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Die
Erfindung betrifft einen hydraulischen Motor oder eine hydraulische
Pumpe in Zahnring-Bauweise gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Ein
derartiger hydraulischer Motor ist aus der
DE 42 02 466 C2 bekannt.
Der dort beschriebene Motor besitzt ein dreiteiliges Gehäuse,
das ein offenes und ein geschlossenes Ende aufweist, mit einer Welle,
deren eines Ende aus dem offenen Ende des Gehäuses herausragt
und die in Wälzlagern gelagert ist, die in Wälzlager-Ausnehmungen
des Gehäuses eingesetzt sind. Im Inneren des Gehäuses
befindet sich ein ringförmiger Rotorring, der radial beweglich auf
der Welle angeordnet ist, durch ein auf der Welle angeordnetes Zahnrad,
den Rotor, zur Drehung mitgenommen wird oder die Welle antreibt
und der über eine Außenverzahnung mit einer Innenverzahnung des
Gehäuses zusammenwirkt. Hierdurch kommt eine exzentrische
Drehbewegung des Rotorrings zustande, und zwar über Arbeitskammern,
die zwischen der Außenverzahnung des Zahnrads auf der Welle
und der Innenverzahnung des Rotorrings ausgebildet sind und deren
Größe sich im Betrieb periodisch verändert.
Der Motor ist mit Kanälen versehen, die der Zu- und Abfuhr
von Hydraulikflüssigkeit zu den Arbeitskammern dienen.
Dabei sind die Arbeitskammern auf ihren beiden Seiten durch je eine
Ventil- und/oder Verteilerplatte begrenzt, die beide axial verschieblich
sein können, aber nicht drehbar sein sollen. Die Kanäle
zur Zu- und Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit können
in einer oder beiden Verteilerplatten ausgebildet sein.
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In
Weiterbildung dieses Hydromotors ist auch schon vorgeschlagen worden,
die Ventil- und/oder Verteilerplatten mit Druckausgleichsbohrungen,
so genannten Proportionalbohrungen zu versehen, die ggs. über
Rückschlagventile eine hydraulische Verbindung zu benachbarten
Innenräumen des hydraulischen Motors oder der Pumpe bewirken und
dadurch zum Abbau von Druckspitzen beitragen (
DE 296 13 601 U1 ).
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Die
Ventil- und/oder Verteilerplatten der bekannten hydraulischen Maschinen
müssen sehr massiv ausgebildet sein und zudem das System
der Zu- und Abfuhrkanäle aufnehmen, die von den im Gehäuse
vorgesehenen Anschlüssen zu den Arbeitskammern führen.
Die Ventil- und/oder Verteilerplatten bilden damit verhältnismäßig
kostspielige Teile, die infolge ihrer erheblichen Masse zudem beim axialen
Verschieben verhältnismäßig träge
reagieren, was für ein schnelles Ansprechen auf Steuervorgänge
nachteilig ist. Zudem weisen sie eine Vielzahl von zu dichtenden
Flächen oder Bereichen auf und erfordern die Einhaltung
von strengen Toleranzen bei der Herstellung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hydraulische Maschine
oder hydraulische Pumpe der eingangs genannten Art in der Weise
zu verbessern, dass ihre Bauweise und Herstellung vereinfacht und
ihre mechanische Stabilität verbessert wird. Eine weitere
Aufgabe besteht darin, den Verschleiß von Bauteilen des
Motors weiter zu vermindern, um dadurch die Lebensdauer des Motors
zu erhöhen.
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Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine hydraulische Maschine
mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 bzw. nebengeordnetem
Anspruch 5.
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Der
erfindungsgemäße hydraulische Motor oder die hydraulische
Pumpe weist im Vergleich zum Stand der Technik die wichtigen Unterschiedsmerkmale
auf, dass die bisher übliche Verteilerplatte auf einer
Seite des Rotorgehäuses einstückig mit dem Rotorgehäuse
ausgebildet ist, wodurch eine wesentlich einfachere und robustere
Bauform des hydraulischen Motors erzielt wird. So entfällt
die Verteilerplatte als eigenes Bauteil, wodurch die Anzahl von
Dichtflächen und zu dichtenden Bereichen reduziert wird. Die
Bauform ist kompakter und mechanisch stabiler, Toleranzanforderungen
bei der Herstellung sind verringert, und es kann kein Verzug zwischen
den Bauteilen auftreten. Zudem ist der Aufwand bei der Montage und
Lagerhaltung vermindert. Die Zahl der Bauteile ist reduziert, auch
in Bezug auf Kleinteile, wie Dichtungen oder O-Ringe.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
hydraulischen Motors besteht darin, dass nur jeweils eine, erfindungsgemäß mit
dem Rotorgehäuse einstückig ausgebildete Verteilerplatte verwendet
wird und auf der anderen Stirnfläche des Rotorrings eine
Ventilplatte zum Einsatz kommt. Die Verteilerplatte ist hierzu mit
zwei Gruppen von einer Vielzahl (entsprechend der Anzahl der Arbeitskammern)
von Kanälen und Bohrungen/Öffnungen versehen,
von denen jeweils eine Gruppe mit einem ersten Ein-/Auslass für
das Druckfluid verbunden ist und die andere Gruppe mit einem zweiten
Ein-/Auslass. Die periodisch mit den Arbeitskammern des Motors in Verbindung
tretenden Öffnungen der Bohrungen sind hierbei derart angeordnet,
dass bei Beaufschlagung der Arbeitsräume mit Druckfluid über
den ersten Ein-/Auslass die Welle mit einem in einer vorbestimmten
Richtung wirkenden Drehmoment angetrieben wird. Der zweite Ein-/Auslass
wirkt in diesem Fall als Auslass für das entspannte (Niederdruck-)Druckfluid.
Bei entgegengesetzter Durchströmung mit Druckfluid, also
mit Zufuhr von Druckfluid unter hohem Druck (bis ca. 300 bar sind
möglich) über den andern, zweiten Ein-/Auslass
kehrt sich die Drehrichtung der Welle um, was durch die Anordnung
der zu den jeweiligen Gruppen von Kanälen gehörenden Öffnungen
bewirkt wird. Durch entsprechende Ansteuerung des ersten und des
zweiten Ein-/Auslasses ist es somit möglich, die Drehrichtung
der Welle nach Belieben zu steuern.
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Bei
einer anderen bevorzugten Variante eines erfindungsgemäßen
hydraulischen Motors sind beidseitig des Rotorrings Verteilerplatten
angeordnet, von denen eine gemäß Anspruch 1 einstückig mit
dem Rotorgehäuse ausgebildet ist. Jede der beiden Verteilerplatten
ist mit nur einer solchen Vielzahl von Kanälen und Bohrungen/Öffnungen
für das Druckfluid versehen, deren Anzahl derjenigen der
Arbeitskammern des Motors entspricht. Die Anordnung der im Bereich
der Arbeitskammern liegenden Öffnungen der Kanäle/Bohrungen
ist derart zwischen den beiden Verteilerplatten festgelegt, dass
bei Beschickung bzw. Beaufschlagung der einen Verteilerplatte, etwa
der dem Motorkopf-Gehäuse benachbarten Verteilerplatte,
die Welle ein in einer vorbestimmten Richtung wirkendes Drehmoment
erfährt. Die andere, dem Motorgehäuse benachbarte
Verteilerplatte dient dann der Ableitung des entspannten Druckfluids.
