DE6918748U - Druckmittelbetaetigter motor (i) - Google Patents
Druckmittelbetaetigter motor (i)Info
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Description
Druckmittelbetätigter (Klotor (i)
Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Motor mit
Axial-Steuerschieber und befaSt sich insbesondere mit einem
Umkehrmotor, dessen Steuerschieber derart einstellbar ist, daß sowohl im Umkehrbetrieb als auch in einer vorbestimmten Drehrichtung
ein optimales Betriebsverhalten erzielbar ist.
Bei bekannten druckmittelbetätigten Motoren ist es nicht möglich,
eine Takteinstellung des Iflotors vorzunehmen, die zu einem
optimalen Batriebsverhalten in einer vorbestimmten Drehrichtung führt. Es wurden zuiar Motoren entwickelt, die für einen
Umkehrbetrieb ausgelegt sind und deren Takteinstellung
infolgedessen ein brauchbares Betriebsverhalten in beiden Drehrichtungen
sicherstellt» Der zunehmende Einsatz von druckmittelbetätigten
Motoren und die steigende Anzahl von Anwendungsgebieten für solche Motoren zeigten eindeutig den Bedarf an
einem verbesserten druckmittelbetätigten Motor, dessen Takteinstellung speziellen Anwendungen angepaßt werden kann. Die
bisher zur Verfügung stehenden Umkehrmotoren mit Axial-Steuerschieber
erlauben keine bequeme Takteinstellung für einen be-
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stimmten Aniuendungsf all; Versuche, eine Takteinstellung vorzunehmen
oder die Lage der Verdrängervorrichtung gegenüber dem
Steuerschieber zu verändern, können zu einem Betrieb mit extrem niedrigem Wirkungsgrad oder zu einem vollkommenen Versagen des
Motors führen. Es wurde ferner gefunden, daß beim Betrieb eines motors unter Last Spiel, Abnutzung und Torsionseffekte
eine Verdrehung des Antriebes bewirken, der die Verdrängervorrichtung
mit der Abtiebsuielle verbindet« Torsionseffekte dieser
Art haben eine Verzögerung des Steuerschiebers gegenüber der Verdrängervorrichtung zur Folge, wodurch der Synchronlauf zmischen
Steuerschieber und Verdrängervorrichtung verlorengeht ο
Mit der Erfindung soll ein druckmittelbetätigter motor mit
Axial-Steuerschieber geschaffen uierden, der einen von der Abtriebswelle
gesonderten Steuerschieber aufweist, der gegenüber der Verdrängervorrichtung derart eingestellt werden kann, daß
Torsionsverformungen des Antriebsgliedes, das die Verdrängervorrichtung
und den Steuerschieber über die Abtriebswelle verbindet,
kompensiert werden könner*
mit der Erfindung soll ferner ein druckmittelbetätigter Umkehrmotor
mit Axial-Steuerschieber geschaffen werden, bei dem der Steuerschieber gegenüber der Verdrängervorrichtung zur Kompensation
von im Betrieb auftretenden Verdrehungen zwischen Steuerethieber und Verdrängervorrichtung in unterschiedliche
Taktstellungen gebracht werden kann, und zwar eine T-aktstellung
für Drehung der Abtriebswelle im Uhrzeigersinn, eine an-
dere Taktstellung für Drehung der Abtriebswelle entgegen dem
Uhrzeigersinn, eine Taktstellung für Umkehrbetrieb und gegebenenfalls
weitere Taktstellungen für unterhalb der ffiaximalbelastung
liegende Belastungen der Abtriebswelle, so daß entsprechend dem jeweiligen Einsatz des druckmittelbetätigten
ITIotore für eine optimale Takteinstellung gesorgt werden kann»
Gleichwohl soll der Motor einfach und kostensparend aufgebaut
sein sou»ie zuverlässig arbeiten.
Ausgehend von einem druckmittelbetätigten motor mit einer Verdrängervorrichtung,
die einen innen gezahnten Zahnring, dessen Achse gegenüber dem Motorgehäuse festliegt, und einen außen
gezahnten, exzentrisch innerhalb des Zahnringes angeordneten Radstern aufweist, der mindestens einen Zahn weniger als der
Zahnfing hat und bei einer Relativbewegung zwischen Radstern und Zahnring eine Umlaufbewegung um die Achse des Zahnringes
sowie eine mit niedrigerer Geschwindigkeit als die Umlaufbe- «egung erfolgende Drehbewegung um die eigene Achse in entgegengesetzter
Richtung ausführt, mit einer im Motorgehäuse drehbar gelagerten Abtriebswelle, die mit dem Radstern über ein
Gelenkantriebsglisd verbunden ist, das nur die Drehbewegung des
Radsternes auf die Abtriebsiuelle überträgt, sowie mit einem sich synchron mit der Abtriebswelle im Rlotorgehäuse drehenden
Axial-Steuerschieber, über den Druckmittel in vorbestimmter
Folge der Verdrängervorrichtung zugeleitet und von ihr abgeführt wird, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Steuerschieber mehrere Takteinstellschlitze aufweist und ein wahlweise mit einem der Takteinstellachlitze in Ein-
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griff bringbarer Steuerschiebermitnehmer vorgesehen ist, über den der Steuerschieber mit der Abtriebsmeile lösbar verbunden
ist.
Weitere Vorteile, merkmale und Aniuendungsrcöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen,, Es zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt eines Motors entlang der Linie
1-1 der Figur 3,
Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Figur 1,
Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 1, Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Figur 1,
Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 1
für den Maximallastzustand des Steuerschiebers,
Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Figur 1, der die Druck- und Niaderdruckverteilung der Verdrängervorrichtung für Vollast entsprechend der
Steuerschieber3tellung nacn Figur 5 erkennen läßt,
Steuerschiebereinstellung, mittels deren die Kompensation für eins vorbestimmte Drehrichtung
unter Belastung möglich ist,
der die korrigierte Steuerschieberstellung im unbelasteten Zustand veranschaulicht (unter
Last nimmt der Steuerschieber die Stellung gemäB Figur 3 ein), und
der die Druckverteilung in der Verdrängervorrichtung im unbelasteten Zustand für die Steuerschieberstellung nach Figur 8 erkennen läßt.
Der in Figur 1 gezeigte druckmittelbetätigte Motor hat im wesentlichen zylindrische Form und besteht aus mehreren Abschnitten» Er »eist ein Steuerschiebergehäuse 10, eine Verdrängervorrichtung 12, eine zwischen dem Steuerschiebergehäuse 10 und
der Verdrängervorrichtung 12 angeordnete Zuiischenplatte 11 und
einen an die Verdrängervorrichtung 12 anschließenden Deckel
auf. Diese Bauteile werden mittels axial verlaufenden Schrauben 14 zusammengehalten und bilden ein im wesentlichen zylindrisches Motorgehäuse» Ein vorderVr-B-eckel 15 ist mit dem Steu
erschiebergehäuse 10 über axial verlaufende Schrauben 16 verbunden.
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Das Steuerschiebergehäuse 10 meist eine Bohrung .7 auf, die
in Richtung der fflotorachse 18 v/erläuft. Zu der Bohrung 17 konzentrisch liegende Bohrungen 19 und 20 im Deckel 15 nehmen
Dichtungen 21 und 22 auf. Das Steuerschiebergehäuse 10 ist mit Innengewinde tragenden Stutzen 23 und 24 ausgestattet, Über
die Druckmittel zugeführt und abgeleitet wird. De nach der gewünschten Drehrichtung der Abtriebswelle dient einer der Stutzen als DruckmitteleinlaQstutzen und der andere Stutzen als
Druckmittelauslaßstutzen. Die Stutzen 23 und 24 stehen mit der Bohrung 17 in Verbindung. Das Steuerschiebergehäuse 10 weist
ferner mehrere in Axialrichtung verlaufende, radial in Abstand voneinander angeordnete Kanäle 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f und
25g auf. Jeder der Kanäle 25a bis 25g besitzt eine Öffnung 26, die für eine Verbindung zwischen den Kanälen 25a bis 25g und
der Bohrung 17 sorgt.
Die Zwiechenplatte 11 ist mit einer Bohrung 27 versehen, die
konzentrisch zur Bohrung 17 und zur fflotorachse 18 liegt. Die
Zttiiachenplatte 11 »eist ferner mehrere schrägverlaufende Kanäle 28 auf, deren Anzahl gleich der Anzahl der Kanäle 25a bis
25g des Steuerschiebergehäusss 10 ist und die mit den Kanälen
25a bis 25g in Verbindung stehen»
Der Aufbau der Verdrängervorrichtung 12 ergibt sich am deutlichsten aus Figur 4c Die Verdrängervorrichtung weist einen
innen gezahnten Zahnring 29 und einen außen gezahnten Radstern 30 auf. Der Radstern 30 hat einen Zahn 32 weniger als dar Zahn-
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ring 29. Der Radstern 3ü sitzt exzentrisch innerhalb des Zahnringes 29o Der Radstern 30 führt gegenüber dem Zahnring 29 eine Umlauf bewegung um die (ilotorachsa 18 aus und dreht sich um
die eigene Achse 33» Während der Umlaufbewegung stehen die
Zähne 32 des Radsternes mit den Zähnen 31 des Zahnringes 29 in Eingriff und bilden abgedichtete, sich wechselweise erweiternde und zusammenziehende Zellen 34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f
und 34g. Die Anzahl dieser Zellen ist gleich der Zähnezahl des Zahnringes 29; die Zellen stehen mit den Kanälen 28 der Zwischenplatte 11 in Verbindung <
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mit 35 ist die Exzentrizitätslinie der Verdrängervorrichtung
12 bezeichnet, unter der vorliegend diejenige Linie verstanden wird, die die Achss 33 des Radsterns 30 und die Achse 18 des
Zahnrings 29 schneideto Die Exzentrizitätslinie rotiert während
des Arbeitens der Verdrängervorrichtung ständig und kann als
die Linie angesehen werden, die die Druckseite der Verdrängervorrichtung von der Niederdruckseite trennt« R3dstern und Zahnring bestehen im allgemeinen aus gehärtetem Stahl, obwohl gegebenenfalls auch andere Werkstoffe verwendet werden können«
In dar Bohrung 17 das Steuarschiabargahä'usas 10 sitzt, wie insbesondere aus den Figuren 1 und 3 hervorgeht, ein als Axial-Drahschiebar ausgebildeter zylindrischer Steuerschieber 36,
dessen Außendurchmesser dam Innendurchmesser der Bohrung 17 entspricht«, Dar Steuerschieber 36 besitzt eine Bohrung 37,
durch die eine zum Steuerschieber in) wesentlichen konzentri-
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sehe Abtriebswelle 43 hlndurchreichan kann. Der Steuerschieber
36 ist mit zuiei axial in Abstand voneinander liegenden Ringnuten 38 und 39 versahen, die derart angeordnet sind, daß eine
ständige Verbindung zwischen dem Stutzen 23 und der Ringnut eouiia zwischen dem Stutzen 24 und der Ringnut 39 sichergestellt
ist. Von der Ringnut 38 gehen mehrere in Axialrichtung verlaufenda Schlitze 40a, 40b, 40c, 4Od, 4Oe und 4Of aus, die in vorbestimmten Stellungen des Steuerschiebers 36 gegenüber dem
Steuerschiebergehäuse 10 über die Öffnungen 26 mit den Kanälen 25a bis 25g in Verbindung kommen. Sich in Axialrichtung erstreckende Schlitze 41a bis 41f gehen von der Ringnut 39 aus.
Die Schlitze 41a bis 41f liegen zwischen den Schlitzen 40a bis 4Of und korn ie π, wenn dar- Steuerschieber gsgsnübsr dsm Gehäuse
rotiert, in vorbestimmten Intervallen mit den Öffnungen 26 in Verbindung. Der Steuerschieber dreht sich synchron mit der Drehbewegung des Radsternes 30» Die Anzahl der Schlitze 40a bis
4Of sowie der Schlitze 41a bis 41f entspricht der Anzahl der Zähne 32 des Radsterns 3O0
Bei dem veranschaulichten sflotor besitzt der Radstern 30 sechs
Zähne 32; entsprechend ist der Steuerschieber 36 mit sechs Schlitzen 40a bis 4Of und sechs dazwischenliegenden Schlitzen
41a bis 41f versehen» Der Steuerschiebar rotiert in der Bohrung
17, ujobei die Steuerschieber oberfläche 42 eine Präzisionspassung
mit der Bohrungsuiand bildet, die für den engstmöglichun
Sitz sorgt, der noch eine Drehung das Steuerschiebers zuläßt«
Zweckmäßigerwaise besteht der Steuerschieber aus gehärtetem
Stahl und rotiert in einem Gußeisengehäuse. Es v/ersteht sich,
daB auch andere Werkstoffe ainsetzbar sind; so kann es vorteilhaft sein, in das Gehäuse eine Bronzebuchse einzusetzen,
in der sich der Steuerschieber drehte
Die im allgemeinen aus gehärtetem Stahl bestehende Abtriebswel-Ie 43 weist eine Bohrung 44 auf und ist über ein hinteres
Gleitlager 45 und ein vorderes Wälzlager 46 in der Bohrung des Steuerschiebergehäuses 10 abgestützt» Die Abtriebswelle
liegt im wesentlichen konzentrisch innerhalb der Bohrung 37 des Steuerschiebers und hat einen Außendurchmesser, der ungefähr zwei Prozent kleiner als der Durchmesser der Bohrung 37
ist. Die Lager 45 und 46 haben AuQendurchmesser, die im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 17 sind. Die Lager sind mit Preßsitz in der Bohrung 17 montierte Handelsübllchezur Verfügung stehende Lager besitzen nicht die engen
Toleranzen, die erforderlich sind, um die Welle in den Lagern so genau auszurichten, wie der Steuerschieber durch sine ma=
8chinelle Präzisionsbearbeitung im Gehäuse ausgerichtet werden kann0 Auch unter diesem Gesichtspunkt ist es von erheblichem
Vorteil, die Abtriebswelle von dem Steuerschieber zu trennen,
so daß der Steuerschieber nicht in Abhängigkeit vnn der Abtriebs welle sondern in Abhängigkeit von dem Gehäuse ausgerichtet
wird. Auf diese Weise kann eine wesentlich engere Passung zwischen Steuerschieber und Gehäuse erzielt werden, wodurch die
Leckwege weitgehend beseitigt werden, die den Steuerschieber umgeben, während er innerhalb des Gehäuses rotiert.
Die Abtr iebsuielle 43 meist einen gelagerten Abtriebsteil 47 auf,
mit dem eine Einrichtung verbunden werden kann, die mittels der
UJe 11b angetrieben werden solle Ein vorderes Axiallager 48 liegt
an einer Schulter 49 des vorderen Deckels 15 an und sitzt zwischen dieser Schulter und dem vorderen Wälzlager 46O Ein hinteres
Axiallager 50 ist in die Bohrung 17 eingesetzt; es befindet sich zwischen dem Gleitlager 45 und der Zwischenplatte 11,
Der Steuerschieber ist mit der Abtriebswelle über einen Stift 51
verbunden. Der Stift 51 steht aus einem Schlitz 52 der Abtriebswelle 43 radial nach außen vor und greift in einen Schlitz 53
des Steuerschiebers 36 eino Falls erwünscht, kann der Stift 51
so bemessen sein, daß er als Scherstift wirkte Wenn der Steuerschieber
sich im Gehäuse verklemmt, wird der Stift abgeschert, wodurch die Abtriebstuelle von dem angetriebenen Steuerschieber
getrennt, der Motor stillgesetzt und eine weitere Beschädigung der Bauteile verhindert wird, D«? - Schlitz 53 läßt eine Axialbewegung
des Stiftes 51 gegenüber dem Steuerschieber 36 zu, wodurch verhindert wird, daß eine Fehlausrichtung der Abtr iebsarel-Ie
43 im Steuerschiebergehäuse 10 die axiale Ausrichtung des Steuerschiebers 36 beeinträchtigte U/ie aus Figur 2 hervorgeht,
ist der Steuerschieber 36 farner mit Schlitzen 52a und 52b versehen,
die gegenüber dem Schlitz 53 um 65 entgegen dem Uhrzeigersinn bzWo im Uhrzeigersinn versetzt angeordnet sind und eine
Taktkorrektur für einen Gesamtfahler von 5 erlauben, der auf eine Torsionsverformung beim Lauf unter einer vorbestimmten Belastung,
auf Spiel oder Toleranzfehler der (flotorteile und Ab=
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nutzung der im Antriebszug liegenden, bewegten Teile zurückzuführen
isto
Ein Antriebsglied 54, vorzugsweise aus gehärtetem Stahl, verbindet
die Abtriebsu/elle 43 mit der Verdrängervorrichtung 12,
und zwar mit deren Radstern 30o Das Antriebsglied ist langgestreckt;
seine Achse 55 bildet mit der ITlotorachse 18 einen kleinen
Winkel entsprechend der Exzentrizität des Radsternes 30 gegenüber dem Zahnring 29. Das Antriebsglied 54 nimmt mährend des
Arbeitens des Motors ständig diese Schräglage gegenüber der ITIotorachse 18 ein. Das Apfriebsglied 54 ist mit einem hinteren
Kopf 56 und einem vorderen Kopf 57 versehen» Die Köpfe 56, 57 sind mit einer kugeligen Keilverzahnung versehen, die mit Innenkeilverzahnungen
58, 59 gleicher Zähnezahl im Radstern 30 bzw. in der Bohrung 44 der Abtriebsuielle 43 in Eingriff steht. Dar
in den Radstern 30 hineingreifende Kopf 56 führt gemeinsam mit
dem Radstern eine Umlaufbewegung und eine Drehbewegung aus» Der
in die Abtriebswelle 43 hineinragende Kopf 57 dreht sich dagegen nur» Die kugeligen Köpfe des Antriebsgliedes 54 und die
Keilverzahnungen bilden Universalgelenke, die diese Art der Bewegung
des Antriebsgliedes 54 gestatten, das heißt nicht die Umlauf
bewegung das Radsternes sondern nur dessen Drehbewegung übertragen» Der Radstern rotiert mit derselben Umdrehungszahl
wie dar Steuerschieber, die Abtriebswelle und das Antriebsglied
54. Demgegenüber führt der Radstern für jade Umdrehung um seine
eigene Achse sechs Umlaufbewegungen um die iflotorachsa 18 aus,
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In der Bohrung 44 der Abtriebswelle 43 sitzt ein sich mit der
Abtriebsioelle drehender Haltering 60, der das Antriebsglied 54
( in der richtigen Stellung gegenüber dem Radstern 30 und der Ab-
; triebswelle 43 festhält. Ein weiterer Haltering 61 sitzt in der
Da die grundsätzliche Funktionsweise eines druckmittelbetätigten
fflotorβ mit Axial-Steuerschieber bekannt ist, ist sie im folgenden nur kurz insouteit erläutert, als dies für das Verständnis
