DE102008004768A1

DE102008004768A1 - Pressurizing medium operated assembly i.e. oscillating motor, has dirt retaining element arranged at pressurizing medium connectors, where impeller and spline together with cylinder, covers, and motor shaft form working chambers

Info

Publication number: DE102008004768A1
Application number: DE200810004768
Authority: DE
Inventors: Christian Böttger; Matthias Reuss
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2009-07-23

Abstract

The assembly i.e. oscillating motor (1), has a cylinder (3) including spline axially running at an inner diameter of the cylinder, which is closed by two covers (11, 13) at an end. A motor shaft includes an impeller exhibiting same axial extension as the spline of the cylinder. The impeller of the motor shaft and the spline of the cylinder together with the cylinder, the covers, and the motor shaft form working chambers, which are separated by the spline. A dirt retaining element (73) is arranged at pressurizing medium connectors, and is formed by a filter.

Description

Die Erfindung betrifft ein mit Druckmittel betätigtes Aggregat gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a pressure medium actuated unit according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Aggregat verfügt über verschiedene Kunststoffteile, die während des Betriebs sehr großen Belastungen ausgesetzt sind. Bedingt durch maßliche Toleranzen, aber auch durch die Wärmeentwicklung bildet sich Schmutz als Folge von Abrieb im Schwenkmotor. Dieser Schmutz sorgt in den Ventilen zur Ansteuerung des Schwenkmotors für Probleme z. B. hinsichtlich der Schließ- aber auch der Durchlassfunktion.One Such aggregate has different Plastic parts during the operation very large Loads are exposed. Due to dimensional tolerances, but also by the heat development Dirt builds up as a result of abrasion in the swing motor. This Dirt causes problems in the valves for controlling the swivel motor z. With regard to closing but also the Durchlassfunktion.

Sicherlich könnte man diesen Effekt reduzieren, indem man während der Lebensdauer des Schwenkmotors und des gesamten Hydrauliksystems einen Betriebsmediumwechsel vorsieht. Ggf. könnte man unter Missachtung der Kostensituation anstatt der Kunststoffteile vermehrt Metallteile verwenden. Beide Lösungsansätze können jedoch nicht überzeugen.Definitely could To reduce this effect by, during the life of the swing motor and the entire hydraulic system provides a change of operating medium. Possibly. could one disregarding the cost situation instead of the plastic parts increasingly use metal parts. However, both solutions can not convince.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für den Schutz des Hydrauliksystems vor Abriebrückständen zu bieten.The The object of the present invention is to provide a solution for protection of the hydraulic system against abrasion residues Offer.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Aggregat mit einem Schmutzrückhalteelement ausgeführt ist.According to the invention Task solved by that the unit is designed with a dirt retaining element.

Der Grundgedanke besteht darin, dass der Schmutz ausgehend von den verursachenden Bauteilen im Aggregat nicht zu den verbundenen Bauteilen in einem Hydrauliksystem strömen soll.Of the The basic idea is that the dirt starting from the causative Components in the unit not to the connected components in one Hydraulic system flow should.

Um trotzdem einen einfachen Aufbau des Aggregats zu bewahren, wird das Schmutzrückhalteelement von einem Sieb gebildet. Das Sieb lässt zwar Betriebsmedium passieren, hält den Schmutz aber zurück.Around Nevertheless, to preserve a simple structure of the unit is the dirt retention element formed by a sieve. Although the sieve passes operating medium, Hold the Dirt but back.

Bei einer ersten Variante verfügt das mit Druckmittel betätigte Aggregat über ein Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern, das mindestens paarweise Arbeitskammern verbindet, wobei die Anordnung der verbundenen Arbeitskammern derart ausgeführt ist, dass die Arbeitskammern, die mit dem ersten Druckmediumanschluss verbunden sind, sich mit denen abwechseln, die mit dem zweiten Druckmediumanschluss verbunden sind. Dabei ist das Schmutzrückhalteelement zwischen einer Arbeitskammer und dem Verbundsystem angeordnet.at a first variant has the operated with pressure medium Aggregate over a composite system between the working chambers, at least in pairs Combining working chambers, the arrangement of the connected working chambers executed in such a way is that the working chambers connected to the first pressure medium connection connected to alternate with those with the second pressure medium connection are connected. The dirt retention element is between a Working chamber and the composite system arranged.

Die umfassendste Schutzwirkung wird dann erreicht, wenn das Schmutzrückhalteelement an einem Druckmittelanschluss angeordnet ist.The most complete protection is achieved when the dirt retention element is arranged at a pressure medium connection.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind mindestens zwei Arbeitskammer unterschiedlicher Zuordnung der Druckmediumanschlüsse mit einem Druckkompensationselement verbunden und das Druckkompensationselement wird von einem Ausgleichsraum gebildet, der von einem beweglichen Trennelement unterteilt wird, wobei jeweils ein Teilausgleichsraum mit mindestens einer Arbeitskammer eines Druckmediumanschlusses verbunden ist und ein Verbundsystem von Kanälen in einer Mantelfläche des Ausgleichsraums enden und mit dem beweglichen Trennelement ein Schieberventil bilden, wobei das Schmutzrückhalteelement Teil des Schieberventils ist. Das Trennelement gleitet im Ausgleichsraum und unterliegt damit als bewegliches Bauteil einem vergleichsweise großen Verschleiß. Der verschleißbedingte Abrieb vom Trennelement wird im Ausgleichsraum zurückgehalten.at a further embodiment are at least two working chamber different assignment of Print media connections connected to a pressure compensating element and the pressure compensating element is formed by a compensation space, by a movable separating element is divided, each with a partial compensation room with at least a working chamber of a pressure medium connection is connected and a Composite system of channels in a lateral surface of the compensation chamber and with the movable partition a Form slide valve, wherein the dirt retaining element part of the slide valve is. The separator slides in the compensation chamber and is subject to it as a moving component a relatively large wear. The wear-related Abrasion from the separator is retained in the expansion chamber.

Das Trennelement kann mit mindestens einer Öffnung zu den Kanälen ausgeführt sein, wobei die Öffnung vorteilhafterweise mit einem Schmutzrückhalteelement bestückt ist.The Separating element can be designed with at least one opening to the channels, the opening is advantageously equipped with a dirt retaining element.

Im Hinblick auf eine handhabbare Größe des Schmutzrückhalteelements ist es in dem Teilausgleichsraum angeordnet.in the In view of a manageable size of the dirt retention element it is located in the partial compensation room.

Das Schmutzrückhalteelement ist gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch rohrförmig ausgeführt und am beweglichen Trennelement fixiert.The Dirt retaining element is according to one advantageous subclaim tubular and executed on the movable separating element fixed.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.Based The following description of the figures, the invention will be explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 Längsschnitt durch das Aggregat im Bereich der Scheibendichtungen 1 Longitudinal section through the unit in the area of the window seals

2 Querschnitt durch das Aggregat im Bereich des Druckkompensationselements 2 Cross section through the unit in the area of the pressure compensation element

3 Längsschnitt durch das Aggregat im Bereich der Arbeitskammern 3 Longitudinal section through the unit in the area of the working chambers

4 Seitenansicht zur 3 4 Side view to 3

5 Trennelement als Einzelteil mit rohrförmigem Schmutzrückhalteelement 5 Separating element as a single part with tubular dirt retention element

6 Schmutzrückhalteelement in Öffnung des Trennelements 6 Dirt retention element in opening of the separating element

Die 1 zeigt in Verbindung mit der 2 einen Schwenkmotor 1 im Längsschnitt, dessen prinzipieller Aufbau auch bei den nachfolgenden Figuren vorausgesetzt wird. Der Schwenkmotor 1 umfasst einen Zylinder 3, an dessen Innendurchmesser axial verlaufende Rippen 5 ausgeführt sind. Innerhalb des Zylinders 3 ist eine Motorwelle 7 drehbeweglich gelagert. Auf der Motorwelle sind Flügel 9 angeordnet, die sich parallel zu den Rippen 5 erstrecken. Endseitige wird der Zylinder 3 von Deckeln 11; 13 verschlossen. Die Motorwelle mit ihren Flügeln und der Zylinder mit seinen Rippen bilden zusammen mit den Deckeln Arbeitskammern 15; 17, die durch Scheibendichtungen 19 in den Flügeln und Rippen voneinander getrennt sind. Des Weiteren sind in Ringräumen 21; 23 der Deckel 11; 13 Wellendichtungen 25; 27 gekammert, die einen Austritt von Druckmedium aus den Arbeitskammern 15; 17 verhindern. Jeweils zwischen den Arbeitskammern 15 und 17 besteht ein Verbundsystem aus Kanälen 29; 31 in der Motorwelle 7. Ein erster Druckmediumanschluss 33 versorgt über den Kanal 29 die Arbeitskammern 15 und ein zweiter Druckmediumanschluss 35 erfüllt diese Funktion über den Kanal 31 für die Arbeitskammern 17. In den jeweils miteinander verbundenen Arbeitskammern herrscht ein gleiches Druckniveau. Durch Zu- oder Abfluss von Druckmedium über die Druckmediumanschlüsse 33; 35 übt der Schwenkmotor ein Drehmoment aus, das z. B. zur Verstellung eines geteilten Stabilisators innerhalb eines Fahrwerks für ein Kraftfahrzeug genutzt wird.The 1 shows in conjunction with the 2 a swing motor 1 in longitudinal section, the basic structure is also assumed in the following figures. The swivel motor 1 includes a cylinder 3 , at its inner diameter axially extending ribs 5 are executed. Within the cylinder 3 is a motor shaft 7 rotatably mounted. On the motor shaft are wings 9 arranged, which are parallel to the ribs 5 extend. End is the cylinder 3 of lids 11 ; 13 locked. The motor shaft with its wings and the cylinder with its ribs together with the lids form working chambers 15 ; 17 passing through window seals 19 in the wings and ribs are separated. Furthermore, in annular spaces 21 ; 23 the lid 11 ; 13 shaft seals 25 ; 27 Chambered, which is an outlet of pressure medium from the working chambers 15 ; 17 prevent. In each case between the working chambers 15 and 17 there is a composite system of channels 29 ; 31 in the motor shaft 7 , A first pressure medium connection 33 supplied via the channel 29 the working chambers 15 and a second pressure medium port 35 fulfills this function via the channel 31 for the working chambers 17 , In the respective interconnected working chambers there is an equal pressure level. By inflow or outflow of pressure medium via the pressure medium connections 33 ; 35 the swing motor exerts a torque that z. B. is used for adjusting a split stabilizer within a chassis for a motor vehicle.

Zur Aufnahme der bei einer höherfrequenten äußeren Belastungen auftretenden Drucksprüngen in den Arbeitskammern 17; 19 dient ein Druckkompensationselement 37, das von einem Ausgleichsraum 39 gebildet wird, der von einem beweglichen Trennelement 41 in zwei Teilausgleichsräume 39a; 39b unterteilt wird. Der Teilausgleichsraum 39a ist mit einer Arbeitskammergruppe 15 eines Druckmediumanschlusses 33 und der Teilausgleichsraum 39b mit der Arbeitskammergruppe 17 des Druckmediumanschlusses 35 verbunden.To accommodate the pressure jumps occurring in the working chambers at a higher-frequency external loads 17 ; 19 serves a pressure compensation element 37 that of a compensation room 39 is formed by a movable separating element 41 in two partial compensation rooms 39a ; 39b is divided. The partial compensation room 39a is with a working group 15 a pressure medium connection 33 and the partial compensation room 39b with the working group 17 of the pressure medium connection 35 connected.

Das Trennelement 41 wird von einem Schieber mit einem scheibenförmigen Grundkörper gebildet und wird von entgegengesetzt wirksamen Federn 43; 45 in einer Ausgangsstellung gehalten. Der Ausgleichsraum 39 ist an das Verbundsystem, Kanäle 29; 31, beider Arbeitskammergruppen 15; 17 innerhalb der Motorwelle 7 angeordnet. Ein endseitiger, abgedichteter Deckel 47 verschließt die den Ausgleichsraum 39 bildende Sacklochbohrung in der Motorwelle 7. Die Feder 43 stützt sich an dem Deckel 47 und die Feder 45 an dem Sacklochgrund ab.The separating element 41 is formed by a slide with a disc-shaped body and is of oppositely effective springs 43 ; 45 held in a starting position. The compensation room 39 is connected to the composite system, channels 29 ; 31 , both working group groups 15 ; 17 inside the motor shaft 7 arranged. An end-sealed lid 47 closes the compensation room 39 forming blind hole in the motor shaft 7 , The feather 43 rests against the lid 47 and the spring 45 at the blind hole bottom.

