DD276122A1 - Hydraulikmotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikmotor, bestehend aus einem Zahnrad auf einer Welle, die in einem Gehaeuse drehbar gelagert ist, um welches erfindungsgemaess radial Flachkolben mit keilfoermiger Spitze zum Zahnrad hin und einer T-foermigen Ausbildung auf der dem Zahnrad abgewandten Seite angeordnet sind, die in einer das Zahnrad umgebenden, mit dem Gehaeuse verbundenen Segmenthuelse gleitbeweglich gefuehrt werden, und die in einer bestimmten Zeitfolge mit dem Zahnrad in Eingriff bringbar sind sowie einer seitlich an den Flachkolben anliegenden, um ihre Drehachse frei beweglichen Steuerscheibe mit einem am Umfang angebrachten Nocken, der dichtend in einer Ausdrehung der Segmenthuelse eingepasst ist. Der Hydraulikmotor erzeugt durch Getriebewirkung vorzugsweise im Drehzahlreich 0n10 ein mehrfach groesseres Drehmoment als Hydraulikmotoren vergleichbarer Baugroesse, wobei bei Verwendung als Stellantrieb eine beliebig wiederholbare genaue Drehwinkeleinstellung realisierbar wird. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung kann angewendet werden als

- Antrieb von Industrierobotern

- Steilantrieb an Werkzeugmaschinen, Walzgerüsten u.a.

- Lenkantrieb von Spezialfahrzeugen

- Antrieb von Bau-, Bergbau· und Landmaschinen

- Antrieb von Winden und Rudereinrichtungen auf Schiffen u.a.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Radialkolbenhydraulikmotoren für niedrige Drehzahlen und große Drehmomente haben eine rotierende, oszillierende oder umlaufende Treibscheibe mit Innen- oder Außenverzrnnung, die durch Kolben oder direkt vom Fluid beaufschlagt wird und ihre Bewegung mittels formschlüssiger Verbindung als Drehbewegung auf die Abtriebswelle überträgt, wobei bei einigen Motoren, z. B. nach DE-OS 3132448, durch die innr>nverzahnte Treibscheibe und die außenverzahnte Antriebswelle sowie in bekannter Weise beim Gerotormotor durch das Umlaufen der außenverzahnten Treibscheibe eine Getriebewirkung erzielt wird. Durch die schnell umlaufende Treibscheibe werden Massenkräfte wirksam, die eine Trägheit des Motors zur Folge haben und besonders beim Gerotormotor zum erhöhten Verschleiß und damit zu einer stark begrenzten Lebensdauer sowie zu Störungen des Produktionsprozesses mit teilweise hohen ökonomischen Auswirkungen führen.

Allen bekannten Radialkolbenhvdraullkmotoren für niedrige Drehzahlen und große Drehmomente ist gemeinsam, daß sie 1. für eine genaue Drehwinkeleinstellung, wie sie z. B. bei Industrierobotern nötig ist, nicht geeignet sind, 2. sehr groß sind und viel Platz beanspruchen und 3. auf Grund der komplizierten Formen der Antriebselemente auf Sondermaschinen hergestellt werden müssen.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung Ist es, einen Motor zu schaffen, der sich auszeichnet durch

- eine wesentlich höhere Lebensdauer und einfachere Instandhaltung als vergleichbare Motoren

- ökonomische Herstellung

- Einsparung von Material und Platz.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, besteht darin, einen Hydraulikmotor mit Getriebewirkung zu schaffen, der vorzugsweise Im Drehzahlbereich 0 < η S 10 arbeitet, der ein mehrfach größeres Drehmoment erzeugt als Hydrauliknnotoren vergleichbarer Baugröße und mit dem eine beliebig wiederholbare Drehwinkeleinstellung möglich ist. Erfindungsgemäß sind um ein Zahnrad auf einer Welle, die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, radial Flachkolben mit keilförmiger Spitze zum Zahnrad hin und einer T-förmigen Ausbildung auf der dem Zahnrad abgewandten Seite, in einer mit dem Gehäuse fest verbundenen Segmenthülso gleitbeweglich angeordnet. Die Anzahl der Flachkolben ist um mindestens eins größer oder kleiner als die Zähnezahl des Zahnrades. Seitlich an den Flachkolben ist eine Steuerscheibe auf der Welle, um ihre Drehachse frei beweglich, in einer Ausdrehung der Segmenthülse angeordnet. Die Steuerscheibe ist im Durchmesser kleiner als die Ausdrehung in der Segmenthülse und besitzt am Umfang einen Nocken, der den Raum zwischen Segmenthülse, Steuerscheibe und Gehäuse abdichtet. An den Flachkclben sind im Bereich der Steuerscheibenschlitze Bohrungen angebracht, die zum T-förmigon Ende der Flachkolben führen.

In einer vorteilhaften Ausführung des Hydraulikmotors ist die Anzahl der Flachkolben geradzahlig, die Zfihnezahl des Zahnrades ungeradzahlig zu wählen. Die keilförmige Spitze der Flachkolben ist dabei der Zahngeometrie des Zahnrades angepaßt. Wenn die Anzahl der Flar!.Kolben größer als die Zähnezahl des Zahnrades ist, ergibt sich gleicher Drehsinn von Welle und Steuerscheibe, wenn din Anzahl der Flachkolben jedoch kleiner als die Zähnzahl des Zahnrades ist, entgegengesetzter Drehsinn von Welle und Steuerscheibe. Gegenüber der Steuerscheibe ist auf der Welle eine Scheibe befestigt, die dt η gleichen Durchmesser wie die Steuerscheibe hat.

Wird der Hydraulikmotor mit Drucköl beaufschlagt, fließt Öl in die Zuflußöffnung der Steuerscheibe über Kanäle zu den Steuerscheibenschlitzen, die an den Flachkolben anliegsn. Das öl gelangt von dort in die Bohrungen der Flachkolben, die im Zylinderraum münden.

Das in den Zylinderraum eindringende Öl schiebt die Flachkolben mit der keilförmigen Spitze in die Verzahnung des Zahnrades. Durch die Teilungsdifferenz von Hachkolben und Zahnrad wird das Zahnrad gedreht. Es befinden sich ständig mehrere Kolben im Eingriff. Durch des kontinuierliche, nacheinander erfolgende Beaufschlagen der Flachkolben wird eine gleichförmige Drehbewegung erzeugt. Der Flachkolben, der zuerst ganz in die Verzahnung eindringt, dichtet durch die T-förmige Ausbildung auf der Seite der Steuerscheibe den Raun zwischen Segmenthülse, Steuerscheibe und dem Nocken der Steuerscheibe ab. Die nachfolgend in die Verzahnung des Zahnrades eindringenden Flachkolben verdrängen mit ihrem T-förmigen Teil eine ölmenge, die auf den Nocken der Steuerscheibe eine Kraft ausübt, die die Steuerscheibe dreht, wodurch weitere Flachkolben beaufschlagt werden. Der Nocken der Steuerscheibe verdrängt bei seiner Drehbewegung ebenfalls eine Ölmenge, welche die T-förmigen Teile von den Flachkolbon beaufschlagen, die durch die Steuerscheibe mit der Rücklaufleitung verbunden sind und so nach außen gedruckt werden. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Umdrehung der Steuerscheibe. Bei einer Umdrehung der Steuerscheibe ist jede·' Flachkolben einmal mit der Vorlauf- und einmal mit der Rücklaufleitung verbunden. Bei einer Umdrehung der Steuerscheibe hat sich das Zahnrad um einen Zahn weitergedreht. Für die Anzahl von Flachkolben ist jede Teilung denkbar, die garantiert, daß zu jeder Zeit mindestens drei Flachkolben im Eingriff stehen, Die große Drehzahldifferenz von Abtriebswelle und Steuerscheibe macht bei entsprechender Ausführung eine genaue ' Drehwinkeleinstellung, wie sie bei Industrierobotern, Stellantrieben, Lenkantrieben u.a. notwendig ist, möglich. Die niedrige Drehzahl und die geringen bewegten Massen gestatten ein Umsteuern aus dem vollen Lauf in die Gegenrichtung.

Ausführungsbelspiel

Fig. 1: zeigt den erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder im Schnitt

Flg.2: stellt den Schnitt A-A dar.

In einem Gehäuse 11st auf einer drehbir gelagerten Welle 2 ein Zahnrad 3 befestigt, um welches Flachkolben 4 mit einer keilförmigen Spitze um Zahnrad 3 hin und einer T-förmlgen Ausbildung auf der dem Zahnrad 3 abgewandton Seite in einer mit dem Gehäuse 1 fest verbundenen Segmenthülse 5 gleitbeweglich geführt sind. Die Anzahl der Flachkolben 4, von denen nur jeder zweite realisier wird, ist um eins kleiner als die Zähnezahl des Zahnrades 3. Seitlich ist an den Hachkolben 4 eine Steuerscheibe 6 auf der Welle 2 um ihre Drehachse frei beweglich in einer Ausdrehung der Segmenthülse 5 angeordnet Die Steuerscheibe β ist i. η Durchmesser kleiner als die Ausdrehung in der Segmenthülae 5 und besitzt am Umfang einen Nocken 7, der den Raum zwischen Segmenthülse 5, Steuerscheibe β und Gehäuse 1 abdichtet. An den Flachkolben 4 sind Bonrungen 8 im Bereich der Steuerscheibenschlitze 9 angebracht, die zum T-förmigen Ende der Flachkolben 4 führen. Dio keilförmige Spitze der Flachkolben ist der Zahngeometrie des Zahnrades 3 angepaßt.

Gegenüber der Steuerscheibe 6 ist auf der Welle 2 eine Scheibe 10 befestigt, die wie die Steuerscheibe 6 in einer Ausdrehung der Segmenthülse 5 angeordnet ist und den gleichen Durchmesser wie die Steuerscheibe 6 hat. Wird der Hydraulikmotor mit Drucköl beaufschlagt, fließt über den Anschlußstutzen 11 Öl in die Zuflußöffn~ng der Steuerscheibe β über Kanäle zu den Steuerscheibenschlitzen 9, die an den Flachkolben 4 anliegen. Das öl gelangt von dort in die Bohrungen 8 der Flachkolben 4, die im Zylinderraum münden. Das in den Zylinderraum eindringende öl schiebt die Flachkolben 4 mit der keilförmigen Spitze in die Verzahnung des Zahnrades 3. Durch die Teilungsdifferenz von Flachkolben 4 und Zahnrad 3 wird das Zahnrad 3 gedreht. Jader Flachkolben 4 dreht das Zahnrad 3 um die doppelte Teilungsdifferenz von Zahnrad 3 und Flachkolben 4. Es befinden sich ständig mehrere Flachkolben 4 im Einnriff. Das kontinuierliche, nacheinander erfolgende Beaufschlagen der ^riachkolben 4 erzeugt eine gleichförmige Drehbewegung. Der Flachkolben 4, der zuerst ganz in die Verzahnung eindringt, dichtet durch die T-förmige Ausbildung ι uf der Seite der Steuerscheibe 6 den Raum, der von Segmenthülso 5, Steuerscheibe β und Gehäuse 1 umschlossen wird, ab. Die nachfolgend in die Verzahnung des Zahnrades 3 eindringenden Flachkolben 4 verdrängen mit ihrem T-förmlgen Teil aus diesem Raum eine Ölmenge, die auf den Nocken 7 der Steuerscheibe β eine Kraft ausübt, die die Steuerscheibe 6 dreht, wodurch weitere Flackolben 4 beaufschlagt werden. Der

Nocken 7 der Steuerscheibu 6 verdrängt bei seiner Drehbewegung ebenfalls eine Ölmenge, welche die T-förmigen Teile von den Flachkolben 4 beaufschlagen, die durch die Steuerscheibe β mit der Rücklaufleitung verbunden sind und se nach außen gedruckt

werden. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Umdrehung der Steuerscheibe 6.

Bei einer Umdrehung der Steuerscheibe 6 ist jeder Flachkolben 4 einmal mit dar Vorlauf- und einmal mit der ROcklaufleitung

verbunden. Bei einer Differenz der Zähnezahl des Zahnrades 3 und der Anzahl Flachkolben 4 von 1 hat sich bei einer Umdrehung der Steuerscheibe 6 das Zahnrad 3 um einen Zahn gedreht. Für die Flachkolben 4 ist jede Teilung denkbar, die garantiert, daß zu jeder Zeit mindestens drei Flachkolben 4 im Eingr'** stehen.

Die große Drehzahldifferenz von Welle 2 und Steuerscheibe 6 macht bei entsprechender Ausführung eine genaue Drehwinkeleinstellung, wie sie bei Industrierobotern, Stellantrieben, Lenkantrieben u.a. notwendig ist, möglich. Die niedrige Drehzahl und die geringen bewegten Massen gestatten ein Umsteuern aus dem vollen Lauf in die Gegenrichtung.

Claims (5)

1. Hydraulikmotor, untergebracht in einem Gehäuse (1), gekennzeichnet durch ein auf einer Welle (2) angeordnetes, in dem Gehäuse (1) drehbar gelagertes Zahnrad (3), um welches radial Flachkolben (4) mit keilförmiger Spitze zum Zahnrad (3) hin und einer T-förmigen Ausbildung auf der dem Zahnrad (3) abgewandten Seite angeordnot sind, die in einer das Zahnrad (3) umgebenden, mit dem Gehäuse (1) verbundenen Segmenthülse (5) gleitbeweglich geführt werden und die in einer bestimmten Zeitfolge mit dem Zahnrad (3) in Eingriff bringbar sind, wobei die Anzahl der Flachkolben (4) um mindestens eins größer oder kleiner ist als die Zähnezahl des Zahnrades (3), durch eine seitlich an den Flachkolben (4) anliegende, In einer Ausdrehung der Segmenthülse (5) angeordnete, um ihre Drehachse frei bewegliche, auf der Welle (2) drehbar gelagerte Steuerscheibe (6) mit einem an deren Umfang angebrachten Nocken (7), der den Raum zwischen Segmenthülse (5), Steuerscheibe (b) und Gehäuse (1) abdichtet und durch Bohrungen (8) in den Flachkolben (4), die von den Steuerscheibenschlitzen (9) zu den T-förmigen Enden der Flachkolben (4) führen.

2. Hydraulikmotor nach Anspruch 1., gekennzeichnet durch eine gerade Anzahl Flachkolben (4) und eine ungerade Zähnezahl des Zahnrades (3).

3. Hydraulikmotor nach Anspruch 1., gekennzeichnet durch eine große Drehzahldifferenz zwischen Steuerscheibe (6) und Welle (2).

4. Hydraulikmotor nach Anspruch 1., gekennzeichnet durch eine keilförmige Spitze der Flachkolben (4), die der Zahngeometrie des Zahnrades (3) angepaßt ist.

5. Hydraulikmotor nach Anspruch 1., gekennzeichnet durch eine auf der Welle (2) gegenüber der Steuerscheibe (6) befestigte Scheibe (10).