DE3834878A1

DE3834878A1 - Druckmittelaggregat, insbesondere hydraulikmotor oder hydraulikpumpe

Info

Publication number: DE3834878A1
Application number: DE3834878A
Authority: DE
Inventors: Louis Bernard-Marie-Josep Bigo
Original assignee: Poclain Hydraulics France SA
Current assignee: Poclain Hydraulics France SA
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1988-10-13
Publication date: 1989-04-27
Also published as: FI884736A; GB2211250A; BR8805392A; GB8823830D0; FI884736A0; US5018433A; FR2621960B1; FR2621960A1; GB2211250B

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckmittelaggregat, ins besondere einen Hydraulikmotor oder eine Hydraulikpumpe, bestehend aus einem Stator, einem Rotor, Mitteln zur La gerung des Rotors gegenüber dem Stator, wobei diese beiden Elemente drehbar um eine geometrische Achse angeordnet und axial in den beiden entgegengesetzten, parallel zur geo metrischen Achse verlaufenden Richtungen fixiert gehalten sind, einer Reaktionsnocke, die fest mit einem der beiden Teile verbunden ist, Zylindern, die in dem zweiten dieser beiden Teile angeordnet und im wesentlichen radial zu der geometrischen Drehachse versetzt angeordnet sind und Kolben, die verschiebbar in den Zylindern angeordnet sind und an der Nocke anliegen.

Solche Aggregate sind beispielsweise aus der FR-A-25 33 365 bekannt. Diese bekannten Mechanismen, wie Motoren oder Pumpen, sind Gegenstand ständiger Forschung im Hinblick auf eine Reduzierung ihres sowohl radialen als auch axia len Platzbedarfs. Diesen Forschungen sind jedoch gewisse Grenzen gesetzt, da bis heute zur Erzielung der Dreh anordnung und der axialen Fixierung des Rotors gegenüber dem Stator mindestens zwei Lager vorgesehen werden müssen. Hierbei handelt es sich entweder um Lager mit gemischter Funktion, wobei jedes Lager gleichzeitig einen Teil zur Drehlagerung und einen Teil zur axialen Halterung dar stellt, oder um Lager eines einzigen Typs, wobei eines der Lager für die Drehlagerung und ein oder mehrere andere Lager für den axialen Halt vorgesehen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Lageranordnung vorzuschlagen, die eine Reduzierung des axialen und ra dialen Platzbedarfs der besagten Mechanismen bei gleicher Lebensdauer und gleichen mechanischen Eigenschaften (Be lastungswiderstand, Momentbeschleunigung) entsprechend jenen der bekannten Mechanismen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Mittel zur Lagerung aus einem einzigen Lager be stehen, das zwei Laufbahnen aufweist, die unmittelbar in einer Verlängerung der Reaktionsnocke und in einer Ver längerung des Elements, das die Zylinder enthält, daß die zwischen den Laufbahnen angeordnet sind und an diesen beiden Laufbahnen in Anlagen anbringbar sind und den Rotor gegenüber dem Stator in den beiden entgegengesetzten axialen Richtungen parallel zur geometrischen Achse zur axialen Fixierung abstützen.

Die folgenden vorteilhaften Anordnungen finden zur wei teren Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise Anwendung.

Die Wälzkörper sind als Kugeln ausgebildet, die an zwei unterschiedlichen Berührungsbereichen jeder Bahn in Anlage bringbar sind und axiale Anschläge in den beiden entgegen gesetzten axialen Richtungen parallel zur geometrischen Drehachse bilden.

Der mittlere Durchmesser des Lagers, auf dem die Dreh achsen der einzelnen Wälzkörper angeordnet sind, ent spricht im wesentlichen dem äußeren Umfangsdurchmesser des Elements, in dem die Zylinder angeordnet sind.

