-
Vorliegende Erfindung betrifft einen Schwenkmotor mit einem zwischen einem vorzugsweise zylindrischen Außenteil und einem vorzugsweise zylindrischen Innenteil ausgebildeten Innenraum, wobei am Außenteil und/oder am Innenteil mindestens ein Steg ausgebildet ist, der zumindest zwei Stegelemente aufweist, und der den Innenraum in mindestens eine erste und eine zweite Arbeitskammer teilt.
-
Der allgemeine Grundaufbau eines Schwenkmotors ist beispielsweise in der Patentschrift
DE 43 37 815 C1 offenbart, auf die bezüglich des Aufbaus des Schwenkmotors verwiesen wird. Allgemein weist der Schwenkmotor ein im Wesentlichen zylindrisches Außenteil und ein im Wesentlichen zylindrisches Innenteil auf, wobei das zylindrische Innenteil meist als Motorwelle ausgebildet ist und relativ zum zylindrischen Außenteil verdrehbar ist. In einem Innenraum, zwischen dem zylindrischen Außenteil und dem zylindrischen Innenteil, sind mittels sich von dem zylindrischen Außenteil in Richtung Innenteil erstreckenden Stegen (Rippen) und mittels sich von dem zylindrischen Innenteil in Richtung Außenteil erstreckenden Stegen (Flügel) üblicherweise mehrere Arbeitskammern gebildet. Die Arbeitskammern sind dabei in Axialrichtung des Schwenkmotors von das zylindrische Außenteil und das zylindrischen Innenteil abschließenden Deckeln und in Umfangsrichtung von den Stegen voneinander getrennt. In den Stegen sind radiale Ausnehmungen oder Nuten ausgebildet, in denen Dichtungselemente angeordnet sind.
-
In der
EP 1 840 388 A2 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schwenkmotors mit einem zylinderförmigen Außenteil und einem darin schwenkbar gelagerten Innenteil offenbart. Dabei werden die zugehörigen Stege auf einer Innenwandung des Außenteils und/oder an einer äußeren Mantelfläche des Innenteils mittels eines stoffschlüssigen Verfahrens, insbesondere eines Lötverfahrens angebracht, statt einstückig mit dem Außenteil bzw. dem Innenteil gefertigt zu werden.
-
Nachteilig an diesem aus dem Stand der Technik bekannten Schwenkmotor ist, dass die Stege an die jeweilige Form des Außen- bzw. Innenteils und an die radiale Ausdehnung des zwischen ihnen definierten Innenraums angepasst werden müssen. Das bedeutet aber auch, dass bei der Herstellung des Schwenkmotors eine hohe Teilevielfalt und Teilebevorratung erforderlich ist, um die entsprechenden Kombinationen aus Außenteil und Innenteil bereitstellen zu können. Zudem muss, auch wenn lediglich ein Teil des Schwenkmotors ausgetauscht werden könnte, der gesamte Schwenkmotor ausgetauscht werden. Grund dafür ist, dass die am Schwenkmotor unlösbar angebrachten Stege passgenau an die Krümmung des Außenteils bzw. des Innenteils und an die radiale Ausdehnung des Innenraumes angepasst sind. Analog gilt das natürlich auch für einen Austausch des Außenteils.
-
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, einen Schwenkmotor bereitzustellen, der einfach montierbar ist.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Schwenkmotor gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Stegelement gemäß Patentanspruch 11 gelöst.
-
Erfindungsgemäß wird ein Schwenkmotor mit einem vorzugsweise zylindrischen Außenteil und einem vorzugsweise zylindrischen Innenteil, die zueinander verdrehbar ausgebildet sind, bereitgestellt. Dabei sind an dem zylindrischen Außenteil und dem zylindrischen Innenteil Stege vorgesehen, die sich in radialer Richtung des Schwenkmotors in einen von dem Außenteil bzw. vom Innenteil definierten Innenraum erstrecken und diesen in Arbeitskammern unterteilen. Dabei ist mindestens ein Steg aus zumindest zwei Stegelementen ausgebildet.
-
Um flexibel auf verschiedene Arbeitskammerhöhen, also auf unterschiedliche radiale Abstände zwischen Innenteil und Außenteil eingehen zu können, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, das mindestens eine Stegelement aus zumindest einem Halteelement und einem Ausgleichselement auszubilden. Durch die Unterteilung des Stegelements in ein Halteelement und ein Ausgleichselement kann eines der Elemente, insbesondere das Halteelement, an eine innere Krümmung des Außenteils und/oder eine äußere Krümmung des Innenteils angepasst werden, während das andere Element, insbesondere das Ausgleichselement, für eine Anpassung an die radialen Abstände sorgt.
