NO810440L - Dreiemotor med dempning. - Google Patents

Description

Dreiemotor med dempning.

Den foreliggende oppfinnelse angår en dreiemotor av den art som har to innbyrdes dreibare og aksialt fikserte hoveddeler som avgrenser minst ett arbeidskammer med en åpning i en flate av motorens ene hoveddel for inn- og utstrømning av arbeidsmedium til og fra arbeidskammeret, og organer til struping av arbeidsmediets utstrømning ved en eller flere på forhånd fastlagte vinkelstillinger av de to hoveddeler.

De to hoveddeler kan f.eks. være henholdsvis et sylinder-hus og en spindel som er sammenkoblet ved hjelp av en gjengemuffe som ligger mellom to stempler som kan forskyves aksialt langs spindelen, og som hver sammen med en endevegg av huset avgrenser et arbeidskammer mellom den respektive ende av huset og gjengemuffen. Når et arbeidsmedium (væske eller gass) under trykk føres inn i det ene arbeidskammer, mens det annet arbeidskammer tilkobles et område med lavere trykk, f.eks. tanken eller sumpen i et hydraulisk system, beveger stempelet i det førstnevnte arbeidskammer seg bort fra husets endevegg og tar herunder med seg gjengemuffen, hvis aksiale bevegelse ved hjelp av gjengeforbindelsen omdannes til en dreining mellom spindelen og huset.

Ved anvendelse av en dreiemotor til bevegelse av store masser, f.eks. til vannrett svingning av en gravemaskins arm, er det ønskelig at dreiebevegelsen bremses eller dempes auto-matisk når den bevegede masse nærmer seg en eller flere på forhånd fastlagte vinkelstillinger, spesielt et endepunkt av bevegelsen, idet de betydelige treghetskrefter ellers kan medføre alvorlig skade. Denne bremsing oppnås ved hjelp av den angitte struping av arbeidsmediets utstrømning fra det angjeldende arbeidskammer i dreiemotoren.

Fra tysk ålment tilgjengelig patentsøknad 2 808 375 er der kjent en dreiemotor av den angitte art, hvor hvert strupeorgan utgjøres av et stempel som er forskyvbart i en i dreiemotorens stator tildannet boring som skjærer en kanal for inn- og utstrømning av arbeidsmediet, og er fjærbelastet radialt innover til anlegg mot en knast som er festet på dreiemotorens rotor. I stempelets overflate er der en trang rundtgående rille, og når knasten presser stempelet utover, sperrer dette delvis strømningskanalen, idet arbeidsmediets strømning må foregå gjennom den trange rille og derved blir strupet. Da strupevirkningen bare avhenger av rotorens vinkelstilling, er den virksom uansett om kanalen tjener som innstrømnings- eller utstrømningskanal. Når rotorens bevegelse skal omkastes etter forutgående bremsing og stillstand, er det imidlertid ønskelig at arbeidsmediets innstrømning kan foregå så uhindret som mulig for å sikre en passende høy akselerasjon. For å muliggjøre dette har den kjente dreiemotor i forbindelse med hvert strupestempel et system av kortslutningskanaler med en fjærbelastet tilbakeslagsventil som lukker for utstrømning fra arbeidskammeret, men tillater innstrømmende arbeidsmedium å passere rundt strupestempelet og derved unngå dettes strupevirkning.

Dreiemotoren ifølge den foreliggende oppfinnelse adskil-ler seg fra den kjente dreiemotor ved at strupeorganene ut-gjøres av minst én på dreiemotorens annen hoveddel montert sko som er bevegelig mot og bort fra den nevnte flate og er fjærbelastet til anlegg mot denne, og som ved overlapping av åpningen danner en innsnevret passasje for arbeidsmediets utstrømning gjennom åpningen.