der Erfindung notwendig erscheint«
Druckmittel, beispielsweise Öl, wird über den Stutzen 23 zugeleitet und gelangt zu der Ringnut 38 im Steuerschieber 36. Über
bestimmte Schlitze 40 wird das unter Druck stehende Druckmittel in die zugehörigen Kanäle 25 im Steuerschiebergehäuse 10 geleitet. Die Kanäle 25 stehen mit bestimmten Zellen 34 der Verdrängervorrichtung 12 in Verbindung, wobei die Zwischenplatte 11
zwischen Verdrängervorrichtung 12 und Steuerschiebergehäuse 10 so ausgerichtet ist, daß ihre Kanäle 28 mit den Kanälen 25 im
Steuerschiebergehäuse ausgerichtet sind» Das Druckmittel strömt in die auf der einen Seite der Exzentrizitätslinie 35 liegenden Zellen 34 ein und bewirkt, daß der Radstern rotiert und umläuft.
Das Antriebsglied 54 verbindet die Abtriebstuelle 43 mit dem Radstern 30 und überträgt die Drehbewegung des Radsternes auf die
Abtriebswelle. Der Steuerschieber 36 ist mit der Abtriebswelle
43 über den Stift 51 verbunden, so daß der Steuerschieber syn-
chron mit dem Radstern rotierte, Dadurch tuird für eine Kommutatoriuirkung gesorgt, bei der das Druckmittal den Zellen 34 in
vorbestimmter Verteilung zugeführt uiird„ Gleichzeitig wird
Druckmittel aus den auf der anderen Seite der Exzentrizitätslinie 35 liegenden Zellen über die Kanäle 28 der Zuiischenplatte
11 und Kanäle 25 im Steuerschiebergehäuse 10 abgeführt. Das austretende Druckmittel gelangt über vorbestimmte Öffnungen 26
in die Schlitze 41 und die Ringnut 39, die mit dem Stutzen 24 in Verbindung steht» Solange dem Stutzen 23 Druckmittel zugeführt wird, dauert dieser Vorgang an und kann an der Abtriebswelle 43 Leistung abgenommen werden.
Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Motor mit einer Takteinstellung für Umkehrbetrieb, das heißt mit einer optimalen Taktsinstellung für beide Drehr ichtungen. Die v/eranschaulichte Druck-
und Niederdruckverteilung der Verdrängervorrichtung gilt für den unbelasteten Zustand soivie für den belasteten Zustand bei
Kompensation von Fehlern uiie Spiel, Abnutzung und durch die Belastung bewirkte Torsion des Antriebsgliedeso Für ein Arbeiten
der Verdrängervorrichtung und damit des gesamten Motors mit
maximalem Wirkungsgrad ist die Takteinstellung so getroffen, daQ die Zellen 34a, 34b und 34c druckentlastet werden, daß die
Zelle 34d neutral ist und daß die Zellen 34e, 34f und 34g druckbeaufschlagt werden,, Bei der Steuerschiebereinstellung nach
Figur 3 ergibt sich die Druckwerteilunq nach Figur 4, die zu
einem optimalen Drehmoment führt und v/erhindert, daß Druckmittel in den Zellen eingeschlossen wird oder in den Zellen eine
Kavitation eintritt« Zu Kavitation kommt es, u/enn sic.i eine Zelle ausdehnt, der Steuerschieber jedoch schließt und verhindert,
daß Druckmittel in die sich erweiternde Zelle einströmt; es entsteht dadurch ein Unterdruckraum, in den später unter Druck
stehendes Druckmittel einschießte Ein Druckmitteleinschluß dagegen ist darauf zurückzuführen, daß der Ablaufkanal einer Zelle zu einem Zeitpunkt geschlossen wird, zu dem die Verdrängervorrichtung das Abströmen von Druckmittel aus der Zelle verlangt. Durch Kavitation u»ird die Verdrängervorrichtung zerstört; bei Druckmitteleinschluß kommt es zu äußerst hohen Kräften auf die Verdrängervorrichtung, die den Ausfall der Schmierung oder eine vorzeitige Ermüdung der Bauteile nach sich ziehen können, Druckmitteleinschluß und Kavitation haben den Einsatz bekannter druckmittelbetätigter motoren lueitgehend eingeschränkt. Diese Effekte treten besonders stark bei Anuiendungsfällen in Erscheinung, bei denen der motor eine hohe Leistung
abgeben können muß.
