DE102008034391A1

DE102008034391A1 - Hydraulikantrieb mit zentraler Axialspielkompensation

Info

Publication number: DE102008034391A1
Application number: DE200810034391
Authority: DE
Inventors: Robert Meresta; Slawomir Zdeb
Original assignee: Spitznas Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Spitznas Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-01-28
Also published as: PL388598A1; PL215741B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikantrieb (20), bestehend aus einem Gehäuse (1), wobei eine aus dem Gehäuse (1) herausgeführte drehbar gelagerte Antriebswelle (4) vorgesehen ist. Auf der Antriebswelle (4) ist ein Rotor (24) aufgesteckt. Ein Planetengetriebe (22), welches aus Planetenrädern (2) mit ineinandergreifenden Zahnkränzen besteht, umläuft zum Antreiben des Rotors (24) einen feststehenden Zahnkranz (26). In dem Gehäuse sind eine Zu- (12) und eine Ableitung (34) vorgesehen, welche eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck durch das Gehäuse (1) in Arbeitsräume (11) zum Antreiben des Planetengetriebes (22) leiten.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Hydraulikantrieb bestehend aus

a) einem Gehäuse,
b) einer aus dem Gehäuse herausgeführten drehbar gelagerten Antriebswelle,
c) einem Rotor, welcher auf der Antriebswelle vorgesehen ist,
d) einem feststehenden Zahnkranz,
e) einem Planetengetriebe, welches aus Planetenrädern mit ineinandergreifenden Zahnkränzen besteht, die den feststehenden Zahnkranz zum Antreiben des Rotors umlaufen,
f) eine Zu- und Ableitung, welche eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck durch das Gehäuse in Arbeitsraum zum Antreiben des Planetengetriebes leitet.

Stand der Technik
Hydraulikantriebe werden vielfältig eingesetzt. Besonders in explosiven Gefahrenbereichen, wo beispielsweise kein Verbrennungsmotor oder Elektroantrieb wegen einer möglichen Funkenbildung verwendet werden darf, kommen solche Hydraulikantriebe zum Einsatz. Sie sind daher besonders für den Bergbau interessant, weil in diesen Gefahrenbereichen bei solchen Antrieben keine Funken entstehen dürfen. Die Hydraulikantriebe werden üblicherweise mit Hydrauliköl oder einer Emulsion aus Wasser und Öl betrieben. Funkenbildung ist dabei fast hundertprozentig ausgeschlossen.
Die polnische Druckschrift PL 177 470 beschreibt einen Hydraulikantrieb. Dieser Hydraulikantrieb verwendet einen Umlauf-Nocken-Planetenmechanismus. Bei dieser Variante ist das jeweilige Schluckvolumen einstellbar.
Die polnische Druckschrift PL 185 724 beschreibt einen Hydraulikmotor bzw. eine Pumpe mit Axialspielkompensation. Die Axialspielkompensation reagiert jedoch nicht unmittelbar auf Druckschwankungen, die beim Erzeugen des Hydraulikdrucks entstehen.
In der polnischen Druckschrift PL 366 267 wird ebenfalls ein Hydraulikantrieb offenbart. Hierbei handelt es sich um einen Umlauf-Hydraulikmotor, dessen Axialspielkompensation durch außen liegende Schrauben eingestellt wird.
Die Axialspielkompensationen der bekannten Hydraulikantriebe bzw. -pumpen haben den Nachteil, dass sie nicht flexibel auf Druckschwankungen, die bei der Druckerzeugung entstehen reagieren können. Dadurch bleibt immer ein nicht kompensierbares Axialspiel vorhanden.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Hydraulikantrieb zu schaffen, der auch bei Druckschwankungen möglichst gleichmäßig arbeitet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Hydraulikantrieb der eingangs genannten Art

