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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwenkmotor zur Erzeugung eines Drehmoments und ein Dichtungssystem für einen Schwenkmotor.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Im Stand der Technik sind Schwenkmotoren bekannt, die sich vorteilhafterweise durch eine kompakte und robuste Bauweise bei hoher Leistungsdichte auszeichnen. Schwenkmotoren können eine Drehbewegung ausführen, die kleiner als 360° ist. Ist der erforderliche Schwenkwinkel klein können konstruktiv mehr Zylinderräume im Schwenkmotor vorgesehen werden. Hierdurch kann eine kompakte Bauweise ermöglicht werden, da viele Zylinderräume zum notwendigen Drehmoment beitragen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Zylinderräume eines Schwenkmotors müssen abgedichtet werden. Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, dass druckbeaufschlagte Zylinderräume räumlich gegenüber liegen und daher druckbeaufschlagte Zylinderräume von nicht-druckbeaufschlagten Zylinderräumen umgeben sind. Alle Zylinderräume sind daher komplett abzudichten, wodurch sich aufwändige und teure Dichtungsvorrichtungen für einen Schwenkmotor ergeben.
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Eine Aufgabe ist daher, eine Möglichkeit der Abdichtung der Zylinderräume eines Schwenkmotors zur Verfügung zu stellen, die einfach und daher kostengünstig ist.
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Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Schwenkmotor zur Erzeugung eines Drehmoments zur Verfügung gestellt, umfassend: eine Welle zur Abgabe eines Drehmoments und einen Zylinderraum zur Aufnahme eines Fluids zur Erzeugung des Drehmoments, wobei innerhalb des Zylinderraums eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme des Fluids angeordnet ist.
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Durch die Anordnung einer Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme des drehmomenterzeugenden Fluids kann auf eine aufwändige Abdichtung der Zylinderkammern des Schwenkmotors verzichtet werden.
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Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Dichtungssystem für einen Schwenkmotor zur Verfügung gestellt, wobei der Schwenkmotor durch ein Fluid ein Drehmoment erzeugen kann, wobei das Dichtungssystem eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme des Fluids aufweist.
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Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Schwenkmotor zur Verfügung gestellt, wobei die Aufnahmevorrichtung als Blase oder als Ballon oder als Faltenbalg ausgebildet ist.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Schwenkmotor zur Verfügung gestellt, wobei die Aufnahmevorrichtung gummielastisch ist und/oder aus Kunststoff besteht.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Schwenkmotor zur Verfügung gestellt, wobei eine Rücknahmevorrichtung zur Reibungsreduzierung zwischen Aufnahmevorrichtung und Wand des Gehäuses angeordnet ist, die zur Kompression der Aufnahmevorrichtung führt.
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Insbesondere falls das Fluid aus einer entsprechenden Zylinderkammer abgesaugt wird, kann durch eine Rücknahmevorrichtung sichergestellt werden, dass ein „Schleifen“ der Aufnahmevorrichtung beispielsweise am Gehäuse des Schwenkmotors verhindert werden kann.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Schwenkmotor zur Verfügung gestellt, wobei die Rücknahmevorrichtung als Feder ausgebildet ist oder wobei die Aufnahmevorrichtung eine integrierte Zusammenzieheigenschaft bzw. -vorrichtung aufweist.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Schwenkmotor zur Verfügung gestellt, wobei die Aufnahmevorrichtung elastische Bereiche und unelastische Bereiche umfasst, die insbesondere als ein Faltenbalg mit tragenden Elementen ausgebildet sind.
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Durch die unelastischen Bereiche kann eine Struktur der Aufnahmevorrichtung sichergestellt werden. Hierdurch kann Reibung zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Gehäuse des Schwenkmotors verhindert werden.
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Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, ein neues Dichtungskonzept für einen Schwenkmotor zur Verfügung zu stellen, wobei die einzelnen Zylinderräume in sich abgedichtet sind. Das erfinderische Dichtungskonzept ist hierbei in sich geschlossen und derart ausgebildet, dass die jeweilige Dichtung sich an das jeweilige Kammervolumen anpassen kann. Hierzu werden in den Zylinderräumen als Aufnahmevorrichtungen für das Fluid beispielsweise Blasen bzw. Faltenbalge angeordnet, die eine komplette Abdichtung des Zylinderraums ermöglichen. Diese Blasen oder Faltenbalge nehmen das unter Druck stehende Arbeitsmedium, das Fluid, auf, wodurch die Flügelwellen (Flügel, die auf einer Welle angeordnet sind) innerhalb der Zylinderräume angetrieben werden können.
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Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen
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1 einen Schwenkmotor mit zwei Zylinderräumen pro Drehrichtung,
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2 ein Flügel 5 auf einer Welle 1 mit Nuten 4, 6, in denen Dichtungen angeordnet werden können,
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3 ein Gehäuse mit Abtrennungen 7, in deren Zwischenräume 3 Dichtungen angeordnet werden können,
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4 einen Schwenkmotor mit Nuten für Dichtungen 3, 4, 8, 9,
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5 einen Schwenkmotor mit drei Zylinderräumen pro Drehrichtung,
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6 einen Schwenkmotor in einem Längsschnitt,
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7 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines Schwenkmotors mit Blasen 10,
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8 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines Schwenkmotors mit vier Faltenbalgen 12.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt einen Schwenkmotor mit zwei Zylinderräumen 13 für jede Richtung. Es sind daher insgesamt vier Zylinderräume 13 angeordnet.
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2 zeigt eine Welle 1 mit zwei Flügeln 5 mit Dichtungsnuten 4 und 6, in die Dichtungen eingesetzt werden können. Es muss um den kompletten Flügel 5 eine Dichtung vorgesehen sein, um einen Kurzschluss zwischen den Zylinderkammern 13 zu vermeiden. Die Dichtung ist daher insgesamt U-förmig bzw. rahmenförmig ausgebildet.
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3 zeigt ein Gehäuse 2 für eine Welle 1 mit zwei Flügeln 5. Das Gehäuse 2 weist Abtrennungen 7 auf, in die Dichtungen 3 angeordnet sind. Diese Dichtungen 3 müssen U-förmig ausgebildet sein. Typischerweise ist die Dichtung 3 als Rahmendichtung ausgebildet.
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4 zeigt die verschiedenen Dichtungen 3, 4, 8, 9, die notwendig sind, um die jeweils druckbeaufschlagten von den nicht-druckbeaufschlagten Zylinderräumen 13 abzudichten. Die Anzahl der Dichtungen 3, 4 steigt mit der Anzahl der Zylinderkammern 13. Die Dichtungen 8, 9 werden auf beiden Seiten des Schwenkmotors benötigt. Es sind daher insgesamt vier Dichtungen 3, 4 für die Flügel 5 und die Abtrennungen 7 und zwei Dichtungen 9 mit kleinem Durchmesser und zwei Dichtungen 8 mit großem Durchmesser notwendig.
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5 zeigt einen Schwenkmotor mit drei Zylinderräumen 13 pro Drehrichtung. Die Erhöhung der Anzahl der Zylinderräume 13 ermöglicht höhere Drehmomente bei einer kompakten Bauweise. Nachteilig daran ist jedoch, dass die Anzahl der Flügeldichtungen bei der Erhöhung der Anzahl der Zylinderräume 13 pro Drehrichtung steigen. Bei drei Zylinderräumen 13 pro Drehrichtung werden drei Dichtungen in die Ausnehmungen 4 für den jeweiligen Flügel 5 und drei Dichtungen 3 für die jeweilige Abtrennung 7 benötigt. Weiterhin werden die axialen Dichtungen vorne und hinten am Schwenkmotor benötigt.
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6 zeigt einen Schwenkmotor in einem Längsschnitt mit rahmenförmigen Dichtungen 14, die in Ausnehmungen/Nuten 4, 6 angeordnet werden, und Dichtungen 8, 9. Insbesondere im Bereich 15 stellt das Dichtungskonzept für einen Schwenkmotor hohe Anforderungen, da bewegende Teile gegeneinander abgedichtet werden müssen.
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7 zeigt eine erfindungsgemäße Abdichtung der Zylinderräume 13 durch eine Blase 10, wobei optional Federn 11 angeordnet werden können, um Reibung zwischen den Blasen 10 und den Wänden des Gehäuses 2 und ein Einklemmen der Blasen 10 zu vermeiden.
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8 zeigt eine alternative Ausführungsform mit Faltenbalgen 12, die sich je nach Druckzustand ausweiten können, um ein Drehmoment auf die Welle 1 ausüben zu können. Die Faltenbalge 12 können unelastische Bereiche aufweisen, die eine Struktur bewahren, und so Reibung und Einklemmen der Faltenbalge 12 vermeiden. Außerdem können die Faltenbalge 12 elastische Bereiche aufweisen, die eine Anpassung an das Fluid bzw. das Zylinderkammervolumen ermöglichen.
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Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen“ weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein“ und „eine“ mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
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Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Welle
- 2
- Gehäuse
- 3
- Ausnehmung/Nut für eine Dichtung
- 4
- Ausnehmung/Nut für Dichtung
- 5
- Flügel
- 6
- Ausnehmung/Nut für Dichtung
- 7
- Abtrennung
- 8
- Dichtung großer Durchmesser
- 9
- Dichtung kleiner Durchmesser
- 10
- Blase
- 11
- Feder
- 12
- Faltenbalg
- 13
- Zylinderraum
- 14
- Dichtung
- 15
- Bereich
