DE202012003347U1 - hydraulic motor - Google Patents
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Abstract
Hydraulikmotor, umfassend:
– ein Gehäuse (1),
– eine sich in das Gehäuse (1) hinein erstreckende Welle (2), die mittels einer Wälzlageranordnung drehbar im Gehäuse (1) gelagert ist,
– wobei die Wälzlageranordnung mindestens zwei axial beabstandete Wälzlager (3, 4) aufweist, die in einem Wälzlagerraum (47) angeordnet sind,
– einen im Gehäuse (1) drehfest auf der Welle (2) angeordneten Rotor (5), der eine Außenverzahnung (7) aufweist,
– einen den Rotor (5) umgebenden Rotorring (8) mit einer Innenverzahnung (9), die mit der Außenverzahnung (7) der Rotors (5) zusammenwirkt,
– wobei Rotor (5) und Rotorring (8) in einem Rotorraum (46) des Gehäuses (1) angeordnet sind,
– zwei Seitenscheiben (12, 13), welche beidseits des Rotors (5) und des Rotorrings (8) angeordnet sind und den Rotorraum (46) beidseitig axial begrenzen,
– wobei zwischen der Innenverzahnung (9) des Rotorrings (8) und der Außenverzahnung (7) des Rotors (5) Zuführkammern und...Hydraulic motor comprising:
A housing (1),
A shaft (2) extending into the housing (1) and rotatably mounted in the housing (1) by means of a roller bearing arrangement,
- wherein the rolling bearing assembly comprises at least two axially spaced rolling bearings (3, 4) which are arranged in a rolling bearing space (47),
A rotor (5) arranged in a rotatable manner on the shaft (2) in the housing (1) and having external teeth (7),
- A rotor (5) surrounding the rotor ring (8) with an internal toothing (9) which cooperates with the external toothing (7) of the rotor (5),
- wherein rotor (5) and rotor ring (8) are arranged in a rotor space (46) of the housing (1),
Two side disks (12, 13) which are arranged on both sides of the rotor (5) and the rotor ring (8) and axially delimit the rotor space (46) on both sides,
- Wherein between the inner toothing (9) of the rotor ring (8) and the outer toothing (7) of the rotor (5) feed chambers and ...
Description
Die Erfindung betrifft einen Hydraulikmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic motor according to the preamble of claim 1.
Hydraulikmotoren dieser Art sind aus der
Bei Hydraulikmotoren dieser Art ist die Welle üblicherweise mittels Wälzlagern in der Form von zwei Kegelrollenlagern im Gehäuse des Hydraulikmotors drehgelagert. Die beiden Wälzlager sind dabei, in Axialrichtung gesehen, relativ weit voneinander entfernt in den beiden Endbereichen des Gehäuses und auf gegenüberliegenden Seiten des Rotorsatzes angeordnet, der aus dem drehfest mit der Welle verbundenen Rotor und dem den Rotor umgebenden Rotorring besteht. Der Gehäuseraum, in dem die Wälzlager angeordnet sind, unterliegt im Wesentlichen dem gleichen Fluiddruck, der auch in den Fluidarbeitskammern zwischen dem Rotor und dem Rotorring herrscht.In hydraulic motors of this type, the shaft is usually rotatably supported by means of rolling bearings in the form of two tapered roller bearings in the housing of the hydraulic motor. The two bearings are, viewed in the axial direction, relatively far apart in the two end portions of the housing and arranged on opposite sides of the rotor set, which consists of the rotatably connected to the shaft rotor and the rotor ring surrounding the rotor. The housing space in which the rolling bearings are arranged, is subject to substantially the same fluid pressure, which also prevails in the fluid working chambers between the rotor and the rotor ring.
