DE1923553A1 - Druckmittelbetaetigter Motor - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-INQ. QERHARD SCHWAN S MÜNCHEN 8 · QOERZER STRASSE 15 η U-! <QCQ

Germane Corporation 1200 First National Bank Building Minneapolis, Minnesota/V„St„A»

Druckmittelbetätigter Motor (i)

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Motor mit μ Axial-Steuerschieber und befaßt sich insbesondere mit einem Umkehrmotor, dessen Steuerschieber derart einstellbar ist, daß soiüohl im Umkehrbetrieb als auch in einer vorbestimmten Drehrichtung ein optimales Betriebsverhalten erzielbar ist.

Bei bekannten druckmittelbetätigten Motoren ist es nicht möglich, eine Takteinstellung des Motors vorzunehmen, die zu einem optimalen Batriebsverhalten in einer vorbestimmten Drehrichtung führt,, Es wurden zmar Motoren entwickelt, die für einen Umkehrbetrieb ausgelegt sind und deren Takteinstellung ™ infolgedessen ein brauchbares Betriebsverhalten in beiden Drehrichtungen sicherstellt ο Der zunehmende Einsatz von druckmittelbetätigten Motoren und die steigende Anzahl von Anwendungsgebieten für solche Motoren zeigten eindeutig den Bedarf an einem verbesserten druckmittelbetätigten Motor, dessen Takteinstellung speziellen Anwendungen angepaßt werden kann. Die bisher zur Verfügung stehenden Umkehrmotoren mit Axial-Steuerschieber erlauben keine bequeme Takteinstellung für einen be-

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FERNSPRECHER 0811/4OiOH · KABEL: E LECTRIC PATE NT MÖNCHEN

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stimmten Anuiendungsfall; Versuche, eine Takteinstellung vorzunehmen oder die Lage der Verdrängervorrichtung gegenüber dem Steuerschieber zu verändern, können zu einem Betrieb mit extrem niedrigem Wirkungsgrad oder zu einem vollkommenen Versagen des motors führen. Es ujurde ferner gefunden, daß beim Betrieb eines Itlotors unter Last Spiel, Abnutzung und Torsionseffekte eine Verdrehung des Antriebes bewirken, der die Verdrängervorrichtung mit der Abtiebswelle verbindet«, Torsionseffekte dieser Art haben eine Verzögerung des Steuerschiebers gegenüber der Verdrängervorrichtung zur Folge, wodurch der Synchronlauf zwischen Steuerschieber und Verdrängervorrichtung verlorengeht.

ülit der Erfindung soll ein druckmittelbetätigter Motor mit Axial-Steuerschieber geschaffen »erden, der einen von der Abtriebswelle gesonderten Steuerschieber aufweist, der gegenüber der Verdrängervorrichtung derart eingestellt werden kann, daß Torsionsverformungen des Antriebsgliedes, das die Verdrängervorrichtung und den Steuerschieber über die Abtriebswelle verbindet, kompensiert werden können»

ITlit der Erfindung soll ferner ein druckmittelbetätigter Umkehrmotor mit Axial-Steuerschieber geschaffen werden, bei dem der Steuerschieber gegenüber der Verdrängervorrichtung zur Kompensation von im Betrieb auftretenden Verdrehungen zwischen Steuerschieber und Verdrängervorrichtung in unterschiedliche Taktstellungen gebracht werden kann, und zwar eine Taktstellung für Drehung der Abtriebswelle im Uhrzeigersinn, eine an—

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dere Taktstellung für Drehung der Abtriebstuelle entgegen dem Uhrzeigersinn, eine Takteteilung für Umkehrbetrieb und gegebenenfalls «eitere Taktstellungen für unterhalb der maximalbelastung liegende Belastungen der Abtriebsarelle, so daß entsprechend dem Jeweiligen Einsatz des druckmittelbetätigten (Rotors für eine optimale Takteineteilung gesorgt werden kann. Gleichwohl soll der Rotor einfach und kostensparend aufgebaut sein sowie zuverlässig arbeiten.