-
Dieser zweiteilige Aufbau ermöglicht zum Beispiel, dass bei der Montage eines Schwenkmotors, bei beispielsweise baugleichen Außenteilen der erfindungsgemäße Steg sehr einfach an verschiedene Innenteile angepasst werden kann, da dazu lediglich eine Änderung oder Anpassung der Ausgleichselemente nötig ist. Vorteilhafterweise muss also nicht für jede Kombination von Außenteil und Innenteil ein eigener Steg bevorratet werden, so dass Material und Kosten verringert werden können. Zudem kann aufgrund des erfindungsgemäßen zweiteiligen Aufbaus bei einem defekten Bauteil lediglich ein Austausch des Bauteils, beispielsweise eines defekten Innenteils, vorgenommen werden, statt einem Austausch des kompletten Schwenkmotors, was Ressourcen spart.
-
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Halteelement an eine Krümmung des Außenteils und/oder des Innenteils des Schwenkmotors angepasst. Dazu weist das Halteelement eine zur Krümmung komplementäre Anbindungsfläche auf. Das Halteelement kann dabei lösbar oder unlösbar an das Außenteil und/oder das Innenteil angebunden sein, beispielsweise durch eine formschlüssige, stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung, wobei natürlich auch das Ausgleichselement direkt mit dem Außen- bzw. Innenteil verbindbar sein kann. Eine Anpassung des Ausgleichselements an die Krümmung von Außenteil und/oder Innenteil ist zwar möglich, da jedoch die umfängliche Abmessung des Ausgleichselements relativ gering ist, kann auf eine Anpassung des Ausgleichselements an die Krümmung optional verzichtet werden. Dabei ist insbesondere eine Anbindung des Halteelements an das Außenteil besonders vorteilhaft, da Außenteile mit Stegen schwieriger auszubilden sind als Innenteile mit Stegen.
-
Wie oben erwähnt, sorgt das Ausgleichselement für die radiale Ausdehnung des Stegs und erstreckt sich in radialer Richtung des Schwenkmotors vom Außenteil bis zum Innenteil oder umgekehrt. Halteelement und Ausgleichselement können deshalb insbesondere eine unterschiedliche radiale Abmessung aufweisen, so dass das Ausgleichselement für eine Anpassung an die radialen Abstände der Arbeitskammer sorgt. Selbstverständlich kann es aber auch möglich sein, dass das Halteelement die gleiche radiale Abmessung aufweist wie das Ausgleichselement.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind das Haltelement und das Ausgleichselement lösbar oder unlösbar miteinander verbindbar. Vorteil einer unlösbaren Verbindung ist, dass eine starre Verbindung zwischen beiden Elementen realisiert werden kann, und somit eine große Krafteinwirkung auf das Stegelement erfolgen kann. Dieses ist besonders bei einem großen radialen Abstand zwischen Außenteil und Innenteil vorteilhaft sowie bei einem großen radialen Größenunterschied von Halteelement und Ausgleichselement. Dabei kann das Halteelement bereits vor, während und/oder nach der Montage mit dem Ausgleichselement verbunden werden.
-
Auf der anderen Seite kann es auch vorteilhaft sein, das Halteelement mittels einer lösbaren Verbindung an dem Ausgleichselement zu befestigen, beispielsweise über eine Nut-Feder-Verbindung. Dadurch kann das Ausgleichselement bei sich ändernden Innenteilen und/oder Außenteilen einfach ausgetauscht werden. Weiterhin ist es auch möglich, das Ausgleichselement unverbunden neben dem Halteelement anzuordnen. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Ausgleichselement dann gleichzeitig als eine Beilage für ein Dichtungselement fungieren kann. Dabei kann das Ausgleichselement aus einem im Wesentlichen metallischen Material oder aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt sein.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Stegelemente des mindestens einen Stegs derart voneinander beabstandet angeordnet, dass sie zwischen sich eine Nut zur Aufnahme eines Dichtungselements ausbilden. Die das Dichtungselement aufnehmende Nut verläuft vorzugsweise in Axialrichtung des Schwenkmotors. Dadurch kann beispielsweise auf ein Einfräsen der Nut in den Steg verzichtet werden. Die Breite der Nut wird vorzugsweise über zwei entsprechend beabstandet angeordnete Ausgleichselemente definiert. Grundsätzlich kann die Nut aber auch über ein einzelnes Ausgleichselement ausgebildet werden. Dafür kann ein einstückiges Ausgleichselement verwendet werden, das eine vorzugsweise vorgefertigte Nut aufweist. Es ist jedoch auch möglich, die Nut nachträglich, beispielsweise mittels Fräsen, in das Ausgleichselement einzuarbeiten.
-
Des Weiteren kann in der Nut ein Dichtungselement aufgenommen sein, das vorzugsweise einen Dichtungsrahmen mit einem darin aufgenommenen Füllelement und/oder mindestens eine vorzugsweise seitlich am Dichtungsrahmen angeordnete Beilage aufweist. Das Füllelement bietet den Vorteil, dass der Dichtungsrahmen stabilisiert und zusätzlich vorgespannt werden kann. Vorteilhafterweise wird durch das Füllelement eine in Richtung Nutgrund und/oder in Richtung Außenteil bzw. Innenteil gerichtete Kraft auf den Dichtungsrahmen ausgeübt, die in einer fluiddichten Abdichtung der Arbeitskammern resultiert. Das Füllelement kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Dichtungselement eine Beilage aufweisen, die bei Druckbeaufschlagung mit einem Druckfluid direkt oder indirekt über das Füllelement auf den Dichtungsrahmen wirkt.
-
Vorzugsweise weist das Dichtungselement eine im Wesentlichen gleiche radiale Abmessung zu dem Ausgleichselement auf. Dadurch kann eine optimale Abdeckung des Dichtungselements durch das Ausgleichselement in radialer Richtung des Schwenkmotors erfolgen, so dass, bei Druckbeaufschlagung mit einem Druckfluid, Leckagen vermieden werden können. Alternativ oder zusätzlich weist auch die Beilage eine im Wesentlichen gleiche radiale Abmessung zu dem Ausgleichselement auf.
-
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann, wie oben erwähnt, das Ausgleichselement zudem als Beilage fungieren. Dadurch kann die Anzahl der zu verbauenden Elemente reduziert, und die Montage vereinfacht werden.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein oben beschriebenes Stegelement für einen Steg eines Schwenkmotors, das zumindest ein Halteelement und ein Ausgleichselement aufweist.
-
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen definiert.
-
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele rein exemplarischer Natur und sollen nicht den Schutzbereich der Anmeldung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Patentansprüche definiert.
-
Es zeigen:
-
1: eine schematische Schnittansicht durch einen Schwenkmotor mit einem erfindungsgemäßen Steg; und
-
2: eine Explosionsdarstellung des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Stegs.
-
Im Folgenden werden gleiche bzw. funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
1 zeigt eine schematische Schnittansicht durch einen Schwenkmotor 1 mit einem zylindrischen Außenteil 2 und einem zylindrischen Innenteil 4, wobei das Innenteil 4 und das Außenteil 2 zueinander verdrehbar ausgestaltet sind. Zwischen dem Außenteil 2 und dem Innenteil 4 ist ein Innenraum 10 definiert, der über an dem Außenteil 2 und dem Innenteil 4 ausgebildete Stege 6, 8 in mit Druckfluid beaufschlagbare Arbeitskammern A1, A2, B1, B2 unterteilt ist. Die Stege 6, 8 erstrecken sich dabei im Wesentlichen radial von dem Außenteil 2 in Richtung Innenteil 4 und umgekehrt, von dem Innenteil 4 in Richtung Außenteil 2. Das Außenteil 2 und das Innenteil 4 sind in axialer Richtung des Schwenkmotors von Deckeln (nicht gezeigt) abgeschlossen, bis zu denen sich ebenfalls die Stege 6, 8 axial erstrecken. In dem Ausführungsbeispiel der 1 ist weiterhin eine Durchgangsbohrung 12 durch das Innenteil 4 dargestellt, wobei die Durchgangsbohrung 12 jeweils zwei funktional zusammengehörende Arbeitskammern A1, B1 miteinander verbindet. Das bedeutet, dass wenn die Arbeitskammern A1, B1 mit einem Druckfluid beaufschlagt werden, eine Schwenkbewegung des Motors im Uhrzeigersinn erfolgt. Die anderen beiden Arbeitskammern A2, B2 werden währenddessen drucklos gehalten. Über eine weitere Durchgangsbohrung (nicht gezeigt) werden die beiden funktional zusammengehörenden Arbeitskammern A2, B2 miteinander verbunden, so dass bei Druckbeaufschlagung dieser Kammern eine Schwenkbewegung des Motors gegen den Uhrzeigersinn erfolgt. Die in 1 gezeigten Stege 6, 8 weisen weiterhin eine Nut 14 zur Aufnahme eines Dichtungselements 16 auf, um die Arbeitskammern A1, A2, B1, B2 fluiddicht voneinander zu trennen.
