EP0527967A1 - Hydraulic drive device. - Google Patents

Hydraulic drive device.

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EP0527967A1
EP0527967A1 EP91920993A EP91920993A EP0527967A1 EP 0527967 A1 EP0527967 A1 EP 0527967A1 EP 91920993 A EP91920993 A EP 91920993A EP 91920993 A EP91920993 A EP 91920993A EP 0527967 A1 EP0527967 A1 EP 0527967A1
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EP
European Patent Office
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rotor
drive device
control
axial
control valve
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EP91920993A
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EP0527967B1 (en
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Eckehart Schulze
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/14—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with rotary servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0636—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F03C1/0644—Component parts
    • F03C1/0655—Valve means
    • F03C1/0657—Cylindrical valve means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0636—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F03C1/0644—Component parts
    • F03C1/0663—Casings, housings
    • F03C1/0665—Cylinder barrel bearing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0678—Control

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic drive device according to the preamble of claim 1.
  • Such a hydraulic drive device is the subject of its own, older, not previously published patent application P 38 27 365.9-15.
  • a hydraulic motor designed as an axial piston motor is provided as the power drive, for whose movement control - direction of rotation and angular speed - a known follow-up control valve is provided, which has an electrically controllable setpoint specification and mechanical actual value feedback mentioned dynamic parameters works.
  • a stepper motor or an AC motor which in turn can be controlled according to the direction of rotation and the speed of rotation by output signals from an electronic control unit, which forms an output stage of an NC or a CNC machine control unit, is provided for setting the setpoint.
  • the - electric - control motor, the follow-up control valve and the axial piston motor are, in this order, arranged alongside or behind one another along the common central longitudinal axis of the drive device, the supply of pressure medium to the individual linear cylinders of the axial piston motor via a A control disk arranged fixed to the housing and rotating with the rotor of the axial piston motor takes place, which, seen along the central longitudinal axis, are arranged "between" the run-on control valve and the drive part of the hydraulic motor, and wherein the rotor of the hydraulic motor with its output shaft is rotatably supported on a housing end part by means of two inclined ball bearings in order to achieve the greatest possible effective axial length of the bearing, which is necessary in view of the high output power of the hydraulic motor, and nevertheless manage with small axial dimensions.
  • the drive device according to the aforementioned patent application nevertheless has an unfavorably large overall length, with which inevitably also relatively large lengths of the liquid columns within the drive device and, associated therewith, one Loss of rigidity associated with the drive as a whole.
  • the features of claim 2 provide a particularly favorable arrangement and design of pressure medium-carrying transverse channels and control grooves of the tubular pin, by means of which the hydraulic connection of the follow-up control valve to the drive chambers of the linear cylinders of the rotor is achieved in the shortest possible way.
  • the drive device according to the invention is particularly advantageously suitable as an articulated drive for a multi-articulated robotic arm which comprises a plurality of such articulated drives, ie a purpose for which the features of claim 3, a particularly favorable routing of the pressure supply lines via the rotor, one of the drive devices required here is specified, which manages without flexible - hose-shaped - pressure medium lines.
  • Such a locking device can be implemented in a functionally reliable manner with the actuating elements specified by the feature of claim 6. If such actuating elements, as provided in accordance with claim 7, can be displaced parallel to the central longitudinal axis of the drive device, then they can act on a locking element which can be pressed against an end face of the rotor, which is then expediently axially immovable natively, as provided in accordance with claim 8, directly on an axially displaceably designed rotor of the hydraulic motor, wherein for such a design of the drive device through the features of the further claims 9 to 11 alternatively or in combination realizable, each advantageous advantageous simple configurations are specified.
  • FIG. 1 shows a drive device according to the invention with an image captured by the output shaft of which is provided as power drive axial piston hydraulic motor servo control valve, in section along a central axis of the drive means radial plane containing, in scale 1: 1, with respect to the re 'handover of the trailing Control valve in a simplified symbol representation and
  • FIG. 2 shows a schematically simplified development representation of the drive part of the rotor of the hydraulic motor according to FIG. 1.
  • the hydraulic drive device shown in FIG. 1, to the details of which reference is expressly made, designated overall by 10, is for a large number of applications intended in mechanical engineering, in which rotary drives of high power density are required, which are easily controllable and can be monitored very precisely with regard to the number of revolutions carried out of the output element of the drive device 10, generally designated 11, the accuracy of this monitorability also being within each of the revolutions carried out by the output element 11 should be possible with a defined angular resolution, for example with a high angular resolution of 0.1 °, if necessary also more precisely, this accuracy being essentially dependent on the properties of a total of 12 designated encoder system is dependent, by means of which both the number of revolutions carried out by the output element 11 of the drive device and, within each individual revolution, the angular position of the output element 11 with respect to a predetermined reference plane or orientation is detectable.
  • Modern encoder systems 12 of the type in question enable angular resolutions of 0.01 ° less.
  • the drive device 10 is intended for use in the context of CNC (Computer Numeric Control) -controlled machine tools or in the context of robots or with comparable manipulators or working devices which have multi-articulated arms or "arms" at their free ends either a gripper or a tool is arranged, which must be able to be guided along a precisely defined movement path and / or must be able to be brought into a specific position, which is determined by specifying coordinate values, in which case this latter case is not absolutely necessary that this position must be reached in a certain way, at least not if this position is only the starting point for a movement of the tool or gripper, From which a precisely defined path must first be maintained.
  • CNC Computer Numeric Control
  • the drive device 10 comprises as a power drive a hydraulic motor, generally designated as 13, designed as an axial piston motor, and as a control element, a follow-up control valve, generally designated as 14, which is provided with an electrically controllable rotational angle setpoint specification and a mechanical actual value feedback of the current angular position of the overall with 16 designated rotor of the hydraulic motor 13 and thus the output element 11 of the same works.
  • a follow-up control valve generally designated as 14
  • an electric motor 17 is provided, which can be designed as a pulse-controlled stepper motor or can also be implemented as an AC motor. He is; its function, in turn, to be regarded as a control element of the follow-up control valve 14.
  • the follow-up control valve 14 is designed as a 4/3-way valve, the neutral basic position 0 associated with the standstill of the hydraulic motor 13 is a blocking position in which the P supply connection 18 of the hydraulic motor 13, via which it connects to the high-pressure outlet of a pressure supplier, not shown supply unit is connected, and the T supply connection 19, via which the hydraulic motor 13 is connected to the pressureless, that is to say kept at atmospheric pressure reservoir of the pressure supply unit, both against the A control connection 21 and against the B control connection 22 of the hydraulic motor 13 are shut off, by means of their alternative connection to the F supply connection 18 and the T supply connection 19 the rotational drive direction of the hydraulic motor 13 can be controlled.
  • the overrun control valve 14, corresponding to the alternative directions of rotation in which the electric motor 17 is electrically controllable, can be controlled either into the functional position I, in which the P supply connection 18 with the A control connection 21 and the T supply connection 19 is connected to the B control connection 22 of the hydraulic motor 13, or to the functional position II, in which the P supply connection 18 with the B control connection 22 and the T supply connection 19 with the A control connection 21 of the hydraulic motor 13 are connected.
  • the rotation angle or position setpoint is specified, as indicated only schematically in FIG. 1, by means of a the rotor 24 of the electric motor 17 non-rotatably connected setpoint input shaft 26, through the rotation of which a valve actuating element, generally designated 27, depending on the direction of rotation of the rotor 24 of the electric motor 17 in the clockwise or counterclockwise direction, in the direction indicated by the double arrow 28 marked, alternative directions can be displaced, whereby a valve body of the follow-up control valve 14, presupposed as a slide, between the control flanges 27 'and 27 "of the valve actuating element 27, viewed in the direction of the central longitudinal axis 29 of the drive device 10, as it were” clamped " and accordingly carries out the displacement movements of the valve actuating element 27.
  • This valve actuating element 27 is in the configuration known from DE 27 29 564 AI as the setpoint input shaft 26, coaxially enclosing it in the housing at least on length sections of the same 31 of the follow-up control valve 14 can be moved longitudinally, but cannot be rotated guided
  • a threaded spindle 32 which meshes with an internal thread of the setpoint input shaft 26, is provided as a "feedback spindle" in the overrun control valve 14, which is rotatably coupled to the rotor 16 of the hydraulic motor 13.
  • the drive control circuit is closed from the actual value side to the setpoint side by the incremental travel or rotary position sensor system 12, which detects a first sensor 34 that detects the number of revolutions made by the rotor 16 of the hydraulic motor 13 and a second encoder 36 that resolves each of these revolutions into a number of angular increments.
  • This Inkrem ⁇ ntalg ⁇ ber 36 is in turn, which is not shown in detail, realized by means of two encoder elements, which are seen in the circumferential direction of a circumferential toothing 37 of a encoder disc 38 rotating with the rotor 16 of the hydraulic motor 13, so that they are offset such that the pulse-shaped or sinusoidal - electrical - output signals of these encoder elements have a phase shift of 90 ° against each other, so that the direction of rotation of the rotor 16 of the hydraulic motor 13 can be recognized from the signal levels and the phase position of the output signals of the encoder elements in addition to the amount of the position changes.
  • the transmitters 34 and 36 can also be used with the aid of field plates or as inductive ones
  • the hydraulic motor 13 is known according to its construction principle in that the implementation of axial movements, the drive chambers 39 of a plurality of "small" linear cylinders 41 movably limiting piston elements 42 in rotary movements of the rotor 16 by axial support of these piston elements 42 on a housing fixed on their the linear cylinder 41 facing side "wavy" designed support plate 43 of the axial piston hydraulic motor 13 corresponds to the relevant prior art.
  • a hydraulic axial piston motor corresponding to this construction principle which, as is also provided in the exemplary embodiment according to FIG. 1, is controlled by means of a follow-up control valve, is explained in detail in German patent application P 38 27 365.9, on the description of which regarding the design of the drive part 44 the rotor 16 of the hydraulic motor 13 and the interaction between this hydraulic motor and the trailing control valve 14 may be referred to in addition. Accordingly, the following description of the special exemplary embodiment of the drive device 10 according to the invention shown in the drawing is - essentially - limited to the differences existing compared to the drive device according to the patent application mentioned.
  • the rotor 16 of the axial piston hydraulic motor 13 is slidably rotatable with an essentially circular-cylindrical tubular section 46 of its output shaft 47 on a pin 48, which in turn is essentially circular-cylindrical and tubular
  • the drive part 44 of the rotor 16, which forms a common housing for the small linear cylinders 41, is designed as a radial flange having a thick-walled radial flange, as seen in the axial direction, in one piece with the output shaft 47 thereof, in the axial direction
  • a total of sixteen bores 51 a to 51 P which are continuous in the axial direction and which have an axially symmetrical distribution of their central longitudinal axes 52 are grouped around the central longitudinal axis 29 of the drive device 10.
  • the piston elements 42 - sealed against the bore surfaces - are arranged so as to be slidable, which are supported by balls 53 on the axially opposite end face 54 of an annular rib 56 of the support disk 43 fixed to the housing, which is concavely curved to complement the balls.
  • This ring rib 56 the average diameter of which corresponds to that of the circle of holes of the axial bores 51a to 51 P , has, seen in the circumferential direction, a periodically varying "height" in the axial direction, such that for this end face 54, in the development view of FIG 2 seen, an overall triangular wave-shaped course with an angular degree
  • the ring rib 56 thus has the overall shape of a "six-pointed" crown, the points 57 a to 57 f of which are arranged pointing to the drive part 44 of the rotor 16.
  • the prongs 57 a) to 57 f) of the ring rib 56 which is circular in shape at its base 58, have the shape of flat, isosceles-obtuse triangles, the legs 59 a) to 59 f) and 61 a) to 61 f) include an obtuse angle ⁇ which in practice has a value of 140 °, in a preferred embodiment of the axial piston motor 13 a value of 138 °.
  • the support balls 53 which together with the cylindrical-cup-shaped piston elements 42, the drive chambers 39 of the A total of 16 linear cylinders 41 forming pistons of these linear cylinders 41 which are movable in a pressure-tight manner, are freely rotatably supported in concave bearing pans 64 of the piston elements 42, so that they can roll around smoothly on the running surface 54 of the rib 56.
  • the bearing pans 64 the curvature of which is very precisely matched to that of the support balls 53,
  • the rotor-fixed axial delimitations of the drive chambers 39 of the linear cylinders 41 are formed by plugs 67 which can be screwed into threaded sections 66 of the bores 51a to 51 P of the drive part 44 and which seal these bores 51a to 51 P on one side.
  • the T-supply connection 19 of the follow-up control valve 14 communicates via a radial bore 68 of the housing 31 of the follow-up control valve 14 with a radial bore 69 of the pin 48 which is aligned therewith and which passes through its cylindrical wall Connection, a longitudinal channel 71 opening into this transverse bore 69, which in turn is communicatively connected to the T-connector 74 via an oblique bore 72, which is arranged in a solid outer radial flange 73 of the housing part 49 receiving the electric motor 17, which can be connected to the unpressurized tank of the pressure supply unit via hose or pipelines, not shown.
