DE3525965C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotationsdämpfer, bestehend aus einem Lagergehäuse mit inneren Statorflügeln und einem in diesem gelagerten auf einem Tragarmzapfen formschlüssig angeordneten Rotor mit Rotorflügeln, wobei die Statorflügel und die Rotorflügel Arbeitsräume bilden, sowie mindestens einem Dämpfungsventil zum Überführen des Arbeitsmediums von den druckbelasteten Arbeitsräumen in die entlasteten Arbeitsräume und aus einem das Lagergehäuse beidendig verschließenden, jeweils ein Lager für den Tragarmzapfen aufnehmenden Seitenteilen, wobei in axialer Richtung beidseitig der Arbeitsräume von diesen durch Seitenwände getrennt Ringspalte ausgebildet sind.

Derartige hydraulische Rotationsdämpfer werden vorzugweise bei schweren Kettenfahrzeugen verwendet. Bei den bekannten hydraulischen Rotationsdämpfern, siehe z.B. DE-OS 26 02 233, DE-OS 25 15 985 und DE-OS 25 15 986, stützt sich der hydraulische Druck in den Arbeitsräumen auf den Seitenwänden der Seitenteile, die die Arbeitsräume seitlich begrenzen, ab. Aufgrund der relativ großen Stirnflächen der bekannten Rotationsdämpfer entstehen somit sehr hohe Druckkräfte, die auf die Seitenwände wirken. Aufgrund dieser Krafteinwirkung heben sich je nach Dicke der Seitenwände diese mehr oder weniger axial ab, und es entstehen umfangsgemäß Spalte, durch die das Arbeitsmedium austreten kann, was zu einer er­ heblichen Leistungsminderung des Dämpfers führt.

Aus der GB-PS 10 84 220 ist ein gattungsgemäßiger Rotationsdämpfer bekannt, bei dem in axialer Richtung beidseitig der Arbeitsräume von diesen durch die Seitenwände getrennt Ringräume ausgebildet sind. Diese Ringräume dienen jedoch lediglich als Reserveräume für das drucklose Arbeitsmedium.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Rotationsdämpfer diesen derart zu verbessern, daß bei einer konstruktiv einfachen und kostengünstigen Bauweise das Entstehen von Umfangsspalten an den druckbelasteten Seitenwänden der Arbeitsräume verhindert und somit Spaltverluste des Dämpfers vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in den Ringspalten (15, 16) ein dem Arbeitsdruck in den Arbeitsräumen (11, 12) entsprechender, auf die axialen Seitenwände (13, 14) der Arbeitsräume (11, 12) entgegenwirkender Druck des Arbeitsmediums vorhanden ist. Indem erfindungsgemäß der Arbeitsdruck auch hinter die Seitenwände der Arbeitsräume geleitet wird, wird deren Ausbiegen verhindert, da erfindungsgemäß die Seitenwände der Arbeitsräume beidseitig mit gleich großem Druck beaufschlagt werden, so daß somit praktisch die entgegengesetzt gerichteten Druckkräfte sich gegeneinander aufheben, so daß die Seitenwände kraftfrei sind und somit eine Verformung bzw. eine Verlagerung derselben verhindert wird.

Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn das Dämpfungsventil außerhalb des Arbeitsraums angeordnet ist, wobei erfindungsgemäß das Dämpfungsventil für Zug- und Druckdämpfung verwendet wird. Durch diese Verlage­ rung des Dämpfungsventils außerhalb der Arbeitsräume wer­ den Temperaturprobleme dadurch beseitigt, daß die Wärme­ abfuhr günstiger ist, d.h. durch den Kreislauf wird die Wärme auf das gesamte Ölvolumen verteilt. Zudem ist bei entsprechendem Durchfluß nur noch die Verwendung eines einzigen Dämpfungsventils möglich, da keine Änderung der Durchflußrichtung auftritt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der erfindungsgemäße Rotationsdämpfer zeichnet sich durch eine konstruktiv einfache Ausführung aus, wobei durch das Leiten des Arbeitsdrucks hinter die Seitenwände der Arbeitskammern, in axialer Richtung gesehen, ein Ausbiegen der Seitenwände verhindert wird, so daß ein Arbeitsdruckabbau innerhalb der Arbeitsräume aufgrund der hohen auftretenden axialen Kräfte, die in der Größen­ ordnung von ca. 35 Tonnen liegen können, bei einem Ar­ beitsdruck von 300 bar, verhindert wird. Hierbei ist weiterhin von Vorteil, daß das Dämpfungsventil für Zug- und Druckdämpfung eingesetzt und außerhalb der Arbeitsräume angeordnet werden kann. Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Abstützung des hydraulischen Drucks durch die den Lagern zugewandten Abschlußdeckel erfolgt, welche bei Verformung keinen Einfluß auf die Dichtigkeit des Dämpfers nehmen können.

Anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nunmehr näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Rotationsdämpfer,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1.

Ein erfindungsgemäßer Rotationsdämpfer besteht aus einem Lagergehäuse 1 und einem in diesem gelagerten Tragarm­ zapfen 2. Dieser ist mit einem nicht dargestellten, abzu­ federnden Laufrad verbunden. Auf dem Tragarmzapfen 2 sitzt formschlüssig über eine Verzahnung ein Rotor 3 mit radialen Rotorflügeln 4. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel sind drei jeweils zueinander um 120° versetzte Rotorflügel 4 vorhanden. An der Innenseite des Gehäuses 1 sind Statorflügel 5 mittels Bolzen 6 befestigt. Es sind entsprechend der Anzahl der Rotorflügel 4 drei Sta­ torflügel 5 vorgesehen, und zwar ebenfalls zueinander um 120° derart versetzt, daß zwischen den Rotor- und Statorflügeln gleich große Abstände gegeben sind. Das Gehäuse 1 ist beidseitig durch Seitenteile 7, 8 ver­ schlossen, und zwar mit dem äußeren Seitenteil 7 und dem inneren Seitenteil 8. In den Seitenteilen 7, 8, sind Lager 9, 10 für den Tragarmzapfen 2 angeordnet. Zwischen dem Lagerhäuse 1 und den Statorflügeln 5 einerseits und dem Rotor 3 und den Rotorflügeln 4 andererseits sind Ar­ beitsräume 11, 12, siehe Fig. 2, in abwechselnder Folge ausgebildet. In axialer Richtung sind die Arbeitsräume 11, 12 durch Seitenwände 13, 14, und zwar der inneren Seitenwand 13 und der äußeren Seitenwand 14 abgeschlossen. Die innere Seitenwand 13 kann mit dem Rotor 3 einstückig ausgebildet sein oder, wie dargestellt, auf dem Rotor dreh­ bar gelagert sein, und die äußere Seitenwand 14 bildet ein getrenntes Teil. In den Seitenwänden 13, 14 sind leicht ansprechende Ventile 17, 18 angeordnet. Diese Ventile 17, 18 verbinden den jeweiligen Arbeitsraum mit Ringspalten 15, 16, und zwar dem inneren Ringspalt 15 bzw. dem äuße­ ren Ringspalt 16. Dabei sind die Ventile 18 den Arbeits­ räumen 11 zugeordnet. Den Ventilen 18 entsprechende Ven­ tile 19 sitzen in den Arbeitsräumen 12, die jedoch in ent­ gegengesetzter Druckrichtung durchlässig sind. Der innere Ringspalt 15 wird durch einen inneren Abschlußdeckel 20 verschlossen, der zwischen der Innenwand des Gehäuses 1 und dem Rotor 3 radial dichtend eingesetzt ist und über einen Bolzen 36 mit der inneren Seitenwand 13 verbunden ist und hierdurch gegen Verdrehen gesichert ist. In dem Abschlußdeckel 20 ist ein Dämpfungsventil 21 oder mehrere angeordnet, das eine Verbindung zwischen dem Ringspalt 15 und einem inneren Ringraum 22 herstellt, der zwi­ schen dem inneren Abschlußdeckel 20 und dem inneren Seitenteil 8 ausgebildet ist. Der innere Ringraum 22 ist mit einem axial verlaufenden Kanal 23 verbunden, der in axialer Richtung entlang dem Tragzapfen 2 durch die Verzahnung zwischen dem Tragzapfen 2 und dem Rotor 3 verläuft und in einem äußeren Ringraum 24 endet. Sowohl der axiale Kanal 23 als auch der äußere Ringraum 24 sind zwischen dem Tragarmzapfen 2 und dem Rotor 3 ausgebildet. Der äußere Ringraum 24 ist über Ventile 25 mit den Ar­ beitsräumen 11 und über Ventile 26 mit den Arbeitsräumen 12 verbunden. Die Ventile 25, 26 haben gleiche Durchlaß­ richtungen. Die Ventile 25, 26 sitzen im Rotor 3.

Ein Kolben 27, der in einer Zylinderbohrung 28 im inneren Seitenteil 8 gegen die Kraft einer Feder 29 verschiebbar geführt ist, dient zur Aufnahme des bei Erwärmung sich zu­ sätzlich ergebenden Volumens des Arbeitsmediums. Denn bei Ausdehnung des Arbeitsmediums kann der Kolben 27 gegen die Kraft der Feder 29 in die Zylinderbohrung 28 zurückweichen, wodurch Zusatzvolumen geschaffen wird. Gleichzeitig wird von dem federbelasteten Kolben 27 proportional zur Wärme­ entwicklung ein kavitationshemmender Druck auf das Medium im Ringkanal direkt hinter den Arbeitsventilen 21 ausge­ übt.

Die Rotorflügel 4 und die Statorflügel 5 sind umfangsge­ mäß, siehe Fig. 1, mit elastisch ausgebildeten Dichtlei­ sten 30 abgedichtet, so daß damit eine Abdichtung der Arbeitsräume 11, 12 erreicht wird, wobei die Dichtlei­ sten 30 auch zum Ausgleich der geometrischen Formabwei­ chungen bei der Fertigung dienen. Ein äußerer Abschluß­ deckel 31 des äußeren Seitenteils 7 ist in das Gehäuse eingeschraubt und stützt die Tragarmlager 9, 10 im Ge­ häuse in axialer Richtung ab, so daß von ihm die Axial­ kräfte des erfindungsgemäßen Dämpfers aufgenommen werden.

Im inneren Seitenteil 8 ist in axialer Richtung innerhalb einer Bohrung 32 eine Öleinfüllschraube 33 eingeschraubt, so daß über die Bohrung 32 die Fül­ lung der Nebenkammern nach Montage des erfindungsgemäßen Dämpfers in dem Gehäuse erfolgen kann. Weiterhin kann über die Einfüllschraube 33 eine Ölstandskontrolle und auch die Fixierung des Abschlußdeckels 20 erfolgen.

In den Rotorflügeln 4 sind Ventile 34 und 35 angeordnet, die in entgegengesetzter Richtung wirksam sind und als Überdruckventile dienen. Diese Ventile 34 und 35 verbinden die Arbeitsräume 11, 12 untereinander.

Wie sich aus den Fig. 1 und 2 weiterhin ergibt, sind alle Teile umfangsgemäß abgedichtet, so daß ein Aus­ tritt des Arbeitsmediums nach außen verhindert wird.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Rotationsdämp­ fers ist nun wie folgt:

Bei Drehung der Rotorflügel 4, z.B. im Uhrzeigersinn, fließt die Hydraulikflüssigkeit, die das Arbeitsmedium bildet, aus den Arbeitsräumen 11 durch die leicht an­ sprechenden Ventile 17, 18 hinter die Seitenwände 13, 14 in die Ringspalte 15, 16 ein. Von dem Ringspalt 15 aus passiert die Hydraulikflüssigkeit das im inneren Abschlußdeckel 20 sitzende Dämpfungsventil 21 und fließt in den inneren Ringraum 22 ein. Von dem Ringraum 22 aus fließt die Hydraulikflüssigkeit durch den axialen Kanal 23 in den Ringraum 24 und von dort durch die Ven­ tile 26 in die drucklosen Arbeitsräume 12, die hinter den Rotorflügeln 4, in Drehrichtung gesehen, liegen. Während dieses Arbeitszustands des Rotationsdämpfers werden die Ventile 19 und 25 vom jeweiligen Arbeits­ druck im geschlossenen Zustand gehalten.