-
Weiterhin ist in 1 dargestellt, dass der Steg 6 nicht einstückig mit dem Außenteil 2 gefertigt ist, sondern aus zwei Stegelementen 6a, 6b zusammengesetzt ist, die zwischen sich die Nut 14 definieren. Erfindungsgemäß sind zudem die Stegelemente 6a, 6b jeweils aus einem Halteelement 18a, 18b und einem Ausgleichselement 20a, 20b aufgebaut. Durch die Unterteilung der Stegelemente 6a, 6b in Halteelemente 18a, 18b und Ausgleichselemente 20a, 20b können die Halteelemente 18a, 18b an eine Innenkrümmung 22 des Außenteils 2 angepasst werden, während die Ausgleichselemente 20a, 20b für die radiale Ausdehnung der Stegelemente 6a, 6b zwischen dem Außenteil 2 und dem Innenteil 4 sorgen. Sollte der Schwenkmotor beispielsweise mit einem neuen Innenteil ausgestaltet werden, so musste im Stand der Technik der gesamte Schwenkmotor ausgetauscht werden, um etwaige Größenunterschiede auszugleichen. Jetzt können erfindungsgemäß lediglich die Ausgleichselemente 20a, 20b ausgetauscht werden, um der radialen Ausdehnung des Innenraumes 10 zu entsprechen, was zu einer Material- und Kostenersparnis führt. Das Gleiche trifft bei der Neumontage eines Schwenkmotors zu, da beispielsweise durch den erfindungsgemäßen Steg das Außenteil 2 mit den Halteelementen 18a, 18b bereits vorgefertigt werden kann, und lediglich die dem zu verbauenden Innenteil 4 entsprechenden Ausgleichselemente 20a, 20b eingesetzt werden müssen, um für die entsprechende radiale Ausdehnung des Stegs 6 zu sorgen. Die Ausgleichselemente 20a, 20b können dabei vorteilhafterweise aus einem metallischen Werkstoff oder sogar aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt sein.
-
Im Gegensatz zu dem aus Halteelementen 18a, 18b und Ausgleichselementen 20a, 20b aufgebauten Steg 6 des Außenteils 2 ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel das Innenteil 4 einstückig mit dem Steg 8 gefertigt. Selbstverständlich kann jedoch auch das Innenteil 4 einen erfindungsgemäß ausgestalteten Steg 8 aufweisen.
-
Wie weiterhin 1 zu entnehmen, weisen das Halteelement 18a und das Ausgleichselement 20a eine unterschiedliche radiale Abmessung auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 ist das Ausgleichselement 20a in radialer Richtung des Schwenkmotors 1 länger als das Halteelement 18a. Selbstverständlich können das Halteelement 18a und das Ausgleichselement 20a auch gleich groß sein, wie bei dem Stegelement 6b gezeigt.
-
2 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Stegs 6. Dabei sieht man weiterhin, dass die Halteelemente 18a, 18b jeweils komplementäre Anbindungsflächen 24a, 24b zu der Innenkrümmung 22 des Außenteils 2 aufweisen. Analog können die Halteelemente 18a, 18b selbstverständlich auch jeweils komplementäre Anbindungsflächen zu einer Außenkrümmung des Innenteils 4 aufweisen (nicht gezeigt). Die Anbindungsflächen 26a, 26b der Ausgleichselemente 20a, 20b müssen dagegen nicht an die Innenkrümmung 22 des Außenteils 2 und/oder die Außenkrümmung des Innenteils 4 angepasst werden, da deren umfängliche Ausdehnung vernachlässigbar klein ist.