Die sich aus den Anordnungen gemäß der Erfindung er gebenden Vorteile liegen im wesentlichen in einer Redu zierung des axialen und radialen Platzbedarfs des Aggre gats, insbesondere durch den Wegfall von mindestens eines Lagers im Vergleich zu den bisher bekannten Mechanismen sowie durch den Wegfall der Schalen der aufgesetzten Lager und schließlich durch eine entsprechende Anordnung (Ab stand) des alleinigen Lagers zur geometrischen Drehachse.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sowie ihrer Merk male und Vorteile wird auf nachstehende Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsform verwiesen.

Die Beschreibung und die Zeichnungen gelten ausschließlich als Richtlinie und erheben keinen Anspruch auf Voll ständigkeit.

Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.

Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt nach der Linie I-I von Fig. 2 eines Hydraulikmotors entsprechend der Erfindung und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II von Fig. 1.

Der in den Figuren dargestellte Hydraulikmotor umfaßt

- ein aus zwei Teilen 1 und 2 bestehendes Gehäuse, wobei diese beiden durch Schrauben 3 und eingelegter Dichtung 4 zusammengefügt sind;
- einen Zylinderblock, der im wesentlichen innerhalb des Gehäuses 1, 2 um eine geometrische Drehachse 6 mit Hilfe von zwischen dem Zylinder und dem Gehäuse eingesetzten Kugeln 7 drehbar angeordnet ist;
- eine Fluidverteilungsscheibe 8, die durch eine Anordnung 9 von Nocken und Nuten gemeinsam mit dem Gehäuseteil 1 dreht und mit diesem Gehäuseteil 1 zwei Nuten 10, 11 bil det, die durch Dichtungen 12 voneinander getrennt sind;
-einen Deckel 13, der das axiale Ende des Gehäuseteils 1 verschließt, wobei zwischen dem Deckel und dem Gehäuseteil 1 eine Dichtung 14 eingelegt ist, und mit Hilfe von Schrauben 15 am Teil 1 befestigt ist.

In dem Zylinderblock 5 sind radial versetzt angeordnete, winkelig in regelmäßigen Abständen verteilte Zylinder 16 vorgesehen. In den Zylindern 16 sind Kolben 17 ver schiebbar angeordnet und zwar ein Kolben pro Zylinder. Die äußeren Enden dieser Kolben sind mit Rollen 18 versehen, deren Achsen 19 parallel zur geometrischen Achse 6 ver laufen.

Der Zylinderblock 5 und die Verteilungsscheibe 8 weisen jeweils eine plane Fläche 20, 21 auf, wobei diese beiden Flächen senkrecht zur geometrischen Achse 6 verlaufen und aneinander anliegen. Die Innenseite des Gehäuseteils 2 verläuft in Form einer wellenartigen Nocke 22, an der die einzelnen Rollen 18 anliegen. Vorgesehen sind zwei Lei tungsbündel 23, 24, wobei die Leitungen 23 die Nut 10 mit der planen Fläche 21 der Verteilungsscheibe 8 und die Leitungen 24 die Nut 11 mit der gleichen planen Fläche 21 verbinden und auf dieser planen Fläche 21 in regelmäßig auf einem gleichen, auf der geometrischen Achse 6 zen trierten Kreis angeordneten Öffnungen auslaufen, und diese Leitungen 23 und 24 abwechselnd angeordnet sind. Die Zy linder 16 sind darüberhinaus durch Zylinderleitungen 25 mit der planen Fläche 20 des Zylinderblocks verbunden, wobei eine Leitung pro Zylinder vorgesehen ist, und die Leitungen auf dieser planen Fläche 20 in regelmäßig auf einem gleichen, auf der geometrischen Achse zentrierten Kreis angeordneten Öffnungen münden und abwechselnd mit einer Leitung 23, dann mit einer Leitung 24 usw. der Ver teilungsscheibe 8 verbunden werden können. Die Nuten 10, 11 sind schließlich über Anschlüsse 28 und 29 mit Außen leitungen 26 bzw. 27 verbunden, wobei in diesen Leitungen 26, 27 ein unter Druck stehendes und ein druckloses Fluid und umgekehrt transportiert werden.

