ES2217612T3 - Motor hidraulico de piston axial giratorio. - Google Patents

Motor hidraulico de piston axial giratorio.

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ES2217612T3 ES98962771T ES98962771T ES2217612T3 ES 2217612 T3 ES2217612 T3 ES 2217612T3 ES 98962771 T ES98962771 T ES 98962771T ES 98962771 T ES98962771 T ES 98962771T ES 2217612 T3 ES2217612 T3 ES 2217612T3
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Abstract

Una máquina hidráulica rotativa con pistón axial que tiene un alojamiento (2), que encierra un cuerpo de cilindro (11) rotativo, que tiene varios cilindros axiales (13) con varios pistones (12) con movimiento de vaivén entre dos posiciones finales definidas, cooperando dichos pistones con un plato (21) con un ángulo con relación a un eje de rotación (10) del cuerpo con el fin de obtener dicho movimiento de vaivén, teniendo dichos cilindros unos puertos (16) que actúan alternativamente como puertos de entrada y de salida, teniendo dicho alojamiento al menos un canal de entrada y de salida (5, 6), teniendo cada uno un puerto (28, 29) con forma de riñón, enfrente de dichos puertos de dichos cilindros y comunicando con varios de dichos puertos, teniendo dichos puertos al menos dos piezas (3, 4, 7), definiendo una pieza (3) de dichas piezas de alojamiento las posiciones de giro del cuerpo en dichas posiciones finales de dichos pistones, definiendo una segunda pieza (4) de dichas piezas de alojamiento las posiciones de giro de los puertos con forma de riñón, con relación a dichas posiciones finales, siendo dichas piezas primera y segunda de dicho alojamiento alternativamente posicionables en dos posiciones de giro diferentes con el fin de escoger la dirección de rotación del cuerpo del cilindro, caracterizada porque dichas dos posiciones de giro son al menos dos posiciones diferentes que se desvían desde un ángulo de giro relativo de 0º, alternativamente 180º, de forma que los puertos con forma de riñón (28, 29) se desplazan una longitud predeterminada en la dirección de rotación.

