DE2510583A1 - Hydraulic pump with reversible rotation - has shaft with vanes and toothed elements in stator pockets - Google Patents
Hydraulic pump with reversible rotation - has shaft with vanes and toothed elements in stator pocketsInfo
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Abstract
Description
Antriebseinheit Gegenstand der Brfindungist eine Antriebseinheit für ein beliebiges Medium, vorzugsweise als Rotationsmotor, Verbrennungsmotor, Getriebe oder Servomotor. Drive unit The subject of the invention is a drive unit for any medium, preferably as a rotary engine, internal combustion engine, gearbox or servo motor.
In den zur Zeit bekannten Antriebseinheiten mit rotierenden Kolben, besitzen die Motoren im Arbeitsbereich angebrachte trennwände in Form von Walzen, die an der Mantelfläche eine oder zwei Nuten besitzen, um die Rotationsbewegung der KolbenschaUteln zu ermöglichen, wobei die Zylinder sich während der Arbeit ständig drehen, weil der Motor zur Sicherung der Einspurung der Schaufeln in die Zylindernuten während der Wellenumdrehung erforderlich ist, um die Verbindung der Welle mit den Schaufeln und Zylindern über Zahnräder zu gewährleisten.In the currently known drive units with rotating pistons, the motors have partition walls in the form of rollers attached to the work area, which have one or two grooves on the lateral surface to allow the rotational movement of the piston shells to allow the cylinder to be constantly shifted during the work Rotate because the motor secures the meshing of the blades in the cylinder grooves during the shaft rotation is required to connect the shaft with the Ensure blades and cylinders over gears.
Bei Verbrennungsmotoren sind diese aus zwei gesonderten Zylindergehäusen, die am Umfang zwei rotierende Walzen mit Ausschnitten besitzen, die die Rolle von Schützen erfüllen, zusammengesetzt. In diesen Gehäusen befanden sich auf der Drehwelle zwei die Rolle von Kolben erfüllende Schaufeln. Die Schaufeln der Wellen beider Zylinder besitzen eine Phasenverschiebung um einen bestimmten Winkel und zwar derart, daß, wenn in einem Zylinder die Verdichtung vorsich geht, im zweiten Zylinder die Verbrennung (Arbeit) erfolgt. Während der Umdrehung der Welle mit den Kolben rotieren die Schützewalzen ständig infolge der kinematischen Kompression.In the case of internal combustion engines, these are made up of two separate ones Cylinder housings, which have two rotating rollers with cutouts on the circumference that play the role of Protect meet, put together. These housings were located on the rotating shaft two paddles performing the role of pistons. The shovels of the waves of both Cylinders have a phase shift by a certain angle in such a way that that if the compression takes place in one cylinder, the Incineration (work) occurs. Rotate the pistons as the shaft rotates the roller guards constantly as a result of the kinematic compression.
Die bisher bekannten Hydrogetriebe bilden Verbindungssätze aus Pumpe und Motor vom Vielkolbensystem oder aus Pumpe und Arbeitszylinder, der zusammengesetzt ist aus Kolbenstange mit durch Arbeitsmittel gespeister Büchse.The previously known hydraulic transmissions form connection sets from pumps and motor from the multi-piston system or from a pump and working cylinder, which are assembled consists of a piston rod with a sleeve fed by the working medium.
