DE1115200B - Hydraulischer Doppelkolbenmotor - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

H 22937 Ic/88 b

ANMELDETAG: 9. E E B RU AR 1955

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
DNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 12. OKTOBER 1961

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Doppelkolbenmotor mit einem Steuerschieber, der über Nuten im Arbeitskolben vom Druckmittel gesteuert wird, insbesondere für landtechnische Arbeitsgeräte.

Die wechselseitige Umsteuerung von Arbeitskolben und Steuerschieber ist bekannt. Stoßdämpfer für Kolben von hydraulischen Motoren sind ebenfalls bekannt. Sie dienen zur Verminderung der Schlagwirkung bei der mechanischen Umsteuerung der Steuerventile. Bei einer bekannten Vorrichtung für einen pneumatischen Schwingmotor soll die Schlagwirkung der mechanischen Steuerventile verringert und ein Teil der kinetischen Energie der Kolben in einer mit Druckluft beaufschlagten Membran aufgespeichert werden. Bei diesen Vorrichtungen ist der Arbeitsraum während der Pufferung, d. h. während der Zeit der Verzögerung bis zum Totpunkt und der Wiederbeschleunigung, an die Druckleitung angeschlossen. Dadurch entsteht in der Druckleitung eine Druckspitze.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Druckspitze bei der Umkehr des Kolbens zu vermeiden und gleichzeitig die kinetische Energie der bewegten Massen zur Rückbewegung zu verwenden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Enden der beiden Arbeitszylinder über Kanäle mit zwei Hilfskolben, zwischen denen eine vorgespannte Pufferfeder angeordnet ist, in Verbindung stehen und daß die Kanalöffnung des mit dem Steuerschieber in Verbindung stehenden Kanals für den ölzufluß und -abfluß so in jeden Arbeitszylinder mündet, daß diese von der Vorderkante des Arbeitskolbens im Augenblick seiner Umsteuerung überfahren wird.

Dadurch wird kein Öl in die Druckleitung zurückgedrückt und gleichzeitig die Pufferung der bewegten Massen ermöglicht. Außerdem ist hierbei die Amplitude unabhängig von der Größe, Länge und Elastizität der Ölzuleitungen und des von ihnen eingeschlossenen ölvolumens.

Die Ausbildung der Pufferung mit nur einer Feder erweitert die Anwendungsmöglichkeiten des Doppelkolbenmotors als Antriebsmaschine, weil sie außerordentlich raum- und gewichtssparend ist.

In zweckmäßiger Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß die Pufferfeder sich beidseitig mittels Federtellern, die so tief in das Innere der Pufferfeder eingezogen sein können, daß die Hilfskolben und ihre Führungen im wesentlichen innerhalb der Pufferfeder liegen, auf die spiegelbildlich angeordneten Hilfskolben abstützt.

Es ist von Vorteil, wenn hierbei der Zu- und Abflußkanal im Nebenschluß über federbelastete Ven-

Hydraulischer Doppelkolbenmotor

Anmelder:

Dipl.-Ing. Siegfried Hartig,
Berlin-Charlottenburg, Mommsenstr. 68

Dipl.-Ing. Siegfried Hartig, Berlin-Charlottenburg,
ist als Erfinder genannt worden

tile mit jedem der Enden der Arbeitsräume in Verbindung steht. Diese federbelasteten Ventile sorgen für ein Lösen des Arbeitskolbens durch Öldruck, falls dieser einmal gerade über der Kanalöffnung im Zylinder durch eine plötzliche Abbremsung am Arbeitsgerät stehengeblieben sein sollte.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Abb. 1 stellt einen Schnitt durch den Doppelkolbenmotor mit seinem Federspeicher dar;

Abb. 2, 3 und 4 zeigen die Ölkanäle, insbesondere zwischen Doppelkolben und Steuerschieber.

In einem Zylinder 1 ist der als Doppelkolben ausgebildete Arbeitskolben 2 gleitend angeordnet. In seine mittig liegende Quernut greift der Hebel 3, der die Schwingbewegung des Arbeitskolbens auf ein beliebiges Arbeitsgerät überträgt.

In einem kleineren Zylinder 4 sitzt der Steuerschieber 5, dessen Radialnuten 6 über die Zu- und Abflußkanäle 7 mit den Arbeitsräumen 8 des Arbeitskolbens 2 und dessen Hubräume 9 mit den Nuten 10 und 11 des Arbeitskolbens 2 über die Zu- und Abflußkanäle 12 in Verbindung stehen.

Die Enden der Arbeitsräume 8 sind über die Kanäle 13 an die Hubräume 14 von spiegelbildlich angeordneten Hilfskolben 15 angeschlossen. Auf diese stützt sich über tief eingezogene Federteller 16 beidseitig die Druckfeder 17 als Pufferfeder ab.

Die Zu- und Abflußkanäle 7 sind im Nebenschluß über federbelastete Ventile 18 mit jedem der Enden der Arbeitsräume 8 verbunden.