Ausgehend von einem druckmittelbetätigten Motor mit einer Verdrängervorrichtung, die einen innen gezahnten Zahnring, dessen Achse gegenüber dem Motorgehäuse festliegt, und einen außen gezahnten, exzentrisch innerhalb des Zahnringes angeordneten Radstern aufweist, der mindestens einen Zahn weniger als der Zahnring hat und bei einer Relativbewegung zwischen Radstern und Zahnring eine Umlaufbewegung um die Achse des Zahnringes sowie eine mit niedrigerer Geschwindigkeit als die Umlaufbewegung erfolgende Drehbewegung um die eigene Achse in entgegengesetzter Richtung ausführt, mit einer im Ilatorgehäuse drehbar gelagerten Abtriebswelle, die mit dem Radstern über ein Gelenkantriebsglied verbunden ist, das nur die Drehbewegung des Radsternes auf die Abtriebswelle überträgt, soaiie mit einem sich synchron mit der Abtriebsweii© im Motorgehäuse drehenden Axial-Steuerschieber, über den Druckmittel in vorbestimmter Folge der Verdrängervorrichtung zugeleitet und von ihr abgeführt wird, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerschieber mehrere Takteinstellschlitze aufweist und ein wahlweise mit einem der Takteinstellschlitze in Ein-

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griff bringbarer Steuerschiebermitnehmer vorgesehen ist, über den der Steuerschieber mit der Antriebswelle lösbar verbunden ist.

U/eitere Vorteile, merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines AusfUhrungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt eines (Hotors entlang der Linie 1-1 der Figur 3,

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Figur 1, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 1, Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Figur 1,

Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 1 für den !flaximallastzustand des Steuerschiebers,

Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Figur 1, der die Druck- und Niederdruckverteilung der. Uer— drängervorrichtung für Vollast entsprechend der Steuerschieberstellung nach Figur 5 erkennen läßt,

Figur 7 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 für eine

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Steuerschiebereinstellung, mittels deren die Kompensation für eine vorbestimmte Drehrichtung unter Belastung möglich ist,

Figur 8 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 1,

der die korrigierte Steuerschieberstellung im unbelasteten Zustand veranschaulicht (unter Last nimmt der Steuerschieber die Stellung gemäß Figur 3 ein), und

Figur 9 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Figur 1,

der die Druckverteilung in der Verdrängervorrichtung im unbelasteten Zustand für die Steuerschieberstellung nach Figur 8 erkennen läßt.

Der in Figur 1 gezeigte druckmittelbetätigte motor hat im wesentlichen zylindrische Form und besteht aus mehreren Abschnitten. Er »eist ein Steuerschiebergehäuse 10, eine Verdrängervorrichtung 12, eine zwischen dem Steuerschiebergehäuse 10 und der Verdrängervorrichtung 12 angeordnete Zosischenplatte 11 und einen an die Verdrängervorrichtung 12 anschließenden Deckel auf. Diese Bauteile werden mittels axial verlaufenden Schrauben 14 zusammengehalten und bilden ein im wesentlichen zylindrisches Motorgehäuse. Ein vorderer Deckel 15 ist mit dem Steuerschiebergehäuse 10 über axial verlaufende Schrauben 16 verbunden.

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Das Steuerschiebergehäuse 10 weist eins Bohrung 17 auf, die in Richtung der IDotorachse 18 verläuft. Zu der Bohrung 17 konzentrisch liegende Bohrungen 19 und 20 im Deckel 15 nehmen Dichtungen 21 und 22 auf. Das Steuerschiebergehäuse 10 ist mit Innengewinde tragenden Stutzen 23 und 24 ausgestattet, über die Druckmittel zugeführt und abgeleitet wird. Je nach der gewünschten Drehrichtung der Abtriebswelle dient einer der Stutzen als DruckmitteleinlaQstutzen und der andere Stutzen als Druckmittelauslaßstutzen. Die Stutzen 23 und 24 stehen mit der Bohrung 17 in Verbindung. Das Steuerschiebergehäuse 10/ weist ferner mehrere in Axialrichtung verlaufende, radial in Abstand voneinander angeordnete Kanäle 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f und 25g auf. Jeder der Kanäle 25a bis 25g besitzt eine Öffnung 26, die für eine Verbindung zwischen den Kanälen 25a bis 25g und der Bohrung 17 sorgt.

Die Zwischenplatte 11 ist mit* einer Bohrung 27 versehen, die konzentrisch zur Bohrung 17 und zur Rlotorachee 18 liegt. Die Zwischenplatte 11 weist ferner mehrere schrägverlaufende Kanäle 28 auf, deren Anzahl gleich der Anzahl der Kanäle 25a bis 25g des Steuerschiebergehäuses 10 ist und die mit den Kanälen 25a bis 25g in Verbindung stehen.