Bei Umkehr der Durchströmungsrichtung, d. h. bei Beaufschlagung
der dem Motorkopf benachbarten Verteilerplatte mit Druckfluid und
dessen Ableitung über die dem Motorkopf-Gehäuse
zugeordnete Verteilerplatte, ändert sich auch die Richtung
des Drehmoments an der Welle und damit ihr Drehsinn. Die Wirkung
ist also dieselbe wie beim erstgenannten Ausführungsbeispiel,
was die bereits erwähnten Möglichkeiten zur gesteuerten
Richtungsumkehr des hydraulischen Motors eröffnet.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung dient dem Druckabbau
zwischen dem Inneren des nach außen hin abgedichteten Rotorraumes
und weiteren, nicht unmittelbar mit dem Druckfluid beaufschlagten
Hohlräumen des Motors. Hierzu werden erfindungsgemäß mindestens
eine Drosselbohrung geringen Durchmessers in mindestens einer Ventilplatte
und/oder Verteilerplatte vorgesehen. Die Anordnung der mindestens
einen Drosselbohrung ist derart, dass über die Drosselbohrung
Druckfluid unter Druckverlust vom Inneren des Rotorgehäuses
in das Innere zumindest eines anderen Gehäuseteils, d.
h. Motorkopf-Gehäuse und/oder Motorgehäuse, leitbar
ist. Hierdurch erfolgt bei Beaufschlagung des Rotorraums mit Druckfluid
eine allmähliche Annäherung des Drucks zwischen
dem Inneren des Rotorraumes und dem Inneren des betreffenden anderen Gehäuseteils.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass im Innenraum des
angesprochenen Gehäuseteils eine Füllung mit Druckfluid
erfolgt, deren Druck etwas kleiner ist als derjenige in den Arbeitskammern.
Dies dient auch der Dämpfung von Druckspitzen und damit
der Schonung der Zahnräder. Es stellt ein Proportionaldruckventil
dar, mit welchem bei allen Lastbedingungen ein Ölfilm zwischen
Ventilplatte und Rotorringseitenfläche vor handen ist. Zudem
erfolgt beim Abstellen des Motors eine Entspannung von außen
nach innen in die dann drucklosen Arbeitskammern.
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Der
Durchmesser einer solchen Drosselbohrung nach der Erfindung liegt
im Bereich von 0,1 bis 1 mm, wobei ein Bereich zwischen 0,4 und
0,6 mm besonders bevorzugt ist.
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Durch
die Anordnung von Magneten in Druckfluid führenden Bohrungen
oder Kanälen des hydraulischen Motors, einen weiteren Aspekt
der Erfindung, wird erreicht, dass harte, magnetische Teilchen,
die durch Verunreinigungen in dem Druckfluid mitgeführt
werden oder die durch Abrieb im Motor selbst entstehen, gebunden
werden. Dies geschieht bevorzugt an Stellen, an denen eine geringe
Strömungsgeschwindigkeit des Druckfluids herrscht. Solche
Stellen sind beispielsweise Endbereiche von Bohrungen im Rotorgehäuse,
die als Kanäle für die Zufuhr oder Ableitung von
Druckfluid zu den Arbeitskammern des Motors dienen. Diese Kanäle
werden durch Bohren von außen radial nach innen bei der Herstellung
des Rotorgehäuses erzeugt. Sie weisen demgemäß an
der Peripherie des Rotorgehäuses Öffnungen auf,
die geschlossen werden müssen, um den Austritt von Druckfluid
zu verhindern. In derartige Bohrungen werden erfindungsgemäß Permanent-Magnete
eingesetzt, die mit dem im entsprechenden Kanal geführten
Druckfluid in Kontakt treten. Auf Grund der magnetischen Anziehungskraft binden
die Magnete im Druckfluid enthaltene magnetische Teilchen und hindern
sie daran, über Schmirgelwirkung zum Verschleiß des
Motors beizutragen.
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Für
die Magnete sind sämtliche Arten von Permanentmagneten
einsetzbar, wobei solche mit hoher Koerzitivkraft bevorzugt werden.
Die Magnete sollten bei kleinem Volumen eine große magnetische Anziehung
entwickeln, beständig gegenüber üblichen
Hydraulikflüssigkeiten sein und mechanisch stabil sein.
Magnete aus Kobalt oder auf Kobaltbasis haben sich hierfür
als geeignet erwiesen.
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Vorzugsweise
sollen die Magnete mit den Verschlusselementen in Kontakt stehen,
mit denen die Bohrungen gegen den Austritt von Druckfluid nach außen
gesichert sind. Hierfür sind beispielsweise bevorzugt Madenschrauben
geeignet, die sich vorzugsweise zur Spitze hin, also in Richtung
auf das Innere des Motors konisch verjüngen. Hierdurch
wird eine besonders sichere Abdichtung erreicht.
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Bei
Verwendung von ein- und ausbaubaren Verschlusselementen, wie etwa
den bevorzugten Madenschrauben, ergibt sich die Möglichkeit,
die Magnete bei druckfreiem Zustand des Motors zu entnehmen, um
sie zu begutachten und eventuell anhaftende magnetische Teilchen
zu entfernen. Dies gestattet auch eine Diagnose des Verschleißzustands
des hydraulischen Motors, insbesondere von erhöhtem Verschleiß,
der sich in einer vermehrten Erzeugung von metallischen Teilchen äußern
kann.
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Die
Verwendung von ferromagnetischem Material für die Verschlusselemente
bewirkt, dass die Magnete über die magnetische Anziehungskraft
an den Verschlusselementen haften, so dass keine weiteren Maßnahmen
zu ihrer Fixierung in der Bohrung erforderlich sind.
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Die
Fixierung der Magnete an den Verschlusselementen wird vorzugsweise
dadurch unterstützt, dass an der Spitze oder Stirnfläche
der im Wesentlichen zylindrischen Verschlusselemente eine Ausnehmung
zur Aufnahme des Magnets aufweisen. Der Magnet kann hierzu günstig
geformt sein, etwa zylindrisch und mit einem Durchmesser, der in
die Ausnehmung passt und der geringer ist, als der Innendurchmesser
der den Magneten und das Verschlusselement aufnehmenden Bohrung.
Er sollte jedoch deutlich länger sein, als die Tiefe der
Ausnehmung im zugehörigen Verschlusselement. Bei einer
solchen Dimensionierung ist sichergestellt, dass der Magnet in der
Druckfluid führenden Bohrung nahezu allseitig von Druckfluid
umspült ist. Zugleich ist damit rund um den in das Druckfluid
ragenden Bereich des Magneten hinreichend Raum für die
Ansammlung und Fixierung von magnetischen Teilchen gegeben. Dies
hat den Vorteil, dass die Magnete längere Zeit ohne Wartung
im Motor verbleiben können.
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Die
Erfindung wird anschließend anhand eines in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher
erläutert. In den Figuren ist das Folgende dargestellt:
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1 ein
Längsschnitt durch einen hydraulischen Motor gemäß einem
Aspekt der Erfindung;
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2 eine
konstruktive Variante eines hydraulischen Motors nach der Erfindung
dargestellt;
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3 die
perspektivische Ansicht eines Motorkopf-Gehäuses für
einen hydraulischen Motor gemäß 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Rotorgehäuses eines hydraulischen
Motors gemäß 1;
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5 eine
Aufsicht auf das Rotorgehäuse eines hydraulischen Motors
gemäß 1;
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6 ein
Querschnitt durch den hydraulischen Motor gemäß 1 im
Bereich des Rotorrings;
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7 das
Detail „Y" aus 1;
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8 eine
Ventilplatte mit Drosselbohrungen nach der Erfindung in verschiedenen
Ansichten; und
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9 das
Detail „X" aus 1.
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1 zeigt
einen hydraulischen Motor 1 nach der Erfindung mit einem
ersten Gehäuseteil, dem Motorkopf-Gehäuse 3,
einem zweiten Gehäuseteil, dem Motorgehäuse 5,
und einem dritten, mittleren Gehäuseteil, dem Rotorgehäuse 4,
die zusammen das dreiteilige Gehäuse 2 des hydraulischen Motors 1 bilden.