g) einen vom Hydraulikdruck abhängigen druckgesteuerten Axialspielkompensationsmechanismus zur Kompensation vom Spiel der Antriebswelle aufweist.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip den Hydraulikdruck selbst zu nutzen, um das Axialspiel zu kompensieren.
Als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung hat sich erwiesen, wenn der Axialspielkompensationsmechanismus des Hydraulikantriebs eine senkrecht zur Achse der Antriebswelle angeordnete Druckplatte aufweist. wobei die Druckplatte eine zentrale Ausnehmung aufweist, mit welcher die Druckplatte auf die Antriebswelle axialbeweglich aufgesteckt ist. Diese Maßnahme dient dazu, dass die Druckplatte so flexibel auf verschiedene Drücke des Hydrauliköls reagieren kann.
In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Hydraulikantriebs ist ein Gehäusedeckel vorgesehen, welcher senkrecht zur Achse der Antriebswelle und oberhalb des Endes der Antriebswelle im Wesentlichen parallel zu der Druckplatte angeordnet ist, wobei der Gehäusedeckel mit der axialbeweglichen Druckplatte statisch stabil gekoppelt ist. Der Gehäusedeckel dichtet die Druckplatte gegenüber dem Gehäuse ab. Dadurch kann der Gehäusedeckel sich mit der Druckplatte bewegen und so Druckschwankungen kompensieren. Der Deckel bzw. die Druckplatte sind mit einem entsprechenden Druck vorgespannt.
In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Hydraulikantriebs ist eine Schraube in einer Gewindebohrung des Gehäuses vorgesehen. Mit der Schraube kann der Gehäusedeckel axial zur Antriebswelle gegenüber dem Gehäuse verstellt und daran arretiert werden. Durch diese Maßnahme lässt sich die Vorspannung, mit der der Deckel gegen die Druckplatte drückt, unterschiedlich stark einstellen.
Vorzugsweise ist dann zwischen dem Ende der Schraube und dem Gehäusedeckel eine Kugel vorgesehen. Die Kugel hat geringe Reibung und presst den Gehäusedeckel optimal an zentraler Stelle an.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist der Gehäusedeckel zur Antriebswelle hin konkav ausgebildet. Dadurch entsteht ein Raum, der von der Antriebswelle genutzt werden kann.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile ergeben sich aus dem Gegenstand der Unteransprüche, sowie der Zeichnung mit der dazugehörigen Beschreibung.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt in einem axialen Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydraulikantriebs mit Hydraulikdruck abhängigen druckgesteuerten Axialspielkompensationsmechanismus.
2 zeigt einen Querschnitt des Ausführungsbeispiels von 1 in der Ebene A-A.
Bevorzugtes Ausführungsbeispiel
In 1 wird mit 20 ein erfindungsgemäßer Hydraulikantrieb bezeichnet. Der Hydraulikantrieb 20 ist als Zahnnockenmotor ausgebildet. In einem zylinderförmigen Gehäuse 1 des Hydraulikantriebs 20 befindet sich in einem Arbeitsraum 11 ein Planetengetriebe 22. Das Planetengetriebe 22 treibt einen Rotor 24 an, der auf einer im Gehäuse 1 weitestgehend mittig liegende Antriebswelle 4 aufgesteckt ist. Das Planetengetriebe 22 besteht aus Planetenrädern 2. welche um einen im Gehäuse 1 feststehenden Zahnkranz 26 laufen. Die Antriebswelle 4 ist in Lagern 28, 30 im Gehäuse 1 drehbar gelagert. Ein Ende ragt aus dem Gehäuse 1 heraus. Das Lager 30 bildet dabei den Ausgang für die Antriebswelle 4 aus dem Gehäuse 1. Abgedichtete Einschnürungen 31 bilden eine Begrenzung zum Arbeitsraum 11. Das andere Ende der Antriebswelle 4 verbleibt hingegen im Zylinder des Gehäuses 1.
Eine bewegliche Druckplatte 5 weist dort eine zentrale Ausnehmung 32 auf, womit sie beweglich auf der Antriebswelle 4 aufgesteckt ist. Die Druckplatte 5 dichtet mit einer Gleitplatte 3 und einem konkaven Gehäusedeckel 6 den Arbeitsraum 11 nach außen ab. Der Gehäusedeckel 6 ist dazu mit der Druckplatte 5 statisch stabil aber kippbar gekoppelt, so dass auf dem Gehäusedeckel 6 wirkende Kräfte gleichmäßig auf die Druckplatte 5 und umgekehrt wirken. An der gegenüberliegenden Seite der Druckplatte 5 ist ferner die Gleitplatte 3 vorgesehen, die mit der Druckplatte 5 eine axiale Bewegung entlang der Antriebswelle vollziehen kann.
Mit 12 wird eine Zuleitung bezeichnet. Der Austrittskanal wird von einer Ableitung 34 gebildet. Durch die Zuleitung 12 wird eine Hydraulikflüssigkeit mit Druck in den Arbeitsraum 11 geleitet, wo sich das Planetengetriebe 22 befindet und mit der Hydraulikflüssigkeit unter Druck angetrieben wird. Die Hydraulikflüssigkeit ist eine aus Wasser und Öl bestehende Emulsion. Die Hydraulikflüssigkeit verlässt den Arbeitsraum 11 anschließend wieder am Austrittskanal 34.
Oberhalb des Gehäusedeckels 6 befindet sich in einem inneren Abschnitt 36 des zylindrischen Gehäuses 1 ein Gewinde 38, in welches eine Schraube 7 zum Verstellen eingeschraubt ist. Zwischen Schraube 7 und Gehäusedeckel 6 befindet sich eine Kammer 10, in der – im Wesentlichen zentral – eine Kugel 8 vorgesehen ist. Je weiter die Schraube in das Gewinde 38 eingeschraubt wird, desto stärker wird der Deckel vorgespannt. Die Kugel 8 überträgt die Bewegung der Schraube 7 gleichmäßig auf den Deckel 6. Ein Zwischenraum 9 lässt ein gewisses Arbeitsspiel für die Einstellung der Vorspannung zu.
In 2 ist ein Querschnitt des Ausführungsbeispiels von 1 in der Ebene A-A zu sehen. In dem zylindrischen Gehäuse 1 ist das Planetengetriebe 22 angeordnet, welches den Zahnkranz 26, durch die Hydraulikflüssigkeit angetrieben, umläuft. Dabei treibt es den auf die Antriebswelle 4 aufgesteckten Rotor 24 an.
Die Druckplatte 5 bewirkt einen gleichmäßigen Andruck über die ganze Fläche. Damit werden der Leckölstrom und die dadurch verursachte Leistungsminderung verringert. Durch die kippbare Anordnung des Deckels 6 können zudem Fertigungsfehler ausgeglichen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- PL 177470 [0003]
- PL 185724 [0004]
- PL 366267 [0005]

