DE4337813C2 - Schwenkmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotor, entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

In der DE 42 29 025.2 A1 wird ein Schwenkmotor vorgeschlagen, bei dem ein Fertigungsproblem für die Nuten in den Rippen bzw. Flügeln für die Dichtungs­ einheiten auftrat. Die verwendeten Dichtungen haben ein für die Innenbearbei­ tung des Zylinders ungünstiges Breiten/Höhenverhältnis. Bisher konnte man durch sehr aufwendige Fertigungsverfahren, wie Funkenerodieren oder auch Sto­ ßen, die Nuten innerhalb der benötigten Toleranzen herstellen. Der damit verbun­ dene Fertigungsaufwand ist für eine Großserienproduktion nicht akzeptabel. Preiswertere Fertigungsverfahren, wie das Räumen mit einer Räumnadel, schie­ den bisher aus, da die Räumnadel sehr schnell aufgrund ihres kleinen Quer­ schnitts brach.

Ein weiteres Problem liegt darin, daß die mehrteiligen Dichtungseinheiten zwar gut funktionieren, aber auch sehr teuer sind.

Aus der DE-PS 11 79 124 ist eine Dichtleiste für Rotationskolbenmaschinen be­ kannt, die einteilig als Streifenkörper ausgeführt ist. Die Vorspannung der Dicht­ leiste übernimmt eine Feder.

In der DE-AS 16 50 103 wird ein Schwenkmotor beschrieben, bei dem zwischen der Dichtung und den Nutseitenwänden in der statischen Ruhelage jeweils ein Zwischenraum vorliegt, wobei der Streifenkörper während des Schwenkmotorbe­ triebs über seine Stirnflächen, seinen die Streifenhöhe bestimmenden Flächen und einer Seitenwand eine Dichtungsfunktion übernimmt. Bei einer solchen Aus­ führung kann nicht verhindert werden, daß die Dichtung während des Betriebs verwalkt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik be­ kannten Probleme mit geringsten Aufwand zu beheben, so daß eine vertretbare Großserienfertigung durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Im Gegensatz zu einem bogenförmigen Querschnitt kann es nicht zu einem Ver­ walken der Dichtung während der stets wechselnden Schwenkbewegung des Motors kommen. Die Gefahr, daß der Hydraulikdruck die Dichtung zusammen­ drückt, ist ebenfalls behoben.

Die für den Einsatz einer Räumnadel nötige Nutbreite wird bewußt für einen Zwi­ schenraum zwischen der Dichtung und den Nutseitenwänden genutzt, um eine hydraulische Anströmung der Dichtung für eine dynamische Anpreßkraft der Dichtung zu erzielen, mit dem Vorteil, daß die Reibung während des Schwenk­ motorbetriebs auf einem erfreulich niedrigen Niveau gehalten werden kann. Die Einteiligkeit senkt den Preis für die Dichtungen um ein Vielfaches. Die Nutbreiten­ toleranz erhöht sich vorteilhafterweise ebenfalls, da die einteilige Dichtung im Gegensatz zur Dichtungseinheit aus dem genannten Stand der Technik nicht ra­ dial auseinandergeschoben werden kann, was mit einem Verlust der Dichtwir­ kung verbunden wäre. Zusätzlich wird die Handhabung der Dichtungen bei der Montage wesentlich erleichtert.

Zur Verringerung der Reibung aufgrund der Dichtungen sind die die Dichtfunktion übernehmenden Flächen des Streifenkörpers durch Anströmkanäle in mehrere Einzeldichtflächen unterteilt. Bei den Seitenwänden wird dem Klebeeffekt zwi­ schen den Dichtungen und den Nutenseitenwänden durch diese Maßnahme be­ gegnet.

Dem Klebeeffekt wird zusätzlich dadurch abgeholfen, indem die Vorspannung der Dichtung innerhalb ihrer Nut derart ausgelegt ist, daß unabhängig vom Hydraulik­ druck im Schwenkmotor eine Mitnahme der Dichtungen aufgrund der Relativbe­ wegung zwischen dem Zylinder und der Motorwelle bei der Schwenkbewegung erfolgt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung mit ihren wesentli­ chen Vorteilen näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Schwenkmotor im Längsschnitt,

Fig. 2a-b Ausschnitt aus einem Dichtungsbereich.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Stabilisatoranordnung 1, die aus einem geteilten Stabilisator mit den Stabilisatorteilen 3 und 5 sowie einem Schwenkmo­ tor 7 besteht. Zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung wurden auf die Stabilisatorenden, die mit den jeweiligen Radträgern verbunden sind, verzichtet.

Der Schwenkmotor 7 besteht u. a. aus einem Zylinder 9, an dessen Innendurch­ messer axialverlaufende Rippen 11 angeordnet sind. Die Rippen 11 und der Zy­ linder 9 sind einstückig ausgeführt. An beiden Stirnseiten des Zylinders 9 begren­ zen ein Deckel 13 und ein Deckel 15 einen Arbeitsraum. Die Lagebestimmung der Deckel 13 und 15 innerhalb des Zylinders 9 erfolgt durch die Stirnflächen 17 der Rippen 11. Zwischen den Deckeln 13 bzw. 15 und dem Zylinder 9 besteht in den Stirnbereichen des Schwenkmotors 7 eine Schweißverbindung 19.

Innerhalb des Arbeitsraums ist eine Motorwelle 21 mittels Gleitlager 25, 27 drehbar gelagert. Die Motorwelle 21 besitzt auf ihrem Außendurchmesser eine Anzahl von Flügeln 29, die dieselbe axiale Ausrichtung besitzen wie die Rip­ pen 11 des Zylinders 9. Die Rippen 11 und die Innenwandfläche 31 des Zy­ linders 9, sowie die Flügel 29 und die Außenmantelfläche 33 der Motorwelle 21 bilden Arbeitskammern 35a, 35b. Die Abdichtung der Arbeitskammern 35a, 35b erfolgt einerseits durch Winkeldichtungsringe 37 im Fußbereich der Flügel 29 zwischen den Deckeln 13, 15. Die Stirnflächen der Flügel 29 und der Rippen 11 werden durch Dichtungen 39 abgedichtet, so daß benachbarte Arbeitskam­ mern 35a, 35b hydraulisch getrennt sind. Die Dichtungen 39 sind als einteilige Streifenkörper ausgebildet und dichten über ihre Stirnfläche 41a; 41d sowie min­ destens einer Seitenwand 43a; 43b ab. Im eingebauten Zustand verstärkt der Arbeitsdruck innerhalb der Arbeitsräume die statische Vorspannung der Dichtun­ gen 39 und sorgt für eine dynamische Abdichtung. Das Gleiche gilt für die Vor­ spannung der Winkeldichtungsringe 37, die über mindestens einen Einstich 38 mit Hydraulikmedium druckbeaufschlagt sind.

Der Deckel 15 ist mit einem ersten 45 und einem zweiten 47 Hydraulikanschluß versehen, die parallel der Hauptachse des Schwenkmotors 7 angeordnet sind. Jeder der beiden Hydraulikanschlüsse 45, 47 ist mit jeweils einer anderen Ar­ beitskammer 35a, 35b direkt verbunden. Zudem besteht über ein Verbundsystem eine Verbindung zwischen den Arbeitskammern 35a, 35b mit gleicher Indizierung, wobei die miteinander verbundenen Arbeitskammern 35a des ersten Hy­ draulikanschlusses 45 mit denen Arbeitskammer 35b des zweiten Hydraulikan­ schlusses 47 abwechseln.

Die Fig. 2a-b zeigen einen Querschnitt durch den Schwenkmotor 1 im Bereich der Flügel 29 bzw. Rippen 11. Innerhalb der Flügel 29 und Rippen 11 sind die Dichtungen 39 innerhalb von Nuten 42 gekammert. Diese Nuten 42 besitzen ein Höhenbreitenverhältnis, das den Einsatz von Raumnadeln ermöglicht. Die Dich­ tung 39 baut eher schmal und läßt einen Zwischenraum 44 zu.

In der Ruhestellung, wenn der Druck in den Arbeitskammern 35a, 35b gleich groß ist, wird die Dichtung 39 nur über ihre Flächen 41c, 41d vorgespannt, wo­ durch sich ein tonnenförmiger Querschnitt einstellt. Auf beiden Seiten der Dich­ tung 39 liegt ein Zwischenraum 44 vor, der mit Hydraulikmedium gefüllt ist.

Die Fig. 2b zeigt den Betriebszustand, wenn ein Druckunterschied zwischen den Arbeitskammern 35a; 35b vorliegt. Der Druck verschiebt die Dichtung 39 inner­ halb der Nut 42, bis eine Seitenwand 43 mit einer Nutseitenwand 42a; 42b zur Anlage kommt. Der gesamte Zwischenraum 44 stellt sich einseitig an der Dich­ tung 39 ein. Dabei erfolgt unter dem Druck des Hydraulikmediums eine Volu­ menverschiebung, die eine Erhöhung der Vorspannung der Dichtung 39 innerhalb der Nut 42 mit sich bringt. In dieser Stellung der Dichtung 39 erfüllt diese die Dichtfunktion über ihre Stirnflächen 41 und über ihre Seitenwand 43b.

Kommt es während des Schwenkmotorbetriebs zu einer Druckumkehr, so daß p₂ größer ist als p₁, so wird der unangenehme Klebeeffekt zwischen der Nutseiten­ wand 42b und der Seitenwand 43b durch die Mitnahme der Dichtung über die Relativbewegung zwischen der Motorwelle 21 und dem Zylinder 9 beseitigt. Zur Unterstützung können die Dichtflächen auch Anströmkanäle 46 aufweisen, die Einzeldichtflächen erzeugen.

Claims (3)

1. Schwenkmotor, umfassend einen Zylinder und eine Motorwelle sowie endsei­ tige Deckel, die einen Arbeitsraum begrenzen, eine Anzahl von Rippen an der Innenfläche des Zylinders und die gleiche Anzahl von Flügeln auf der Mo­ torwelle unterteilen den Arbeitsraum in Arbeitskammern, die abwechselnd mit Hydraulikmedium versorgt werden, Dichtungen innerhalb von Nuten in den Rippen und Flügeln, die die Arbeitskammern hydraulisch voneinander trennen, und einteilig als Streifenkörper ausgebildet sind, wobei zwischen den Dich­ tungen und den Nutseitenwänden in der statischen Ruhelage jeweils ein Zwi­ schenraum vorliegt und der Streifenkörper während des Schwenkmotorbe­ triebs über seine Stirnflächen seinen die Streifenhöhe bestimmenden Flächen und einer Seitenwand eine Dichtfunktion übernimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der mit schmalen Stirnflächen (41c; 41d) versehene Streifenkörper (39) in seiner statischen Ruhelage aufgrund seiner Vorspannung einen tonnenförmigen Querschnitt aufweist.

2. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dicht­ funktion übernehmenden Flächen (41, 43) des Streifenkörpers (39) durch An­ strömkanäle (46) in mehrere Einzeldichtflächen unterteilt sind.

3. Schwenkmotor nach den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ spannung der Dichtung (39) innerhalb ihrer Nut (42) derart ausgelegt ist, daß unabhängig vom Hydraulikdruck im Schwenkmotor (1) eine Mitnahme der Dichtungen (39) aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Zylinder (9) und der Motorwelle (21) bei der Schwenkbewegung erfolgt.