Der Aufbau der Verdrängervorrichtung 12 ergibt sich am deutlichsten aus Figur 4. Die Verdrängervorrichtung weist einen innen gezahnten Zahnring 29 und einen außen gezahnten Radstern 30 auf. Der Radstern 30 hat einen Zahn 32 weniger als der Zahn-

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ring 29· Der Radstern 30 sitzt exzentrisch innerhalb des Zahnringes 29. Der Radstern 30 führt gegenüber dem Zahnring 29 eine Umlaufbewegung um die fflotorachse 1Θ aus und dreht sich um die eigene Achse 33_O Während der Umlaufbelegung stehen die Zähne 32 des Radsternes mit den Zähnen 31 des Zahnringes 29 in Eingriff und bilden abgedichtete, sich wechselweise erweiternde und zusammenziehende Zellen 34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f und 34g. Die Anzahl dieser Zellen ist gleich der Zähnezahl des Zahnringes 29; die Zellen stehen mit den Kanälen 28 der Zwischenplatte 11 in Verbindung.

fflit 35 ist die Exzentrizitätslinie der Verdrängervorrichtung 12 bezeichnet, unter der. vorliegend diejenige Linie verstanden wird, die die Achse 33 des Radsterns 30 und die Achse 18 des Zahnringe 29 schneidet. Die Exzentrizitätslinie rotiert während des Arbeitens der Verdrängervorrichtung ständig und kann als die Linie angesehen werden, die die Druckseite der Verdrängervorrichtung von der Niederdruckseite trennt« Radstern und Zahnring bestehen im allgemeinen aus gehärtetem Stahl, obwohl gegebenenfalls auch andere Werkstoffe verwendet werden können,,

In der Bohrung 17 ders Steuerschiebergehäuses 10 sitzt, uiie insbesondere aus den Figuren 1 und 3 hervorgeht, ein als Axial-Drehschieber ausgebildeter zylindrischer Steuerschieber 36, dessen Außendurchmssser dem Innendurchmesser der Bohrung 17 entspricht. Der Steuerschieber 36 besitzt eine Bohrung 37, durch die eine zum Steuerschieber im wesentlichen konzentri-

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sehe Abtriebsiuelle 43 hindurchreichen kann« Der Steuerschieber 36 ist mit zwei axial in Abstand voneinander liegenden Ringnuten 38 und 39 versehen, die derart angeordnet sind, daß eine ständige Verbindung zwischen dem Stutzen 23 und der Ringnut sowie zwischen dem Stutzen 24 und der Ringnut 39 sichergestellt ist. Von der Ringnut 38 gehen mehrere in Axialrichtung verlaufende Schlitze 4Oa₁ 40b, 40c, 4Od, 4Oe und 4Of aus, die in vorbestimmten Stellungen des Steuerschiebers 36 gegenüber dem Steuerschiebergehäuse 10 über die Öffnungen 26 mit den Kanälen 25a bis 25g in Verbindung kommen» Sich in Axialrichtung erstreckende Schlitze 41a bis 41f gehen von der Ringnut 39 aus«, Die Schlitze 41a bis 41f liegen zwischen den Schlitzen 40a bis 4Of und kommen, wenn der Steuerschieber gegenüber dem Gehäuse rotiert, in vorbestimmten Intervallen mit den Öffnungen 26 in Verbindung. Der Steuerschieber dreht eich synchron mit der Drehbewegung des Radsternes 30. Die Anzahl der Schlitze 40a bis 4Of sowie der Schlitze 41a bis 41f entspricht der Anzahl der Zähne 32 des Radsterns 30c

Bei dem veranschaulichten Motor besitzt der Radstern 30 sechs Zähne 32; entsprechend ist der Steuerschieber 36 mit sechs Schlitzen 40a bis 4Of und sechs dazwischenliegenden Schlitzen 41a bis 41f versehene Der Steuerschieber rotiert in der Bohrung 17, wobei die Steuerschieberoberfläche 42 eine Präzisionspassung mit der Bohrungswand bildet, die für den engstmöglichen Sitz ^tnrgt, der noch eine Drehung des Steuerschiebers zuläßt. Zweckmäßigerweise besteht der Steuerschieber aus gehärtetem

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Stahl und rotiert in einem Gußeisengehäuse» Es v/ersteht sich, daß auch andere Werkstoffe einsetzbar sind; so kann es vorteilhaft sein, in das Gehäuse eine Bronzebuchse einzusetzen, in der sich der Steuerschieber dreht«