Claims

Hydraulikantrieb (20) bestehend aus a) einem Gehäuse (1) b) einer aus dem Gehäuse (1) herausgeführten drehbar gelagerten Antriebswelle (4), c) einem Rotor (24), welcher auf der Antriebswelle (4) vorgesehen ist, d) einem feststehenden Zahnkranz (26), e) einem Planetengetriebe (22), welches aus Planetenrädern (2) mit ineinandergreifenden Zahnkränzen besteht, die den feststehenden Zahnkranz (26) zum Antreiben des Rotors (24) umlaufen, f) eine Zu- (12) und Ableitung (34), welche eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck durch das Gehäuse (1) in Arbeitsraum (11) zum Antreiben des Planetengetriebes (22) leitet, gekennzeichnet durch g) einen vom Hydraulikdruck abhängigen druckgesteuerten Axialspielkompensationsmechanismus (3, 5, 6, 7, 8) zur Kompensation vom Spiel der Antriebswelle (4).
Hydraulikantrieb (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialspielkompensationsmechanismus eine senkrecht zur Achse der Antriebswelle (4) angeordnete Druckplatte (5) aufweist, wobei die Druckplatte (5) eine zentrale Ausnehmung (32) aufweist, mit welcher die Druckplatte (5) auf die Antriebswelle (4) axialbeweglich aufgesteckt ist.
Hydraulikantrieb (20) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Gehäusedeckel (6), welcher senkrecht zur Achse der Antriebswelle (4) und oberhalb des Endes der Antriebswelle (4) im Wesentlichen parallel zu der Druckplatte (5) angeordnet ist, wobei der Gehäusedeckel (6) mit der Druckplatte (5) statisch stabil gekoppelt ist.
Hydraulikantrieb (20) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Schraube (7) in einer Gewindebohrung (38) des Gehäuses, welche den Gehäusedeckel (6) axial zur Antriebswelle (4) gegenüber dem Gehäuse (1) verstellt und daran ggf. arretiert.
Hydraulikantrieb (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ende der Schraube (7) und dem Gehäusedeckel (6) eine Kugel (8) vorgesehen ist.
Hydraulikantrieb (20) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (6) zur Antriebswelle (4) hin konkav ausgebildet ist.