  • the P supply connection 18 of the follow-up control valve 14 is located via a further transverse bore 76 in the outer jacket of the valve housing 31 with a second radial bore 77 of the same that is aligned with it Pin 48 in communicating connection, into which in turn a longitudinal channel 80 opens, which, viewed in the direction of the central longitudinal axis 29, passes at an azimuthal distance from the longitudinal channel 71 leading to the tank connector 74 and is level
  • the A-control connection 21 of the follow-up control valve 14 communicates with an external groove 78 of the valve housing 31, which is designed as an annular groove surrounding it and accordingly in the development view of FIG. 2 as a pressure medium channel 78 which extends over the entire development length is shown.
  • the B control connection 22 of the follow-up control valve 14 is in communicating connection with a second outer groove 79, which is likewise designed as a closed ring groove extending over the entire circumference of the valve housing 31 and accordingly in FIG. 2 as a pressure medium channel extending over the entire development length is shown.
  • these outer grooves 81a to 81f and 82a to 82f are alternately connected to the through essentially radially running bores 84a to 84f with the A control connection of the follow-up control valve 14 in a communicating connection annular groove 28 or via transverse bores 86a to 86f to that with the B control connection 22 of the Nach
  • Run control valve 14 connected in communicating annular groove 79 of the valve housing 31.
  • the angular width of the webs 83a to 83p corresponds to the azimuthal, i.e.
  • the linear cylinders connected "simultaneously" to one of the two annular grooves 78 and 79 each contribute in the same direction to the torque development of the axial piston motor 13 or are not involved in this, with FIG. 2 directly showing that in the special embodiment, each contribute at least 6 of the linear cylinders and in extreme cases even 8 in the same direction to the torque development.
  • reference numerals, which are provided with alphabetical indices in FIG. 2 are given without these indices for the sake of simplicity.
  • the constructional integration of the follow-up control valve 14 into the pin 48 of the housing part 49 explains the shortest possible dimensions of the pressure supply channels 84a to 84f and 86a to 86f leading from the follow-up control valve 14 to the drive chambers 39 of the linear cylinders 41, as well as the radial channels 87a to 87p, which is very important for a high "rigidity" of the drive.
  • the support disk 43 provided with the undulating annular rib 56 is between a cylindrical tubular housing part 88 which is sealed against the radial flange 73 of the housing part 49 receiving the electric motor 17 and essentially the radially outer boundary of the drive part 44 of the rotor 16
  • Annular space 89 forms and axially clamps an externally and internally stepped cylindrical end part 91 of the housing 50 of the drive device 10, the support disc 43 by means of a centering ring 92 integral therewith, the outer diameter of which corresponds exactly to the inner diameter of the cylindrical-tubular housing part 88 this or the central longitudinal axis 29 of the drive device 10 is exactly centered and by means of an axial dowel pin 93 which passes through a bore of the support disk 43 aligned with coaxial bores of the cylindrical-tubular housing part 88 and the housing end part 91, against Verd Rehungen is secured relative to the housing parts 88 and 91.
  • the rotor shaft 47 is rotatably supported by means of a radial needle bearing 97, this needle bearing 97, like the "journal bearing", allowing the rotor 16 to be axially displaceable radially outside with a cylindrical surface on the cylindrical inner surface of the cylindrical tubular housing part 88 and by means of an annular seal 98 sealed against this housing part 88 centering ring 92 of the support disk 43 has on its radially inner side a conical chamfer surface 99, the inside diameter of which is the drive part 44 of the rotor 16 increases.
  • the drive part 44 of the rotor 16 is in turn provided with an outer chamfer surface 101 arranged opposite the chamfer surface 99 of the centering ring 92 of the support disk 43, viewed in the axial direction, the inclination thereof with respect to the central longitudinal axis 29 of the drive device 10 of that of the chamfer surface 99 of the Centering ring 92 of the support plate 43 corresponds.
  • a bearing ring 106 connected to the rotor shaft 47 so as to be displaceable.
  • the axial roller bearing 103 formed by the bearing rollers 102 and the bearing ring 106 is arranged within an annular space 107, the outer radial boundary of which is formed by the larger diameter 108 of the stepped housing part 91. In the axial direction, this annular space 107 is delimited by the annular shoulder 109 mediating between the two housing stages 96 and 108, on the one hand, and the support disk 43, on the other hand.
  • the clear axial distance between the bearing ring 106 and the annular shoulder 109 of the stepped housing part 91 is somewhat larger than the clear axial distance between the two chamfer surfaces 99 and 101 of the centering ring 92 of the support disk 43 and the drive part 44 of the rotor 16, as seen in the figure ⁇ set operating position of the axial piston hydraulic motor 13, into which the rotor 16 is urged by the pressurization of at least 6 drive chambers 39 of its linear cylinder 41.
  • the drive device 10 is used to implement, for example, a robot arm, which comprises a plurality of drive devices 10 as “joints", the robot arm "collapses in an uncontrolled manner", the drive device 10 is provided with a locking device, generally designated 111. Equipped device which, when the drive device 10 is switched off, automatically conveys the rotor 16 locking in the angular position assumed at the moment of switching off.
  • the actuating elements of the "Fstst ⁇ llbrems ⁇ 111" are stamps 112 which are arranged in an axially symmetrical grouping around the central longitudinal axis 29 of the drive device 10 and which are averted by prestressed compression springs 113 in contact with the support disk 43 - rearward - Ring-shaped end face 114 of the drive part 44 of the rotor 16 can be pushed, whereby the rotor 16 undergoes an axial displacement through which the two chamfer surfaces 99 and 101 of the centering ring 92 and the drive part 44, which in this case act as friction surfaces of the locking device Device 111 act, come into contact with one another and a frictionally fixed fixation of rotor 16 in housing 50 of drive device 10 is achieved.
  • the plungers 112 are connected to pistons 117 which can be displaced in a pressure-tight manner in axial bores 116 of larger diameter and on whose sides facing away from the plunger 112 the prestressed compression springs 113 engage.
  • These pistons 117 also form the axially movable limits of control chambers 118, into which the high output pressure of the auxiliary pressure source is coupled during operation of the drive device 10, as a result of which the pistons 117 and with them the plunger 112 into one of the drive part 44 of the rotor 16 Ent ⁇ removed or lifted from this, shown in Figure 1 position, in which the locking device 111 is released and the rotor 16 - in its axial position shown - is freely rotatable.
  • the - slight - axial displaceability of the rotor 16 required to achieve the locking function in the particular exemplary embodiment shown is in the construction of its mounting explained - radially inside on the pin 48 of the housing part 49 receiving the electric motor 17 and radially outside by means of the needle bearing 97 can be realized on the housing end part 91 without difficulty.
  • the drive device IC For applications of the drive device IC.
  • an analog locking device can also be implemented in such a way that an annular disk-shaped brake shoe connected to the punches 112 in a tensile and shear-proof manner is provided is, which can be urged in contact with the rear end face 114 of the drive part, which now in turn acts as a brake shoe, wherein the rotor 16 can be rotatably supported in the housing 50 in an axially displaceable test.
  • An axial mobility of the feedback spindle 32 relative to the rotor shaft 47 of the axial piston motor 13, which is required for the function of the follow-up control valve 14, can, as not specifically shown, be realized in that the feedback spindle 32 is rotatably connected to the rotor shaft 47 via an axial toothing, but axially is movably coupled.
  • the driven part 11 of the drive device 10 shown, which can be used, is of the same type via longitudinal channels 119 and 121 of the rotor shaft 47, which run in azimuthal distance from one another in the direction of the central longitudinal axis 29 of the drive device 10, the one longitudinal channel 119, the one shown in the figure, being special Embodiment is assigned to the P-supply connection 18 of the follow-up control valve 14, via a short transverse channel 122 with an outer annular groove 123 of the pin 48, in which the - high - outlet pressure P of the pressure supply unit prevails in a permanently communicating manner
  • the connection is while the other longitudinal channel 121, which is assigned to the T-supply connection 19 of the follow-up control valve 14 of the illustrated drive device 10, communicates with an inner annular groove 124 provided on the rotor
  • the outer groove 123 of the pin 48 which in the exemplary embodiment shown carries the P supply pressure, is arranged at a smaller axial distance from the orifice plane 126 of the longitudinal channel 119 communicating with it than the inner groove 124 of the rotor, with which the other longitudinal channel 121 communicates ⁇ adorned, it is possible to guide these two longitudinal channels 119 and 121 at the same radial distance from the central longitudinal axis 29 of the drive device 10 and to get by with minimal radial cross-sectional dimensions of the annular cylindrical portion 46 of the rotor shaft 47.

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Abstract

PCT No. PCT/EP91/00859 Sec. 371 Date Nov. 10, 1992 Sec. 102(e) Date Nov. 10, 1992 PCT Filed May 8, 1991 PCT Pub. No. WO91/18204 PCT Pub. Date Nov. 28, 1991.A hydraulic drive in accordance with the invention includes an axial piston hydraulic motor provided for forming a power drive with a follow-up control valve provided for controlling the pressure medium supply with the follow-up control valve being electronically controlled by a desired position value presetting and mechanical actual position value acknowledgement. An electric motor is provided for the desired position value presetting which can be activated by output signals of a central CN or CNC control unit. The rotor of the axial-piston hydraulic motor is rotatably supported with a circular-cylindrical tubular section of an output shaft thereon on an outer casing surface of an axial extension which is a hollow tubular shape and forms a pivot pin for the rotor of a housing section accommodating the electric motor provided for the desired value positioning control.

Description

Hydraulische AntriebsvorrichtungHydraulic drive device
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulic drive device according to the preamble of claim 1.
Eine derartige hydraulische Antriebsvorrichtung ist Gegenstand der eigenen, älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 38 27 365.9-15.Such a hydraulic drive device is the subject of its own, older, not previously published patent application P 38 27 365.9-15.
Bei dieser Antriebsvorrichtung ist als Leistungsantrieb ein als Axialkolben-Motor ausgebildeter Hydromotor vorgesehen, zu dessen Bewegungssteuerung - Drehrichtung und Winkelgeschwindig¬ keit - ein für sich bekanntes Nachlauf-Regelventil vorgesehen ist, das mit elektrisch steuerbarer Sollwert-Vorgabe und mecha¬ nischer Istwert-Rückmeldung der genannten dynamischen Parameter arbeitet. Zur Sollwert-Einsteuerung ist ein seinerseits nach Drehrichtung und Rotationsgeschwindigkeit durch Ausgangssignale einer elektronischen Steuereinheit, welche eine Ausgangsstufe einer NC- oder einer CNC-Maschinen-Steuereinheit bildet, ansteuerbarer Schrittmotor oder ein AC-Motor vorgesehen. Der - elektrische - Steuermotor, das Nachlauf-Regelventil und der Axialkolben-Motor sind, in dieser Reihenfolge, entlang der gemeinsamen zentralen Längsachse der Antriebsvorrichtung neben- bzw. hintereinander angeordnet, wobei die Zuführung von Druck¬ mittel zu den einzelnen Linεarzylindern des Axialkolbenmotors über eine gehäusefest angeordnete und eine sich mit dem Rotor des Axialkolbenmotors drehende Steuerscheibe erfolgt, die, entlang der zentralen Längsachse gesehen, "zwischen" dem Nach¬ lauf-Regelventil und dem Antriebsteil des Hydromotors angeordne sind, und wobei der Rotor des Hydromotors mit seiner Abtriebs¬ welle an einem Gehäuse-Abschlußteil mittels zweier Schräg-Kugel lager drehbar gelagert ist, um eine möglichst große effektive axiale Länge der Lagerung zu erzielen, die bei der hohen Ab¬ triebsleistung des Hydromotors erforderlich ist, und gleichwohl mit geringen axialen Abmessungen auszukommen.In this drive device, a hydraulic motor designed as an axial piston motor is provided as the power drive, for whose movement control - direction of rotation and angular speed - a known follow-up control valve is provided, which has an electrically controllable setpoint specification and mechanical actual value feedback mentioned dynamic parameters works. A stepper motor or an AC motor, which in turn can be controlled according to the direction of rotation and the speed of rotation by output signals from an electronic control unit, which forms an output stage of an NC or a CNC machine control unit, is provided for setting the setpoint. The - electric - control motor, the follow-up control valve and the axial piston motor are, in this order, arranged alongside or behind one another along the common central longitudinal axis of the drive device, the supply of pressure medium to the individual linear cylinders of the axial piston motor via a A control disk arranged fixed to the housing and rotating with the rotor of the axial piston motor takes place, which, seen along the central longitudinal axis, are arranged "between" the run-on control valve and the drive part of the hydraulic motor, and wherein the rotor of the hydraulic motor with its output shaft is rotatably supported on a housing end part by means of two inclined ball bearings in order to achieve the greatest possible effective axial length of the bearing, which is necessary in view of the high output power of the hydraulic motor, and nevertheless manage with small axial dimensions.
