ITMI20140342U1

ITMI20140342U1 - HYDRAULIC MOTOR WITH SIMPLIFIED MEANS OF HOLDING THE PISTON OF THE PROPULSORS AGAINST THEIR SPLASHING SURFACES

Info

Publication number: ITMI20140342U1
Application number: ITMI2014U000342U
Authority: IT
Original assignee: Parker Hannifin Mfg S R L
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2016-05-07
Also published as: EP3023637A1; EP3023637B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Forma oggetto del presente trovato un motore idraulico con mezzi perfezionati di trattenuta degli organi propulsori contro relative superfici di strisciamento. The present invention relates to a hydraulic motor with improved means for retaining the propulsion members against relative sliding surfaces.

E' nota nella tecnica di costruzione dei motori ad organi propulsori, mossi tramite alimentazione di un fluido e pertanto definiti a colonna di fluido, la possibilità di realizzare i detti organi propulsori con un cilindro e un pistone tra loro telescopicamente accoppiati in modo da traslare relativamente, tra loro in allungamento/accorciamento al girare di un eccentrico associato all'albero motore, dando in tal modo spinta all'albero stesso tramite il fluido alimentato/scaricato al loro interno. It is known in the construction technique of motors with propulsion members, moved by feeding a fluid and therefore defined as a column of fluid, the possibility of making said propelling members with a cylinder and a piston telescopically coupled together so as to translate relatively , between them in lengthening / shortening with the rotation of an eccentric associated with the motor shaft, thus giving thrust to the shaft itself through the fluid fed / discharged inside them.

Detti propulsori possono essere disposti radialmente, assialmente oppure obliguamente. Said thrusters can be arranged radially, axially or obligatorily.

Per gli scopi del presente brevetto nel seguito si intenderà anche con motori idraulici i detti motori a colonna di fluido. For the purposes of the present patent, in the following, said fluid column motors will also be understood with hydraulic motors.

E' anche noto che nel caso di motori a propulsori radiali uno dei problemi presentati da questi ultimi è costituito dalla necessità di mantenere il bordo di estremità del cilindro e del pistone rispettivamente aderenti, a tenuta, al detto eccentrico e ad un elemento di reazione costituito da una calotta fissa alla cassa del motore, in modo da non causare trafilamenti di fluido durante la corsa relativa tra pistone e cilindro. It is also known that in the case of radial propulsion engines one of the problems presented by the latter consists of the need to keep the end edge of the cylinder and piston respectively adherent, sealed, to said eccentric and to a reaction element consisting of from a fixed cap to the engine casing, so as not to cause fluid leakage during the relative stroke between piston and cylinder.

Più in dettaglio e in relazione alla trattenuta dell'elemento - normalmente il pistone interno che deve rimanere a contatto con una superficie sferica della calotta del motore, la tecnica nota prevede complicati mezzi di ancoraggio realizzati con un numero elevato di pezzi che richiedono lavorazioni separate, un pre-assemblaggio per l'installazione e complicate manovre da parte di personale specializzato per il montaggio finale del motore . More in detail and in relation to the retention of the element - normally the internal piston which must remain in contact with a spherical surface of the engine cap, the known technique provides for complicated anchoring means made with a large number of pieces that require separate machining, a pre-assembly for installation and complicated maneuvers by specialized personnel for the final assembly of the motor.

Un esempio di tale tecnica nota è ad esempio descritto e illustrato in EP 0851 119 ed EP 1 609 987. An example of this known technique is for example described and illustrated in EP 0851 119 and EP 1 609 987.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un motore idraulico, a colonna di fluido particolarmente, ma non necessariamente, di tipo radiale, che preveda mezzi semplificati di trattenuta del cilindro esterno dei propulsori contro rispettive superfici contro le quali deve appoggiarsi stabilmente a tenuta. The technical problem therefore arises of providing a hydraulic motor, with a column of fluid particularly, but not necessarily, of the radial type, which provides simplified means for retaining the external cylinder of the propellers against respective surfaces against which it must rest stably and tightly.

Nell'ambito di tale problema si richiede inoltre che tale motore idraulico sia di contenuti ingombri, di facile ed economica produzione ed assemblaggio e facilmente installabile presso qualunque utente anche non specificatamente specializzato, consentendo in tal modo anche semplificate operazioni di manutenzione ordinaria. Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un motore idraulico secondo le caratteristiche di rivendicazione 1. Within the scope of this problem, it is also required that this hydraulic motor be small in size, easy and economical to produce and assemble, and can be easily installed by any user, even if not specifically specialized, thus also allowing simplified ordinary maintenance operations. These results are obtained according to the present invention by a hydraulic motor according to the characteristics of claim 1.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione dell'oggetto del presente trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra: More details can be found from the following description of a non-limiting example of embodiment of the object of the present invention made with reference to the attached drawings, which show:

in figura 1 : una sezione parziale schematica di dettaglio di un propulsore di motore radiale secondo tecnica nota; in Figure 1: a partial schematic detail section of a radial engine propeller according to the prior art;

in figura 2 : una sezione parziale schematica di un propulsore del motore radiale di fig. 1; in figure 2: a schematic partial section of a propeller of the radial engine of fig. 1;

in figura 3 : una sezione parziale schematica di un motore radiale secondo il presente trovato; in figure 3: a schematic partial section of a radial engine according to the present invention;

in figura 4 : il dettaglio ingrandito del perno di trattenuta del pistone secondo il presente trovato; in figura 5 : la sequenza di montaggio del perno di trattenuta del pistone secondo il presente trovato; Come illustrato in figg. 1 e 2 e assunte per sola comodità di descrizione e senza significato limitativo una direzione longitudinale X-X, corrispondente all'asse del motore e trasversale/radiale Y-Y corrispondente all'asse del propulsore il motore idraulico in versione a propulsori radiali secondo tecnica nota, comprende una carcassa 1 al cui interno è alloggiato l'albero motore montato 2 su cuscinetti e portante l'eccentrico 3 sul quale agiscono radialmente una pluralità di organi propulsori 10. in figure 4: the enlarged detail of the retaining pin of the piston according to the present invention; in figure 5: the assembly sequence of the retaining pin of the piston according to the present invention; As illustrated in figs. 1 and 2 and assuming a longitudinal direction X-X, corresponding to the axis of the engine and transverse / radial Y-Y corresponding to the axis of the propeller, assumed for convenience of description only and without limiting meaning, the hydraulic motor in the version with radial propellers according to the prior art, comprises a casing 1 which houses the motor shaft 2 mounted on bearings and carrying the eccentric 3 on which a plurality of propulsion members 10 act radially.

Ciascun propulsore 10 è esternamente contenuto nella carcassa 1 da un rispettivo coperchio 4 vincolato alla carcassa 1 da rispettivi mezzi di fissaggio preferibilmente inseriti in senso radiale. Each propeller 10 is externally contained in the casing 1 by a respective cover 4 secured to the casing 1 by respective fastening means preferably inserted in a radial direction.

Detti organi propulsori 10 sono a loro volta costituiti da un cilindro 11 esterno, uno dei due bordi di estremità del quale appoggia sulla superficie esterna 3a del detto eccentrico 3, e da un pistone 12, telescopicamente scorrevole in direzione radiale all'interno del cilindro 11 e avente uno dei due bordi di estremità in battuta contro una rispettiva superficie di strisciamento 4b del coperchio 4. Said driving members 10 are in turn constituted by an external cylinder 11, one of the two end edges of which rests on the external surface 3a of said eccentric 3, and by a piston 12, telescopically sliding in a radial direction inside the cylinder 11 and having one of the two end edges abutting against a respective sliding surface 4b of the cover 4.

11 bordo di appoggio di detti cilindro 11 e pistone 12 alle rispettive superfici di strisciamento 4b del coperchio 4 e 3a dell'eccentrico 3 (fig. 2) è sostanzialmente costituito da un rispettivo bordo anulare Ila,12c dotato di una superficie llb,12b di contatto, parallela alla superficie dell' eccentrico. The resting edge of said cylinder 11 and piston 12 on the respective sliding surfaces 4b of the cover 4 and 3a of the eccentric 3 (fig. 2) is substantially constituted by a respective annular edge 11a, 12c provided with a surface 11b, 12b of contact, parallel to the surface of the eccentric.

Nella zona di contatto tra il cilindro 11 e l'eccentrico 3 detti elementi di trattenuta sono costituiti: da un pattino 13, coassiale, avente diametro leggermente superiore al diametro esterno del cilindro 11 in modo da consentirne il passaggio fino ad un fine corsa costituito da un dente Ile estendentesi verso l'esterno e atto ad impegnarsi con i mezzi per la trattenuta in direzione radiale descritti nel seguito. In the area of contact between the cylinder 11 and the eccentric 3, said retaining elements consist of: a coaxial runner 13 having a diameter slightly greater than the external diameter of the cylinder 11 so as to allow it to pass through to a limit switch consisting of an outwardly extending tooth 11e and adapted to engage with the holding means in the radial direction described below.

Detto pattino 13 presenta, inoltre, almeno una coppia di ribassi, opposti e paralleli, con superficie cilindrica atta a costituire un aggancio per un anello 15 (figg.l e 2) disposto attorno a ciascun bordo 13c di tutti i pattini 13 di trattenuta di ogni cilindro 11 e avente centro su un asse parallelo a quello dell'albero motore 2 e passante per il centro della camma sferica 3. Said shoe 13 also has at least one pair of opposite and parallel depressions, with a cylindrical surface suitable for forming a coupling for a ring 15 (figs. 1 and 2) arranged around each edge 13c of all the retaining shoes 13 of each cylinder 11 and having its center on an axis parallel to that of the crankshaft 2 and passing through the center of the spherical cam 3.

In tal modo gli opposti anelli 15 trattengono radialmente tutti i pattini 13 che, a loro volta, mantengono il relativo cilindro 11 in battuta contro l'eccentrico 3 durante la rotazione dello stesso. In this way the opposite rings 15 radially retain all the shoes 13 which, in turn, keep the relative cylinder 11 abutting against the eccentric 3 during its rotation.

Al fine di consentire il basculamento con mantenimento in battuta con tenuta del pistone durante l'estensione/compressione dovuta alla rotazione dell'eccentrico 3 mosso dal fluido alimentato attraverso il condotto 20, la superficie di strisciamento 4b del coperchio 4 è in forma sferica convessa e corrispondentemente la superficie di contatto del pistone 12 è conformata secondo una corrispondente superficie sferica concava 12b. In order to allow the tilting with maintenance in stop with piston seal during extension / compression due to the rotation of the eccentric 3 moved by the fluid fed through the duct 20, the sliding surface 4b of the cover 4 is in a convex spherical shape and correspondingly, the contact surface of the piston 12 is shaped according to a corresponding concave spherical surface 12b.

Secondo tecnica nota (figg 1 e 2) nella zona di contatto tra il pistone 12 e il coperchio 4 gli elementi di trattenuta relativa sono costituiti da un perno 52 dotato di una testa 53 che presenta una superficie sferica 53a in appoggio su corrispondenti elementi 54 di supporto, fissi alla carcassa 1, in modo che la testa 53 stessa costituisca uno snodo sferico; il gambo 52a del perno 52 porta un corpo cilindrico 55 di diametro tale da portare la propria superficie laterale 55a a contatto con la superficie laterale interna del pistone 12 e la propria superficie frontale radialmente esterna 55b disposta al di sotto di un dente anulare 12c del cilindro 12 sporgente verso l'interno dello stesso. According to known technique (figs 1 and 2) in the contact area between the piston 12 and the cover 4 the relative retaining elements consist of a pin 52 equipped with a head 53 which has a spherical surface 53a resting on corresponding elements 54 of support, fixed to the casing 1, so that the head 53 itself constitutes a spherical joint; the shank 52a of the pin 52 carries a cylindrical body 55 of such diameter as to bring its lateral surface 55a into contact with the internal lateral surface of the piston 12 and its radially external front surface 55b arranged under an annular tooth 12c of the cylinder 12 protruding towards the inside of the same.

Tra il corpo cilindrico 55 e il detto dente anulare 12c sono interposti mezzi elastici in forma di una molla 16 per garantire una costante adesione relativa tra le superfici di strisciamento 12b,la durante le varie fasi di lavoro dell'organo propulsore 10; il pistone 12 porta poi un elemento di fine corsa 50 per impedire che la molla 16 venga sollecitata oltre il suo limite di snervamento. Elastic means in the form of a spring 16 are interposed between the cylindrical body 55 and the said annular tooth 12c to ensure constant relative adhesion between the sliding surfaces 12b, la during the various working phases of the driving member 10; the piston 12 then carries an end-of-stroke element 50 to prevent the spring 16 from being stressed beyond its yield point.

Come illustrato in fig.3-4 che illustra un motore secondo il presente trovato, si prevede che detti mezzi di trattenuta del pistone 12 contro la superficie di strisciamento siano realizzati tramite un perno 100 di ancoraggio attuato in pezzo unico e dotato di: As shown in Fig. 3-4 which illustrates an engine according to the present invention, it is envisaged that said means for retaining the piston 12 against the sliding surface are made by means of an anchoring pin 100 implemented in a single piece and equipped with:

+ una testa 101 di accoppiamento al coperchio 104 del motore; + a head 101 for coupling to the cover 104 of the motor;

+ un gambo 102 di diametro ridotto rispetto alla testa; + a shank 102 of reduced diameter with respect to the head;

+ un piattello 103 radialmente interno di diametro esterno inferiore a quello del diametro interno del pistone 12 e atto ad entrare in battuta assiale contro un bordo anulare 12a esteso verso l'interno realizzato in corrispondenza della estremità radialmente esterna del pistone 12 stesso, il piattello è opportunamente collegato in senso assiale Y-Y al gambo 102. + a radially internal plate 103 with an external diameter smaller than that of the internal diameter of the piston 12 and able to enter into axial abutment against an annular edge 12a extending inwards made at the radially external end of the piston 12 itself, the plate is suitably connected in the axial direction Y-Y to the stem 102.

Corrispondentemente il coperchio 104 del motore presenta (fig.4): Correspondingly, the engine cover 104 has (fig. 4):

+) una superficie di strisciamento 104b contro cui deve essere trattenuta a tenuta l'estremità radialmente esterna del pistone 12; +) a sliding surface 104b against which the radially outer end of the piston 12 must be held tightly;

+) una cavità 105 a chiave comprendente una prima sede radialmente interna 105a di opportuno diametro atto a far entrare in senso radiale la testa 101 del perno 100; +) a key cavity 105 comprising a first radially internal seat 105a of suitable diameter able to make the head 101 of the pin 100 enter in a radial direction;

+) una seconda sede radialmente esterna 105b con strozzatura interna 105c atta ad alloggiare la testa 101 e ad impedirne la fuoriuscita in senso radiale; +) a second radially external seat 105b with internal constriction 105c suitable for housing the head 101 and preventing it from coming out in the radial direction;

+) una terza sede 106 (fig.5a) di collegamento tra la prima sede interna 105a e la seconda sede esterna 105b. +) a third seat 106 (fig.5a) for connection between the first internal seat 105a and the second external seat 105b.

Come illustrato nella fig.4 la terza sede 106 di collegamento consente il passaggio della testa 101 del perno 100 di trattenuta dalla prima sede radialmente interna 105a alla seconda sede radialmente esterna 105b, al cui interno la testa rimane intrappolata. As shown in Fig. 4, the third connection seat 106 allows the head 101 of the retaining pin 100 to pass from the first radially internal seat 105a to the second radially external seat 105b, inside which the head remains trapped.

In maggior dettaglio e come illustrato nella detta fig.5 la sequenza di montaggio prevede: In greater detail and as illustrated in said fig. 5, the assembly sequence includes:

--) inserimento del perno 100 di trattenuta nel pistone 12 fino alla battuta frontale del piattello 103 contro il bordo anulare 12c; -) insertion of the retaining pin 100 in the piston 12 up to the front abutment of the plate 103 against the annular edge 12c;

--) inclinazione del pistone 12 e perno 100 con relativa testa 101 di trattenuta di un opportuno angolo fino a portare la testa 101 di trattenuta stessa in allineamento con la terza sede 106 di collegamento ; -) inclination of the piston 12 and pin 100 with relative retaining head 101 by an appropriate angle until the retaining head 101 is brought into alignment with the third connection seat 106;

--) inserimento della testa di trattenuta lungo la terza sede di collegamento 106 fino all'ingresso della testa 101 nella seconda sede 105b esterna con trascinamento del pistone 12; -) insertion of the retaining head along the third connection seat 106 up to the entry of the head 101 into the second external seat 105b with dragging of the piston 12;

--) contro-inclinazione del pistone 12 e della testa 101 in senso opposto per riportare in allineamento coassiale il coperchio, il pistone e la relativa testa di trattenuta, che risulta ora intrappolata nella seconda sede 105b esterna e pronta all'uso e atta a tirare e mantenere l'estremità 12a del pistone 12 contro la superficie di strisciamento 104b durante il funzionamento del motore . -) counter-inclination of the piston 12 and of the head 101 in the opposite direction to bring the cover, the piston and the relative retaining head back into coaxial alignment, which is now trapped in the second external seat 105b and ready for use and suitable for pulling and holding the end 12a of the piston 12 against the sliding surface 104b while the engine is running.

Tra le opposte estremità del pistone 12 e del cilindro 11 è interposta una molla interna 13 di spinta delle relative estremità contro le corrispondenti superfici di strisciamento. Between the opposite ends of the piston 12 and of the cylinder 11 there is interposed an internal spring 13 which pushes the relative ends against the corresponding sliding surfaces.

Risulta pertanto come il motore secondo il trovato determini una importante riduzione di parti necessarie al suo funzionamento, nonché una notevole semplificazione delle lavorazioni necessarie sui singoli pezzi e delle operazioni di assemblaggio; la realizzazione delle superfici sferiche convessa e concava sui rispettivi coperchi e risalti della carcassa, del pistone, del coperchio e del perno di trattenuta radiale del pistone è infatti facilmente attuabile durante le fasi di produzione dei due componenti e non richiede ulteriori riprese di lavorazione e/o manipolazioni in fase di montaggio del motore. It therefore appears that the engine according to the invention determines an important reduction in the parts necessary for its operation, as well as a considerable simplification of the workings necessary on the individual pieces and of the assembly operations; the realization of the convex and concave spherical surfaces on the respective covers and projections of the casing, of the piston, of the cover and of the radial piston retaining pin is in fact easily achievable during the production phases of the two components and does not require further processing and / or rework or manipulations during the assembly phase of the engine.

Tenendo conto che un motore idraulico prevede mediamente una corona a cinque propulsori, ma anche eventualmente due corone da cinque propulsori accoppiate, è stato stimato che la particolare forma di realizzazione dell'elemento di trattenuta in pezzo unico e la corrispondente particolare forma del coperchio 104 del motore consentono una riduzione dei tempi di allestimento del motore compresa tra il 20% e il 35%. Taking into account that a hydraulic motor provides on average a crown with five thrusters, but also possibly two crowns with five coupled thrusters, it has been estimated that the particular embodiment of the retaining element in one piece and the corresponding particular shape of the cover 104 of the engine allow a reduction of engine set-up times between 20% and 35%.

Sebbene descritto per una forma di attuazione del tipo radiale si intende che la soluzione di cui al presente trovato possa essere applicata anche a motori di tipo assiale e/o con propulsori obliqui. Risulta inoltre compreso negli scopi del presente trovato la configurazione equivalente del propulsore invertita con cilindro interno e pistone esterno . Although described for an embodiment of the radial type, it is understood that the solution according to the present invention can also be applied to motors of the axial type and / or with oblique thrusters. The objects of the present invention also include the equivalent configuration of the inverted propeller with internal cylinder and external piston.

Benché descritta nel contesto di alcune forme di realizzazione e di alcuni esempi preferiti di attuazione dell'invenzione si intende che l'ambito di protezione del presente brevetto sia determinato solo dalle rivendicazioni che seguono. Although described in the context of some embodiments and some preferred examples of embodiment of the invention, it is intended that the scope of protection of the present patent is determined only by the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Hydraulic fluid column motor comprising a casing (1) inside which is housed the motor shaft (2) carrying an eccentric (3) on which act a plurality of propulsion members (10), closed in the casing (1) by a respective cover (104) bound to the casing (1) by respective fixing means, each thruster (10) comprising an external cylinder (11), one of the two end edges (11a) of which rests on the external surface (3a) of said eccentric (3), and a piston (12), telescopically sliding in the radial direction inside the cylinder (11) and having one of the two end edges abutting against a respective sliding surface (104b) of the cover (104 ); sealing means for the piston (12) against the sliding surface (104b) of the cover (104) characterized by the fact that said retaining means comprise an anchoring pin (100) made in a single piece and equipped with: + a head (101) for coupling to the motor cover 104 + a stem (102) of reduced diameter with respect to the head; + a radially internal plate (103) with an external diameter smaller than that of the internal diameter of the piston (12) and able to enter into axial abutment against an annular edge (12a) extending inwards made at the radially external end of the piston (12) himself and by the fact that. correspondingly, the engine cover (104) has: +) a radially internal key cavity (105) comprising a first radially internal seat (105a) of suitable diameter adapted to make the head (101) of the pin (100) enter radially; +) a second radially external seat (105b) with internal constriction (105c) suitable for housing the head (101) and preventing it from coming out in the radial direction; +) a third seat (106) for connection between the first internal seat (105a) and the second external seat (105b).

2. Engine according to claim 1 characterized in that an internal thrust spring (13) is interposed between the opposite ends of the piston (12) and of the cylinder (11) against the respective sliding surfaces (104b, 3a).

3. Engine according to claim 1 characterized in that it is of the radial thruster type.

4. Engine according to claim 1 characterized in that it is of the axial thruster type.

5. Engine according to claim 1 characterized in that it is of the oblique thruster type.