Description

Motor hidráulico de pistón axial giratorio.
Campo técnico
El presente invento se refiere a una máquina hidráulica rotativa con pistón axial de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 que sigue.
Técnica anterior
De la patente de EEUU 4.934.253 es ya conocido adaptar una bomba para que funcione en cualquier dirección por medio de un alojamiento de dos piezas, que incluye una pieza de alojamiento y una pieza de conexión. Esta última pieza puede ser montada en dos posiciones alternativas giradas sustancialmente 180º con respecto al eje central de la máquina con pistón axial. La pieza de conexión de acuerdo con el dispositivo conocido está provista de cuatro agujeros de conexión adaptados para ser colocados coaxialmente con los agujeros correspondientes en la pieza de alojamiento, con lo que las dos posiciones alternativas están desplazadas 180º entre sí. Esto limita las posibilidades para diseñar la bomba conocida anterior con funcionamiento óptimo con respecto a la capacidad.
El presente invento
El fin del presente invento es proporcionar una máquina hidráulica rotativa con pistón axial del tipo discutido anteriormente que tiene una capacidad aumentada en cualquier dirección de rotación.
El presente objeto se obtiene por medio de una máquina de acuerdo con el presente invento, que está caracterizada de acuerdo con la parte caracterizadora de la reivindicación 1 aneja.
Breve descripción de los dibujos
El invento se describirá a continuación con más detalle haciendo referencia a una realización preferida mostrada en los dibujos, en los que:
la Figura 1 muestra una vista lateral de una bomba de acuerdo con el presente invento,
la Figura 2 es una vista desde un extremo de la bomba,
la Figura 3 es una sección axial de la bomba,
la Figura 4 es una vista en planta de una pieza de conexión de la bomba vista separadamente desde el interior,
la Figura 5 es una vista desde un extremo de una realización modificada de una pieza de alojamiento de la bomba de acuerdo con la Figura 1, y
la Figura 6 es una vista desde un extremo de la pieza de conexión de la bomba, que muestra dos posiciones de giro alternativas de la pieza de conexión.
Descripción detallada de una realización preferida
La máquina hidráulica rotativa con pistón axial de acuerdo con el presente invento se muestra como una realización en las Figuras 1 y 2 como una bomba 1 con pistón axial que tiene un alojamiento 2 que está compuesta por al menos dos piezas, tres piezas en el ejemplo mostrado, es decir una pieza de alojamiento 3 y una pieza de conexión 4, que tiene aberturas de conexión, es decir una abertura de entrada 5 y una abertura de salida 6 para conectar conductos de entrada y salida del fluido hidráulico a la bomba. Una tercera pieza 7 del alojamiento es una pieza de soporte para el eje de entrada 8 que está dispuesto para ser conectado a un motor de impulsión, no mostrado.
En la Figura 3 se muestran las piezas generales de la bomba. La bomba es de las denominadas de tipo de eje acodado, que tiene un eje rotativo 9, que forma un eje rotativo para el eje de entrada 8 y un segundo eje rotativo 10 inclinado con relación al primer eje un ángulo de, por ejemplo, 40º. El segundo eje rotativo es un eje de un cuerpo de cilindro 11 que está articulado rotatoriamente en el alojamiento. El cuerpo del cilindro 11 tiene varios pistones 12 que se pueden mover axialmente, es decir sustancialmente en paralelo con el eje 10 en un movimiento de vaivén en un correspondiente número de cilindros 13, que también se extienden axialmente con el eje 10, y circunferencialmente igualmente espaciados a lo largo de una línea circular 14, véase la Figura 5. Cada cilindro 13 tiene un paso 15 de fluido con un puerto 16 en la superficie plana extrema 17 del cuerpo del cilindro 11. Cada abertura 16 tiene su longitud mayor a lo largo de la línea circular periférica 14 y tiene forma de riñón. En la Figura 3 se aprecia también que cada pistón 12 tiene una biela de pistón 18 que tiene cabezas esféricas 19, apoyadas en superficies de cojinetes esféricos, que forman entrantes 20 en un plato oscilante 21 que es parte integrante del eje de entrada 8. Los entrantes esféricos 20 pueden girar alrededor de un plano radial que está en ángulo con relación al plano radial del cuerpo del cilindro 11, con lo que se produce el movimiento de vaivén de los pistones 12 y la acción de bombeo de acuerdo con un principio ya conocido, con el fin de crear vacío, esto es succión, en la abertura de entrada 5 y presión en la abertura de salida 6, véase por ejemplo la patente de EE.UU. Nº 5.176.066. Los medios de sincronización están dispuestos con el fin de sincronizar los movimientos rotatorios del cuerpo del cilindro con la rotación del plato oscilante 21. En el ejemplo mostrado los medios de sincronización tienen la forma de engranaje dentado formado por una corona de rueda dentada 22 en el cuerpo del cilindro, que coopera con una rueda dentada 23 del eje de entrada 8. Un pasador 24 de soporte soporta el cuerpo del cilindro a lo largo del eje 10 que coopera con un eje 25 que forma el eje rotativo 10 y sale a través de un taladro 26 del cuerpo del cilindro y está soportado en un taladro 26' de la pieza de conexión 4 del alojamiento.
La Figura 4 muestra la pieza de conexión 4 del alojamiento separadamente y desde el interior. La pieza de conexión 4 tiene en su interior una superficie 27 circular, sustancialmente plana, que en la posición montada está frente a la superficie plana 17 del cuerpo del cilindro 11. Las dos superficies planas 17, 7 están dispuestas para estar en contacto entre sí con un ajuste de estanquidad. En su interior la pieza de conexión 4 está provista de un puerto de entrada 28 y de un puerto de salida 29, que tienen forma de riñón. El puerto de entrada 28 comunica a través de un canal con la abertura de entrada 5 y la abertura 29 de salida interior comunica a través de un canal independiente con una abertura de salida 5 en el exterior de la pieza de conexión 4. El puerto de entrada y el de salida 28, 29 se extienden a lo largo de una línea circular periférica 30 que tiene un radio que se corresponde con el de la línea circular 14 de las aberturas 16 del cuerpo del cilindro 11. La abertura de entrada y la de salida 28, 29 se extienden a cada mitad de dicha línea circular 30, separadas por un plano principal 31 que se extiende a través de la pieza de conexión 4. El puerto de entrada y el de salida 28, 29 están además divididos por un segundo plano principal 32 que se extiende a 90º con relación al primer plano principal 31. Uno de estos planos principales es normalmente un plano simétrico para la pieza de conexión 4. El puerto de entrada y el de salida 28, 29 se extienden posteriormente a lo largo de la línea circular 30 a lo largo de un ángulo periférico predeterminado, que en el ejemplo mostrado es algo más ancho para la abertura de entrada 5 que para la abertura de salida 6 y están dispuestos de forma que simultáneamente más de un puerto del cilindro 16 comunique con el puerto de entrada 28 y el puerto 29 de salida interior respectivamente.
De acuerdo con el presente invento, la pieza de conexión 4 del alojamiento 2 está dispuesta para ser montada en al menos dos posiciones alternativas con el fin de permitir que la bomba sea operada rotando el eje de entrada en dos direcciones de rotación alternativas. De acuerdo con el presente invento se ha descubierto que la capacidad de conducción de la bomba puede aumentarse ampliando el puerto de entrada 28 con forma de riñón de la pieza de conexión 4 en la dirección de rotación elegida del cuerpo del cilindro, de forma que los puertos 16 del cilindro estén abiertos al puerto de entrada 28 con forma de riñón, incluso cuando el pistón 12 correspondiente pase su punto muerto inferior P.M.I. De acuerdo con el presente invento esto se consigue mediante las dos posiciones de montaje alternativas de la pieza de conexión 4 desviadas una de otra un ángulo de giro relativo
\alpha = 6º-30º, alternativamente \beta = 186º-210º (\alpha+180º), de forma que los puertos 28, 29 con forma de riñón estén desplazados una distancia predeterminada en la dirección de rotación. Esto se consigue prácticamente haciendo posible que los medios de fijación 33, 34, 35, 36 entre la pieza de conexión 4 y la pieza de alojamiento 3 fijen la pieza de conexión en al menos dos posiciones alternativas, de forma que la pieza de conexión pueda ser desplazada de acuerdo con los intervalos anteriores. El plano principal 37 está definido por los puntos muertos superior e inferior de los pistones, y el plano principal 31 es el correspondiente a éste. Consecuentemente, los planos principales 31, 32 pueden estar en dos posiciones alternativas desplazadas sustancialmente la mitad de los intervalos anteriores con respecto a los dos planos principales 37, 38 definidos por la pieza de alojamiento, véanse las Figuras 5 y 6. El plano principal 38 se extiende 90º con relación al plano principal 37. La Figura 6 muestra las diferentes posiciones de montaje de la pieza de conexión 4. Todos los planos principales 31, 32, 37, 38 se cruzan en el eje de rotación del cuerpo del cilindro 11. Los medios de fijación 33-36 son prácticamente tornillos que se extienden a través de dos conjuntos de agujeros 39-42 y 43-46 respectivamente en la pieza de conexión 4, y un conjunto de agujeros 45-48 en la pieza de alojamiento 3, como se ve en las Figuras 4 y 5, o al contrario, como se ve en la Figura 6. Consecuentemente, en la realización de la Figura 6 las piezas de conexión 4 tienen un conjunto de agujeros 39'-42' y la pieza de alojamiento 3 tiene dos conjuntos de agujeros (no mostrados). En la realización que se muestra en la Figura 2 los medios de fijación 33-36 con sus conjuntos alternativos de agujeros 39-42 y 43-46 carecen de simetría con respecto a sus posiciones mutuas en la pieza de conexión así como la pieza de alojamiento 3. Esto implica que solamente son posibles dos posiciones alternativas. En la realización modificada mostrada en las Figuras 4-6 todos los agujeros son simétricos con respecto a sus posiciones mutuas. Esto implica que son posibles cuatro posiciones alternativas. Alternativamente, los agujeros dobles pueden ser sustituidos por agujeros alargados que permitan que la pieza de conexión pueda ser colocada en un gran número de posiciones dentro de intervalos angulares definidos.
En las realizaciones anteriores la máquina ha sido descrita como una bomba que tiene un eje de entrada para un motor. El mismo principio puede usarse para una máquina que actúa como un motor, impulsado por un fluido hidráulico, en tanto que el eje 8 actúa como un eje de salida para impulsar una máquina rotativa, por ejemplo una máquina taladradora.

