NO821909L - Hydraulikkmaskin. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår hydrauliske maskiner. Hydrauliske maskiner, eksempelvis i GB633733, hvor en flersylindret hydraulisk motor er utformet ved hjelp av flere hydrauliske sylindre, foreslås å arbeide radialt i denne, anordnet rundt en drivaksel. Akselen har påfestet et enkelt primært bølgefor-met kamspor og hvert stempel har et par ruller som ruller på kam sporet. Hver sylinder har en tilhørende ventil som styrer inntak og uttak av væske under trykk til og fra sylinderne, idet ventilene styres ved hjelp av et mellomkoblet ventilstyrt kamspor som er montert for rotasjon sammen med det første kamspor. Det ventilpåvirkede kamspor bringer ventilene til å tillate væske under trykk å trenge inn til flere hydrauliske sylindre og stempler , for via deres ruller og samvirkende kamspor å overføre en rotasjonsbevegelse til drivakselen. Når drivakselen roterer vil ventilenes frem- og tilbakegående bevegelse under drift resultere i at. væsken under trykk inter-mitterende får tilgang og fjernes, til og fra hver korrespon-derende hydrauliske sylinder.

Konturen eller bevegelsen av det primære kantspor er slik at en harmonisk eller i det vesentlige harmonisk bevegelse påføres stemplene under deres radiale innadgående (med kraft) slag og deres utadgående (utblåsnings) slag. Antallet stempler og antallet pulseringer på kamsporet er valgt slik at en kontinuerlig jevn rotasjon oppnås for drivakselen slik at enheten funksjonerer som en motor. Eksempelvis er det funnet hensiktsmessig å ha tretten stempler og fem bølgeformer.

Den ovenfor beskrevne anordning er funnet å være til-fredsstillende under bruk, men har flere' ulemper. Eksempelvis er den en relativt kostbare maskin å fremstille og kamsporet især har en relativt kort driftstid. Dersom en av stempel-og sylinderenhetene eller ventilenhetene faller ut må maskinen fullstendig demonteres slik at delen med feil kan repareres. Videre har kjente anordninger begrensninger i deres område for hastighetsvariasjoner i hvilke de kan drives som en motor, eller i området for trykkvariasjoner dersom de arbeider som en pumpe.'

Det er et mål for den foreliggende oppfinenlsen å frembringe en hydraulisk maskin hvor de forannevnte' ulemper unngås eller minimeres.

I henhold til oppfinnelsen er det frembragt en hydraulisk maskin som omfatter et første legeme, et annet legeme innrettet for bevegelse i forhold til det første legeme, kamsporanordninger som bæres av det første legeme, flere uavhengig monterte hydraulisk påvirkede stempel- og sylindermoduler som bæres av det annet legeme, idet modulene danner minst en sammenkoblet rekke med slike moduler i inngrep med kamsporan-ordningen, og modulventilanordninger tilkoblet i det minste hver rekke med moduler for å styre tilførsel og fjerning av hydraulisk væske til hver modul i rekken.

Ventilanordninger kan benyttes i en modul separat i forhold til stempel- og sylindermodulene eller alternativt kan ventilanordninger være inkorporert i disse moduler.

Utførelser av den foreliggende oppfinnelse beskrives eksempelvis i henhold til tegningen hvor figur 1 viser et delsnitt av en første utførelse av en hydrauliske maskin, figur 2 viser et tverrsnitt, figur 3 viser en alternativ form av ventilmodulen som kan erstatte ventilmodulen vist på figur 2 når maskinen benyttes som en hydraulisk pumpe, figur 4 viser

i perspektiv en annen utførelse av den hydrauliske maskin,

figur 5 viser et skjematisk utsnitt av et tverrsnitt av en rekke med modulenheter i maskinen på figur 4, figur 6 viser skjematisk et deltverrsnitt av en rekke med modulenheter i maskinen på figur 4, figur 7 viser et forstørret tverrsnitt av en modulenhet anordnet i en rekke med slike enheter, figur 8 viser et forstørret tverrsnitt av en modulenhet slik den er anordnet i en rekke med slike enheter, figur 9 viser et grunnriss av modulenheten benyttet.i maskinen på figur 4, figur 10 viser et snitt av en alternativ utforming av stempel-og sylindermodulen i forhold til det som er vist i figur 2 og 3, figur 11 viser et snitt av en alternativ form i forhold til det som er vist på figur 7 og 8, av en stempel- og sylindermodul med en ventilkonstruksjon, figur 12 viser skjematisk en utførelse av en motor med et par kamspor, figur 13 viser en utvikling av en del av kammen på figur 12, figur 14 viser skjematisk en ytterligere utførelse av en motor med et enkelt par med kamspor, figur 15 viser en' utførelse av en del av kammen på figur 14, figur 16 viser et snitt av den øvre halvdel av en ytterligere utførelse av den hydrauliske motor med to

rekker med modulenheter hvor hver rekke danner en egen hydraulisk motor og stempel- og ventilhylsene er fjernet fra den høyre rekke for bedre å vise .de hydrauliske hulrom i sylinderen, figur 17 viser et diagram for motoren på figur 16 med de to kammerog de hydrauliske forbindelser mellom modulenhetene, figur 18 viser i delsnitt en motor tilsvarende den som er vist på figur 16, men med en hjelperekke med undermoduler og figur 19 viser et frontriss, delvis i snitt, av motoren på figur 18.

