FI64840C - Hydraulisk motor - Google Patents

Description

I--4 ~Ί Γβ1 KU ULUTUSJ (JLKAISU , > Q , η W <11) utlAcgningsskrift 64 840 C F''ic::t -jidclnt V ^ ' (51) Kv.ikP/lntCI.3 F 03 C 1/04, FOB 1/04 SUOMI —FINLAND (21) Pbcunttltakumu·— PatwituuMcnlng T92Uo6 (22) HakamlspUvi — Ansflkningtdag 01.08.79 (23) Alkupilvt—Glltlfhatsdag 01.0 8.7 9 (41) Tullut Julklaaksl — Blivit offantllg 02.02.81

Patentti- ja rekisterihallitut ............. , . ,... .

• (44) Nihtivikslpanon ja kuuLJulkaitun pvm. —

Patent· och regitterttyrelten ' AnrtMun utl*gd och utl.akrlftan publkmd 30.09.83 (32)(33)(31) etuoikeus— Baglrd prlorltat (71) Oy Partek Ab, Munkkiniemen puistotie 25, 00330 Helsinki 33,

Suomi-Finland(FI) (72) Ilmari Louhio, Helsinki, Suomi-Finland(FI) (7b ) Oy Kolster Ab (5*0 Hydraulinen moottori - Hydraulisk motor

Tunnetaan hydraulimoottoreita, joissa on kaksi akselin ympärille sovitettua sylinterisarjaa, jotka ovat halkaisijaltaan yhtä suuret ja jotka siten tietyllä paineväliainevirtauksella voivat toimia kahdella vaihdealueella siten, että joko molemmat sylinterisar jät ovat toiminnassa tai vain yksi. Edelleen on saksalaisessa patenttijulkaisussa n:o 840 229 esitetty ajatus käyttää halkaisijaltaan erisuuruisia sylinterisarjoja, jolloin periaatteessa on mahdollista saavuttaa kolme nopeusaluetta kahden sylinterisarjan avulla. Kyseisessä julkaisussa tätä asiaa käsitellään kuitenkin hyvin ylimalkaisesti; mitään ratkaisua , jota voitaisiin harkita nykyaikaisten ajoneuvojen yhteydessä, ei ole esitetty.

Tunnetuissa hydraulimoottoreissa on lisäksi paineväliaineen ohjaus sylinterisarjojen eri mäntiin ja kulloinkin haluttuun sylin-terisarjaan toteutettu varsin monimutkaisten venttiilirakenteiden avulla, jotka ovat sekä tilaa vieviä että alttiita kulumiselle.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi hydraulinen moottori, joka toteuttaa kolme nopeusaluetta kahdella sylinteri-sarjalla ja joka on rakenteeltaan yksinkertainen ja tehoonsa näh- 2 64840 den kooltaan pieni, käyttövarma eikä vaadi nopeasti kuluvia osia.

Keksinnön kohteena on siten hydraulinen moottori, jossa on kaksi akselin ympärille sovitettua halkaisijaltaan erisuuruista sylinterisarjaa, jolloin kummassakin sylinterisarjassa määrätyt männät suorittaessaan työ- ja poistotahtiaan ohjaavat samaan sylinterisar jaan kuuluvan tietyn seuraavan sylinterin paineväliaine-virtoja männissä olevan ohjausuran ja sylinteriryhmissä olevien kanavayhteyksien kautta.

Keksinnön mukaiselle hydraulimoottorille on pääasiallisesti tunnusomaista se, että paineväliaineen ohjaamiseksi vaihtoehtoisesti kumpaankin sylinterisarjaan, vain halkaisijaltaan suurempaan sylinterisarjaan tai vain halkaisijaltaan pienempään sylinterisar-jaan, ja kahdessa viimemainitussa tapauksessa ilman paineväliainet-ta jäävän sylinterisarjän ohjaamiseksi vapaalle, on moottorin akseliin muodostettuun poraukseen sovitettu paineväliaineen ohjaama liukukaraventtiilirakenne, joka käsittää ensimmäisen, kahden asennon välillä liikkuvan onton vent-tiilikaran, jonka vaipassa on siten mitoitetut aukot, että karan sisätila karan ensimmäisessä asennossa on yhteydessä painekanavaan ja sekä suuremman sylinterisarjän että pienemmän sylinterisarjän paineaukkoihin ja karan toisessa asennossa on yhteydessä painekanavaan ja pienemmän sylinterisarjän paineaukkoihin, sekä yhteys kummankin sylinterisarjän paluuaukoista paineväliaineen paluukanavaan, ja tankkitilaan yhteydessä oleva aksiaalinen ura, jossa on sivulovi yhteyden aikaansaamiseksi suuremman sylinterisarjän pai-neaukoista tankkitilaan karan toisessa asennossa, toisen, kahden asennon välillä ensimmäiseen karaan nähden liikkuvan onton venttiilikaran, jonka vaippa karan ensimmäisessä asennossa sallii yhteyden ensimmäisen karan sisätilasta pienemmän sylinterisarjän paineaukkoihin ja karan toisessa asennossa sulkee tämän yhteyden avaten samalla uuden yhteyden ensimmäisen karan vaipan kyseisestä aukosta tankkitilaan.