Zum Zwecke der Erläuterung kann angenommen werden, daß Spiel»
Toleranzfehler zwischen den sich bewegenden Teilen, Abnutzung,
Kompressibilität des Druckmittels und Belastung der Abtrisbsuielle zu einer Verzögerung des Steuerschiebers gegenüber dem
Radstern 30 um insgesamt 5 führen,, Dieser Wert kann sich
selbstverständlich in Abhängigkeit von der Anwendung des Motors
ändern; die Verzögerung des Steuerschiebers kann im Einzelfall
in beliebiger bekannter Weise berechnet oder abgeschätzt u/erden.
Die Folgen einer Verzögerung des Steuerschiebers von 5° gegen-
AfI 1
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über dem Radstern ergeben siLh aus den Figuren 5 und 6. Der
Synchronismus zwischen Steuerschieber 36 und Radstern 30 geht verloren; infolgedessen ändert sich die Druckverteilung gegenüber der optimalen Verteilung nach Figur 40 Durch die ungünstige Druckverteilung innerhalb der Verdrängervorrichtung 12 kommt
es zu DruckmitteleinschluB und Kavitation; entsprechende Störungen im Betriebsverhalten des IDotors als solchem und insbesondere der Verdrängervorrichtung sind die Folge.
Die Figuren 5 und 6 zeigen die Beziehung zwischen Steuerschieber und Radstern bei einer Takteinstellung des Steuerschiebers
gemäß Figur 3, jedoch im belasteten Arbeitszustando Die Druckverteilung, die sich einstellt, wenn der Steuerschieber um 5°
nachläuft (Figur 5) ergibt sich aus Figur 6. Der Druckmitteleinschluß ist in Figur 6 insbesondere bei der Zelle 34a zu erkennen. Für eine einwandfreie Arbeitsweise der Verdrängervorrichtung muß den Zellen auf der einen Seite der Exzentrizitätslinie 35 unter Druck stehendes Druckmittel zugeführt werden,
wahrend entspanntes Druckmittel aus den Zellen auf der anderen Seite der Exzentrizitätslinie 35 abströmen können mußo In Figur 6 wird jedoch die Zelle 34a mit Druck beaufschlagt, weil
diese Zelle mit dem Schlitz 40a des Steuerschiebers 36 und damit der Kanal 25s mit der Zelle 34a in Verbindung kommt.
Der Radstern 30 dreht sich im Uhrzeigersinn; die Zelle 34a beginnt
daher sich zusammenzuzieheno Gemäß Figur 4 sollte aus der
Zelle 34a Druckmittel abgeführt werden, das heißt der Schlitz
41a sollte mit dem Kanal 25a in Verbindung stehen» Der Druckmitteleinschluß in der Zelle 34a wirkt sich besonders ungünstig
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aus, wenn die Zelle won den Druckmittelkanälen völlig abgesperrt ist„ Das in der Zelle 34a komprimierte Druckmittel kann
erst entweichen, wenn zwischen dem Kanal 25a und dem Schlitz 41a eine Verbindung hergestellt isto
Anhand dar Zelle 34d in Figur 6 kann das Auftreten von Kavitation erläutert werden» Der Zahn 32 des Radsterns beginnt gerade, die Zelle 34d zu verlassen, wodurch sich die Zelle erweitert. Während dieser Ausdehnung sollte Druckmittel in die
Zelle 34d einströmen, das heiQt der Schlitz 40c sollte mit dem
Kanal 25d in Verbindung kommen, so daß Druckmittel in die sich erweiternde Zelle 34d eintreten kann» Zur Kavitation kommt es,
sobald eine Verbindung zwischen dem Schlitz 40c, in dem eich unter hohem Druck stehendes Druckmittel befindet, und dem Kanal 25d hergestellt wird, der mit der Zelle 34d in Verbindung
steht. Druckmittel schießt in die Zelle 34d ein und füllt den Unterdruckraum auf, der durch die vorzeitige Druckentspannung
des Druckmittels in der Zelle 34d über den Schlitz 41d entstand, der gegenüber dem Kanal 25d verzögert ist» Die richtige Ver=
bindung zwischen dem Schlitz 41d und dem Kanal 25d, die eine Kavitation vermeidet, läßt sich in Figur 3 erkennen. In Figur
3 wird die Zelle 34d druckentlastet und nahezu sofort wieder mit Druck beaufschlagt„
In Figur 7 ist der Steuerschieber 36 zur Kompensation des obei,
angenommenen 5°-Fehlers um 5 vorgestellt, indem der Stift 51
aus dem Schlitz 53 herausgezogen souiie der Steuerschieber ge—
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dreht und über den Schlitz 52a mit der Abtriebsu/elle 43 verbunden
uiird. Es v/ersteht sich, da3 zusätzlich zu den veranschaulichten
Schlitzen für die Aufnahme des Stiftes 51 weitere Schlitze vorgesehen u/erden können, um Fehler beliebiger Größe zu kompensieren.
Der Schlitz 52b erlaubt die richtige Takteinstellung für die umgekehrte Drehrichtung, mit der der oben angenommene
5°-Fehler kompensiert wird. Bei einer derartigen Kompensation
wird also ein Motor erhalten, der für eine vorbestimmte Drehrichtung
optimale Arbeitseigenschaften besitzt. Soll der Motor
dagegen als Umkehrmotor eingesetzt u/erden, muß für eine symmetrische Takteinstellung gesorgt werden; für diesen Zuieck inird
der Stift 51 in den Schlitz 53 des Steuerschiebers eingeschoben«
Der Abstand von 65° zwischen den Schlitzen 52a und 53 bzw. 52b und 53 ergibt sich aus dem symmetrischen Aufbau des Steuerschiebers
und dem Umstand, daß es nicht zweckmäßig ist, die der Takteinstellung dienenden Schlitze sehr eng nebeneinander anzuordnen.
Unter Ausnutzung der StPuerschiebersymmetrie können die Schlitze
bei dem veranschaulichten Steuerschieber um 60 plus die erwünschte
Korrektur auseinandergelegt werden«, Es versteht sich,
daß sich diese Symmetrie in Abhängigkeit von der Zähnezahl von Zahnring und Radstern der Verdrängervorrichtung ändert.
Die Figuren θ und 9 zeigen die Steuerschieberstellung und die
Entsprechende Radsternstellung für den korrigierten Steuerschiene
er gemäß Figur 7 „ Figur 9 läßt ferner die zugehörige Druckverteilung
in der Verdrängervorrichtung für den unbelasteten Zustand erkennen. Der Einschluß von Druckmittel erfolgt in der Zelle 34d,
»ehrend Kavitation in der Zelle 34g auftritt«, Der Druckmittel-
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einschluQ ist auf die vorzeitige Druckbeaufschlagung der Zelle
34d zurückzuführen, und zwar bedingt durch die frühzeitige Verbindung
zwischen dem Schlitz 40c und dem Kanal 25d, über den unter hohem Druck stehendes Druckmittel in die Zelle 34d einströmt.
Zu einer Kavitation kommt es, weil" die Verbindung zu/isehen
dem Schlitz 4Of und dem zu der Zelle 34g führenden Kanal 25g frühzeitig aufgehoben u?ird0 Die vorzeitige Taktgabe (das
heißt der Vorlauf urn 5°) führt hinsichtlich Kavitation und
Druckmitteleinschluß zu Verhältnissen, die nicht so problematisch
wie bei der verspäteten Taktgabe sindo Der Druckmitteleinschluß
erfolgt bei einer geringeren Belastung, uieil der Motor
unbelastet ist. Der Kavitation folgt eine Druckentlastung statt eXner Druckbeaufschlagung, luodurch die Kavitation erheblich
vermindert isto
Ein Beispiel für Kavitation ergibt sich in Verbindung mit der Zelle 34fo Dreht sich der Radstern 30 im Uhrzeigersinn, erweitert
sich die Zelle 34f» Die Verbindung zwischen dem Kanal 25f und dem Schlitz 4Oe, die das Einströmen von Druckmittel in die
Zelle 34f erlaubt, wird frühzeitig unterbrochen» Infolgedessen
kommt es zur Ausbildung eines Unterdruckraumes„ Wenn der Schlitz
413 und der Kanal 25f miteinander in Verbindung kommen, wird die Zelle 34f an die Niederdruckseite der Druckmittelstrecke
angeschlossen„ Die dadurch bewirkte Kavitation ist erheblich
weniger ausgeprägt als die auf eine verspätete Taktgabe zurückzuführende
Kavitation,,
18748
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19
In der Zelle 34c uiird gerade Druckmittel eingeschlossen, mail
die Verbindung zwischen dem Schlitz 41c und dem zu der Zelle 34c führenden Kanal 25c unterbrochen uiird, bevor der betreffende Zahn 32 des Radsternes 30 die Zelle bis zu ihrem Kleinstvolumen verengt hat„ Infolgedessen kann kein uieiteres Druckmittel aus der Zelle abströmeno Im unbelasteten Zustand ist
jedoch der Druckmitteleinschluß unschädlich; bei leichter Belastung des Iflotors kann er in Kauf genommen werden«
Die in den Figuren 3 und 4 veranschaulichte Steuerschiebereinstellung entspricht der Einstellung, die bei der Anordnung
nach Figur 7 für Vollast erhalten wird, wenn die oben erörterte 5°-Kompensation unterstellt wird» Wie Figur 4 zeigt, tuird