Ungeachtet dieser insoweit durchaus geeigneten konstruktiven Maßnahmen und weiterer, wie die speziell vorgesehene Art der die erforderlichen axialen Relativbewegungen ermöglichende Ankopplung der Abtriebswelle des elektrischen Steuermotors an eine Sollwert-Vorgabespindel des Nachlauf-Regelventils und die innerhalb der Rotorwelle untergebrachte Ankopplung der Posi- tions-Istwert-Rückmeldespindel des Nachlauf-Regelventils an den Rotor des Axialkolben-Motors, ergibt sich für die Antriebs¬ vorrichtung gemäß der vorgenannten Patentanmeldung dennoch eine ungünstig große Gesamtbaulänge, mit der zwangsläufig auch relativ große Längen der Flüssigkeitssäulen innerhalb der An¬ triebsvorrichtung und, damit einhergehend, eine Einbuße an Steifigkeit des Antriebes insgesamt verknüpft sind. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine hydraulische Antriebs¬ vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbes¬ sern, daß sie bei vergleichbarer Leistungsdichte des Antriebes mit deutlich geringeren axialen Abmessungen realisierbar ist und eine höhere "Steifigkeit" des Antriebes insgesamt vermit¬ telt.Regardless of these constructive measures, which are quite suitable in this respect, and further, such as the specially provided type of coupling of the output shaft of the electric control motor, which enables the required axial relative movements, to a setpoint specification spindle of the follower control valve and the coupling of the actual position value accommodated within the rotor shaft. Feedback spindle of the follow-up control valve to the rotor of the axial piston motor, the drive device according to the aforementioned patent application nevertheless has an unfavorably large overall length, with which inevitably also relatively large lengths of the liquid columns within the drive device and, associated therewith, one Loss of rigidity associated with the drive as a whole. It is therefore the object of the invention to improve a hydraulic drive device of the type mentioned at the outset in such a way that it can be realized with significantly smaller axial dimensions with a comparable power density of the drive, and gives a higher overall "rigidity" of the drive.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
Durch die hiernach vorgesehene Lagerung des Rotors des Hydro¬ motors an einem zapfenförmigen Fortsatz des den elektrischen Steuermotor aufnehmenden Gehäuseteils, der seinerseits hohl- rohrförmig ausgebildet ist und das Nachlauf-Regelventil auf¬ nimmt, das somit koaxial innerhalb des Antriebsteils des Rotors angeordnet ist, wird ein dem Betrage nach etwa der axialen Ausdehnung des Antriebsteils des Rotors entsprechender Teil ansonsten erforderlicher Baulänge eingespart, und es wird auch eine radiale Führung der Steuerkanäle auf kürzestem Wege vom Nachlauf-Regelventil zu den Linearzylindern des Rotors des Axialkolbenmotors möglich, die der Steifigkeit der hydraulische Säulen zugute kommt.As a result of the bearing of the rotor of the hydraulic motor provided according to this, on a peg-shaped extension of the housing part receiving the electric control motor, which in turn is hollow-tubular and accommodates the follow-up control valve, which is thus arranged coaxially within the drive part of the rotor an otherwise required overall length corresponding to the amount of the axial expansion of the drive part of the rotor is saved, and radial control of the control channels is also possible in the shortest possible way from the follow-up control valve to the linear cylinders of the rotor of the axial piston motor, due to the rigidity of the hydraulic columns benefits.
Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ist eine hierfür besonders günstige Anordnung und Gestaltung von Druckmedium-führenden Querkanälen und Steuernuten des röhrförmigen Zapfens angegeben, über die die hydraulische Verbindung des Nachlauf-Regelventils mit den Antriebskammern der Linearzylinder des Rotors auf kür¬ zestem Wege erzielt wird.The features of claim 2 provide a particularly favorable arrangement and design of pressure medium-carrying transverse channels and control grooves of the tubular pin, by means of which the hydraulic connection of the follow-up control valve to the drive chambers of the linear cylinders of the rotor is achieved in the shortest possible way.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung eignet sich aufgrund ihrer kompakten Bauweise mit besonderem Vorteil als Gelenkan¬ trieb für einen mehrgelenkigen Roboterarm, der mehrere solcher Gelenkantriebe umfaßt, d.h. einen Einsatzzweck, für den durch die Merkmale des Anspruchs 3 eine besonders günstige Führung der Druckversorgungsleitungen über den Rotor je eines der hier¬ für benötigten Antriebsvorrichtungen angegeben ist, die ohne flexible - schlauchför ige - Druckmittelleitungen auskommt .Due to its compact design, the drive device according to the invention is particularly advantageously suitable as an articulated drive for a multi-articulated robotic arm which comprises a plurality of such articulated drives, ie a purpose for which the features of claim 3, a particularly favorable routing of the pressure supply lines via the rotor, one of the drive devices required here is specified, which manages without flexible - hose-shaped - pressure medium lines.
Auch wenn bei einem hydraulischen Antriebssystem, das über ein mit mechanischer Istwert-Rückmeldung arbeitendes Nachlauf-Regel ventil gesteuert wird, zumindest nach einer Zeitspanne, die als Erfahrungswert berücksichtigt werden kann, zwangsläufig die Abweichung eines Positions-Istwertes vom eingesteuerten Positions-Sollwert unter einen - tolerierbaren - Wert abfällt, so ist es, um die guten dynamischen Eigenschaften der Antriebs¬ vorrichtung ausnutzen zu können, dennoch vorteilhaft, wenn der gesamte Positionier-Regelkreis, wie gemäß Anspruch 4 vorgesehen zur Sollwert-Seite hin über ein elektronisches Gebersystem geschlossen wird, das für Änderungen des Istwert-Wertes der Dreh- oder Winkelstellung des Rotors und deren Änderungssinn charakteristische, in einer zentralen Steuereinheit auswertbare Ausgangssignale erzeugt.Even if, in the case of a hydraulic drive system that is controlled by a run-on control valve that works with mechanical feedback, at least after a period of time that can be considered as an empirical value, the deviation of an actual position value from the entered position setpoint inevitably falls below a - tolerable value drops, it is still advantageous in order to be able to take advantage of the good dynamic properties of the drive device if the entire positioning control loop, as provided in accordance with claim 4, is closed to the setpoint side via an electronic encoder system which for changes in the actual value of the rotary or angular position of the rotor and their sense of change, characteristic output signals can be evaluated in a central control unit.
In der bevorzugten Gestaltung der Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 5 ist diese, wiederum mit besonderem Vorteil im Hin¬ blick auf einen Einsatz bei mehrgelenkigen Roboterarmen, mit einer bei einem Abschalten oder einem Ausfall der Druckversor¬ gung selbsttätig eine Festsetzung des Rotors vermittelnden Feststell-Einrichtung versehen, wodurch einer Gefahr von Ver¬ letzungen im Bereich des Roboterarmes befindlicher Personen sowie der Beschädigung von Gegenständen wirksam vorgebeugt wirIn the preferred embodiment of the drive device according to claim 5, this again, with particular advantage with regard to use in the case of multi-articulated robot arms, is provided with a locking device which automatically conveys the rotor when the pressure supply is switched off or fails, this effectively prevents a risk of injuries to persons in the area of the robot arm and the damage to objects
Eine derartige Feststell-Einrichtung ist mit durch die Merkmal des Anspruchs 6 angegebenen Betätigungselementen auf einfache Weise funktioneil zuverlässig realisierbar. Wenn solche Betätigungselemente, wie gemäß Anspruch 7 vorge¬ sehen, parallel zur zentralen Längsachse der Antriebsvorrichtung verschiebbar sind, so können diese auf ein Feststell-Element wirken, das gegen eine Stirnfläche des Rotors preßbar ist, der dann zweckmäßigerweise axial unverrückbar gelagert ist, alter¬ nativ dazu, wie gemäß Anspruch 8 vorgesehen, unmittelbar auf einen axial verschiebbar gestalteten Rotor des Hydromotors, wobei für eine solche Gestaltung der Antriebsvorrichtung durch die Merkmale der weiteren Ansprüche 9 bis 11 alternativ oder in Kombination realisierbare, je für sich vorteilhaft einfache Ausgestaltungen angegeben sind.Such a locking device can be implemented in a functionally reliable manner with the actuating elements specified by the feature of claim 6. If such actuating elements, as provided in accordance with claim 7, can be displaced parallel to the central longitudinal axis of the drive device, then they can act on a locking element which can be pressed against an end face of the rotor, which is then expediently axially immovable natively, as provided in accordance with claim 8, directly on an axially displaceably designed rotor of the hydraulic motor, wherein for such a design of the drive device through the features of the further claims 9 to 11 alternatively or in combination realizable, each advantageous advantageous simple configurations are specified.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nach¬ folgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:Further details and features emerge from the following description of a special exemplary embodiment with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit einem von der Abtriebswelle eines als Leistungsantrieb vorgesehenen Axialkolben-Hydromotors aufgenommenen Nachlauf-Regelventil , im Schnitt längs einer die zentrale Achse der Antriebsvorrichtung enthaltenden Radialebene, im Maßstab 1:1, hinsichtlich der Wieder- 'gabe des Nachlauf-Regelventils in vereinfachter Sym¬ bol-Darstellung undFIG. 1 shows a drive device according to the invention with an image captured by the output shaft of which is provided as power drive axial piston hydraulic motor servo control valve, in section along a central axis of the drive means radial plane containing, in scale 1: 1, with respect to the re 'handover of the trailing Control valve in a simplified symbol representation and
Fig. 2 eine schematisch vereinfachte Abwicklungs-Darstellung des Antriebsteils des Rotors des Hydromotors gemäß Fig. 1.FIG. 2 shows a schematically simplified development representation of the drive part of the rotor of the hydraulic motor according to FIG. 1.
Die in der Figur 1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwie¬ sen sei, dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete hydraulische Antriebsvorrichtung, ist für eine Vielzahl von Anwendungsfällen im Maschinenbau gedacht, bei denen rotatorische Antriebe hoher Leistungsdichte benötigt werden, die auf einfache Weise sowohl steuerbar als auch hinsichtlich der Zahl der ausgeführten Um¬ drehungen des allgemein mit 11 bezeichneten Abtriebselements der Antriebsvorrichtung 10 sehr genau überwachbar sind, wobei die Genauigkeit dieser Überwachbarkeit auch innerhalb jeder einzelnen der von dem Abtriebselement 11 ausgeführten Umdreh¬ ungen mit einer definierten Winkelauflösung möglich sein soll , z.B. mit einer hohen Winkelauflösung von 0,1°, erforder¬ lichenfalls auch noch genauer, wobei diese Genauigkeit im wesentlichen von den Eigenschaf en eines insgesamt mit 12 bezeichneten Gebersystems abhängig ist, mittels dessen sowohl die Anzahl der von dem Abtriebselement 11 der Antriebsvor¬ richtung ausgeführten Umdrehungen als auch, innerhalb einer jeder einzelnen Umdrehung, die Winkelstellung des Abtriebs¬ elementes 11 bezüglich einer fest vorgegebenen Bezugsebene oder -Orientierung erfaßbar ist.The hydraulic drive device shown in FIG. 1, to the details of which reference is expressly made, designated overall by 10, is for a large number of applications intended in mechanical engineering, in which rotary drives of high power density are required, which are easily controllable and can be monitored very precisely with regard to the number of revolutions carried out of the output element of the drive device 10, generally designated 11, the accuracy of this monitorability also being within each of the revolutions carried out by the output element 11 should be possible with a defined angular resolution, for example with a high angular resolution of 0.1 °, if necessary also more precisely, this accuracy being essentially dependent on the properties of a total of 12 designated encoder system is dependent, by means of which both the number of revolutions carried out by the output element 11 of the drive device and, within each individual revolution, the angular position of the output element 11 with respect to a predetermined reference plane or orientation is detectable.
Moderne Gebersysteme 12 der in Frage kommenden Art ermöglichen hierbei Winkelauflδsungen von 0,01° weniger.Modern encoder systems 12 of the type in question enable angular resolutions of 0.01 ° less.
Insbesondere ist die Antriebsvorrichtung 10 für einen Einsatz im Rahmen CNC (Computer Numeric Control) -gesteuerter Werkzeug¬ maschinen oder im Rahmen von Robotern oder mit solchen ver¬ gleichbaren Manipulatoren oder Arbeitsgeräten gedacht, die mehrgelenkige Ausleger oder "Arme" haben, an deren freiem Ende entweder ein Greifer oder ein Werkzeug angeordnet ist, das entlang einer genau definierten Bewegungsbahn führbar sein muß und/oder in eine bestimmte Position, die durch Angabe von Koor¬ dinatenwerten bestimmt ist, bringbar sein muß, wobei es in diesem letztgenannten Fall nicht zwingend erforderlich ist, daß diese Position auf einem bestimmten Weg erreicht werden muß, dies jedenfalls dann nicht, wenn diese Position erst Aus¬ gangspunkt für eine Bewegung des Werkzeuges oder Greifers ist, ab welcher erst eine genau definierte Bahn eingehalten werden muß .In particular, the drive device 10 is intended for use in the context of CNC (Computer Numeric Control) -controlled machine tools or in the context of robots or with comparable manipulators or working devices which have multi-articulated arms or "arms" at their free ends either a gripper or a tool is arranged, which must be able to be guided along a precisely defined movement path and / or must be able to be brought into a specific position, which is determined by specifying coordinate values, in which case this latter case is not absolutely necessary that this position must be reached in a certain way, at least not if this position is only the starting point for a movement of the tool or gripper, From which a precisely defined path must first be maintained.
