FI109230B - Radiaalimäntähydraulimoottori - Google Patents

Description

109230

Radiaalimäntähydraulimoottori

Radialkolvhydraulmotor 5

Keksinnön kohteena on radiaalimäntähydraulimoottori.

Tekniikan tasosta tunnetaan radiaalimäntähydraulimoottoriratkaisut, joissa pyörite-10 tään kotelorunkoa ja johon kotelorunkoon liittyy siihen kiinnitetty jakaja. Jakaja on ns. jako venttiili, joka käsittää jakajaholkin pitkittäisakselin suuntaisia porauksia, jotka aukeavat jakajan otsapinnalta. Jakajaan on tulokanavat ja siitä on poistokanavat. Tulokanavat aukeavat jakajan otsapinnalle, samaten poistokanavat. Jakoventtii-lin kulloisetkin kanavat ovat vuoroittaisesti yhteydessä mäntätiloihin, jotka mäntäti-15 lat käsittävät männät ja niihin liittyvät paininpyörät, joka on sovitettu liikkumaan kotelorungon yhteydessä olevaa nokkarengasta vasten. Näin ollen osa männistä on työvaiheessa ja osa ei ole. Ne männät, jotka ovat työvaiheessa, niihin tuodaan paineista väliainetta jakajan kanavien kautta ja vastaavasti ne männät, jotka ovat si-, . vuuttaneet työvaiheen, poistavat öljyä jakajan kautta jakajan poistokanavien kautta.

) 20 Männissä olevat paininpyörät painavat kotelorungossa olevaa nokkarengasta. Nok- • · ". karengas käsittää aaltomaisen muodon, jolloin paininpyörien avulla pyöritetään nok- ...' karengasta ja siihen liittyvää kotelorunkoa. Jotta jakaja toimisi mahdollisimman hy- •; , vin, tulee jakajan otsapinnan olla tiiviisti liukusovituksessa sylinterirungon otsapin- taa vasten, joka käsittää kanavat mäntätiloihin.

25 .': ’. Hakemuksessa on esitetty parannus erityisesti hakijan aiempaan FI 942304 hake- . ’ . muksessa esitettyyn ratkaisuun. Keksinnön mukainen rakenne liittyy nimenomaan j ! sellaiseen radiaalimäntähydraulimoottoriin, jossa sylinterimnko liittyy kiinteästi ak seliin 14 esimerkiksi urakytkimellä ja jossa rakenteessa sylinterirunko ja siihen liit-30 tyvä akseli ovat pyörimättömiä. Keksinnön mukaisesti sylinterirungon sylinteriryh-mään 1 liittyvät sylinteri tilat Pi, P2... käsittävät yhteydessään öljykanavat, joka 2 109230 liittyvät edelleen jakajaan sylinterirangon otsapinnalta. Osassa kyseisistä sylinteri-rungon kanavista sijaitsevat sulkuventtiilit, joita ohjataan paineella. Keksinnön mukaisesti esiohjataan sulkuventtiilejä seuraavasti. Akselin läpi on viety kanava-poraus ja kyseisestä porauksesta haarautetaan tiettyihin sylinteritiloihin niiden 5 yhteydessä oleviin sulkuventtiileihin ohjaus. Keksinnön mukainen rakenne käsittää ainakin yhden toisen porauksen, josta haarautetaan ohjaukset toisiin sylinteri-ryhmän mäntätiloihin niiden sulkuventtiileille. Osa sylinteritiloihin liittyvistä kanavista sylinterirungossa on sellaisia, että ne eivät käsitä sulkuventtiiliä ja niihin johdetaan käytössä aina paineinen öljy. Näin ohjauskanavia valinnaisesti käyttä-10 mällä saadaan erilaisia kytkentöjä ja siten tilavuusvirtojen yhdistelmiä.

Keksinnön mukaiselle radiaalimäntähydraulimoottorille on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

15 Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei ole tarkoitus kuitenkaan yksinomaan rajoittaa.

. . Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen radiaalimäntähydraulimoottori poikki- '. 20 leikkauskuvantona.

• ·

Kuviossa 2 on esitetty havainnollisesti akselissa 14 sijaitsevien kanavien Yi ja Y2 käyttö ohjauksen aikaansaamiseksi sylinterirungossa sijaitseville sulkuventtiileille.

25 ,'y. Kuvioissa 3A ja 3B on esitetty keksinnön mukaisessa radiaalimäntähydrauli- . moottorissa, joka käsittää 12 sylinteriä, toteutettu 1/2-kierrostilavuussäätö. Kuvio ii#: 3A on poikkileikkaus radiaalimäntähydraulimoottorista ja kuvio 3B on leikkaus I-I kuviosta 3A. Vastaavissa leikkauksissa I - I on esitetty kuvioissa 4, 5A ja 5B 30 säätövariaatiot.

3 109230

Kuviossa 4 on esitetty ns. 1/4-kierrostilavuussäätö.

Kuviossa 5A on esitetty ns. 3/4-kierrostilavuussäätö.

5 Kuviossa 5B on esitetty l/l-kierrostilavuussäätöasento.

Kuviossa 6A on esitetty kanaviin Yi ja Y2 liittyvät jakoventtiili 100, jonka avulla ohjataan ohjauspaineen tulo kanaviin Yj ja/tai Y2. Toiseen kanavaan Yi on liitetty sulkuventtiilin toiminnan havainnollistamiseksi sylinterirungossa sijaitseva sulku-10 venttiili 70.

Kuviossa 6B on esitetty sulkuventtiili 70 suurennetussa mittakaavassa.

Kuviossa 1 on esitetty radiaalimäntähydraulimoottori 10 poikkileikkauskuvantona.

15 Radiaalimäntähydraulimoottori 10 käsittää pyöritetyn kotelorungon 11. Kotelorun- koon 11 liittyy nokkarengas 12. Kuvion suoritusmuodossa pyöritetään kotelorunkoa 11, johon liittyy kiinteässä asemassa kotelorungon 11 suhteen olevajakaja 13. Jakaja j . 13 on jakoventtiili, joka käsittää useita porauksia eiA; e2B , jotka ovat yhteydessä keskeisen akselin 14 tulokanavaan ei ja poistokanavaan e2. Jakaja 13 pyörii kotelo- 20 rungon 11 mukana ja paineiset kanavat ei a ja paluuöljykanavat e2B joutuvat vuoron 7’. perään kosketuksiin sylinterirungossa 15 olevien sylinterien mäntien 16ai, 16a2...

• · • ·.[ sylintereille Pj, P2... niiden sylinteritiloihin johtavien virtauskanavien kanavapää- ·;·, tyjen kanssa. Näin ollen osa sylinterien Pj, P2... männistä 16ai, 16a2... on työvai heessa, jolloin paineinen väliaine johdetaan jakajan 13 kautta sylintereille Pj, P2... ja : ·. 25 osa männistä 16ai, 16a2... on lepovaiheessa, jolloin mainittujen mäntien 16ai, 16a2...

‘. sylinterien Pi, P2... sylinteritiloista johdetaan öljyä jakajan 13 kautta poistokana- . vaan e2. Pyörimättömässä keskeisessä akselissa 14 oleva pyörimätön sylinterirunko [ t '· 15 käsittää sylinteriryhmän Ri, jolloin sylinterirungossa 15 on useita sylinteritiloja P], P2... ja näissä männät 16ai, 16a2.... Mäntä 16ai, 16a2... on sovitettu liikkumaan ; _; 30 sylinterin Pi, P2... sylinteritilassa sinne tuodun öljynpaineen vaikutuksesta. Kuviossa esitetysti käsittää kukin mäntä 16 sen yläpintaan vapaasti asetetun poikkileikkauk- 4 109230 seitaan ympyräpoikkileikkauksen omaavan paininpyörän 17ai, 17a2... Painettaessa mäntä 16ai, 16a2... voimalla nokkarenkaan 12 aaltomaista pintaa 12a vasten, saadaan nokkarengas 12 ja siihen liittyvä kotelorunko 11 ja kotelorunkoon 11 liittyvä jako-venttiili eli jakaja 13 pyörimään.