Bei den bekannten Hydraulikmotoren sind die Wälzlager jedoch enormen Belastungen ausgesetzt. Ein Teil dieser Belastungen resultiert aus den mechanischen Belastungen, die, beispielsweise beim Betrieb eines Baggers, durch Zug-, Stoß-, Reiß- und Druckkräfte verursacht werden, die von der Baggerschaufel auf den Hydraulikmotor übertragen werden. Ein anderer Teil der Wälzlagerbelastung, die den Anteil der mechanischen Belastung sogar übersteigen kann, resultiert jedoch aus Druckspitzen, die vom Hydraulikfluid verursacht werden, das bei Baggern beispielsweise mit einem Druck von 350 Bar dem Hydraulikmotor zugeführt wird. Bei plötzlichen Drehwiderständen und Stoßbelastungen an der Baggerschaufel bauen sich im Hydraulikmotor enorme Druckspitzen auf. Diese Druckspitzen wirken bei den bekannten Hydraulikmotoren auf große Flächen der Welle ein, wodurch die Wälzlager zusätzlich enorm belastet werden. Dies bedeutet, dass man die Wälzlager sehr groß dimensionieren muss, um zusätzlich zu den mechanischen Belastungen auch die Belastungen durch Fluiddruckspitzen auffangen zu können. Auch bei entsprechend groß dimensionierten Wälzlagern unterliegen diese jedoch einem unerwünscht starkem Verschleiß, der in der Praxis immer wieder zu Lagerbrüchen führt.In the known hydraulic motors, however, the bearings are exposed to enormous loads. Part of these stresses result from the mechanical stresses caused, for example, during operation of an excavator, by tensile, impact, tearing and compressive forces transmitted from the bucket to the hydraulic motor. However, another part of the rolling bearing load, which may even exceed the mechanical load portion, results from pressure spikes caused by the hydraulic fluid supplied to the hydraulic motor in excavators, for example at a pressure of 350 bar. With sudden rotational resistance and shock loads on the excavator bucket, enormous pressure peaks build up in the hydraulic motor. These pressure peaks act in the known hydraulic motors on large areas of the shaft, whereby the bearings are additionally charged enormously. This means that you have to dimension the bearings very large in order to be able to absorb the stresses caused by fluid pressure peaks in addition to the mechanical loads. However, even with correspondingly large-sized bearings they are subject to an undesirably heavy wear, which leads in practice again and again to bearing breaks.
Einer beliebig großen und starken Dimensionierung der Wälzlager steht das Erfordernis entgegen, dass Hydraulikmotoren dieser Art grundsätzlich möglichst kompakt und leicht ausgeführt werden sollen. Um diesen Erfordernissen des Marktes nachzukommen, liegen die Lager bekannter Hydraulikmotoren meist im Grenzbereich bzw. sind häufig sogar zu schwach dimensioniert.An arbitrarily large and strong dimensioning of the bearings is contrary to the requirement that hydraulic motors of this kind are basically designed to be as compact and lightweight. To meet these requirements of the market, the bearings of known hydraulic motors are usually in the border area or are often even too weak dimensioned.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikmotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der sowohl kompakt ausgeführt als auch einer geringeren Belastung durch Druckspitzen und dadurch einem geringeren Verschleiß unterworfen ist.The invention has for its object to provide a hydraulic motor of the type mentioned, which is both compact and subject to a lower load by pressure peaks and thus less wear.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hydraulikmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by a hydraulic motor with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the further subclaims.
Bei dem erfindungsgemäßen Hydraulikmotor ist der Wälzlagerraum gegenüber dem Rotorraum fluiddicht abgedichtet.In the case of the hydraulic motor according to the invention, the roller bearing space is sealed fluid-tight with respect to the rotor space.
