DE4407563C2 - Langsamlaufender Hochdrehmoment-Hydromotor, umfassend eine Verbindung von mindestens zwei Teilen, die zur Übertragung eines Moments bestimmt ist - Google Patents

Description

Es ist bereits ein langsamlaufender Hochdrehmoment-Hydromotor wie ein Radialkol­ benmotor bekannt, der eine Nockenbahn mit mehreren Wellen aufweist und ein Ge­ häuse umfaßt, das seinerseits mindestens zwei Elemente aufweist, die anfangs ge­ trennt sind und abschließend zur Bildung des Gehäuses verbunden werden, und ei­ ne einen Zylinderblock umfassende Struktur, wobei ein Drehmoment zwischen dem Gehäuse und der den Zylinderblock umfassenden Struktur übertragen werden kann, das einen maximalen Wert hat, der ein "bestimmtes Drehmoment" definiert.

In diesem bekannten Mechanismus wird die Verbindung der beiden Elemente mittels einer Vielzahl von Schrauben ausgeführt, die mit Innengewinden zusammenwirken, die in einem der Elemente angeordnet sind. Eine derartige Struktur ist hinsichtlich des erhaltenen mechanischen Widerstandes zufriedenstellend: hinsichtlich ihres ho­ hen Selbstkostenpreises ist sie weniger zufriedenstellend.

Aus der DE 41 04 712 A1 ist eine Radialkolbenmaschine bekannt, die im wesentli­ chen ein Gehäuse und eine darin drehbar gelagerte Struktur umfaßt, die eine Welle und einen Zylinderblock einschließt. Im Zylinderblock sind die Radialkolben angeord­ net, die sich über Rollen an einer Kurvenbahn des Gehäuses abstützen. Die Kurven­ bahn ist an einem Ringkörper des Gehäuses ausgebildet, der zwischen zwei Gehäu­ sehälften eingespannt ist, wobei die Verspannung mittels Durchgangsschrauben er­ folgt, die durch eine Gehäusehälfte und den Ringkörper durchgesteckt sind und in die andere Gehäusehälfte eingeschraubt sind. Auch diese Gehäusekonstruk­ tion ist aufwendig und teuer.

Die Erfindung soll diesen Nachteil beseitigen, indem ein neuartiges Konzept vorge­ schlagen wird, das einfacher auszuführen und ebenso widerstandsfähig ist.

Zu diesem Zweck sind gemäß der Erfindung die folgenden Anordnungen gleichzeitig vorhanden: A) ein erstes dieser Elemente umfaßt ein Gewinde und eine erste Quer­ fläche; B) das zweite der Elemente umfaßt ein Innengewinde, da zu dem Gewinde komplementär ist, und eine zweite Querfläche, die mit der ersten Querfläche in Kon­ takt gebracht werden kann; C) das Gewinde des er­ sten Elements wird in das Innengewinde des zweiten Elements geschraubt, bis der beiderseitige Kontakt zwischen der ersten und zweiten Querfläche erhalten wird, und dann wird ein Anzieh­ drehmoment zwischen den beiden Elementen ausgeübt, bis eine Verbindung dieser beiden Elemente erzielt wird, wobei die erste Querfläche auf der zweiten festgespannt ist.

Außerdem sind die folgenden vorteilhaften Anordnungen vorzugs­ weise vorgesehen:

• - das Anziehdrehmoment ist größer als das bestimmte Drehmoment;
• - den Anwendungen gemäß ist das Anziehdrehmoment mindestens gleich dem 1,1- oder 1,5-fachen des bestimmten Drehmoments;
• - der Hydromotor umfaßt außerdem ein komplementäres Mittel zur Sperrung dieser Elemente in der Konfiguration, in der sie ver­ bunden sind;
• - das komplementäre Mittel zur Sperrung umfaßt einen Klebstoff­ film, der zwischen der ersten und zweiten Querfläche eingefügt ist, und/oder einen Klebstoffilm, der zwischen dem Gewinde und dem Innengewinde eingefügt ist;
• - das komplementäre Mittel zur Sperrung kann gleichfalls zumin­ dest einen Stift umfassen, der zwischen den beiden Querflächen eingesetzt ist und der teilweise in einer ersten Aufnahme an­ geordnet ist, die in dem ersten Element ausgebildet ist, und ebenso in einer zweiten Aufnahme, die in dem zweiten Element ausgebildet ist, wobei die Aufnahmen sich in die jeweiligen Querflächen der Elemente öffnen;
• - der Hydromotor umfaßt einerseits einen Befestigungsflansch, der mit einem der Elemente der ersten Struktur einteilig ausge­ bildet ist, und andererseits Hydraulikflüssigkeitsleitungen aufweist, die in demselben Element ausgebildet sind.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt in der einfachen Verbindung der Strukturen: ein Gewinde und ein Innengewinde genügen, während es zuvor notwendig war, eine bedeutende Anzahl von Präzisionsschrauben und ebensoviele Bohrungen und Innen­ gewinde vorzusehen. Diese einfache Verbindung ist außerdem mit einer Verringerung im Gewicht verbunden - jenem der wegfallenden Schrauben - und einer Verringerung der Herstellungskosten.

Die folgende beispielhafte Beschreibung der Ausführungsformen dient dem besseren Verständnis der Erfindung, sowie der Veran­ schaulichung nachgeordneter Merkmale und ihrer Vorteile.

Es versteht sich von selbst, daß die Beschreibung und die Zeich­ nungen nur erklärend, nicht jedoch einschränkend angeführt sind.

Es wird nun auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, von welchen:

Fig. 1 ein Axialschnitt einer Anordnung gemäß der Erfindung ist, welche einen Hydromotor und eine Scheibenbremse umfaßt; und

Fig. 2 und 3 Vergrößerungen des Details A von Fig. 1 sind, das in zwei erfindungsgemäßen Varianten ausgeführt wurde.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist jene eines langsamlau­ fenden Hochdrehmoment-Hydromotors, der mit einer Mehrfachschei­ benbremse versehen ist und folgendes umfaßt:

• - ein Motorgehäuse, das einen ersten Teil 1A umfaßt, der mit einem Gewinde 4 und einem Befestigungsflansch 301A versehen ist, sowie einen zweiten Teil 1B, der mit einem ersten Innengewinde 5 und einem zweiten Innengewinde 6 versehen ist, und einen drit­ ten Teil 1C, der mit einem Gewinde 7 und Abflachungen 101C ver­ sehen ist, wobei das Gewinde 4 und das erste Innengewinde 5 zum Ausführen der Verbindung des ersten Teils 1A mit dem zweiten Teil 1B zusammenwirken und das Gewinde 7 und das zweite Innenge­ winde 6 zum Ausführen der Verbindung des zweiten Teils 1B mit dem dritten Teil 1C zusammenwirken;
• - ein Bremsgehäuse 8, das mit einem Gewinde 9 versehen ist, das mit einem Innengewinde 10 zusammenwirkt, mit welchem der erste Teil 1A des Motorgehäuses versehen ist, um das Ausführen der Verbindung des Bremsgehäuses 8 mit dem Motorgehäuse unter Zwi­ schenschaltung des ersten Teils 1A zu bewirken;
• - einen Verschlußdeckel 11 des Bremsgehäuses 8, der in einer Bohrung 12 des Bremsgehäuses 8 gleitend angeordnet ist, wobei durch eine Dichtung 13 die Dichtheit zwischen diesen beiden Teilen erzielt wird.

Der innere Aufbau des Hydromotors 14 und der Mehrfachscheiben­ bremse 15, der an sich bekannt ist, mit Ausnahme der Verbin­ dungsmittel des Motorgehäuses und des Bremsgehäuses, die in der Folge genau beschrieben werden, wird anschließend zusammenfas­ send beschrieben.