5

Kotelorunko 11 on laakeroitu pyörimään laakerin Gi ja G2 varassa keskeisen akselin 14 suhteen.

Kuviossa 1 esitetysti käsittää sylinterirunko mäntätilojen yhteydessä paineella ohja-10 tut sulkuventtiilit 70ai, 70a2.jolloin sulkuventtiilien 70ai, 70a2... avulla on lukittavissa paineisen öljyn tulo sylinterien Pi, P2... sylinteritiloihin ja siten on poistettavissa kyseiseen sylinteritilaan liittyvä mäntä toiminnasta. Moottorin tilavuusvirtaa voidaan säätää ohjaamalla ohjauspaineen tuloa sylinterirungossa olevalle sulkuvent-tiileille 70ai, 70a2·...

15

Kuviossa 1 esitetty radiaalihydraulimäntämoottori käsittää kanavan Yi, jonka kautta johdetaan ohjauspaine sulkuventtiileille 70ai, 70a3, 70as, 70a7, 70a9 ja 70an, jotka i . sulkuventtiilit liittyvät edelleen sylintereihin Pi, P3, P5, P7, P9 ja Pii· Vastaavasti öljykanava Y2 liittyy sulkuventtiileille 70a2, 70a6 ja 70aio mainittuihin sylinterei- *t 20 hin liittyvien mäntien P2, Pf„ P10 sulkemiseksi pois käytöstä tai liittämiseksi käyt- ·. : töön.

• · •:*. Sylinterit P4, Pg ja Pi2 eivät käsitä yhteydessään sulkuventtiilejä 70, jolloin ne ovat aina käytössä. Näin ollen kuvion 1 mukainen radiaalimäntähydraulimoottori kä-25 sittää sylinteriryhmässä edullisesti yhteensä 12 sylinteriä; sylinterit Pi, P2 ... Pi2.

·'·*: SylinterejäP|,P2... voi ollamyösjokin 12:stamonikerta.

Kuviossa 2 on havainnollistettu sulkuventtiilin 70ai, 70a2... ohjaustoimintaa siten, että ohjauskanavan Y1 kautta johdetaan ohjauspaine sulkuventtiilille sen sulkemisek-30 si. Kanava Yi avautuu rengastilaan 51, johon rengastilaan avautuvat esimerkiksi kuuteen eri mäntään liittyvän sulkuventtiilin ohjauskanavat. Näin ollen vaikuttamalla 5 109230 paineella kanavaan Yi ohjataan samanaikaisesti sulkuventtiilejä 70ai, 70a3, 70as, 70a7, 70a9 ja 70an ja suljetaan paineiselle väliaineelle sen työpaineella virtaustie sylintereille Pi, P3, P5, P7, P9 ja Pn. Vastaavasti toisen kanavan Y2 kautta on johdettavissa ohjauspaine toiseen rengastilaan 61 ja edelleen kuviossa havainnolli-5 sesti esitetysti kolmelle eri sulkuventtiilille 70a2, 70a6, 70aio, jotka sijaitsevat sy-linterirungossa sylintereille P2, Ρβ, P10 johtavan öljykanavan yhteydessä.

Vastaavasti osaan sylinterejä P4, P8ja P]2 johdetaan paineinen öljy suoraan jakajalta 13 siten, että kyseisten sylinteritilojen kanavien yhteydessä ei ole sulkuvent-10 tiiliä 70.

Näin saadaan käyttämällä ohjausta kanaviin Yi ja/tai Y2 ohjattuja sulkuventtiilejä 70ai, 70a2... ja saadaan halutuille sylintereille Pi, P2... työpaine. Kun mäntiä on 12 kappaletta, saadaan seuraavat tilavuusvirtayhdistelmät 1A, V2, 3/a ja 1 -15 kierrostilavuutta.