I henhold til figur 1 og 2 omfatter en hydraulisk : maskin som er egnet for bruk som en hydraulisk motor med kon-stantmoment, en stator 10 med en 76 mm tykk ring av bløtt stål, i hvilken plane partier er maskinert med åpninger for å motta flere separat festbare modulenheter, generelt betegnet med"12. Modulene 12 omfatter modulære ventilenheter 13 og modulære stempel- og sylinderenheter 14.

Slik det beste ses av figur 1 er modulene 12 anordnet

i rekke som strekker seg parallelt med motorens lengdeakse. Videre, slik det best ses i den øvre halvdel av figur 2, er modulene også anordnet i rekker i ring rundt motorens lengdeakse. I det etterfølgende vil derfor betegnelsen "rekke" benyttes for å beskrive en serie moduler som strekker seg i motorens lengderetning og betegnelsen "rad" benyttes for å beskrive en serie med moduler som strekker seg ringformet eller på tvers av motoren.

Stempel- og sylinderenhetene 14 strekker seg inn i det indre av statoren og hver samvirker med et par ruller 15 som ruller på en av tre primære bølgeformede eller kantformede par med kamspor 16, 17, 18 (figur 1).Kamsporene 16, 17 og 18 er festet til en hul drivaksel 19 slik at stemplenes frera-og tilbakegående bevegelse i stempel- og sylinderenhetene bringer drivakselen 19 til å bli rotert på kjent måte.

Hver modulære stempel- og sylinderenhet 14 omfatter

som vist på figur 2 en sylinder 20 i hvilken et stempel 21

kan beveges frem og tilbake idet rullene 15 bæres på et tverrhode 15a på en radialt innad vendende ende av stemplene 21.

Hver ventilmodul 13 omfatter et stempel 22 som er fjærpåvirket ved hjelp av en fjær 23, idet stemplet 22 er anordnet i en boring eller et kammer i en sylinder 24. Stemplet 22 ligger an mot et tverrhode 25a som bærer ruller 25 ved sin radialt innad rettede ende, idet rullene ruller på separate bølgeformede ventilpåvirkende kamspor"26, 27, 28 anordnet mellom hvert par med kamspor 16, 17 og 18. Fluidumrom 24a, 24b og 24c er anordnet i sylinderen 24 og et ringformet 'spor 22a er utformet på stemplets 22 ytre overflate.

Figur 2 viser en motor hvor kun en enkelt ventilmodul 13 er innebygd ,i hver rad, idet andre steder i raden som kunne motta ytterligere ventilmoduler har blindmoduler 29.

Trykkoljepassasjer 30, 31, 32 og 33 i ventilmodulene 13, stempel- og sylindermodulene 14, blindmodulene 29 og statoren forbinder hver av modulene i hver-, av de tre radene i motoren. Hvert primære kamspor 16, 17 og 18 samvirker med en av de tre rader med moduler. Som vist på figur 2.har hvert primære kamspor 8 kammer og kammene på hvert kamsporv .er plas-sert 120° faseforskjøvet i forhold til det tilstøtende kam-: spor. Hver rad har åtte stempel- og sylindermoduler 14 som alle arbeider i samme fase.

Kammene på de enkelte ventilpåvirkende kamspor 26, 27 og 28 som er tilkoblet hver rad med moduler er anordnet 90° ut av fase med deres tilhørende primære kamspor. Kamfølgerne eller rullene 25 i hver rad har alle samme fase.

Av den foregående beskrivelse vil det fremgå at hver rad med moduler ikke i seg selv er en motor da alle stempel-og sylindermoduler arbeider i samme fase. Minst tre rader kreves for maskinen til at denne skal virke som en motor.

Med andre ord er det arbeide som utføres på hvert primærkam-spor en tredjedel av det som utføres av en motor med flere kammer med et enkelt kamspor.

Under bruk av den ovenfor beskrevne utførelse tilføres olje under trykk til hver rad med moduler ved hjelp av dens ventilmodul 13, idet olje under trykk tilføres til og fjernes fra åtte stempel- og sylindermoduler 14 gjennom passasjene 30, 31, 32 og 33 for således å utvirke rotasjon av den hule drivaksel 19.

Dersom det kreves et større effektuttak fra motoren, kan en eller flere av blindmodulene 2 0 i hver rad erstattes av en ytterligere ventilmodul eller moduler 13. På denne måte kan motorens effektuttak økes i opptil åtte trinn etter behov. Det vil også fremgå at slikemodifikasjoner eller andre reparasjoner enkelt kan utføres fra utsiden av maskinen kun ved å fjerne en modul som erstattes med ed annen slik at hele maskinen ikke krever å må demonteres og settes ut av drift over en lengre periode.

Om ønsket kan den hule drivaksel 19 utstyres med ytterligere anordninger hvor ytterligere rader kan tilføres til den hule aksel for å gi større energiuttak \eller dreiemoment. Motoren har en bremse 34 av kjent type.

Figur 3 viser et riss tilsvarende figur 2 hvor ventilmodulen 13 i motoren som er vist på figur 2, er erstattet av en ventilmodul generelt betegnet med 35. Ventilmodulen 35 tillater at maskinen kan benyttes som en hydraulisk pumpe. Ventilen 35 tillater væske å pumpes opp fra en panne med hjelp av inntakssugeventiler 36 og tømmes gjennom tømmeventil 37. En eller flere inntaksventiler kan anordnes ved anordningen for å løfte den opp fra deres sete for å muliggjøre variabelt avtrappet slagvolum.

Vanligvis benyttes maskinen som pumpe med høyt slagvolum ved bruk av alle tilgjengelige stempel- og sylindermoduler. Pumpen kan imidlertid modifiseres til en pumpe med variabelt slagvolum for bruk eksempelvis med vindmøller hvor variable vindhastigheter krever et variabelt slagvolum, høyt dreiemoment, pumpe med lav hastighet, kun ved å koble' ut et egnet antall stempel- og sylindermoduler. Når den benyttes som en pumpe kreves ikke de ventilpåvirkende kamspor 16, 17 og 18 på figur 1.

Figur 4-9 viser en andre utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor, tilsvarende som ved den første utførelse,

en stator 100 har plane områder 101 som er maskinert på denne for mottak av flere moduler 102. Modulene 10 2 frembringer forbindelsesfunksjonen for ventilmodulene 13 og stempel/sylindermodulene 14 i den første utførelse og er tilsvarende arran-gert i rader og rekker som beskrevet foran.

Hver modul har en sylinder 103 med. en separat ventilhylse 104 og et stempel 105 er anordnet med et par ruller 106 ved sin radialt indre ende gjennom det indre av et krysshode 106a. Rullene på en av de tre rader med moduler 102 ruller på en av tre par med bølgeformede eller kamformede spor 107, 108 og 109 (figur 5). Kamsporene 107, 108 og 109 er festet til en hul drivaksel 110 slik at stemplenes 105 frem- og tilbakegående bevegelse bringer drivakselen 110 til å rotere over de mellomliggende steder mellom kamsporenes 107, 108 og 109.

Slik det kan ses av figur 4 er hver modul 102 i hver

av de tre rader i motoren sammenkoblet ved teleskopiske eller fleksible trykkfluidumledninger 111 som forbinder stemplet ved det øvre parti av en modul med det nedre parti av den til-støtende modul. Teleskopiske eller fleksible fluidumtrykk-tilførselsledninger 112 og uttaksledninger 113 forbinder også hver rekke med moduler (figur 4,5).

De tre kamspor 107, 108 og 109 har hver seks kammer

og hver spors kammer er anordnet 120° faseforskjøvet i forhold til kammene på det tilstøtende spor.

For at en modul 102 skal virke som en ventil for stemplet i den néste tilstøtende modul, må modulene være fasefor-skjøvet i forhold til hver kam på sporet med ."Tf /2 (hvor Tt = 180°) eller multipler av IT + TT/ 2. Et kamspor med multipler av 11/ 2 er generelt ikke praktisk da avstanden mellom modulene vil være for liten.

Hensiktsmessig kan derfor modulen 102 i hver rad være faseforskjøvet med 3TT/2N eller 5?f/2N hvor N = antall kammer. Det kan her beregnes at dersom N er et multiplum av 3, dvs. antall kammer er 3, 6 eller 9 etc, vil det nødvendige antall moduler pr rad være 4, 8 eller'12. Dersom N er et multiplum:av 5, dvs. at antall kammer er .5, 10 eller 15 etc, vil det nødvendige moduler pr rad være 4,8 eller 12 etc.

Figur 7 og 8 viser en ventilmodul 102 hvor dens hydrauliske forbindelser i en rad og en rekke er vist. Modulen 102 omfatter en sylinder 103 med en separat ventilhylse 104 og stempel 105 som tidligere nevnt. Sylinderens 103 indre parti som er dannet av ventilhylsen 104 er ringformet og er glidbart anordnet i sylinderens 103 ytre parti og har videre tetninger 114. Ventilhylsen 104 har tre ytre spor utformet deri som danner øvre, midtre og nedre hulrom 115a, 115b og 115c som alle er forbundet med en passasje 116 som strekker seg gjennom ventilhylsen 104 til dennes indre flate. Stemplet 105 som er fjærpåvirket ved hjelp av en fjær 117, er glidbart anordnet i ventilhylsen 104 og har et spor 118 utformet i sin ytre overflate slik at det kan forbindes med de øvre to eller de nedre to hulrom 115 via passasjene 116, avhengig av ventilhylsens 104 og stemplets 105 stilling i sylinderen 103.

En tetning 119 er anordnet mellom stemplet 105 og ventilhylsen 104. Figur 7 viser at den øvre ende av sylinderens 10 3 kammer er forbundet via passasjen 120 sylinderveggen med den øvre ende av en ledning . 11 som forbinder modulen med det midtre rom 115b i den tilstøtende modul i raden på den ene side. En passasje 121 forbinder det midtre hulrom 115 med den nedre ende av en annen ledning 11 som forbinder modulen med kammeret i sylinderen i den tilstøtende modul i raden på den annen side.

Figur 8 viser modulforbindelsene med en rekke dvs. 90° forskjøvet i forhold til figur 7. Figur 8 en trykktilførsels-åpning 122 som er forbundet med passasjen 123 med det nedre hulrom 115c. Trykkåpningen mottar trykkolje fra en trykkled-ning 112 som er forbundet.med den tilstøtende modul i rekken på en side og overfører oljen gjennom passasjen 124 til trykk--' ledningen 112 som er forbundet med den .tilstøtende modul i rekken på den annen side. Tilsvarende er' uttaksledningene 113 forbundet med det øvre hulrom 115a i de tilstøtende moduler i rekken via passasjene 125 pg 126. Hver rekke med moduler har en uavhengig tilførsel og uttak for trykkoljen.

Under bruk av utførelsen vist på figur 4-9, tilføres trykkolje til. sylinderen 103 i hver modul 102 via ledningen 111 for å bringe stemplet 105 til å bli presset radialt innad mot dets tilhørende kamspor via et krysshode og lager for å bidra til rotasjon av drivakselen 110. Ledningene 11 mottar olje gjennom det nedre hulrom 115c, sporet 118 og det midtre hulrom 115b i den tilstøtende modul. Ved ytterligere rotasjon av kamsporet presses stemplet radialt utad og oljen ut-tømmes fra sylinderen 103 via ledningen 111 ved den øvre ende og herfra passerer oljen for uttak gjennom passasjen 121, det midtre hulrom 115b, sporet 118 og hulrommet 115a i den tilstøt-ende modul.

Som ved den første utførelse kan hver modul 102 enkelt fjernes eller erstattes etter at ledningene 11, 112 og 113 uttrekkes teleskopisk eller ved bøyning.

Figur 10 viser et snitt av en modifisert form av en stempel- og sylindermodul i forhold til de utførelser som er beskrevet i henhold til figur 2 og 3..Stempel- og sylindermodulen på figur 10 er især tenkt brukt i utførelsen beskrevet i henhold til figur 4-9. Modulen på figur 10 omfatter et legeme 200 som kan monteres løsbart i en stator 201.

En sylinder 203 er festet til legemet 200.ved hjelp av bolter 202 som strekker seg derigjennom. Et sylinderkammer 204 er dannet i det indre av sylinderen og et stempel 205 er innrettet til frem- og tilbakégående bevegelse i sylinderen 203 under påvirkning av en fjær 206.. Ved dens radialt innadvendte ende har stemplet et krysshode 207a,som har et par ruller 207 som igjen samvirker tilsvarende det tidligere beskrevn, med et par kamspor (ikke vist).Boringer 208 for tilførsel og fjerning av trykkf luiduirt strekker seg gjennom sylinderen 203 fra dennes ytre til den øvre ende av kammeret 204.

Figur 11 viser en alternativ form av ventilmodulen i forhold til det som er vist på figur 7 og 8. Modulen 300 er vist på figur 11 og omfatter et sylinderlegeme 301 som er løs-bart montert i en stator 302. Legemet 301 har ved hjelp av bolter 303 påmontert en sylinder 304 med et indre kammer 305. I sylinderen 304 er anordnet et kombinert stempel- og ventil-legeme 306 (heretter benevnt' kun som et stempel) .- Stemplet 306 bærer gjennom et krysshodet 307a et par med ruller 307 ved sin radialt indre ende som samvirker med et par med kamspor (ikke vist).

Sylinderens 301 indre overflate har tre spor utformet deri som danner øvre, midtre og nedre hulrom 308a, 308b og 308c.

En passasje 309 strekker seg inn i den øvre ende av sylinderkammeret 305 fra sylinderens 304 indre. En tilsvarende passasje 310 strekker seg inn i. det midtre rom 308b fra sylinderens -304 ytre. Passasjene 309 og 310 er innrettet for forbindelse med teleskopiske eller fleksible trykkfluidumledninger. (tilsvarende ledningene 111 på figur 7) for overføring av trykkfluidum mellom tilstøtende moduler i en rad.

Utgangs-<p>g tilførselsåpningen 311 og 312 for trykkfluidum strekker seg inn i de øvre og nedre hulrom 308a og 308c og via teleskopiske eller, fleksible trykkfluidumlédninger

(tilsvarende ledningene 112 og 113 på figur 8), kan trykkfluidum overføres mellom tilstøtende moduler i en rekke.

Stemplets 306 ytre overflate er profilert for å danne et spor 313. Avhengig av stemplets 306 stilling i sylinderen 304, kan sporet 313 sammenkoble enten de øvre og midtre hulrom 308a og 308b eller de midtre og nedre hulrom 308b og 308c.

Tetninger 314 er anordnet mellom sylindrene 301 og dens stempel 306 som tillater mulighet for bruk av en hydraulisk væske gjennom åpningene 309, 310 som er adskilt fra en smøre-væske for ruller, kamspor og tilhørende komponenter.

Modulen vist på figur 11 virker på en måte som tilsvarer modulen 102 på figur 7 og 8 ved at trykkolje tilføres gjennom åpningen 309 for å bringe stemplet 306 og det tilhør-ende krysshode og lageret presset innad mot dets tilhørende kamspor for å bidra til rotasjon av en drivaksel. Når kamsporet roterer ytterligere, presses stemplet radialt utad og oljen tømmes ut fra sylinderen 304 gjennom passasjen 309 og derfra til uttaket gjennom passasjen 310, det midtre hulrom 308b, sporet 313 og hulrommet 308a i den tilstøtende modul.

Det er underforstått at de ovenfor beskrevne utførel-ser, i henhold til figur 1-11 under bruk som en motor benytter seg av minst tre kamspor idet hver kam er anordnet 120° fase-forskjøvet med hverandre. Følgelig danner hver rad med moduler som driftsmessig er montert til hver av de tre spor, ikke en motor for seg selv. Viktige alternative utførelser av opp-. finnelsen er vist skjematisk på figur 12-15 hvor anordninger av moduler på et enkelt spor et vist og hvor modulene på det enkelte spor tillates å virke som en motor med konstant dreiemoment. Det er underforstått av ventilmoduléne og stempelmodulene kan foreligge i form av enhver av de beskrevne utfør-elser.

Figur 12 viser et enkelt kamspor 4 00 med elleve kammer 401. Tre ventilmoduler a, b og c kan anordnes nær hverandre på en enkelt kam anordnet: 2.TT/3 i vinkel til hverandre for således å virke mot kammen ved ulike vinkelstillinger. Hver ventilmodul a, b eller c styrer gjennom en trykkfluidumled-ning en serie på fem stempelmoduler a, b og c som er anordnet over fastlagte vinkelintervaller omkring de resterende ti kammer på sporet.

Med hensyn til ventilmodulen a og dens tilhørende fem stempelmoduler A, skal det bemerkes at ventilmodulen a virker 90° faseforskjøvet i forhold tilstempelmodulene A og at stempelmodulene A alle virker i fase med hverandre. Det samme gjelder tilsvarende for ventilmodulene b og c og respektive stempelmoduler B og C.

Figur 13 viser en kurve av oppførselen for sporet vist på figur 12 da vinkélmålet for den totale omkrets for sporet er lik 2 V ( W = ; 180°) er den vinkel som ligger over en enkelt kam av de elleve kammer lik 2^/11. Ventilmodulene a, b og c er ensartet adskilt fra hverandre på en enkeltkam . slik at der foreligger en vinkel mellom hver ventilmodul på 2TT/33, eller 10,90909°. Tilsvarende er den ens vinkel mellom tilstøtende stempelmoduler, dvs. vinkelen mellom hver stempelmodul A og den tilstøtende stempelmodul B, mellom hver stempelmodul B

og tilstøtende stempelmodul C og mellom hver stempelmodul C

og den tilstøtende stempelmodul A, lik . 4qr/33, eller 21,81818°. Den omtrentlige ytre diameter av kamsporet er 1 168 mm.

Ved en alternativ utførelse som benytter det samme enkeltkamprinsippet som på figur 12 og 13, angår figur 14 og 15 en maskin med ett kantspor 500 med tolv kammer 502. Innrettet til å virke over to kammer er to grupper med tre ventilmoduler hvor hver gruppe omfatter tre ventilmoduler a, b og c og a-^, b-^og c^. Ventilmodulene a, b og c er anordnet nær hverandre for å virke ved ulike vinkelstillinger og ventilmodulene a og a-^ j b og b^og c og.c^ er i samme fase.

Hver ventilmodul a, b og c styrer via egnede trykkfluidumledninger, en. serie på tre stempelmoduler a, b og c som er adskilt med fastlagt vinkelavstand over seks kammer og hver ventilmodul a^, b^og styrer tilsvarende en serie på to stempelmoduler A^, Bi og Cisom er adskilte med fastlagte vinkelav-stander over de resterende fire kammer.

Som i den tidligere utførelse arbeider hver ventilmodul 90° faseforskjøvet i forhold til dens tilhørende stempelmoduler. Stempelmodulene i hver sett virker i samme fase og stempelmodulene A og Ai, Bog Bi og C og Citilsvarer også i fase.

Figur 15 viser et diamgram av.en del av det enkle kam-sporarrangement på figur 14. Som tidligere tilsvarer hele omkretsen en totalvinkel tilsvarende 2*rr - og sporet har tolv kammer. Følgelig er vinkelen som dekker en enkelt kam 2<q>r/12. Ventilmodulene a, b, c, a-^, b]^og er ens fordelt over to kammer og derfor er deres vinkelavstand 4tT/6x12 = 2<*>u"/36 eller 10°. Tilsvarende den enkelte vinkel mellom hver til-støtende stempelmodul 4tt/36 eller 2<rr/18.

Utførelsen vist på figur 16 og 17 er en hydraulisk motor med et ringformet ytre hus 600 som danner en stator og som bæres lageret 601, 602 for rotasjon omkring en hul drivaksel 603. Som vist ved tidligere' utførelser har drivakselen 603 to par med bølgende kamspor 604 og 605 som hver har seks kammer og er fast montert omkring drivakselen for rotasjon på denne. To kamspor er faseforskjøvet i forhold til hverandre med Tf/2 radianter.