Zu den Nachteilen dieser Lösungen gehören: komplizierte Bauweise, eingeschränkte Kraftparameter, Bedarf eines Steuerungsmechanismus, Undichtheit und die Unmöglichkeit der Ausführung einer Antriebseinheit mit rotierendem Gehäuse - Verbrennungsmotoren erfordern den Einsatz von min. zwei Zylindern, begrenzen die Höhe und die Anzahl der Kolbenschaufeln -Arbeitszylinder von komplizierter Verfahrens- und Produktionstechnik, die eine wesentliche mit dem Hu danwach sende Eigenmasse besitzen, eine ungünstige tote Länge sowie verschiedene Kraftparameter in beiden Arbeitsrichtungen.The disadvantages of these solutions include: complicated construction, limited force parameters, need for a control mechanism, leakage and the impossibility of designing a drive unit with a rotating housing - Internal combustion engines require the use of at least two cylinders, which limit Height and number of piston blades -working cylinder of complicated process- and production technology, which has a substantial net weight that grows with the Hu have an unfavorable dead length as well as different force parameters in both Directions of work.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile auszuschalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Antriebseinheit geschaffen wurde, die zusammengesetzt ist aus einer beweglichen mit starren oder beweglichen Schaufeln versehenen Welle, aus einem Kammern besitzenden Gehäuse, wobei in den Kammern rotierende gezahnte Elemente angeordnet sind, die auf der Außenfläche der Kammerkrümmung entsprechende Aussparungen besitzen, und einer Welle, wobei die Welle an der Einbaustelle der Schaufeln Aussparungen besitzt und die Schaufeln innen mit Kanälen ausgestattet sind. Die Kammern besitzen Eintritts-und Austrittskanäle und die gezahnten Elemente Kanäle, die die gegenüberliegenden Einschnitte verbinden. Die Transmission beruht auf der Verkupplung, - über das Arbeitsmittel -der Pumpe und des Motors (die eine umkehrbare Wirkung besitzen), mit einer Aufnahmefähigkeit, die die Übersetung der Transmission bedingt. Im Falle eines Arbeitszylinders besteht die erfindungsgemäße Lösung aus einer Stange mit fest oder verschiebbar versetzten Trennwänden, zwei Deckeln mit Öffnungen und Kanälen für die Zuführung des Arbeitsmittels sowie aus dem Gehäuse mit gezahnten Elementen wie oben. Zu den Vorteilen einer derartigen Lösung gehören: einfache Bauweise, uneingeschränkte Kraftparameter, große Dichtheit, doppelseitige Wirkungsweise, Universalität aufgrund der Anwendungsmöglichkeit der Lösung mit beweglicher Welle oder beweglichem Gehäuse - bei Verbrennungsmotoren die Einsatzmöglichkeit einer beliebigen Kolbenanzahl, gleichmäßiger Arbeitslauf, die Möglichkeit einer Reihenschaltung der Motoren, es treten nur minimale Arbeitshübe je Wellenumdrehung auf, sowie die Möglichkeit einer reihenweisen oder parallelen Verkettung des Getriebes mit der Pumpe und dem Motor, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Im Falle von Arbeitszylindern sind die Aufbaumasse unabhängig vom Hub und von kompakter Bauweise bei gleichzeitig besserer Ausnutzung des Stangenquerschnitte 5.The invention is based on the stated disadvantages turn off. This object is achieved according to the invention in that a drive unit was created, which is composed of a movable with rigid or shaft provided with movable blades, from a housing having chambers, wherein In the chambers rotating toothed elements are arranged, which on the outer surface the chamber curvature have corresponding recesses, and a shaft, the Shaft has recesses at the installation point of the blades and the blades inside are equipped with channels. The chambers have inlet and outlet channels and the serrated elements are channels connecting the opposing incisions. The transmission is based on the coupling - via the working medium - the pump and the motor (which have a reversible effect), with a capacity which causes the translation of the transmission. In the case of a working cylinder, there is the solution according to the invention from a rod with fixed or displaceable offset Partition walls, two lids with openings and channels for the supply of the working medium as well as from the housing with toothed elements as above. Among the advantages of such Solution include: simple construction, unrestricted force parameters, great tightness, double-sided mode of action, universality due to the possible application of the Solution with moving shaft or housing - for combustion engines the possibility of using any number of pistons, more evenly Work run, the possibility of a series connection of the motors, there are only minimal work strokes per shaft revolution, as well as the possibility of a row or parallel Linking of the gearbox with the pump and the motor, which are arranged in a housing are. In the case of working cylinders, the body dimensions are independent of the stroke and of compact design with better utilization of the rod cross-section at the same time 5.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Hydromotor1 Fig. 2 und 2 a Querschnitte eines Verbrennungsmotors im Moment des Durchganges der Schaufeln durch die gammern mit gezahnten Elementen und nach dem Durchgang, Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Hydrogetriebe, Fig. 4 einen Längsschnitt eines Arbeitszylinders, Fig. 5 einen Querschnitt eines Motors mit beweglichem Gehäuse.Embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawings shown. 1 shows a cross section through a hydraulic motor 1, FIGS 2 a Cross-sections of an internal combustion engine at the moment of passage of the blades through the gammers with toothed elements and after the passage, Fig. 3 is a cross section through a hydraulic transmission, FIG. 4 shows a longitudinal section of a working cylinder, FIG. 5 is a cross section of a motor with a movable housing.
Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird neben der Be- *) Wie in Fig. 1 dargestellt ist, besteht der Rotationsmotor aus einem Gehäuse 1, das auf seinem Innenumfang Kammern 4 und 8 besitzt, in welchen sich rotierende gezahnte Elemente 5 und 9 befinden, die vier Zähne besitzen, deren ibußenprofil zusammengesetzt ist aus zwei Profilkomponenten, d.h. einem *) schreibung ausdrücklich wegen deren großer Klarheit und Anschaulichkeit auf die Zeichnungen bezug genommen.With regard to the disclosure of the invention, in addition to the *) How Is shown in Fig. 1, the rotary motor consists of a housing 1 which is on its inner circumference has chambers 4 and 8, in which rotating toothed Elements 5 and 9 are located, which have four teeth, whose outer profile is composed is made up of two profile components, i.e. a *) spelling expressly because of them with great clarity and vividness referring to the drawings.
dem Krümmungsprofil der Kammer entsprechenden Kontaktprofil der Zähne mit der Kammerwand und dem Kontaktprofil der Zähne mit der beweglichen Welle 2.the contact profile of the teeth corresponding to the curvature profile of the chamber with the chamber wall and the contact profile of the teeth with the movable shaft 2.
Die bewegliche Welle 2 besitzt auf ihrem Umfang radial verschiebbar befestigte Schaufeln 3, 10, die in einem gleichen Abstand wie die Kammern 4 und 8 voneinander oder in einem hiervon verschiedenen Abstand angeordnet sind, welche die Rolle von rotierenden, dicht an der Zylinderwand, welche durch die Innenfläche des Gehäuses 1 gebildet wird, anliegenden Kolben erfüllen. Die Schaufeln 5 sind verschiebbar in Nuten 21 der Welle 2 eingesetzt, und auf deren Boden ist ein federndes Element 18 in Form eines wellenartig gebogenen Stabes angebracht, das einen vorgegebenen Druck auf die Zylinderwand ausübt.The movable shaft 2 is radially displaceable on its circumference fixed blades 3, 10, which are at the same distance as the chambers 4 and 8 are arranged from each other or at a different distance therefrom, which the role of rotating, close to the cylinder wall, passing through the inner surface of the housing 1 is formed, meet adjacent pistons. The blades 5 are slidably inserted in grooves 21 of the shaft 2, and on the bottom of which is a resilient Element 18 attached in the form of a wave-like curved rod, which has a predetermined Exerts pressure on the cylinder wall.