Kuvioissa 3A ja 3B on esitetty 1/2-kierrostilavuussäätö. Kuvio 3B on leikkaus I-I . kuviosta 3A. Sylinteriryhmä käsittää 12 sylinteriä, sylinterit Pi, P2, P3...P12· Ku viossa 3 on esitetty tummennettuna kanavaan Yi yhteydessä olevat sylinterit Pj, • _ 20 P3, P5, P7, P9 ja Pi 1, jolloin kanavaan Y1 johdetaan ohjauspaine. Sylinterit Pi, P3, *. : P5, P7, P9 ja Pn ovat 60°:een tasajaolla toisiinsa nähden sylinteriryhmässä.

'Kanavaan Y2 yhteydessä olevat sylinterit P2, Pö, P10 ovat 120°:een jaolla toisiinsa nähden. Ne sylinterit, jotka eivät käsitä yhteydessään sylinterirungossa sulkuvent-: : 25 tiiliä, ovat myös 120°:een jaolla toisiinsa nähden sylinteriryhmässä Ri ja kyseisiä : 7 : sylinterejä on merkitty kuvion 3 viitekirjaimen P4, P8 ja P]2.

! · I

! · · · Kuviossa on merkitty ns. 1/2-kierrostilavuussäätö, jossa paine tuodaan kanavaan X Yj. Sylinterit Pi, P3, P5, P7, P9 ja Pn ovat suljettuna ja työpaine voidaan johtaa ···. 30 kaikille muille sylinteriryhmän sylintereille eli sylintereille P4, P8 ja Pt2 sekä sy- 6 109230 lintereille P2, Pe, Pio· Näin ollen kuusi sylinteriä on toiminnassa ja toiset kuusi suljettuna.

Kuviossa 4 on esitetty ns. 1/4-kierrostilavuussäätö. Tällöin ohjauspaine tuodaan 5 sekä kanavaan Yi että Y2, jolloin kanavaan Yj liittyvät sylinterit Pj, P3, P5, P7, P9 ja Pn ovat suljettuina ja vastaavasti kanavaan Y2 liittyvät sylinterit P2, Ρό ja Pio ovat suljettuina. Sen sijaan sylinterit P4, Pg ja P12, jotka eivät käsitä yhteydessään sulkuventtiiliä 70, ovat toiminnassa.

10 Kuviossa 5A on esitetty ns. 3/4-kierrostilavuussäätö. Kyseisessä säätöasennossa tuodaan ohjauspaine kanavaan Y2 ja siten sylintereille P2, Ρό ja Pio- Tällöin kyseiset sylinterit ovat sulkutilassa ja käytettyinä ovat sylinterit Pj, P3, P5, P7, P9 ja Pn sekä P4, PgjaPi2.

15 Kun ohjauspainetta ei johdeta kanavaan Y1 eikä Y2, ovat kaikki sylinterit Pi, P2...P12 kytketty toimintaan ja saadaan ns. täyskierrostilavuussäätöasento. Kyseinen säätöasento on esitetty kuviossa 5B.

, . Kuviossa 6A on esitetty keksinnön mukaisen ohjauksen toteutussuoritusmuoto.

! 20 Keksinnön mukaisesti käytetään jako venttiiliä 100, joka käsittää ohjauskarat 101ai, 101a2. Karoihin voidaan vaikuttaa ohjausöljynpaineella tai esimerkiksi ;·, sähköisesti käyttämällä solenoidia. Karoihin vaikuttamalla avataan ja suljetaan ;·, paineyhteys kanaviin Yi ja Y2. Jakoventtiili 100 voi sijaita kiinteästi akselin 14 päädyssä tai se voi olla osana akselia 14.

25

Kuviossa 6A esitetyssä ratkaisussa johdetaan työpaine venttiilille 100 sen kana-. vaan 102. Ohjauskaroihin 101ai ja 101a2 niiden painepuolen päätyihin Ni, N2 vai- kuttamalla liikutetaan karoja karathan 104ai, 104a2 päätyjä kohti ja avataan pai-neväliaineen yhteys kanavan 102 kautta kanaviin Y2 ja/tai Y\. Kun painetiloihin 30 N|, N2 karojen päädyissä ei tuoda sähköisesti tai hydraulisesti ohjausta, pysyvät karat karojen ympärillä olevien jousien Ja, Jb avulla asennossa, joka sallii paine- I * 7 109230 väliaineelle kulun ohjauskanavista Y2, Yi poistolinjojen 103ai, 103a2 kautta moottorin poistolinjaan.

