DE4337815C1 - Schwenkmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotor, umfassend einen Zylinder und eine Motorwelle sowie endseitige Deckel, die ei­ nen Arbeitsraum begrenzen, eine Anzahl von Rippen an der In­ nenfläche des Zylinders und die gleiche Anzahl von Flügeln auf der Motorwelle, die den Arbeitsraum in Arbeitskammern unterteilen, welche abwechselnd mit Hydraulikmedium versorgt werden, und Dich­ tungen innerhalb von Nuten in den Rippen und Flügeln, die die Arbeitskammern hydraulisch voneinander trennen.

In der DE 42 29 025 A1 wird ein Schwenkmotor vorgeschlagen, bei dem ein Fertigungsproblem für die Nuten in den Rippen bzw. Flügeln für die Dichtungen auftrat. Die verwendeten Dichtungen haben ein für die Innenbearbeitung des Zylinders un­ günstiges Breiten/Höhenverhältnis. Bisher konnte man durch sehr aufwendige Fertigungsverfahren wie Funkenerodieren oder auch Stoßen die Nuten innerhalb der benötigten Toleranzen herstellen. Der damit verbundene Fertigungsaufwand ist für eine Großserienproduktion nicht akzeptabel. Preiswertere Fer­ tigungsverfahren, wie das Räumen mit einer Räumnadel, schieden bisher aus, da die Räumnadel sehr schnell aufgrund ihres kleinen Querschnitts brach.

Aus dem DE-GM 19 55 711 ist eine Radialdichtung bekannt, die aus mehreren Dichtleisten besteht. Um die Nutherstellung für die Mehrfachdichtung zu erleichtern, werden die einzelnen Nuten durch den umgekehrten Einbau eines im Querschnitt T-förmigen Einsatzstückes in eine rechteckige Nut des Kolbens gebildet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme mit geringstem Aufwand zu be­ heben, so daß eine vertretbare Großserienfertigung durchge­ führt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem zwi­ schen den Dichtungen und den Seitenwänden der Nuten jeweils ein Zwischenraum vorliegt, in dem ein Füllstück angeordnet ist.

Der Zwischenraum erlaubt eine von der Breite der Dichtung un­ abhängige, d. h. größere Nutbreite. Die Nutbreite kann dadurch vorteilhafterweise der Breite eines Bearbeitungswerkzeuges angepaßt werden. Das Füllstück kann einerseits aus einem preiswerten Werkstoff und anderseits mit größeren Toleranzen hergestellt werden.

Eine besonders einfache Ausführungsform besteht darin, daß das Füllstück einseitig der Dichtung beigefügt ist. Man nimmt beispielsweise eine einfache Kunststoffscheibe, die zusammen mit der Dichtung in die Nuten eingelegt werden kann.

Alternativ besteht die Möglichkeit, daß das Füllstück eintei­ lig mit einem Bauteil der Dichtung ausgebildet ist. Die Hand­ habung bei der Montage der Dichtung mit dem Füllstück verbes­ sert sich entscheidend.

Je nach Bauweise des Schwenkmotors kommen zusätzliche Axial­ dichtungen zum Einsatz, die mit Hydraulikmedium druckbeauf­ schlagt sind, um die Axialdichtungen in ihrer Dichtwirkung zu erhöhen. Diese Einstiche müssen von den Dichtungen innerhalb der Rippen abgedeckt werden, damit kein Hydraulikmedium über die Einstiche von einer druckbeaufschlagten Arbeitskammer in eine drucklose Kammer überströmen kann. Gemäß einem vorteil­ haften Unteranspruch ist dafür vorgesehen, daß die Dichtung mit dem Füllstück zwanghaft lageorientiert angeordnet ist, so daß sich die Dichtung in etwa in der Mitte der Rippe bzw. des Flügels befindet. Die Dichtung besitzt mit ihrem Füllstück einen unsymmetrischen Querschnitt. Die Lageorientierung dient deshalb auch der-Einhaltung der Vorspannung der Dichtung. Un­ ter der Voraussetzung, daß die Dichtung stets an einer be­ stimmten Seitenwand der Nut anliegt, ist die Vorspannung der Dichtung festgelegt. Liegt die Dichtung an der der bestimmten Seitenwand der Nut gegenüberliegenden Seite an, so reduziert der Krümmungsradius der Zylinderinnenwand oder der Motorwelle über einen aus dem Krümmungsradius resultierenden Höhenversatz die Vorspannung der Dichtung.

Eine vorteilhafte Ausführung für die zwanghafte Lageorientie­ rung sieht so aus, daß diese über einen Absatz innerhalb der Nut erfolgt, in den das ebenfalls mit einem Absatz profilierte Füllstück eingreift. Bei der Montage kann die Dichtung nicht fälschlicherweise eingesetzt werden, da sich die Konturen der Nuten und der Dichtungen über ihre Absätze abweisen.