In dem Motorkopf-Gehäuse 3 ist eine Wälzlager-Ausnehmung 7 angebracht,
ebenso in dem Motorgehäuse 5 eine Wälzlager-Ausnehmung 7a.
Die Wälzlager-Ausnehmungen 7 und 7a nehmen
je ein Wälzlager 8 bzw. 8a auf. In dem
dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Wälzlager 8 und 8a als
Kegelrollenlager ausgestaltet. Die beiden Wälzlager 8 und 8a dienen
zur Lagerung einer Welle 10. Dabei ragt die Welle 10 mit
ihrem einen Ende 10a aus dem Gehäuse 2 heraus,
d. h. aus dem Motorgehäuse 5. Das andere Ende
der Welle 10 befindet sich dagegen in dem geschlossenen
Ende des Gehäuses 2, dem topfartig ausgebildeten
Motorkopf-Gehäuse 3.
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Anmerkung:
In dieser und allen weiteren Figuren sind zur Wahrung der Übersichtlichkeit
mehrfach auftretende Bauteile, Element oder Strukturen des Öfteren
nur einmal mit einem Bezugszeichen versehen. Bei der Beschreibung
des hydraulischen Motors wird durchgehend davon ausgegangen, dass über
die Bohrungen und Öffnungen, z. B in der Verteilerplatte,
ein unter Druck stehendes Druckfluid in das Innere des Motors geleitet
wird. Es versteht sich aber von selbst, dass das entspannte Druckfluid
auch abgeleitet werden muss, so dass im Betrieb manche Bohrungen
und Öffnungen der Ableitung von Druckfluid dienen. Diesem
Umstand soll schon die Wahl des Begriffs „Ein-/Auslass"
für die Anschlüsse der Druckleitungen am Gehäuse
des hydraulischen Motors Rechnung tragen, womit ausgedrückt
sein soll, dass die selben Strömungspfade für
das Druckfluid durch den Motor sowohl der Zufuhr als auch der Ableitung
von Druckfluid dienen können. Wie schon erwähnt
bewirkt eine Umkehr der Strömungsrichtung eine Umkehr der
Drehrichtung der Welle (10) des hydraulischen Motors.
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Die
Welle 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit
einem Flansch 6 versehen, der zur Montage des hydraulischen
Motors an einem anzutreibenden Gerät, wie etwa dem Arm
eines Baggers, dient. Der Flansch ist hierfür mit Bohrungen,
Bolzen oder ähnlichen Montagemöglichkeiten versehen,
die jedoch in der Figur nicht gezeigt sind. Es versteht sich, dass das
aus dem Ge häuse 2 herausragende Ende nicht unbedingt
mit einem Flansch 6 versehen sein muss, sondern dass auch
beliebige andere Möglichkeiten der Kupplung mit dem vom
hydraulischen Motor 1 anzutreibenden Aggregaten möglich
ist. So könnte dass freie Ende der Welle 10 auch
durchgehend zylindrisch sein und Raum für ein aufgekeiltes
Ritzel oder Zahnrad bieten.
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In
dem Motorgehäuse befindet sich die schon erwähnte
Wälzlager-Ausnehmung 7a, in die das Wälzlager 8a eingesetzt
ist. Das Wälzlager 8a wird auf der Welle 10 durch
einen Sicherungsring 12 gesichert. Am offenen Ende des
Gehäuses 2, also im Motorgehäuse 5,
ist die schon erwähnte Wälzlager-Ausnehmung 7a vorgesehen
und nimmt das Wälzlager 8a auf. Der Wälzlager-Außenring 9a des Wälzlagers 8a ist
somit unmittelbar in die ringförmige Ausnehmung 7a eingesetzt.
Zwischen den beiden Teilen befinden sich ringförmige Dichtungen,
die sich mit Kolbenringen vergleichen lassen, auch wenn der Wälzlager-Außenring 9a mit
Presssitz in die Wälzlager-Ausnehmung 7a eingesetzt
ist. Mit 11 ist eine Wellendichtung bezeichnet, die im
Bereich des Motorgehäuses angeordnet ist. Dabei wird der
Wälzlager-Außenring 9a in die Wälzlager-Ausnehmung 7a eingepresst
und übernimmt die Abstützung dieser Dichtung.
Auch eine stirnseitig an der Welle vorgesehene Ausbildung dient
dem Ziel der Abdichtung. Hierzu weist die Welle 10 eine
Ringnut auf, in die ein an dem Motorkopf-Gehäuse 3 ausgebildeter
Ringbund eingreift. Dabei sind zwischen dem Ringbund und der Ringnut
ebenfalls wieder ringförmige Dichtungen zwischengelegt.
Da diese Einzelheiten für die Erfindung nicht von Bedeutung
sind, werden sie in den Figuren nicht gezeigt.
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Die
Welle 10 weist im Bereich des Rotorgehäuses 4 einen
Rotor 15 mit einer Verzahnung 17 auf. Ein um die
Welle 10 angeordneter Rotorring 20 besitzt eine
hieran angepasste Innenverzahnung 21. Der Innendurchmesser
und damit auch der maßgebliche Teilkreis der Innenverzahnung 21 des
Rotorrings 20 sind jedoch größer als
die am Außenumfang der Welle 10 befindliche Verzahnung 17.
Wenn die Welle 10 zur Drehung angetrieben ist, so nimmt
sie zwar den Rotorring 20 drehend mit; dieser wird jedoch
in Bezug auf die Welle 10 eine Taumelbewegung ausführen.
Zudem hat der Rotorring 20 eine Außenverzahnung 22,
die mit einer Innenverzahnung 25 am Rotorgehäuse 4 zusammenwirkt.
Beim Rotieren der Welle 10 ergibt sich somit eine exzentrische Drehbewegung
des Rotorrings 20. Dadurch werden zwischen dem Rotorring 20 und
dem Rotor 15 Arbeitskammern 23 gebildet, deren
Größe sich beim Umlauf des Rotorrings 20 in
dem Rotorgehäuse 4 periodisch ändert.
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Seitlich,
d. h. an ihren Stirnseiten sind die Arbeitskammern 23 ebenfalls
verschlossen. Auf der einen Seite, der oberen in 1,
liegen nämlich das Rotorgehäuse 4 und
der Rotorring 20 seitlich an einer Gehäuseschulter
an, die im Ausführungsbeispiel in dem Motorkopf-Gehäuse 3 gebildet
wird. Zudem ist diese Seite von einer in einer Ausnehmung des Motorgehäuses
axial ver schieblich angeordneten Ventilplatte 40 abgeschlossen,
welche die Welle 10 im oberen Bereich koaxial umgibt. Einzelheiten
hierzu sind in den 3, 8 und 9 gezeigt
und werden anhand dieser Figuren näher erläutert.
Die 9 zeigt die Anordnung der Ventilplatte 40 an
der Welle 10 gemäß Detail X in 1.
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Auf
der entgegengesetzten Seite der Arbeitkammern 23 ist dagegen
eine Verteilerplatte 30 vorgesehen, die erfindungsgemäß einstückig
mit dem Rotorgehäuse 4 ausgebildet ist. Das Rotorgehäuse 4 hat
somit auch die Funktion einer Verteilerplatte, wobei die das Druckfluid, üblicherweise
eine Hydraulikflüssigkeit, zu- und abführenden
Kanäle 14 unmittelbar in das Rotorgehäuse
eingearbeitet sind. Über diese Kanäle 14 wird
Hydraulikflüssigkeit von einem Anschluss, dem Ein-/Auslass 13,
zu den Arbeitskammern 23 geführt. Auf der radial
gegenüberliegenden Seite dienen entsprechende Kanäle
zur Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit aus den Arbeitskammern 23 zu dem
anderen Anschluss, dem Ein-/Auslass 13a. Zu- und Abfuhrseite 13 und 13a können
auch vertauscht werden, je nachdem ob der hydraulische Motor 1 im Links-
oder Rechtslauf betrieben werden soll.
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Vom
Ein-/Auslass 13, der in diesem Ausführungsbeispiel
im Motorkopf-Gehäuse 3 ausgebildet ist, führt
bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 ein erster
Zufuhrkanal 32 durch das Rotorgehäuse 3 nach
unten zu der Verteilerplatte 30. Dieser erste Zufuhrkanal 32 wird
von einer radial in Richtung auf die Welle 10 hin verlaufenden
Bohrung 31 geschnitten, die im weiteren Verlauf, bevorzugt
mit geringerem Durchmesser, einen Ringkanal in Form einer Ringnut 35 trifft.
Im weiteren Verlauf dieser Bohrung 31 befindet sich eine Öffnung 33,
die durch eine von der Oberseite der Verteilerplatte 30 erfolgte
Sackbohrung, welche die zuerst genannte Bohrung 31 anschneidet,
gebildet ist. Diese Öffnung 33 mündet
in den Bereich der unteren Stirnflächen der Arbeitskammern 23.
Weitere analoge radiale Bohrungen 31 einer ersten Gruppe
werden über den genannten Ringkanal 35 mit Druckfluid
versorgt. Jedoch ist nur eine Bohrung 31 dieser ersten
Gruppe unmittelbar mit dem zum Ein-/Auslass 13 führenden
Zufuhrkanal verbunden.
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Eine
zweite Gruppe derartiger Bohrungen 31a mit einem, diesmal
an der Unterseite der Verteilerplatte 30 ausgebildeten
Ringkanal, ebenfalls in Form einer Ringnut 35a, ist über
einen zweiten im Rotorgehäuse 3 angeordneten Zufuhrkanal
mit dem zweiten Ein-/Auslass 13a für das Druckfluid
verbunden. Eine dieser Bohrungen 31a wird, wie schon bei der
ersten Gruppe, von dem Kanal im Rotorgehäuse geschnitten.
Diese Bohrung 31a und alle übrigen Bohrungen 31a der
zweiten Gruppe münden über entsprechende Öffnungen 33a im
Bereich der unteren Stirnfläche der Arbeitskammern.
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Die
genannten Öffnungen 33, 33a der Druckfluidzuführungen
zu den Arbeitskammern 23 beider Gruppen liegen im selben
axialen Abstand von der Welle 10, d. h. auf demselben Radius.
Die Öffnungen 33, 33a der jeweiligen
Gruppen sind hierbei gleich beabstandet voneinander und abwechselnd
angeordnet, wie in 4 und 5 deutlicher
zu sehen ist. Die Anzahl der Öffnungen 33, 33a einer
jeden Gruppe entspricht der Anzahl der Arbeitskammern 23,
die durch die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 21 des
Rotorrings 20 festgelegt ist. Diese Anzahl ist um „eins"
größer als die Anzahl der Zähne der Außenverzahnung 17 der
Welle 10, bzw. des Rotors 15. Im Betrieb dient
die eine Gruppe von Öffnungen 33 oder 33a der
Zufuhr von Druckfluid unter hohem Druck, während die jeweils
andere Gruppe der Ableitung von entspanntem Druckfluid dient. Indem
entweder der eine Ein-/Auslass (beispielsweise 13) oder der
andere Ein-/Auslass (beispielsweise 13a) mit Druckfluid
unter hohem Druck (bis zu 300 bar ist üblich) versorgt
wird, lässt sich die Drehrichtung des hydraulischen Motors 1 auf
einfache Weise bestimmen.
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Die
Arbeitweise hydraulischer Motore in Zahnrad-Bauweise ist dem Fachmann
bekannt, beispielsweise aus der
DE 42 02 466 C2 und muss deshalb hier nicht
weiter erläutert werden.
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Die
am Außenumfang der Verteilerplatte 30 und damit
zumindest optisch am Rotorgehäuse befindlichen Öffnungen
der Bohrungen 31, 54 müssen gegen den
Austritt von Druckfluid verschlossen sein. Dies geschieht in zweckmäßiger
Weise durch Verschlusselemente 52, etwa in Form von Madenschrauben 50,
wie anhand des Details Y von 1 in 7 dargestellt
ist. Die Verschlusselemente 52 sind hierbei nach einem
weiteren Aspekt der Erfindung bevorzugt mit Magneten 51 versehen,
welche im Druckfluid mitgeführte oder durch Abrieb im Gehäuse 2 entstandene,
magnetische Metallpartikel binden und damit unschädlich
machen können.
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2 zeigt
eine konstruktive Variante eines hydraulischen Motors 1 nach
der Erfindung, bei dem zwei Verteilerplatten 30, 30a Verwendung
finden. In 2 ist die eine, hier untere,
Verteilerplatte 30 erfindungsgemäß einstückig
mit dem Rotorgehäuse 4 ausgebildet. Die andere,
hier obere, Verteilerplatte 30a ist im Bereich der Motorkopf-Gehäuses 3 angeordnet.
Jede der beiden Verteilerplatten 30, 30a ist bei
diesem Ausführungsbeispiel mit nur einer der zuvor beschriebenen
Gruppen von Bohrungen und Öffnungen für die Zu-
bzw. Ableitung von Druckfluid zu den Arbeitskammern ausgestattet.
Die Anzahl der Bohrungen und Öffnungen in jeder Verteilerplatte entspricht
hierbei der Anzahl der Arbeitskammern, die genau wie zuvor durch
die Anzahl der Zähne in der Innenverzahnung des Rotorrings
gegeben ist. Die obere Verteilerplatte 30a ist hierbei
von einer äußeren Form wie die anhand der 8 gezeigte
und beschriebene Ventilplatte. Sie hat jedoch keine Drosselbohrungen,
sondern durchgehende Bohrungen 31a, für den Durchlass
von Druckfluid in oder aus den Arbeitskammern 23.
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Wie
schon zuvor beschrieben lässt sich auch bei dieser Variante
die Drehrichtung des hydraulischen Motors 1 dadurch bestimmen,
dass entweder die eine Gruppe von Bohrungen und Öffnungen 31 oder 31a oder
die andere Gruppe mit Druckfluid unter hohem Druck gespeist wird.
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Bei
dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt
die Zufuhr von Druckfluid zu der unteren Verteilerplatte 30,
die erfindungsgemäß einstückig mit dem
Rotorgehäuse 4 ausgebildet ist, in anderer Kanalführung
als bei dem Ausführungsbeispiel nach 1.
Der Zufuhrkanal 32 führt vom Ein-/Auslass 13 im
Motorkopf-Gehäuse 3 vollständig durch
das Rotorgehäuse 4 und die untere Verteilerplatte 30 bis
in das Motorgehäuse 5. In diesem ist eine radiale
Bohrung angeordnet, die zu einer Motorgehäuse-Ringnut führt.
In dieser Ringnut münden die hier schräg nach oben
verlaufenden Bohrungen der ersten Gruppe von Bohrungen 31 und Öffnungen 33 in
der Verteilerplatte 30 an der Unterseite des Rotorgehäuses 4. Diese
Bohrungen werden von oben her von Sackbohrungen angeschnitten, die
an der Oberseite der Verteilerplatte 30 über die Öffnungen 33 in
den Bereich der Arbeitskammern münden.
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Die
obere Verteilerplatte 30a ist wie die Ventilplatte 40 im
Ausführungsbeispiel nach 1 im Motorkopf-Gehäuse 3 angeordnet.
Sie besitzt auch im Wesentlichen die gleiche äußere
Form, wie die Ventilplatte, die in 8 gezeigt
ist. Sie hat folglich einen Durchtritt 66 für
das obere Ende der Welle 10, und einen Flansch, mit einer
Zahnung 56, deren Außenkontur der Innenzahnung 25 des
Rotorgehäuses 4 und des Motorkopfgehäuses 3 entspricht.
Unterhalb des Flansches hat die Verteilerplatte 30a eine zylindrische
Außenkontur, deren Durchmesser geringfügig kleiner
ist, als diejenige des inneren zylindrischen Abschnitts des Motorkopf-Gehäuses 5.
In diesen zylindrischen Bereich 71 ist eine umlaufende Dichtung
in eine Nut 43 eingearbeitet, mittels welcher dieser Bereich
der Verteilerplatte 30a gegen die entsprechende Innenwand
des Motorkopf-Gehäuses 3 abgedichtet ist. Der
Durchtritt von Druckfluid über diesen Weg von den Arbeitskammern 23 oder
andern Bereichen des Rotorgehäuses 4 in den Bereich
der oberen Wälzlager-Ausnehmung 7 ist damit unterbunden.
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Die
obere Verteilerplatte 30a ist genauso wie die Ventilplatte 40 des
ersten Ausführungsbeispiels im Motorkopf-Gehäuse 3 axial
verschieblich gelagert und wird von in Aufnahme-Bohrungen 42 angeordneten
Federn, hier als Schraubenfedern 41a ausgebildet, in axialer
Richtung auf die Arbeitkammern 23, d. h. die oberen Stirnseiten
des Rotors 15 und des Rotorrings 20, hin vorgespannt.
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Die
obere Verteilerplatte 30a besitzt ebenfalls eine Gruppe
von Bohrungen mit Öffnungen 33a, die von oben
her in den Bereich der Arbeitskammern 23 münden. Über
diese Bohrungen wird das Druckfluid zunächst von den Arbeitskammern 23 in
den Bereich der Wälzlager-Ausneh mung 7 hin- bzw.
herausgeleitet und von dort über weitere Bohrungen oder Kanäle
(hier nicht gezeigt) zum Ein-/Auslass 13a geführt.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Motorkopf-Gehäuses 3 in
einer bevorzugten Bauform. Die Ansicht zeigt einen Blick von oben
auf die dem Rotorgehäuse 4 zugewandte Unterseite
des Motorkopf-Gehäuses 3. Am Außenumfang
des bevorzugt zylindrischen Motorkopfgehäuses 3 sind
ein erster und ein zweiter Ein-/Auslass 13 bzw. 13a sowie
ein weiterer Ein-/Auslass 14 für Druckfluid angeordnet.
Der weitere Ein-/Auslass 14 führt über
nicht dargestellte Kanäle zu einer Öffnung 26 in
einem zentralen Bereich, die mit einer fluchtenden Bohrung in der
Welle 10 der Zu- oder Ableitung von Druckfluid zu anderen
dem Einsatzbereich des hydraulischen Motors 1 zugeordneten
Aggregaten dienen kann. Weitere derartige Anschlüsse sind
möglich, aber nicht gezeigt.
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Auf
der Stirnseite des Motorkopf-Gehäuses 3 sind in
einem äußeren Bereich eine Vielzahl von Sackbohrungen 27 mit
Innengewinde angeordnet, die der Aufnahme von Schrauben oder Gewindebolzen
dienen, mittels derer die einzelnen Teile des Gehäuses 2 miteinender
verbindbar sind. Weiter nach innen ist die Stirnseite mit Ausnehmungen 28 für
die Zahnung 56 einer entsprechend geformten Verteilerplatte 30a oder
Ventilplatte 40 versehen. Die Ausnehmungen 28 sind
derart, dass die eingesetzte Verteiler- oder Ventilplatte 30a bzw. 40 in
ihnen mit einem geringen Spiel derart gehalten ist, dass eine axiale Bewegung
möglich ist. In den zu der Stirnfläche parallelen
Bereichen der Ausnehmungen befinden sich Aufnahme-Bohrungen 42,
hier jeweils zwei, für die Aufnahme von Federn 41.
Weitere Aufnahme-Bohrungen 42a für Federn 41 sind
in der Stirnfläche eines schulterartigen Absatzes 29 vorgesehen.
Unterhalb dieses Absatzes 29 befindet sich ein glattwandiger,
zylindrischer Abschnitt, dessen Innenwandung eine Dichtfläche
für die umlaufende Dichtung der eingesetzten Verteiler-
oder Ventilplatte 30a bzw. 40 bildet. Anschließend
folgt ein weiterer zylindrischer Abschnitt, der die Wälzlager-Ausnehmung 7 bildet.
Am Boden dieses Abschnitts ist eine Schulter ausgebildet, auf welcher
sich der Wälzlager-Außenring 9 abstützt.
Wie in den 1 und 2 zu erkennen
ist, ist der Boden des Motorkopf-Gehäuses 3 besonders massiv
ausgebildet, um den hohen Druck des zugeführten Druckfluids
und die auf das Wälzlager 8 ausgeübten
Kräfte aufzunehmen.
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Verschiedene
Stirnflächen des Motorkopf-Gehäuses 3 sind
mit Öffnungen 38, 38a von Bohrungen versehen, über
die Druckfluid vom Inneren des Motorkopf-Gehäuses 3 zu
oder von den Ein-/Auslässen 13, 13a leitbar
ist. Da diese Einzelheiten für die Erläuterung
der Erfindung keine wesentliche Rolle spielen, wird auf deren weitere
Beschreibung verzichtet.
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Im äußeren
Bereich der inneren Stirnwand des Motorkopf-Gehäuses 3 ist
eine umlaufende Ringnut 39 für eine Dichtung zwischen
dem Motorkopf-Gehäuse 3 und dem Rotorgehäuse 4 angeordnet,
die den Durchtritt von Druckfluid aus diesem Bereich nach außen
hin verhindert. Ein an der Peripherie der Stirnfläche des
Motorkopf-Gehäuses 4 ausgebildeter Rand 65,
der mit einer entsprechenden Schulter am Rotorgehäuse korrespondiert,
unterstützt diese Funktion und erleichtert zudem das Zusammenfügen
des hydraulischen Motors 1 bei der Montage oder Wartung.
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Die 4 zeigt
ein erfindungsgemäßes Rotorgehäuse 4 mit
einer damit einstückig ausgebildeten Verteilerplatte 30 in
perspektivischer Ansicht. Die obere Stirnfläche des Rotorgehäuses 4 zeigt
die Mündungen von durchgehenden Bohrungen 64 relativ
großen Durchmessers, die auch die an der unteren Stirnfläche
einstückig ausgebildete Verteilerplatte 30 durchsetzen.
Diese Bohrungen 64 dienen der Durchführung von
Schrauben oder Gewindebolzen, mittels derer die drei Teile des Gehäuses 3, 4, 5 zu
einem geschlossenen Gehäuse 2 des hydraulischen Motors 1 verbunden
werden können. Auf der oberen Stirnseite des Rotorgehäuses 4 ist
weiterhin die Mündung einer weiteren, den Zuführkanal 32 für
das Druckfluid bildenden Bohrung zu sehen. Diese Bohrung führt
bis in die Verteilerplatte 40, wie in den 1 und 7,
die Querschnitte des Rotorgehäuses 4 zeigen, zu
erkennen ist. An der Peripherie der oberen Stirnfläche
schließt sich eine Schulter 67 an, die mit dem
am Motorkopf-Gehäuse 3 befindlichen Rand 65 der
Zentrierung und Dichtung dient, wie bereits in Bezug auf 3 erläutert
ist. Eine ähnliche Ausbildung mit einer Schulter weist
auch die Verteilerplatte 40 an der Unterseite des Rotorgehäuses 4 auf.
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Die
Verteilerplatte 30 bildet in dieser Darstellung eine Art
von Boden des Rotorgehäuses 4. Sie weist einen
zentralen, zylindrischen Durchtritt 66 für die
Welle 10 des hydraulischen Motors 1 auf. Um diesen
Durchtritt 66 sind koaxial zwei Gruppen von Öffnungen 31, 31a für
den Durchlass von Druckfluid in die Arbeitskammern 23 des
hydraulischen Motors 1 angeordnet. Die Öffnungen 31, 31a der
beiden Gruppen haben denselben radialen Abstand von der Achse und
sind abwechselnd angeordnet, wie in der 5 deutlicher
zu sehen ist. In größerem Abstand von der gedachten
Achse ist eine umlaufende Ringnut 35 auf der Oberseite
der Verteilerplatte 30 vorhanden, in der Öffnungen 72 von
weiteren Bohrungen münden. Die andere Seite der genannten
Bohrungen schneidet radial verlaufende Bohrungen 31 in der
Verteilerplatte 40 an, über die Druckfluid zu
einer bestimmten der beiden Gruppen von Öffnungen 33, 33a,
hier die Öffnungen 33, für den Durchtritt
von Druckfluid in die Arbeitskammern 23 leitbar ist.
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Die
jeweils andere Gruppe von Öffnungen in der Verteilerplatte 30 wird über
eine entsprechende Ringnut 35a an der Unterseite der Verteilerplatte 30 in
Verbindung mit einer zweiten Gruppe von radialen Bohrungen 31a mit
Druckfluid gespeist. Bei dem in 4 gezeigten
Aus führungsbeispiel des Rotorgehäuses 4 und
der Verteilerplatte 30 erfolgt die Speisung der zweiten
Gruppe von Öffnungen 31a vom Motorgehäuse
her, das einen entsprechenden Ein-/Auslass für das Druckfluid
aufweist. Diese Variante ist jedoch nicht zeichnerisch dargestellt.
Alternativ könnte ein zweiter Zuführkanal analog
zu dem in 4 auf der Stirnfläche
des Rotorgehäuses gezeigten Zuführkanal 32 vorgesehen
sein, über den die radialen Bohrungen 31a der
zweiten Gruppe mit Druckfluid beaufschlagbar sind.
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Im
Innenumfang des Rotorgehäuses 4 sind Ausnehmungen 68 angeordnet,
die in Anzahl und allgemeiner Form der Außenverzahnung 22 des
Rotorrings 20 entsprechen. An den von diesen Ausnehmungen 68 gebildeten
Innenflächen stützt sich der Rotorring 20 in
abrollender Weise ab, wodurch er zu einer exzentrischen Kreisbewegung
in der Art einer Taumelbewegung gezwungen wird. Da die Innenverzahnung 21 des
Rotorringes 20 in gleicher Weise mit der Außenverzahnung 17 des
Wellenzahnradrotors 15 zusammenwirkt, werden beim Abrollen
des Rotorringes 20 die Arbeitskammern 23 gebildet.
Diese werden über die eine Gruppe von Öffnungen 33 in der
Verteilerplatte 30 periodisch mit Druckfluid versorgt,
was über das Freigeben oder Verschließen der Öffnungen 33 durch
die Bewegung des Rotorringes 20 gesteuert wird. Die andere
Gruppe von Öffnungen 33a in der Verteilerplatte 30 dient
der Ableitung von entspanntem Druckfluid, was genauso über
das Schließen bzw. Freigeben von Öffnungen 33a der zweiten
Gruppe in der Verteilerplatte 30 gesteuert wird.
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In 5 ist
ein Rotorgehäuse 4 mit einer damit einstückig
ausgebildeten Verteilerplatte 30 nach der Erfindung in
Aufsicht dargestellt, um die Anordnung der Kanäle und Bohrungen
zu verdeutlichen. Gestrichelt dargestellt sind die im Inneren der
Verteilerplatte 30 radial verlaufenden Bohrungen 31, 31a, die
alle strömungsmäßig zu Öffnungen 33, 33a an der
Oberseite der am Boden des Rotorgehäuses 4 einstückig
mit diesem ausgebildeten Verteilerplatte 30 führen.
Die zu je einer von zwei Gruppen von Bohrungen und Öffnungen
gehörenden Bohrungen 31, 31a und Öffnungen 33, 33a sind
abwechselnd, aber im gleichen gegenseitigen und radialen Abstand,
um den Durchtritt 66 für die Welle 10 verteilt.
Die eine Gruppe von Bohrungen 31 ist über weitere
Bohrungen mit Öffnungen 72 von der Oberseite der
Verteilerplatte 30 her mit einer ebenfalls auf der Oberseite der
Verteilerplatte angeordneten Ringnut 35 verbunden. Die
andere Gruppe von Bohrungen 31a ist über entsprechende,
aber von der Unterseite der Verteilerplatte ausgehende Bohrungen
mit einer weiteren Ringnut 35a auf der Unterseite der Verteilerplatte
verbunden. Die Zufuhrbohrung 32 für das Druckfluid
zu einer Gruppe von radialen Bohrungen 31 ist als Sackbohrung
so tief durch das Rotorgehäuse 4 und die Verteilerplatte 30 geführt,
dass sie eine Bohrung 31 oder 31a einer der Gruppen
anschneidet. Die übrigen Bohrungen 31 der betreffenden
Gruppe werden dann über die Ringnut 35 mit Druckfluid
gespeist. Analog wird die andere Gruppe von Bohrungen 31a oder 31 über
einen eigenen, hier nicht dargestellten Zufuhr kanal und die an der
Unterseite der Verteilerplatte 30 ausgebildete Ringnut 35a mit
Druckfluid versorgt. Die übrigen Einzelheiten des in 5 dargestellten
Rotorgehäuses 4 mit integrierter Verteilerscheibe 30 sind
schon anhand der 4 erläutert. Hierbei
stimmen sämtliche Bezugszeichen und damit hervorgehobene
Einzelheiten überein.
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In 6 ist
ein Querschnitt durch einen hydraulischen Motor 1 nach
der Erfindung auf der Höhe des Rotorgehäuses 4 gezeigt.
Zu erkennen ist der mit einer Außenzahnung 16 versehene
Bereich der Welle 10, auf den das Wellen-Zahnrad 15,
der Rotor, mit einer entsprechenden Innenzahnung aufgekeilt ist. Das
Wellen-Zahnrad 15 besitzt im gezeigten Fall neun Zähne,
deren Außenkontur mit der Kontur der Innenverzahnung 21 des
exzentrisch in Bezug auf die Welle 10 angeordneten Rotorringes 20 korrespondiert.
Die Innenverzahnung 21 des Rotorrings 20 hat 10
Zähne, also einen mehr als das Wellen-Zahnrad 15.
Da die Anzahl der Zähne nicht übereinstimmt, entstehen
zwischen dem Wellen-Zahnrad 15 bzw. Rotor und dem Rotorring 20 Zwischenräume,
welche die Arbeitskammern 23 des hydraulischen Motors 1 bilden.
Bei Relativbewegung des Rotorrings 20 in Bezug auf die
Welle 10 ändert sich das Volumen der Arbeitskammern 23 periodisch,
wobei eine Zunahme des Volumens einer Füllung der Arbeitskammer
mit Druckfluid entspricht und eine Abnahme des Volumens dem Ausstoßen
von entspannten Druckfluid aus der Arbeitskammer 23. Der
Rotorring 20 weist auch eine Außenverzahnung 22 auf,
deren Anzahl der Zähne, hier 10 Stück, derjenigen
der Innenverzahnung 21 des Rotorrings entspricht. Die Zähne
der Außenverzahnung 22 wirken mit entsprechenden Ausnehmungen 68 in
der Innenwandung des Rotorgehäuses 4 zusammen,
derart, dass der Rotorring 20 unter der Wirkung des Druckfluids
eine exzentrische Rotation ausführt, wobei er ein Drehmoment
auf das Wellen-Zahnrad 15 und damit auf die Welle 10 ausübt.