Bei einer Umkehr der Bewegung der Rotorflügel 4, d. h. bei einer folgenden Bewegung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, werden die Ventile 19, 25 auf Durchlaß beaufschlagt, und die Ventile 18, 26 werden durch den Arbeitsdruck geschlos­ sen gehalten, so daß dann das Arbeitsmedium von den Kam­ mern 12 in die Kammern 11 fließen kann.

Claims (11)

1. Rotationsdämpfer, bestehend aus einem Lagerhäuse mit inneren Statorflügeln und einem in diesem gelagerten, auf einem Tragarmzapfen formschlüssig angeordneten Rotor mit Rotorflügeln, wobei die Statorflügel und die Rotorflügel Arbeitsräume bilden, sowie mindestens aus einem Dämpfungsventil zum Überführen des Arbeitsmediums von den druckbelasteten in die entlasteten Arbeitsräume, und aus einem das Gehäuse beidendig verschließenden, jeweils sein Lager für den Tragarmzapfen aufnehmenden Seitenteilen, wobei in axialer Richtung beidseitig der Arbeitsräume von diesen durch Seitenwände getrennt Ringspalte ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringspalten (15, 16) ein dem Arbeitsdruck in den Arbeitsräumen (11, 12) entsprechender, auf die axialen Seitenwände (13, 14) der Arbeitsräume (11, 12) entgegenwirkender Druck des Arbeitsmediums vorhanden ist.

2. Rotationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwän­ den (13, 14) einseitig öffnende Ventile (17, 18, 19) angeordnet sind, die die Arbeitsräume (11, 12) mit den Ringspalten (15, 16) verbinden.

3. Rotationsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dämpfungsventil (21) außer­ halb der Arbeitsräume (11, 12) angeordnet ist und sowohl zur Zug- als auch zur Druckdämpfung dient.

4. Rotationsdämpfer nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einer der Ringspalte (15, 16) über das Dämpfungsventil (21) mit einem Ringraum (22) verbunden ist, der zwischen dem Rotor (3) und dem Tragarmzapfen (2) über einen axialen Kanal (23) in einem Ringraum (24) endet, der über Ventile (25, 26) mit den Arbeitsräumen (11, 12) verbindbar ist.

5. Rotationsdämpfer nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dämpfungsventil (21) in einem inneren Abschlußdeckel (20) angeordnet ist, der den inneren Ringspalt (15) von dem inneren Ringraum (22) trennt.

6. Rotationsdämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Seitenwand (13) über einen Bolzen (36) mit dem inneren Abschlußdeckel (20) verbunden und auf dem Rotor (3) gelagert ist.

7. Rotationsdämpfer nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der äußere Ringspalt (16) nach außen durch einen Abschlußdeckel (31) ver­ schlossen ist, der im wesentlichen das das äußere Lager (9) aufnehmende Seitenteil (7) bildet.

8. Rotationsdämpfer nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im inneren Seitenteil (8) in einer Zylinderbohrung (28) auf der drucklosen Rückseite des Rotorflügels (4) ein federbelasteter Kolben (27) derart angeordnet ist, daß er durch das im inneren Ringraum (22) befindliche Medium beaufschlagt ist.

9. Rotationsdämpfer nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im inneren Seitenteil (8) eine Einfüllschraube (33) in einer axialen Ge­ windebohrung (32) eingeschraubt ist, die im Ring­ raum (22) endet.

10. Rotationsdämpfer nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Rotorflügeln (4) je­ weils in entgegengesetzten Richtungen wirkende Ventile (34, 35) als Überdruckventile angeordnet sind.

11. Rotationsdämpfer nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rotorflügel (4) und die Statorflügel (5) umfangsgemäß durch elastisch an­ geordnete Dichtleisten (30) abgedichtet sind.