Eine alternative Ausführung zeichnet sich dadurch aus, daß die Nut einen groben und einen kleinen Nutgrundradius aufweist, wobei der eine Nutgrundradius der Kontur der Dichtung und der andere Nutgrundradius der Kontur des Füllstücks angepaßt ist. Die unterschiedliche Gestaltung der Radien erzielt praktisch den gleichen Zweck, wobei die Anforderungen an das Nuther­ stellungswerkzeug etwas geringer sind.

Damit die Dichtung mit Hydraulikmedium druckbeaufschlagt ist, um die Dichtwirkung zu erhöhen, weist das Füllstück eine Pro­ filierung auf, die eine Anströmung der Dichtung mit Hydrau­ likmedium sicherstellt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung mit ihre wesentlichen Vorteilen näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Schwenkmotor im Längsschnitt,

Fig. 2a-d Schwenkmotor im Querschnitt.

Die Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Anordnung eines Schwenk­ motors innerhalb einer Stabilisatoranordnung 1, die aus einem geteilten Stabilisator mit den Stabilisatorteilen 3 und 5 so­ wie einem Schwenkmotor 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 Innendurchmesser axialverlaufende Rippen 11 angeordnet sind. Die Rippen 11 und der Zylinder 9 sind einstückig ausge­ führt. An beiden Stirnseiten des Zylinders 9 begrenzen ein Deckel 13 und ein Deckel 15 einen Arbeitsraum. Die Lagebe­ stimmung der Deckel 13 und 15 innerhalb des Zylinders 9 er­ folgt durch die Stirnflächen 17 der Rippen 11. Zwischen den Deckeln 13 bzw. 15 und dem Zylinder 9 besteht in den Stirnbe­ reichen des Schwenkmotors 7 eine Schweißverbindung 19.

Innerhalb des Arbeitsraums ist eine Motorwelle 23 mittels Gleitlager 25, 27 drehbar gelagert. Die Motorwelle 23 besitzt auf ihrem Außendurchmesser eine Anzahl von Flügeln 29, die dieselbe axiale Ausrichtung besitzen wie die Rippen 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 Abdich­ tung 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 be­ nachbarte Arbeitskammern 35a, 35b hydraulisch getrennt sind. Die Dichtungen 39 sind in der sogenannten "Window-Bauweise" ausgeführt. Sie bestehen aus einem rahmenförmigen Dichtungs­ teil 41 und einem Innenteil 43. Beide Dichtungsteile 41, 43 werden durch einen O-Ring 45 getrennt, der die Dichtungs­ teile 41, 43 leicht vorspannt. Im eingebauten Zustand verstärkt der Arbeitsdruck innerhalb der Arbeitsräume die Vorspannung durch den O-Ring auf die Dichtteile und sorgt für eine dyna­ mische Abdichtung. Das Gleiche wird für die Vorspannung der Winkeldichtringe 37 genutzt, die vom Hydraulikmedium druckbe­ aufschlagt sind. Mindestens ein Einstich 38 in beiden Dek­ keln 13, 15, die von der Dichtung 39 abgedichtet werden, wenn der Schwenkmotor unter Druck steht, sorgen im drucklosen Zu­ stand des Schwenkmotors dafür, daß sich der hydraulische Druck von den Winkeldichtringen 37 vorbei an den entlasteten Dich­ tungen 39 abbauen kann, so daß keine Axialkräfte aufgrund eingeschlossener Drücke im Bereich der Winkeldichtringe 37 auftreten können.

Der Deckel 15 ist mit einem ersten 47 und einem zweiten 49 Hydraulikanschluß versehen, die parallel der Hauptachse des Schwenkmotors 7 angeordnet sind. Jeder der beiden Hydraulik­ anschlüsse 47, 49 ist mit jeweils einer anderen Arbeitskam­ mer 35a, 35b direkt verbunden. Zudem besteht über ein Ver­ bundsystem eine Verbindung zwischen den Arbeitskammern 35a, 35b mit gleicher Indizierung, wobei die miteinander verbun­ denen Arbeitskammern 35a des ersten Hydraulikanschlusses 47 mit denen der Arbeitskammer 35b des zweiten Hydraulikan­ schlusses 49 abwechseln.

