DE6918748U - Druckmittelbetaetigter motor (i) - Google Patents

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-

OIIIiiiidü KAHFl: 1 tiCilIC PATS NT

Ί8748

2 -

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-

I · « ■

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,

Figur 7 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 für eine

Steuerschiebereinstellung, mittels deren die Kompensation für eins vorbestimmte Drehrichtung unter Belastung möglich ist,

Figur 8 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 1,

der die korrigierte Steuerschieberstellung im unbelasteten Zustand veranschaulicht (unter Last nimmt der Steuerschieber die Stellung gemäB Figur 3 ein), und

Figur 9 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Figur 1,

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.

r » ty *■ * · ~ * ♦» i"

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-

■» 7 ·»

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 < >

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-

r e *

/,ir'

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 46_O 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 ein_o 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=

6918?48

- 1 1 -

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 30_o 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 Ap^friebsglied 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,

,*■■■■

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

Keilverzahnung 58 des Radsterns 30.

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 Antriebsgliedes_o 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

· if« β ·

- 15 -

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 muß_o 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 zusammenzuziehen_o 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

• · f · rrti t 9 · · · ι · · »rf«

- 16 -

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 ist_o

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—

18748

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-

IQ
O ™

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 ist_o

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

Q ti

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 abströmen_o 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)

fl η 3 ρ Γ ° c h B

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»