Die Antriebsvorrichtung 10 umfaßt als Leistungsantrieb einen insgesamt mit 13 bezeichneten, als Axialkolbenmotor ausgebil¬ deten Hydromotor und als Steuerelement ein insgesamt mit 14 bezeichnetes Nachlauf-Regelventil , das mit elektrisch steurbarer Drehwinkel-Sollwert-Vorgabe und mechanischer Istwert-Rückmeldung der momentanen Winkelstellung des insgesamt mit 16 bezeichneten Rotors des Hydromotors 13 und damit auch des Abtriebselements 11 desselben arbeitet. Zum Zweck einer inkrementalen Drehwinkel¬ bzw. Positions-Sollwert-Einsteuerung ist ein Elektromotor 17 vorgesehen, der als impulsgesteuerter Schrittmotor ausgebildet oder auch als AC-Motor realisiert sein kann. Er ist; seiner Funktion nach, seinerseits als Steuerelement des Nachlauf-Regel¬ ventils 14 anzusehen.The drive device 10 comprises as a power drive a hydraulic motor, generally designated as 13, designed as an axial piston motor, and as a control element, a follow-up control valve, generally designated as 14, which is provided with an electrically controllable rotational angle setpoint specification and a mechanical actual value feedback of the current angular position of the overall with 16 designated rotor of the hydraulic motor 13 and thus the output element 11 of the same works. For the purpose of incremental rotation angle or position setpoint control, an electric motor 17 is provided, which can be designed as a pulse-controlled stepper motor or can also be implemented as an AC motor. He is; its function, in turn, to be regarded as a control element of the follow-up control valve 14.
Für dieses Nachlauf-Regelventil 14, das in der Figur 1 im we¬ sentlichen durch sein hydraulisches Schaltsymbol repräsentiert ist, ist konstruktiv der durch die DE 37 29 564 AI im einzelnen bekannte Aufbau vorgesehen, auf deren Inhalt insoweit BezugFor this follow-up control valve 14, which is essentially represented by its hydraulic circuit symbol in FIG
genommen sei. Es wird daher nachfolgend nur hinsichtlich seiner Funktion im Rahmen der Antriebsvorrichtung 10 erläutert und auf konstruktive Einzelheiten nur insoweit eingegangen, als diese für die Erläuterung des speziellen Ausführungsbeispiels erforderlich sind.be taken. It is therefore only explained below with regard to its function in the context of the drive device 10, and construction details are only discussed to the extent that they are necessary for the explanation of the special exemplary embodiment.
Das Nachlauf-Regelventil 14 ist als 4/3-Wegeventil ausgebildet, dessen neutrale, dem Stillstand des Hydromotors 13 zugeordnete Grundstellung 0 eine Sperrstellung ist, in welcher der P-Ver- sorgungsanschluß 18 des Hydromotors 13, über den dieser mit dem Hochdruck-Ausgang eines nicht dargestellten Druckversor- gungs-Aggregats verbunden ist, und der T-Versorgungsanschluß 19, über den der Hydromotor 13 mit dem drucklosen, d.h. auf Atmosphärendruck gehaltenen Vorratsbehälter des Druckversor- gungs-Aggregats verbunden ist, sowohl gegen den A-Steueranschluß 21 als auch gegen den B-Steueranschluß 22 des Hydromotors 13 abgesperrt sind, durch deren alternativen Anschluß an den F- Versorgungsanschluß 18 und den T-Versorgungsanschluß 19 die Dreh-Antriebsrichtung des Hydromotors 13 steuerbar ist.The follow-up control valve 14 is designed as a 4/3-way valve, the neutral basic position 0 associated with the standstill of the hydraulic motor 13 is a blocking position in which the P supply connection 18 of the hydraulic motor 13, via which it connects to the high-pressure outlet of a pressure supplier, not shown supply unit is connected, and the T supply connection 19, via which the hydraulic motor 13 is connected to the pressureless, that is to say kept at atmospheric pressure reservoir of the pressure supply unit, both against the A control connection 21 and against the B control connection 22 of the hydraulic motor 13 are shut off, by means of their alternative connection to the F supply connection 18 and the T supply connection 19 the rotational drive direction of the hydraulic motor 13 can be controlled.
Aus der Grundstellung O heraus ist das Nachlauf-Regelventil 14, entsprechend den alternativen Drehrichtungen, in denen der Elektromotor 17 - elektrisch - ansteuerbar ist, entweder in die Funktionsstellung I steuerbar, in welcher der P-Versorgungs anschluß 18 mit dem A-Steueranschluß 21 und der T-Versorgungs¬ anschluß 19 mit dem B-Steueranschluß 22 des Hydromotors 13 verbunden sind, oder in die Funktionsstellung II, in welcher der P-Versorgungsanschluß 18 mit dem B-Steueranschluß 22 und der T-Versorgunsanschluß 19 mit dem A-Steueranschluß 21 des Hydromotors 13 verbunden sind.From the basic position O, the overrun control valve 14, corresponding to the alternative directions of rotation in which the electric motor 17 is electrically controllable, can be controlled either into the functional position I, in which the P supply connection 18 with the A control connection 21 and the T supply connection 19 is connected to the B control connection 22 of the hydraulic motor 13, or to the functional position II, in which the P supply connection 18 with the B control connection 22 and the T supply connection 19 with the A control connection 21 of the hydraulic motor 13 are connected.
Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß die Ansteuerung des Nachlauf-Regelventils 14 in seine Funktions stellung I dadurch erfolgt, daß der Elektromotor 17, in Richtun des Pfeils 23 der Fig. 1 gesehen, im Uhrzeigersinn angetrieben wird und demgemäß das Nachlauf-Regelventil 14 in seine Funk¬ tionsstellung II gesteuert ist, wenn sich der Elektromotor 17 im Gegen-Uhrzeigersinn dreht. Des weiteren ist für das darge¬ stellte Ausführungsbeispiel vorausgesetzt, daß die Drehrichtung des Hydromotors 13 gleichsinnig mit derjenigen des Elektromotor 17 ist.For the illustrated embodiment, it is assumed that the control of the run-on control valve 14 in its functional position I takes place in that the electric motor 17, viewed in the direction of arrow 23 of FIG. 1, is driven clockwise and accordingly the run-on control valve 14 is controlled in its functional position II when the electric motor 17 rotates counterclockwise. Furthermore, it is assumed for the illustrated embodiment that the direction of rotation of the hydraulic motor 13 is in the same direction as that of the electric motor 17.
Die Drehwinkel- bzw. Positions-Sollwert-Vorgabe erfolgt, wie in der Figur 1 lediglich schematisch angedeutet, über eine mit dem Rotor 24 des Elektromotors 17 drehfest verbundene Sollwert- Vorgabe-Welle 26, durch deren Rotation ein insgesamt mit 27 bezeichnetes Ventil-Betätigungselement, je nach Drehrichtung des Rotors 24 des Elektromotors 17 im Uhrzeiger- oder im Gegen- Uhrzeigersinn, in den durch den Doppelpfeil 28 markierten, alternativen Richtungen verschiebbar ist, wobei ein als Schiebe vorausgesetzter Ventilkörper des Nachlauf-Regelventils 14 - zwischen Steuerflanschen 27' und 27" des Ventilbetätigungs¬ elementes 27, in Richtung der zentralen Längsachse 29 der An¬ triebsvorrichtung 10 gesehen, gleichsam "eingespannt" ist und demgemäß die Verschiebebewegungen des Ventil-Betätigungselemen¬ tes 27 mit ausführt. Dieses Ventil-Betätigungselement 27 ist in der durch die DE 27 29 564 AI bekannten Gestaltung als die Sollwert-Vorgabewelle 26 mindestens auf Längenabschnitten der¬ selben koaxial umschließende, in dem Gehäuse 31 des Nachlauf- Regelventils 14 längs-verschiebbar, jedoch unverdrehbar geführtThe rotation angle or position setpoint is specified, as indicated only schematically in FIG. 1, by means of a the rotor 24 of the electric motor 17 non-rotatably connected setpoint input shaft 26, through the rotation of which a valve actuating element, generally designated 27, depending on the direction of rotation of the rotor 24 of the electric motor 17 in the clockwise or counterclockwise direction, in the direction indicated by the double arrow 28 marked, alternative directions can be displaced, whereby a valve body of the follow-up control valve 14, presupposed as a slide, between the control flanges 27 'and 27 "of the valve actuating element 27, viewed in the direction of the central longitudinal axis 29 of the drive device 10, as it were" clamped " and accordingly carries out the displacement movements of the valve actuating element 27. This valve actuating element 27 is in the configuration known from DE 27 29 564 AI as the setpoint input shaft 26, coaxially enclosing it in the housing at least on length sections of the same 31 of the follow-up control valve 14 can be moved longitudinally, but cannot be rotated guided
angeordnete Gewindemutter ausgebildet, die, wie nicht eigens dargestellt, über Gewindekugeln mit einem Außengewinde der Sollwert-Vorgabe-Welle 26 in kämmendem Eingriff steht. Zur Positions-Istwert-Rückmeldung ist bei dem Nachlauf-Regelventil 14 eine mit einem Innengewinde der Sollwert-Vorgabe-Welle 26 in kämmendem Eingriff stehende Gewindespindel 32 als "Rückmel¬ despindel" vorgesehen, welche drehfest mit dem Rotor 16 des Hydromotors 13 gekoppelt ist.arranged threaded nut which, as not specifically shown, is in meshing engagement with an external thread of the setpoint input shaft 26 via threaded balls. For the feedback of the actual position value, a threaded spindle 32, which meshes with an internal thread of the setpoint input shaft 26, is provided as a "feedback spindle" in the overrun control valve 14, which is rotatably coupled to the rotor 16 of the hydraulic motor 13.
Darüber hinaus wird der Antriebs-Regelkreis von der Istwert- Seite zur Sollwert-Seite durch das inkrementale Weg- bzw. Dreh- stellungs-Gebersystem 12 geschlossen, das einen ersten, die Anzahl der von dem Rotor 16 des Hydromotors 13 ausgeführten Umdrehungen erfassenden Geber 34 und einen zweiten, jede dieser Umdrehungen in eine Anzahl von Winkel-Inkrementen auflösenden Geber 36 umfaßt. Dieser Inkremεntalgεber 36 ist seinerseits, was nicht im Detail dargestellt ist, mittels zweier Geberelemente realisiert, die in Umfangsrichtung einer Umfangszahnung 37 einer sich mit dem Rotor 16 des Hydromotors 13 drehenden Geberscheibe 38 gesehen, derart versetzt gegeneinander angeordnet sind, daß die impuls- förmigen oder sinusoidaleri - elektrischen - Ausgangssignale dieser Geberelemente eine Phasenverschiebung von 90° gegenein¬ ander haben, so daß aus den Signalpegeln und der Phasenlage der Ausgangssignale der Geberelemente zusätzlich zum Betrag der Positionsänderungen auch die Drehrichtung des Rotors 16 des Hydromotors 13 erkannt werden kann. Die Geber 34 und 36 können mit Hilfe von Feldplatten oder als induktive, ggf. auchIn addition, the drive control circuit is closed from the actual value side to the setpoint side by the incremental travel or rotary position sensor system 12, which detects a first sensor 34 that detects the number of revolutions made by the rotor 16 of the hydraulic motor 13 and a second encoder 36 that resolves each of these revolutions into a number of angular increments. This Inkremεntalgεber 36 is in turn, which is not shown in detail, realized by means of two encoder elements, which are seen in the circumferential direction of a circumferential toothing 37 of a encoder disc 38 rotating with the rotor 16 of the hydraulic motor 13, so that they are offset such that the pulse-shaped or sinusoidal - electrical - output signals of these encoder elements have a phase shift of 90 ° against each other, so that the direction of rotation of the rotor 16 of the hydraulic motor 13 can be recognized from the signal levels and the phase position of the output signals of the encoder elements in addition to the amount of the position changes. The transmitters 34 and 36 can also be used with the aid of field plates or as inductive ones
als kapazitive oder elektro-optische Geber für sich bekannter Bauart realisiert sein.be realized as a capacitive or electro-optical transmitter of known design.
Auch der Hydromotor 13 ist seinem Bauprinzip nach insoweit bekannt, als die Umsetzung von axialen Bewegungen die Antriebs kammern 39 einer Mehrzahl von "kleinen" Linearzylindern 41 beweglich begrenzender Kolbenelemente 42 in Drehbewegungen des Rotors 16 durch axiale Abstützung dieser Kolbenelemente 42 an einer gehäusefesten, an ihrer den Linearzylindern 41 zugewandt Seite "wellig" gestalteten Stützscheibe 43 des Axialkolben- Hydromotors 13 einschlägigem Stand der Technik entspricht.The hydraulic motor 13 is known according to its construction principle in that the implementation of axial movements, the drive chambers 39 of a plurality of "small" linear cylinders 41 movably limiting piston elements 42 in rotary movements of the rotor 16 by axial support of these piston elements 42 on a housing fixed on their the linear cylinder 41 facing side "wavy" designed support plate 43 of the axial piston hydraulic motor 13 corresponds to the relevant prior art.