Kuvioissa 6B on esitetty sulkuventtiilin 70 rakenne suurennetussa mittakaavassa.

5

Kuvioissa 6A ja 6B esitetysti johdetaan siten ohjauspaine kanaviin Y\ ja/tai Y2.

Kuviossa edelleen havainnollisesti esitetysti kyseinen paine johdetaan sulkuvent-tiilille 70 siten, että se tulee vaikuttamaan sulkuventtiilin karan 80 päätyyn. Normaalitilassa karan 80 päätyyn vaikuttaa jousi J, joka pitää kyseisen sulkuventtiilin 10 70, silloin kuin työpaine ei ole johdettu karan toiselle puolelle, sulkuasennossa ja päästää öljyn virtaamaan poistoon F10 esimerkiksi kotelorunkoon karan 80 keskeisen kanavan F kautta. Kun paineinen öljy vaikuttaa karan 80 jousen J puolelle, ei myöskään työpaine pysty liikuttamaan karaa 80 ja kara 80 sulkee työpaineelle yhteyden sulkuventtiiliin 70 liittyvään sylinteriin Pj tai P3 tai P5... Kun ohjauspai-15 netta ei tuoda esimerkiksi kuviossa 6B esitetysti kanavaan Yi ja työpaine vaikuttaa karan 80 päätyyn, liikuttaa työpaine karan 80 nuolella Si esitetysti kuviossa oikealle ja työpaine pääsee vaikuttamaan mäntään 16ai, 16a3... Tällöin samalla , sulkeutuu yhteys karan 80 keskeisen kanavan F kautta poistoon Fi0. Kun ohjaus- , . paine vaikuttaa, siirtää se karan 80 kuviossa esitetysti vasemmalle (nuoli S2) ja

! 20 sylinterin mäntätila avautuu poistokanavaan F10 karan 80 keskeisen kanavan F

f * [ '. kautta. Jousen J tehtävä on siirtää kara 80 sellaiseen asentoon, että männän ala- '; , puolella oleva öljytila yhdistyy poistoon silloin, kun moottori ei ole paineistettuna.

Kun ohjauspainetta ei tuoda kanavien Yi ja/tai Y2 kautta sulkuventtiilin 70 karalle ; *, 25 80 ja kun työpaine on siirtänyt karan 80 nuolella S1 esitettyyn suuntaan ja avannut ’: ’. työpaineelle pääsyn männän alapuoliseen tilaan, pitää kyseisessä työkierrossa ja sul- . kuventtiilin 70 asennolla männän alapuolisessa tilassa vallitseva paine karan 80 ,,, I suuntaan Si painettuna. Näin on asianlaita myös silloin, kun pyöritetty jakaja 13 ja kaa öljyä eri työvaiheisiin ja välillä yhdistää männän 16ai, 16a2-.. alapuolisen öljy-30 tilan jakajan 13 kautta poistokanavaan e2B, e2.

Claims (12)

109230

1. Radiaalimäntähydraulimoottori (10), joka käsittää pyöritetyn kotelorungon (11), johon kotelorunkoon (11) liittyy nokkarengas (12) ja joka radiaalimäntähyd-5 raulimoottori (10) käsittää kiinteän pyörimättömän akselin (14), johon liittyy kiinteässä asemassa oleva sylinterirunko (15), jolloin radiaalimäntähydraulimoottori käsittää jakajan (13), joka liittyy kotelorunkoon (11) ja pyörii sen mukana, jolloin jakajassa olevien kanavien kautta johdetaan paineinen paineväliaine sylinterien (Pi, P2·..) männille (16ai, 16a2·..) jako venttiilin eli jakajan (13) säätä-10 mänä, ja että ainakin osa sylintereistä (Pi, P2) käsittää yhteydessään sulkuventtiilin (70ai, 70a2...), jonka avulla on suljettavissa osa männistä (16ai, 16a2·..) pois käytöstä, tunnettu siitä, että akseli (14) käsittää samalla sylinteriryhmällä (I) sen sylinterirungon (15) sulkuventtiileille (70ai, 70a2) ainakin kaksi ohjauspainekana-vaa (Yj, Y2), jolloin tuomalla paine valinnaisesti kanavaan (Yi tai Y2; Y\ ja Y2) 15 saadaan suljettua tietyt sylinterit (Pi, P2. --) pois toiminnasta tuomalla ohjauspaine sulkuventtiileille (70ai, 70a2, 70&2...).

; , 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen radiaalimäntähydraulimoottori, tunnettu j ; · ; I , , siitä, että kanavat (Yi, Y2) ovat yhteydessä jakoventtiiliin (100), joka käsittää oh- ! 20 jauskarat (101 ai, 101a2), joiden avulla säädetään paineisen väliaineen tulo valin- . naisesti kanaviin (Y1 tai Y2; Yi ja Y2) niihin liittyvien sylinterirungon (15) sulku- 1 1 •; ·, venttiilien (70ai, 70a2...) ohjaamiseksi. t

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen radiaalimäntähydraulimoottori, tunnettu .1 ϊ*, 25 siitä, että kanava (Yi, Y2) on akselin (14) poraus, joka liittyy akselin (14) ulkoke- hän rengaskanavaan (51, 61), joka on yhteydessä tiettyihin sylinterirungon (15) .' . sulkuventtiileihin (70ai, 70a2, 70a3...). < ? » >1111 1 a

* 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen radiaalimäntähydrauli- :,:1 30 moottori, tunnettu siitä, että sulkuventtiili (70; 70ai, 70a2...) käsittää jousen (J), t jonka avulla painetaan sulkuventtiiliä karan (80) toista ääriasentoa kohti (sunta 109230 S2), jossa ääriasennossa on männän (16ai, 16a2- -.) alapuolinen öljyillä yhdistetty karan (80) keskeisen kanavan (F) kautta poistokanavaan (F 10)-

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen radiaalimäntähydrauli-5 moottori, tunnettu siitä, että hydrauliöljyn ohjauspaine kanavasta (Yi, Y2) johdetaan karan (80) siihen päätyyn, joka käsittää jousen (J).

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen radiaalimäntähydrauli-moottori, tunnettu siitä, että kanavien (Yi, Y2) yhteydessä oleva ohjauspaineen 10 jakoventtiili (100) on liitetty akselin (14) yhteyteen.

7. Edellisen patenttivaatimuksen mukainen radiaalimäntähydraulimoottori, tunnettu siitä, että jakoventtiili (100) on liitetty akselin (14) toiseen päätyyn.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen radiaalimäntähydraulimoottori, tunnettu siitä, että radiaalimäntähydraulimoottori käsittää 12 sylinteriä (Pi, P2...P12)·

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen radiaalimäntähydraulimoottori, tunnettu ': ‘‘: siitä, että radiaalimäntähydraulimoottori käsittää N x 12 sylinteriä (Pi, P2...Pn) eli * » · : 20 jonkin 12 monikerran.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen radiaalimäntähydraulimoottori, tunnettu ♦ * * » ♦ * ’ siitä, että kanava (Yi) johtaa hydrauliöljyn sulkuventtiileille (70ai, 70a3, 70as, '·" ’ 70a7, 70agja 70an), jotka liittyvät sylintereihin (Pi, P3, P5, P7, P9 ja Pn). 25 ; 11

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen radiaalimäntähydraulimoottori, tunnettu siitä, että kanava (Y2) johtaa hydrauliöljyn sulkuventtiileille (70a2, 70a6, 70aio), ' ': jotka liittyvät sylinterirungon (15) sylintereihin (P2, Pö, P10)· I ' * t » : 30

12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen radiaalimäntähydraulimoottori, tunnettu siitä, että sylinterit (P4, Ps ja P12) eivät käsitä yhteydessään sulkuventtiiliä (70), 109230 jolloin paineinen öljy tuodaan jakajalta (13) aina kyseisille sylintereille (P4, Ps ja P12). I · ‘ » · sii* 109230