In den Schaufeln 3 sind Offnungen 22 bzw. Ausfräsungen 23 ausgeführt, die e zur Kompensation der Belastungskomponente in der Richtung des-federnden Elementes entsprechend dem Druckanstieg des Motorarbeitsmittels dienen. Die Kompensation erfolgt in der Weise, daß, wenn der Arbeitsdruck auf die linke Schaufel seite einwirkt, die Aufhebung des Spiels in den Nuten 21 der Welle 2 im Bereich der Führung der Schaufel in der Nut erfolgt und ein Druckausgleich vor der Schaufel und unter der Schaufel über die Öffnungen 22 und 23 sowie ein Anstieg des Andrucks der Schaufel an die Zylinderwand auftritt, der proportional zur Druckerhöhung ist.In the blades 3 openings 22 or cutouts 23 are made, the e to compensate for the load component in the direction of the resilient element serve according to the pressure increase of the engine working fluid. The compensation takes place in such a way that when the working pressure acts on the left side of the blade, the cancellation of the game in the grooves 21 of the shaft 2 in the area of the leadership Shovel takes place in the groove and a pressure equalization in front of the shovel and under the Blade over the openings 22 and 23 and an increase in the pressure of the blade occurs on the cylinder wall, which is proportional to the pressure increase.
Damit erfolgt zugleich auch eine proportionale Steigerung der Dichtigkeit. Überdies befinden sich im Gehäuse 1 Kanäle für das Arbeitsmittel und zwar der Eintrittskanal 6 und der Austrittskanal 7 die derartig angelegt sind, daß die gezahnten Elemente 5 und 9 während der Rotation der Welle 2 die Kanäle schließen bzw. öffnen und somit das Arbeitsmittel steuern. In der Nähe der Schaufeln 3, 10 besitzt die Welle eine Aussparung 24-, um dem gezahnten Element eine Drehung um5 /2 während des Durchgangs der Schaufel durch das gezahnte Element zu ermöglichen.This also results in a proportional increase in tightness. In addition, there are 1 channels for the working medium in the housing, namely the inlet channel 6 and the outlet channel 7 which are created in such a way that the toothed elements 5 and 9 close and open the channels during the rotation of the shaft 2 and thus control the work equipment. In the vicinity of the blades 3, 10, the shaft has a Recess 24- to allow the toothed element to rotate 5/2 during the passage to allow the shovel through the toothed element.
Während der Rotation der Welle 2 ist die Lage des gezahnten Elementes durch die Berührungsflächen bestimmt; während des Durchganges der Schaufel durch das gezahnte Element besteht dagegen dank der Aussparung im Wellenprofil die Möglichkeit seiner Drehung um nur/2. Die erfindungsgemäße Konstruktion kann eine inverse Wirkung als Pumpe oder Kompressor haben. Wie in Fig. 2, 2a und 5 dargestellt ist, befindet sich im Gehäuse 1 die Zylinderwand und die Einlaß- und Auslaßkammer 4 mit dem gezahnten Element 5, dem Eintrittskanal 6 und Austrittskanal 7 sowie die Verdichtungs- und Explosionskammer 8 (Arbeitskammer) mit dem gezahnten Element 9, das Kanäle 12 besitzt, sowie auch die Zünd- oder Gldhkerze 11. Die Wände des Gehäuses durchfließt eine Kühlflüssigkeit.During the rotation of the shaft 2 is the position of the toothed element determined by the contact surfaces; during the passage of the shovel through the toothed element, on the other hand, is possible thanks to the recess in the wave profile its rotation by only / 2. The construction according to the invention can have an inverse effect as a pump or compressor. As shown in Figs. 2, 2a and 5 is located in the housing 1, the cylinder wall and the inlet and outlet chamber 4 with the toothed Element 5, the inlet channel 6 and outlet channel 7 as well as the compression and Explosion chamber 8 (working chamber) with the toothed element 9, which has channels 12, as well as the spark or spark plug 11. The walls of the housing flow through a Coolant.