Die im allgemeinen aus gehärtetem Stahl bestehende Abtriebswel-Ie 43 uteist eine Bohrung 44 auf und ist über ein hinteres Gleitlager 45 und ein vorderes Wälzlager 46 in der Bohrung des Steuerschiebergehäuses 10 abgestützt» Die Abtriebswelle liegt im wesentlichen konzentrisch innerhalb der Bohrung 37 des Steuerschiebers und hat einen Außendurchmesser, der ungefähr zwei Prozent kleiner als der Durchmesser der Bohrung 37 ist. Die Lager 45 und 46 haben Außendurchmesser, die in wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 17 sind. Die Lager sind mit Preßsitz in der Bohrung 17 montierte Handelsübliche zur Verfugung stehende Lager besitzen nicht die engen Toleranzen, die erforderlich sind, um die Welle in den Lagern so genau auszurichten, wie der Steuerschieber durch eine maschinelle Präzisionsbearbeitung im Gehäuse ausgerichtet «erden kann« Auch unter diesem Gesichtspunkt ist es von erheblichem Vorteil, die Abtriebsutelle von dem Steuerschieber zu trennen, so daß der Steuerschieber nicht in Abhängigkeit von der Abtriebsuielle sondern in Abhängigkeit von dem Gehäuse ausgerichtet tvirdo Auf diese Weise kann eine wesentlich engere Passung zwischen Steuerschieber und Gehäuse erzielt werden, wodurch, die Leckwege weitgehend beseitigt werden, die den Steuerschieber umgeben, während er innerhalb des Gehäuses rotierte

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Die Abtriebswelle 43 weist einen gelagerten Abtriebsteil 47 auf, mit dem eine Einrichtung verbunden werden kann, die mittels der Welle angetrieben werden solle Ein vorderes Axiallager 48 li'egt an einer Schulter 49 des vorderen Deckels 15 an und sitzt zwischen dieser Schulter und dem vorderen Wälzlager 46» Ein hinteres Axiallager 50 ist in die Bohrung 17 eingesetzt; es befindet sich zwischen dem Gleitlager 45 und der Zwischenplatte 11.

Der Steuerschieber ist mit der Abtriebswelle über einen Stift 51 verbunden. Der Stift 51 steht aus einem Schlitz 52 der Abtriebsuielle 43 radial nach außen vor und greift in einen Schlitz 53 des Steuerschiebers 36 βίη₀ Falls erwünscht, kann der Stift 51 so bemessen sein, daß er als Scherstift wirkte Wenn der Steuerschieber sich im Gehäuse verklemmt, wird der Stift abgeschert, dadurch die Abtriebswelle von dem angetriebenen Steuerschieber getrennt, der motor stillgesetzt und eine weitere Beschädigung der Bauteile verhindert wird. Der Schlitz 53 läßt eine Axialbet wegung des Stiftes 51 gegenüber dem Steuerschieber 36 zu, wodurch verhindert wird, daß eine Fehlausrichtung der Abtriebswelle 43 im Steuerschiebergehäuse 10 die axiale Ausrichtung des Steuerschiebers 36 beeinträchtigte IKie aus Figur 2 hervorgeht, ist der Steuerschieber 36 ferner mit Schlitzen 52a und 52b versehen, die gegenüber dem Schlitz 53 um 65° entgegen dem Uhrzeigersinn bzw ο im Uhrzeigersinn versetzt angeordnet sind und eine Taktkorrektur für einen Gesamtfehler von 5° erlauben, der auf eine Torsionsverformung beim Lauf unter einer vorbestimmten Belastung, auf Spiel oder Toleranzfehler der IKIotorteile und Ab-

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nutzung der im Antriebszug liegenden, bewegten Teile zurückzuführen ist«

Ein Antriebsglied 54, vorzugsweise aus gehärtetem Stahl, verbindet die Abtriebswelle 43 mit der Verdrängervorrichtung 12, und zwar mit deren Radstern 30„ Das Antriebsglied ist langgestreckt; seine Achse 55 bildet mit der ITIotorachse 18 einen kleinen Winkel entsprechend der Exzentrizität des Radsternes 30 gegenüber dem Zahnring 29. Das Antriebsglied 54 nimmt während des Arbeitens des motors ständig diese Schräglage gegenüber der Rlotorachse 18 ein. Das Antriebsglied 54 ist mit einem hinteren Kopf 56 und einem vorderen Kopf 57 versehen» Die Köpfe 56, 57 sind mit einer kugeligen Keilverzahnung versehen, die mit Innenkeilverzahnungen 58, 59 gleicher Zähnezahl im Radstern 30 bzw, in der Bohrung 44 der Abtriebsuielle 43 in Eingriff steht. Der in den Radstern 30 hineingreifende Kopf 56 führt gemeinsam mit dem Radstern eine Umlaufbewegung und eine Drehbewegung aus. Der in die Abtriebswelle 43 hineinragende Kopf 57 dreht sich dagegen nurc Die kugeligen Köpfe des Antriebsgliedes 54 und die Keilverzahnungen bilden Universalgelenke, die diese Art der Bewegung des Antriebsgliedes 54 gestatten, das heißt nicht die Umlaufbewegung des Radsternes sondern nur dessen Drehbewegung übertragen. Der Radstern rotiert mit derselben Umdrehungszahl wie der Steuerschieber, die Abtriebsuielle und das Antriebs glied 54. Demgegenüber führt der Radstern für jede Umdrehung um seine eigene Achse sechs Umlauf bewegungen um die ITlotorachse 18 aus.

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In der Bohrung 44 der AbtrLebsvielle 43 sitzt ein sich mit der Abtriebsuielle drehender Haltering 60, der das Antriebeglied 54 in der richtigen Stellung'gegenüber dem Radstern 30 und der Abtriebswelle 43 festhält. Ein weiterer Haltering 61 sitzt in der Keilverzahnung 58 des Radsterns 30.

Da die grundsätzliche Funktionsweise eines druckmittelbetätigten Ifiotore mit Axial-Steuerschieber bekannt ist, ist sie im folgenden nur kurz insoweit erläutert, als dies für das Verständnis der Erfindung notwendig erscheint«

Druckmittel, beispielsweise öl, wird über den.Stutzen 23 zugeleitet und gerangt zu der Ringnut 38 im Steuerschieber 36. Über bestimmte Schlitze 40 wird das unter Drück stehende Druckmittel in die zugehörigen Kanäle 25 im Steuerschiebergehäuse 10 geleitet. Die Kanäle 25 stehen mit bestimmten Zellen 34 der Verdrängervorrichtung 12 in Verbindung, wobei die Zwischenplatte 11 zwischen Verdrängervorrichtung 12 und Steuerschiebergehäuse 10 R so ausgerichtet ist, daß ihre Kanäle 28 mit den Kanälen 25 im Steuerschiebergehäuse ausgerichtet sind. Das Druckmittel strömt in die auf der einen Seite der Exzentrizitätslinie 35 liegenden Zellen 34 ein und bewirkt, daß der Radstern rotiert und umläuft.

Das Antriebeglied 54 verbindet die Abtriebswelle 43 mit dem Rad stern 30 und überträgt die Drehbewegung des Radsternes auf die Abtriebswelle. Der Steuerschieber 36 1st mit der Abtriebewelle 43 über den Stift 51 verbunden, so daß der Steuerschieber iyn-

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chron mit dem Radstern rotiert,, Dadurch uiird für eine Kommutatoruiirkung gesorgt, bei der das Druckmittel den Zellen 34 in v/orbestimmter Verteilung zugeführt uiirdo Gleichzeitig wird Druckmittel aus den auf der anderen Seite der. Exzentrizitätslinie 35 liegenden Zellen Über die Kanäle 28 der Zivischenplatte 11 und Kanäle 25 im Steuerschiebergehäuse 10 abgeführt. Das austretende Druckmittel gelangt über vorbestimmte Öffnungen 26 in die Schlitze 41 und die Ringnut 39, die mit dem Stutzen 24 in Verbindung steht,, Solange dem Stutzen 23 Druckmittel zugeführt uiird, dauert dieser Vorgang an und kann an der Abtriebs- »eile 43 Leistung abgenommen werden.

Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Motor mit einer Takteinstellung für Umkehrbetrieb, das heißt mit einer optimalen Takteinstellung für beide Drehrichtungen. Die veranschaulichte Druck- und Niederdruckverteilung der Verdrängervorrichtung gilt für den unbelasteten Zustand sowie für den belasteten Zustand bei Kompensation von Fehlern tuie Spiel, Abnutzung und durch die Belastung bewirkte Torsion des Antriebsgliedes. Für ein Arbeiten der Verdrängervorrichtung und damit des gesamten Pflotors mit maximalem Wirkungsgrad ist die Takteinstellung so getroffen, daß die Zellen 34a, 34b und 34c druckentlastet werden, daß die Zelle 34d neutral ist und daß die Zellen 34e, 34f und 34g druckbeaufschlagt werden«, Bei der Steuerschieberffinstellung nach Figur 3 ergibt eich die Druckverteilung nach Figur 4, die zu einem optimalen Drehmoment führt und verhindert, daß Druckmittel in den Zellen eingeschlossen uiird oder in den Zellen eine

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Kavitation eintritt» Zu Kavitation kommt es, wenn sich eine Zelle ausdehnt, der Steuerschieber jedoch schließt und verhindert, daß Druckmittel in die sich erweiternde Zelle einströmt; es entsteht dadurch ein Unterdruckraum, in den später unter Druck stehendes Druckmittel einschießte Ein Druckmitteleinschluß-dagegen ist darauf zurückzuführen, daß der Ablaufkanal einer Zelle zu einem Zeitpunkt geschlossen uiird, zu dem die Verdrängervorrichtung das Abströmen von Druckmittel aus der Zelle verlangt. Durch Kavitation wird die Verdrängervorrichtung zerstört; bei Druckmitteleinschluß kommt es zu äußerst hohen Kräften auf die Verdrängervorrichtung, die den Ausfall der Schmierung oder eine vorzeitige Ermüdung der Bauteile nach eich ziehen können. Druckmitteleinschluß und Kavitation haben den Einsatz bekannter druckmittelbetätigter motoren weitgehend eingeschränkt. Diese Effekte treten besonders stark bei Anwendungsfällen in Erscheinung, bei denen der Motor eine hohe Leistung abgeben können muß«

Zum Zwecke der Erläuterung kann angenommen werden, daß Spiel, Toleranzfehler zwischen den sich bewegenden Teilen, Abnutzung, Kompressibilität des Druckmittels und Belastung der Antriebswelle zu einer Verzögerung des Steuerschiebers gegenüber dem Radstern 30 um insgesamt 5° führen= Dieser liiert kann sich selbstverständlich in Abhängigkeit von der Anwendung des Motors ändern; die Verzögerung des Steuerschiebers kann im Einzelfall in beliebiger bekannter IUeise berechnet oder abgeschätzt werden. Die Folgen einer Verzögerung des Steuerschiebers von 5° gegen-

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über dem Radstern ergeben sich aus den Figuren 5 und 6_e Der Synchronismus zwischen Steuerschieber 36 und Radstern 30 geht verloren; infolgedessen ändert sich die Druckverteilung gegenüber der optimalen Verteilung nach Figur 4» Durch die ungünstige Druckverteilung innerhalb der Verdrängervorrichtung 12 kommt es zu Druckmitteleinschluß und Kavitation; entsprechende Störungen im Betriebsverhalten des motors als solchem und insbesondere der Verdrängervorrichtung sind die Folge.

Die Figuren 5 und 6 zeigen die Beziehung zwischen Steuerschieber und Radstern bei einer Takteinstellung des Steuerschiebers gemäß Figur 3, jedoch im belasteten Arbeitszustando Die Druckverteilung, die sich einstellt, nenn der Steuerschieber um 5° nachläuft (Figur 5) ergibt sich aus Figur 6. Der DruckmittelelnechluQ ist in Figur 6 insbesondere bei der Zelle 34a zu erkennen. Für eine einwandfreie Arbeitsweise der Verdrängervorrichtung muß den Zellen auf der einen Seite der Exzentrizitätslinie 35 unter Druck stehendes Druckmittel zugeführt werden, während entspanntes Druckmittel aus den Zellen auf der anderen Saite der Exzentrizitätslinie 35 abströmen können muQ_e In Figur 6 wird jedoch die Zelle 34a mit Druck beaufschlagt, weil diese Zelle mit dem Schlitz 40a des Steuerschiebers 36 und damit der Kanal 25a mit der Zelle 34a in Verbindung kommt. Der Radstern 30 dreht sich im Uhrzeigersinn; die Zelle 34a beginnt daher sich zusammenzuziehen«, Gemäß Figur 4 sollte aus der Zelle 34a Druckmittel abgeführt werden,, das heißt der Schlitz 41a sollte mit dem Kanal 25a in -Verbindung'stehen« Der Drgckmitteleinschluß in der Zelle 34a wirkt sich besonders ungünstig

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aus, venn die Zelle von den Druckmittelkanälen völlig abgesperrt ist. Das in der Zelle 34a komprimierte Druckmittel kann erst entweichen, venn zwischen dem Kanal 25a und dem Schlitz 41a eine Verbindung hergestellt ist«,

Anhand der Zelle 34d in Figur 6 kann das Auftreten von Kavitation erläutert werden. Der Zahn 32 des Radsterne beginnt gerade, die Zelle 34d zu verlassen, wodurch sich die Zelle er-

™ »eitert. Ulährend dieser Ausdehnung sollte Druckmittel in "die Zelle 34d einströmen, das heißt der Schlitz 40c sollte mit dem Kanal 25d in Verbindung kommen, so daß Druckmittel in die sich erweiternde Zelle 34d eintreten kann_e Zur Kavitation kommt es, sobald eine Verbindung zwischen dem Schlitz 40c, in den) sich unter hohem Druck stehendes Druckmittel befindet, und dem Kanal 25d hergestellt wird, der mit der Zelle 34d in Verbindung steht. Druckmittel schießt in die Zelle 34d ein und füllt den Unterdruckraum auf, der durch die vorzeitige Druckentspannung des Druckmittels in der Zelle 34d über den Schlitz 41d entstand, der gegenüber dem Kanal 25d verzögert isto Die richtige Verbindung zwischen dem Schlitz 41d und dem Kanal 25d, die eine Kavitation vermeidet, läßt sich in Figur 3 erkennen. In Figur 3 wird die Zelle 34d druckentlastet und nahezu sofort wieder mit Druck beaufschlagt«.

