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DE2361175A1 - Axialkolbenmaschine - Google Patents

Axialkolbenmaschine

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Publication number
DE2361175A1
DE2361175A1 DE2361175A DE2361175A DE2361175A1 DE 2361175 A1 DE2361175 A1 DE 2361175A1 DE 2361175 A DE2361175 A DE 2361175A DE 2361175 A DE2361175 A DE 2361175A DE 2361175 A1 DE2361175 A1 DE 2361175A1
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DE
Germany
Prior art keywords
shaft
channels
openings
working medium
compressed air
Prior art date
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DE2361175A
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English (en)
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DE2361175C3 (de
DE2361175B2 (de
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Michail Semenowitsch Kaufman
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of DE2361175A1 publication Critical patent/DE2361175A1/de
Publication of DE2361175B2 publication Critical patent/DE2361175B2/de
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Publication of DE2361175C3 publication Critical patent/DE2361175C3/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/04Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0002Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

Dip'.- in -.. r?. r; -TZ
DKi :::" u/^T 236I175
8 München ii, biainodorfatr, It
530-21.862P · ■ ■ 7. 12. 1973
1. Michail Semönovic Kaufman, Sverdlovsk (UdSSR)
2. German Viktorovic Dömin, SverdlovsViUdSSR)
A xialkolbenmaschine
Die Erfindung betrifft einen Axialkolbenmotor, der die Energie eines Arbeitsmediums in mechanische Arbeit umsetzt.
Am erfolgreichsten kann die Erfindung als Antrieb von Bergbaumaschinen "mit Druckluft von 3 - 8 at verwendet werden, z. B. Lade- und Fördermaschinen, Bohrzeuge und Bohrwagen, Vortriebsmaschinen, Hubvorrichtungen und Haspel.
Eine weitgehende Verwendung in der Bergtechnik haben Radial-
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kolben-Druckluftmotoren mit einem Schubkurbelumsatzgetriebe gefunden. Als Hauptmängel dieser Motoren gelten ihre Sperrigkeit und geringe Wirtschaftlichkeit infolge des großen Abstands der Zylinder köpfe vom Z entralver teiler. Versuche, die Abmessungen durch Schwingen anstatt der Kurbeltriebe zu verringern, blieben erfolglos. Im Vergleich zu den Radialkolbenmotoren sind die Abmessungen der Axialkolbenmotoren in allen drei Dimensionen, um die Hälfte geringer, so daß sie achtmal weniger Platz bei der gleichen Leistung einnehmen.
Es ist bereits ein Axialkolbenmotor bekannt (FR-PS 1 132 697), in dem doppelwirkende Kolben in Zylindern untergebracht sind, die parallel zur Welle und gleich von ihr entfernt liegen. Innerhalb jedes Kolbens befindet sich eine Rolle, welche mit der stirnseitigen Führungsfläche eines wellenförmigen Nockens zusammenwirkt, der auf der Motorwelle angeordnet ist. Der wellenförmige Nocken dient zur Umwandlung der Hin- und Herbewegung der Kolben in eine Drehbewegung der Welle. Die Verteilung des Arbeitsmediums, der Druckluft, d. h. dessen Zufuhr und Ableitung von den Zylindern erfolgt durch ein Verteilersystem, welches eine Gesamtheit von Kanälen in der Welle und im Motorgehäuse darstellt. Die Druckluft gelangt in die Zylinder durch dieses Verteilersystem . Unter der Wirkung der Druckluft verschieben sich die Kolben in der Axialrichtung, während ihre Rollen mit der stirnseitigen Fläche des wellenförmigen Nockens zusammenwirken und ihn entsprechend drehen. Auf diese Weise erfolgt eine Umwandlung der fortschreitenden Verschiebung der Kolben in eine Drehbewegung der Welle.