Hierdurch wird auf einfache Weise erreicht, dass große Flächen, die bei üblichen Hydraulikmotoren vom vollen oder annähernd vollen Fluiddruck beaufschlagt werden, keinem Fluiddruck mehr ausgesetzt sind. Die auf die Wälzlager einwirkenden Maximalkräfte, die sich aus der Höhe der Druckspitzen, multipliziert mit der fluidbeaufschlagten Fläche, ergeben, können dadurch bedeutend reduziert werden. Dies führt zu einem wesentlich geringeren Verschleiß und zu einer längeren Lebensdauer der Wälzlager. Darüber hinaus werden Welle und Antriebssatz (Rotor und Rotorring) geschont. Es hat sich gezeigt, dass durch die neue Konstruktion bis zu 70% der Druckbelastung innerhalb des Hydraulikmotors vermieden werden kann.As a result, it is achieved in a simple manner that large surfaces, which are subjected to full or nearly full fluid pressure in conventional hydraulic motors, are no longer exposed to fluid pressure. The maximum forces acting on the rolling bearings, which result from the height of the pressure peaks multiplied by the fluid-loaded surface, can thereby be significantly reduced. This leads to a much lower wear and a longer life of the bearings. In addition, shaft and drive set (rotor and rotor ring) are spared. It has been shown that up to 70% of the pressure load within the hydraulic motor can be avoided by the new design.
Mit Hilfe der Erfindung ist es nicht erforderlich, die hohen Anschlussdrücke, die beispielsweise bei Baggern häufig mehr als 300 Bar betragen können, durch zusätzliche Vorrichtungen, insbesondere durch entsprechende Begrenzungsventile zu verringern, um den Hydraulikmotor zu schützen. Während Hydraulikmotoren gemäß dem Stand der Technik häufig nur Hydraulikdrücken von 200 Bar bis 250 Bar standhalten, können die erfindungsgemäßen Hydraulikmotoren mit wesentlichen höheren Drücken belastet werden. Die Hersteller von Baggern oder Greifern müssen sich somit keine Gedanken über Schutzvorrichtungen gegen Überdruck im Hydraulikmotor machen.With the aid of the invention, it is not necessary to reduce the high connection pressures, which may often be more than 300 bar, for example, in the case of dredgers, by additional devices, in particular by means of corresponding limiting valves, in order to protect the hydraulic motor. While hydraulic motors according to the prior art often only withstand hydraulic pressures of 200 bar to 250 bar, the hydraulic motors according to the invention can be loaded with substantially higher pressures. The manufacturers of excavators or grapples do not have to worry about overpressure protection in the hydraulic motor.
Die wesentlich verringerten Druckspitzen erlauben es, die Wälzlager kleiner zu dimensionieren, wodurch die Baugröße des Hydraulikmotors verringert werden kann. Der Hydraulikmotor kann damit sehr kompakt, insbesondere mit geringerer Höhe ausgeführt werden, was den Forderungen des Marktes stark entgegenkommt.The substantially reduced pressure peaks make it possible to size the bearings smaller, whereby the size of the hydraulic motor can be reduced. The hydraulic motor can thus be made very compact, especially at a lower height, which strongly meets the demands of the market.
Vorzugsweise ist zwischen der zwischen dem Rotorraum und dem Wälzlagerraum angeordneten Seitenscheibe und dem Gehäuse eine erste, äußere Dichtungsanordnung und zwischen dieser Seitenscheibe und der Welle eine zweite, innere Dichtungsanordnung zur Fluidabdichtung des Rotorraums gegenüber dem Wälzlagerraum vorgesehen. Hierdurch kann auf einfache Weise der Fluiddruck, der im Rotorraum herrscht, vom Wälzlagerraum abgehalten werden.Preferably, between the arranged between the rotor space and the rolling bearing space Side window and the housing a first, outer seal assembly and between this side plate and the shaft, a second, inner seal arrangement for fluid sealing of the rotor chamber with respect to the rolling bearing space provided. As a result, the fluid pressure which prevails in the rotor space can be prevented from the rolling bearing space in a simple manner.