-
Die Ausgleichselemente 20a, 20b können mit den Haltelementen 18a, 18b weiterhin lösbar oder unlösbar verbunden werden. Eine unlösbare Verbindung zwischen Halteelementen 18a, 18b und Ausgleichselementen 20a, 20b bietet den Vorteil, dass die Stegelemente 6a, 6b mit einer großen Kraft beaufschlagbar sind, auch bei einem großen radialen Abstand zwischen Außenteil 2 und Innenteil 4 und einem großen radialen Größenunterschied von Halteelement 18a, 18b und Ausgleichselement 20a, 20b. Die lösbare Ausbildung ist dagegen vorteilhaft, wenn wahrscheinlich ist, dass der Schwenkmotor 1 an ein neu einzusetzendes Innenteil 4 angepasst werden soll. Dabei bleibt das Halteelement 18a, 18b mit dem Außenteil 2 verbunden, während nur das Ausgleichselement 20a, 20b ausgetauscht wird.
-
Wie 1 und 2 weiterhin zu entnehmen, ist zwischen den Ausgleichselementen 20a, 20b ein Dichtungselement 16 aufgenommen. Dabei bilden die Ausgleichselemente 20a, 20b die Nut 14. Das Dichtungselement 16 selbst weist wie üblich einen Dichtungsrahmen 30 und ein darin aufgenommenes Füllelement 32 auf. Durch das Füllelement 32 kann der Dichtungsrahmen 30 stabilisiert und zusätzlich vorgespannt werden. Dabei kann das Füllelement 32 aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt sein. Das Dichtungselement 16 kann weiterhin zumindest eine Beilage 28 aufweisen, die den Dichtungsrahmen 30 seitlich abdeckt und beispielsweise bei Druckbeaufschlagung mit einem Druckfluid den Dichtungsrahmen 30 insbesondere in Richtung Nutgrund und/oder in Richtung Außenteil 2 bzw. Innenteil 4 vorspannen kann. Um Leckagen zu vermeiden, ist es dabei vorteilhaft, wenn das Dichtungselement 16 und/oder die Beilage 28 eine im Wesentlichen gleiche radiale Abmessung wie die Ausgleichselemente 20a, 20b aufweisen. Alternativ können die Ausgleichselemente 20a, 20b aber auch direkt als Beilagen 28 für das Dichtungselement 16 fungieren. Dabei ist eine unverbundene Anordnung zwischen den Halteelementen 18a, 18b und den Ausgleichselementen 20a, 20b sinnvoll.
-
Durch das Ausbilden der Nut 14 mittels zweier entsprechend beabstandeter Ausgleichselemente 20a, 20b kann auf ein nachträgliches Einarbeiten der Nut 14 in das Ausgleichselement 20a, 20b verzichtet werden. Generell kann die Nut 14 aber auch über ein einzelnes Ausgleichselement 20 ausgebildet werden, wobei die Nut 14 in dem einstückigen Ausgleichselement 20 bereits vorgefertigt ist, oder nachträglich, beispielsweise durch Fräsen, in das Ausgleichselement 20 eingearbeitet wird.
-
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Stegelemente 6a; 6b mit zumindest einem Halteelement 18a; 18b und einem Ausgleichselement 20a; 20b, kann einerseits über das Halteelement 18a; 18b eine exakte Passgenauigkeit der Profilform des Steges 6 an die Innenkrümmung 22 des Außenteils 2 und/oder die Außenkrümmung des Innenteils 4 gewährleistet werden, während das Ausgleichselement 20a; 20b für eine Anpassung des Steges 6 an den radialen Abstand zwischen Außenteil 2 und Innenteil 4 sorgt. Dadurch muss nicht für jede Kombination von Außenteil 2 und Innenteil 4 ein eigener Steg bzw. ein eigenes Stegelement bevorratet werden, was Material und Kosten spart. Zudem kann dadurch die Montage vereinfacht und ein Austausch defekter Elemente ermöglicht werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schwenkmotor
- 2
- Außenteil
- 4
- Innenteil
- 6
- Steg
- 6a, 6b
- Stegelement
- 8
- Steg
- 10
- Innenraum
- 12
- Durchgangsbohrung
- 14
- Nut
- 16
- Dichtungselement
- 18a, 18b
- Halteelement
- 20, 20a, 20b
- Ausgleichselement
- 22
- Innenkrümmung des Außenteils
- 24a, 24b
- Anbindungsfläche des Halteelements
- 26a, 26b
- Anbindungsfläche des Ausgleichselements
- 28
- Beilage
- 30
- Dichtungsrahmen
- 32
- Füllelement
-
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
-
- DE 4337815 C1 [0002]
- EP 1840388 A2 [0003]