Die diesem Motor zugeführte Druckluft muß jedoch einen erheb-
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lichen Weg zurücklegen, bevor sie die Arbeitskammer des Zylinders erreicht. Der bekannte Motor kann keine Leistungssteigerung ohne gleichzeitige Vergrößerung seiner Abmessungen gewährleisten, da eine Leistungssteigerung mit einer Vergrößerung der Durchgangsquerschnitte der Kanäle für die Zufuhr der Druckluft in die Arbeitskammern der Zylinder und deren Ableitung aus ihnen zusammenhängt. Die Vergrößerung der Durchgangsquerschnitte der Kanäle führt, falls die Welle nicht geschwächt werden soll, zu einer Vergrößerung ihrer Abmessungen und folglich zu einer Vergrößerung des ganzen Motors. Außerdem entstehen in den langgestreckten Kanälen, durch welche die Druckluft den Arbeitskammern der Zylinder zugeführt wird, hohe Druckverluste, die den Wirkungsgrad des Motors entsprechend herabsetzen. ·
Bei den bekannten Konstruktionen sind die Möglichkeiten einer Verminderung der Maße bei Erhalt der Leistung erschöpft, da eine Vergrößerung der Strömungsquerschhitte der in der Antriebswelle verlaufenden Kanäle ohne gefährliche Schwächung der Welle notwendigerweise zu einer Vergrößerung ihrer Abmessungen führt.
Ferner ist ein Axialkolbenmotor bekannt, in dessen aus zwei Blockhälften bestehendem Gehäuse zylindrische Hohlräume ausgeführt sind, die parallel zur Wellenachse und in gleichem Abstand von ihr angeordnet sind. In diesen Hohlräumen sind doppelwirkende Kolben untergebracht. Die mit Rollen versehenen Kolben sind mit Hilfe von Hülsen befestigt. Auf der Motor welle sitzt ein wellenförmiger Nocken, dessen Stirnfläche krummlinig gestaltet ist.
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Der wellenförmige Nocken dient zur Umwandlung der Hin- und Herbewegung der Kolben in eine Drehbewegung der Welle. Die Rollen wirken mit den krummlinigen Stirnflächen des wellenförmigen Nockens zusammen.
Die Verteilung der Druckluft, d. h. die Zufuhr in die Arbeitskammern der Zylinder und ihre Ableitung aus den kurbelseitigen Kammern erfolgt durch ein Luftverteilungssystem. Das Luftverteilungssystem bilden in der Welle ausgeführte Längskanäle für die Zufuhr und Ableitung der Druckluft sowie Öffnungen, welche die Zuströmkanäle mit der Arbeitskammer des zylindrischen Hohlraums verbinden, ferner die Öffnungen, welche die Kanäle für die Ableitung der Druckluft aus den kurbelseitigen Kammern der zylindrischen Hohlräume miteinander verbinden, und die im Druckluftzufuhrgehäuse ausgeführten Kanäle. Das Luftzufuhrgehäuse ist an dem Motorgehäuse derart befestigt, daß sein Einlaßkanal mit dem zentralen Einlaßkanal in der Welle verbunden ist. Der Zentralkanal ist seinersdts durch die Öffnungen in der Welle zum Einlaß der Drückluft mit den Arbeitskammern der Zylinder verbunden. Die kurbelseitigen Zylinderkammern sind durch Abströmöffnungen im Gehäuse und in der Welle mit den Abströmlängskanälen in der Welle und diese mit dem Ablaßkanal des Luftverteilungsgehäuses verbunden. Die Zahl der Abströmlängskanäle ist gleich der Zahl der Ablaßöffnungen in der Welle.
Bei der Arbeit dieser Motorausführung gelangt die Druckluft durch den Einlaßkanal des Verteilungsgehäuses in den zentralen Längskanal der Welle, von welchem sie durch die Einlaßöffnungen der Welle und
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die Einlaßöffnungen des Motorgehäuses in die Arbeitskammern der Zylinderräume gelangt und ihre Druckkraft auf die Kolben überträgt, welche eine translatorische Bewegung ausführen. Die Rollen wirken mit der stirnseitigen Kontaktfläche des wellenförmigen Nockens zusammen und verdrehen ihn zwangsweise. Aus der kurbelseitigen Kammer tritt die Druckluft durch die Ablaßöffnungen im Motorgehäuse, die Ablaßöffnungen und die Abströmlängskanäle in der Welle aus und gelangt in die Ablaßöffnung des Luft verteilung sgehäuses.