Das Motorgehäuse 1A-1B-1C definiert einen Raum 16, der folgendes enthält:

• - eine Antriebswelle 17, die in bezug auf das Motorgehäuse um eine Rotationsachse 18 über Rollenlager 19, die zwischen der Antriebswelle 17 und dem Teil 1C des Motorgehäuses eingefügt sind, drehbar angeordnet ist;
• - ein Zylinderblock 20, in dem Zylinder 21 radial in bezug auf die Rotationsachse 18 angeordnet sind, ist mit der Antriebswelle 17 in bezug auf die Achse 18 mittels Verzahnungen 22 und 23, mit welchen sowohl die Antriebswelle 17 als auch der Zylinderblock 20 versehen ist, drehfest verbunden;
• - einen Kolben 24, der in jedem Zylinder 21 gleitend angeordnet ist und dort eine Kammer 25 definiert, die durch eine Zylinder­ leitung 26 mit einer senkrecht zur Rotationsachse 18 liegenden Verbindungsfläche 27 des Zylinderblocks 20 in Verbindung steht, und der an seinem äußeren Ende eine zylindrische Rolle 28 mit einer zur Rotationsachse 18 parallelen Achse trägt, welche auf einer gewellten Nockenbahn 29 mit mehreren Wellen aufliegt, die durch den inneren Umfang des Teils 1B des Motorgehäuses gebildet wird;
• - einen inneren Flüssigkeitsverteiler 30, der mit dem Teil 1A des Motorgehäuses durch eine Anordnung von Fortsätzen und Aus­ nehmungen 31 drehfest verbunden ist und eine Verteilerfläche 32 umfaßt, die senkrecht zur Rotationsachse 18 steht und auf der Verbindungsfläche 27 aufliegt, in welche Verteilerleitungen 33, 34 münden, die mit Umfangsnuten 35, 36 verbunden sind, die zwischen dem inneren Flüssigkeitsverteiler 30 und dem Teil 1A des Motorgehäuses ausgebildet sind, und durch Leitungen 37, 38, die in diesem Teil 1A des Motorgehäuses ausgebildet sind, mit äußeren Leitungen 39, 40 für die Versorgung mit Druckflüssigkeit bzw. den Ablaß von Flüssigkeit in einen Behälter mit druckloser Flüssigkeit verbunden sind.

Außerdem steht jede Zylinderleitung 26 abwechselnd mit den Ver­ teilerleitungen 33, 34 im Verlauf der Drehung des Zylinderblocks 20 in bezug auf das Motorgehäuse 1A-1B-1C in Verbindung.

Der innere Flüssigkeitsverteiler 30 umfaßt eine zentrale Aus­ sparung, welche den Durchtritt der Bremswelle 41 ermöglicht.

Diese ist mit einer Verzahnung 42 versehen, die mit einer Ver­ zahnung 43 zusammenwirkt, mit welcher der Zylinderblock 20 ver­ sehen ist, um sie mit dem Zylinderblock 20 in bezug auf die Achse 18 drehfest zu verbinden. Die Bremswelle 41 erstreckt sich in das Innere des Bremsgehäuses 8.

Die radiale Anordnung der Zylinder 21, die in dem Zylinderblock 20 angeordnet sind, und folglich der Kolben 24, die darin glei­ tend angebracht sind, ergibt eine Motorkonstruktion wie bei einem "Radialkolben-"Hydromotor, der imstande ist, ein Hoch­ drehmoment zu entwickeln.

Die Scheibenbremse umfaßt neben dem Bremsgehäuse 8 folgendes:

• - Scheiben 44, die in bezug auf die Achse 18 mit dem Bremsgehäu­ se 8 mittels einer Verzahnung 144, die mit dem Bremsgehäuse einteilig ausgebildet ist, drehfest verbunden sind;
• - Scheiben 45, die in bezug auf die Achse 18 mit der Bremswelle 41 drehfest verbunden sind, wobei die Bremsscheiben 44, 45 ab­ wechselnd angeordnet sind und einen Bremsscheibenstapel bilden;
• - einen mit dem Deckel 11 einteilig ausgebildeten Ansatz, dessen eines Ende 46 auf dem Bremsscheibenstapel aufliegt, um eine gegenseitige Auflage zwischen den Bremselementen zu bilden;
• - eine Ringnut 47, die in der Wand ausgebildet ist, welche die Bohrung 12 begrenzt, und die ein Arretierungssegment 48 auf­ nimmt;
• - eine elastische Ringscheibe 49, die eine Feder bildet und auf dem Arretierungssegment 48 aufliegt und bewirkt, auf eine Fläche des Deckels 11 in die Richtung zu drücken, die zu einer Auflage dieses Deckels auf dem Bremsscheibenstapel führt und die Abbrem­ sung der Bremswelle 41 in bezug auf das Bremsgehäuse 8 erzielt;
• - eine Leitung 50, welche die Wand des Teils 1A des Motorgehäu­ ses durchquert und den Raum 51, der die Bremsscheiben enthält, mit einer äußeren Leitung 52 verbindet, die wahlweise mit einem Behälter für drucklose Flüssigkeit oder einer Druckflüssigkeits­ quelle verbunden werden kann. Wenn die äußere Leitung 52 mit der Druckflüssigkeitsquelle verbunden ist, ist die Wirkung des Drucks auf die Innenfläche des Deckels 11 größer als die Wirkung der Ringscheibe 49 und ermöglicht die Entfernung des Endes 46 des Deckels in bezug auf den Bremsscheibenstapel und somit das Lösen der Bremse.

Selbstverständlich besitzt der Hydromotor 14 ein Motordrehmo­ ment, dessen maximaler Wert gleich einem bestimmten Drehmoment ist. Ebenso erzeugt die Bremse 15 ein Bremsmoment, dessen maxi­ maler Wert gleich einem anderen bestimmten Drehmoment ist. Das bestimmte Drehmoment des Hydromotors 14 und das bestimmte Dreh­ moment der Bremse weisen beieinanderliegende Werte auf. Zum Beispiel weisen bestehende Anordnungen die folgenden Werte auf (in Meter × Deka-Newton):

Somit kann das bestimmte Drehmoment des Hydromotors entweder kleiner oder größer als jenes der Bremse sein, wobei beide bei­ einanderliegende Werte aufweisen. Für jede Anordnung ist es möglich, das bestimmte Drehmoment zu definieren, das den größten Wert hat und in der Folge "bestimmtes Drehmoment" genannt wird, ohne festzulegen, ob es sich um das Drehmoment des Hydromotors oder um das Drehmoment der Bremse handelt. Wohlgemerkt ebenso die höhergesetzten Werte der zuvor erwähnten Momente.

Die Verbindungen der verschiedenen Gehäuse oder Teile des Gehäu­ ses 1A, 1B, 1C, 8 müssen dem bestimmten Drehmoment widerstehen, ohne daß ein Gehäuse oder ein Teil des Gehäuses in bezug auf das andere losgeschraubt wird. Jede Verbindung ist im Prinzip wie jene der Teile 1A und 1B des Hydromotorgehäuses ausgeführt, die im Detail und beispielhaft in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist.

Die folgenden Eigenschaften sind mit Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 zu beachten:

• - jedes der Teile 1A, 1B des Hydromotorgehäuses besitzt eine ebene Querfläche 101A, 101B, die senkrecht zur Rotationsachse 18 liegt;
• - die Verschraubung des Gewindes 4 in dem Innengewinde 5 wird bis zur beidseitigen Auflage der beiden Querflächen 101A und 101B durchgeführt;
• - diese Verschraubung erfolgt durch Anwendung eines Anziehdreh­ moments, das selbstverständlich mindestens gleich dem zuvorge­ nannten bestimmten Drehmoment ist, und somit mit einem gegen­ seitigen Festziehen der Querflächen 101A und 101B und eines Teiles des Profils des Gewindes 4 auf dem entsprechenden Teil des Profils des Innengewindes 5;
• - aus Gründen der Sicherheit zur Aufrechterhaltung der Ver­ schraubung wird dieses Anziehdrehmoment in den beschriebenen Ausführungen so gewählt, daß es größer als das bestimmte Drehmo­ ment ist;
• - der Wert des Anziehdrehmoments in bezug auf jenen des bestimm­ ten Drehmoments hängt von der Verwendung des Motors ab; ein Hydromotor, der nicht mit einer Bremse verbunden ist, oder eine Anordnung von Hydromotor und Bremse, die gleichmäßig ohne plötz­ liche Rückbewegung funktioniert, wird durch Ausübung eines An­ ziehdrehmoments verbunden, das gleich oder größer als das 1,1-fache des bestimmten Drehmoments ist; derselbe Hydromotor oder dieselbe Anordnung, die unter erschwerten Gebrauchsbedin­ gungen laufen, wobei sie plötzlichen Rückbewegungen und/oder zahlreichen und/oder großen Amplituden ausgesetzt wird, wird im Gegensatz dazu durch Ausübung eines Anziehdrehmoments verbunden, das gleich oder größer als das 1,5-fache des bestimmten Drehmo­ ments ist;
• - es wird außerdem bevorzugt, die Wirkung der Verschraubung durch jene eines Klebstoffilms zu vervollständigen, der zwischen den Querflächen 101A, 1B und/oder zwischen dem Gewinde 4 und dem Innengewinde 5 eingefügt wird;
• - es ist auch gelegentlich und vorteilhafterweise vorgesehen, in jedem der miteinander verbundenen Teile 1A, 1B eine oder mehrere Aufnahmen 201A, 201B auszuführen, die in die Querflächen 101A bzw. 101B münden und in welche ein Stift 53 eingesetzt wird, der nach seinem Einführen jede relative Drehung des Teils 1A in bezug auf das Teil 1B verhindert.

Der Befestigungsflansch 301A ermöglicht im wesentlichen die Befestigung des zusammengefügten Motorgehäuses zum Beispiel an dem Gestell einer Maschine. Ferner ermöglicht er, daß beim Her­ stellen der Verbindung zwischen den Teilen 1A und 1B des Gehäu­ ses ein Montagewerkzeug, welches das Anziehdrehmoment erzeugt - zum Beispiel ein Hydromotor mit großem Drehmoment oder eine hydraulische Spannvorrichtung - einerseits an diesen Befesti­ gungsflansch und andererseits auf dem Profil der Nockenbahn 29 vor der Montage des Zylinderblocks angesetzt werden und das Anziehdrehmoment zwischen den Teilen 1A und 1B des Gehäuses übertragen kann.

Auf analoge Weise wird das Teil 1C an dem Teil 1B durch Ein­ setzen desselben Befestigungswerkzeuges angebracht, das an der Nockenbahn 29 und den Abflachungen 101C angesetzt wird.

Schließlich ermöglicht das Montagewerkzeug, das vor der Montage der Bremsscheiben 44 und 45 zwischen dem Befestigungsflansch 301A und der Verzahnung 144 des Bremsgehäuses 8 eingesetzt wird, die Montage mit Verzahnung der Teile 1A des Gehäuses des Hydro­ motors und des Bremsgehäuses 8.

In der vorangehenden Beschreibung erfolgt die Herstellung der Verbindungen ohne Verwendung von zahlreichen Schrauben oder dergleichen, die sonst notwendig waren, was für Verbindungen mit bestimmten Hochdrehmomenten bemerkenswert ist. Der Gewinn be­ trifft somit auch die mechanische Fertigung - ein einziges Ge­ winde und ein einziges Innengewinde ersetzen alle Innengewinde, die in einem der zu verbindenden Elemente ausgeführt wurden, und alle entsprechenden Schrauben- sowie das Gewicht - jenes der Schrauben - und das Volumen und selbstverständlich auch die Herstellungskosten.

Es ist zu beachten, daß die Außengewinde 4 und Innengewinde 5 einfach durch Drehen mit Drehwerkzeugen bei geringen Fertigungs­ kosten erhalten werden.