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform befindet sich der Wälzlagerraum, in dem sämtliche Wälzlager der Wälzlageranordnung angeordnet sind, mit der die Welle drehbar im Gehäuse gelagert ist, zwischen dem Rotorraum und einem Ende des Gehäuses, das zu einem Flansch- oder Kopplungsabschnitt der Welle benachbart ist. Im Gegensatz zu bekannten Hydraulikmotoren, bei denen die Wälzlager auf unterschiedlichen Seiten des Rotors und Rotorrings angeordnet sind, befinden sich bei der vorliegenden Ausführungsform die beiden Wälzlager, insbesondere die Kegelrollenlager, ausschließlich auf einer Seite des Rotorraums, und zwar in der Nähe desjenigen Endes des Gehäuses, an dem die Welle aus dem Gehäuse austritt. Vorzugsweise kann dabei die Wälzlageranordnung aus zwei Kegelrollenlagern bestehen, die derart nahe beieinander angeordnet sind, dass ihr axialer Abstand lediglich das 0,1- bis 2-fache der Länge der Kegelrollen beträgt. Hiermit können Hydraulikmotoren in sehr kompakter Form ausgebildet werden.According to a particularly advantageous embodiment, the rolling bearing space, in which all rolling bearings of the rolling bearing arrangement are arranged, with which the shaft is rotatably mounted in the housing, between the rotor space and one end of the housing, which is adjacent to a flange or coupling portion of the shaft. In contrast to known hydraulic motors, in which the rolling bearings are arranged on different sides of the rotor and rotor ring, in the present embodiment, the two rolling bearings, in particular the tapered roller bearings, located exclusively on one side of the rotor space, in the vicinity of that end of the housing where the shaft exits the housing. Preferably, the rolling bearing assembly may consist of two tapered roller bearings, which are arranged close to each other so that their axial distance is only 0.1 to 2 times the length of the tapered rollers. This hydraulic motors can be designed in a very compact form.
Um andererseits Drehmomente, die quer zur Wellenlängsachse auf die Welle einwirken, ohne größere Zusatzbelastung der Wälzlager aufnehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Welle einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Endabschnitt aufweist, der mittels mindestens eines Gleitlagers radial im Gehäuse gleitgelagert ist.On the other hand, torques that act on the shaft transverse to the shaft axis, without being able to absorb greater additional load of the bearings, it is advantageous if the shaft has an end portion disposed within the housing, which is radially mounted in the housing by means of at least one sliding bearing.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. Show it:
Im Folgenden wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydraulikmotors näher beschrieben, wie er beispielsweise bei einem Bagger zur Befestigung der Baggerschaufel verwendet wird. Andere Einsatzgebiete sind selbstverständlich möglich. Die im Folgenden verwendeten Begriffe ”unten” und ”oben” beziehen sich auf die Lage des Hydraulikmotors, wie er in
Wie aus den
Das Gehäuse
Die beiden Gehäuseteile
Oberes Gehäuseteil
Der untere Teil der Welle
Wie weiterhin aus
Um zu verhindern, dass Schmutz zwischen den unteren Gehäuseteil
Wie aus
Aus
Das Drehen der Welle
Der Rotor
Die Außenverzahnung
Wie aus den
Das Zu- und Abführen von Hydraulikfluid in die bzw. von den Arbeitskammern
Das zum Drehen des Hydraulikmotors verwendete Hydraulikfluid wird, wie aus den
Aus
Wie aus
Das Abführen des Hydraulikfluids aus den Arbeitskammern
Die zweite Seitenscheibe
Weiterhin ist die zweite Seitenscheibe
Mittels der Dichtringe
Der Außenring des Kegelrollenlagers
Der Außenring des zweiten Kegelrollenlagers
Es ist ersichtlich, dass die beiden Kegelrollenlager
Um trotz des nahen Abstands a der Kegelrollenlager
Im Bereich des nach unten vorspringenden, gestuft zylindrischen Abschnitts
Da der Wälzlagerraum
Durch die fluiddichte Abtrennung des Wälzlagerraums
Die Möglichkeit der relativ kleinen Dimensionierung der Kegelrollenlager
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 29521598 U1 [0002] DE 29521598 U1 [0002]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20120802 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20150212 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: FLACH BAUER STAHL PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |