-
Die
Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwenkmotor gemäß der Gattung
der Patentansprüche.
-
Derzeit
sind verschiedene ein- und mehrflüglige hydraulische Schwenkmotoren
(Schenkantriebe) mit unterschiedlichen Schwenkwinkeln und Drehmomentbereichen
bekannt.
-
Diese
Antriebe finden sowohl in der Industrie- und Mobilhydraulik, als
auch im Automotive-Bereich, bspw. im Fahrwerksbereich, Anwendung.
-
Grundsätzlich sind
diese Schwenkmotoren immer aus einem Stator, in dem ein Rotor mit
mindestens einem Flügel
läuft,
aufgebaut. Der Stator ist dabei auf beiden Seiten mit Deckeln abgeschlossen, die
mit dem Stator verschraubt oder verschweißt sind. In diesem Stator-Deckel-Verbund läuft mindestens
ein rechteckig geformter Flügel,
der die Druckkammern voneinander trennt und auf den ein Öldruck wirkt.
Das daraus resultierende Moment wird vom Flügel auf die Welle übertragen
und kann dort abgegriffen werden.
-
All
diese bekannten Systeme haben den Nachteil, dass sie innere Leckage
aufweisen. Diese Leckage entsteht von der druckbeaufschlagten Kammer
entlang der Dichtstellen des Flügels
in die drucklose Kammer. Die Stellen, an denen dabei besonders viel
Leckage auftritt, sind die äußeren Ecken
der Flügel.
An diesen Stellen ist die Abdichtung des Flügels sowohl zum Stator in radialer
Richtung als auch zum Deckel in axialer Richtung zu realisieren.
Diese Richtungen laufen in einer Ecke zusammen, was einen schwer
abzudichtenden Bereich zur Folge hat, da die Dichtungen nur schwer
in diese Ecke zu pressen sind. Zusätzlich befindet sich in dieser
Ecke auch der Dichtspalt zwischen Deckel und Stator. Dieser weitet sich
bei Druckbelastung aufgrund der Deckelaufbiegung auf und führt so zu
verstärkter
Spaltleckage.
-
Diese
Leckage führt
bei den bekannten hydraulischen Schwenkmotoren bei abgeschalteter Pumpe
dazu, dass sich diese unter Last dennoch weiter bewegen.
-
Bei
allen bekannten Anwendungen wird versucht, die Ecke durch möglichst
scharfkantig geschnittene Dichtungen so gut wie möglich auszufüllen. Diese
Dichtpakete werden entweder mittels Toleranzen vorgespannt oder
es handelt sich um druckaktivierte Dichtungssysteme. Abhängig von
der zur Verfügung
stehenden hydraulischen Leistung und der für die Anwendung zulässigen Leckage
werden unterschiedlich aufwändig
hergestellte Dichtsysteme eingesetzt.
-
Durch
eine möglichst
nahe am inneren Rand des Stators gelegene Abdichtung des Deckels
wird bei den bisherigen Lösungen
versucht, den Spalt zwischen Stator und Deckel möglichst klein zu halten. Bei
den Dichtungen handelt es sich meist um O-Ringe oder Formdichtringe,
die zur Erfüllung
ihrer Dichtfunktion eine Einbaunut benötigen. Somit kann der Spalt
nie Null werden, da immer noch eine Nutflanke zur eigentlichen Druckkammer
hin stehen bleiben muss. Der Spaltvergrößerung aufgrund der Deckelaufbiegung
unter Druck wird versucht entgegenzuwirken, indem man die Verschraubung
oder Schweißung
der Teile, wie die Dichtung, möglichst nahe
am Stator-Innendurchmesser
positioniert. Je näher
dieser Punkt bei der Dichtung liegt, desto geringer wirkt sich die
Aufbiegung auf die Spaltbreite aus. Die Verschraubung oder Schweißung kann
allerdings aus fertigungsmechanischen und konstruktiven Gründen nicht
direkt neben der Dichtung positioniert werden, so dass immer ein
gewisser Restspalt verbleibt, der zu Leckagen führt.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es somit, einen hydraulischen Schwenkmotor anzugeben,
der die zuvor stehenden Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
-
Diese
Aufgabe wird durch einen hydraulischen Schwenkmotor gemäß Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den nachgeordneten Ansprüchen angegeben.
-
Das
Wesen der Erfindung besteht darin, dass der hydraulische Schwenkmotor
eine gegenüber
dem bekannten Stand der Technik grundlegend andere Deckel, Stator-
und Rotorgeomtrie besitzt, indem dieser einen glockenförmigen Stator,
insbesondere eine glockenförmige Wand
des Innenraums aufweist, der in radialer Richtung durch einen einschiebbaren
Deckel verschlossen ist, wobei sich in dem Innenraum des Stators
ein Rotor in Form einer gegenüber
dem Stator drehbar gelagerten Welle mit mindestens einem daran fest
verbundenen Flügel
befindet, welcher den Innenraum in einen ersten und einen zweiten
Druckraum teilt und ein abgerundetes freies Ende aufweist, das in
seiner Form komplementär
zu der Form des glockenförmigen
Stators, insbesondere zu der Form der glockenförmigen Wand des Innenraums
ist und dabei dichtend mit dieser in Kontakt steht.
-
Anstatt
einen Stator gemäß dem Stand
der Technik beidseitig mit Deckeln zu verschließen, was zwangsläufig zu
einer eckigen Form des Innenraumes (Druckraumes) und somit auch
des Flügels
(der Flügel)
führt,
ist der erfindungsgemäße Stator
einstückig
ausgeführt,
so dass in radialer Richtung nur eine Öffnung verbleibt, durch die
ggf. eine Innenbearbeitung des Stators durchgeführt werden kann und die vermittels
des Deckels verschließbar
ist.
-
Dies
ermöglicht
es, den Innenraum (den Druckraum) des Stators glockenförmig auszuführen, so
dass ein Rotor mit mindestens einem Flügel, welcher ein abgerundetes,
zu der Form des Innenraums komplementäres freies Ende besitzt, vermittels
einer Welle, die gegenüber
dem Deckel in einem dichtenden Kontakt steht, in dem Stator drehbar
zu lagern.
-
Durch
den erfindungsgemäß radial
angeordneten Deckel ergibt sich ein Arbeitsraum ohne Spalt, da der
Deckel außerhalb
des Schwenkbereichs des Flügels
ansetzt. Dadurch entfallen die Dichtprobleme durch die Deckelaufbiegung.
-
Auf
dem erfindungsgemäßen Flügel befindet sich
besonders vorteilhaft eine um den Flügelrand umlaufende Dichtung.
Aufgrund dieser Dichtung treten die Probleme der schwer abzudichtenden
Ecken nicht auf.
-
Durch
die erfindungsgemäße Lösung entfallen
somit sowohl die Dichtprobleme, welche durch die Deckelaufbiegung
entstehen, als auch die Dichtprobleme, die auf Grund der schwer
abzudichtenden Ecken im Statorinnenraum gemäß dem Stand der Technik bisher
bestehen.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine
einfache Ausführung
der Flügeldichtung
in Schwenkmotoren mit einem Schwenkwinkel von bis zu 180°, da diese
nicht wie beim Stand der Technik eine Dichtfunktion in axialer und
radialer Richtung erfüllen
muss.
-
Die
Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
-
1:
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen hydraulischen
Schwenkmotors in einer Schnittdarstellung längs zur Richtung der Welle und
-
2:
die Ausführungsform
gemäß 1 in einer
Schnittdarstellung quer zur Richtung der Welle.
-
Der
in 2 dargestellte Schwenkmotor besteht aus einem
glockenförmigen
Stator 1, der in radialer Richtung durch einen einschiebbaren
Deckel 2 verschlossen ist. Der Deckel 2 weist
dabei vorteilhaft Dichtungen 21 (bspw. gebildet durch einen
O-Ring) auf, über
die dieser abdichtend mit dem Stator 1 einen Innenraum 11 umschließt.
-
In
dem Innenraum 11 des Stators 1 befindet sich ein
Rotor 3 mit mindestens einem Flügel 31, welcher mit
einer Welle 4 fest verbunden ist und den Innenraum 11 in
einen ersten und einen zweiten Druckraum 111 und 112 teilt.
-
Die
Welle 4 ist dabei vermittels Lager 5 (dargestellt
in 1) drehbar im Stator 1 gehaltert und steht über die
Dichtung 51 (dargestellt in 2) abdichtend
mit dem Deckel 2 in Kontakt.
-
Die
Welle 4 weist, wie in 1 dargestellt, ein
Kopplungsglied 41 auf, über
das weitere Teile, wie bspw. hydraulische Leitungen, halterbar sind, und
führt durch
den Stator 1 hindurch. Dabei steht die Welle 4 mit
einer weiteren Baugruppe 42, bspw. einer Halterung, in
Verbindung.
-
Der
mit der Welle 4 fest verbundene Flügel 31 weist, wie
in 1 dargestellt, ein abgerundetes freies Ende 32 auf,
das in seiner Form komplementär zu
der Form des glockenförmigen
Stators 1 ist.
-
Auf
dem erfindungsgemäßen Flügel 31 befindet
sich, wie in 2 dargestellt, besonders vorteilhaft
eine zumindest um das freie Ende 32 umlaufende Dichtung 33,
die auch in die Welle 4 hineingeführt sein kann.
-
Durch
das abgerundete freie Ende 32 des Flügels 31, der in dem
glockenförmigen
Innenraum 11 vermittels der Welle 4 beweglich
gelagert und gleichzeitig vermittels der Dichtung 33 gegenüber der Wand
des Innenraums 11 sowie über die Dichtung 51 gegenüber dem
Deckel 2 dichtenden Kontakt aufweist, werden der erste
und der zweite Druckraum 111 und 112 leckagefrei
voneinander getrennt.
-
Durch
den erfindungsgemäß radial
angeordneten Deckel 2 ergibt sich ein Innenraum 2 ohne Spalt,
da der Deckel 2 außerhalb
des Schwenkbereichs des Flügels 3 ansetzt.
-
Gleichzeitig
weist der Deckel 2 Anschläge 22 für den Flügel 31 auf,
die verhindern, dass dieser seinen vorgesehenen Arbeitsbereich im
Stator 1 verlassen kann.
-
Alle
in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
-
- 1
- Stator
- 11
- Innenraum
- 111
- erster
Druckraum
- 112
- zweiter
Druckraum
- 2
- Deckel
- 21
- Dichtung
- 22
- Anschläge
- 3
- Rotor
- 31
- Flügel
- 32
- freies
Ende
- 33
- Dichtung
- 4
- Welle
- 41
- Kopplungsglied
- 42
- Baugruppe
- 5
- Lager
- 51
- Dichtung