In Figur 7 ist der Steuerschieber 36 zur Kompensation des oben angenommenen 5°-Fehlers um 5° vorgestellt, indem der Stift 51 aus dem Schlitz 53 herausgezogen sowie der Steuerschieber ge—

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dreht und über den Schlitz 52a mit der Abtriebswelle 43 verbunden wird. Es versteht sich, daß zusätzlich zu den veranschaulichten Schlitzen für die Aufnahme des Stiftes 51 «eitere Schlitze vorgesehen «erden können, um Fehler beliebiger Größe zu kompensieren. Der Schlitz 52b erlaubt die richtige Takteinstellung für die umgekehrte Drehrichtung, mit der der oben angenommene 5°-Fehler kompensiert wird. Bei einer derartigen Kompensation wird also ein Wotor erhalten, der für eine vorbestimmte Drehrichtung optimale Arbeitseigenschaften besitzt. Soll der Motor dagegen als Umkehrmotor eingesetzt «erden, muß für eine symme-· txische Takteinstellung gesorgt werden; für diesen Zweck wird der Stift 51 in den Schlitz 53 des Steuerschiebers eingeschoben. Der Abstand von 65° zwischen den Schlitzen 52a und 53 bzw. 52b und 53 ergibt sich aus dem symmetrischen Aufbau des Steuerschiebers und dem Umstand, daß es nicht zweckmäßig ist, die der Takteinstellung dienenden Schlitze sehr eng nebeneinander anzuordnen. Unter Ausnutzung der Steuerschiebersymmetrie können die Schlitze bei dem veranschaulichten Steuerschieber um 60 plus die erwünschte Korrektur auseinandergelegt werden« Es versteht sich, daß sich diese Symmetrie in Abhängigkeit von der Zähnezahl von Zahnring und Radstern der Verdrängervorrichtung ändert.

Die Figuren 8 und 9 zeigen die Steuerschieberstellung und die entsprechende Radsternstellung für den korrigierten Steuerschieber gemäß Figur 7. Figur 9 läßt ferner die zugehörige Druckverteilung in der Verdrängervorrichtung für den unbelasteten Zustand erkennen. Der Einschluß von Druckmittel erfolgt in der Zelle 34d, während Kavitation in der Zelle 34g auftritt. Der Druckmittel-

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einschluS ist auf die vorzeitige Druckbeaufschlagung der Zelle 34d zurückzuführen, und zuiar bedingt durch die frühzeitige Verbindung zwischen dem Schlitz 40c und dem Kanal 25d, über den

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unter hohem Druck stehendes Druckmittel in die Zelle 34d einströmt. Zu einer Kavitation kommt es, uieil die Verbindung zwischen dem Schlitz 4Of und dem zu der Zelle 34g führenden Kanal 25g frühzeitig aufgehoben uiirdo DLe vorzeitige Taktgabe (das heißt der Vorlauf um 5°) führt hinsichtlich Kavitation und Druckmitteleinschluß zu Verhältnissen, die nicht so problematisch wie bei der verspäteten Taktgabe sind. Der Druckmitteleinschluß erfolgt bei einer geringeren Belastung, weil der Motor unbelastet ist_o Der Kavitation folgt eine Druckentlastung statt einer Druckbeaufschlagung, wodurch die Kavitation erheblich vermindert ist_o

Ein Beispiel für Kavitation ergibt sich in Verbindung mit der Zelle 34fo Dreht sich der Radstern 30 im Uhrzeigersinn, erweitert sich die Zelle 34f_o Die Verbindung zwischen dem Kanal 25f f und dem Schlitz 4Oe, die das Einströmen von Druckmittel in die Zelle 34f erlaubt, wird frühzeitig unterbrochene Infolgedessen kommt es zur Ausbildung eines Unterdruckraumes_o Wenn der Schlitz 41e und der Kanal 25f miteinander in Verbindung kommen, wird die Zelle 34f an die Niederdruckseite der Druckmittelstrecke ι angeschlossen» Die dadurch bewirkte Kavitation ist erheblich weniger ausgeprägt als die auf eine verspätete Taktgabe zurückzuführende Kavitation,,

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In der Zelle 34c uiird gerade Druckmittel eingeschlossen, weil die Verbindung zwischen dem Schlitz 41c und dern^ zu der Zelle 34c führenden Kanal 25c unterbrochen wird, bevor der betreffende Zahn 32 des Radsternes 30 die Zelle bis zu ihrem Kleinstvolumen verengt hat» Infolgedessen kann kein weiteres Druckmittel aus der Zelle abströmen«, Im unbelasteten Zustand ist jedoch der Druckmitteleinschluß unschädlich; bei leichter Belastung des motors kann er in Kauf genommen werden.