Ein diesem Bauprinzip entsprechender hydraulischer Axialkolben motor, der, wie auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 vorgesehen, mittels eines Nachlauf-Regelventils angesteuert wird, ist im Detail in der Deutschen Patentanmeldung P 38 27 365.9 erläutert, auf deren Beschreibung hinsichtlich der Gestaltung des Antriebsteils 44 des Rotors 16 des Hydro¬ motors 13 und des Zusammenwirkens zwischen diesem Hydromotor und dem Nachlauf-Rεgelventil 14 ergänzend Bezug genommen sei. Demgemäß wird die nachfolgende Beschreibung des in der Zεichnun dargεstellten speziellen Ausführungsbeispiels der erfindungs¬ gemäßen Antriebsvorrichtung 10 - im wesentlichen - auf derεn gegenüber der Antriebsvorrichtung gemäß der genannten Patent¬ anmeldung bestehenden Unterschiede beschränkt.A hydraulic axial piston motor corresponding to this construction principle, which, as is also provided in the exemplary embodiment according to FIG. 1, is controlled by means of a follow-up control valve, is explained in detail in German patent application P 38 27 365.9, on the description of which regarding the design of the drive part 44 the rotor 16 of the hydraulic motor 13 and the interaction between this hydraulic motor and the trailing control valve 14 may be referred to in addition. Accordingly, the following description of the special exemplary embodiment of the drive device 10 according to the invention shown in the drawing is - essentially - limited to the differences existing compared to the drive device according to the patent application mentioned.
Der Rotor 16 des Axialkolben-Hydromotors 13 ist mit einem im wesentlichen kreiszylindrisch-rohrförmigen Abschnitt 46 seiner Abtriebswelle 47 an einem seinerseits im wesentlichen kreiszy¬ lindrisch-rohrförmig ausgebildeten Zapfen 48 gleitend drehbarThe rotor 16 of the axial piston hydraulic motor 13 is slidably rotatable with an essentially circular-cylindrical tubular section 46 of its output shaft 47 on a pin 48, which in turn is essentially circular-cylindrical and tubular
gelagert, der eine axiale Verlängerung eines den Elektromotor 17 in der dargestellten Anordnung aufnehmenden Teils 49 des insgesamt mit 50 bezeichneten Gehäuses der Antriebsvorrichtung 10 bildet. In diesen rohrformigen Zapfen 48 ist das seinerseits zylindrisch-rohrförmige Gehäuse 31 des Nachlauf-Regelventils 14 fest eingesetzt und auf seiner gesamten Länge von dem Zapfen 48 umschlossen.mounted, which forms an axial extension of a part 49 of the housing of the drive device 10, designated as 50, which receives the electric motor 17 in the arrangement shown. The cylindrical-tubular housing 31 of the follow-up control valve 14 is firmly inserted into this tubular pin 48 and is enclosed by the pin 48 along its entire length.
Das für die kleinen Linearzylinder 41 ein gemeinsames Gehäuse bildende Antriebsteil 44 des Rotors 16 ist als ein mit dessen Abtriebswelle 47 einstückig ausgeführter, gemäß der maßstäb¬ lichen Darstellung der Fig. 1 in axialer Richtung gesehen rela¬ tiv dickwandiger, radialer Flansch ausgebildet, in den, wie am besten der schematischen Abwicklungs-Darstellung der Fig. 2, auf deren Einzelheiten ergänzend Bezug genommen sei, erkennbar, insgesamt sechzehn, in axialer Richtung durchgehende Bohrungen 51a bis 51P eingebracht sind, die mit axialsymmetrischer Vertei¬ lung ihrer zentralen Längsachsen 52 um die zentrale Längsachse 29 der Antriebsvorrichtung 10 gruppiert sind. In diesen Boh¬ rungen 51a bis 51P sind die Kolbenelemente 42 - gegen die Boh¬ rungsflächen abgedichtet - gleitend verschiebbar angeordnet, die über Kugeln 53 an der axial gegenüberliεgenden, zu den Kugeln etwa komplementär konkav gewölbten Stirnfläche 54 einer Ringrippe 56 der gehäusefesten Stützscheibe 43 abgestützt sind. Diese Ringrippe 56, deren mittlerer Durchmesser demjenigen des Bohrungskreises der axialen Bohrungen 51a bis 51P entspricht, hat, in Umfangsrichtung gesehen, eine in axialer Richtung perio disch variierende "Höhe", derart, daß sich für diese Stirnfläch 54, in der Abwicklungsdarstellung der Fig. 2 gesehen, ein ins¬ gesamt dreieck-wellenför iger Verlauf mit einer in WinkelgradenThe drive part 44 of the rotor 16, which forms a common housing for the small linear cylinders 41, is designed as a radial flange having a thick-walled radial flange, as seen in the axial direction, in one piece with the output shaft 47 thereof, in the axial direction As can best be seen in the schematic development illustration in FIG. 2, to the details of which reference is made in addition, a total of sixteen bores 51 a to 51 P which are continuous in the axial direction and which have an axially symmetrical distribution of their central longitudinal axes 52 are grouped around the central longitudinal axis 29 of the drive device 10. In these bores 51a to 51 P , the piston elements 42 - sealed against the bore surfaces - are arranged so as to be slidable, which are supported by balls 53 on the axially opposite end face 54 of an annular rib 56 of the support disk 43 fixed to the housing, which is concavely curved to complement the balls. This ring rib 56, the average diameter of which corresponds to that of the circle of holes of the axial bores 51a to 51 P , has, seen in the circumferential direction, a periodically varying "height" in the axial direction, such that for this end face 54, in the development view of FIG 2 seen, an overall triangular wave-shaped course with an angular degree
gemessenen "Periodizitätslänge" p von 60°, d.h. eine sechs- zählige Axialsymmetrie ergibt. Die Ringrippe 56 hat somit ins¬ gesamt die Form einer "sechszackigen" Krone, deren Zacken 57 a bis 57 f zum Antriebsteil 44 des Rotors 16 hinweisend ange¬ ordnet sind. In der Abwicklungs-Darstellung der Fig. 2 haben die Zacken 57 a) bis 57 f) der an ihrer Basis 58 kreisringför¬ migen Ringrippe 56 die Form flacher, gleichschenklig-stumpfwink liger Dreiecke, deren Schenkel 59 a) bis 59 f) und 61 a) bis 61 f) einen stumpfen Winkel ß einschließen, der in praxi einen Wert um 140°, in bevorzugter Gestaltung des Axialkolben-Motors 13 einen Wert von 138° hat.measured "periodicity length" p of 60 °, i.e. there is a sixfold axial symmetry. The ring rib 56 thus has the overall shape of a "six-pointed" crown, the points 57 a to 57 f of which are arranged pointing to the drive part 44 of the rotor 16. 2, the prongs 57 a) to 57 f) of the ring rib 56, which is circular in shape at its base 58, have the shape of flat, isosceles-obtuse triangles, the legs 59 a) to 59 f) and 61 a) to 61 f) include an obtuse angle β which in practice has a value of 140 °, in a preferred embodiment of the axial piston motor 13 a value of 138 °.
Zwischen den "Spitzen" 62 a) bis 62 f) der Zacken 57 a) bis 57 f) und den dazwischen angeordneten "Tälern" 63 a) bis 63 f) der Ringrippe sind durch die Schenkel 59 a) bis 59 f) und 61 a) bis 61 f) abwechselnd aufsteigende und abfallende Rampen konstanter Steigung bzw. Neigung gebildet, die an den Spitzen und in den Tälern mit glatter Krümmung aneinander anschließen, wobei der Krümmungsradius mit dem je zwei Flanken in den Täler 63 a) bis 63 f) aneinander anschließen, etwas größer ist als der Kugelradius der Stützkugeln 53.Between the "tips" 62 a) to 62 f) of the prongs 57 a) to 57 f) and the "valleys" 63 a) to 63 f) of the ring rib arranged in between are through the legs 59 a) to 59 f) and 61 a) to 61 f) alternately formed ascending and descending ramps of constant incline or incline, which adjoin each other at the peaks and in the valleys with a smooth curvature, the radius of curvature with the two flanks in the valleys 63 a) to 63 f) connect to each other, is slightly larger than the ball radius of the support balls 53.
Die Stützkugeln 53, die zusammen mit den zylindrisch-topfförmi gestalteten Kolbenelementen 42 die die Antriebskammern 39 der insgesamt 16 Linearzylinder 41 einsεitig druckdicht beweglich begrenzenden Kolben dieser Linearzylinder 41 bilden, sind in konkaven Lagerpfannen 64 der Kolbenelemente 42 frei drehbar gelagert, damit sie sich an der Lauffläche 54 dεr Rinσrippe 56 leichtgängig abwälzen können. Die Lagerpfannen 64, deren Krüm¬ mung sehr genau an diejenige der Stützkugeln 53 angepaßt ist,The support balls 53, which together with the cylindrical-cup-shaped piston elements 42, the drive chambers 39 of the A total of 16 linear cylinders 41 forming pistons of these linear cylinders 41 which are movable in a pressure-tight manner, are freely rotatably supported in concave bearing pans 64 of the piston elements 42, so that they can roll around smoothly on the running surface 54 of the rib 56. The bearing pans 64, the curvature of which is very precisely matched to that of the support balls 53,
stehen über zentrale Schmierkanäle 65 mit den Antriebskammern 39 der Linearzylinder 41 in kommunizierender Verbindung, so daß sich im Betrieb des Axialkolbenmotors 13 zwischen den Gleit¬ flächen der Lagerpfannen 64 und den Stützkugeln 53 ein dünner Schmierfilm bilden kann, der weitgehend verschleißfreien Betrieb des Axialkolbenmotors 13 gewährleistet.are in central communication with the drive chambers 39 of the linear cylinder 41 in a communicating connection, so that during operation of the axial piston motor 13 a thin lubricating film can form between the sliding surfaces of the bearing cups 64 and the support balls 53, which ensures largely wear-free operation of the axial piston motor 13 .
Die rotorfesten axialen Begrenzungen der Antriebskammern 39 der Linearzylinder 41 sind durch in Gewindeabschnittε 66 der Bohrungen 51a bis 51P des Antriebsteils 44 einschraubbare, diese Bohrungen 51a bis 51P einseitig dicht verschließende Stopfen 67 gebildet. Der T-Versorgungsanschluß 19 des Nachlauf- Regelventils 14 steht über eine radiale Bohrung 68 des Gehäuses 31 des Nachlauf-Regelventils 14 mit einer mit dieser fluchten¬ den, radialen Bohrung 69 des Zapfens 48, die durch dessen zylin¬ drische Wand hindurchtritt, in kommunizierender Verbindung, wobei in diese Querbohrung 69 ein Längskanal 71 mündet, der seinerseits über eine schräge Bohrung 72, die in einem massiven äußeren radialen Flansch 73 des den Elektromotor 17 aufnehmenden Gehäuseteils 49 angeordnet ist, kommunizierend mit dem T-An- schlußstutzen 74 verbunden ist, der über nicht-dargestellte Schlauch- oder Rohrleitungen an den drucklosen Tank des Druck- versorgungs-Aggregats anschließbar ist. Der P-Versorgungsan- schluß 18 des Nachlauf-Regelventils 14 steht über eine weitere Querbohrung 76 des äußeren Mantels des Ventilgehäuses 31 mit einer mit dieser fluchtenden, zweiten radialen Bohrung 77 des Zapfens 48 in kommunizierender Verbindung, in welche wiederum ein Längskanal 80 mündet, der, in Richtung der zentralen Längs¬ achse 29 gesehen, in azimutalem Abstand an dem zum Tank-An¬ schlußstutzen 74 führenden Längskanal 71 vorbeitritt und ebenThe rotor-fixed axial delimitations of the drive chambers 39 of the linear cylinders 41 are formed by plugs 67 which can be screwed into threaded sections 66 of the bores 51a to 51 P of the drive part 44 and which seal these bores 51a to 51 P on one side. The T-supply connection 19 of the follow-up control valve 14 communicates via a radial bore 68 of the housing 31 of the follow-up control valve 14 with a radial bore 69 of the pin 48 which is aligned therewith and which passes through its cylindrical wall Connection, a longitudinal channel 71 opening into this transverse bore 69, which in turn is communicatively connected to the T-connector 74 via an oblique bore 72, which is arranged in a solid outer radial flange 73 of the housing part 49 receiving the electric motor 17, which can be connected to the unpressurized tank of the pressure supply unit via hose or pipelines, not shown. The P supply connection 18 of the follow-up control valve 14 is located via a further transverse bore 76 in the outer jacket of the valve housing 31 with a second radial bore 77 of the same that is aligned with it Pin 48 in communicating connection, into which in turn a longitudinal channel 80 opens, which, viewed in the direction of the central longitudinal axis 29, passes at an azimuthal distance from the longitudinal channel 71 leading to the tank connector 74 and is level
falls über eine - nicht-dargestellte - schräge Bohrung zu dem ebenfalls nicht-dargestellten P-Anschlußstutzen führt, der an den Hochdruck-Ausgang des Druckversorgungs-Aggregats angeschlos sen ist. Der A-Steueranschluß 21 des Nachlauf-Regelventils 14 steht mit einer Außennut 78 des Ventilgehäuses 31 in kommunizie render Verbindung, die als dieses umgebende Ringnut ausgebildet und demgemäß in der Abwicklungsdarstellung der Fig. 2 als ein sich über die gesamte Abwicklungslänge erstreckender Druckmit¬ telkanal 78 dargestellt ist.if via a - not shown - oblique hole leads to the P connection piece, also not shown, which is ruled out at the high pressure outlet of the pressure supply unit. The A-control connection 21 of the follow-up control valve 14 communicates with an external groove 78 of the valve housing 31, which is designed as an annular groove surrounding it and accordingly in the development view of FIG. 2 as a pressure medium channel 78 which extends over the entire development length is shown.
Desgleichen steht der B-Steueranschluß 22 des Nachlauf-Regel¬ ventils 14 in kommunizierender Verbindung mit einer zweiten Außennut 79, die ebenfalls als sich über den gesamten Umfang des Ventilgehäuses 31 erstreckende, in sich geschlossene Ringnu ausgebildet ist und demgemäß in der Fig. 2 als ein sich über die gesamte Abwicklungslänge erstreckender Druckmittelkanal dargestellt ist.Likewise, the B control connection 22 of the follow-up control valve 14 is in communicating connection with a second outer groove 79, which is likewise designed as a closed ring groove extending over the entire circumference of the valve housing 31 and accordingly in FIG. 2 as a pressure medium channel extending over the entire development length is shown.
An der den beiden Ringnuten 78 und 79 gegenüberliegenden Außen¬ seite des Zapfens 48 sind in insgesamt 12-zähliger axial-symme¬ trischer Gruppierung um die zentrale Längsachse 29, in Umfangs- richtung gesehen sektorförmige Außennuten 81a bis 81f sowie 82a bis 82f vorgesehen, die jeweils durch axiale Zwischenstege 83a bis 831 gegeneinander abgesetzt sind. Diese Außennuten 81a bis 81f sowie 82a bis 82f sind, in Umfangsrichtung gesehen, wie am besten der Figur 2 entnehmbar ist, alternierend über im wesentlichen radial verlaufende Bohrungen 84a bis 84f an die mit dem A-Steueranschluß des Nachlauf-Regelventils 14 in kommu¬ nizierender Verbindung stehende Ringnut 28 bzw. über Querboh¬ rungen 86a bis 86f an die mit dem B-Steueranschluß 22 des NachOn the outer side of the pin 48 opposite the two ring grooves 78 and 79, a total of 12-fold axial-symmetrical grouping around the central longitudinal axis 29, viewed in the circumferential direction, sector-shaped outer grooves 81a to 81f and 82a to 82f are provided are separated from each other by axial intermediate webs 83a to 831. Seen in the circumferential direction, as can best be seen in FIG. 2, these outer grooves 81a to 81f and 82a to 82f are alternately connected to the through essentially radially running bores 84a to 84f with the A control connection of the follow-up control valve 14 in a communicating connection annular groove 28 or via transverse bores 86a to 86f to that with the B control connection 22 of the Nach
lauf-Regelventils 14 in kommunizierender Verbindung stehende Ringnut 79 des Ventilgehäuses 31 angeschlossen.Run control valve 14 connected in communicating annular groove 79 of the valve housing 31.
Die in Umfangsrichtung gemessene Winkεlbreite der sektor- förmigen Außennuten 81a bis 81f bzw. 82a bis 82f zuzüglich der entsprechend gemessenen Winkelbrεitε εinεs dεr axialεn Stege 83a bis 831, welche je zwei dieser Nuten, z. B die Nuten 82b und 81b gegeneinander absεtzεn, bεträgt in der Summe 30°, wobei die Winkelbreite der sektorförmigen Nuten 81a bis 81f und 82a bis 82f wesentlich größer ist, wobei das Verhältnis δΦ/δΦ zwischen 5 und 10 beträgt. Die Winkelbreite der Stege 83a bis 83p entspricht der azimutalen, d.h. in Umfangsrichtung gemessenen lichten Weite von radialen Durchgangsbohrungen 87a bis 87p des kreiszylindrisch-rohrförmigen Abschnittes 46 des Rotors 16 des Hydromotors 13, über die die Antriebskammern 39 der Linearzylinder 41, wenn der Rotor 16 sich dreht, alternie¬ rend mit dem A-Steueranschluß 21 und dem B-Steueranschluß 22 des Nachlauf-Regelventils 14 in kommunizierende Verbindung gelangen und beim Vorbeitreten an einem der Stege 83a bis 83p für einen kurzen Moment vollständig abgesperrt werden.The angular width of the sector-shaped outer grooves 81a to 81f or 82a to 82f measured in the circumferential direction plus the correspondingly measured angular width of the axial webs 83a to 831, which each have two of these grooves, eg. B the grooves 82b and 81b against each other, total 30 °, the angular width of the sector-shaped grooves 81a to 81f and 82a to 82f being considerably larger, the ratio δΦ / δΦ being between 5 and 10. The angular width of the webs 83a to 83p corresponds to the azimuthal, i.e. measured inside circumference of radial through bores 87a to 87p of the circular-cylindrical-tubular section 46 of the rotor 16 of the hydraulic motor 13, via which the drive chambers 39 of the linear cylinders 41, when the rotor 16 rotates, alternately with the A control connection 21 and come into communicating connection with the B control connection 22 of the follow-up control valve 14 and are completely shut off for a brief moment when stepping past one of the webs 83a to 83p.
Aufgrund der erläuterten Symmetrieverhältnisse tragen die - "gleichzeitig" an eine der beiden Ringnuten 78 und 79 ange¬ schlossenen Linearzylinder jeweils gleichsinnig zur Drehmoment- Entfaltung des Axialkolbenmotors 13 bei bzw. sind daran nicht beteiligt, wobei anhand der Figur 2 unmittelbar erkennbar ist, daß, beim speziellen Ausführungsbeispiel, jeweils mindestens 6 der Linearzylinder und im Extremfall sogar 8 gleichsinnig zur Drehmoment-Entfaltung beitragen. Der Vollständigkeit halber sei noch angemerkt, daß in der Fi¬ gur 1 Bezugszeichen, die in der Figur 2 mit alphabetischen Indizes versehen sind, der Einfachheit halber ohne diεse Indizεs angegeben sind.On the basis of the symmetry relationships explained, the linear cylinders connected "simultaneously" to one of the two annular grooves 78 and 79 each contribute in the same direction to the torque development of the axial piston motor 13 or are not involved in this, with FIG. 2 directly showing that in the special embodiment, each contribute at least 6 of the linear cylinders and in extreme cases even 8 in the same direction to the torque development. For the sake of completeness, it should also be noted that reference numerals, which are provided with alphabetical indices in FIG. 2, are given without these indices for the sake of simplicity.
Durch die insoweit erläuterte bauliche Integration des Nachlauf- Regelventils 14 in den Zapfen 48 des Gehäuseteils 49 ergeben sich kürzestmögliche Abmessungen der vom Nachlauf-Regelventil 14 zu den Antriebskammern 39 der Linearzylinder 41 führenden Druck-Versorgungskanäle 84a bis 84f und 86a bis 86f sowie der radialen Kanäle 87a bis 87p, was für eine hohe "Steifigkeit" des Antriebes von großer Bedeutung ist.The constructional integration of the follow-up control valve 14 into the pin 48 of the housing part 49 explains the shortest possible dimensions of the pressure supply channels 84a to 84f and 86a to 86f leading from the follow-up control valve 14 to the drive chambers 39 of the linear cylinders 41, as well as the radial channels 87a to 87p, which is very important for a high "rigidity" of the drive.
Die mit der welligen Ringrippe 56 versehene Stützscheibe 43 ist zwischen einem zylindrisch-rohrförmigen Gehäuseteil 88, das gegen den radialen Flansch 73 des den Elektromotor 17 auf¬ nehmenden Gehäuseteils 49 abgedichtet ist und im wesentlichen die radial äußere Begrenzung des das Antriebsteil 44 des Rotors 16 aufnehmenden Ringraumes 89 bildet und einem außen und innen gestuften zylindrischen Abschlußteil 91 des Gehäuses 50 der Antriebsvorrichtung 10 axial einspannt, wobei die Stützscheibe 43 mittels eines mit dieser einstückigen Zentrierringes 92, dessen Außendurch esseer genau dem Innendurchmesser des zylin¬ drisch-rohrförmigen Gehäuseteils 88 entspricht, bezüglich diesem bzw. der zentralen Längsachse 29 der Antriebsvorrichtung 10 genau zentriert ist und mittels eines axialen Paßstiftes 93, der eine mit koaxialen Bohrungen des zylindrisch-rohrförmigen Gehäuseteils 88 und des Gehäuse-Abschlußteils 91 fluchtende Bohrung der Stützscheibe 43 durchsetzt, gegen Verdrehungen relativ zu den Gehäuseteilen 88 und 91 gesichert ist. Das ge stufte Abschlußtεil 91 dεs Gεhäusεs 50, aus dem der Rotor 16 mit dem das Abtriebsteil 11 bildenden Endabschnitt einer dort massiv gεstalteten Rotorwεlle 47 austritt, ist gegen diεsε mittεls εinεr Lippen-Ringdichtung 94 abgedichtet.The support disk 43 provided with the undulating annular rib 56 is between a cylindrical tubular housing part 88 which is sealed against the radial flange 73 of the housing part 49 receiving the electric motor 17 and essentially the radially outer boundary of the drive part 44 of the rotor 16 Annular space 89 forms and axially clamps an externally and internally stepped cylindrical end part 91 of the housing 50 of the drive device 10, the support disc 43 by means of a centering ring 92 integral therewith, the outer diameter of which corresponds exactly to the inner diameter of the cylindrical-tubular housing part 88 this or the central longitudinal axis 29 of the drive device 10 is exactly centered and by means of an axial dowel pin 93 which passes through a bore of the support disk 43 aligned with coaxial bores of the cylindrical-tubular housing part 88 and the housing end part 91, against Verd Rehungen is secured relative to the housing parts 88 and 91. The GE stepped end part 91 of the housing 50, from which the rotor 16 emerges with the end section forming the driven part 11 of a rotor shaft 47 of massive design there, is sealed against this by means of its lip-ring seal 94.
Innerhalb der äußeren, abtriebsseitigen, dem Innendurchmesser nach kleineren Stufe 96 des gestuft-zylindrischen Gehauseteils 91 ist die Rotorwelle 47 mittels eines Radial-Nadellagers 97 drehbar gelagert, wobei dieses Nadellager 97, wie auch das "Zapfenlager" eine axiale Verschiebbarkeit des Rotors 16 zuläßt Der radial außen mit einer zylindrischen Fläche an der zylin¬ drischen Innenfläche des zylindrisch-rohrförmigen Gehäuseteils 88 anliegende und mittels einer Ringdichtung 98 gegen dieses Gehäuseteil 88 abgedichtete Zentrierring 92 der Stützscheibe 43 hat an seiner radial inneren Seite eine konische Fasenfläche 99, deren lichter Durchmesser zum Antriebsteil 44 des Rotors 16 hin zunimmt. Das Antriebsteil 44 des Rotors 16 ist seiner¬ seits mit einer der Fasenfläche 99 des Zentrierringes 92 der Stützscheibe 43, in axialer Richtung gesehen, gegenüberliegend angeordneten, äußeren Fasenfläche 101 versehen, deren Neigung bezüglich der zentralen Längsachse 29 der Antriebsvorrichtung 10 derjenigen der Fasenfläche 99 des Zentrierringes 92 der Stützscheibe 43 entspricht.Within the outer, output-side, the inner diameter after the smaller step 96 of the step-cylindrical housing part 91, the rotor shaft 47 is rotatably supported by means of a radial needle bearing 97, this needle bearing 97, like the "journal bearing", allowing the rotor 16 to be axially displaceable radially outside with a cylindrical surface on the cylindrical inner surface of the cylindrical tubular housing part 88 and by means of an annular seal 98 sealed against this housing part 88 centering ring 92 of the support disk 43 has on its radially inner side a conical chamfer surface 99, the inside diameter of which is the drive part 44 of the rotor 16 increases. The drive part 44 of the rotor 16 is in turn provided with an outer chamfer surface 101 arranged opposite the chamfer surface 99 of the centering ring 92 of the support disk 43, viewed in the axial direction, the inclination thereof with respect to the central longitudinal axis 29 of the drive device 10 of that of the chamfer surface 99 of the Centering ring 92 of the support plate 43 corresponds.