Der Zu- und Abfluss des Druckfluids wird hierzu über die
Bohrungen 33, 33a in der oder den Verteilerplatten 30, 30a gesteuert,
wobei die entsprechenden Öffnungen in diesen Verteilerplatten 30, 30a periodisch
vom Wellen-Zahnrad 15 bzw. vom Rotorring 20 freigegeben
oder verschlossen werden.
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In 6 ist
auch der Zufuhrkanal 32 zu sehen, über den Druckfluid
von dem zugehörigen Ein-/Auslass 13 zu den Bohrungen 31,
bzw. 31a und Öffnungen 33, bzw. 33a der
Verteilerplatte 30 leitbar ist. Weiterhin sind die durch
die gesamte Dicke von Rotorgehäuse 4 und damit
integrierter Verteilerplatte 30 geführten Bohrungen 64 für
die Aufnahme der Schrauben oder Gewindebolzen dargestellt, mit denen
die drei Teile des Gehäuses 2 zusammengehalten
werden.
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Die 7 zeigt
eine Detailansicht eines weiteren Aspekts der Erfindung, welcher
der Verminderung des Verschleißes von hydraulischen Motoren dient.
Dargestellt ist das Detail Y aus 1, das den untern
Bereich des Rotorgehäuses 4 mit der damit einstückig
ausgebildeten Verteilerplatte 30 betrifft. In der Verteilerplatte 30 ist
von der Außenseite her eine erste Bohrung 54 ein gebracht,
von deren Grund eine koaxiale, weitere Bohrung 31 in das
Innere der Verteilerplatte 30 und schließlich
in zu den Bohrungen mit den Öffnungen 33 für
das Druckfluid in die Arbeitskammern 23 führt.
Die erste Bohrung 54 hat bevorzugt einen größeren
Durchmesser, als die weitere Bohrung 31. Im gezeigten Fall
schneidet der durch das Rotorgehäuse 4 geführte
Zufuhrkanal 32 für das Druckfluid die erste und
die weitere Bohrung 54 und 31. Dies ist jedoch
nicht wesentlich, da es hier nur auf die erste Bohrung 54 an
sich ankommt. Wie bereits erläutert, schneidet der Zufuhrkanal 32 nur
eine einzige von der Vielzahl der Bohrungen 31 einer Gruppe in
der Verteilerplatte 30.
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In
die erste Bohrung 54 ist nach der Erfindung ein Verschlusselement 52 eingesetzt,
das bevorzugt als Schraube, insbesondere als Madenschraube 50,
ausgebildet ist und das mit einem Magneten 51 versehen
ist. Es versteht sich, dass die erste Bohrung 54 zur Aufnahme
der gezeigten Madenschraube 50 mit einem entsprechenden
Gewinde versehen sein muss. Die Madenschraube 50 ist bevorzugt
leicht konisch ausgebildet, was in der 7 angedeutet
ist, und mit einem entsprechenden Gewinde ausgestattet. Diese Gewinde
sind in der Figur nicht eigens hervorgehoben. Ihre konische Ausbildung
sorgt für eine bessere Dichtung gegen die im Inneren der
Verteilerplatte 30 auftretenden hohen Drücke des
Druckfluids, was durch besondere Dichtungshilfsmittel, wie z. B.
Teflonfolie, unterstützt werden kann.
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Das
Verschlusselement 50, 52 trägt auf seiner
vorderen Stirnfläche oder Spitze eine Ausnehmung 55 für
die Aufnahme des hinteren Endes des Magneten 51. Dieser
Magnet 51 kann beispielsweise durch Klebung mit dem Verschlusselement 52 verbunden
sein. Bevorzugt wird jedoch ein Verschlusselement 50, 52,
das aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist. In diesem
Fall haften Verschlusselement 50, 52 und Magnet 51 schon
durch die magnetische Anziehungskraft aneinander, so dass keine
weiteren Maßnahmen für deren Verbindung erforderlich
sind.
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Ist
die weitere, ins Innere der Verteilerplatte 30 führende
Bohrung mit einem geringeren Durchmesser als der in die erste Bohrung
eingesetzte Magnet 51 ausgebildet, so ist sichergestellt,
dass der Magnet 51 nicht in das Innere des hydraulischen
Motors 1 gelangen kann, falls er sich von dem ihn tragenden
Verschlusselement 50, 52 unbeabsichtigt ablösen
sollte. Dadurch wird eine Beschädigung der kritischen inneren
Teile des hydraulischen Motors 1 durch abgelöste
Magnete 51 verhindert.
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Die
Ausbildung des Verschlusselements 50, 51 als Schraube
gestattet es, den Magneten 51 auf einfache Weise zu entnehmen,
um ihn zu inspizieren und um ihn gegebenenfalls von anhaftenden
Metallteilchen zu befreien.
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Damit
der hydraulische Motor 1 ordnungsgemäß arbeitet,
soll die Hydraulikflüssigkeit ganz überwiegend
durch die Arbeitskammern 20 geführt werden und
nicht etwa im Kurzschluss unmittelbar durch das Gehäuseinnere
vom Ein-/Auslass 13 zu dem anderen Ein-/Auslass 13a strömen.
Um das zu erreichen, sind die zum Teil schon erwähnten
ringförmigen Dichtungen vorgesehen.
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In 7 ist
im unteren Bereich auch ein Teil des Motorgehäuses 5 gezeigt.
Hervorzuheben ist ein erhabener Rand 69 oder Ringbund an
der oberen Stirnfläche des Motorgehäuses 5 der
mit einer entsprechenden Schulter 58 der Verteilerplatte 30 zusammenpasst.
In der Stirnfläche ist auch eine in einer umlaufenden Ringnut 70 angeordnete
Dichtung vorhanden, die zusammen mit dem umlaufenden Rand einen
Austritt des Druckfluids in den Außenbereich des hydraulischen
Motors 1 verhindert, wie dies schon bei der Erläuterung
des Motorkopf-Gehäuses 3 und dessen Zusammenwirken
mit dem Rotorgehäuse 4 beschrieben ist.
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8 zeigt
im oberen Teil eine Ventilplatte 40 in perspektivischer
Ansicht. Zu sehen ist der Flansch mit der Durchtrittsöffnung
für die Welle 10, den Zähnen und den
Drosselbohrungen 60 sowie der anschließende zylindrische
Bereich mit der Dichtung. Der untere Teil von 8 zeigt
die Ventilplatte 40 in Draufsicht mit der Schnittlinie
A-A. Der Schnitt erfolgt durch die beiden Drosselbohrungen 60.
Rechts davon ist der Schnitt A-A dargestellt. Erkennbar sind die umlaufende
Nut für die Aufnahme der Dichtung (gegenüber dem
Motorkopf-Gehäuse 3) und die beiden geschnittenen
Drosselbohrungen 60. Die Drosselbohrungen 60 weisen
bevorzugt einen erweiterten Abschnitt auf, dem ein wesentlich engerer,
die eigentliche Drosselung bewirkender Kanal folgt. Dieser Kanal
hat einen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis etwa 0,8 mm, während
der davor liegende Abschnitt ein Vielfaches an Durchmesser hat.
-
Wie
schon erwähnt, kann eine im Motorkopf-Gehäuse 3 angeordnete
zweite Verteilerplatte 30a die Selbe äußere
Gestalt haben, wie die in 8 dargestellte
Ventilplatte 40. Ein Unterschied besteht nur darin, dass
die Drosselbohrungen 60 durch eine Gruppe von Bohrungen
mit Öffnungen 33a ersetzt sind, wie anhand des
Ausführungsbeispiels gemäß der 2 erläutert
ist.
