DE9308025U1

DE9308025U1 - Hydromotor

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Publication number: DE9308025U1
Application number: DE9308025U
Authority: DE
Original assignee: Moog 7030 Boeblingen De GmbH
Current assignee: Moog 7030 Boeblingen De GmbH
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1993-07-29
Anticipated expiration: 2003-05-28

Description

Hydromotor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydromotor mit einem Gehäuse, einem darin drehbar angeordnetem Rotor und einer im Gehäuse gelagerten Antriebswelle, die aus dem Gehäuse ragt und einer Übertragungswelle, die den Rotor und die Antriebswelle im wesentlichen drehstarr miteinander verbindet, wobei Rotor und Antriebswelle jeweils eine Verzahnung aufweisen, in die die Übertragungswelle jeweils mit an ihren Endabschnitten angebrachten Verzahnungen eingreift.

Aus der Praxis sind bereits Hydromotoren der eingangs genannten Art bekannt. Bei herkömmlichen Hydromotoren erweist es sich als problematisch, daß aufgrund der erzielbaren Fertigungsgenauigkeiten Spiel zwischen den einzelnen Bauteilen der Kraftübertragung, bestehend aus Welle, Rotor und Übertragungswelle, auftritt. Dies ist für viele Anwendungen, besonders in geschlossenen Lage- und Geschwindigkeitsregelkreisen nachteilig, da es die erreichbare Genauigkeit mindert und zu Schwingungen führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine spielfreie Kraftübertragung zwischen den Bauteilen der Kraftübertragung zu erzielen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verzahnungen der Übertragungswelle jeweils, senkrecht zu deren Längsachse, in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt sind, und daß jeweils die ersten Abschnitte drehstarr mit der Übertragungswelle verbunden sind, während die zweiten Abschnitte gegenüber der Übertragungswelle verdrehbar über eine Torsionsfeder miteinander verbunden sind, wobei im unmontierten Zustand mindestens die Verzahnungen eines ersten Abschnitts und dem zugehörigen zweiten Abschnitt fluchten und im montierten Zustand die zweiten Abschnitte gegeneinander vorgespannt sind.

Diese Lösung ist einfach und bewirkt ein Vorspannen der Übertragungswelle gegenüber dem Rotor und der Welle, wodurch die die Kraft

übertragenden Zahnflanken der Übertragungswelle an den entsprechenden Zahnflanken des Rotors bzw. der Antriebswelle anliegen und dadurch eine spielfreie Übertragung eines eingeleiteten Drehmomentes zwischen Rotor, Übertragungswelle und Antriebswelle ermöglichen. Dadurch werden Schwingungen in den Bauteilen der Kraftübertragung während des Betriebes vermindert, wodurch die Bauteile der Kraftübertragung geschont werden. Auch kann die Genauigkeit des Antriebs beträchtlich erhöht werden. Zudem können bei der Montage zunächst die ersten und zweiten Abschnitte einer Seite fluchten, um das Einsetzen der Übertragungswelle in das entsprechende Bauteil zu erleichtern, wobei anschließend der zweite Abschnitt der anderen Seite, unter Zuhilfenahme des zugehörigen Bauteils und dessen Innenverzahnung, entsprechend verdreht wird, bis er mit dem ersten Abschnitt fluchtet und das entsprechende Bauteil vollständig auf die Übertragungswelle geschoben werden kann. Dadurch kann die Übertragungswelle einfach montiert werden.

Konstruktiv einfach läßt sich die Anordnung realisieren, wenn die Übertragungswelle Außenverzahnungen aufweist und der Rotor und die Welle entsprechende Innenverzahnungen aufweisen.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die Übertragungswelle eine zentrische Bohrung aufweist, durch die die Torsionsfeder geführt ist. Dadurch kann die Anordnung äußerst kompakt gestaltet werden.

Wenn mindestens eine Verzahnung der Übertragungswelle ballig und bogenförmig ausgeführt ist, kann ein sich ständig ändernder Achsversatz zwischen Rotor und Antriebswelle ausgeglichen werden, wie er insbesondere im Falle einer taumelnden Bewegung der Übertragungswelle auftritt.

Wenn der Rotor eine Außenverzahnung aufweist und sich in einem im Gehäuse angeordneten Hohlrad abwälzt, kann ein einfacher und kostengünstiger Hydromotor realisiert werden.

Wenn der Hydromotor auch als Pumpe verwendet werden kann, erweitert sich das mögliche Anwendungsgebiet beträchtlich.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Die Gesamtanordnung des Hydromotors in einer Schnittdarstellung.
Fig. 2 Die Übertragungswelle in einem Längsschnitt.

Fig. 3 Die Übertragungswelle im unmontierten Zustand.

Fig. 4 Eine schematische Darstellung des Verzahnungseingriffs zwischen dem Rotor, der Übertragungswelle und der Antriebswelle im montierten Zustand bei spielfreier Drehmomentenübertragung.

Fig. 5 Eine schematische Darstellung des Verzahnungseingriffs zwischen Rotor, Übertragungswelle und Antriebswelle im montierten Zustand bei spielbehafteter Drehmomentenübertragung.

Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung des Hydromotors 1 mit einem Gehäuse 2, in dem die Antriebswelle 4 aus dem Gehäuse 2 ragt und mit einer Innenverzahnung 6 versehen ist. Desweiteren ist ein Rotor 3 drehbar im Gehäuse 2 angeordnet, der eine Innenverzahnung 7 aufweist. Der Rotor 3 ist mit einer Außenverzahnung 19 versehen und wälzt sich in einem, im Gehäuse 2 drehfest angebrachten, Hohlrad ab, wobei zwischen der Außenverzahnung 19 des Rotors 3 und dem Hohlrad 18 flüssigkeitsdichte Kammern 20 entstehen, deren Volumen sich beim Abwälzen des Rotors 3 in Hohlrad 18 ständig verändert. Während das Volumen einer Kammer 20 zunimmt, nimmt das Volumen einer anderen Kammer 20 ab. Die Kammern 20 stehen mit im Gehäuse angeordneten Kanälen 21 in Verbindung, von denen nur einer dargestellt ist. Zusätzlich ist die Antriebswelle 4 mit einem zylindrischen Abschnitt 22 versehen, mit dem die Antriebswelle 4 im Gehäuse 2 gelagert ist. Der zylindrische Abschnitt 22 ist als Trommelventil mit schlitzförmigen Ausnehmungen 23 ausgeführt, die je nach Stellung der Antriebswelle 4 die Kanäle 21 mit Zu- bzw. Abflüssen verbinden, wobei in der Zeichnung nur ein Abfluß 24 dargestellt ist.

Ferner wird der Rotor 3 und die Antriebswelle 4 mit einer Übertragungswelle 5, die zwei Endabschnitte 8 und 9 mit dort angebrachten Außenverzahnungen 10 und 11 aufweist, im wesentlichen drehstarr verbunden, wobei die Außenverzahnungen 10 und 11 in den Innenverzahnungen 6 und 7 aufgenommen werden, und gleichzeitig die Drehbewegung des als Trommelventil ausgeführten Abschnitts 22 der Antriebswelle 4 mit der Drehbewegung des Rotors 3 synchronisiert wird. Wie aus Fig. 2 besser ersichtlich ist, ist die Übertragungswelle 5 dabei in ihren Endabschnitten 8 und 9 senkrecht zu ihrer Längsachse in jeweils einen ersten Abschnitt 12, 14 und einen zweiten Abschnitt 13, 15 unterteilt, wobei die ersten Abschnitte 12 und 13 drehfest mit der Übertragungswelle 5 verbunden sind, während die zweiten Abschnitte 13 und 15 gegenüber der Übertragungswelle 5 verdrehbar angeordnet sind. Die zweiten Abschnitte 13 und 15 sind über eine Torsionsfeder 16, die durch eine Bohrung 17 der Übertragungswelle 5 geführt ist, elastisch gegeneinander verdrehbar angeordnet. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß im unmontierten Zustand die Verzahnungen des ersten Abschnitts 12 und dem zugehörigen zweiten Abschnitt 13 fluchten und der erste Abschnitt 14 gegenüber dem zweiten Abschnitt 15 um einen Winkel &agr; verdreht ist. Sinngemäß können auch die ersten und zweiten Abschnitte 14 und 15 fluchten, wobei der erste und zweite Abschnitt 12 und 13 um den Winkel &agr; verdreht wäre. Im montierten Zustand sind die zweiten Abschnitte gegeneinander verdreht damit sie fluchten und vorgespannt, wie es in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Dabei kommen die Zahnflanken der ersten Abschnitte 12 und 14 gegen die Zahnflanken des Rotors 3 bzw. der Antriebswelle 4 zu liegen, während an den, diesen Zahnflanken gegenüberliegenden Zahnflanken, die zweiten Abschnitte 13 und 15 zu liegen kommen. Die Kraft mit der die Zahnflanken aneinander anliegen, richtet sich nach der Kraft Fij. der tordierten Torsionsfeder 16, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Diese Anordnung bleibt auch bestehen, wenn ein Drehmoment, das mit F^ bezeichnet ist, eingeleitet wird, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Fig. 5 zeigt die Anordnung aus Fig. 4 für den Fall, wenn ein Drehmoment entgegen dem, in Fig. 4 dargestellten Drehmoment aufgebracht wird, wobei Fn größer als F^ ist. Hierbei tritt ein Spiel von zwei Mal S zwischen den Bauteilen auf. Ferner sind die Außenverzahnungen 10

und 11 ballig und bogenförmig ausgeführt, so daß sie einen ständig wechselnden, parallelen Achsversatz zwischen Antriebswelle und Rotor erlauben.

Im folgenden wird die Wirkungs- und Funktionsweise der Erfindung erläutert.