Dabei legt die dem Motor zugeführte Druckluft einen bedeutenden Weg zurück, bevor sie die Arbeitskammer des Zylinders erreicht: Zunächst strömt sie durch den Einlaßkanal des Luft verteilung sgehäuses, dann durch den zentralen Einlaßkanal der Welle, durch die Einlaßöffnungen der Welle und schließlich durch die Einlaßöffnungen des Motorgehäuses . Einen ebenso langen Weg legt die Druckluft beim Austritt aus dem kurbelseitigen Zylinderraum zurück. Die Längskanäle, durch welche die Druckluft abgeleitet wird, arbeiten dabei getrennt voneinander , weshalb die erforderlichen Bedingungen für eine unbehinderte Ableitung der Druckluft nicht geschaffen werden. All das führt zu entsprechenden Druckluftverlusten in den Kanälen.
Dieser bekannte Motor bringt keine Leistungssteigerung ohne Vergrößerung seiner Abmessungen, da die Leistungssteigerung mit der Vergrößerung der Durchgangsquerschnitte der Zu- und Abströmkanäle. zusammenhängt. Eine Vergrößerung der Strömungsquerschnitte der Kanäle ohne gefährliche Schwächung der Welle führt jedoch zur Vergrößerung ihrer Abmessungen und folglich zur Vergrößerung des
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ganzen Motors. Außerdem entstehen in den langgestreckten Kanälen, durch welche die Druckluft in die Arbeitskammern der Zylinder zugeführt und aus ihnen abgeleitet wird, hohe Druckverluste, die den Wirkungsgrad des Motors wesentlich herabsetzen.
Auch bei dieser bekannten Konstruktion sind die Möglichkeiten einer Verminderung der Maße bei Beibehaltung der Leistung erschöpft, da die Vergrößerung der Strömungsquerschnitte der Kanäle ohne Schwächung der Welle, in der diese Kanäle verlaufen, notwendigerweise zur Vergrößerung ihrer Abmessungen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Axialkolbenmotor zu schaffen, welcher eine Leistungssteigerung ohne Vergrößerung seiner Abmessungen bzw. eine Verringerung seiner Abmessungen bei der Erhaltung seiner Leistung durch zeitliche Verwertung der Längskanäle der Welle für die Zufuhr des A rbeits mediums in die Zylinderräume und die Ableitung des Arbeitsmediums aus diesen Zylinderräumen gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einem Axialkolbenmotor, in dessen Gehäuse zylindrische Hohlräume ausgeführt sind, deren Achsen parallel zur Wellenachse und im gleichen Abstand von ihr verlaufen, wobei in jedem Hohlraum ein doppelwirkender Kolben untergebracht ist, in welchem mindestens eine Rolle angeordnet ist, die mit einem wellenförmigen Nocken zusammenwirkt, der auf der Welle befestigt ist, in welcher Längskanäle für die Zufuhr des Arbeitsmediums und Längskanäle für die Ableitung des A rbeits medium s sowie Öffnungen ausgeführt sind, welche die
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Kanäle für die Zufuhr des Arbeitsmediums mit Zylinderräumen verbinden, und öffnungen, welche die Längskanäle zur Ableitung des Arbeitsmediums mit Zylinderräumen verbinden, erfindungsgemäß da-^ durch gelöst, daß die Welle eine Ringnut für die Zufuhr des Arbeitsmediums an einer Seite eines wellenförmigen Nockens aufweist, die mit Längskanälen für die Zufuhr des Arbeitsmediums verbunden ist und in deren Bereich die Längskanäle verbindende Querkanäle verlaufen, sowie eine Ringnut zur Ableitung des Arbeitsmediums, ander anderen Seite des wellenförmigen Nockens besitzt, die mit Abström-Längskanälen verbunden ist und in deren Bereich die Längskanäle miteinander verbindende Querkanäle verlaufen, wobei die Zuström Längskanäle miteinander durch Querfcanäle in der Zone von öffnungen der Welle neben der Ringnut zur Ableitung des Arbeitsmediums verbunden sind, während die Längskanäle zur Ableitung des Arbeitsmediums miteinander durch Querkanäle in der Zone von Öffnungen der Welle neben der Ringnut für die Zufuhr des Arbeitsmediums verbunden sind.
Im erfindungsgemäßen Axialkolbenmotor wird durch die Querkanäle, welche die Zuström-Längskanäle und die Abström-Längskanäle jeweils miteinander verbinden, die Teilnahme sämtlicher Längskanäle bei der Zufuhr des Arbeitsmediums in die Arbeitskammern der Zylinder und bei der Ableitung des verbrauchten Mediums aus ihnen erreicht. Infolgedessen wird beim Arbeitshub des Kolbens die größte Menge des Arbeitsmediums in die Arbeitskammer des Zylinders zugeführt. In diesem Moment ist die öffnung für die Zufuhr des Arbeitsmediums im Gehäuse am weitesten geöffnet dank der rechnerisch be-
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stimmten Lage der Einlaßöffnung auf der Welle und der Einlaßöffnung im Gehäuse, die den Einlaß in die Arbeitskammer öffnet. Da die Einlaß-Längskanäle durch Querkanäle verbunden sind, strömt das Arbeitsmedium durch diese Querkanäle aus den anderen Arbeitskanälen gerade in diejenige öffnung, welche momentan am weitesten geöffnet ist. Im nächsten Moment ist diejenige öffnung am weitesten geöffnet, welche mit der Arbeitskammer eines anderen Zylinderraumes verbunden ist. Auf diese Weise wird zu sämtlichen Kolben der Reihe nach die maximale Druckluftmenge zugeführt, wodurch die Energie des Arbeitsmediums am effektivsten in die Druckkraft der Kolben verwandelt wird, welche durch die Rollen auf die krummlinige Stirnfläche des wellenförmigen Nockens übertragen wird. Die beschriebene Ausführung des Verteilungssystems bietet die Möglichkeit, ohne Vergrößerung der Durchgangsquerschnitte der Ein- und Auslaßkanäle, die Druckluftzufuhr in diejenigen Arbeitskammern zu steigern, deren Arbeit im gegebenen Moment am effektivsten ist. Dadurch wird die entsprechende Leistungssteigerung des Motors ohne Vergrößerung seiner Abmessungen ermöglicht.
Der kürzere Weg, den die Druckluft bei ihrer Bewegung bis zur Arbeitskammer und von der kurbelseitigen Kammer bis zur Auslaßöffnung zurücklegt, ermöglicht die Verringerung deren Druckverluste und damit die Erhöhung des Wirkungsgrades des Motors.
Kleine Abmessungen des Motors, seine kompakte Form, die dank dem zweckmäßig gewählten Verteilungssystem des Druckmittels erreicht wird, gewährleisten einen geringen Materialaufwand bei seiner Herstellung.
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Im folgenden vard ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 den Axialkolbenmotor in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 einen Längsschnitt des Axialkolbenmotors längs der
Schnittlinie ΙΙ-Π in Fig. 1 mit ungeschnittener Welle
und Kolben,
Fig. 3 einen Schnitt des Axialkolbenmotors längs der Schnittlinie ΠΙ-ΙΠ in Fig. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt des Axialkolbenmotors längs der
Schnittlinie IV-TV in Fig. 1,
Fig. 5 einen Längsschnitt der Welle des Axialkolbenmotors längs der Schnittlinie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen Querschnitt der Welle des Axialkolbenmotors längs der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 einen Querschnitt der Welle des Axialkolbenmotors längs der Schnittlinie VII-VlI in Fig. 5,
Fig. 8 einen Querschnitt der Welle des Axialkolbenmotors längs der Schnittlinie VIII-VIH in Fig. 5.
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Das Gehäuse 1 (Fig. 1) des Axialkolbenmotors besteht aus zwei einstückigen Blockhälften. Im Gehäuse 1 ist eine Welle 2 mit Schlitzen 3 untergebracht, über die die Welle 2 mit den vom Motor angetriebenen Mechanismen verbunden wird. Im Gehäuse 1 ist eine Öffnung 4 für die Druckluftzufuhr und eine Öffnung 5 für die Ableitung der Abluft ausgeführt. Innerhalb des Gehäuses 1 sind zylindrische Hohlräume 6 (Fig. 2) vorgesehen, die von Kolben 7 in eine Arbeitskammer 8 und eine kurbelseitige Kammer 9 geteilt sind. Die Achsen der Zylinderräume 6 und der in ihnen gleitenden Kolben 7 sind parallel zur Achse der Welle 2 und gleichweit von ihr entfernt. Die Kolben 7 haben Ausschnitte 10 und sind mit Rollen 11 versehen. Mit der Welle 2 ist ein wellenförmiger Nocken 12 mit beidseitigen Führungsstirnflächen 13 einstückig ausgeführt, auf denen die Rollen 11 anliegen. Die Wellen des Nockens 12 greifen in die Ausschnitte 10 der Kolben 7 ein. Zum Eintritt der Wellen des Nockens 12 bei der Drehung der Welle 2 sind im Gehäuse 1 Nuten 14 vorgesehen.
Zum Einlaß der Druckluft in die Arbeitskammer 8 sind im Gehäuse 1 Öffnungen 15 ausgeführt. Beim Rücklauf des Kolbens 7 dienen die Öffnungen 15 zur Ableitung der Abluft aus der Kammer 8. Zur Ableitung der Abluft aus der kurbelseitigen Kammer 9 sind im Gehäuse 1 Öffnungen 16 vorgesehen. Beim Rücklauf des Kolbens 7 dienen die Öffnungen 16 zum Einlaß der Druckluft in die Kammer 9. In der Welle 2 sind in der Zone der Öffnung 4 für die Druckluftzufuhr eine Ringnut 17 und in der Zone der Öffnung 5 eine Ringnut 18 zur Ableitung der Druckluft vorgesehen.
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Die Rollen 11 sind im Körper der Kolben 7 mittels Achsen 19 (Fig. 3) befestigt.
Über die gesamte Länge der Welle 2 im Gehäuse 1 sind Längskanäle 20 für die Druckluftzufuhr sowie Öffnungen 21 zum Durchströmen der Druckluft zur Kammer 6 durch die Öffnungen 16 vorgesehen. Außerdem sind sich über die gesamte Länge der Welle 2 erstreckende Längskanäle 22 zur Ableitung der abgearbeiteten Druckluft ausgeführt. Inder Welle 2 befinden sich ferner Öffnungen 23 zur Ableitung der Druckluft aus der Kammer 6 durch die Öffnungen 16. Die Längskanäle 22 für die Abluft sind durch Querkanäle 24 (Fig. 4) miteinander verbunden und besitzen Öffnungen 25 (Fig. 5) in der Welle 2 zum Ablaß der Druckluft aus dem Zylinderräum 6 (Fig. 3) durch die Öffnungen 15. Die Längskanäle 20 (Fig. 5) für die Druckluftzufuhr sind mit Öffnungen 26 in der Welle 2 zum Einlaß der Druckluft in den Zylinderraum 6 (Fig. 3) durch die Öffnungen 15 verbunden.
Die Längskanäle 20 für die Druckluftzufuhr sind miteinander durch Querkanäle 27 (Fig. 6) verbunden. Die Längskanäle 22 zur Ableitung der Druckluft sind miteinander durch Querkanäle 28 (Fig. 7) verbunden.
Die Längskanäle 20 zum Einlaß der Druckluft sind miteinander durch Querkanäle 29 (Fig. 8) verbunden.
Die Querschnitte der Einlaßöffnungen 26 (Fig. 5) der Welle 2 in dem die Einlaßöffnung 5 enthaltenden Motorteil und die Querschnitte
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der Einlaßöffnungen 21 (Fig. 3) der Welle 2 in dem die öffnung 4 enthaltenden Maschinenteil haben eine entgegengesetzt gerichtete Neigung. Die Querschnitte der Ablaßöffnungen 23 und 25 (Fig. 3), angeordnet an verschiedenen Enden der Welle 2, haben gleichfalls eine entgegengesetzte Neigung.
Die Axialkolbenmaschine arbeitet folgenderweise:
Durch die Öffnung 4 (Fig. 3) strömt Druckluft in die Ringnut 17 und aus ihr direkt in die Längskanäle 20. In diesen Kanal 20 strömt sie nach beiden Seiten der Welle 2. Über die öffnungen 21 gelangt die Druckluft unmittelbar aus der Ringnut 17 in die öffnungen 16 im Gehäuse 1. Den Einlaßöffnungen 26 der Welle 2 wird Druckluft durch die Längskanäle 20 zugeführt. In der in Fig. 3 abgebildeten Stellung dient die Kammer 8 als Arbeitskammer vor dem Einlaß der Druckluft, während die Kammer 9 die kurbelseitige Kammer ist. Das wird durch die rechnerisch vorgegebene Neigung der Öffnungen 21 und 26 sowie der Öffnungen 23 und 25 (Fig. 6 und 8) erreicht.
Die in die Kammer 8 des Zylinderraums 6 einströmende Druckluft drückt auf den Kolben 7 und verstellt ihn. Die Druckkraft des Kolbens 7 wird durch die Rolle 11 auf die Führungs stirnfläche 13 des Nockens 12 übertragen und zwingt den Nocken 12 wegen der krummlinigen Form der Oberfläche 13 zur Umkehr. Der größte Zustrom der Druckluft in die Arbeitskammer 8 erfolgt beim maximalen Zusammenfallen der öffnungen 26 für den Drucklufteinlaß in der Welle 2 mit den
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öffnungen 15 zum Drucklufteinlaß im Gehäuse 1. In diesem Moment drückt der Kolben 7 durch die Rolle 11 auf den Abschnitt der Führungsfläche 13 des Nockens 12 der größten Wellenkrümmung, wobei diese Lage rechnerisch vorgegeben ist. In diesem Moment ist für eine effektive Arbeit des Kolbens 7 der maximale Zustrom der Druckluft in die Arbeitskammer 8 erforderlich. Man erreicht das durch die gegenseitige Verbindung der Längskanäle 20 in der Welle 2 über die Querkanäle 27 (Fig. 6) im Bereich der Ringnut 17 (Fig. 5) und über die Querkanäle 29 (Fig. 8) im Bereich der Einlaßöffnungen 26 und 15. Den Einlaßöffnungen 26 in der Welle 2 und den Einlaßöffnungen 15 im Gehäuse 1 wird Druckluft durch alle drei Einlaß-Längskanäle zugeführt, wenn die öffnungen miteinander maximal zusammenfallen, da sie durch die Einlaß-Querkanäle 27 (Fig. 6) und 29 (Fig. 8) verbunden sind. Dadurch erreicht man die höchste Wirksamkeit der Kraftübertragung durch die Druckluft auf den Kolben 7 (Fig. 3) und deren Umwandlung in ein Drehmoment auf der Welle 2.
Aus dem kurbelseitigen Zylinderraum 9 wird die Druckluft durch die Abströmöffnungen 16 und 23 zunächst in die Abström-Längskanäle 22 und aus diesen in die Ringnut 18 und durch die öffnung 5 aus dem Motor hinausgeführt.
Die Verbindung der Längskanäle 22 durch die Querkanäle 24 (Fig. 4) und 28 (Fig. 7) erleichtert ein möglichst vollständiges Abströmen der Abluft durch die öffnungen 16 und 23 im Moment ihres größten Zusammenfallens.
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Um das Anlassen des Motors aus einer beliebigen Kolbenstellung zu gewährleisten und die Gleichmäßigkeit des Drehmoments zu erhöhen, wird gewöhnlich die Kolbenzahl aliquant der Wellenzahl des Nockens gewählt . Daher befinden sich die Kolben 7 zu jedem beliebigen Moment in zueinander verschiedenen Verschiebungsphasen ihrer Bewegung und die öffnungen 14 im Gehäuse 1 in verschiedenen Öffnungsphasen.
Das im beschriebenen Motor angewandte Triebwerk verwandelt die Hin- und Herbewegung der Kolben 7 in eine gleichmäßige Drehung der Welle 2 um die parallel zu ihnen verlaufende Achse und dient gleichzeitig als Untersetzungsgetriebe mit der Übersetzungszahl 3. Daher gibt der erfindungsgemäße Axialkolbenmotor ein hohes Drehmoment von der Abtriebswelle ohne weitere Umformung zum direkten Einsatz im Betrieb ab.
Eine hohe Lebensdauer des im Motor eingesetzten Nockentriebs wird durch den Einsatz von Wälzlagern erreicht, die dessen Verschleiß herabsetzen, sowie durch Hochfrequenzschleifen der stirnseitigen Nockenlaufflächen, durch welches sich die dynamische Beanspruchung des Triebwerks wesentlich vermindert.
Der beschriebene Motor zeichnet sich durch eine hohe Anpassungsfähigkeit an verschiedene Arbeitsbedingungen aus. Erbehält seine Nennleistung im zweistufigen Drehzahländerungsbereich der Abtriebswelle 2 und hat eine geringe Massenträgheit, so daß der Anlauf bis zur vollen Geschwindigkeit kaum 0,005 Sekunden dauert.
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Die Welle 2 des erfindungsgemäßen Motors hat zwei Abtriebsenden, die mit inneren Schlitzen 3 versehen sind und aus den Stirnwänden des Gehäuses 1 nicht herausragen. Dadurch lassen sich die Struktur lösungen von Maschinen unter Einsatz dieser Motoren weitgehend variieren, wobei ihre Verbindung miteinander, mit Bremsen und Getrieben erleichtert wird, falls eine Leistungssteigerung erreicht werden soll.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Axialkolbenmotors ermöglicht im Vergleich zu Radialkurbelmotoren eine 1,5- bis lOfache Gewichts- und Materialeinsparung je nach der Baugröße.
Der praktische Vorzug des im erfindüngsgemäßen Motor angewandten Luftverteilungssystems äußert sich darin, daß der Übergang zu dessen Verwendung eine Leistungssteigerung der Axialkolbenmotoren um 66 % bei unveränderten Abmessungen des Luftverteilers und gleichzeitiger Herabsetzung des spezifischen Druckluftverbraüchs um 12 % infolge der verminderten Druckverluste im Luftverteiler bewirkt.
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Claims (1)

  1. Patentanspruch
    Axialkolbenmotor, in dessen Gehäuse zylindrische Hohlräume ausgeführt sind, deren Achsen parallel zur Wellenachse und in gleichem Abstand von ihr verlaufen, wobei in jedem Hohlraum ein doppelwirkender Kolben untergebracht ist, in welchem mindestens eine Rolle sitzt, die mit einem auf der Welle befestigten wellenförmigen Nocken zusammenwirkt, in welcher Längskanäle für die -Zufuhr des Arbeitsmediums und Kanäle zur Ableitung des Arbeitsmediums sowie Öffnungen ausgeführt sind, welche die Kanäle für die Zufuhr des Arbeitsmediums mit den Zylinder räum en verbinden, und Öffnungen, welche die Längskanäle zur Ableitung des Arbeitsmediums mit Zylinderräumen verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (2) eine Ringnut (17) für die Zufuhr des Arbeitsmediums an einer Seite eines wellenförmigen Nockens (12) aufweist, die mit Längskanälen (20) für die Zufuhr des Arbeitsmediums verbunden ist und in deren Bereich die Längskanäle (20) verbindende Querkanäle
    (27) verlaufen, sowie eine Ringnut (18) zur Ableitung des Arbeitsmediums an der anderen Seite des wellenförmigen Nockens (12) besitzt, die mit Abström-Längskanälen (22) verbunden ist und in deren Bereich die Längskanäle (22) miteinander verbindende Querkanäle
    (28) verlaufen, wobei die Zuström-Längskanäle (20) miteinander durch Querkanäle (24) in der Zone von Öffnungen (25, 26) der Welle (2) neben der Ringnut (18) zur Ableitung des Arbeitsmediums verbunden sind, während die Längskanäle (22) zur Ableitung des Arbeitsmediums miteinander durch Querkanäle (29) in der Zone von Öffnungen (21, 23) der Welle (2) neben der Ringnut (17) für die Zufuhr des Arbeitsmediums verbunden sind.
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DE19732361175 1973-12-07 1973-12-07 Axialkolbenmotor Expired DE2361175C3 (de)

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DE2361175B2 DE2361175B2 (de) 1980-03-20
DE2361175C3 DE2361175C3 (de) 1980-11-27

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3014552C2 (de) * 1980-04-16 1986-06-26 Paul 4740 Oelde Hammelmann Hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Axialkolbenpumpe

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DE2361175C3 (de) 1980-11-27
DE2361175B2 (de) 1980-03-20

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