in keiner der Zellen Druckmittel eingeschlossen und tritt in keiner der Zellen Kavitation auf» Es handelt sich dabei infolgedessen um die zweckmäßigste Druckverteilung, die bei einer
VerdrMngervorrichtung erhalten werden kann; durch die erörter»
te Ventileinstellung wird für diese Verteilung im belasteten Zustand gesorgt»
Der vorliegend beschriebene druckmittelbetätigte Motor kann
als Umkehrmotor eingesetzt werden; ar kann aber auch je nach
dem betreffenden Anwendungsfall als Motor benutzt werden, der
nur in der einen oder der anderen Richtung umläuft. Der beschriebene ITIotor läßt sich auch als Pumpe einsetzen, indem an
der Abtriebswelle Leistung zugeführt wird und das geförderte
Druckmittel an dem betreffenden Stutzen abgenommen utirdo
Als Druckmittel kann unter anderem Luft oder Öl verwendet werden.
Aus dem Vorstehenden folgt, daß der fflotor für einen Betrieb
in beiden Drehrichtungen oder für einen Betrieb in der einen
Drehrichtung oder für einen Betrieb in der anderen Drehrichtung jeweils optimal einstellbar isto Durch die Einstellung
des Steuerschiebers können ein v/orbestimmtes Spiel, Abnutzung,
Toleranzfehler zwischen den Teilen und auf die Belastung der
Abtriebsuielle zurückzuführende Torsionsverformungen kompensiert
werden«
Claims (6)
1. Druckmittelbetätigter Motor mit einer Verdrängervorrichtung,
die einen innen gezahnten Zahnring, dessen Achse gegenüber dem Motorgehäuse festliegt, und einen außen gezahnten, exzentrisch innerhalb des Zahnringes angeordneten Radstern aufweist, der mindestens einen Zahn weniger als der Zahnring
hat und bei einer Relativbewegung zwischen Radstern und Zahnring eine Umlaufbewegung um die Achse des Zahnringes sowie
eine mit niedrigerer Geschwindigkeit als die Umlaufbewegung
erfolgende Drehbewegung um die eigene Achse in entgegengesetzter Richtung ausführt, mit einer im Motorgehäuse drehbar gelagerten Abtriebsüiells, dis mit dsm Radstern über sin
Gelankantriebsglied verbunden ist, das nur die Drehbewegung des Radsternes auf die Abtriebswelle überträgt, sowie mit
einem sich synchron mit der Abtriebswelle im Motorgehäuse drehenden Axial-Steuerschieber, über den Druckmittel in vorbestimmter Folge der Werdrängervorrichtung zugeleitet und
von ihr abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber mehrere Takteinstellschlitze (53,52a,52b)
aufweist und ein wahlweise mit einem der Takteinstellschlitze in Eingriff bringbarer Steuerschisbermitnehmer (51) vorgesehen ist, über den der Steuerschieber mit der Abtriebsuielle (43) lösbar verbunden ist„
2. Iflotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauerschieber (36) konzentrisch zu der Abtriebsiuelle (43) angeordnet iüt.
3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerschiebermitnehmer ein Stift (51) vorgesehen ist, der von
der Abtriebsiuelle (43) radial nach außen in einen der Takteinstellschlitze (53,52a,52b) des Steuerschiebers (36)
hineinragt.
4. motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Umkehrmotor ausgebildet ist.
5. Iflotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichmt, daß die Abtr iBbsuielle (43) mindestens im Bereich ihres abtriebsseitigen Endes in einem Lager (46,48)
abgestützt und an ihrem anderen Ende mit einer zur Drehachse der Abtriebsmeile konzentrischen Bohrung (44) zur Aufnahme
des einen Endes des Gelenkantriebsgliedes (54) versehen ist.
6. motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Steuerset lebermitnehmer (51) und den Takteinstellschlitzen (53,52a,52b)
eine begrenzte Ax ialbeiuegung der Abtriebsuielle (43) gegenüber dem Steuerschieber (36) zuläßt»
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