In der in der Figur 1 dargestellten, einem Rotations-Betriebs- zustand des Axialkolben-Hydromotors 13 entsprechenden Position des Rotors 16 sind die beiden Fasenflächen 99 und 101 deer Stützscheibe 43 und des Antriebsteils 44 des Rotors 16, in "Höhe" eines gemeinsamen Wertes ihrer Durchmesser gesehen, in einem kleinen axialen Abstand von z.B. 1 bis 2 mm voneinander 13In the position of the rotor 16 shown in FIG. 1, which corresponds to a rotational operating state of the axial piston hydraulic motor 13, the two chamfer surfaces 99 and 101 of the support disk 43 and the drive part 44 of the rotor 16 are at the "height" of a common value of them Seen diameter, at a small axial distance of, for example, 1 to 2 mm from each other 13
angeordnet, so daß zwischen den beiden Fasenflächen ein koni¬ scher Spalt 101 verbleibt . dessen senkrecht zu den Fasenflächen 99 und 102 gεmessene lichte Wεitε εinige Zεhntεl Millimeter beträgt. Diese Position des Rotors 16 zu der Stützscheibe 43 ist durch die Anlage von Lagerrollen 105 eines Axialrollenlagersarranged so that a conical gap 101 remains between the two chamfer surfaces. of which the inside width measured to bevel surfaces 99 and 102 is a few tenths of a millimeter. This position of the rotor 16 relative to the support disk 43 is due to the bearing roller 105 of an axial roller bearing
103 an der der Ringrippe 56 der Stützscheibε 43 gegenüberliεgεn- den Ringfläche 104 derselben bestimmt, dessen dieser Ringfläche103 on the annular surface 104 opposite the annular rib 56 of the support disk 43, the latter of which annular surface
104 gegenüberliegende Abstützung durch einen mit der Rotorwelle 47 verschiebefest verbundenen Lagerring 106 gebildet ist. Das durch die Lagerrollen 102 und den Lagerring 106 gebildete Axial rollenlager 103 ist innerhalb eines Ringraumes 107 angeordnet, dessen äußere radiale Begrenzung durch diε dem Innendurchmesser nach größere Stufe 108 des gestuften Gehäuseteils 91 gebildet ist. In axialer Richtung ist dieser Ringraum 107 durch die zwischen den beiden Gehäusestufen 96 und 108 vermittelnde Ring¬ schulter 109, einerseits und die Stützscheibe 43, andererseits, begrenzt. Der lichte axiale Abstand zwischen dem Lagerring 106 und der Ringschulter 109 des gestuften Gehäuseteils 91 ist etwas größer als der lichte axiale Abstand der beiden Fasen¬ flächen 99 und 101 des Zentrierringes 92 der Stützscheibe 43 und des Antriebsteils 44 des Rotors 16, gesehen in der darge¬ stellten Betriebsposition des Axialkolben-Hydromotors 13, in die dessen Rotor 16 durch die Druckbeaufschlagung von jeweils mindestens 6 Antriebskammern 39 seiner Linearzylinder 41 ge¬ drängt wird.104 opposite support is formed by a bearing ring 106 connected to the rotor shaft 47 so as to be displaceable. The axial roller bearing 103 formed by the bearing rollers 102 and the bearing ring 106 is arranged within an annular space 107, the outer radial boundary of which is formed by the larger diameter 108 of the stepped housing part 91. In the axial direction, this annular space 107 is delimited by the annular shoulder 109 mediating between the two housing stages 96 and 108, on the one hand, and the support disk 43, on the other hand. The clear axial distance between the bearing ring 106 and the annular shoulder 109 of the stepped housing part 91 is somewhat larger than the clear axial distance between the two chamfer surfaces 99 and 101 of the centering ring 92 of the support disk 43 and the drive part 44 of the rotor 16, as seen in the figure ¬ set operating position of the axial piston hydraulic motor 13, into which the rotor 16 is urged by the pressurization of at least 6 drive chambers 39 of its linear cylinder 41.
Um zu vermeiden, daß bei einer Verwendung der Antriebsvorrich¬ tung 10 zur Realisierung z.B. eines Roboterarmes, der als "Ge¬ lenke" mehrere Antriebsvorrichtungen 10 umfaßt, der Roboterarm "unkontrolliert zusammenklappt" , ist die Antriebsvorrichtung 10 mit einer insgesamt mit 111 bezeichneten Feststell-Einrich¬ tung ausgerüstet, die bei einem Abschalter der Antriebsvorrich¬ tung 10 selbsttätig ein Festsetzen des Rotors 16 in der im Moment des Abschaltens eingenommenen Winkelstellung vermittelt. Als Betätigungselemente der "Fεststεllbremsε 111" sind beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel, in axial-symme¬ trischer Gruppierung um die zεntralε Längsachse 29 der Antriebs vorrichtung 10 angeordnete Stempel 112 vorgesehen, die durch vorgespannte Druckfedern 113 in Anlage mit der der Stützscheibe 43 abgewandten - rückwärtigen - ringförmigen End-Stirnflache 114 des Antriebsteils 44 des Rotors 16 drängbar sind, wodurch der Rotor 16 eine axiale Verschiebung erfährt, durch die die beiden Fasenflächen 99 und 101 des Zentrierringes 92 und des Antriebsteils 44, die in diesem Falle als Reibflächen der Fest¬ stell-Einrichtung 111 wirken, in Anlage miteinander gelangen und eine reibungsflüssige Fixierung des Rotors 16 im Gehäuse 50 der Antriebsvorrichtung 10 erzielt wird. Die Stempel 112 sind mit in axialen Bohrungen 116 größeren Durchmessers druck¬ dicht verschiebbaren Kolben 117 verbunden, an deren den Stempel 112 abgewandten Seiten die vorgespannten Druckfedern 113 an¬ greifen. Diese Kolben 117 bilden auch die axial-beweglichen Begrenzungen von Steuerkammern 118, in die im Betrieb der An¬ triebsvorrichtung 10 der hohe Ausgangsdruck der Hilfsdruckquell eingekoppelt ist, wodurch die Kolben 117 und mit diesen die Stempel 112 in eine von dem Antriebsteil 44 des Rotors 16 ent¬ fernte bzw. von diesem abgehobene, in der Figur 1 dargestellte Position gedrängt werden, in welcher die Feststell-Einrichtung 111 gelöst ist und der Rotor 16 - in seiner dargestellten axialen Position - frei drehbar ist.In order to avoid that when the drive device 10 is used to implement, for example, a robot arm, which comprises a plurality of drive devices 10 as "joints", the robot arm "collapses in an uncontrolled manner", the drive device 10 is provided with a locking device, generally designated 111. Equipped device which, when the drive device 10 is switched off, automatically conveys the rotor 16 locking in the angular position assumed at the moment of switching off. In the special embodiment shown, the actuating elements of the "Fststεllbremsε 111" are stamps 112 which are arranged in an axially symmetrical grouping around the central longitudinal axis 29 of the drive device 10 and which are averted by prestressed compression springs 113 in contact with the support disk 43 - rearward - Ring-shaped end face 114 of the drive part 44 of the rotor 16 can be pushed, whereby the rotor 16 undergoes an axial displacement through which the two chamfer surfaces 99 and 101 of the centering ring 92 and the drive part 44, which in this case act as friction surfaces of the locking device Device 111 act, come into contact with one another and a frictionally fixed fixation of rotor 16 in housing 50 of drive device 10 is achieved. The plungers 112 are connected to pistons 117 which can be displaced in a pressure-tight manner in axial bores 116 of larger diameter and on whose sides facing away from the plunger 112 the prestressed compression springs 113 engage. These pistons 117 also form the axially movable limits of control chambers 118, into which the high output pressure of the auxiliary pressure source is coupled during operation of the drive device 10, as a result of which the pistons 117 and with them the plunger 112 into one of the drive part 44 of the rotor 16 Ent¬ removed or lifted from this, shown in Figure 1 position, in which the locking device 111 is released and the rotor 16 - in its axial position shown - is freely rotatable.
Die für die Erzielung der Feststell-Funktion beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel erforderliche - geringfügige - axiale Verschiebbarkeit des Rotors 16 ist bei der erläuterten Konstruktion seiner Lagerung - radial innen an dem Zapfen 48 des den Elektromotor 17 aufnehmenden Gehäuseteils 49 und radial außen mittels des Nadellagers 97 an dem Gehäuseabschlußteil 91 ohne Schwierigkeit realisierbar. Für Anwendungsfälle der Antriebsvorrichtung IC . bei dεnεn diε für diε insoweit geschilderte Feststell-Einrichtung 111 erfor¬ derliche Verschiebbarkeit des Rotors 16 nicht zweckmäßig wäre, kann eine analog wirkende Feststelleinrichtung auch in der Weise realisiert werden, daß eine mit den Stempeln 112 zug- und schubfest verbundene ringscheibenförmige Bremsbacke vorge¬ sehen wird, die in Anlage mit der rückwärtigen Endstirnflache 114 des Antriebsteil, das nunmehr seinerseits als Bremsbackε wirkt, drängbar ist, wobei der Rotor 16 axial verschiebetest im Gehäusε 50 drehbar gelagert sein kann.The - slight - axial displaceability of the rotor 16 required to achieve the locking function in the particular exemplary embodiment shown is in the construction of its mounting explained - radially inside on the pin 48 of the housing part 49 receiving the electric motor 17 and radially outside by means of the needle bearing 97 can be realized on the housing end part 91 without difficulty. For applications of the drive device IC. If the displaceability of the rotor 16 required for the locking device 111 described so far would not be expedient, an analog locking device can also be implemented in such a way that an annular disk-shaped brake shoe connected to the punches 112 in a tensile and shear-proof manner is provided is, which can be urged in contact with the rear end face 114 of the drive part, which now in turn acts as a brake shoe, wherein the rotor 16 can be rotatably supported in the housing 50 in an axially displaceable test.
Eine für die Funktion des Nachlauf-Regelventils 14 erforderliche axiale Beweglichkeit der Rückmeldespindel 32 relativ zu der Rotorwelle 47 des Axialkolbenmotors 13 kann, wie nicht eigens dargestellt, dadurch realisiert sein, daß die Rückmeldespindel 32 über eine Axialverzahnung, mit der Rotorwelle 47 verdrehfest, jedoch axial beweglich gekoppelt ist.An axial mobility of the feedback spindle 32 relative to the rotor shaft 47 of the axial piston motor 13, which is required for the function of the follow-up control valve 14, can, as not specifically shown, be realized in that the feedback spindle 32 is rotatably connected to the rotor shaft 47 via an axial toothing, but axially is movably coupled.
Die Weiterführung der in der Figur 1 durch den P-Versorgungs- anschluß 18 und den T-Versorgungsanschluß 19 des Nachlauf-Regel¬ ventils 14 der Antriebsvorrichtung 10 repräsentierten, entspre¬ chend zu bezeichnenden Versorgungsanschlüsse des Druckversor- gungs-Aggregates zu einer weiteren, am Abtriebsteil 11 der dargestellten Antriebsvorrichtung 10 ansetzbaren Antriebsvor¬ richtung derselben Art erfolgt über in Richtung der zentralen Längsachse 29 der Antriebsvorrichtung 10 gesehen in azimutalem Abstand voneinander verlaufende Längskanäle 119 und 121 der Rotorwelle 47, wobei der eine Längskanal 119, der beim darge¬ stellten, speziellen Ausführungsbeispiel dem P-Versorgungsan- schluß 18 des Nachlauf-Regelventils 14 zugeordnet ist, über einen kurzen Querkanal 122 mit einer äußeren Ringnut 123 des Zapfens 48, in welcher der - hohe - Ausgangsdruck P des Druck- versorgungs-Aggregates herrscht, in permanent-kommunizierender Vεrbindung stεht, während dεr andere, dem T-Vεrsorgungsanschluß 19 des Nachlauf-Regelvεntils 14 der dargestellten Antriebsvor- richtung 10 zugeordnete Längskanal 121 mit einer an der Rotor¬ welle 47 vorgesehenen, inneren Ringnut 124 kommuniziert, derεn lichter Querschnitt permanent mit demjenigen der radialen Quer¬ bohrung 69 des Zapfens 48 überlappt, die über den Längskanal 71 dieses Zapfens und die schräge Bohrung 72 mit dem T-Anschluß- stutzen 74 der Antriebsvorrichtung 10 in Verbindung stεht.The continuation of the supply connections of the pressure supply unit represented in FIG. 1 by the P supply connection 18 and the T supply connection 19 of the run-on control valve 14 of the drive device 10, to be designated accordingly, to a further one on The driven part 11 of the drive device 10 shown, which can be used, is of the same type via longitudinal channels 119 and 121 of the rotor shaft 47, which run in azimuthal distance from one another in the direction of the central longitudinal axis 29 of the drive device 10, the one longitudinal channel 119, the one shown in the figure, being special Embodiment is assigned to the P-supply connection 18 of the follow-up control valve 14, via a short transverse channel 122 with an outer annular groove 123 of the pin 48, in which the - high - outlet pressure P of the pressure supply unit prevails in a permanently communicating manner The connection is while the other longitudinal channel 121, which is assigned to the T-supply connection 19 of the follow-up control valve 14 of the illustrated drive device 10, communicates with an inner annular groove 124 provided on the rotor shaft 47, the clear cross-section of which communicates permanently with that of the radial cross ¬ bore 69 of the pin 48 overlaps, which is connected via the longitudinal channel 71 of this pin and the oblique bore 72 to the T-connector 74 of the drive device 10.
Dadurch, daß die, beim dargestellten Ausführungsbeispiel den P- Versorgungsdruck führende Außennut 123 des Zapfens 48 in ge¬ ringerem axialem Abstand von der Mündungsebene 126 des mit ihr kommunizierendem Längskanals 119 angeordnet ist als die Innεnnut 124 des Rotors, mit der dessen anderer Längskanal 121 kommuni¬ ziert, ist es möglich, diese beiden Längskanäle 119 und 121 in gleichem radialem Abstand von der zentralen Längsachse 29 der Antriebsvorrichtung 10 zu führen und mit minimalen radialen Querschnittsdimensionen des ringzylindrischen Abschnittes 46 der Rotorwelle 47 auszukommen. Characterized in that the outer groove 123 of the pin 48, which in the exemplary embodiment shown carries the P supply pressure, is arranged at a smaller axial distance from the orifice plane 126 of the longitudinal channel 119 communicating with it than the inner groove 124 of the rotor, with which the other longitudinal channel 121 communicates ¬ adorned, it is possible to guide these two longitudinal channels 119 and 121 at the same radial distance from the central longitudinal axis 29 of the drive device 10 and to get by with minimal radial cross-sectional dimensions of the annular cylindrical portion 46 of the rotor shaft 47.