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In 9 ist
das „Detail X" aus 1 vergrößert
dargestellt. Zu sehen ist die Welle 10 mit der Zahnung 16,
auf die das Wellen-Zahnrad 15 mit einer entsprechenden
Innenzahnung aufgekeilt ist. Rechts vom Wellenzahnrad 15 ist
ein Teil einer Arbeitskammer 23 und des Rotorrings 20 gezeigt.
Der gezeigte Teil der Ventilplatte 40 hat eine durchgehende
Drosselbohrung 60, hier über die gesamte Länge
mit konstantem Querschnitt, sowie eine umlaufende Ausnehmung im
Bereich der Öffnung für den Durchtritt 66 der
Welle 10. An diese Ausnehmung schließt sich ein weiterer
Abschnitt des Durchtritts 66 an, der bis fast an die Zahnung 16 der
Welle 10 heranreicht, aber noch einen geringen Spalt für
den Durchtritt von Druckfluid lässt. Im oberen Teil von 9 sind
geschnittene Teile des Wälzlagers 8 zu sehen,
die in die Vertiefung der Ventilplatte 40 hineinragen.
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Die
Ventilplatte 40 wird bei Stillstand des Motors, d. h. wenn
kein Druck in den Arbeitskammern 23 und damit auch an der
stirnseitig hiervon angeordneten Ventilplatte 40 anliegt,
von den im Motorkopfgehäuse 3 angeordneten Federn 41 (s. 3 mit
zugehöriger Beschreibung) gegen die Stirnseiten des Wellen-Zahnrads 15 und
des Rotorrings 20 gepresst, wo sie dicht anliegen. Dieser
Zustand ist in 9 gezeigt. Wird auf die Arbeitskammern 23 Druck
gegeben, so wird die Ventilplatte 40 gegen die Federkräfte,
die von der anderen Seite auf die Ventilplatte 40 wirken,
um ein geringes Maß angehoben. Hierdurch bildet sich zwischen
den Stirnflächen von Wellenzahnrad 15 und Rotorring 20 ein
kleiner Spalt, der den Eintritt von Druckfluid zulässt
und der somit für eine sofortige Ausbildung eines Schmierfilms
im Spalt sorgt. Damit sind die Reibung und möglicher Verschleiß zwischen
der Ventilplatte und den genannten Stirnflächen schon beim
Anlaufen des hydraulischen Motors 1 zuverlässig
verhindert.
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Über
die Drosselbohrung 60 in der Ventilplatte 40 dringt
jedoch Druckfluid auch von den Arbeitskammern 23 unmittelbar
in den Raum oberhalb der Ventilplatte 40 ein, also in den
freien Raum der Vertiefung in der Ventilplatte 40 und den
vom Wälzlager 8 nicht beanspruchten Raum der Wälzlager-Ausnehmung 7.
Dies bewirkt unter anderem eine zuverlässige Schmierung
des oberen Wälzlagers 8. Der Druck in dem genannten
Bereich steigt durch die Zufuhr von Druckfluid über die
Drosselbohrung allmählich an, bis ein Kräftegleichgewicht
zwischen den auf beide Seiten der Ventilplatte 40 wirkenden
Kräfte (Druckfluid- und Federkräfte) erreicht
ist. In diesem Zustand ist der Fluiddruck in dem Bereich oberhalb
der Ventilplatte 40 geringer als der Druck des Druckfluids
in der Arbeitskammer, aber proportional zu diesem. Hierdurch ist
gewährleistet, dass zwischen der unteren Seite der Ventilplatte 40 und
den oberen Stirnflächen von Wellen-Zahnrad 15 und
Rotorring 20 stets ein kleiner Spalt für den Schmierfilm
vorhanden ist. Dieser Spalt ist jedoch so gering, dass der Durchtritt
von Druckfluid in die von der Drosselbohrung 60 mit Druckfluid
gespeisten Räume minimal ist und jedenfalls gegenüber
den von der Drosselbohrung 60 gelieferten Mengen nicht
ins Gewicht fällt.
-
Das
Druckfluid kann auch über die Ausnehmung im Durchtritt 66 für
die Welle 10 der Ventilplatte 40 und weitere durchlässige
Bereiche im Inneren des hydraulischen Motors 1 in die untere
Wälzlager-Ausnehmung 7a gelangen und dort die
Schmierung des unteren Wälzlagers 8a bewirken.
Eine Wellendichtung 11 (1) im unteren
Bereich des Motorgehäuses 5 verhindert den Austritt
von Druckfluid aus der unteren Wälzlager-Ausnehmung 7a in
den Außenbereich des hydraulischen Motors 1.
-
Bei
Verringerung des Drucks des Druckfluids im Rotorgehäuse 4 baut
sich der Druck in den über die Drosselbohrung 60 gespeisten
Räumen erst verzögert ab. Dies bewirkt, dass die
Ventilplatte 40, unterstützt von den Federkräften
der Federn 41, erneut gegen die Stirnflächen von
Wellenzahnrad 15 und Rotorring 20 gepresst wird,
was zu einem vorteilhaften, schnellen Stillstand des Motors führt.
Es versteht sich, dass der eigentliche Zu- bzw. Abstrom von Druckfluid
in die genannten freien Bereiche, d. h. im Wesentlichen die nicht
von den Wälzlagern 8, 8a eingenommenen
Bereiche der Wälzlager-Ausnehmungen 7, 7a,
nur gering ist.
-
- 1
- hydraulischer
Motor/Pumpe
- 2
- Gehäuse
- 3
- Motorkopf-Gehäuse
- 4
- Rotorgehäuse
- 5
- Motorgehäuse
- 6
- Flansch
- 7,
7a
- Wälzlager-Ausnehmung
- 8,
8a
- Wälzlager
- 9,
9a
- Wälzlager-Außenring
- 10
- Welle
- 11
- Wellendichtung
- 12
- Sicherungsring
- 13,
13a
- Ein-/Auslass
- 14
- weiterer
Ein-/Auslass
- 15
- Rotor/Wellen-Zahnrad
- 16
- Zahnung
der Welle
- 17
- Verzahnung
- 20
- Rotorring
- 21
- Innenverzahnung
des Rotorringes
- 22
- Außenverzahnung
des Rotorringes
- 23
- Arbeitskammer(n)
- 25
- Innenverzahnung
des Rotorgehäuses
- 26
- Öffnung
- 27
- Sackbohrung
- 28
- Ausnehmungen
- 29
- Absatz
- 30
- Verteilerplatte
- 31,
31b
- Bohrung(en)
der ersten Gruppe
- 31a
- Bohrung(en)
der zweiten Gruppe
- 32
- Zufuhrkanal
- 33,
33a
- Öffnung
- 35,
35a
- Ringnut
- 36
- Dichtung
- 37
- ringförmige
Dichtung
- 38,
38a
- Öffnung
- 39
- Ringnut
- 40
- Ventilplatte
- 41
- Federn
- 42
- Aufnahme-Bohrung
- 43
- Nuten
der Ventilplatte
- 50
- Madenschraube
- 51
- Magnet
- 52
- Verschlusselement
- 54
- Bohrung
- 55
- Ausnehmung
- 56
- Zahnung
- 60
- Drosselbohrung
- 64
- Bohrung
- 65
- Rand
- 66
- Durchtritt
- 67
- Schulter
- 68
- Ausnehmungen
- 69
- Rand
- 70
- Ringnut
- 71
- zylindrischer
Bereich
- 72
- Öffnungen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4202466
C2 [0002, 0038]
- - DE 29613601 U1 [0003]