DE1810184A1 - Hydraulic machine - Google Patents
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Description
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1Α-35 4161-35 416
Beschreibung zu der PatentanmeldungDescription of the patent application
COUSIGKDIO MZIOITAIE DEILE RIOHERCHB, Rom, ItalienCOUSIGKDIO MZIOITAIE DEILE RIOHERCHB, Rome, Italy
betreffend
Hydraulische Maschine.concerning
Hydraulic machine.
Die Erfindung bezieht sich auf dynamisch-hydraulische Maschinen und betrifft insbesondere hydraulische Motoren, die so ausgebildet sind, daß sie bei niedrigen Drehzahlen gleichmäßig arbeiten« Genauer gesagt betrifft die Erfindung hydraulische Motoren, die gewöhnlich, jedoch nicht ausschließlich, bei Werkzeugmaschinen verwendet v/erden und Z0B. dazu' dienen, eine gesteuerte Bewegung eines Schlittens, eines Arbeitstisches, eines drehbaren Revolvers oder dergleichen herbeizuführen«.This invention relates to dynamic hydraulic machines and, more particularly, relates to hydraulic motors designed to operate smoothly at low speeds. More particularly, the invention relates to hydraulic motors commonly, but not exclusively, used in machine tools 0 B. serve Z ', a controlled movement of a carriage, a working table, a rotatable turret or the like to bring about. "
Seit längerei· Zeit ist es allgemein üblich, anstelle m von Elektromotoren hydraulische Motoren zu verwenden, um bei Werkzeugmaschinen verschiedene Bewegungen zu erzeugen» Derartige hydraulische Motoren können in Verbindung mit einer Servosteuerung verwendet v/erden; abgesehen davon, daß diese Motoren bei hohen Drehzahlen sehr gleichmäßig arbeiten,, sprechen sie schnell an, und sie arbeiten mit einer hohen dynamischen Stabilität, die auf den hohen Wert des Verhält- ' nisses zwischen dem durch sie erzeugten Antriebsdrehmoment und der I/Iassenträgneit der anzutreibenden Vorrichtungen zurückzuführen ist οSince längerei · time, it is common practice to place m of electric motors hydraulic motors to be used to machine tools various movements to create "Such hydraulic motors used v / in connection with a servo grounded; Apart from the fact that these motors work very smoothly at high speeds, they respond quickly and they work with a high dynamic stability, which is due to the high value of the ratio between the drive torque generated by them and the I / Iassenträgneit driven devices is due to ο
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Die bis Jetzt gebräuchlichen hydraulischen Motoren umfassen jedoch relativ zueinander bewegbare Bauteile, die in Reibungsberührung miteinander stehen0 Der zwischen diesen re·* lativ zueinander beweglichen Bauteilen auftretende Reibungs-" widerstand nimmt zu» wenn die Relativgeschwindigkeit abnimmt, bis bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten der Widerstand einen Wert annimmt, der mit dem Wert des erzeugten Drehmoments vergleichbar ist· Unter diesen Umständen gewinnen Änderungen des Reibungswiderstandes, deren Auftreten nicht zu vermeiden ist, eine erhebliche Bedeutung, da sie zu entsprechenden Änderungen der Drehzahl des Motors führen· Diese DrehzahlSchwankungen, die auftreten, wenn ein hydraulischer Motor mit einer niedrigen Drehzahl betrieben wird, machen es unmöglich, eine direkte Kupplung zwischen dem Motor und der anzutreibenden Vorrichtung vorzusehen·However, to common Now hydraulic motors include relatively movable components that communicate with each other in frictional contact 0 The re therebetween · * tively to each other movable components occurring friction "resistance increases" when the relative speed decreases until at very low speeds, the resistance a Assumes a value comparable to the value of the generated torque · Under these circumstances, changes in the frictional resistance, the occurrence of which cannot be avoided, become of considerable importance, since they lead to corresponding changes in the speed of the motor · These speed fluctuations that occur when a hydraulic motor is operated at a low speed, make it impossible to provide a direct coupling between the motor and the device to be driven
Diese Schwierigkeiten lassen sich nur dadurch vermeiden, daß man ein Untersetzungszahnradgetriebe zwischen dem Motor und der anzutreibenden Vorrichtung vorsieht, damit der hydraulische Motor auch mit relativ hohen Drehzahlen betrieben werden kann, wenn eine relativ niedrige Abtriebsgeschwindigkeit benötigt wird· Solche Untersetzungsgetriebe arbeiten jedoch mit einem unerwünschten toten Gang, ihre Verwendung führt zu einer Vergrößerung der gesamten Massenträgheit der Antriebsanordnung, und außerdem spricht die Antriebsanordnung langsamer auf sich ändernde Betriebsbedingungen an· Wenn die anzutreibende Vorrichtung innerhalb eines großen Drehzahlbereiohs betrieben werden soll, der auch niedrige Drehzahlen umfaßt, kann außerdem die Drehzahl des hydraulischen Motors bei einer hohen Erehzahl der anzutreibenden Vorrichtung zu hoch werden5 dies gilt insbesondere für den Pail, daß das Zahnradgetriebe mit einem hohen Übersetzungsverhältnis arbeitet.The only way to avoid these difficulties is to have a reduction gear train between the motor and provides the device to be driven so that the hydraulic motor can also be operated at relatively high speeds can, if a relatively low output speed is required · However, such reduction gears also work an undesirable dead gear, their use leads to an increase in the total inertia of the drive arrangement, and also the drive assembly responds more slowly to changing operating conditions · When the device to be driven is to be operated within a large speed range, which also includes low speeds, can also the speed of the hydraulic motor becomes too high at a high speed of the device to be driven5 this applies in particular for the Pail that the gear train works with a high gear ratio.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, einen hydraulischen Motor zu schaffen, der so ausgebildet ist, daß die vorstehend erwähnten Nachteile auch dann nicht auftreten, wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl betrieben wird.The object of the invention is now to provide a hydraulic motor which is designed so that the above-mentioned disadvantages do not occur even when the engine is operated at a low speed.
