DE3243405C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Rota­ tionskolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Rotationskolbenmaschinen sind als Motor, Pumpe, Steuereinrichtung, Lenkhilfe u.dgl. einsetzbar.

Bei den bekannten Maschinen dieser Art (vgl. beispiels­ weise DE-AS 21 55 818) muß der Abstand zwischen dem kreisenden und gegebenfalls drehenden Maschinenteil und der dem Eintritt der Hauptwelle zugeordneten Gehäuse­ stirnseite verhältnismäßig groß sein, weil die im Gehäu­ se angeordnete Gelenkwelle eine vorbestimmte Mindest­ länge haben muß. Bei einer kürzeren Gelenkwelle nimmt diese einen so großen Winkel zur Hauptwellenachse ein, daß sich durch Verklemmungen und Verkantungen betrieb­ liche Behinderungen ergeben. Der so vorgegebene Abstand führt zu einer entsprechend großen axialen Gehäuselänge. Ferner ist eine Rotationskolbenmaschine bekannt (US-PS 43 34 843), bei der eine Gelenkwelle aus dem Gehäuse nach außen ragt. Diese ist nicht mit einer im Gehäuse drehbar gelagerten Hauptwelle mit Außenkupplung verbun­ den.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Rotationskolbenmaschine anzugeben, bei der unter Beibehaltung einer unverkürzten Gelenkwelle ein kurzer Außenabschnitt der Hauptwelle und eine wesentliche axia­ le Verkürzung des Lagerblocks der Hauptwelle erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Für die Unterbringung der Gelenkwelle steht praktisch die gesamte Länge der Hauptwelle zur Verfügung. Es läßt sich daher eine Gelenkwelle ausreichender Länge bei Verwendung eines kurzen Außenabschnitts der Hauptwelle unterbringen. Infolgedessen treten auch keine betrieb­ lichen Behinderungen durch Verklemmen und Verkanten auf. Der kurze Außenabschnitt hat zur Folge, daß an der Hauptwelle eventuell angreifende Querkräfte auf einen kleinen Hebelarm wirken, so daß der Lagerabschnitt verhältnismäßig wenig belastet wird und daher ebenfalls kurzgehalten werden kann. Damit trotz des kurzen Außen­ abschnitts eine Handhabung ermöglicht ist, ist die Außen­ kupplung vorgesehen. Wegen der Außenkupplung braucht keine Verlängerung des Außenabschnitts der Gelenkwelle vorgenommen zu werden, da Außenkupplung und Innenkupplung einander überlappen. Da sowohl die Außenkupplung als auch die Innenkupplung mit einer Verzahnung versehen ist, die im Gegensatz zu einer Nut-Keil-Kupplung eine geringe radiale Erstreckung hat, gelingt es, bei Beibe­ haltung des erforderlichen Kopfdurchmessers der Gelenk­ welle die Außenabhmessungen der Hauptwelle im üblichen Rahmen zu halten, so daß übliche rotierende Teile an die Hauptwelle angeschlossen werden können. Insgesamt lassen sich axial kleine Gehäuse konstruieren.

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 erreicht man den kleinstmöglichen Außenquerschnitt des Außenabschnitts der Hauptwelle.

Die Trochoidenverzahnung nach Anspruch 3 ergibt eine exakt gleiche Wandstärke über den gesamten Kupplungs­ bereich.

Durch Ausbildung als Ziehteil nach Anspruch 4 läßt sich die Hauptwelle mit allen erforderlichen Formgebungen auf sehr einfache Weise erzeugen.

Durch den Außenflansch nach Anspruch 5 ergibt sich eine zusätzliche Abstützung in Axialrichtung, ohne daß eine Verlängerung der Hauptwelle und damit eine Verlängerung des Gehäuses erforderlich ist. Auch dieser Flansch läßt sich durch Ziehen anformen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Hauptwelle und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine hydro­ statische Lenkeinrichtung. Ein Außengehäuse 1 umfaßt eine Endwand 2, eine Hülse 3, eine Ventilplatte 4, eine Kanalplatte 5, eine Kanalplatte 6, eine Zwischenplatte 7 und eine Anschlußplatte 8, welche durch Spannschrauben 9 zusammengehalten sind. Einige Teile 4 bis 7, z.B. die Platten 4, 5 und 6, können durch Verlöten, Ver­ schweißen oder Verkleben permanent miteinander verbunden sein. Die Anschlußplatte 8 weist fünf Anschlüsse auf, von denen ein Pumpen-Anschluß 10, ein Behälter-Anschluß 11 und ein Arbeitsmotor-Anschluß 12 zu sehen sind. Ein zweiter Arbeitsmotor-Anschluß und ein wahlweise mit einem zusätzlichen Arbeitskreis oder mit dem Behälter verbindbarer Anschluß liegen außerhalb der Zeichenebene. Ein Meßmotor 13 weist einen innen verzahnten Zahnring 14 und ein außen verzahntes Zahnrad 15 auf, die zwischen sich Verdrängerkammern 16 bilden. Das Zahnrad 15 ist über eine Gelenkwelle 17 mit einer Hauptwelle 18 verbun­ den, so daß das Zahnrad 15 ein nicht nur drehendes, sondern auch kreisendes Maschinenteil bildet.

Die Hauptwelle 18 besitzt einen Lagerabschnitt 19, der mit seiner Umfangsfläche in einer Bohrung der Endwand 2 gelagert ist und sich mit einem Flansch 20 über ein Axiallager 21 an der Endwand 2 abstützt. Außerhalb des Gehäuses 1 befindet sich ein Außenabschnitt 22, der am freien Ende als Außenkupplung 23 eine Außenverzah­ nung aufweist, auf die beispielsweise ein Betätigungs­ handrad oder ein Wellen-Verlängerungsstück aufgesetzt werden kann. Die Gelenkwelle 17 erstreckt sich durch einen in der Hauptwelle 18 vorgesehenen, einseitig abge­ schlossenen Hohlraum 24, der bis in den Außenabschnitt 22 reicht und dort als Innenkupplung 25 eine Innenver­ zahnung aufweist. Mit dieser steht ein ebenfalls verzahn­ ter Kopf 26 der Gelenkwelle 17 in Verbindung. In ent­ sprechender Weise ist ein verzahnter Kopf 26′ der Gelenk­ welle 17 mit einer Innenverzahnung 27 im Zahnrad 15 in Eingriff.

Die als topfförmige Hülse ausgebildete Hauptwelle 18 ist ein Ziehteil, das aus einer Blechplatine hergestellt worden ist. Außenkupplung 23 und Innenkupplung 25 über­ lappen einander und werden je durch eine Trochoiden-Ver­ zahnung mit gleicher Zähnezahl gebildet. Auf diese Weise ergibt sich ringsum auch im Kupplungsbereich eine kon­ stante Wandstärke. Wegen der Überlappung der beiden Verzahnungen ist auch die axiale Länge der Hauptwelle 18 gering.

Der Zahnring 14 bildet zusammen mit einer Endwand 28, einer Verteilerventilplatte 29, einer Zwischenplatte 30 und einer Schieberventilplatte 31 ein Motorgehäuse 32, das durch Schrauben 33 zusammengehalten ist. Auch hier können die Platten 29 bis 31 permanent miteinander ver­ einigt sein. Die Ventilplatten 4 und 31 tragen Steuer­ öffnungen, die zusammen ein Richtungsventil 34 bilden, das in der Neutralstellung den Pumpen-Anschluß 10 mit dem Behälteranschluß 11 verbindet und in seinen beiden Arbeitsstellungen den Pumpenanschluß über den Meßmotor mit dem einen Anschluß eines Lenk-Arbeitsmotors verbin­ det sowie dessen anderen Anschluß mit dem Behälter. Auch die Verteilerventilplatte 29 und das Zahnrad 15 weisen an ihren Stirnflächen Steueröffnungen auf, die zusammen ein Verteilerventil 35 bilden, das in sinnrich­ tiger Weise die Verdrängerkammern 16 füllt bzw. entleert. In einem Hohlraum 36 befindet sich eine Anordnung 37, die Drehbegrenzungsmittel und Neutralstellungsfedern aufweist. Weitere Einzelheiten des Aufbaus der veran­ schaulichten Lenkeinrichtung ergeben sich aus DE-OS 32 43 400. Hieraus ersieht man insbesondere die Verbin­ dung zwischen den Anschlüssen und den Steueröffnungen von Richtungsventil und Verteilerventil sowie der Auf­ bau dieser Ventile.

Wenn die Hauptwelle 18 mittels eines Betätigungsorgans gedreht wird, erfolgt nicht nur eine Mitnahme des Zahn­ rades 15, sondern, weil die Verdrängerkammern 16 abge­ schlossen sind, auch eine Mitnahme des Zahnrings 14 und damit des Motorgehäuses 32. Infolgedessen verstellt sich das Richtungsventil in der durch die Drehrichtung bestimmten Richtung. Nunmehr fließt Druckflüssigkeit über den Meßmotor 13 zum Arbeitsmotor, wobei die Durch­ flußmenge jeweils der Drehwinkelgeschwindigkeit der Hauptwelle 18 entspricht.

Hierbei erfolgt eine unbehinderte Drehmomentenübertra­ gung von der Hauptwelle 18 auf das Zahnrad 15, weil die Gelenkwelle 17 eine so große Länge besitzt, daß der Neigungswinkel zur Hauptwellenachse ausreichend klein ist. Trotzdem kann das kreisende Zahnrad 15 mit verhältnismäßig geringem Abstand von der Außenseite der Endwand 2 angeordnet werden.

Während bei der veranschaulichten Lenkeinrichtung sowohl das Zahnrad 14 als auch der Zahnring 15 relativ zum Außengehäuse 1 beweglich sind, eignet sich die bean­ spruchte Konstruktion auch für einfachere Maschinen, wie Pumpen oder Motoren, bei denen die Hauptwelle über die Gelenkwelle mit einem Maschinenteil verbunden ist, das um die Hauptwellenachse kreist und in den meisten Fällen auch dreht, während der andere Maschinenteil feststeht.

Claims (5)

1. Hydraulische Rotationskolbenmaschine mit einem Gehäuse, einer Hauptwelle, die einen im Gehäuse befindlichen Lagerabschnitt und einen aus dem Gehäuse ragenden Außenabschnitt, der eine Außenkupplung zur drehfesten Verbindung mit einem weiteren Drehteil trägt, aufweist, einem um die Hauptwellenachse eine Exzenterbewegung durchführenden Maschinenteil und einer dieses Maschinenteil mit der Hauptwelle drehfest verbindenden Gelenk­ welle, die in einen Hohlraum der Hauptwelle ragt und über eine eine Verzahnung aufweisende Innenkupplung mit der Haupt­ welle in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hohlraum (24) bis in den Außenabschnitt (22) erstreckt und dort die Innenkupplung (25) aufweist, daß die Hauptwelle (18) nahe dem Abschluß des Hohlraums endet und an ihrem Ende die Außenkupplung (23) trägt und daß die Außenkupplung eine Verzahnung aufweist und die Innenkupplung axial überlappt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen der Außenkupplung (23) und der Innenkupplung (25) die gleiche Zähnezahl haben und einander so zugeordnet sind, daß die Hauptwelle (18) im Überlappungsbereich ringsum etwa gleichbleibende Wandstärke hat.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Innen- und Außenverzahnung (23, 25) je durch eine Trochoiden­ verzahnung gebildet sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hauptwelle (18) ein Ziehteil in Form einer topf­ förmigen Hülse ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das freie Ende des Lagerabschnitts (19) einen Außen­ flansch (20) trägt.