Der Ölzufluß 19 ist ständig an die mittlere Radialnut 6 und die Ölleitungen 20 und der Ölabfluß 21 an den Hebelraum 22 angeschlossen, in den die Abflußleitungen 23 des Steuerschiebers 5 und die Abflußnuten 11 des Arbeitskolbens 2 münden.

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Wird dem Ölzufluß 19 Öl zugeführt, so wird dieses über den Steuerschiebers und die Kanäle7 abwechselnd auf beide Seiten des Arbeitskolbens 2 geleitet. Die hydraulische Umsteuerung des Steuerschiebers 5 geht in bekannter Weise durch die Nuten 10 und 11 des Arbeitskolbens 2 und die entsprechenden Kanäle 12 und 20 vor sich.

Im Zeitpunkt der Umsteuerung überfährt die Vorderkante des Arbeitskolbens 2 den Kanal 7. Diesen Augenblick zeigen die Abb. 1, 3 und 4. Die Massenkraft des Arbeitsgerätes zwingt den Arbeitskolben zum Weiterlaufen. Dieser drückt das im Arbeitszylinder 8 befindliche Restöl über den Kanal 13 auf den Hilfskolben 15, der unter dem Druck der vorgespannten Pufferfeder 17 steht. Die kinetische Energie des Arbeitsgerätes wird in der Pufferfeder 17 gespeichert, die nach Erreichen des Totpunktes des Arbeitskolbens diese wieder rückläufig an das Arbeitsgerät abgibt.

Während der Pufferung ist der Ölkreislauf kurzzeitig unterbrochen. Man kann das im-Ölzufluß aufgestaute Öl in einem Federkolben, der gleichzeitig als Überdruckventil dienen kann, speichern und erhält damit praktisch Gleichdruck an der Pumpe.

Ein weiterer Vorteil der Pufferung besteht in der Einstellbarkeit der Pufferwege und Pufferzeiten durch Änderung der Vorspannung der Pufferfeder. Es ist in gewissen Grenzen möglich, die Amplituden und Schwingzeiten den schwingenden Massen des Arbeitsgerätes anzupassen.

Zum Schluß sei noch auf das sichere »Anspringen« des Doppelkolbenmotors infolge des ungefederten mittleren Hubbereiches zwischen den Umsteuerpunkien hingewiesen. Würde man die Federung und Energiespeicherung bereits in der Mittenlage des Hebels 3 einsetzen lassen, z. B. durch eine mit dem Hebel 3 fest verbundene Feder, so müßte der Motor durch äußeren Anstoß und Auslenkung bis zum Umstetierpunkt in Gang gesetzt werden, wie es Versuche gezeigt haben.

Der Doppelkolbenmotor kann überall dort Anwendung finden, wo hydraulische Energie mit den Vorteilen eines kleinen Leistungsgewichies und flexibler Leistungsübertragung in schwingende mechanische Arbeitsleistung umgewandelt werden soll, so z. B. bei den an einen Ackerschlepper beweglich angehängten oder aufgesattelten Arbeitsgeräten, wie Mähmesser, Schwingeggen, Schwingroder, Schwingpflüge.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hydraulischer Doppelkolbenmotor mit einem Steuerschieber, der über Nuten im Arbeitskolben vom Druckmittel gesteuert wird, insbesondere für landtechnische Arbeitsgeräte, dadurch gekenn zeichnet, daß die Enden der beiden Arbeitszylinder (8) über Kanäle (13) mit zwei Hilfskolben (15), zwischen denen eine vorgespannte Pufferfeder (17) angeordnet ist, in Verbindung stehen und daß die Kanalöffnung des mit dem Steuerschieber (5) in Verbindung stehenden Kanals (7) für den Ölzufluß und -abfluß so in jeden Arbeitszylinder mündet, daß diese von der Vorderkante des Arbeitskolbens (2) im Augenblick seiner Umsteuerung überfahren wird, oder daß im Augenblick der Umsteuerung ein äußerer Angriffspunkt des Hebels (3) oder des mit ihm verbundenen Arbeitsgerätes gegen Federn anschlägt.

2. Hydraulischer Doppelkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferfeder (17) sich beidseitig mittels Federteller (16) auf die spiegelbildlich angeordneten Hilfskolben (15) abstützt.

3. Hydraulischer Doppelkolbenmotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federteller (16) so tief in das Innere der Pufferfeder (17) eingezogen sind, daß die Hilfskolben (15) und ihre Führungen im wesentlichen innerhalb der Pufferfeder (17) liegen.

4. Hydraulischer Doppelkolbenmotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß- und Abflußkanal (7) im Nebenschluß über federbelastete Ventile (18) mit jedem der Enden der Arbeitsräume (8) in Verbindung steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 819 743, 285 238, 067, 805 201;

österreichische Patentschrift Nr. 95 939;

schweizerische Patentschrift Nr. 239 605;

französische Patentschrift Nr. 954 206;

USA.-Patentschriften Nr. 2 564164, 2457 693, 348 243, 1427 701.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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