Genauer gesagt sieht die Erfindung eine dynamiseh-hydraulieiLhe Maschine, z.B· einen hydraulischen Motor, vor, der meh.re.reMore specifically, the invention provides a dynamic hydraulic line Machine, e.g. a hydraulic motor, which has several right
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Zylinder umfaßt, die sich gegenüber der drehbaren Abtriebswelle in radialer Richtung erstrecken, sowie in den Zylindern gleitend bewegbare Kolben und einen mit -der Abtriebswelle drehfest verbundenen, zentral angeordneten Nocken; der erfindungsgemäße hydraulische Motor ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder in Form mehrerer Sätze angeordnet sind, und daß der Nocken Erhöhungen aufweist, deren Zahl der Zahl der Sätze von Zylindern entspricht! hierbei hat jede Erhöhung des Nockens ein symmetrisches Profil, und sie umfaßt einen parabolischen Absohnitt, so daß während des Betriebs die kombinierten augenblicklichen Kolbengeschwindigkeiten bei jedem Satz von Zylindern und die kombinierten augenblicklichen Strömungsgeschwindigkeiten des hydraulischen Mediums konstant und gleich der maximalen Kolbengesohwindigkeit bzw· üer maximalen Strömungsgeschwindigkeit in einem Zylinder sind«Includes cylinder, which is opposite to the rotatable output shaft Extending in the radial direction, as well as pistons which can slide in the cylinders and a non-rotatable piston with the output shaft connected, centrally located cams; the hydraulic motor according to the invention is characterized in that the cylinders are arranged in the form of several sets, and that the cam Has elevations, the number of which corresponds to the number of sets of cylinders! here every elevation of the cam has a symmetrical profile, and it includes a parabolic recess, so that, during operation, the combined instantaneous piston speeds for each set of cylinders and the combined instantaneous flow velocities of the hydraulic medium constant and equal to the maximum The piston speed or the maximum flow speed in a cylinder are «
Ferner sieht die Erfindung einen hydraulischen Motor vor, der einen zentral angeordneten Nocken umfaßt, welcher mit veiner drehbaren Antriebswelle drehfest verbunden ist, sowie mehrere Kolben, die in den zugehörigen Zylindern gleitend gefUhrt sind, wobei sich die Achsen der Zylinder gegenüber der Antriebswelle in radialen Sichtungen erstrecken, und wobei die Kolben mit dem Nocken zusammenarbeiten} dieser erfindungsgemäße hydraulische Motor ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder in Form von zwei Sätzen angeordnet sind, und daß der Hocken zwei Erhöhungen aufweist, die ein symmetrisches Profil besitzen und parabolische Abschnitte aufweisen, so daß während des Betriebs des Motors die kombinierten Augenbliokswerte der Kolbengeschwindigkeiten bei jedem Satz von Zylindern und die kombinierten Augenblickswerte der Strömungsgeschwindigkeiten des hydraulischen Mediums konstant und gleich der maximalen Kolbengesohwindigkeit bzw· der maximalen Strömungsgeschwindigkeit in einem Zylinder sind·Further, the invention provides a hydraulic motor comprising a centrally arranged cam which is connected to a rotatable drive shaft is v-rotatably connected, and a plurality of pistons which are guided slidably in the associated cylinders, with the axes of the cylinders relative to the drive shaft in radial This hydraulic motor according to the invention is characterized in that the cylinders are arranged in the form of two sets and that the squat has two elevations which have a symmetrical profile and have parabolic sections, so that during operation of the engine the combined instantaneous values of the piston speeds in each set of cylinders and the combined instantaneous values of the flow speeds of the hydraulic medium are constant and equal to the maximum piston speed and the maximum flow speed in a cylinder, respectively ·
Der hydraulische Motor nach der Erfindung kann direkt mit einer anzutreibenden Vorrichtung verbunden werden, ohne daß es erforderlich ist, zwischen dem Motor und der Vorrichtung eine Verbindungsvorrichtung, z.B. ein Getriebe, vorzusehen·The hydraulic motor according to the invention can be connected directly to a device to be driven without it is necessary to provide a connecting device, e.g. a gearbox, between the motor and the device
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Wenn dem hydraulischen Motor das hydraulische Druckmittel mit einer genau konstanten Durehsatzgesehwindigkeit zugeführt wird, arbeitet der Motor ferner innerhalb jeder vollständigen Umdrehung mit einer genau konstanten Umlaufgeschwindigkeit« Weiterhin ist das durch den Motor erzeugte Drehmoment innerhalb eines großen Bereichs von Winkelgeschwindigkeiten bei einer konstanten Geschwindigkeit der Zufuhr des hydraulischen Druckmittels im wesentlichen konstant·When the hydraulic motor the hydraulic pressure medium supplied with an exactly constant throughput rate the motor also works within each complete revolution with an exactly constant speed of rotation « Furthermore, the torque generated by the motor is within a wide range of angular velocities at a constant speed of the supply of the hydraulic pressure medium essentially constant
Der Nocken ist vorzugsweise so profiliert, daß jede Erhöhung des Nockens parabolische Abschnitte umfaßt, deren Zahl gleich,der Zahl der Zylinder jedes Satzes von Zylindern ist* Diese parabolischen Abschnitte sind vorzugsweise durch Kreisbögen miteinander verbunden, die mit der Drehachse des Nockens konzentrisch und in den Bereichen angeordnet sind, innerhalb welcher der Nocken seinen größten bzw«, seinen kleinsten Radius' hatj in der Mitte der Flanken des Nookenprofils können die parabolischen Abschnitte durch im wesentlichen geradlinige Abschnitte miteinander verbunden sein« Infolgedessen haben Schaue linien, durch die die Änderung der linearan G-eschwindigkeit jedes Kolbens dargestellt wird, bei der bevorzugten Ausführungsform eine trapezförmige Gestalt«The cam is preferably profiled so that each elevation of the cam comprises parabolic sections, the number of which is equal to the number of cylinders of each set of cylinders * These parabolic sections are preferably connected to one another by arcs of a circle, which coincide with the axis of rotation of the cam are arranged concentrically and in the areas within which the cam has its largest or "its smallest radius" hatj in the middle of the flanks of the nook profile can be the parabolic sections by essentially straight sections be connected with each other «As a result, sights have lines through which the change in linear velocity each piston is shown in the preferred embodiment a trapezoidal shape "
Um die EeibungsVerluste zu verkleinern, ist jeder Kolben vorzugsweise mit einer Bolle versehen, die gegen den Nocken gedrückt wird. Jede dieser Rollen ist vorzugsweise auf einer Achse angeordnet, die in einem Schuh oder Gleitstück gelagert ist; zwischen dem Gleitstück und dem zugehörigen Kolben ist ein Kugelgelenk vorgesehen» Kräfte, durch die ein Kolben quer zu seiner Bewegungsachse belastet wird, werden vorzugsweise von zugehörigen ortsfesten Führungen aufgenommen, in denen an den Enden der die zugehörige Rolle tragenden Achse drehbar gelagert sind. Bei dieser Konstruktion spricht der Motor schnell an, wenn seine Drehzahl geändert werden soll.In order to reduce the friction losses, each piston is preferably provided with a boll that is pressed against the cam. Each of these roles is preferably on one Axis arranged, which is mounted in a shoe or slider; between the slider and the associated piston is a Ball joint provided »Forces by which a piston is loaded transversely to its axis of movement are preferably of associated stationary guides added, in which rotatably mounted at the ends of the axis carrying the associated role are. With this construction, the motor responds quickly when its speed is to be changed.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand sohematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention and advantageous details of the invention are shown below with reference to sohematic drawings on a Embodiment explained in more detail.
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Pig. 1 zeigt eine "bevorzugte Ausführungsform eines hydraulischen Motors nach der Erfindung teilweise in einer Seitenansicht und teilweise im Längsschnitte Pig. 1 shows a "preferred embodiment of a hydraulic Motor according to the invention partly in a side view and partly in longitudinal section
Fig. 2 zeigt eine Stirnseite des Motors nach Fig. 1 und . ist als Teilschnitt längs der linie II-II in Pig. 1 gezeichnete Fig. 2 shows an end face of the engine according to Fig. 1 and. is a partial section along the line II-II in Pig. 1 drawn
Mg. 5 ist ein vergrößerter Teilschnitt länge der linie III-III in Fig. 2.Mg. 5 is an enlarged partial section along the length of the line III-III in Fig. 2.