Claims

PatentansprücheClaims
1. Hydraulische Antriebsvorrichtung als Dreh- oder Schwenk¬ antrieb für NC- oder CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen. Vorschubeinrichtungen solcher Maschinen, Manipulatoren oder Roboter mit mehreren Dreh- oder Schwenkgelenken, und mit den weiteren Merkmalen:1. Hydraulic drive device as a rotary or swivel drive for NC or CNC-controlled machine tools. Feeding devices of such machines, manipulators or robots with several swivel or swivel joints, and with the further features:
A) als Leistungsantrieb ist ein Axialkolben-Hydromotor vorgesehen, bei demA) an axial piston hydraulic motor is provided as a power drive, in which
B) die Druckmittel-Versorgungssteuerung mittels eines Nachlauf-Regelventils erfolgt, das mit elektrisch gesteuerter Positions-Sollwert-Vorgabe und mechanischer Positions-Ist-Wertrück eldung arbeitet, wobeiB) the pressure medium supply control takes place by means of a follow-up control valve which works with an electrically controlled position setpoint specification and mechanical position actual value feedback, whereby
C) zur Positions-Sollwert-Vorgabe ein Elektromotor vor¬ gesehen ist, der durch Augangssignale einer zentralen NC- bzw. CNC-Steuereinheit ansteuerbar ist. gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:C) an electric motor is provided for presetting the position setpoint, which can be controlled by output signals from a central NC or CNC control unit. characterized by the following features:
D) der Rotor (16) des Axialkolben-Hydromotors (13) ist mit einem kreiszylindrisch-rohrförmigen AbschnittD) the rotor (16) of the axial piston hydraulic motor (13) has a circular-cylindrical tubular section
(46) seiner Abtriebswelle (47) an einer äußeren Man¬ telfläche einer ihrerseits hohlrohrförmig ausgebil¬ deten, einen Lagerzapfen für den Rotor (16) bildendεn axialen Verlängerung eines den zur Sollwerr-Vorgabe- Steuerung vorgesehenen Elektromotor (17) aufnehmenden Gehäuseteils (49) drehbar gelagert; E) das Nachlauf-Regelventil ist innerhalb der den Lager¬ zapfen (48) für den Rotor (16) bildenden Verlängerung des den Elektromotor (17) aufnehmenden Gehauseteils (49) angeordnet und(46) of its output shaft (47) on an outer jacket surface of an in turn hollow tube-shaped, forming a bearing journal for the rotor (16), an axial extension of a housing part (49) accommodating the electric motor (17) provided for the setpoint specification control. rotatably mounted; E) the overflow control valve is arranged inside the extension of the housing part (49) receiving the electric motor (17) and forming the bearing journal (48) for the rotor (16)
F) Steuerkanäle, über die im Betriεb der Antriεbsvorrich- tung (10) Druckmittel, in Umf ngsrichtung des Rotors (16) gesehen, aufeinanderfolgend angeordneten Linear¬ zylindern (41) des Rotors alternierend über die Steu¬ eranschlüsse des Nachlauf-Regelventils (14) zugeführt und von diesen wieder abgeführt wird, sind als sektor- för ige Außennuten (81a bis 81f sowie 82a bis 82f) des Zapfens (48) ausgebildet, mit. denen radiale Quer¬ kanäle (87a bis 87p) des Rotors (16) , die zu den Antriebskammern (39) der Linearzylinder (41) des Rotors (16) führen, alternierend in Überdeckung ge¬ langen.F) Control channels, via which pressure medium, viewed in the circumferential direction of the rotor (16), in the operation of the drive device (10), successively arranged linear cylinders (41) of the rotor alternately via the control connections of the follow-up control valve (14) fed in and discharged from them are formed as sector-shaped external grooves (81a to 81f and 82a to 82f) of the pin (48) with. those radial transverse channels (87a to 87p) of the rotor (16) which lead to the drive chambers (39) of the linear cylinders (41) of the rotor (16) alternately overlap.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranschlüsse (21 und 22) des Nachlauf-Regelventils (14) mit je einer äußeren Ringnut (78 bzw. 79) des Gehäuses (31) des Nachlauf-Regel¬ ventils (14) verbunden sind, diε, in axialer Richtung gesehen, unmittelbar nebeneinandεr liegend derart angeord¬ net sind, daß eine Mittelebene des diese beiden Nuten trennenden Zwischensteges mit der gemeinsamen Mittelebene der sektorförmigen Steuernuten (81a bis 81f sowiε 82a bis 82f) zusammenfällt, und daß die beiden Ringnuten (78 und 79) alternierend über kurze, schräg verlaufende Ouerboh- rungen (84a bis 84f und 86a bis 86f) mit den Steuernuten (81a bis 81f bzw. 82a bis 82f) verbunden sind. 2Drive device according to claim 1, characterized in that the control connections ( 21 and 22) of the follow-up control valve (14) are each connected to an outer annular groove (78 or 79) of the housing (31) of the follow-up control valve (14) , seen in the axial direction, lying directly next to one another in such a way that a central plane of the intermediate web separating these two grooves coincides with the common central plane of the sector-shaped control grooves (81a to 81f and 82a to 82f), and that the two annular grooves ( 78 and 79) are alternately connected to the control grooves (81a to 81f and 82a to 82f) via short, oblique holes (84a to 84f and 86a to 86f). 2
Antriεbsvorrichtung nach Anspruch i odεr Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsanschlüsse (IS und 19) des Nachlauf-Regelventils (14) an Querbohrungen (76 und 68) des Ventilgehäuses (31) angeschlossen sind, die in Querkanäle (77 und 79) des Zapfens (48) münden, die, in Umfangsrichtung des Ventilgeh uses (31) gesehen, versetzt angeordnet sind und über entsprechend versetzte Längskanäle mit an dem den Zapfen (48) bildenden Gehäuse- tεil (49) angeordneten Anschlußstutzen verbunden sind, daß einer dieser Querkanäle (77 oder 69) in eine Innpnnut (124) des den Zapfen (48) koaxial umschließenden, rohrför- mig-zylindrischen Abschnittes (46) der Rotorwelle (47) des Axialkolben-Hydromotors (13) mündet und der andere Querkanal (69 oder 77) in eine Außennut (123) des Zapfens (48) , in die ein Querkanal (122) der Rotorwelle (47) mün¬ det, der zwischen der Innennut (124) und dem abtriebs- seitigen Ende (11) der Rotorwelle (47) angeordnet ist. und daß von der Innennut (124) der Rotorwelle (47) und dem Querkanal (122) desselben je ein Versorgungs-Anschluß- kanal (119 bzw. 121) zum abtriebsseitigen Ende (11) der Rotorwelle (47) geführt ist.Drive device according to claim i or claim 2, characterized in that the supply connections (IS and 19) of the follow-up control valve (14) are connected to transverse bores (76 and 68) of the valve housing (31) which are in transverse channels ( 77 and 79) of the Pin (48) open, which, seen in the circumferential direction of the Ventilgeh uses (31 ) , are arranged offset and connected via correspondingly offset longitudinal channels to the connecting piece arranged on the housing part (49) forming the pin (48) that one of these transverse channels (77 or 69) opens into an internal groove (124) of the tubular-cylindrical section (46) of the rotor shaft (47) of the axial piston hydraulic motor (13) which coaxially surrounds the pin (48) and the other transverse channel (69 or 77 ) in an outer groove (123) of the pin (48) into which a transverse channel (122) of the rotor shaft (47) opens, which between the inner groove (124) and the output end (11) of the rotor shaft (47) is arranged. and that from the inner groove (124) of the rotor shaft (47) and the transverse channel (122) of the same a supply connection channel (119 or 121) is guided to the output end (11) of the rotor shaft (47).
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gebersystem (12) vorgesehen ist, das für inkrementale Änderungen der Winkelstellung des Rotors (16) des Axialkolben-Hydromotors (13) nach Betrag und Änderungssinn charakteristische elektrische Ausgangssignale erzeugt, aus deren Verarbeitung die zen¬ trale elektronische Steuereinheit den Positions-Soll-Ist- wert-Vergleich vermittelt. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß eine Feststell-Einrichtung (111) vorgesehen ist, die bei einem Abfall des Aμsgangs- druckes des Druckversorgungs-Aggregates selbsttätig eine Festsetzung des Rotors (16) des Axialkolben-Hydromotors (13) vermittelt.Drive device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a transmitter system (12) is provided which generates characteristic electrical output signals for incremental changes in the angular position of the rotor (16) of the axial piston hydraulic motor (13), from the value and change sense thereof Processing the central electronic control unit mediates the position-target-actual value comparison. Drive device according to one of claims I to 4, characterized in that a locking device (111) is provided which automatically fixes the rotor (16) of the axial piston hydraulic motor (13) in the event of a drop in the outlet pressure of the pressure supply unit. mediated.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungsele εntε feder¬ belastete Stempel (112) vorgesehen sind, diε durch einε vorgespannte Feder (113) in eine die Festsetzung des Rotors (16) vermittelnde Position gedrängt werden und mit Kolben (117) verbunden sind, welche Steuerkammern (118) druck¬ dicht-beweglich begrenzen, durch deren Druckbeaufschlagung mit dem Ausgangsdruck (P) des Druckversorgungs-Aggregates die Stempel (112) in einer die Freigabe des Rotors (16) vermittelnden Lösestellung gehalten werden.Drive device according to claim 5, characterized in that the actuating element provided are spring-loaded punches (112) which are urged into a position conveying the fixing of the rotor (16) by a preloaded spring ( 113) and connected to pistons (117) are which control chambers (118) delimit in a pressure-tightly movable manner, the pressurization of which with the outlet pressure (P) of the pressure supply unit keeps the punches (112) in a release position mediating the release of the rotor (16).
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in axial-symmetrischer Gruppie¬ rung um die zentrale Längsachse (29) der Antriebsvorrich¬ tung (10) mehrere Betätigungselemente (112, 113, 117) vorgesehen sind, deren Stempel (112) parallel zur zentralen Längsachse (29) der Antriebsvorrichtung (10) verschiebbar sind und auf ein axial verschiebbares Bremsenelement wir¬ ken.Drive device according to Claim 6, characterized in that a plurality of actuating elements (112, 113, 117) are provided in axially symmetrical grouping about the central longitudinal axis (29) of the drive device (10), the stamp (112) of which is parallel to the central one Longitudinal axis (29) of the drive device (10) are displaceable and act on an axially displaceable brake element.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) des Axialkolben- Hydromotors (13) axial verschiebbar gelagert ist. und mit einer sich über eine peripheren 360°-Bereich erstreckenden Brεmsfläche in rεibungsschlüssige Anlagε mir einεr gεhäuse- festen Gegenfläche drängbar ist.Drive device according to claim 7, characterized in that the rotor (16) of the axial piston hydraulic motor (13) is axially displaceably mounted. and with one that extends over a peripheral 360 ° region Braking surface in frictionally engaging abutment with a housing-fixed counter surface can be pushed.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsfläche des Rotors (16) als eine konische Umfangsfase (101) seines die Linear¬ zylinder (41) aufnehmenden Anr.riebsteils (44) ausgebildet ist, die an der der Stützscheibe (43) zugewandten Seite dieses Antriebsteils angeordnet, ist und die gehäusefeste Gegenfläche als eine dazu komplementär-konische Fase (99) eines Zentrierringes (92) der Stützscheibe (43) ausgebildet ist.9. Drive device according to claim 8, characterized in that the braking surface of the rotor (16) as a conical circumferential chamfer (101) of the linear cylinder (41) receiving Anr.riebteils (44) is formed, which on the support disc (43rd ) facing side of this drive part, and the housing-fixed counter surface is designed as a complementary-conical chamfer (99) of a centering ring (92) of the support disk (43).
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) , vom Antriebsteil10. Drive device according to claim 8 or claim 9, characterized in that the rotor (16), from the drive part
(44) aus gesehen, jenseits der Stützscheibe (43) einen radialen Lagerring (106) für ein Axial-Rollenlager (103) trägt, dessen Rollen (105) an einer radial ebenen, an der Stützscheibe (43) vorgesehenen kreisringförmigen Gegen¬ fläche (104) abwälzbar sind.(44) seen from beyond the support disc (43) carries a radial bearing ring (106) for an axial roller bearing ( 103), the rollers (105) of which are on a radially flat, annular counter surface provided on the support disc (43) 104) can be passed on.
11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) des Axialkolben- Hydromotors (13) mit dem das Abtriebsteil (11) bildenden Endabschnitt seiner Abtriebswelle (47) mittels eines als Nadellager (97) ausgebildeten Radiallagers drehbar und axial verschiebbar an dem abtriebsseitigen Gehäuseteil11. Drive device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the rotor (16) of the axial piston hydraulic motor (13) with the output part (11) forming the end portion of its output shaft (47) by means of a needle bearing (97) designed radial bearing rotatable and axially displaceable on the output-side housing part
(91, 97) des Gehäuses (50) der Antriebsvorrichtung (10) gelagert ist. (91, 97) of the housing (50) of the drive device (10) is mounted.
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