Keksinnön mukaisella moottorilla saavutetaan kolme vaihde-aluetta, ensimmäinen, jossa molempien ryhmien männät ovat paine-väliaineen vaikutuspiirissä, toinen, jossa pienemmän ryhmän männät on kytketty pois, ja kolmas, jossa suuremman ryhmän männät on kytketty pois ja pienemmän ryhmän männät on kytketty toimintaan. Sylinterisar jo jen sisäisen, männänurien avulla toteutetun paineväli-aineohjauksen suurena etuna on se, että se on riippumaton nokka- 3 64840 renkaiden nokkaluvusta ja näin ollen lisäksi välityssuhteet ovat helposti muutettavissa käytännöllisesti katsoen mielivaltaisesti vain nokkarenkaita vaihtamalla halutun sylinterisarjän kohdalla. Moottorin akseliin sijoitettu liukukara vie vähän tilaa eikä ole altis kulumiselle.

Halutut liikkeet saadaan edullisesti aikaan siten, että pinnat, joiden kautta paineväliaine voi vaikuttaa aksiaalisesti ensimmäiseen karaan, toiseen karaan ja mäntään, on mitoitettu niin, että toisen karan kyseinen pinta on suurempi kuin ensimmäisen karan pinta mutta pienempi kuin männän pinta. Näin ollen moottori toimii ensimmäisellä vaihteella, kun venttiilikararakenteen ensimmäinen kara on yksin paineväliaineen vaikutuksen alainen ollen, samoinkuin toinen kara, ensimmäisessä asennossaan toisella vaihteella, kun myös toinen kara on paineväliaineen vaikutuksen alaisena siirtyen ensimmäiseen karaan nähden toiseen asentoonsa ja katkaisten paineväliaineelta yhteyden pienempään sylinterisarjaan, ja kolmannella vaihteella, kun paineväliaine lisäksi vaikuttaa ensimmäiseen karaan kiinnitettyyn mäntään siirtäen ensimmäisen karan toiseen asentoonsa, yhdessä toisen karan kanssa, jolloin paineväliaine pääsee vaikuttamaan pienempään sylinterisarajaan mutta ei suurempaan.

Eräs tunnettujen, ajoneuvojen pyöriin asennettaviksi tarkoitettujen hydraulimoottoreiden ongelma on ollut se, että kun hydraulinen järjestelmä syystä tai toisesta on mennyt epäkuntoon sylintereiden mäntiä ei enää saada kytketyiksi vapaalle ja ajoneuvon hinaaminen on ollut käytännöllisesti katsoen mahdotonta.

Keksinnön eräälle edulliselle suoritusmuodolle on tunnusomaista se, että esteettömän hinauksen mahdollistamiseksi moottorin hyd-raulipaineen hävitessä on ensimmäisen karan sisäseinän uran yhteyteen muodostettu radiaalinen poraus, että karan ympäri on tämän porauksen kohdalle liukuvasti sovitettu jousen vaikutuksen alainen holkki, jonka mainittua jousta vastakkainen pää on karan neljännen aukon kohdalla vallitsevan paineen alainen kuristetun yhteyden 64840 kautta/ ja että mainittu holkki on niin mitoitettu, että se ensimmäisessä asennossaan, kun hydraulipaineen voima on suurempi kuin jousen voima, peittää mainitun radiaalisen porauksen ja toisessa asennossaan, johon jousi työntää sen hydraulipaineen hävittyä, vapauttaa porauksen avaten yhteyden ensimmäisen karan sisätilasta moottorin pyörimisliikkeen käyttämään pumppuun.

Kun hydraulinen järjestelmä on mennyt epäkuntoon ja ajoneuvoa ryhdytään hinaamaan purkautuu ensimmäisen karan sisätilaan muodostuva paine mainitun avatun yhteyden kautta pumpun imutilaan ja pumpun kotelotilaan kehittämä ylipaine pitää männät sisäasennossa mahdollistaen esteettömän hinauksen. Ensimmäisen karan sisätilaan syntyvä paine, joka sinänsä on kyllin suuri voittaakseen hoikkiin vaikuttavan jousen, ei ehdi vaikuttamaan hoikkiin mainitun kuristetun yhteyden ansiosta.

Seuraavassa selitetään keksintöä yksityiskohtaisesti viitaten oheisessa piirustuksessa esitettyyn suoritusesimerkkiin.

Kuvio 1 esittää osittaista pitkittäisleikkausta hydrauli-moottorista, kuvio 2 esittää moottoria päädystä nähtynä, laippa poistettuna , kuvio 2a esittää osittaista pitkittäisleikkausta, kun männät ja liukukaraventtiili ovat poistettuina, kuvio 3 esittää pitkittäislaikkausta pitkin kuvion 2 viivaa A-A liukukara asennettuna, kuvio 3a esittää pitkittäisleikkausta pitkin kuvion 2 viivaa B-B liukukara asennttuna, kuvio 3b esittää poikittaisleikkausta pitkin kuvion 2a viivaa C-C, kuvio 4 esittää pitkittäisleikkausta karaventtiiliin sisälty-västi karasta 45° kulmassa kuvioon 3 nähden, kuvio 4a esittää poikittaisleikkausta pitkin kuvion 4 viivaa D-D, ja kuvio 5 esittää hydraulimoottoria hydraulisena kytkinkaaviona.