Statoren 600 har to rader A og B med ventilmoduler 606 som hver har en ventilkonstruksjon. Modulene 6 06 er vinkel-forskjøvet rundt motoren tilsvarende det som er vist på figur 12 og 14. Ved den foreliggende utførelse har imdilertid hvert kamspor seks kammer og antallet moduler 606 er ti. Hver modul 606 tilsvarer det som er vist på figur 7 og 8 og omfatter et sylinderlegeme 607 som løsbart er montert i statoren ved hjelp av bolter (ikke vist). Sylinderen danner heri et kammer 608 som er avgrenset av et parti av sylinderen i form av en ventilhylse 609. En kombinert stempel og ventil 610 (heretter betegnet som et stempel) er glidbart anordnet i ventilhylsen 609. Hvert stempel 610 har et krysshode og et tilhørende par med ruller ved sin radialt indre ende for å rulle mot dets tilhørende kamspor 604 eller 605. Tetninger 611 og 612 er anordnet mellom ventilhylsen 609 og sylinderen 607 og mellom ventilhylsen 609 og stemplet 610. Tetningene 612 separerer den hydrauliske væske fira en smørevæske i det midtre parti av maskinen for å kunne smøre kamsporene og lagrene, samt kryss-hodene og tilhørende ruller.

Ventilhylsen 609 har tre ytre spor utformet deri, som hver danner øvre, midtre og nedre hulrom 613a, 613b og 613c som er forbundet med en passasje 614 som strekker seg gjennom ventilhylsen 609 til dennes radialt indre overflate. Stemplet 610 som er fjærbelastet ved hjelp av en fjær 615 er glidbart anordnet i ventilhylsen. 609 og har et spor 616 utformet i sin ytre overflate slik at det kan forbindes med de øvre to eller nedre to hulrom 613.

En dekkplate 617 som er festet med bolter 617a holder modulene 6 06 i statoren.

Trykkfluidum tilføres hver modul i en rad ved hjelp av tilførselsledninger (ikke vist) for trykkfluidum i modullege-met og forbinder de øvre eller nedre rom 613a, 613c i hver tilstøtende modul i raden. Tilsvarende forbinder returled-ninger for trykkfluidum de nedre eller øvre rom i tilstøtende moduler i raden. Det midtre rom 613b i en modul i raden A

er forbundet via ledningen 618 med kammerets.608 topp i den tilstøtende modul i raden B. Tilsvarende forbinder ledningen 619 det midtre rom 613b i modulen i raden B med kammerets 608 topp i den tilstøtende modul .i raden A. På denne måte virker ventilhylsene 609 i modulene i en rad til å styre strøm-men med trykkfluidum til stemplet i en modul i den tilstøtende rad.

Slik det ses av figur 16 har den radialt indre ende av hvert stempel en utsparing for å motta et lagerlegeme 6 20 av hårdt materiale. Ved hjelp av mellomlegg 621 kan stemplets 610 stilling i forhold til dets ventilhylse 609 justeres.

Det vil lett forstås at tilførselsledningene og retur-ledningene for trykkfluidum kan forbindes enten til de øvre eller nedre hulrom 613a eller 613c.

Under motorens drift, som vist skjematisk på figur 17, tilfører en tilførselsledning 622 for trykkfluidum det øvre hulrom 613a i hver modul i raden B og det nedre hulrom 613c i hver modul i raden A med trykkfluidum. Fluidum uttaksled-ningen 623 forbinder de nedre hulrom 613c;.i hver modul i raden B og det øvre.rom 613a i raden A. Ledningene 618 forbinder det midtre hulrom 613b i hver modul i raden A med kammerets 608 topp i en tilstøtende modul i raden B og ledningene 6\L9 forbinder det midtre rom 613b i hver modul i raden B med kammerets topp i det tilhørende modul i. raden A.

Trykkfluidum tilføres hver modul 6 06. Når stempelt 610 i en modul i raden A (som vist på figur 16) befinner seg i en utstrakt stilling, forbinder dets spor 616 det nedre hul-

rom 613c med detmidtre hulrom 613b og tillater trykkfluidum

å passere gjennom ledningen 618 til kammeret 608 i den til-hørende modul, i raden B for å presse dennes stempel nedad for å utvirke rotasjon av den hule aksel 603 ved påvirkning mot lagrene i krysshodet og de tilhørende ruller mot kamsporet 605 som er forbundet med raden B. Mot stemplet i rad B som presses radialt utad ved ytterligere rotasjon av dets kamspor 605, forbindes de øvre og midtre rom 613a og 613b i det til-hørende stempel i raden A på grunn av at sporet 616 beveger seg radialt utad. Fluidum bringes således til å forlate kammeret 608 i modulen i rad.B gjennom ledningen 618, det midtre rom 613b og det øvre rom 613a.

Det fremgår tydelig at den ovenfor beskrevne utførelse omfatter to kamspor 604 og 605 som er ute.av fase med hverandre. Om ønsket kan andre kamspor i samme fase som kamsporet 604 eller 605 anordnes som vist på figur 18 og 19. Motoren vist på figur 18 og 19 består av en masterenhet med dobbelt kamspor tilsvarende det som er beskrevet i forbindelse med figur 16 og 17 men omfatter syv kammer og femten moduler pr rad, idet motoren på figur 18 og 19 har samme henvisningstall som på figur 16 og 17 hvor dette er mulig. Til masterenheten for dobbeltkamspor med modulradeneA og B er tilføyd en ytterligere rad C med undermoduler 700. Hver undermodul består

av et stempel 701 og sylinder 702 uten noen ventilmekanisme. Det skal bemerkes at .kamsporet 703 i.raden C er i fase med kamsporet 604 i raden A. De ytterligere tilleggsmoduler 700 gøre det mulig å oppnå et øket dreiemoment og kraftuttak.