Di· in den Figuren 3 und 4 veranschaulichte Steuerschiebereinstellung entspricht der Einstellung, die bei der Anordnung nach Figur 7 für Vollast erhalten wird, wenn die oben erörterte 5°-Kompensation unterstellt wird. Wie Figur 4 zeigt, wird in keiner der Zellen Druckmittel eingeschlossen und tritt in keiner der Zellen Kavitation auf. Es handelt sich dabei infolgedessen um die zweckmäßigste Druckverteilung, die bei einer VerdrBngervorrichtung erhalten »erden kann; durch die erörter» te Ventileinstellung wird für diese Verteilung im belasteten Zustand gesorgt.

Der vorliegend beschriebene druckmittelbetätigte (flotcr kann als Umkehrmotor eingesetzt werden; er kann aber auch je nach

dem betreffenden Anwendungsfall als motor benutzt werden, der nur in der einen oder der anderen Richtung umläuft. Der beschriebene motor läßt sich auch als Pumpe einsetzen, indem an der Abtriebswelle Leistung zugeführt wird und das geförderte Druckmittel an dem betreffenden Stutzen abgenommen wird«

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Als Druckmittel kann unter anderem Luft oder öl verwendet «erden·

Aue dem Vorstehenden folgt, daß der Wotor für einen Betrieb in beiden Drehrichtungen oder für einen Betrieb in der einen Drehrichtung oder für einen Betrieb in der anderen Drehrichtung jeweils optimal einstellbar ist« Durch die Einstellung des Steuerechiebers können ein vorbeetimmtee Spiel, Abnutzung, Toleranzfehler zwischen den Teilen und auf die Beleetung «Je? Abtriebevelle zurückzuführende Torsioneverformungen kompensiert •erden·

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Claims (6)

1. Ansprüche

   Druckmittelbetätigter !Rotor mit einer Verdrängervorrichtung, die einen innen gezahnten Zahnring, dessen Achse gegenüber dem Motorgehäuse festliegt, und einen außen gezahnten, exzentrisch innerhalb des Zahnringes angeordneten Radstern aufweist, der mindestens einen Zahn weniger als der Zahnring hat und bei einer Relativbewegung zwischen Radstern und Zahnring eine Umlaufbewegung um die Achse des Zahnringes sowie eine mit niedrigerer Geschwindigkeit als die Umlaufbewegung erfolgende Drehbewegung um die eigene Achse in entgegengesetzter Richtung ausführt, mit einer im fflotorgehäuse drehbar gelagerten Abtriebswelle, die mit dem Radstern über ein Gelenkantriebsglied verbunden ist, das nur die Drehbewegung des Radsternes auf die Abtriebsuielle übertragt, sowie mit einem sich synchron mit der Abtriebswelle im fflotorgehäuse drehenden Axial-Steuerschieber, über den Druckmittel in vorbestimmter Folge der Verdrängervorrichtung zugeleitet und von ihr abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber mehrere Takteinstellschlitze (53,52a,52b) aufweist und ein wahlweise mit einem der Takteinstellschlitze in Eingriff bringbarer Steuerschiebermitnehmer (51) vorgesehen ist, über den der Steuerschieber mit der Abtriebswelle (43) lösbar verbunden ist_o

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2. 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-daß der Steuerschieber (36) konzentrisch zu der Abtriebsuielle (43) angeordnet ist.
3. 3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerschiebermitnehmer ein Stift (51) vorgesehen ist, der von der Abtriebsivelle (43) radial nach außen in einen der Takteinstellschlitze (53,52a,52b) des Steuerschiebers (36) hineinragte
4. 4. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Umkehrmotor ausgebildet ist.
5. 5. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsuielle (43) mindestens im Bereich ihres abtriebsseitigen Endes in einem Lager (46,48) abgestützt und an ihrem anderen Ende mit einer zur Drehachse der Abtriebsuielle konzentrischen Bohrung (44) zur Aufnahme des einen Endes des Gelenkantriebsgliedes (54) versehen ist»
6. 6. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Steuerschiebermitnehmer (51) und den Takteinstellschlitzen (53,52a,52b) eine begrenzte Axialbeuiegung der Abtriebsuielle (43) gegenüber dem Steuerschieber (36) zuläßt»

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