Ved dreiningen av dreiemotorens to hoveddeler i forhold til hinannen dreier skoen seg tilsvarende i forhold til gjen-nomstrømningsåpningen for arbeidsmediet, og så lenge skoen ligger på avstand fra åpningen, foregår arbeidsmediets strøm-ning uhindret. Når skoen begynner å overlappe den åpning som utstrømningen foregår gjennom, må arbeidsmediet strømme gjennom den innsnevrede passasje, og den derved fremkalte struping bremser dreiebevegelsen. Strupingen bevirker en trykkstigning i arbeidskammeret og dermed en kraftpåvirkning på skoen som sikrer dens anlegg mot flaten rundt utstrømnings-åpningeii. Som følge av denne kraf tpåvirkning kreves der bare en svak fjærbelastning på skoen, og .hår bevegelsesretningen skal omkastes ved omdirigering av arbeidsmediet slik at dette strømmer inn gjennom den av skoen delvis lukkede åpning, er trykket i mediet uten videre i stand til å presse skoen bort, slik at innstrømningen allerede fra begynnelsen skjer gjennom det fulle åpningstverrsnitt med derav følgende hurtig igang-setting av dreiebevegelsen.

Det vil ses at dempningen eller bremsingen av den av-sluttende dreiefase og den uhindrede innstrømning av arbeidsmediet i begynnelsesfasen, dvs. funksjoner som i den kjente dreiemotor krever både et strupeorgan og et sett kortslutningskanaler med fjærbelastet tilbakeslagsventil, ifølge oppfinnelsen er oppnådd bare ved hjelp av utformningen og plasseringen av et eneste strupeorgan. Der er på denne måte oppnådd en betydelig konstruktiv forenkling som igjen fører til lavere fremstillingskostnad pga. færre komponenter og færre bearbeidingsoperasjoner.og til større driftssikkerhet av dreiemotoren.

I en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen ut-gjøres den innsnevrede strømningspassasje av en tangensialt forløpende kanal i skoens anleggsflate, som forøvrig er utformet komplementært med den motstående flate som gjennom-strømningsåpningen er anordnet i. Ved passende utformning av den tangensiale kanal kan der på denne måte oppnås et ønsket forløp av strupingen.

Spesielt kan den tangensiale kanal ha avtagende tverrsnitt innover fra forkanten av skoens anleggsflate, slik at strupingen gradvis forsterkes etterhvert som skoen beveger seg inn over åpningen.

Eventuelt kan der anvendes flere sko anbragt på innbyrdes avstand i omkretsretningen. Derved er det mulig å etablere en forbigående bremsing av dreiebevegelsen også på bestemte steder mellom dens to ytterstillinger hvor dette måtte være ønskelig.

Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli nærmere for-klart under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et oppriss, delvis i snitt, gjennom en utførel-sesform for dreiemotoren ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et forenklet utsnitt i større målestokk av den

ene ende av dreiemotorens hus.

Fig. 3 er et snitt etter linjen III-III på fig. 2.

Fig. 4 er et til fig. 2 svarende snitt gjennom en modifisert utførelsesform av dreiemotoren.

Fig. 5 er et snitt etter linjen V-V på fig. 4.

Fig. 6 er et grunnriss av en trykkskos virksomme overflate sett i retningen for pilen VI på fig. 3.

Fig. 7 er et snitt etter linjen VII-VII på fig. 6.

Den på fig. 1-3 viste dreiemotor har et hus 1 som er satt sammen av et midtstykke 2 og to sylindre 3 med flenser som ved hjelp av gjennomgående bolter 4 er fastspent på hver sin side av midtstykket 2, og med endepartier 5. En spindel 6 er dreibart opplagret i husets endepartier 5 og aksialt fiksert i forhold til huset. Ved hjelp av en kile 7 i en utragende ende av spindelen er denne innrettet til å kobles sammen med den ene av to ikke viste komponenter som skal dreies i forhold til hinannen ved hjelp av dreiemotoren. Huset 1 er på ikke vist måte innrettet til å festes til den annen av de nevnte komponenter.

Spindelen 6 har to sylindriske, glatte partier 8 og et midtparti 9 som på sin omkrets er utformet med rettlinjede riller. En gjengemuffe 10 har innvendige riller som står i inngrep med spindelens midtparti 9, og utvendige steile gjenger som har flere innløp og står i inngrep med motsvarende innvendige gjenger på husets midtparti 2. På hver side av gjengemuffen 10 er der et arbeidskammer 11 mellom husets midtparti 2 og de respektive sylinderendepartier 5. I hvert arbeidskammer er der anordnet et fritt bevegelig stempel 12 som innvendig og utvendig tetter mot henholdsvis spindelens glatte parti 8 og den innvendige overflate av sylinderen 3. Det skal dog påpekes at de to stempler 12 eventuelt kan sløyfes, idet gjengemuffen 10 kan utformes for å tjene som et dobbeltvirkende stempel mellom de to arbeidskamre.

I hvert endeparti 5 er der en tilkoblingsboring 13 for et hydraulisk eller pneumatisk arbeidsmedium til det respektive arbeidskammer 11. Ut for den innvendige munning av boringen 13 er en ringformet holder 14 ikke-dreibart for bundet med spindelen 6 ved hjelp av en medbringertapp 15 som står i inngrep med et spor i holderen. På omkretsen av holderen 14 er der frest inn et spor til styring av en i radialretningen forskyvbar sko 16 som ved hjelp av en trykk-fjær 17 er belastet utover til anlegg mot den flate av endepartiet 5 som boringen 13 munner ut i.

I sin utadvendende omkretsflate 18 har skoen 16 en tangensialt forløpende kanal eller rille 19 som er slik anordnet i aksialretningen at den flykter med boringen 13 når spindelen og holderen 14 inntar den på fig. 2 og 3 viste vinkelstilling i forhold til huset. Det skal bemerkes at bredden og dybden av rillen 19 for tydelighets skyld er vist noe overdrevet på fig. 6 og 7. I praksis kan dimensjonene ligge på ca. 0,5 mm.

Når dreiemotorens hoveddeler 1 og 6 skal dreies i forhold til hinannen fra den på fig. 1 viste ene ytterstilling til den motsatte ytterstilling, blir arbeidsmedium under trykk tilført boringen 13 i sylinderen 3 til høyre på fig. 1. I denne innbyrdes stilling av delene 1 og 6 sperrer skoen 16 ved dreiemotorens høyre ende for den innvendige munning av boringen 13 under påvirkning av den relativt svake fjær 17, slik at arbeidsmediets trykk lett kan presse skoen tilbake og derved åpne for fri innstrømning av arbeidsmediet. Boringen 13 ved dreiemotorens venstre ende er samtidig tilsluttet et trykkløst område, og holderen 14 ved denne ende av dreiemotoren inntar eri vinkelstilling hvor dens sko 16 ligger på avstand fra munningen av boringen 13, slik at arbeidsmediet uhindret kan strømme ut av det venstre kammer 11 når trykket på høyre side av det høyre stempel 12 presser dette og dermed gjengemuffen 10 og det venstre stempel 12 mot venstre. Under denne bevegelse frembringer gjengeinngrepet mellom muffen 10 og mellomstykket 2 av huset 1 den ønskede relative dreining av huset og spindelen.

Kort før bevegelsens avslutning begynner skoen 16 ved den venstre ende av spindelen 6 å sperre for utstrømnings-boringen 13, slik at arbeidsmediet strømmer ut fra det venstre kammer 11 gjennom den forholdsvis trange rille 19 i trykk-skoens overflate 18. Den som følge av dette frembragte struping av arbeidsmediets strømning skaffer den ønskede bremsing av stemplenes bevegelse og dermed av dreiebevegelsen, og den av strupingen fremkalte trykkstigning i kammeret 11 sikrer at skoen 16 holdes i anlegg mot den sylinderflate av delen 5 som boringen 13 munner ut i. Som vist på fig. 6 og 7 kan rillen 19 ha avtagende bredde og dybde fra den kant 20 som vender forover regnet i omdreiningsretningen.

Den hittil beskrevne utførelsesform hvor arbeidsmediet føres inn og ut gjennom boringer i dreiemotorens hus, er spesielt egnet når huset er forbundet med en stasjonær kompo-nent. Fig. 4 og 5 viser en lett modifisert variant hvor inn-og utstrømningen foregår gjennom dreiemotorens spindel. De komponenter av dreiemotoren som er like i begge varianter, har på fig. 4 og 5 samme henvisningstall som på fig. 1-3. Arbeidsmediet føres inn og ut gjennom en sentral boring 21

i spindelen 6 og en tilsluttet radial boring 22 som munner ut på overflaten av spindelens glatte parti 8. En ringformet holder 23 er ikke-dreibart forbundet med endepartiet 5 ved hjelp av en tapp 24 som er festet i huset og står i inngrep med et spor i holderens ytre omkrets.

Holderen 23 er vist å ha tre innbyrdes vinkelforskutte føringer for radialt forskyvbare og innover mot spindelen 6 fjærbelastede sko 25, 26 og 27, som på sin innadvendende sylindriske overflate har struperiller i likhet med rillen 19 i den først beskrevne utførelsesform. Skoen 25 tjener på samme måte som skoen 16 til å strupe arbeidsmediets utstrøm-ning og derved bremse dreiebevegelsen ved dennes avslutning. De to sko 26 og 27 frembringer på lignende måte struping og bremsing av dreiebevegelsen når dreiemotorens to deler inntar tilsvarende mellomstillinger mellom de to ytterstillinger. Den tangensiale utstrekning av hver sko velges i avhengighet av det vinkelområde som bremsingen skal være effektiv i.

Det vil uten videre innses at der i utførelsesformen på fig. 2 og 3 er tilsvarende mulighet for å bygge inn flere innbyrdes forskutte sko i holderen 14. Oppfinnelsen kan også anvendes i dreiemotorer hvor en eller begge tilslutnings- boringer for arbeidsmediet strekker seg parallelt med aksen gjennom husets endepartier. I dette tilfelle blir strupe-skoen eller -skoene monter aksialt forskyvbare og med f jær-belastning mot den innvendige flate av endepartiet som boringen munner ut i. En lignende anordning kan benyttes ved dreiemotorer som er utformet som såkalte vingemotorer, idet hver av vingens radiale endekanter da kan bære en strupesko som samvirker med en tilhørende åpning i den inntilliggende endevegg av den sylinder som vingen er bevegelig i.

Claims (3)

1. Dreiemotor av den art som har to innbyrdes dreibare og aksialt fikserte hoveddeler (1, 6) som avgrenser minst ett arbeidskammer (11) med en åpning (13) i en flate av motorens ene hoveddel (1 eller 6) for inn- og utstrømning av arbeidsmedium til og fra arbeidskammeret, og organer til struping av arbeidsmediets utstrømning ved én eller flere på forhånd fastlagte vinkelstillinger av de to hoveddeler, karakte- risert ved at strupeorganene utgjøres av minst én på drivorganets annen hoveddel (6 eller 1) montert sko (16, 25, 26, 27) som er bevegelig mot og bort fra den nevnte flate og er fjærbelastet til anlegg mot denne, og som ved overlapping av åpningen (13) danner en innsnevret passasje for arbeidsmediets utstrømning gjennom åpningen.

2. Dreiemotor som angitt i krav 1, karakterisert ved at den innsnevrede strømningspassasje ut-gjøres av en tangensialt forløpende kanal (19) i skoens an-leggsf late (18),som forøvrig er utformet komplementært med den motstående flate som gjennomstrømningsåpningen (13) er anordnet i.

3. Dreiemotor som angitt i krav 2, karakterisert ved at kanalen (19) har avtagende tverrsnitt innover fra forkanten (20) av skoens anleggsflate.