Claims (8)

1. Una máquina hidráulica rotativa con pistón axial que tiene un alojamiento (2), que encierra un cuerpo de cilindro (11) rotativo, que tiene varios cilindros axiales (13) con varios pistones (12) con movimiento de vaivén entre dos posiciones finales definidas, cooperando dichos pistones con un plato (21) con un ángulo con relación a un eje de rotación (10) del cuerpo con el fin de obtener dicho movimiento de vaivén, teniendo dichos cilindros unos puertos (16) que actúan alternativamente como puertos de entrada y de salida, teniendo dicho alojamiento al menos un canal de entrada y de salida (5, 6), teniendo cada uno un puerto (28, 29) con forma de riñón, enfrente de dichos puertos de dichos cilindros y comunicando con varios de dichos puertos, teniendo dichos puertos al menos dos piezas (3, 4, 7), definiendo una pieza (3) de dichas piezas de alojamiento las posiciones de giro del cuerpo en dichas posiciones finales de dichos pistones, definiendo una segunda pieza (4) de dichas piezas de alojamiento las posiciones de giro de los puertos con forma de riñón, con relación a dichas posiciones finales, siendo dichas piezas primera y segunda de dicho alojamiento alternativamente posicionables en dos posiciones de giro diferentes con el fin de escoger la dirección de rotación del cuerpo del cilindro, caracterizada porque dichas dos posiciones de giro son al menos dos posiciones diferentes que se desvían desde un ángulo de giro relativo de 0º, alternativamente 180º, de forma que los puertos con forma de riñón (28, 29) se desplazan una longitud predeterminada en la dirección de rotación.
2. Una máquina hidráulica rotativa con pistón axial de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho ángulo de desviación es del orden de 6º-30º, alternativamente 186º-210º.
3. Una máquina hidráulica rotativa con pistón axial de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicha segunda pieza (4) de alojamiento es una pieza extrema que tiene varios medios de fijación (33-36, 39-46) para fijar dicha segunda pieza de alojamiento a dicha primera pieza de alojamiento en al menos dos posiciones relativas alternativas.
4. Una máquina hidráulica rotativa con pistón axial de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque dichos medios de fijación (33-36, 39-46) son tornillos y agujeros en dichas piezas de alojamiento primera y segunda (3, 4), siendo dichos agujeros (39-46) dos por cada tornillo (33-36), definiendo el primero de dichos agujeros (39-41) una primera de dichas posiciones de giro, y definiendo el segundo de dichos agujeros (42-46) la segunda de dichas posiciones de giro.
5. Una máquina hidráulica rotativa con pistón axial de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque dichos agujeros están posicionados sin simetría, lo que implica que la segunda pieza (4) de alojamiento puede ser montada en solamente dos posiciones alternativas.
6. Una máquina hidráulica rotativa con pistón axial de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque dichos medios de fijación son tornillos y agujeros en dichas piezas de alojamiento primera y segunda, siendo dichos agujeros unos agujeros alargados que definen dichas al menos dos posiciones de giro diferentes.
7. Una máquina hidráulica rotativa con pistón axial de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha máquina es una bomba que tiene un eje de entrada (8) para un motor.
8. Una máquina hidráulica rotativa con pistón axial de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-6, caracterizada porque dicha máquina es un motor que tiene un eje de salida para impulsar una máquina rotativa.
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