Den ovenfor beskrevne utførelse på figur 16 og 17 angår seks kamspor som hvert er omgitt av ti moduler. Det fremgår tydelig at antallet kammer pr spor og tilhørende moduler kan velges i henhold til ønsket dreiemomentuttak. Den følgende tabell angir spesielle egenskaper for hydrauliske motorer med ulike antall kammer og moduler.

De moduler som benyttes i hver utførelse som er beskrevet ovenfor kan enkelt fjernes enkeltvis. Følgelig kan repa-rasjon enkelt utføres ved fjerning av en modul fra maskinen og erstatte denne med en annen modul.

Videre er det mulig å oppnå et ulikt slagvolum mellom radene A og B og tilhørende underenheter dersom dette er montert for å kunne utøve et stort slagvolumområde for motor eller pumpe. Videre kan en eller flere rader innrettes til å arbeide i by-pass-stilling.

Selv om maskinene i utførelsen ovenfor er beskrevet med funksjon som hydrauliske motorer vil det forstås for fag-folk at maskinene like enkelt kan benyttes motsatt.som hydrauliske pumper. Dette kan kreve noen modifikasjoner eksempelvis bruk av ventilmoduler av den type som er vist på figur 3.

Det er også mulig ved ventilanordninger å oppnå en maskin med .variabelt slagvolum ved å fremstille modulene slik at de virker i by-pass-stilling og således ikke fremstiller eller opptar positivt dreiemoment.

De beskrevne utførelser omfatter anordninger hvor modulene er rettet radialt-innover. Det er underforstått at modulene kan ha andre plasseringer. F.eks. kan de være rettet radialt utover eller aksialt i forhold til maskinen, idet de samvirkende kamspor plasseres tilsvarende. Videre er modu lene beskrevet som del av statoren med kamsporene som del av rotoren. Dette kan reverseres med kamsporene stasjonært og modulene del av rotoren.

Den foreliggende oppfinnelses prinsipper kan altså benyttes for lineærmotorer såvel som hydrauliske rotasjons-motorer.

Av de ovenfor beskrevne utførelser vil det klart fremgå at en hydraulisk motor kan frembringes som er i stand til enkelt å kunne modifiseres for å frembringe et dreiemoment innenfor et stort område dersom maskinen benyttes som en motor eller å gi et slavolum innenfor et stort område dersom den virker som en pumpe. De mulig modifikasjoner kan omfatte (a) variasjon i antall ventilmoduler eller grupper av moduler, (b) bruken av et enkeltspor eller grupper med tre spor for å frembringe en motor, (c) muligheten.til å montere flere slike motorer på et legeme som skal drives.

Claims (20)

1. Hydraulisk maskin omfattende et første legeme, et annet legeme anordnet for bevegelse i forhold til det første legeme, kamsporanordninger (16,.17, 18, 107, 108, 109, 604, 605) som bæres av det første legeme, karakterisert ved at flere uavhengig monterte hydraulisk påvirkede stempel-og sylindermoduler (105, 205, 306, 610) bæres av det annet legeme, idet modulene danner minst en sammenkoblet rad med slike moduler i operativt forhold til kamsporanordningene, og modulære ventilanordninger (13, 35, 102, 300, 6 06) forbundet méd minst hver rad med moduler for styring av tilførsel og fjerning av hydraulisk fluidum til hver modul i raden idet i det vesentlige konstant dreiemoment eller slagvolum kan produseres av maskinen.

2. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at de første og andre legemer er ringformede og at kamsporanordningene (16, 17, 18, 107, 108, 109, 400, 500,

604, 605) er fast montert til en drivaksel (19, 110, 603).

3. Maskin ifølge krav 2, karakterisert ved at drivakselen (19, 110, 603) er hul.

4. Maskin ifølge krav 1-3, karakterisert ved at ventilanordningene (102, 300, 606) er inkorporert i en eller flere stempel- og sylindermoduler.

5. Maskin ifølge krav 1-4, karakterisert ved at en enhet har en rotor i form av en drivaksel (603), et første kamspor (604) og et annet kamspor (605) montert på drivakselen (603) for rotasjon på denne, en første rad (A) med hydraulisk styrte stempel- og sylindermoduler (606) i operativt forhold til første kamspor'. (604) for å utvirke rotasjon av denne, en andre rad (B) med hydraulisk styrte stempel- og sylindermoduler i operativt forhold med det annet kamspor (605) for å utvirke rotasjon av dette, ventilanordninger (613, 614, 616) i stempel- og sylindermodulene, hvor hver, modul (606) i en rad er hydraulisk forbundet i et fasefor-skjøvet forhold ved en tilhørende modul (606) i den annen rad, idet ventilanordningene (613, 614, 616) i hver modul i paret styrer påvirkningen av stemplet (610) i den annen modul i paret og modulene i hver rad er vinkelforskjøvet langs kam mene på kamsporet slik at en motor fremstår som produserer i det vesentlig konstant dreiemoment.