Um den Hydromotor 1 in Betrieb zu nehmen, wird das durch den nichteingezeichneten Einlaß in den Hydromotor eingeleitete Fluid mit Druck beaufschlagt, wobei das unter Druck stehende Fluid je nach Stellung des als Trommelventil ausgeführten Abschnitts 22 der Antriebswelle 4 über die schlitzförmigen Ausnehmungen 23 und die damit verbundenen entsprechenden Kanäle 21 in die zugeordnete Kammer 20 weitergeleitet wird, die aufgrund des Drucks expandiert und dabei den Rotor 3 weiterdreht, der dadurch mit einem Drehmoment beaufschlagt wird. Gleichzeitig werden andere Kammern 20 über die Kanäle 21 und die schlitzförmigen Ausnehmungen 23 mit dem Abfluß 24 verbunden, so daß das Fluid von den sich kontraktierenden Kammern 20 abfließen kann. Das auf den Rotor 3 aufgebrachte Drehmoment wird über die Verzahnungen 7 und 11 auf die Übertragungswelle 5 übertragen, die ihrerseits das Drehmoment auf die Antriebswelle 4 überträgt. Die Antriebswelle 4 ragt aus dem Gehäuse 2 heraus und erlaubt ein Abgreifen des Drehmomentes für den gewünschten Einsatz des Hydromotors 1. Der im Hohlrad 18 umlaufende Rotor 3 veranlaßt die Übertragungswelle 5 zu einer taumelnden Bewegung, weswegen die Außenverzahnungen 10 und 11 eine ballige und bogenförmige Form aufweisen, die einen ständig wechselnden, parallelen Achsversatz zwischen Rotor 3 und Antriebswelle 4 erlaubt. Um die spielfreie Drehmomentenübertragung zu ermöglichen, sind die Endabschnitte 8 und 9 der Übertragungswelle 5 in jeweils einen ersten Abschnitt 12 und 14 und einen zweiten Abschnitt 13 und 15 unterteilt, wobei die ersten Abschnitte 12 und 14 drehfest mit der Übertragungswelle 5 in Verbindung stehen und die zweiten Abschnitte 13 und 15 drehbar gegenüber der Übertragungswelle 5 angeordnet sind. Die zweiten Abschnitte 13 und 15 sind über die Torsionsfeder 16, im montierten Zustand, elastisch gegeneinander vorgespannt. Dies bewirkt, daß die Zahnflanken der ersten Abschnitte 12 und 14 und der zweiten

tragungswelle 5 an den entsprechenden Zahnflanken des Rotors 3 und der Antriebswelle 2, entsprechend der Kraft der Torsionsfeder 16,
anliegen. Die Federkraft ist mit Fp bezeichnet. Wird nun ein Drehmoment Ffj, entsprechend Fig. 4 eingeleitet, erfolgt die Übertragung dieses Drehmomentes F_n spielfrei. Wird ein Drehmoment entsprechend Fig. 5 gegen die Kraft der tordierten Torsionsfeder 16 eingeleitet, kann dabei ein Spiel von zwei S entstehen, wenn F_n größer als F^
ist. Der Hydromotor kann sinngemäß auch als Pumpe verwendet werden.

Claims

eansprüche

1. Hydromotor (1) mit einem Gehäuse (2), einem darin drehbar angeordneten Rotor (3) und einer im Gehäuse (2) gelagerten Antriebswelle (4), die aus dem Gehäuse (2) ragt und einer Übertragungswelle (5), die den Rotor (3) und die Antriebswelle (4) im wesentlichen drehstarr miteinander verbindet, wobei Rotor (3) und Antriebswelle (4) jeweils eine Verzahnung (6, 7) aufweisen, in die die Übertragungswelle (5) jeweils mit, an ihren Endabschnitten (8, 9) angebrachten Verzahnungen (10, 11) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen (10 und 11) der Übertragungswelle (5) jeweils, senkrecht zu deren Längsachse, in einen ersten Abschnitt (12, 14) und einen zweiten Abschnitt (13, 15) unterteilt sind, und daß jeweils die ersten Abschnitte (12, 14) drehstarr mit der Übertragungswelle (5) verbunden sind, während die zweiten Abschnitte (13, 15) gegenüber der Übertragungswelle (5) verdrehbar über eine Torsionsfeder (16) miteinander verbunden sind, wobei im unmontierten Zustand mindestens die Verzahnungen eines ersten Abschnitts (12, 14) und dem zugehörigen zweiten Abschnitt (13, 15) fluchten und im montierten Zustand die zweiten Abschnitte (13, 15) gegeneinander vorgespannt sind.

2. Hydromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswelle (5) Außenverzahnungen (10, 11) aufweist und der Rotor (3) und die Antriebswelle (4) entsprechende Innenverzahnungen (6, 7) aufweisen.

3. Hydromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswelle (5) eine zentrische Bohrung (17) aufweist, durch die die Torsionsfeder (16) geführt ist.

4. Hydromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens eine Verzahnung (10, 11) der Übertragungswelle (5) ballig und bogenförmig ausgeführt ist, in einer Weise, daß die Übertagungswelle (5) taumelnd bewegbar in Innenverzahnungen (6, 7) aufgenommen werden kann.

5. Hydromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Rotor (3) eine Außenverzahnung (19) aufweist und sich in einem im Gehäuse (2) angeordneten Hohlrad (18) abwälzt.