DE3220492C2 - Hydraulischer Radialkolbenmotor - Google Patents

Abstract

Bei dem hydraulischen Radialkolbenmotor ist unter Erzielung einer kurzen Baulänge sein über einen zentralen Steuerzapfen (18) geschobener Rotor (23) nur über ein einziges, abtriebsseitiges, Radial- und Axialkräfte aufnehmendes Wälzlager (22), das radial weit nach außen versetzt ist, am stationären Gehäuse (10) gelagert. Bei einer Ausführungsform als drehzahlumschaltbarer Motor mit zwei wahlweise mit Druckflüssigkeit versorgbaren Kolbenkammern kann die gedrängte Bauform noch dadurch begünstigt werden, daß die Kolben (31) unter Reduzierung ihres Außendurchmessers durch eine querverlaufende Wandung (32) in zwei asymmetrisch liegende Kammern (33, 34) unterteilt werden.

Description

nen eine gedrängte Bauform verlangenden Nabenmotor eignet

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Motor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er auch eine kürzere, als Nabenmotor geeignete Bauform erlaubt, ohne dadurch an Stabilität und Betriebssicherheit einzubüßen.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem hydraulischen Radialkolbenmotor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Verwendung als Nabenmotor für ein abbremsbares Fahrzeugrad der Rotor über ein einziges abtriebsseitiges Lager in Form eines Radial- und Axialkräfte spielfrei aufnehmbaren Vierpunkt-Wälzlagers am stationären Gehäuse gelagert ist und das Vierpunkt-Wälzlager radial nach außen ver- is setzt zwischen einer zum Radialkolbenstern koaxialen, den Abtrieb bildenden Flanschwandung des Rotors und dem Gehäuse ausgebildet ist

Gegenüber den bisher bekannten hydraulischen Motoren, bei denen der Rotor zwei Lagerstellen aufweist und diese Lagerstellen auch einstellbar sein müssen, wird beim erfindungsgemäß ausgebildeten Motor durch eine einzige Vierpunktlagerstelle eine merkliche Verkürzung der Baulänge des Motors erreicht Gleichzeitig wird aber durch das Nachaußenverlegen dieses spielfreien Vierpunktlagers die von einem an der Flanschwandung befestigten Maschinenteil, also hier einem abbremsbaren Fahrzeugrad, ausgeübten Kipp- und Querkräfte direkt vom Vierpunktlager aufgefangen und nicht auf den übrigen Rotor übertragen. Der Rotor stützt sich also nicht auf seinem inneren Steuerzapfen ab und bleibt von Kipp- und Querkräften unbelastet, so daß seine Passungsdichtung mit dem Steuerzapfen nicht gefährdet ist Die Erfindung erlaubt sowohl bei Motoren mit festgelegter Drehzahl, die auch bei durch Hubraumverstellung drehzahlumschaltbaren Motoren eine beachtliche Baulängenverkürzung.

Die Entlastung des Nabenteils des Rotors kann erfindungsgemäß noch dadurch begünstigt werden, daß die abtriebsseitige Flanschwandung des Rotors mit zwisehen den einzelnen Zylindern des Motors hindurchragenden Axialstegen versehen ist, deren Längsseiten als Laufflächen für auf den Achszapfen der Zylinder koaxial zu den Steuerrollen gelagerte Mitnehmerrollen ausgebildet sind. Die Drehmomentübertragung des Rotors erfolgt über die Mitnehmerrollen der Zylinder und die Axialstege auf die Flanschwandung des Rotors. Das Vierpunkt-Wälzlager kann zweckmäßig in größerer Achsentfernung ah die Achsen der am Zylinderkörper vorgesehenen Achszapfen für die Steuerrollen angeordnet sein. An der sich so ergebenden großflächigen Flanschwandung können anzutreibende Maschinenteile, beispielsweise die ihrerseits den Radkörper tragende Bremsscheibe eines Fahrzeugrades, in relativ großer Achsentfernung an der Flanschwandung festgeschraubt werden, was eine erhöhte Sicherheit dieser Antriebsverbindung durch geringere Belastung der einzelnen Befestigungsstellen bedeutet.

Durch die symmetrische Verteilung der Kolben und zugehörigen Zylinder über den Umfang des Rotors ist am Rotorstern ein weiterer Kräfteausgleich erzielbar, so daß eine Verformung des Rotors, die zu seinem Festklemmen auf dem Steuerschieber führen müßte, nicht eintreten kann. Der Rotor ist also mit einen guten Wirkungsgrad garantierender Passungsdichtung auf dem Steuerschieber auch ohne eine zweiseitige Lagerung angeordnet. Die die Baulänge verkürzende Ausbildung des Motors bedingt also kein den Wirkungsgrad des Motors durch höhere Ölleckverluste verschlechterndes größeres Spiel zwischen Rotor und Steuerzapfen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Motor entlang der Linie I-I in F ig. 2;

F i g. 2 eine stirnseitige Ansicht des Motors in Richtung des Pfeils II in F i g. 1 und daran anschließend im Uhrzeigersinne drei Schnittsektoren mit den Schnittebenen III, IV und V in F i g.!;

F i g. 3 eine Seitenansicht des Außenteiles des Roters mit einem Querschnitt durch einen Kolben und den zugehörigen Zylinder.

Der hydraulische Motor weist ein topfförmiges, zylinderisches Gehäuse 10 mit einer hinteren Stirnwand 11 und eseem Öffnungsrand 12 auf. Auf der Innenseite des Gehäuses sind zwei deckungsgleiche Steuerkurven 15 für die Zylinder 37 des Motors ausgebildet F i g. 2 zeigt eine der Steuerkurven 15. In den durch die Steuerkurven 15 bedingten dickeren Wandungsbereichen sind Gewindebohrungen 16 zur Befestigung des Gehäuses 10 z. B. an der Radaufhängung eines Fahrzeuges ausgebildet Die Stirnwand 11 ist mit einer zentralen öffnung versehen, in welche ein Haltering 17 eingesetzt ist und durch welche ein zentraler, axialbeweglicher Steuerzapfen 18 mit seinem Anschlußleitungen 19 und 20 für die Betriebsflüssigkeit tragenden Teil aus dem Gehäuse 10 nach außen ragt Der Öffnungsrand 12 des Gehäuses 10 trägt eine V-förmige Ringnut 21 als Lagernut für die Kugeln 22 eines Wälzlagers.

Das die Kugeln 22 aufweisende, am Gehäuseöffnungsrand 12 weit außen liegende Wälzlager ist als Radial- und Axialkräfte aufnehmendes Vierpunkt-Kugellager ausgebildet und bildet die einzige Lagerstelle des Rotors 23 des hydraulischen Motors im Gehäuse 10. Die rotorseitigen Gegenlaufflächen für die Kugeln 22 werden durch die abgeschrägte Kante 24 des Außenrandes einer sich in der Öffnung des topfförmigen Gehäuses 10 erstreckenden Flanschwandung 25 des Rotors 23 und durch einen auf der äußeren Flanschseite 28 der Flanschwandung 25 anliegenden Ansatzring 26, der ebenfalls eine abgeschrägte Kante aufweist, gebildet. Der Ansatzring 26 liegt gegen eine in F i g. 3 bezeichnete Schulter 27 auf der Fianschseite 28 der Flanschwandung 25 an und ist mittels Schrauben 29 mit der Flanschwandung 25 verbunden, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig zum Befestigen einer Bremsscheibe 30 eines Fahrzeugrades an der Flanschwandung 25 dienen.

Die Flanschwandung 25 bildet das abtriebsseitige Ende des Rotors 23, der mit Gleitsitz auf den zentralen Steuerzapfen 18 aufgeschoben ist und in seinem mittleren Bereich zu einem Kolbenstern mit sechs symmetrisch verteilten Radialkolben 31 gestaltet ist. Durch eine aus den F i g. 1 und 3 ersichtliche Querwandung 32 sind die Kolben 31 in zwei asymmetrisch angeordnete Kammern 33 und 34 aufgeteilt, die gesonderte Anschlußöffnungen 35 und 36 aufweisen, über welche sie aus dem axialverschiebbaren Steuerzapfen 18 in Abhängigkeit von der Axialstellung des Steuerzapfens 18 gesondert mit Druckflüssigkeit versorgt werden können. Das Zusammenwirken des Steuerzapfens 18 mit den einzelnen Kammern der sechs Radialkolben 31 interessiert im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht und wird daher nicht näher beschrieben.

Auf jeden der sechs Radialkolben 31 ist ein napfförmiger Zylinder 37 aufgesetzt und einerseits auf der zy-

lindrischen Außenseite der Radialkolben 31 und andererseits durch einen in die kreiszylindrisch ausgebildete Kammer 34 der Kolben 31 ragenden Führungszapfen 38 geführt. Die Abdichtung des Zylinders erfolgt mittels in Ringnuten 39 des Zylinders eingesetzter Dichtungsringe. Jeder Kolben ist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit teilweise hohlen Achszapfen 40 versehen, an deren Enden über Nadellager Steuerrollen 41 gelagert sind, die auf den Steuerkurven 15 abrollen.

Neben den Steuerrollen 41 sind auf den Achszapfen 40 schmale Mitnehmerrollen 42 ebenfalls wälzgelagert. Diese Mitnehmerrollen 42 liegen an aus F i g. 2 ersichtlichen seitlichen Laufflächen 43 von sich radial zwischen den einzelnen Zylindern 37 des Motors erstreckenden und von der Flansch wandung 25 des Rotors ausgehenden Axialstegen 44 an, deren Abmessung aus F i g. 3 ersichtlich ist. Die Mitnehmerrollen 42 übertragen das Drehmoment von den Zylindern über die Axialstege 44 auf die abtriebsseitige Flanschplatte 25 des Motors.

Der dargestellte hydraulische Motor bildet einen sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung äußerst kompakt gestalteten sogenannten Radnabenmotor, der durch seine besondere Lagerausbildung und seine Maßnahmen zur Drehmomentübertragung bei kurzer Baulänge einen äußerst robusten, den Rotor von schädlichen Biegekräften entlastenden Aufbau hat.

Das einzige Wälzlager mit den Kugeln 22 des hydraulischen Motors ist so weit als möglich nach außen gelegt, so daß sein Wälzlagerkreis noch eine größere Achsentfernung als die Umlaufbahn der Achszapfen 40 der Zylinder 37 hat.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

35

40

55

60

65

Claims (6)

1 2 Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Radialkol- Patentansprüche: benmotor mit in einem stationären Gehäuse gelagerten Rotor, bestehend aus einem Radialkolbenstern mit nach

1. Hydraulischer Radialkolbenmotor mit in einem außen offenen Hohlkolben und einzelnen, über die stationären Gehäuse gelagerten Rotor, bestehend 5 Hohlkolben geschobenen napfartigen Zylindern, die an aus einem Radialkolbenstern mit nach außen offe- zwei einander gegenüberliegenden, gegenüber dem nen Hohlkolben und einzelnen, über die Hohlkolben Napfboden einwärts versetzten Stellen radiale Achsgeschobenen napfartigen Zylindern, die an zwei ein- zapfen aufweisen, auf denen jeweils eine gegen eine ander gegenüberliegenden, gegenüber dem Napfbo- Kurvenbahn des Gehäuses anliegende Steuerrolle anden einwärts versetzten Stellen radiale Achszapfen io geordnet ist, und mit einem konzentrischen inneren aufweisen, auf denen jeweils eine gegen eine Kur- Steuerzapfen, über welchen die Druckflüssigkeit den venbahn des Gehäuses anliegende Steuerrolle ange- Arbeitskammern zugeführt wird und über welchen der ordnet ist, und mit einem konzentrischen inneren Rotor aufgeschoben ist

Steuerzapfen, über welchen die Druckflüssigkeit den Ein hydraulischer Radialkolbenmotor mit den vorste-

* Arbeitskammer™ zugeführt wird und über welchen 15 hend genannten Merkmalen ist durch die DE-AS

der Rotor aufgeschoben ist, dadurch gekenn- 2853552 des Anmelders bekannt Dort ist ein durch

zeichnet, daß zur Verwendung als Nabenmotor Hubraumverstellung drehzahlumschaltbarer Motor

für ein abbremsbares Fahrzeugrad der Rotor (23) vorgeschlagen worden, der in Radialrichtung gedrängt

über ein einziges, abtriebsseitiges Lager in Form ei- gebaut ist, durch eine Doppellagerung seines Rotors

nes Radial- und Axialkräfte spielfrei aufnehmbaren 20 aber noch eine relativ große Axiallänge aufweist Zwar

Vierpunkt-Wälzlagers (22) am stationären Gehäuse sind im Stand der Technik Versuche ersichtlich, durch

(10) gelagert ist und das Vierpunkt-Wäizlager (22) eine Konzentration von Lagerstellen und eine Abstüt-

radial nach außen versetzt zwischen einer zum Ra- zung des Rotors auf dem inneren Steuerzapfen eine

dialkolbenstern (Kolben 31) koaxialen, den Abtrieb relativ kurze Baulänge in Axialrichtung zu erreichen,

bildenden Flanschwandung (25) des Rotors (23) und 25 Diese bekannten Konstruktionen sind jedoch für einen

dem Gehäuse (10) ausgebildet ist Nabenmotor, insbesondere für einen Nabenmotor für

2. Hydraulischer Motor nach Anspruch 1, dadurch ein abbremsbares Fahrzeugrad, an welchem große gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) als einstücki- Kipp- und Querkräfte auf den Rotor ausgeübt werden, ges zylindrisches Topfgehäuse ausgebildet ist, des- nicht geeignet So zeigt die DE-OS 27 16 496 eine sen den Topfboden bildende Stirnwand (11) eine 30 Druckflüssigkeits-Kolbenmaschine mit mehreren, in zentrale Durchgangsöffnung für den Steuerzapfen zwei getrennt steuerbare Gruppen aufgeteilten Zylin-(18) aufweist und dessen Topföffnungsrand (12) als dem. Dort ist eine Abtriebssteckwelle durch eine Paßfe-Sitz (Keilringnut 21) für das Vierpunkt-Wälzlager der drehfest mit einem Rotorflansch verbunden, auf des-(22) ausgebildet ist sen verjüngtes Ende ein Kugellager 5 aufgesetzt ist Der

3. Hydraulischer Motor nach Anspruch 1 oder 2, 35 Innenring dieses aufgesetzten Kugellagers ist nur in eidadurch gekennzeichnet, daß das Vierpunkt-Wälzla- ner axialen Richtung fixiert, während sein Außenring in ger (22) in größerer Achsentfernung als die Achsen Axialrichtung beidseitig fixiert ist. Ein solches Kugellader am Zylinderkörper vorgesehenen Achszapfen ger kann zwar auch Axialkräfte aufnehmen, aber nicht (40) für die Steuerrollen (41) angeordnet ist spielfrei. Neben diesem innenliegenden Wälzlager weist

4. Hydraulischer Motor nach einem der Ansprü- 40 der Rotor noch eine zweite Lagerstelle an der Steuerche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ab- hülse auf, ist also auch an der Steuerhülse abgestützt triebsseitige Flanschwandung (25) des Rotors (23) Eine solche Abstützung an der Steuerhülse kann aber mit zwischen den einzelnen Zylindern (37) hindurch- bei Naber.motoren, insbesondere bei Motoren mit einer ragenden Axialstegen (44) versehen ist deren Längs- verstellbaren Steuerhülse nicht zugelassen werden, weil Seiten (43) als Laufflächen für auf den Achszapfen 45 der Steuerzapfen hierbei bei den auftretenden Kipp-

(40) der Zylinder (37) koaxial zu den Steuerrollen und Querkräften am Rotor gefährdet wäre.

(41) gelagerte Mitnehmerrollen (42) ausgebildet Grundsätzlich besteht bei normalen Kugellagern bei sind. einer Axialbelastung keine Spielfreiheit, weil sie im Nor-

5. Hydraulischer Motor nach einem der Ansprü- malbetrieb nur als Zweipunktlager wirken und erst nach ehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vier- 50 einem Ansteigen der Kugeln in ihrer Lagerrinne ein punkt-Wälzlager (22) als sogenanntes Vierpunkt- dritter oder auch vierter Lagerpunkt erreicht wird, der Kugellager ausgebildet ist, wobei zwei Kugelanlage- dann erst eine spielfreie Lage der Kugeln ergibt
punkte in einer Keilringnut (21) im Gehäuseöff- Die DE-OS 24 06 659 zeigt einen auch als Motor vernungsrand (12), ein dritter Kugelanlagepunkt an ei- wendbaren verstellbaren Strömungswandler, dessen ner schrägen Außenrandfläche (24) der Flanschwan- 55 Rotor ebenfalls nicht spielfrei gelagert ist Zur Lagerung dung (25) und der vierte Kugelanlagepunkt auf einer des Rotors dient dort ein unmittelbar an einer Eingangs-Schrägrandfläche eines an der Flanschwandung (25) welle angreifendes Kugellager und eine Gleitlagerfläangeschraubten konzentrischen Ansatzringes (26) ehe seines Kolbenkörpers auf einem stationären Achsliegen, zapfen 40, wobei dieses Gleitlager auch als Nadellager

6. Hydraulischer Motor nach Anspruch 5, dadurch ω ausgebildet sein kann. Auch dort wird also keine Entlagekennzeichnet, daß die Schrauben (29), mit welchen stung des als Steuerteil dienenden Achszapfens angeder konzentrische Ansatzring (26) des Vierpunkt- strebt und erreicht. Auch die GB-PS 14 28 192 weist Wälzlagers an der Flanschwandung (25) befestigt ist, eine Lagerung des Rotors an zwei axial voneinander gleichzeitig zur Halterung einer koaxialen, mit dem entfernten Stellen auf; einmal eine Lagerung durch zwei Fahrzeugrad starr verbundenen Bremsscheibe (30) 65 Kegelrollenlager und eine zweite Lagerung durch ein dienen. zusätzliches Rollenlager. Diese beiden Lagersätze bedingen eine relativ große axiale Baulänge, so daß auch

der dort gezeigte hydraulische Motor sich nicht für ei-