Moottorin muodostavat sylinteriryhmä mäntineen, ryhmän kes-kiöosassa toimiva nopeudenvaihtoventtiilistö, kotelo-osat nokka-renkaineen ja moottorin sisään rakennettu lamellijarrulaitteisto tai muun tyyppiset ajoneuvon pyörään soveltuvat jarrut tai ilman jarruja, nopeuden vaihtoventtiilistön yhteyteen sijoitettu kotelo- 5 64840 painepumppu sekä suojakannet tiivisterakenteineen ja kiinteän sekä pyörivien elimien väliset tukilaakerit.

Neljä sylinteriä ovat säteen suuntaisia ja 90°:een kulmassa toisiinsa nähden samalla poikkileikkauslinjalla kuvat 1, 2 ja 3. Tämän laatuisia neljän sylinterin sarjoja voi samassa moottorissa olla yksi tai useampia. Yhdellä sylinterisarjalla varustettu moottori on yksinopeuksinen, kahdella sylinterisarjalla (2x4 sylinteriä) kaksi- tai kolme-, kolmella sylinterisarjalla seitsemän no-peusaluetta jne. Moottori voi olla joko pyörivä- tai kiinteäkote-loinen. Jälkimmäisessä tapauksessa sylinteriryhmä akseleineen on pyörivä.

Tässä esitetään kahdella peräkkäisellä neljän sylinterin sarjalla varustettu radiaalimäntämoottori, jossa kotelo-osa pyörii nokkarenkaineen kunkin männän tehdessä yhden tai useamman työ-iskun kierrosta kohti nokkarenkaan nokkaluvun mukaan. Sylinteri-ryhmä ja akseliosa ovat pyörimättömiä.

Moottorin sylinteriryhmässä on peräkkäin kaksi neljän sylinterin muodostamaa sylinterisarjaa kuviot 1 ja 2, joista toisen sarjan sylintereiden 58 halkaisijat ovat suurempia kuin toisen 57. Sylinteriryhmään 1 on ruuvein tai muulla tavalla kiinnitetty laippa 2, jossa ovat mm paine- ja paluukanavat 6 ja 14 väliainekäy-tölle. Moottori kiinnitetään konerunkion (ajoneuvoon tai sen akseliin tai vastaavaan) tästä laipasta. Pyörivän kotelo-osan muodostavat kansikotelot 4 ja 5, nokkarenkaat 3a ja 3b, tiivistepesä 61 tiivisteineen, välirengas 62, kansi 54 ja kotelo 5:n mukana pyörivät jarrulevyt 63, kun moottori on jarruilla varustetussa kokoonpanossa. Sylinteriryhmän keskiöosan poraukseen 73 sekä sen jatkeeseen laipassa 2 poraus 95 on sijoitettu nopeuden vaihtovent-tiilistö,jonka muodostaa aksiaalisuunnassa liikkuva kara 8.

Sen pyörintä sylinteriryhmän lieriöporauksessa on estetty ohjain-laitteistolla 104, kuvio 3a. Karan 8 lävitse sen keskiössä on reikä (poraus) 13, jonka toisessa päässä on karaan kiinteästi liitetty tulppa 22 sulkien karan onton sisätilan toisen pään. Tulpan 22 läpi kulkee putki 18 vuotoihin nähden tiivistettynä. Karassa 8 tulpan 22 vastakkaisen pään sulkee kakkosvaihteen mäntä 15. Se menee karan 8 poraukseen 13 pystyen liikkumaan siinä aksiaalisuunnassa rajatun matkan. Pyörintään nähden sen liikettä ei ole 6 64840 välttämätöntä estää. Mäntä 15:n toinen pää on halkaisijaltaan suurempi kuin karan 8 sisällä liikkuva osa, joten näin syntynyt olkapää rajoittaa karan sisälle menevän osan liikkeen siten, että männän 15 pää sulkee aukon 12a mutta ei rajoita aukkoa 12b, kuvio 3. Toiseen suuntaan männän 15 liikkeen rajoittaa lieriön 44 pohja. Männän 15 paksumpi pää pystyy liikkumaan lieriössä 44. Männän 15 keskiössä on myös poraus, jonka läpi putki 18 kulkee männän 15 kyetessä liikkumaan sen vaippapinnalla ollen samalla siihen tiivistettynä joko sovitteella tai erillisellä tiivisteellä. Putki 18 voi nojata lieriön 44 pohjaan, mutta sen pohjaan nojaavassa päässä tulee olla tarkoitukseen sopiva kolo tai muu aukko 101, jotta tarpeen vaatiessa putkesta 18 johdettu paineellinen väliaine-virta pääsee siitä lieriötilaan 44, kuvio 3. Karan 8 tulppa 22 nojaa kolmosvaihteen mäntään 20. Osat 20 ja 22 voivat olla myös samaa kappaletta. Männän 20 halkaisija on suurempi kuin kakkosvaihteen männän 15 paksumpi pää. Männän 20 läpi kulkee myöskin putki 18 ollen samat tiivistysmahdollisuudet kuin männällä 15. Mäntä 20 voi liikkua lieriössä 45. Lieriötilaan 45 on ulkoa yhteys kanavasta 23 rengasuran 74 tai vastaavan ja porauksen 24 kautta. Sylinteri-tilan 45 tiivistää ulkovaipallaan mäntä 20. Laipan 2 aukosta 6 on jatkuva yhteys kanavan 7, aukon 38 ja karassa 8 olevan aukon 9 kautta karan 8 sisätilaan 13. Täällä paineen alainen väliainevirta työntää mäntää 15 lieriön 44 pohjaa vastaan ja samalla siirtää karan 8 vastakkaiseen suuntaan työntäen edellään mäntää 20 lieriössä 45 sen pohjaan, sillä tilat 44 ja 45 ovat tällöin paineettomia, kuviot 3, 3a. Karan 8 jouduttua em. asentoon, ovat aukot 11 ja 12a aukkojen 37 ja 36 kohdalla. Väliainevirtayhteys on silloin kunkin sylinterin väliainevirtoja ohjaavaan toimintaan liittyviin paine-aukkoihin 29 ja 33 sekä vastaavista paluuaukoista 26 ja 32 yhteydet karan 8 vastakkaisilla puolilla oleviin uriin 78 ja 79, jotka ovat karassa 8 aukkoihin 11 ja 12a sekä b 9Q°:een kulmassa sekä urat 78 ja 79 keskenään yhteydessä uran 80 kautta, kuviot 3a ja 4, 4a. Urat 78 ja 79 ovat karan 8 kaikissa asennoissa yhteydessä aukkoon 41, kuviot 2 ja 3a, josta edelleen laipan 2 paluuaukkoon 14 ollen samalla aina yhteydessä kaikkien sylintereiden aukkoihin 26 ja 32.

Kun kara 8 ja mäntä 15 ovat uloimmissa vastakkaisissa asennoissaan, joutuvat moottorin kaikki sylinterit väliainevirtojen 7 64840 alaisiksi ja moottori toimii hitaimmalla nopeusalueellaan eli yk-kös-vaihteella. Tällöin kanavat 75 ja 23 sekä tilat 44 ja 45 ovat paineettomassa tilassa. Niissä vallitsee siis tankkipaine moottorin ulkopuolella olevien tai moottorin sisään rakennettujen 3-tie venttiilien kautta venttiilit 105 ja 106, kuvio 5. Kuviossa 5 esitetyt venttiilit 105 ja 106 ovat moottorin ulkopuolella ja voivat antaa ohjaustoiminnat yhdelle tai useammalle moottorille. Kuviossa 5 on ohjaukset esitetty yhdelle moottorille, mutta voidaan ne luonnollisesti haaroittaa vaikka ajoneuvon kaikille moottoreille siihen kytketyt perävaunut tai vastaavat mukaan lukien. Kun venttiilin 105 kara saatetaan toiseen asentoonsa, yhdistyy työpaine putkeen 18, jolloin paine työntää männän 15 halkaisijaltaan suuremman pään vasten karan 8 päätypintaa. Männän 15 karassa 8 liikkuva halkaisijaltaan pienempi pää työntyy syvemmälle karaan 8 sulkien aukon 12a. Yhteys katkeaa silloin pienempiläpimittaisen sylinterisarjän mäntien ohjausuriin 61 ja siten myös ohjattujen sylinterien puristustiloihin 57, kuvio 3. Nokkarengas 3a työntää vuoron perään jokaisen siihen nojaavan männän sisäasentoihinsa. Männän 15 suljettua aukon 12a se samalla on avannut männän 15 pienempiläpimittaisessa lieriövaipassa olevan kevennyssorvauksen tai vastaavan uran 97 kautta yhteyden sylinteritiloista 57 tilaan 43 karassa 8 olevan porauksen 92 kautta, jolloin männät 55 iskunsa puolivälin jälkeen sisäänpäin työntyessään puristavat sylintereissä jäljellä olevan väliaineen tilaan 43, josta on välitön yhteys tankkiin 102 porauksen 94, tilan 42, sekä kanavan 98 kautta laipassa 2 olevaan paluu-aukkoon 96, kuviot 1, 2 ja 3. Kanavan 98 sijainnista johtuen se ei näy kuvioissa 3 ja 3a vaan näkyy ainoastaan kuviossa 2. Se on yhteydessä tilaan 42 ja voi sijaita joko sylinteriryhmässä tai laipassa 2. Tilasta 43 on toinenkin yhteys väliaineen poistumiseen. Pesässä 49 on poraus 84, joka on yhteydessä pumpun pesän 48 imutilaan 99. Siipipumpun siivet 46 jotka ovat pyörivän roottorin 47 siipiurissa saavat aikaan imun epäkeskeisessä pesässä tunnetulla tavalla siipipumpun toimintaperiaatteen mukaisesti siirtäen väliainetta painetilansa ja painekanavassa olevan takaiskuventtii-lin 100 kautta kotelotilaan 83. Kotelotilassa vallitsee venttiilin 85 säätämä ylipaine pitäen sisään työntyneet männät sylintereiden pohjia vastaan. Moottori toimii tällöin kakkos-vaihteella väli-ainevirran mennessä kokonaisuudessaan vain suurempaan sylinteri- 64840 δ sarjaan. Kierrosluku on kasvanut sylinteritilavuusvirran muutoksen verran vääntömomenttiarvon vastaavasti vähentyessä, kun paineja väliainevirran arvot ovat pysyneet vakiona.

Ohjattaessa kolmitieventtiilillä 106 työpaine myös kanavaan 23 vaikuttaa se uran 74 ja porauksen 24 kautta painetilaan 45. Mäntä 20 työntää paineen vaikutuksesta karaa 8, joka puolestaan painaa siihen nojaavaa mäntää 15 kunnes mäntä 15 on lieriön 44 pohjassa. Tämä on mahdollista, koska männän 20 halkaisija on suurempi kuin männän 15 suurempi pää, sillä painetila on nyt sama tilassa 45 kuin tilassa 44. Karan 8 työntyessä toiseen ääriasentoonsa siirtyi aukko 11 sivuun aukosta 37 kuviot 1 ja 2 katkaisten väliaine-virrat suuremman sylinterisarjän sylintereihin. Niiden nokkarengas työntää puolestaan vuorollaan kunkin suuremman sylinterisarjän männän sisäasentoihinsa. Karan 8 siirtyessä yhtyy ura 77 aukkoon 37, kuviot 4 ja 5, ura 77 yhdistää suuremman sylinterisarjän mäntien painetilat 58 tankkitilaan porauksen 76 ja tilan 42 sekä kanavan 98 kautta laipassa 2 olevaan paluuaukkoon 96, piirros 1, 2 ja 6. Tapahtumat toistuvat suuremmassa sylinterisarjassa kuten kakkos-vaihteella pienemmässä. Isompiläpimittaiset männät ovat nyt kote-lopaineen vaikutuksesta sisäasennoissaan, mutta karan 8 siirtyessä se samalla on siirtänyt aukon 12b sylinteriryhmän pienemmän sylinterisarjän aukon 36 kohdalle, jolloin pienempien sylinterei-den ohjausuriin 61 pääsee väliaine ja edelleen vuorollaan kunkin sylinterin painetilaan paineen männät vasten nokkarengasta ja työtoimintaan. Moottori toimii nyt kolmos-vaihteella saavuttaen pienimmän kierrostilavuutensa ansiosta suurimman pyör-ntänopeus-alueen. Männän 15 siirtyessä karan 8 työntämänä sulkeutui samalla yhteys aukosta 36 tilaan 43. Keskiössä toimiva kotelopainepumppu saa pyörintäliikkeensä kannen 54 pyörittämänä. Se siis aloittaa pumppaustoimintansa välittömästi pyörän aloittaessa pyörintäliikkeen ja pumppaa jatkuvasti pyörän pyöriessä tilasta 43 tilaan 83, kuviot 1, 2 ja 5. Vuotojen lisäksi tilaan 43 virtaa väliainetta takaiskuventtiilin 85 tankin puoleisesta kanavasta 96 ja 98 tilein 42 ja kanavan 94 kautta. Pumpun merkitys on erityisen tärkeä silloin, kun ajoneuvon tai vastaavan voimakone ei ole toiminnassa eikä normaalia käytön väliainevirtaa ole olemassa esim. ajoneuvoa hinattaessa. Siten pyörän aloittaessa pyörinnän kotelotilaan syntyy ylipainetta pitäen moottorin männät sisäasennoissaan eikä ajo- 9 64840 neuvon liikuttelu ilman väliainekäyttöä tuota vaikeuksia tai vaurioita. Tämän tapaisessa liikkeellelähdössä mäntien sisään työntyminen kotelopaineensa ansiosta ilman erityistä riskiä tai ylimääräisiä väliainevirtajärjestelmän liitäntämuutoksia on mahdollista "hinausventtiilin" ansiosta. Karan 8 kakkos-vaihteen puoleisessa päässä on holkki 86, joka on jousikuormitettu jousella 87. Jousi pyrkii työntämään hoikkia 86 vasten karan 8 päätypintaa. Tilaan 88 on kuristettu kanavayhteys karan 8 aukosta 12a. Moottorin toimiessa ykkös-vaihteella pääsee painevirta vaikuttamaan tilasta 13 aukon 12a kautta kuristustilan 89 läpi tilaan 88 estäen jousivoimasta 87 huolimatta hoikin 86 siirtymästä karan 8 päätyä vasten, koska painevoima hoikkiin 86 on moninkertainen jousivoimaan nähden. Painetilojen hävittyä moottorin pysähdyttyä työntää jousivoima hoikin 86 karan 8 päätypintaan, jolloin urat 90 yhdistävät tilan 12a:n kanavan 92 ja 90 kautta tilaan 43, kuvio 3. Kanavien mitoitus on tehty siten, että kuristin 89 ei ehdi päästää väliainetta aukosta 12a kylliksi tilaan 88 sulkemaan yhteyttä sylinterisarjojen mäntien alta virtaavalta väliaineelta niiden työntyessä sisäasentoi-hinsa pyörän lähtiessä pyörimään ilman väliainekäyttöjärjestelmän toimintaa. Mäntien sisään työntymistä varten tarvittava liike on ainoastaan yhden työiskun matka eli vain osa moottorin yhtä kierrosta. Esim. 5-nokkaisessa nokkarenkaassa se on 1/5 kierrosta. Kun siis ajoneuvoa lähdetään hinaamaan, osa männistä, jotka ovat ulos työntyneinä sylintereissään, painuvat sisäasentoihinsa nokka-renkaiden työntäminä väliainevirran virratessa sylintereiden pai-netiloista aukon 12a kautta pitkin kanavaa 92 ja uria 90 tilaan 43, josta kotelopainepumppu pumppaa sen kotelotil-an 83. Kotelo-osasta väliaine virtaa venttiilin 85 kautta paluukanavaan, johon puolestaan tila 42 on yhdistetty. Siten on sisäinen kierto mahdollinen hinattaessa moottorin ollessa "vapaalla". Sen sijaan moottorin jarrut toimivat normaalisti. Mainittakoon tässä yhteydessä, että moottorin lähtiessä pyörimään ilman työpainekiertoa eli esim. hinattaessa ajoneuvoa, saavat männät nokkarenkaiden työntäminä aikaan painetta karan 8:n tilaan 13. Tämä paine automaattisesti saattaa karan 8 ykkösvaihteen asentoon, jolloin edellä esitetty moottorin vapaalle kytkeytyminen on mahdollinen.

Ajoneuvoa peruutettaessa painevirta ohjataan moottorin pa- .

,64840 10 luukanavaan 41, kuviot 2 ja 5. Tällöin moottori voi toimia vain ykkös-nopeutta vastaavalla tavalla. Eteenpäin ajon painepuoli on nyt muuttunut paluupuoleksi, jossa suljetun järjestelmän paluupai-ne kytkee moottorin vaihtoventtiilistön ykkös-vaihdetta vastaavaan asentoon, jolloin painevirta ohjataan sylintereiden mäntäohjauksiin aukkojen 32 ja uran 61 kautta kanaviin 30 sekä edelleen puristustiloihin 57 sekä suurempiin sylintereihin aukon 26 uran 62 ja aukon 27 kautta puristustiloihin 58, kuvio 3. Koska painevirta tulee nyt eteenpäin pyörinnän paluukanavasta, muuttuu moottorin pyö-rintäsuunta. Karan 8 sisätilassa 13 ja aukossa 12a vallitsee tällöin suljetun järjestelmän paluupaine, joka on kyllin korkea voittamaan hinausventtiilin jousen 87:n voiman ja pitää hoikin 86 toisessa ääriasennossa, jossa urat 90 ovat suljetut tilaan 43.

Sylintereissä 57 ja 58 olevien mäntien 55 ja 56 sekä niitä vastaavien muiden sylintereiden mäntien ulkopuolella ovat sisäpinnaltaan aaltomaiset nokkarenkaat 3a ja 3b, jotka koteloihin 4 ja 5 kiinnitettyinä voivat pyöriä sylinteriryhmän 1 ympäri. Männät 55 ja 56 sekä muiden sylintereiden vastaavat männät ovat kaikki varustettu vierintärullilla 59 ja 60 tai niitä vastaavilla, jotka voivat liukua tai vieriä mäntien liukulaakeroiduissa pesissä tai vastaavissa. Männän työntyessä sylinteristä ulos vasten nokkarengas-ta, vierivät rullat tai vastaavat nokkarenkaan aaltomaisia sisäpintoja pitkin, jolloin aallon harjan sivuuttaessaan rulla paine-väliaineen vaikutuksesta mäntänsä välittämänä pakoittaa nokkarenkaan kiertymään tieltään kunnes aallon pohja on saavutettu. Samalla paineväliaine lakkaa vaikuttamasta mäntään ja nokkarenkaan nokan toinen kylki liikkuessaan puolestaan pakoittaa rullan ja männän työntymään takaisin sylinterin pohjaan.

Moottorin tähdessä olevan sylinteriluvun ja siihen liittyvän nokkarenkaan nokkaluvun tulee täyttää määrätyt ehdot, jolle tunnusomaista on se, että molemmissa sylinterisarjoissa määrätyt männät (esimerkin mukaisessa moottorissa kukin mäntä) suorittaessaan työ- ja poistotahtiaan, ohjaa mäntänsä lieriöpinnassa olevan uran tai sitä vastaavan porauksen tai muunlaisen aukon kautta sy-linteriryhmässä olevien kanavayhteyksien välityksellä samaan sylinterisar jaan kuuluvan vaihejaksoltaan 1/4-tahdin vaihesiirrossa olevan männän ja sylinterin paineväliainevirtoja vuoroin paine- 11 64840 vuoroin paluupiiriin ollen kukin ohjaava mäntä toisaalta samalla toisen samassa sylinterisarjassa olevan 1/4-tahdin erolla toimivan männän ohjaamana (tahti = työ- + paluuisku). Piirroksissa 1 ja 2 esitetyssä moottorissa kukin mäntä ohjaa saman sylinterisarjän seuraavaa tai edellistä mäntää pyörintäsuunnasta riippuen.

Nokkarenkaiden nokkien välisen aaltomaisen pinnan muodon tulee noudattaa määrättyä matemaattista kaarenmuotoa, jotta moottorin mäntä-ohjaus voisi toimia häiriöttä ja jotta moottorin kehittämä vääntömo-mentti vakiokäyttöpaineella olisi joka hetki sama nokkamuodon täyttäessä samanaikaisesti rasituksen ja käyttöiän asettamat vaatimukset.

Edellä esitetynlainen 4:n sylinterin sarjoissa oleva moottori voi toimia 1, 3, 5,...jne nokkaisena moottorin nokkaluvun rajoittuessa toteutuskelpoiseen ratkaisuun, jossa tekijöinä ovat iskun pituus, nok-karenkaan halkaisijan suuruus ja nokkarengasta vastaan vierivien elimien läpimitta nokkaluvun rajoittuessa nokan kärkikaaren muotoon. Sen tulee olla sellaisen, että sen lujuusominaisuudet täyttävät moottorille tarkoitetun kestoiän ja käyttöpaineen asettamat rasitusvaatimukset. Nokkarenkaan nokkaluku voi samassa moottorissa kussakin sylinterisar-jassa olla kuitenkin erilainen. Vain edellisenlaisissa mäntäohjatuis-sa moottoreissa voidaan kunkin sylinterisarjän nokkarenkaita vaihtamalla eri nokkalukuisiksi muuttaa moottoriin erilaisia vaihteiden välityssuhteita moottoreiden käyttötarkoituksista riippuen kaikkien muiden osien pysyessä muuttumattomina. Siten moottoreita koottaessa voidaan eri nokkaluvun omaavia nokkarenkaita asentamalla saada moottoreista erilaisille kierrosluku- ja vaihdealueille tarkoitettuja pyörämoottoreita tilaajan tarpeiden mukaan. Tätä erikoisominaisuutta ei tähän asti tunnetuilla muilla moottoreilla ole.

Tässä yhteydessä on tosin huomattava, että kun karan 8 rakenne on piirustuksen mukainen toisin sylinterisarjän paineaukkojen 12a ja 12b osalta, niin mikäli esim. ensimmäisen sylinterisarjän nokkaluku olisi 3 ja toisen sylinterisarjän nokkaluku olisi 5, tai 5 ja 7 jne, sylinterisarjät pyrkisivät pyörittämään nokkarenkaita vastakkaisiin suuntiin toisiinsa nähden. Tällainenkin sovitus voi sinänsä olla käyttökelpoinen erikoistapauksissa, joissa moottorin molempia sylinteri-sarjoja ei käytetä samanaikaisesti vaan toista käytetään ajamiseen eteenpäin ja toista peruuttamiseen. Sijoittamalla aukot 12a ja 12b sekä niitä vastaavien urien 78 ja 79 osat, siis urasta 80 lähtien piirustuksessa oikealle, 90°:een kulmaan esitettyyn tapaukseen nähden vaihtuvat toisen sylinterisarjän paine- ja paluuaukot päinvastaisiksi, jolloin toinen sylinterisarja kyseisissä nokkalukutapauksissa 12 6 4 8 4 0 pyörittää nokkarengasta samaan suuntaan kuin ensimmäinen sylinteri-sarja. Tämä on toteutettavissa joko erillisellä, näin muodostetulla karalla 8, tai tekemällä kara 8 kaksiosaiseksi niin, että aukot 12a ja 12b käsittävä osa on lukittavissa kahteen toisiinsa nähden 90°:een kulmassa olevaan asentoon.

Tämän keksinnön mukaisella erikoisesti ajoneuvon pyöräksi rakennetulla moottorilla on aikaisempiin tunnettuihin vastaaviin moottoreihin nähden seuraavia etuja: - Moottori on kooltaan ja painoltaan pieni laajaan vääntömo-mentti- ja kierroslukualueeseensa nähden.

- Pyöriviä ja vuotoja aiheuttavia osia on vähän.

- Ilman lisärakenteita ja -toimintoja hinattavissa vaikka hydrostaattinen voimansiirto ei olisikaan toiminnassa.

- Moottori omaa ajoneuvokäytölle tärkeitä lisäominaisuuksia, jotka samalla yksinkertaistavat ja halventavat huomattavasti ajoneuvon hydrostaattisen voimansiirron kokonaisrakennetta.

- Mikroprosessoriin kytkettävissä automaattivaihteistoksi ja jarrut lukkiutumattomiksi.

Claims (9)

13 64840

1. Hydraulinen moottori, jossa on kaksi akselin ympärille sovitettua halkaisijaltaan erisuuruista sylinterisarjaa (57, 58), jolloin kummassakin sylinterisarjassa määrätyt männät suorittaessaan työ- ja poistotahtiaan ohjaavat samaan sylinterisarjaan kuuluvan tietyn seuraavan sylinterin paineväliainevirtoja männissä olevan ohjausuran (61, 62) ja sylinteriryhmissä olevien kanava-yhteyksien kautta, tunnettu siitä, että paineväliaineen ohjaamiseksi vaihtoehtoisesti kumpaankin sylinterisarjaan, vain halkaisijaltaan suurempaan sylinterisarjaan (58) tai vain halkaisijaltaan pienempään sylinterisarjaan (57), ja kahdessa viimemainitussa tapauksessa ilman paineväliainetta jäävän sylinteri-sarjan ohjaamiseksi vapaalle, on moottorin akseliin muodostettuun poraukseen (73) sovitettu paineväliaineen ohjaama liukukaravent-tiilirakenne (8, 15, 20), joka käsittää ensimmäisen, kahden asennon välillä liikkuvan onton vent-tiilikaran (8), jonka vaipassa on siten mitoitetut aukot (9, 11, 12a, 12b), että karan (8) sisätila (13) karan ensimmäisessä asennossa on yhteydessä (9, 11, 12a) painekanavaan (7) ja sekä suuremman sylinterisarjän että pienemmän sylinterisarjän paineaukkoihin (29, 33) ja karan (8) toisessa asennossa on yhteydessä (9, 12b) painekanavaan (7) ja pienemmän sylinterisarjän paineaukkoihin (33), sekä yhteys (78, 79, 80) kummankin sylinterisarjän paluuaukoista (26, 32) paineväliaineen paluukanavaan (41), ja tankkitilaan (102) yhteydessä oleva aksiaalinen ura (76), jossa on sivulovi (77) yhteyden aikaansaamiseksi suuremman sylinterisarjän paineaukoista tankkitilaan (102) karan (8) toisessa asennossa, toisen, kahden asennon välillä ensimmäiseen karaan (8) nähden liikkuvan onton venttiilikaran (15), jonka vaippa karan (8) ensimmäisessä asennossa sallii yhteyden ensimmäisen karan (8) sisätilasta (13) pienemmän sylinterisarjän paineaukkoihin (33) ja karan (15) toisessa asennossa sulkee tämän yhteyden avaten samalla uuden yhteyden (92, 97) ensimmäisen karan (8) vaipan kyseisestä aukosta (12a) tankkitilaan (102). 14 64840

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen moottori, tunnettu siitä, että toinen venttiilikara (15) on sovitettu ensimmäisen venttiilikaran (8) sisään tämän toisesta päästä, jolloin toisen karan (15) liikettä ensimmäiseen karaan (8) nähden rajoittaa ensimmäisessä asennossa akselin porauksen (73) suljettu pää (49) ja toisessa asennossa toisen karan (15) vaippaan muodostettu, ensimmäisen karan (8) päähän osuva olake.

3. Patenttivaatimuksien 1 ja 2 mukainen moottori, tunnettu siitä, että ensimmäisen karan (8) liikettä akselin porauksessa (73) rajoittaa ensimmäisessä asennossa karaan nojaavan männän (20) pesä (45) männän (20) välityksellä ja toisessa asennossa porauksen (73) suljettu pää (49) toisen karan (15) välityksellä.

4. Patenttivaatimuksien 1 ja 2 mukainen moottori, tunne t t m siitä, että toisen venttiilikaran (15) vaipassa oleva väljennys (97) ulottuu mainitun olakkeen ohitse avautuen tankkiin (102) yhdistettyyn tilaan (43) myös olakkeen tukeutuessa ensimmäisen karan (8) päähän.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen moottori, tunnettu siitä, että toisen venttiilikaran (15) sisätila ja männän (20) sylinteritila (45) ovat yhdistettävissä ohjausventtii-lien kautta moottorin painekanavaan.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen moottori, tunnettu siitä, että toisen venttiilikaran (15) sisätila on yhdistetty ohjausventtiiliinsä ensimmäisen karan (8) ja männän (20) läpi ulottuvan putken (18) kautta.

7. Jonkin patenttivaatimusten 2-6 mukainen moottori, tunnettu siitä, että ensimmäinen karan (8) sisätilan (13) aksiaalinen poikkipinta-ala on pienempi kuin toisen karan (15) akselin porauksen (73) suljettua päätä (43) kohti olevan päädyn poikkipinta-ala, joka puolestaan on pienempi kuin männän (20) poikkipinta-ala, niin että paineväliaineen vaikuttaessa vain ensimmäisen karan (8) sisätilaan (13) ensimmäinen kara (8) asettuu ensimmäiseen asentoonsa tukeutuen männän (20) välityksellä tämän pesään (45) ja toinen kara (15) asettuu ensimmäiseen asentoonsa ensimmäiseen karaan (8) nähden tukeutuen akselin porauksen (73) suljettuun päähän (49), jolloin koko venttiilikararakenne (8, 15, 20) on ensimmäisessä asennossaan ja paineväliaineella on pääsy kumpaankin sylinterisar- 15 64840 jaan, eli moottori käy ensimmäisellä vaihteella, paineväliaineen vaikuttaessa ensimmäisen karan (8) sisätilaan (13) ja toisen karan (15) akselin porauksen (73) suljettua päätä (49) kohti olevaan päätyyn toinen kara (15) asettuu toiseen asentoonsa ensimmäiseen karaan (8) nähden, jolloin koko venttiilikara-rakenne (8, 15, 20) on toisessa asennossaan ja paineväliaineella on pääsy vain suurempaan sylinterisarjaan, eli moottori käy toisella vaihteella, paineväliaineen vaikuttaessa ensimmäisen karan (8) sisätilaan (13), toisen karan (15) mainittuun päätyyn ja mäntään (20) ensimmäinen kara (8) asettuu männän (20) työntämänä toiseen asentoonsa, jolloin koko venttiilikararakenne (8, 15, 20) on kolmannessa asennossaan ja paineväliaineella on pääsy vain pienempään sylinterisar-jaan, eli moottori käy kolmannella vaihteella.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen moottori, tunnettu siitä, että mäntien pidättämiseksi sisäasennossa tarvittava paine-ero kotelotilaan (83) saadaan aikaan sisäänrakennetulla, moottorin pyörimisliikkeen käyttämällä pumpulla (46, 47).

9. Patenttivaatimusten 1 ja 8 mukainen moottori, tunnettu siitä, että esteettömän hinauksen mahdollistamiseksi moottorin hydraulipaineen hävitessä on ensimmäisen karan (8) sisäseinän uran (92) yhteyteen muodostettu radiaalinen poraus (90), että karan (8) ympäri on tämän porauksen kohdalle liukuvasti sovitettu jousen (87) vaikutuksen alainen holkki (86), jonka mainittua jousta (87) vastakkainen pää on karan (8) neljännen aukon (12a) kohdalla vallitsevan paineen alainen kuristetun yhteyden (89) kautta, ja että mainittu holkki (86) on niin mitoitettu, että se ensimmäisessä asennossaan, kun hydraulipaineen voima on suurempi kuin jousen (87) voima, peittää mainitun radiaalisen porauksen (90) ja toisessa asennossaan, johon jousi (87) työntää sen hydraulipaineen hävittyä, vapauttaa porauksen (90) avaten yhteyden (92, 90, 43, 84) ensimmäisen karan (8) sisätilasta (13) moottorin pyörimisliikkeen käyttämään pumppuun (46, 47). 16 64840