EP1843042A1

EP1843042A1 - Oscillating motor

Info

Publication number: EP1843042A1
Application number: EP07006110A
Authority: EP
Inventors: Matthias Reuss; Rainer Beilner; Bernd Göllner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2007-03-24
Publication date: 2007-10-10
Also published as: DE102006016469A1

Abstract

The rotary motor (1) has a cylinder with axially running ribs at its inner wall, and a motor shaft with external-sided wings, which are arranged parallel to the ribs. End-sided covers (15, 17) are fixed at a cylinder, where the covers together with the ribs and the wings limit work spaces. The cylinder or motor shaft has base parts (3G, 9G) and adapter parts (3A, 9A) for extension of the work spaces. The adapter part (3A) of the cylinder and the base part (3G) of the cylinder have outline characteristics similar to a contact surface of the covers.

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Schwenkmotor nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a fluid-operated pivoting motor according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 43 37 815 C1 ist ein druckmittelbetriebener Schwenkmotor bekannt, der eine mit Flügeln bestückte Motorwelle und einen Zylinder mit axial verlaufenden Rippen aufweist. Die Flügel und die Rippen begrenzen zusammen mit endseitigen Deckeln Arbeitsräume, die willkürlich mit Druckmittel versorgt werden und dadurch eine Relativbewegung zwischen Motorwelle und Zylinder erzeugen.From the DE 43 37 815 C1 For example, there is known a fluid operated swing motor having a winged motor shaft and a cylinder with axially extending ribs. The wings and the ribs define together with end caps work spaces that are supplied arbitrarily with pressure medium and thereby generate a relative movement between the motor shaft and cylinder.

In die Berechnung des Torsionsmoments des Schwenkmotors gehen u. a. die Flügel- oder Rippenlänge und die radiale Erstreckung der Flügel oder Rippen sowie der mittlere Radius der Rippen oder Flügel ein. Eine motorseitige Steigerung des Torsionsmoments ist möglich, wenn einer der aufgezählten Parameter erhöht wird. Zusätzlich kann man die Anzahl der Arbeitskammern durch eine zwangsläufige zunehmende Zahl von Flügel und Rippen steigern, jedoch mit dem Nachteil, dass der Schwenkwinkel abnimmt. Eine Druckerhöhung des Druckmediums verschlechtert das Extrusionsverhalten und die Haltbarkeit der standardmäßig verwendeten Leitungen und Dichtungen in den Rippen und Flügeln.In the calculation of the torsional moment of the slewing motor include the wing or rib length and the radial extent of the wings or ribs and the average radius of the ribs or wings. An engine-side increase in the torsional moment is possible if one of the enumerated parameters is increased. Additionally you can check the number of working chambers by an inevitable increasing number of wings and ribs, but with the disadvantage that the pivoting angle decreases. An increase in the pressure of the pressure medium degrades the extrusion behavior and the durability of the standard lines and seals used in the ribs and wings.

Eine Lösung des beschriebenen Widerspruchs könnte in der Konstruktion des Schwenkmotors nach der DE 10 2004 002 550 A1 gesehen werden. Ein Problem besteht jedoch darin, dass der benötigte radiale Bauraum beträchtlich ist und der Fertigungsaufwand für den inneren Zylinder, der am Innendurchmesser die Rippen und am Außendurchmesser Flügel wie eine Motorwelle aufweist, sehr beträchtlich ist. Es handelt sich im Vergleich zum Schwenkmotor nach der DE 43 37 815 C1 um ein völlig anderes Bauprinzip, so dass Bauteile zwischen diesen beiden Schwenkmotortypen nicht kompatibel sind.A solution of the described contradiction could be in the construction of the slewing motor after the DE 10 2004 002 550 A1 be seen. A problem, however, is that the required radial space is considerable and the manufacturing cost of the inner cylinder, which has the ribs on the inner diameter and on the outer diameter wings such as a motor shaft, is very considerable. It is compared to the swing motor after the DE 43 37 815 C1 a completely different design principle, so that components between these two types of swing motors are not compatible.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schwenkmotorkonzept zu bieten, dass hinsichtlich des ausführbaren Torsionsmoments eine sehr große Bandbreite ermöglicht.The object of the present invention is to provide a swing motor concept that allows for a very large bandwidth with regard to the executable torsional moment.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens eine der Hauptbaugruppen Zylinder oder Motorwelle ein Grundbauteil und mindestens ein Adapterbauteil zur Verlängerung der Arbeitsräume aufweist.According to the invention the object is achieved in that at least one of the main assemblies cylinder or motor shaft has a base member and at least one adapter component for extending the working spaces.

Je nach gefordertem Torsionsmoment werden die Adapterbauteile verwendet, wobei die endseitigen Deckel unabhängig von der Länge des Schwenkmotors einsetzbar sind, so dass standardisierte Bauteile zur Anwendung kommen können. Im Vergleich zu einem einteiligen Zylinder mit einer vergrößerten Länge lässt sich ein Zylinder aus einem Grundbauteil und Adapterbauteilen sehr viel leichter herstellen, insbesondere die Rippen und die Innenwandung durch ein Räumverfahren erzeugen. Bei einem extrem langen Zylinder wirken sich kleinste Winkelfehler der Räumahle unmittelbar aus. Des Weiteren steigen die Werkzeugkosten extrem an.Depending on the required torsional moment, the adapter components are used, wherein the end-side cover can be used independently of the length of the swivel motor so that standardized components can be used. Compared to a one-piece cylinder with an increased length, a cylinder made of a base member and adapter components can be much easier to produce, in particular to produce the ribs and the inner wall by a clearing process. With an extremely long cylinder, the smallest angular errors of the clearances have an immediate effect. Furthermore, the tool costs increase extremely.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Grundbauteil des Zylinders endseitig mit einer Kontaktfläche zu einem Deckel ausgeführt ist, wobei das Adapterbauteil des Zylinders für das Grundbauteil des Zylinders einen Konturenverlauf gleichartig wie die Kontaktfläche zum Deckel aufweist. Diese besondere Ausgestaltung ermöglicht das einfache Aufstecken auch mehrerer Adapterbauteile.Furthermore, it is provided that the basic component of the cylinder is designed at the end with a contact surface to a cover, wherein the adapter component of the cylinder for the basic component of the cylinder has a contour similar to the contact surface with the cover. This particular embodiment allows the simple plugging of several adapter components.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird die Kontaktfläche des Grundbauteils zum Deckel und zum Adapterbauteil von einem Absatz gebildet.According to an advantageous subclaim, the contact surface of the base component to the cover and the adapter component is formed by a paragraph.

Das Grundbauteil der Motorwelle ist mit einer Lagersitzfläche für ein Schwenklager in beiden Deckeln ausgeführt, wobei das Adapterbauteil der Motorwelle für das Grundbauteil der Motorwelle eine Aufnahme mit einem Durchmesser wie für die Lagersitzfläche des zweiten Schwenklagers in dem zweiten Deckel aufweist. Auch bei der Motorwelle kann ähnlich wie beim Zylinder durch einfaches Aufschieben der Adapterstücke die Wirklänge der Motorwelle vergrößert werden.The basic component of the motor shaft is designed with a bearing seat surface for a pivot bearing in both lids, wherein the adapter component of the motor shaft for the base member of the motor shaft has a receptacle with a diameter as for the bearing seat surface of the second pivot bearing in the second cover. Also in the case of the motor shaft, similar to the cylinder, the effective length of the motor shaft can be increased by simply pushing on the adapter pieces.

Vorteilhafterweise sind in den Flügeln und Rippen mehrere axial in Reihe angeordnete Scheibendichtungen ausgeführt. Diese abschnittsweise Anordnung der Scheibendichtungen erleichtert die Montage ungemein.Advantageously, a plurality of axially arranged in series disc seals are executed in the wings and ribs. This sectional arrangement of the disc seals facilitates the assembly immensely.

Um die Teilevielzahl zu begrenzen, ist die Wirklänge eines Adapterbauteils des Zylinders und/oder der Motorwelle gleich der Wirklänge des Grundbauteils des Zylinders und/oder der Motorwelle ausgeführt, so dass man nur eine Abmessung von Scheibendichtungen bevorraten muss.In order to limit the number of parts, the effective length of an adapter component of the cylinder and / or the motor shaft is equal to the effective length of the basic component of the cylinder and / or the motor shaft designed so that you have to stockpile only a dimension of disc seals.

Für eine einfache Montageeinrichtung sind die Schweißverbindungen zwischen den Deckeln und dem Grundbauteil und dem mindestens einen Adapterbauteil des Zylinders radial an einer Mantelfläche des Zylinders ausgeführt.For a simple mounting device, the welded connections between the covers and the base component and the at least one adapter component of the cylinder are designed radially on a lateral surface of the cylinder.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following description of the figures.

Es zeigt:

Fig. 1: Schwenkmotor im Längsschnitt
Fig. 2: Schwenkmotor im Querschnitt

It shows:

Fig. 1: Swivel motor in longitudinal section
Fig. 2: Swing motor in cross section

Die Zusammenschau der Figuren 1 und 2 beschreibt einen Schwenkmotor 1, der einen Zylinder 3 aufweist, an dessen Innenwandung 5 axial verlaufende Rippen 7 ausgeführt sind. Im Zylinder 3 ist eine Motorwelle 9 schwenkbar gelagert, die parallel zu den Rippen verlaufende Flügel 11 aufweist. In jedem Flügel 11 und jeder Rippe 7 ist eine Scheibendichtung 13 angeordnet, die identische Abmessungen aufweisen. Endseitig wird der Schwenkmotor von einem ersten Deckel 15 und einem zweiten Deckel 17 verschlossen, so dass abwechselnd Arbeitsräume 19; 21 vorliegen, die jeweils über Queröffnungen 23; 25 in der Motorwelle paarweise miteinander verbunden sind. Im ersten Deckel 15 ist jeweils ein Druckanschluss 27; 29 (Fig. 2) für ein Arbeitsraumpaar angeordnet.The synopsis of Figures 1 and 2 describes a pivot motor 1, which has a cylinder 3, on the inner wall 5 axially extending ribs 7 are executed. In the cylinder 3, a motor shaft 9 is pivotally mounted, which has parallel to the ribs extending wings 11. In each wing 11 and each rib 7th a disc seal 13 is arranged, which have identical dimensions. At the end, the swivel motor is closed by a first cover 15 and a second cover 17, so that alternating work spaces 19; 21 are present, each via transverse openings 23; 25 are connected in pairs in the motor shaft. In the first cover 15 is in each case a pressure port 27; 29 (Figure 2) for a pair of working rooms.

Zur Anpassung des Schwenkmotors an ein größeres Anwendungsspektrum ist der Schwenkmotor modular aufgebaut. Der Zylinder 3 als eine Hauptbaugruppe des Schwenkmotors umfasst ein Grundbauteil 3G und mindestens ein Adapterbauteil 3A. Das Grundbauteil 3G kommt unabhängig von der Anzahl der Adapterbauteile 3A zur Anwendung und bestimmt mit dem Abstand zwischen der Innenseite des Deckels 17 und dem Ende der Rippe eine Wirklänge L. An beiden Enden des Grundbauteils 3G ist ein Absatz 31 angeformt, so dass axial verlaufende Kontaktflächen einerseits zum Deckel 17 und zum Adapterbauteil 3A vorliegen. Das Adapterbauteil 3A verfügt im Bereich der Kontaktfläche über denselben Außendurchmesser wie der Deckel 17. Am anderen Ende in Richtung des Deckels 15 weist das Adapterbauteil 3A den gleichartigen Konturenverlauf wie das Grundbauteil 3G zum Deckel 17 auf, so dass man das Adapterbauteil 3A in das Grundbauteil 3G des Zylinders einschieben und eine beliebig lange Anordnung von Adapterbauteilen 3a vorsehen kann.To adapt the swing motor to a wider range of applications of the swing motor is modular. The cylinder 3 as a main assembly of the swing motor includes a base member 3G and at least one adapter member 3A. The basic component 3G is used regardless of the number of adapter components 3A and determined with the distance between the inside of the lid 17 and the end of the rib a effective length L. At both ends of the base member 3G a shoulder 31 is formed so that axially extending contact surfaces on the one hand to cover 17 and the adapter component 3A present. The adapter component 3A has the same outer diameter as the cover 17 in the area of the contact surface. At the other end in the direction of the cover 15, the adapter component 3A has the same contours as the basic component 3G to the cover 17, so that the adapter component 3A into the basic component 3G insert the cylinder and can provide an arbitrarily long arrangement of adapter components 3a.