Die Fig. 2a-d zeigen einen Querschnitt durch den Schwenk­ motor 1 im Bereich der Flügel 29 bzw. Rippen 11. Innerhalb der Flügel 29 und Rippen 11 sind die Dichtungen 39 innerhalb von Nuten 51 gekammert. Diese Kammern besitzen ein Höhenbreiten­ verhältnis, das den Einsatz von Räumnadeln ermöglicht. Die Dichtung 39 baut sehr schmal und lädt einen Zwischenraum, der von einem Füllstück 42 ausgeglichen wird. Bei diesem Füllstück handelt es sich um eine einfache Scheibe, die bei der Montage gleichzeitig mit der Dichtung 39 in die Nuten 51 eingelegt wird. Die Scheibe kann aus einem untergeordneten Material be­ stehen und auch hinsichtlich der Toleranzen werden geringere Anforderungen gestellt. Das als Scheibe ausgeführte Füll­ stück 42 weist eine Profilierung 44 auf, die eine Anströmung der Dichtung 39 mit Hydraulikmedium ermöglicht, um eine dynamische Dichtunterstützung zu erzielen. Das Füllstück spart Dichtungswerkstoff ein, den man zur Ausfüllung des Zwischen­ raums brauchte. Diese speziellen Dichtungen sind aufgrund ih­ rer Herstellung sehr teuer, so daß sich durch den Einsatz der Füllstücke kein nennenswerter Preisnachteil zur bisherigen Lösung ergibt.

Die Fig. 2b entspricht im wesentlichen der Ausführung nach 2a, doch wurde zur Verringerung des Montageaufwandes das Dichtungsinnenteil 43 und das Füllstück 42 zu einem einzigen Bauteil zusammengefaßt.

In der Fig. 2c wurde ein weiteres Montageproblem gelöst. Die Dichtung 39 soll immer im wesentlichen mittig vom Flügel oder der Rippe an den Gegenflächen, die es abzudichten gilt, an­ liegen. Dazu sind die Nuten 51 im Querschnitt leicht versetzt. Das Füllstück 42 und die Dichtung 39 besitzen zusammen einen unsymmetrischen Querschnitt, so daß es vorkommen könnte, daß die Dichtung 39 entweder an der einen oder der anderen Nut­ seitenwand zur Anlage kommt. Die Vorspannung der Dichtung kann dadurch stark schwanken, was vom Krümmungsradius der Dichtflächen 31, 33 abhängt. Desweiteren müssen die Ein­ stiche 38 von den Stirnflächen der Dichtung abgedeckt werden, damit kein Übertritt zwischen den Arbeitskammern 35 eintritt.

Die Dichtung 39 mit ihrem Füllstück 42 weist über einen Ab­ satz 46 in der Nutseitenwand eine Zwangsorientierung der Dichtung 39 auf. Die Dichtung läßt sich nur in einer Position einführen, da das Füllstück ebenfalls eine dem Absatz 46 an­ gepaßte Kontur besitzt. In der Fig. 2d wird das geschilderte Problem durch unterschiedliche Nutgrundradien 48a, 48b gelöst. Das Füllstück 42 und die Dichtung 39 sind jeweils einem der Radien mit ihrer Kontur angepaßt. Der ebenfalls unsymmetrische Querschnitt der Dichtung 39 in Verbindung mit dem Füllstück 42 ver­ hindert eine Verwechselung der Einbaulage.

Claims (7)

1. Schwenkmotor, umfassend einen Zylinder und eine Motor­ welle sowie endseitige Deckel, die einen Arbeitsraum be­ grenzen, eine Anzahl von Rippen an der Innenfläche des Zylinders und die gleiche Anzahl von Flügeln auf der Mo­ torwelle, die den Arbeitsraum in Arbeitskammern unter­ teilen, welche abwechselnd mit Hydraulikmedium versorgt werden, und Dichtungen innerhalb von Nuten in den Rippen und Flügeln, die die Arbeitskammern hydraulisch vonein­ ander trennen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtungen (39) und Seitenwänden der Nuten (51) jeweils ein Zwischenraum vorliegt, in dem ein Füllstück (42) an­ geordnet ist.

2. Schwenkmotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Füllstück (42) einseitig der Dichtung (39) beigefügt ist.

3. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (42) einteilig mit einem Bauteil der Dich­ tung (39) ausgebildet ist.

4. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (39) mit dem Füllstück (42) zwanghaft lageorientiert angeordnet ist, so daß sich die Dich­ tung (39) in etwa in der Mitte der Rippe (11) bzw. des Flügels (29) befindet.

5. Schenkmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageorientierung über einen Absatz (46) innerhalb der Nut (51) erfolgt, in den das ebenfalls mit einem Absatz profilierte Füllstück (42) eingreift.

6. Schwenkmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (51) einen großen (48a) und einen kleinen Nut­ grundradius (48b) aufweist, wobei der eine Nutgrundradius der Kontur der Dichtung (39) und der andere Nutgrundra­ dius der Kontur des Füllstücks (42) angepaßt ist.

7. Schwenkmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Füllstück (42) eine Profi­ lierung (44) aufweist, die eine Anströmung der Dich­ tung (39) mit Hydraulikmedium ermöglicht.