Es sollte gleichfalls beachtet werden, daß die Ausführung des Flansches 301A an dem Teil 1A des Motorgehäuses, das bereits die Leitungen 37, 38 für die Versorgung mit Flüssigkeit bzw. den Ablaß von Flüssigkeit umfaßt, es ermöglicht, die Position des Hydromotorgehäuses und der Öffnungen in bezug auf das Gestell, auf dem dieser Motor schließlich angebracht wird, in bezug auf ein identisches Stück - das Teil 1A des Motorgehäuses - zu defi­ nieren.

Aus demselben Grund ist es interessant, die Leitung 50 in diesem gleichen Teil 1A des Motorgehäuses anzuordnen.

So ist es möglich, sich von den endgültigen relativen Positionen der verschiedenen verbundenen Teile im Verhältnis zueinander, die leicht veränderbar sind, zu lösen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsform beschränkt, sondern umfaßt im Gegensatz alle Abänderungen, die durchgeführt werden können, ohne vom Umfang oder Wesen der Erfindung abzuweichen.

Claims (9)

1. Langsamlaufender Hochdrehmoment-Hydromotor, umfassend ein Gehäuse, das zumindest zwei Elemente (8-1A-1B-1C) umfaßt, die zunächst getrennt sind und später zur Bildung des Gehäuses verbunden werden, und eine einen Zy­ linderblock umfassende Struktur (20-17-45-41), wobei ein Drehmoment zwi­ schen dem Gehäuse und der den Zylinderblock umfassenden Struktur übertra­ gen werden kann, das einen maximalen Wert aufweist, der ein bestimmtes Drehmoment darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass:

• A) ein erstes (1A) dieser beiden Elemente ein Gewinde (4) und eine erste Querfläche (101A) umfaßt;
• B) das zweite (1B) der beiden Elemente ein Innengewinde (5) umaßt, das zu dem Gewinde (4) komplementär ist, sowie eine zweite Querfläche (101B), die mit der ersten Querfläche (101A) in Kontakt gebracht werden kann;
• C) das Gewinde (4) des ersten Elements in das Innengewinde (5) des zweiten Elements geschraubt wird, bis der beidseitige Kontakt zwischen der ersten (101A) und der zweiten (101B) Querfläche erhalten wird und dann ein Anzieh­ drehmoment zwischen den beiden Elementen ausgeübt wird, bis eine Verbin­ dung dieser beiden Elemente mit einer Verspannung der ersten und der zwei­ ten Querflächen erzielt wird.

2. Hydromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anziehdrehmoment größer als das bestimmte Drehmo­ ment ist.

3. Hydromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anziehdrehmoment mindestens gleich dem 1,1-fachen des bestimmten Drehmoments ist.

4. Hydromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anziehdrehmoment mindestens gleich dem 1,5-fachen des bestimmten Drehmoments ist.

5. Hydromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er ein komplementäres Mittel zur Sperrung der beiden Elemente in der Konfiguration umfaßt, in der sie verbunden sind.

6. Hydromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das komplementäre Mittel zur Sperrung mindestens einen Klebstoffilm umfaßt, der zwischen der ersten (101A) und der zweiten (101B) Querfläche eingefügt ist.

7. Hydromotor nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das komplementäre Mittel zur Sperrung einen Klebstoff­ film umfaßt, der zwischen dem Gewinde (4) und dem Innenge­ winde (5) eingefügt ist.

8. Hydromotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das komplementäre Mittel zur Sperrung mindestens einen Stift (53) umfaßt, der zwischen den beiden Querflächen (101A, 101B) eingesetzt wird und der teilweise in einer ersten Aufnahme (201A) angeordnet ist, die in dem ersten Element (1A) ausgebildet ist, und ebenso in einer zweiten Aufnahme (201B), die in dem zweiten Element (1B) ausgebil­ det ist, wobei die Aufnahmen sich in die jeweiligen Quer­ flächen (101A, 101B) der Elemente öffnen.

9. Hydromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er einerseits einen Befestigungsflansch (301A) umfaßt, der mit einem (1A) der Elemente der ersten Struktur ein­ teilig ausgebildet ist, und andererseits Hydraulikflüssig­ keitsleitungen (37, 38, 50) aufweist, die in demselben Element (1A) angeordnet sind.