er i færd med at flytte dette kammer fra at stå i forbindelse med den ene port til at stå i forbindelse med den anden port, hvilke midler omfatter (I) et 35 trykhulrum (80), som står i forbindelse med indstrømningspor-ten (27) , (II) fluidumpassager (86, 188) imellem trykhulrummet DK 167779 B1 21 (80, 179) og hvert enkelt kammer (A-G), og (III) en kontraventil (90, 190), som er placeret i hver fluidumpassage, og som er indrettet til at hindre fluidum i at strømme fra trykhulrummet (80, 179) ind i kamrene (A-G), men tillade fluidum at 5 strømme fra et kammer (A-G) til trykhulrummet (80, 179) , når fluidumtrykket i et kammer overskrider fluidumtrykket i trykhulrummet (80, 179) .

3. Hydraulisk motor ifølge krav 1 eller 2, kende -tegnet ved, at det nævnte gerotortandhjulssæt danner et 10 første gerotortandhjulssæt (109) , og motoren har et andet gerotortandhjulssæt (107), som omfatter et ydre gerotor-tandhjul (120), der er fastgjort i et hus, og et indre gero-tortandhjul (124) , som er indrettet til at kunne rotere og kredse, at både det første og det andet gerotortandhjulssæts 15 indre tandhjul er koblet sammen med udgangsakselen (100), således at de roterer sammen med hinanden og med udgangsakselen (100), idet det første og det andet gerotortandhjulssæts excentricitet er ude af fase med hinanden, og at midlerne, der åbner mulighed for en ændring af orienteringen af det første 20 gerotortandhjulssæts (109) excentricitetscenterlinie, også er indrettet til at åbne mulighed for en ændring af den grad, ved hvilken det første gerotortandhjulssæts excentricitet er ude af fase med et andet gerotortandhjulssæts (107) excentricitet, så at motorens fortrængning ændres.

4. Hydraulisk motor ifølge krav 3, kendetegnet ved, at det første og det andet tandhjulssæts (107, 109) excentricitetscenterlinie er rettet ind på linie med hinanden og deres excentriciteter er 180° ude af fase med hinanden når motoren udviser minimums fortrængning, og at det første og det 30 andet tandhjulssæt (107, 109) har en fælles kommut at ions centerlinie, og deres excentriciteters faseforhold er variabel ved hjælp af ændring af vinklen imellem det første tandhjulssæts (109) excentricitetscenterlinie i forhold til det andet tandhjulssæts (107) excentricitetslinie, idet motorens for-35 trængning også er variabel i afhængighed af den nævnte vinkel-ændring.