6. Maskin ifølge krav 5, karakterisert ved at den omfatter en sylinder (607), et stempel (610) som kan beveges frem og tilbake i sylinderen (607), første, andre og tredje ringformede hulrom (613a, 613b og 613c) utformet i sylinderen (607) og som står i forbindelse med sylinderens (607) indre overflate, passasjeahordninger (616) i stemplet (610) for å kunne sette første og andre hulrom (613a og 613b) i forbindelse med hverandre eller andre og tredje hulrom (613b og 613c) ved stemplets sugeslag, en ledning (622) for å tilføre trykkfluidum til første hulrom (613a), en ledning (623) for å fjerne trykkfluidum fra det tredje rom (613c) og en ledning (618, 619) som forbinder det annet rom (613b) med stemplets (610) effektive overflate i den til-hørende modul i den annen rad.

7. Maskin ifølge krav 6, karakterisert ved at de første, andre og tredje hulrom (613, 613b og 613c) er dannet i sylinderen (607) av en separat sylinderventilhylse (609) anordnet mellom den indre vegg av sylinderens (607) ytre parti og stemplets (610) ytre vegg.

8. Maskin ifølge krav 5-7, karakterisert ved at et eller ytterligere kamspor er anordnet i fase méd første eller andre kamspor (703) på drivakselen- (603), idet det celler de ytterligere kamspor har en rad (6) med understempel- og sylindermoduler (700) uten ventiler som operativt er tilknyttet det eller de ytterligere kamspor (703) og hvor hver undermodul (700) er hydraulisk tilkoblet en modul i en rad som arbeider i en annen fase.

9. Maskin ifølge krav 5-8, karakterisert ved at en rads (A, B eller C) slagvolum adskiller seg fra den eller de andre raders.

10. Maskin ifølge krav 5-9, karakterisert ved at en eller flere rader er koblet i by-pass-stilLing.

11. Maskin ifølge krav 1-10, karakterisert ved at hydraulisk fluidum adskilles effektivt fra smøre-fluidet. for kamsporene og lagrene.

12. Maskin ifølge krav 1-3, karaktérisert ved at ventilanordningene omfatter separate ventilmoduler (13) anordnet faseforskjøvet operativt sammenkoblet med kamsporanordningene (26, 27, 28) og en serie med stempel- og sylindermoduler (14) er hydraulisk forbundet med hver av ventilmodulene (13) og anordnet i faseforskjøvet forhold til deres tilhørende ventilmoduler og i operativt forhold til kamsporanordningene .

13. Maskin ifølge krav 12, karakterisert ved at hver ventilmodul omfatter en sylinder (24) , et stempel (22) som kan utføre frem- og tilbakegående bevegelse i sylinderen (24) og står i forbindelse med sylinderens(24) indre overflate, passasjeanordninger (22a) i stemplet for å bringe første og andre eller andre og tredje hulrom i kommunikasjon ved stemplets (22) sugeslag, en ledning for tilfør-sel av trykkfluidum til første hulrom, en ledning for fjerning av trykkfluidum fra tredje hulrom og en ledning (30, 31, 32, 33) for å forbinde det annet hulrom med den effektive overflate av et tilhørende stempel i en modul i samme serie.

14. Maskin ifølge krav 13, karakterisert ved at de første, andre og tredje hulrom (24a, 24b, 24c) er dannet i sylinderen (24) av en separat sylinderventilhylse anordnet mellom den indre vegg av sylinderens (24) ytre parti og stemplets (22) ytre vegg.

15. Maskin ifølge krav 4, karakterisert ved at hver ventilmodul (102, 300) omfatter en sylinder (103, 304), et stempel (105, 306) som kan beveges frem og tilbake i sylinderen (103, 304), første, andre og tredje hulrom (115a, 115b, 115c, 308a, 308b, 308c)' utformet i sylinderen (103, 304) og som står i forbindelse med sylinderens (103, 304) indre overflate, passasjeanordninger (118, 313) for å bringe første og andre eller andre og tredje hulrom i kommunikasjon med hverandre ved stemplets (105, 306) sugeslag, en ledning (112, 312) for tilførsel av trykkfluidum, til det første hulrom, en ledning (113, 311) for å fjerne trykkfluidum fra det tredje hulrom og en ledning (111, 310) for å forbinde det annet, hulrom med det tilhørende stempels effektive overflate.

16. Maskin ifølge krav 15, karakterisert ved at de første, andre og tredje hulrom (115a, 115b, 115c, 308a, 308b, 308c) er utformet i sylinderen (103) ved hjelp av en separat sylinderventilhylse (104) som er anordnet mellom den indre vegg av sylinderens (103) ytre parti og stemplets (105) ytre vegg.

17. Maskin ifølge krav 12-16, karakterisert ved at minst tre ventilmoduler hver har en serie med stempel- og sylindermoduler tilkoblet.

18. Maskin ifølge krav 12-17, karakterisert ved at flere ventilmoduler og deres tilkoblede serier med stempel- og sylindermoduler' er anordnet i operativt forhold omkring et enkelt kamspor (400, 500).

19. Maskin ifølge krav 12-17, karakterisert ved at hver ventilmodul og dens tilhørende serier med stempel- og sylindermoduler er anordnet i operativt forhold til en av minst tre kamspor som er faseforskjøvet i forhold til hverandre.

20.. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at hver ventilmodul omfatter en ventil eller ventiler (36, 37) som tillater at maskinen kan benyttes som en pumpe.