Fig. 4 zeigt schematisch die hydraulischen Verbindungen zwischen einigen der Zylinder des hydraulischen Motors.Fig. 4 shows schematically the hydraulic connections between some of the cylinders of the hydraulic motor.
Fig. 5 veranschaulicht in einem Polardiagramm die Änderung der linearen Geschwindigkeiten von zwei Kolben des Motors während des Betriebs.Fig. 5 illustrates in a polar diagram the change in the linear velocities of two pistons of the engine during operation.
Fig. 6 zeigt schematisch das abgewickelte Profil einer Erhöhung des Motornockens, das bewirkt, daß die in Fig. 5 dargestellten Änderungen der Kolbengesehwindigkeit herbeigeführt werdenοFig. 6 shows schematically the developed profile of a Increase in the motor cam, which causes the changes in piston speed shown in FIG. 5 to be brought about be o
Gemäß Fig. 1 bis 4 umfaßt der hydraulische Motor ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Gehäuse mit zwei durch einen Abstand getrennten parallelen scheibenförmigen Stirnwänden 2 und 3, zwischen denen ein ringförmiges Bauteil 4 angeordnet ist.1 to 4, the hydraulic motor comprises a total of Housing designated by 1 with two parallel disk-shaped end walls 2 and 3 separated by a distance, between which an annular component 4 is arranged.
Das ringförmige Bauteil 4 ist mit mehreren radialen zylindrischen Bohrungen versehen, von denen jede eine zylindrische Buchse 5 enthält, in der ein zugehöriger Kolben 6 radial hin- und herbewegbar gelagert ist.The annular component 4 is provided with a plurality of radial cylindrical bores, each of which is a cylindrical Contains socket 5, in which an associated piston 6 is mounted such that it can be moved radially back and forth.
Jede Buchse 5 ist mit ringförmigen Kanälen 7, 8, 9 und versehen, die in Verbindung mit tangentialen Kanälen 11, 12, 15 und 14 stehenj die Kolben 6 bewegen sich während ihres Arbeitshubes nacheinander an den Kanälen 7» 8, 9 und 10 vorbei«, Zeder Kolben 6 ist zwischen seinen Enden mit einer sich über seinen ganzen Umfang erstreckenden Ringnut 6a versehen, die auf eine noch zu erläuternde Weise Verbindungen zwischen bestimmten Kanälen der Buchse 5 herstellt«Each socket 5 is provided with annular channels 7, 8, 9 and, which in connection with tangential channels 11, 12, 15 and 14 are the pistons 6 move during their Working stroke one after the other past channels 7 "8, 9 and 10", Cedar piston 6 is provided between its ends with an annular groove 6a extending over its entire circumference, which establishes connections between certain channels of the socket 5 in a manner still to be explained «
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Die Kolben 6 arbeiten mit einem zentral angeordneten Nocken 15 zusammen, der mit einer drehbaren Antriebswelle 16 verkeilt ist, die gleichachsig mit d®m Ringteil 4 im Gehäuse 1 des Motors gelagert ist» ' "The pistons 6 work with a centrally arranged Cam 15 together with a rotatable drive shaft 16 is wedged, which is coaxial with d®m ring part 4 in the housing 1 of the motor is mounted »'"
Jeder Kolben 6 arbeitet mit dem Nocken 15 über eine Nockenrolle 17 zusammen, die dazu dient, eine Druckkraft auf den zugehörigen Kolben 6 oder von diesem Kolben aus mit Hilfe einer Kupplung zu übertragen, die ein Gleitstück 18 umfaßt, das durch die zugehörige Buchse unterstützt wird und mit dem Kolben 6 durch ein Kugelgelenk 19 verbunden ist. Das Gleitstück 18 trägt eine drehbare Achse 20, mit der die zugehörige Nockenrolle 17 verkeilt ist.Each piston 6 cooperates with the cam 15 via a cam roller 17, which serves to apply a compressive force to the associated piston 6 or to be transmitted from this piston by means of a coupling comprising a slider 18 which is supported by the associated bushing and is connected to the piston 6 by a ball joint 19. The slide 18 carries a rotatable shaft 20 with which the associated cam roller 17 is keyed.
Die Achse 20 ist an ihren Enden mit frei drehbaren Rollenlagern 21 versehen, die auf dazu passenden Führungsflächen 22 laufen, welche an dem Ringteil 4 ausgebildet sind· Die Führungen 22 nehmen die seitlichen bzwo die in der Querrichtung wirkenden Komponenten der Reaktionskräfte zwischen den Kolben und dem Nocken 15 während des Betriebs des Motors auf.The axis 20 is provided at its ends with freely rotatable roller bearings 21 on matching guide surfaces 22, which are formed on the ring part 4 · The guides 22 take the lateral or the transverse direction acting components of the reaction forces between the pistons and the cam 15 during operation of the engine.
Die Zylinder des Motors sind an ihren radial außen liegenden Enden mit Hilfe von Stopfenteilen 23 verschlossen, an denen sich Federn 24 abstützen, die auf die Kolben 6 wirken, um die Kolben radial nach innen vorzuspannen| hierbei werden die Nockenrollen 17 in Berührung mit dem Nocken 15 und die Gleitstücke 18 in Berührung mit den zugehörigen Kolben 6 gehaltene The cylinders of the engine are located on their radially outer side Ends closed with the aid of plug parts 23 which are supported by springs 24 which act on the pistons 6 in order to bias the pistons radially inward | be here the cam rollers 17 in contact with the cam 15 and the Sliders 18 held in contact with the associated piston 6
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt der Motor acht gleichartige, radial angeordnete Zylinder, die die Motorwelle 16 symmetrisch umgeben und zwei Sätze von je vier Zylindern bilden; die beiden Sätze von Zylindern arbeiten mit zwei ihnen zugeordneten gleichartigen Erhöhungen des Nockens zusammen,, Die beiden Zylindersätze sind hydraulisch paralleigeschaltet. In the illustrated embodiment, the engine comprises eight similar, radially arranged cylinders, which the Motor shaft 16 symmetrically surrounded and two sets of four Form cylinders; the two sets of cylinders work with two similar elevations of the cam assigned to them together, the two cylinder sets are hydraulically connected in parallel.
Der Nocken 15 umfaßt gemäß Fig. 2 zwei Erhöhungen, und gemäß der Erfindung bildet jeder der beiden Sätze von vier Zylindern eine Antriebseinheit mit zwei Paaren von Zylindern,According to FIG. 2, the cam 15 comprises two elevations, and according to the invention, each of the two forms sets of four Cylinders a drive unit with two pairs of cylinders,
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dl· symmetrisch um die Motorwelle 16 angeordnet Bind und sich gegenüber der Motorwelle radial nach außen erstrecken« Jede Antriebseinheit ist so ausgebildet, daß das gesamte Hubvolumen über eine vollständige Umdrehung konstant gehalten wird, und daS die Welle 16 mit einer genau eingehaltenen konstanten Winkelgeschwindigkeit gedreht wird» wenn man den Motor an eine Quelle ftir ein unter einem konstanten Druck stehendes hydraulisches Medium anschließt· Bei jeder Umdrehung der Welle 16 führt daher jeder Kolben 6 zweimal eine vollständige Hubbewegung aus· dl arranged symmetrically around the motor shaft 16 and extending radially outwardly with respect to the motor shaft When the motor is connected to a source for a hydraulic medium under constant pressure · With each revolution of the shaft 16, each piston 6 therefore performs a complete stroke movement twice ·
Da jeder Kolben 6 nur während zwei Vierteln einer Umdrehung der Welle zur Wirkung kommt, ist dafür gesorgtt daß die skalare Summe der Fördermengen, der beiden Kolben, die jeweils in einem bestimmten Zeitpunkt zur Wirkung kommen, konstant und gleich dem maximalen Wert der Fördermenge jedes Kolbens ist«As each piston 6 comes into operation only during two quarters of a revolution of the shaft, it is ensured t that the scalar sum of the flow rates, of the two pistons, which are each in a specific time to effect, constant and equal to the maximum value of the output of each Piston is "
Diese Bedingung ist dann erfüllt, wenn sich die Kolben jedes arbeitenden Paars mit Geschwindigkeiten bewegen, die in der aus Pig. 5 ersichtlichen Weise mit entgegengesetzten Phasen linear zwischen einem kleinsten und einem größten Wert variieren« Fig. 5 veranschaulicht die Augenblicksgeschwindigkeiten YI und Ύ2 der beiden Kolben des erwähnten einen Paars· Die skalare Summe V der Geschwindigkeiten V1 und V2 bleibt mit der Zeit konstant und ist proportional zu der resultierenden Geschwindigkeit, mit der die beiden Kolben ihren Hubraum durchlaufen« This condition is met when the pistons of each working pair move at speeds equal to that of Pig. 5 illustrates the instantaneous velocities YI and Ύ2 of the two pistons of the one pair mentioned. The scalar sum V of the velocities V1 and V2 remains constant over time and is proportional to the resulting speed with which the two pistons move through their cubic capacity «
Fig« 6 zeigt schematisch die Abwicklung des Profils des Nockens 15 und läßt den Hub erkennen, der durch jede der beiden gleichartigen Erhöhungen des Nockens bewirkt wird, die sich jeweils über einen Winkelbereich von 180° erstrecken«Fig «6 shows schematically the development of the profile of the Cam 15 and reveals the stroke that is caused by each of the two similar elevations of the cam, the each extend over an angular range of 180 ° «
Gemäß Fig. 6 kann man jede Erhöhung des Nockens so betrachten, als ob sie in mehrere Abschnitte unterteilt wäre, wie es in Fig. 6 mit gestrichelten Linien angedeutet ist« Innerhalb jedes Abschnitts, innerhalb dessen die Kolbengeschwindigkeiten V1 und V2 linear variieren, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, hat das Profil des Nockens 15 eine parabolische Form. Die Form jedes dieser parabolischen Abschnitte kann durch dieAccording to Fig. 6, each elevation of the cam can be viewed as if it were divided into several sections, as indicated in Fig. 6 with dashed lines «Inside of each section within which the piston speeds V1 and V2 vary linearly, as shown in FIG is, the profile of the cam 15 has a parabolic shape. The shape of each of these parabolic sections can be defined by the
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OfHGtNAL INSPECTEDOfHGtNAL INSPECTED
allgemeine quadratische Gleichung . ' '"""'" general quadratic equation. ''"""'"
j = oC x2 ' j = oC x 2 '
ausgedrückt werden; in dieser Gleichung bezeichnen χ und y die kartesischen Koordinaten längs rechtwinklig zueinander verlaufender Achsen für einen auf dem Umfang des Nockens liegenden Punkt, und ^ ist eine durch die Höhe des Nockenprqfils bestimmte Konstante.to be expressed; in this equation, χ and y denote the Cartesian coordinates along axes running at right angles to one another for one lying on the circumference of the cam Point, and ^ is one determined by the height of the cam profile Constant.
Um die Verteilung des hydraulischen Druckmittels auf die Zylinder zu verbessern, gehen die einzelnen parabolischen , Abschnitte Jeder Erhöhung des Nockens dort, wo der Radius ein Maximum oder ein Minimum ist, d.h. an den höchsten und den tiefsten Punkten, zügig ineinander über,und sie sind duroh im wesentlichen kreisbogenförmige Profilabschnitte verbunden, die der Kolbengeschwindigkeit Null entsprechen0 Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel erstreckt sich jeder dieser kreisrunden Abschnitte über einen Winkelbereich von etwa 8 des Nockenprofils· . .In order to improve the distribution of the hydraulic pressure medium to the cylinders, the individual parabolic, sections of each elevation of the cam where the radius is a maximum or a minimum, ie at the highest and lowest points, quickly merge into one another, and they are duroh connected substantially circular arc-shaped profile sections, corresponding to the piston speed to zero 0 in the embodiment described here, each of these circular portions extending over an angular range of about 8 · of the cam profile. .
Außerdem und um die erwähnte konstante resultierende Raumüberstreichungsgeschwindigkeit V zu gewährleisten, sind die einzelnen parabolischen Abschnitte in den Bereichen der größten Steilheit des Nockens, d.h. in der Mitte zwischen benachbarten Flanken jeder Erhöhung, durch geradlinige Abschnitte getrennt, die der maximalen Kolbengeschwindigkeit entsprechen« Diese geradlinigen Abschnitte, bei denen es sich zweckmäßig um die polaren Projektionen von Abschnitten einer archimedischen Spirale handelt, erstrecken sich jeweils über einen Winkelbereich von etwa 8° des Npckenprofils,In addition, and in order to ensure the aforementioned constant resulting space sweeping speed V, are the individual parabolic sections in the areas of greatest steepness of the cam, i.e. in the middle between neighboring ones Flanks of each elevation, separated by straight sections that correspond to the maximum piston speed « These rectilinear sections, which are conveniently the polar projections of sections of an Archimedean Spiral, each extend over an angular range of about 8 ° of the Npckenprofil,
Die vorstehend behandelten parabolischen,, geradlinigen und kreisbogenförmigen Abschnitte des Nockenprofils sind in Fig. 6 in Form einer polaren Projektion dargestellt. Bei dieser Darstellung, die für eine Einzige Nockenerhöhung gilt, d.h. für einen Winkelbereich des Nockenprofils von 180°, erkennt man die parabolischen Abschnitte Pt, P2, P3 und P4, die sich über einen Winkelbereich von 4° bis 41° bzw. 49° bis bzw. 94° bis 131° bzw. 139° bis 176° erstrecken; bei R1 und R2 sind die geradlinigen Abschnitte dargestellt, welche dieThe parabolic ,, rectilinear and arcuate portions of the cam profile are in Fig. 6 shown in the form of a polar projection. With this representation, which applies to a single cam increase, i.e. for an angular range of the cam profile of 180 °, one recognizes the parabolic sections Pt, P2, P3 and P4, the extend over an angular range from 4 ° to 41 ° or 49 ° to or 94 ° to 131 ° or 139 ° to 176 °; at R1 and R2 the straight sections are shown, which the
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parabolischen Abschnitte miteinander verbinden und sich über einen Winkelbereich von 41° bis 49° bzw. 131° bis 139° erstrecken; bei r1, r2, r3 und r4 sind die kreisrunden Verbindungsabschnitte dargestellt, die sich über einen Winkelbereich von 0° bis 4° bzw. 86° bis 90°, bzw. 90° bis 94° bzw. 176° bis 180° erstrecken; hierbei gehen jeweils die benachbarten Abschnitte r1 und r4 bzw. r2 und r3 zügig ineinander über«connect parabolic sections with one another and extend over an angular range of 41 ° to 49 ° or 131 ° to 139 °; at r1, r2, r3 and r4 are the circular connecting sections shown, which extend over an angle range from 0 ° to 4 ° or 86 ° to 90 °, or 90 ° to 94 ° or 176 ° extend up to 180 °; the neighboring sections r1 and r4 or r2 and r3 merge quickly with one another «
Der mit dem zweiten Satz von vier Kolben zusammenarbeitende zweite Nockenteil ist zu dem in Pig« 6 dargestellten symmetrisch, so daß sich die beiden Erhöhungen insgesamt über den ganzen Winkelbereich von 360° des Nockens erstrecken.The second cam part cooperating with the second set of four pistons is similar to that shown in Figure 6 symmetrically, so that the two elevations extend over the entire angular range of 360 ° of the cam.
Bei dem erfindungagemäßen Motor wird die Zufuhr des hydraulischen Druckmittels zu jedem Zylinder jeweils durch den in einem benachbarten Zylinder arbeitenden Kolben geregelt; (0 hierbei arbeitet jeder Kolben nach Art eines Schieberventils, um die Zufuhr des hydraulischen Mediums zu dem benachbarten Zylinder zu regeln und denjenigen Teil des Arbeitsspiels zu bestimmen, während dessen dieser benachbarte Zylinder zur Wirkung gebracht wird.In the motor according to the invention, the supply of the hydraulic pressure medium to each cylinder is through the controlled piston operating in an adjacent cylinder; (0 each piston works like a slide valve to supply the hydraulic medium to the neighboring one To regulate cylinder and to determine that part of the work cycle during which this adjacent cylinder to Effect is brought about.
Zu diesem Zweck ist das ringförmige Bauteil 4 des Motorgehäuses über seinen ganzen Umfang mit zwei Kanälen 25 und 26 versehen, die in direkter Verbindung mit den schon erwähnten tangentialen Kanälen 12 und 14 stehen und jeweils als Druckmittelzuführungskanal bzw. als Druckmittelabführungskanal zur Wirkung kommen, wenn die Welle 16 in der in ]?ig. 4 angedeuteten Drehrichtung angetrieben werden soll; wenn die Welle in der (J entgegengesetzten Richtung gedreht werden soll, werden die Kanäle 25 und 26 im entgegengesetzten Sinne benutzte Daher ist der Motor vollständig umsteuerbar, und seine Drehzahl ist innerhalb eines zusammenhängenden Bereichs variabel, der sich von Null bis zu einem Maximum erstreckt; dies gilt in gleicher Weise für beide Drehrichtungeno For this purpose, the ring-shaped component 4 of the motor housing is provided over its entire circumference with two channels 25 and 26, which are in direct connection with the aforementioned tangential channels 12 and 14 and each come into effect as a pressure medium supply channel or as a pressure medium discharge channel when the Wave 16 in the in]? Ig. 4 indicated direction of rotation is to be driven; if the shaft is to be rotated in the opposite direction, channels 25 and 26 are used in the opposite sense. this applies equally to both directions of rotation or the like
In dem ringförmigen Gehäuseteil 4 oder der Stirnwand 3 ist ein weiterer Kanal 27 ausgebildet,nder den tgcngentialen Kanal 13 jedes Zylinders mit dem tangentialen Kanal 11 des im Uhrzeigersinne nächstbenachbarten Zylinders verbindet, so daßIn the annular housing part 4 or the end wall 3, a further channel 27 is formed, nder the tgcngentialen Channel 13 of each cylinder connects to the tangential channel 11 of the cylinder next to it in the clockwise direction, so that
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jeder Kolben bei seinem Aufwärtshub und seinem Abwärtshub abwechselnd den benachbarten Zylinder mit dem Druckmittelzuführungskanal 25 oder dem Auslaßkanal 26 verbindet.each piston alternates on its upstroke and its downstroke the adjacent cylinder with the pressure medium supply channel 25 or the outlet channel 26 connects.
Wenn man die aufeinander folgenden Kolben und Zylinder gemäß Fig. 4 im Uhrzeigersinne mit I, II, III usw. VIII bezeichnet, läßt sich die Arbeitsweise des Motors für den fall, daß sich die Welle 16 entgegen dem Uhrzeigersinne dreht, wie folgt beschreiben» .If one designates the successive pistons and cylinders according to FIG. 4 in a clockwise direction with I, II, III, etc. VIII, the mode of operation of the motor in the event that the shaft 16 rotates counterclockwise can be described as follows.
Bei seiner unteren Totpunktstellung, die dem kreisrunden Abschnitt r2 des Nockenprofils entspricht, verbindet derAt its bottom dead center position, which is the circular Corresponds to section r2 of the cam profile, connects the
T TT T
Kolben I über die zugehörigen tangentialen Kanäle 13 und 14 und den Vorsteuerkanal 27 den Baum oberhalb des benachbarten Kolbens II mit dem Auslaßkanal 26· Der Kolben II überdeokt seine eigenen tangentialen Kanäle 12 und 14 , so daß der Druckmittelzuführungskanal 25 und der Auslaßkanal 26 gegenüber dem tangentialen Kanal 13 des Kolbens II und dem Vorsteuerkanal 27 abgesperrt und daher die Verbindung zu dem dem Kolben II benachbarten Kolben III unterbrochen wird.Piston I via the associated tangential channels 13 and 14 and the pilot channel 27 the tree above the neighboring one Piston II with the outlet channel 26 · The piston II overdeokt its own tangential channels 12 and 14, so that the Pressure medium supply duct 25 and the outlet duct 26 opposite the tangential duct 13 of the piston II and the pilot duct 27 shut off and therefore the connection to the piston III adjacent to the piston II is interrupted.
Da der Kolben III gegenüber dem Kolben I um 90° versetzt ist und sich an dem kreisrunden Profilabschnitt r4 des Nockens in seiner oberen Totpunktstellung befindet, stellt dieser Kolben eine Verbindung zwischen seinen eigenen tangentialen Kanälen 12111 und 13111 her.Since the piston III is offset by 90 ° with respect to the piston I and is in its top dead center position on the circular profile section r4 of the cam, this piston establishes a connection between its own tangential channels 12 111 and 13 111 .
Daher wird das hydraulische Druckmittel über den tangentialen Kanal 12 des Zylinders III, die VorsteuerleitungTherefore, the hydraulic pressure medium is via the tangential channel 12 of the cylinder III, the pilot line
IV
27 und den tangentialen Kanal 11 dem oberen bzw. äußeren
Ende des Zylinders IV oberhalb des zugehörigen Kolbens IV zugeführt, so daß der Kolben IV im Zylinder IV radial naoh innen
gedrückt wird.IV
27 and the tangential channel 11 fed to the upper or outer end of the cylinder IV above the associated piston IV, so that the piston IV in the cylinder IV is pressed radially near the inside.
Die bezüglich der Zylinder I bis IV gegebene Beschreibung gilt sinngemäß auch für die nacheinander zur Wirkung kommenden Zylinder V, VI, VII und VIII.The description given with regard to cylinders I to IV also applies mutatis mutandis to those that come into effect one after the other Cylinders V, VI, VII and VIII.
Der Kolben VIII steuert den ersten Zylinder I, und in Pig. 4 befindet er sich gegenüber dem Abschnitt R1 des Nockens,The piston VIII controls the first cylinder I, and in Pig. 4 it is located opposite the R1 section of the cam,
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so daß er seine tangentialen Kanäle '12 und 14 verschließt, die Vorsteuerleitung 27 absperrt und eine Verbindung des Zylinders I mit dem Druckmittelzuführungskanal 25 und dem Auslaßkanal 26 verhindert·so that it closes its tangential channels '12 and 14, the pilot line 27 shuts off and a connection of the cylinder I with the pressure medium supply channel 25 and the outlet channel 26 prevented
Während des vorstehend beschriebenen ^eils des Arbeitsspiels werden die beiden Arbeit leistenden Kolben durch die Kolben IV und VIII gebildet, die das Antriebsdrehmoment erzeugen, dessen Größe sich nach dem Druck des zugeführten hydraulischen Druckmittels richtet. Wenn sich die Welle des Motors weiter dreht, kommen nacheinander jeweils zwei einander diametral gegenüber liegende Kolben zur Y/irkung.During the above-described part of the working cycle the two working pistons are formed by pistons IV and VIII, which generate the drive torque, the size of which depends on the pressure of the supplied hydraulic Pressure medium aligns. If the shaft of the motor continues to turn, two in a row come diametrically opposite each other opposite pistons for the Y / effect.
Wenn man die Zuführungs- und Auslaßkanäle 25 und 26 miteinander vertauscht, z.B. mit Hilfe eines elektrisch zu betätigenden Ventils, kann die Drehrichtung der Motorwelle 16 umgekehrt werden.If the supply and outlet channels 25 and 26 are interchanged, for example with the aid of an electrically operated valve, the direction of rotation of the motor shaft 16 can be reversed.
Patentansprüche:Patent claims:
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