Auch die Hauptbaugruppe Motorwelle umfasst ein Grundbauteil 9G mit den beiden Queröffnungen 23; 25, eine Lagersitzfläche 33 für ein erstes Schwenklager 35 und einem Befestigungsansatz 37, z. B. für einen nicht dargestellten Stabilisator. Auf einem Absatz in Richtung des zweiten Deckels 17 verfügt das Grundbauteil 9G der Motorwelle über eine Lagersitzfläche 39 für ein zweites Schwenklager 41. Wenn, wie in der dargestellten Ausführung auch die Motorwelle um ein Adapterbauteil 9A verlängert ist, greift die Lagersitzfläche 39 in eine Aufnahme 43, deren Innendurchmesser dem Durchmesser der Lagersitzfläche 39 angepasst ist und eine verdrehsichere Verbindung darstellt.Also, the main assembly motor shaft comprises a base member 9G with the two transverse openings 23; 25, a bearing seat surface 33 for a first pivot bearing 35 and a mounting boss 37, z. B. for a stabilizer, not shown. On a shoulder in the direction of the second cover 17, the basic component 9G of the motor shaft has a bearing seat surface 39 for a second pivot bearing 41. If, as in the illustrated embodiment, the motor shaft is extended by an adapter component 9A, the bearing seat surface 39 engages in a receptacle 43, the inner diameter of which is adapted to the diameter of the bearing seat surface 39 and constitutes a torsion-proof connection.

Die Wirklänge L der Adapterbauteile 3A, 9A des Zylinders 3 und der Motorwelle 9 gleichen der Wirklänge L der Grundbauteile 3G; 9G, so dass die Scheibendichtungen 13 in axialer Reihenanordnung verbaut werden können.The effective length L of the adapter components 3A, 9A of the cylinder 3 and the motor shaft 9 are equal to the effective length L of the basic components 3G; 9G, so that the disc seals 13 can be installed in axial row arrangement.

Das Grundbauteil 3G, das Adapterbauteil 3A des Zylinders und die Deckel 15; 17 sind jeweils durch radial verlaufende Schweißverbindungen 45 an der Mantelfläche miteinander verbunden. Für die Verbindung zwischen den Teilen der Motorwelle wird das gleiche Prinzip verwendet.The base member 3G, the adapter member 3A of the cylinder and the covers 15; 17 are each connected to each other by radially extending welds 45 on the lateral surface. The same principle is used for the connection between the parts of the motor shaft.

Claims

Pivoting motor, comprising a cylinder with axially extending ribs on the inner wall, a motor shaft with outside wings, which are designed parallel to the ribs, as well as fixed end to the cylinder lid, which define together with the ribs of the cylinder and the wings of the motor shaft work spaces, the sealed against each other by disc seals,
characterized,
in that at least one of the main subassemblies cylinder (3) or motor shaft (9) has a basic component (3G; 9G) and at least one adapter component (3A; 9A) for extending the working spaces (19; 21).

Swing motor according to claim 1,
characterized,
in that the basic component (3G) of the cylinder (3) has an end face with a contact surface with a cover (15, 17), wherein the adapter component (3A) of the cylinder (3) for the basic component (3G) of the cylinder (3) has a contour profile similar to the contact surface with the cover (15, 17).

Swing motor according to claim 2,
characterized,
in that the contact surface of the basic component (3G) with the cover and the adapter component (3A) is formed by a shoulder (31).

Swing motor according to claim 1,
characterized,
in that the basic component (9G) of the motor shaft (9) is designed with a bearing seat surface (33; 39) for a pivot bearing (35; 41) in both lids (15; 17), the adapter component (9A) of the motor shaft (9) the base member (9G) of the motor shaft (9) has a receptacle (43) with a diameter like the bearing seat surface (39) for the second pivot bearing (41) in the second cover (17).

Swing motor according to claim 1,
characterized,
that in the wings (11) and ribs (9) a plurality of axially arranged in series disc seals (13) are executed.

Swing motor according to claim 1,
characterized,
in that the effective length (L) of an adapter component (3A, 9A) of the cylinder (3) and / or the motor shaft (9) is equal to the effective length (L) of the basic component (3G; 9G) of the cylinder (3) and / or the motor shaft (9). 9) is executed.

Swing motor according to claim 1,
characterized,
in that welded connections (45) between the covers (15; 17) and the base component (3G) and the at least one adapter component (3A) of the cylinder (3) are made radially on a lateral surface of the cylinder (3).