Auf dem Zylinderblock 5 sind Ringsegmente 30 für den axia len Halt der Rollen 18 in den Aufnahmesitzen 31 der Kolben 17 befestigt (Bolzen 39), die eine Anlagefläche für die äußeren Querflächen der Rollen 18 bilden.

An der Seite des Zylinderblocks 5, die im Verhältnis zu den Zylindern 16 der Seite gegenüberliegt, auf der die Verteilungsscheibe 8 angeordnet ist, ist der Zylinderblock 5 mit einer Verlängerung 32 ausgestattet. Der Gehäuseteil 2 ist ebenfalls mit einer Verlängerung 33 versehen, wobei diese Verlängerungen 32 und 33 in axialer Richtung, im wesentlichen parallel zur geometrischen Achse 6 von der Querebene P ₂₂ aus bis zum Nocken 22 verlaufen. Hierdurch werden gegenüberliegende Flächenauflagen 32 A bzw. 33 A gebildet, deren Verlauf - auf der axialen Schnittebene von Fig. 1 - zwischen den parallel zur geometrischen Achse 6 verlaufenden Geraden (D 1, D 2) liegt und sich über die Mantellinien der Rollen 18 innerhalb der Schnittebene oder entlang dieser Geraden D 1, D 2 erstreckt. Die Verlängerung 32 ist Bestandteil des Zylinderblocks 5, ebenso wie die Verlängerung 33 Bestandteil des Gehäusesteils 2 ist, der die Nocke 22 trägt.

Das Kugellager 7 umfaßt eine unmittelbar in der Ver längerung 32 angeordnete Laufbahn 32 B 1-32 B 2 und eine un mittelbar in der Verlängerung 33 angeordnete Laufbahn 33 B 1-33 B 2 sowie selbstverständlich die zwischen den be sagten Bahnen befindlichen Kugeln 7. Die Bahn 32 B 1-32 B 2 endet auf der Fläche 32 A der Verlängerung 32. Sie weist zwei unterschiedliche Seiten 32 B 1 und 32 B 2 auf, die axial in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sind und zwei axiale Ansätze bilden. Die Bahn 33 B 1-33 B 2 endet in glei cher Weise auf der Fläche 33 A der Verlängerung 33. Sie weist ebenfalls zwei unterschiedliche Seiten 33 B 1 auf, die axial in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sind und zwei axiale Ansätze bilden.

Die Kugeln 7 können entweder an einem Berührungsbereich der Fläche 32 B 1 und einem Berührungsbereich der Fläche 33 B 1 anliegen, wodurch eine axiale Verschiebung des Rotors im Verhältnis zum Stator in einer ersten axialen Richtung (nach rechts) parallel zur Drehachse 6 vermieden wird, oder auf einem Berührungsbereich der Fläche 32 B 2, wodurch eine axiale Verschiebung des Rotors im Verhältnis zu Sta tor in axialer Richtung (nach links) entgegen der besagten ersten Richtung vermieden wird. Schließlich reichen die beiden besagten Laufbahnen und die Rollen 7 aus, um einer seits die Durchführung der Drehlagerung des Rotors (Ge häuse 1-2, dessen Verlängerung 33 und Nocke 22) im Ver hältnis zum Stator (Zylinderblock 5 und dessen Ver längerung 32) um die geometrische Drehachse 6 und anderer seits die axiale Fixierung des besagten Rotors in den beiden entgegengesetzten axialen Richtungen parallel zur Richtung der Drehachse 6 im Verhältnis zum Stator zu er möglichen. Zwischen den Enden der Verlängerung 32 und 33 ist eine Dichtung 34 eingesetzt. In der äußeren Quer fläche 35 der Verlängerung 32 des Zylindergehäuses 5 sind schließlich Bohrungen 36 zur Befestigung des Zylinder blocks und dessen Verlängerung, z.B. am Rad eines Fahr zeuges, vorgesehen, während der Gehäuseteil 1 einen mit Löchern 38 versehenen Flansch 37 zur Befestigung des Ge häuses 1-2, z.B. auf dem Fahrgestellrahmen eines Fahr zeugs, aufweist. Die Kugeln dieses Kugellagers werden mit Hilfe eines in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellten Einführungsschachtes zwischen den Bahnen 32 B und 33 B ein gefüllt. Sie können aneinandergrenzen oder durch Zwischen einlagen im Abstand voneinander gehalten werden oder in herkömmlicher Weise in einem Kugelkäfig aufgenommen sein. Es ist weiter darauf hinzuweisen, daß der auf der geo metrischen Drehachse 6 zentrierte Radiuskreis R 7, auf dem die Drehachsen 7 A der einzelnen Rollen liegen, bei der beschriebenen Ausführungsform im wesentlichen mit dem ebenfalls auf der geometrischen Drehachse 6 zentrierten Radiuskreis R 5 zusammenfällt, der die äußere Umfangshülle des Zylinderblocks 5 bildet und auf dem im wesentlichen die Achsen 19 der Rollen 18 angeordnet sind.

Die Funktion des vorbeschriebenen Motors ist herkömmlicher Art. Während in der Leitung 26 das unter Druck stehende Fluid und in der Leitung 27 das drucklose Fluid trans portiert wird, erfolgt eine relative Drehung des Zylinder blocks 5 im Verhältnis zum Gehäuse 1-2 entsprechend einer ersten Drehrichtung. Wenn das drucklose Fluid in der Lei tung 26 und das unter Druck stehende Fluid in der Leitung 27 transportiert wird, erfolgt eine relative Drehung in der zweiten Drehrichtung entgegengesetzt der ersten Rich tung.

Die Vorteile eines solchen Motors liegen im wesentlichen in seiner sowohl axialen als auch radialen Kompaktheit. Diese Kompaktheit wird durch die Wahl der Montage des Gehäuses 1-2 im Verhältnis zum Zylinderblock 5 erzielt. Diese Montage wird durch ein einziges Lager 32 B 1, 32 B 2, 33 B 1, 33 B 2,7 ermöglicht, und es ist augenscheinlich, daß sie im Vergleich zu der bisherigen Anordnung mit zwei oder mehr Lagern einen geringeren Platzbedarf in axialer Rich tung parallel zur geometrischen Achse 6 verlangt und auch der Platzbedarf in radialer Richtung dadurch eingeschränkt wird, daß die Laufbahnen 32 B 1, 32 B 2, 33 B 1, 33 B 2 unmittel bar im Gehäuse 1-2-33 und Zylinderblock 5, 32 angeordnet sind, wodurch die Lagerringe der bisher üblichen Lager entfallen, die getrennt von zu den in drehbar montierten Elementen sind.

Mit Hilfe der beschriebenen Montageanordnung werden alle erforderlichen Funktionen erfüllt. Drehbewegung und axiale Fixierung des Gehäuses 1, 2, 33 im Verhältnis zum Zy linderblock 5, 32.

Im Falle hoher auf das Lager ausgeübter Beanspruchungen sowie hoher Drehmomente sollte der Radius R 7 im wesent lichen dem Radius R 5 entsprechen, da hierdurch dem Lager die gewünschte mechanische Festigkeit verliehen wird. Dank dieser Anordnung werden außerdem radiale Dimensions veränderungen vermieden und eine weitere Reduzierung des axialen Platzbedarfs des Motors, ungeachtet der ausgeübten Beanspruchungen und des Drehmoments, ermöglicht. Da das Kugellager 7 in unmittelbarer Nähe der Nocke 22 und in einem im wesentlichen gleichen Abstand wie die Nocke im Verhältnis zur geometrischen Achse eingesetzt ist, wird jede Verschiebung, wie sie bei zahlreichen früheren Aus führungsformen zu beobachten war, durch Annäherung der Zylinderblock- und Gehäuseabschnitte, die das Lager tragen, an die geometrische Achse 6 vermieden. Diese Verschiebung machte einen erhöhten axialen Platzbedarf des Motors im Vergleich zu der Anordnung gemäß der Erfindung erforderlich.

Eine Ausführungsvariante gemäß der Erfindung besteht da rin, daß anstelle des Kugellagers 7 ein Rollenlager ein gesetzt wird.

Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern schließt alle durchführ baren Varianten ein, ohne daß hierdurch der Rahmen und der Sinn der Erfindung verlassen werden.

Bezugszeichenliste:

1, 2 Gehäuseteile
3 Schrauben
4 Dichtung
5 Zylinderblock
6 Drehachse
7 Kugeln
8 Fluidverteilungsscheibe
9 Nocken/Nuten
10, 11 Nuten
12 Dichtung
13 Deckel
14 Dichtung
15 Schrauben
16 Zylinder
17 Kolben
18 Rollen
19 Achse
20 Planfläche des Zylinderblockes
21 Planfläche der Verteilungsscheibe
22 Nocken (wellenförmig)
23 Leitung
24 Leitung
25 Zylinderleitung
26 Außenleitung
27 Außenleitung
28 Anschlüsse
29 Anschlüsse
30 Ringsegmente
31 Aufnahmesitz
32 Verlängerung des Zylinderblocks
33 Verlängerung des zweiten Gehäuseteiles
34 Dichtung
35 Querfläche
36 Bohrung
37 Flansch
38 Bohrung
39 Achse

Claims

1. Druckmittelaggregat, insbesondere Hydraulikmotor oder Hydraulikpumpe, bestehend aus einem Stator (1, 2, 33), einem Rotor (5/32), Mitteln (32 B 1, 33 B 1, 33 B 2,7) zur Lagerung des Rotors gegenüber dem Stator, wobei die beiden Elemente drehbar um eine geometrische Achse (6) angeordnet und axial in den beiden entgegenge setzten, parallel zur geometrischen Achse (6) ver laufenden Richtungen fixiert gehalten sind, einer Reaktionsnocke (22), die fest mit einem ersten (1/2/33) der beiden Teile verbunden ist, Zylindern (16), die in dem zweiten (5/32) dieser beiden Teile angeordnet und im wesentlichen radial zu der geome trischen Drehachse (6) versetzt angeordnet sind und Kolben (17), die verschiebbar in den Zylindern angeordnet sind und an den Nocken anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Lagerung aus einem einzigen Lager bestehen, das zwei Laufbahnen (32 B 1/32 B 2/33 B 1/33 B 2) aufweist, die unmittelbar in einer Verlängerung (33) der Reaktionsnocke (22) und in einer Verlängerung (32) des Elements (5), das die Zylinder enthält, vorgesehen sind, daß Wälzkörper (7), die zwischen den Laufbahnen angeordnet sind und an diesen beiden Laufbahnen in Anlage bringbar sind und den Rotor gegenüber dem Sta tor in den beiden entgegengesetzten axialen Richtungen parallel zur geometrischen Achse (6) zur axialen Fixierung abstützen.

2. Druckmittelaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper als Kugeln (7) ausgebildet sind, die an zwei unterschiedlichen Berührungsbereichen jeder Bahn in Anlage bringbar sind und axiale An schläge in den beiden entgegengesetzten axialen Rich tungen parallel zur geometrischen Drehachse (6) bilden.

3. Druckmittelaggregat nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser (R 7) des Lagers, auf dem die Drehachsen der einzelnen Wälzkörper (7) angeordnet sind, im wesentlichen dem äußeren Umfangsdurchmesser (R 5) des Elements (5) entspricht, in dem die Zylinder (16) angeordnet sind.