Die Kanäle 29; 31 enden in einer Mantelfläche des Ausgleichsraums und bilden mit Ihren Endöffnungen zusammen mit dem beweglichen Trennelement jeweils ein Schieberventil 49; 51, die eine gegensinnige Öffnungs- und Schließbewegung ausführen. In der Mantelfläche sind umlaufende Nuten 53; 55 eingearbeitet, die auch bei geschlossenem Schieberventil eine Verbindung der Arbeitskammern einer Arbeitskammergruppe 15 oder 17 ermöglichen.The channels 29 ; 31 ends in a lateral surface of the compensation chamber and form with their end openings together with the movable separating element in each case a slide valve 49 ; 51 , which perform an opposing opening and closing movement. In the lateral surface are circumferential grooves 53 ; 55 incorporated, which also with the gate valve closed, a compound of the working chambers of a working chamber group 15 or 17 enable.

Das Trennelement 41 weist auf der Mantelfläche des Ausgleichsraums 39 gleitenden Hülsenabschnitte 57; 59 auf, die mit den Endöffnungen der Kanäle 29; 31 zusammenwirken. In einem axialen Abstand zur Stirnfläche der Hülsenabschnitte 57; 59 ist mindestens eine Nachströmöffnung 61; 63, ausgeführt, die bei maximaler Schließstellung des Trennelements mit der Endöffnung des jeweiligen Kanals 29; 31 in Überdeckung steht.The separating element 41 points to the lateral surface of the compensation chamber 39 sliding sleeve sections 57 ; 59 on that with the end openings of the channels 29 ; 31 interact. At an axial distance from the end face of the sleeve sections 57 ; 59 is at least one Nachströmöffnung 61 ; 63 , Which, at maximum closed position of the separating element with the end opening of the respective channel 29 ; 31 is in surplus.

Zwischen dem Verbundsystem, Kanäle 29; 31 und den daran angeschlossenen Teilausgleichsräumen 39a; 39b ist mindestens ein in Richtung des jeweiligen Teilausgleichsraums öffnendes Rückschlagventil angeordnet, das von der mindestens einen Nachströmöffnung 61; 63 in den Hülsenabschnitten 57; 59 des Trennelements 41 gebildet wird. Dabei wird die Nachströmöffnung 61; 63 innenseitig am Hülsenabschnitt 57; 59 von einem vorgespannten Dichtring 65 verschlossen.Between the composite system, channels 29 ; 31 and the associated partial compensation rooms 39a ; 39b at least one non-return valve opening in the direction of the respective partial compensation chamber is arranged, that of the at least one inflow opening 61 ; 63 in the sleeve sections 57 ; 59 of the separating element 41 is formed. This is the Nachströmöffnung 61 ; 63 inside the sleeve section 57 ; 59 from a preloaded sealing ring 65 locked.

Die 1 zeigt das Trennelement 41 in einer mittleren Stellung, wenn der Druckmediumzufluss in die eine Arbeitskammergruppe trotz des Druckmediumabflusses mit einem entsprechenden Gegendruck in der anderen Arbeitskammergruppe wirksam ist. Insbesondere bei einem plötzlichen Druckabfall in einer Arbeitskammergruppe führt das Trennelement 41 gegen die Kraft z. B. der Feder 45 eine axiale Verschiebebewegung in Richtung des Sacklochgrundes aus. Dabei wird Druckmediumvolumen entsprechend dem Querschnitt des Innendurchmessers des Ausgleichsraums 39b multipliziert mit dem Verschiebeweg des Trennelements durch die Ringnut 55 in den Kanal 31 und damit in die Arbeitskammern 17 verdrängt, so dass kein Unterdruck auftreten kann. Ein Mindervolumen in einer Arbeitskammergruppe wird durch die Bewegung des Trennelements in Verbindung mit einer Volumenvergrößerung der anderen Arbeitskammergruppe im Bereich des Teilausgleichsraums kompensiert.The 1 shows the separator 41 in a middle position, when the pressure medium inflow into the one working chamber group is effective despite the pressure medium outflow with a corresponding back pressure in the other working chamber group. In particular, in the case of a sudden pressure drop in a working chamber group, the separating element leads 41 against the force z. B. the spring 45 an axial displacement movement in the direction of the blind hole bottom. In this case, the pressure medium volume corresponding to the cross section of the inner diameter of the expansion chamber 39b multiplied by the displacement of the separating element through the annular groove 55 in the channel 31 and thus into the working chambers 17 displaced, so that no negative pressure can occur. A smaller volume in one working chamber group is compensated by the movement of the separating element in conjunction with an increase in volume of the other working chamber group in the area of the partial compensating space.

Der Hülsenabschnitt 59 kann die Ringnut 55 überfahren und den Übertrittquerschnitt zwischen dem Ausgleichsraum 39b und der Ringnut 55 reduzieren. Dabei wird eine Drosselwirkung erzielt, die ein Anschlagen des Trennelements in der Motorwelle verhindert. Kurz vor der Endposition steht der Hülsenabschnitt 59 mit einer in einer Befestigungsnut 67 fixierten zweiten Feder 69 in der Bauform einer ringförmigen Elastomerfeder an einem Absatz 71 der Motorwelle an.The sleeve section 59 can the ring groove 55 run over and the cross section between the compensation chamber 39b and the ring groove 55 to reduce. In this case, a throttling effect is achieved, which prevents a striking of the separating element in the motor shaft. Shortly before the end position is the sleeve section 59 with one in a mounting groove 67 fixed second spring 69 in the design of an annular elastomeric spring on a paragraph 71 the motor shaft.

Die Dichtungen 19 in den Flügeln 9 und Rippen 5, aber insbesondere die Dichtungen am Trennelement 41 unterliegen einem Verschleiß, der zu einem Abrieb im Aggregat 1 führt, der wiederum über den Druckmediumfluss an nicht dargestellte Steuerventile in einem Hydrauliksystem gefördert werden kann und in den Steuerventilen zu Fehlfunktionen führen kann. Um dieses zu verhindern, verfügt das Aggregat 1 über mindestens ein Schmutzrückhalteelement 73. Das Schmutzrückhaltelement wird z. B. von einem Sieb gebildet.The seals 19 in the wings 9 and ribs 5 but especially the seals on the separator 41 are subject to wear, resulting in abrasion in the unit 1 leads, which in turn can be promoted via the pressure medium flow to control valves, not shown in a hydraulic system and in the control valves to malfunction can lead. To prevent this, the unit has 1 via at least one dirt retention element 73 , The dirt retention element is z. B. formed by a sieve.

Die 3 und 4 zeigen das Aggregat nach den 1 und 2 im Längsschnitt und in einer Seitenansicht. In 4 sind die Druckmediumanschlüsse 33; 35 im Deckel 13 erkennbar. Beispielhaft ist im Druckanschluss 35 ein Schmutzrückhalteelement 73 angeordnet. Das Sieb kann z. B. von einem porösen Werkstoff bebildet werden, der in den Druckmediumanschluss einpress- oder einschraubbar ist. Damit ist das gesamte Aggregat 1 von einem Hydrauliksystem hinsichtlich der Schmutzemission abgeschottet.The 3 and 4 show the unit after the 1 and 2 in longitudinal section and in a side view. In 4 are the pressure medium connections 33 ; 35 in the lid 13 recognizable. An example is in the pressure connection 35 a dirt retention element 73 arranged. The sieve can z. B. be formed by a porous material which can be pressed or screwed into the pressure medium connection. This is the entire unit 1 foreclosed by a hydraulic system in terms of dirt emission.

In der Ausführung der 2 ist ein Schmutzrückhalteelement beispielhaft in dem Kanal 31 angeordnet. Damit wird verhindert, dass der Schmutz ausgehend vom Trennelement bzw. von den Teilausgleichsräumen 39a; 39b vom Druckmedium ausgespült wird.In the execution of 2 is a dirt retention element as an example in the channel 31 arranged. This prevents the dirt starting from the separating element or from the partial compensation chambers 39a ; 39b is flushed out of the pressure medium.

Die 5 zeigt das Trennelement 41 des Druckkompensationselements 37 (1). In dem von den Hülsenabschnitten 55; 57 begrenzten Teilausgleichsräumen 39a; 39b ist an der Innenwandung der Hülsenabschnitte ein rohrförmiges Schmutzrückhalteelement fixiertThe 5 shows the separator 41 the pressure compensation element 37 ( 1 ). In the of the sleeve sections 55 ; 57 limited partial compensation rooms 39a ; 39b is fixed to the inner wall of the sleeve sections, a tubular dirt retaining element

Alternativ kann, wie die 6 zeigt das Schmutzrückhalteelement auch in einer der Nachströmöffnungen 61; 63 angeordnet sein. Selbstverständlich kann man die aufgezeigten Varianten miteinander kombinieren, um die Gesamtsperrwirkung der Schmutzrückhalteelemente bezogen auf den Schmutztransport auszunutzen.Alternatively, like that 6 shows the dirt retention element in one of the Nachströmöffnungen 61 ; 63 be arranged. Of course, you can combine the variants shown with each other to take advantage of the total blocking effect of the dirt retention elements based on the dirt transport.

Claims

Pressure-actuated unit, in particular pivoting motor, comprising a cylinder with axially inwardly extending ribs, the ends of two lids is closed, a motor shaft with vanes, which have the same axial extent as the ribs of the cylinder, the wings of the motor shaft and the ribs of the Cylinder together with the cylinder, the covers and the motor shaft forming individual working chambers, a first and a second pressure medium connection for two each separated by a rib working chambers, characterized in that the unit ( 1 ) with a dirt retention element ( 73 ) is executed.

Pressure medium actuated unit according to claim 1, characterized in that the dirt retention element ( 73 ) is formed by a sieve.

A fluid pressure actuated assembly as claimed in any of the preceding claims, including a composite system between the working chambers interconnecting at least a pair of working chambers, wherein the arrangement of the interconnected working chambers is such that the working chambers connected to the first pressure medium port alternate with those associated with the second pressure medium port are connected, characterized in that the dirt retaining element ( 73 ) between a working chamber ( 17 ; 17 ) and the composite system ( 29 ; 31 ) is arranged.

Pressure-medium-operated unit according to claim 1, characterized in that the dirt retention element ( 73 ) at a pressure medium connection ( 33 ; 35 ) is arranged.

Pressure medium actuated unit according to claim 1 with at least two working chamber different assignment of the pressure medium connections ( 33 ; 35 ) with a pressure compensation element ( 37 ) and the pressure compensation element ( 37 ) from a compensation room ( 39 ) formed by a movable separating element ( 41 ), whereby in each case a partial compensation space ( 39a ; 39b ) with at least one working chamber ( 15 ; 17 ) of a pressure medium connection ( 33 ; 35 ), a composite system of channels ( 29 ; 31 ) in a lateral surface of the compensation chamber ( 39 ) and with the movable separating element ( 41 ) a slide valve ( 49 ; 51 ), characterized in that dirt retention element ( 73 ) Part of the slide valve ( 49 ; 51 )

Pressure-medium-operated unit according to claim 5, characterized in that the separating element ( 41 ) with at least one opening ( 63 ; 65 ) to the channels ( 29 ; 31 ) is executed, wherein the opening ( 63 ; 65 ) with a dirt retention element ( 73 ) is equipped.

Pressure-medium-operated unit according to the preamble of claim 5, characterized in that in the partial compensation space ( 39a ; 39b ) a dirt retention element ( 73 ) is arranged.

Pressure-medium-operated unit according to claim 7, characterized in that the dirt retention element ( 73 ) tubular and on the movable separating element ( 41 ) is fixed.