Auf der rotierenden Welle 2 sind Schaufeln 3 aufgesetzt, die die Rolle von Kolben erfüllen, und an der Zylinderwand dicht anliegen. Die linke untere Schaufel 3 in Fig. 2a saugt in den Raum zwischen ihr und dem unteren gezahnten Element 5 die Kraftstoffmischung an und verdichtet gleichzeitig an der zweiten Seite die Kraftstoffmischung und drückt sie durch die Kanäle 12 des gezahnten Elementes 9 in den Raum der Kammer 8. Das gleiche erfolgt analog durch die gegenüberliegenden rechte obere Schaufel. Die linke obere Schaufel 3 ist gleichzeitig infolge der Zündung der Kerze 11 der Einwirkung der Explosion der Eraftstoffmischung im Kammerraum 8 ausgesetzt, die in die Kanäle 12 im gezahnten Element 9 sowie die Kanäle 13 in den Seitenwänden des Gehäuses 1 eindringt und die Schaufel 3, welche die Welle 2 dreht, beaufschlagt.On the rotating shaft 2 blades 3 are placed, which the role meet by piston, and on the cylinder wall fit tightly. the left lower blade 3 in Fig. 2a sucks into the space between it and the lower one toothed element 5 to the fuel mixture and compresses at the same time on the second side the fuel mixture and pushes it through the channels 12 of the toothed Element 9 in the space of the chamber 8. The same is done analogously through the opposite right upper blade. The left upper vane 3 is at the same time as a result of the ignition the candle 11 of the effect of the explosion of the fuel mixture in the chamber space 8 exposed in the channels 12 in the toothed element 9 and the channels 13 in the Side walls of the housing 1 penetrates and the blade 3, which rotates the shaft 2, applied.
Die Kanäle 13 in der Shhelage des gezahnten Elementes 9 stellen eine parallel zu den Kanälen 12 vorhandene Verbindung zwischen zwei aneinander gegenüberliegenden Zwischenräumen zwischen den Zähnen der gezahnten Elemente 9 dar.The channels 13 in the Shhelage of the toothed element 9 represent a parallel to the channels 12 existing connection between two mutually opposite Gaps between the teeth of the toothed elements 9.
Während der Drehung dieser Elemente sind die Kanäle 13 abgedeckt.During the rotation of these elements, the channels 13 are covered.
Durch die zweite Seite der Schaufel werden die Abgase durch den Austrittskanal 7 der Kammer 4 ausgestoßen. Das gleiche gilt auch durch die rechte untere Schaufel 3. Die sich drehende Welle 2 verursacht, daß die Schaufel spitzen sich den gezahnten Elementen 5 und 9 nähern und sich dicht an die Zahnprofile schieben. Die den die Welle 2 berührenden Zahn beauf schlagenden Schaufeln verursachen die Drehung der gezahnten Elemente um einen Zahn. Nach Durchgang der Schaufeln durch die gezahnten Elemente 5 und 9 bleiben die Elemente im Stillstand, weil die Reaktionskräfte zum Gas-bzw. Mischungsdruck durch oder mindestens annähernd durch die Drehachse der gezahnten Elemente aufgenommen werden.The exhaust gases are passed through the outlet duct through the second side of the blade 7 of the chamber 4 ejected. The same applies to the lower right shovel 3. The rotating shaft 2 causes the blade to point the toothed Approach elements 5 and 9 and slide close to the tooth profiles. The the the Wave 2 touching Cause tooth impacting blades the rotation of the toothed elements around a tooth. After the blades have passed through the toothed elements 5 and 9 remain the elements at a standstill because of the reaction forces to gas or. Mixing pressure through or at least approximately through the axis of rotation of the toothed elements are included.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, verdeckt die linke Schaufel 3 mit ihrer Spitze den Kanal 12 und dreht gleichzeitig das gezahnte Element 9 mitsamt der verdichteten Eraftstoffmischung um einen Zahn zur benachbarten Zündkerze 11, bewirkt ihre Zündung und dadurch die Einwirkung der Gase auf die Schaufel über den Kanälen 12 und 13. Die verbleibenden gezahnten Elemente 5 und 9 machen gleichfalls eine Drehung um einen Zahn, wobei während der ganzen Zeit die Spitze der Schaufeln 3 dicht an ihnen anliegt.As can be seen from Fig. 2, the left blade 3 covered with her Tip the channel 12 and at the same time rotates the toothed element 9 together with the compressed Fuel mixture around one tooth to the adjacent spark plug 11 causes it to ignite and thereby the action of the gases on the blade above the channels 12 and 13. The remaining toothed elements 5 and 9 also make one turn around a tooth, all the while the tip of the blades 3 close to them is present.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besteht das Hydrogetriebe aus einer über Kanäle 6 und 7 verbundenen Pumpe und einem Motor. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, besteht der Arbeitszylinder aus einem Gehäuse 1 mit Kammern 4 und 8, in welchen gezahnte Elemente 5, 9 drehbar angeordnet sind, die vier Zähne mit einem Außenprofil, wie das Profil der gammer 4 und einem Zusatzprofil, das aus den Anlagebedingungen an die Stange 2 hervorgeht, besitzen, wobei die Zähne Aussparungen mit Dichtungen 14 aufweisen.As can be seen from Fig. 3, the hydraulic transmission consists of one Pump connected via channels 6 and 7 and a motor. As shown in FIG is, the working cylinder consists of a housing 1 with chambers 4 and 8, in which toothed elements 5, 9 are rotatably arranged, the four teeth with an outer profile, like the profile of the gammer 4 and an additional profile from the investment conditions on the rod 2, the teeth have recesses with seals 14 have.
Der Kraftgeber besitzt zwei Deckel, die an dem Gehäuse, an den Seitenwänden der gezahnten Elemente und an der Stange dicht anliegen und mit Öffnungen 16 für die Zu- und Abführung des Arbeitsmittels versehen sind, sowie Zu satzkanäle 17, die beide Zahnseiten der gezahnten Elemente 5 und 9 verbinden und zum Ausgleich der auf sie aus dem Druck des Arbeitsmittels hervorgehenden Belastung dienen, wobei die Deckel mit dem Gehäuse durch Verbindungsschrauben 25 verbunden sind. Das Gehäuse 1 und die Deckel 15 bilden eine innere Zylinderwand, an welcher sich dichtanliegend die Stange 2 verschiebt, die feste oder verschiebbare versetzte Trennwände 19 mit Dichtungen 20 und Aussparungen 24 die den Durchgang der Trennwände durch die Elemente 5, 9 ermöglichen, besitzt. Bei der durch den Pfeil angedeuteten Verschiebungseichtung der Stange wird das Arbeitsmittel über die linken Öffnungen 16 und Kanäle 17 dem Raum zwischen dem Zahn des an der Innenfläche dicht anliegenden gezahnten Elementes und der Trennwand 19 zugeführt und bewirkt die Verschiebung der Stange nach rechts und das nachfolgende dichte Verschieben der Trennwände 19 durch die gezahnten Elemente 5, 9; die rechten Kanäle 16 und 17 dienen hingegen dem Auslauf des Arbeitsmittels.The power transmitter has two covers, which are on the housing, on the side walls of the toothed elements and on the rod tightly and with openings 16 for the supply and discharge of the working medium are provided, as well as additional channels 17, which connect both tooth sides of the toothed elements 5 and 9 and to compensate serve the load resulting from the pressure of the work equipment, whereby the covers are connected to the housing by connecting screws 25. The case 1 and the cover 15 form an inner cylinder wall, which is tightly fitted the rod 2 moves, the fixed or displaceable offset partitions 19 with Seals 20 and recesses 24 which allow the partition walls to pass through the elements 5, 9 enable, owns. In the direction of displacement indicated by the arrow the rod is the working medium via the left openings 16 and channels 17 dem Space between the tooth of the toothed element tightly fitting on the inner surface and the partition 19 and causes the rod to be displaced to the right and the subsequent tight displacement of the partitions 19 by the toothed elements 5, 9; the right channels 16 and 17, on the other hand, serve to discharge the working medium.
Durch Änderung der Zuführrichtung des Arbeitsmittels wird die Schubrichtung der Stange umgekehrt.By changing the direction of supply of the working medium, the direction of thrust becomes the pole reversed.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |