JP7791981B2 - 流体静力学的ラジアルピストンユニット - Google Patents

流体静力学的ラジアルピストンユニット

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本発明は、流体静力学的ラジアルピストンユニットに関し、より具体的には、カムローブ又はオービタルモータ又はポンプに関する。詳細には、本発明は、カムローブタイプの構造の流体静力学的ラジアルピストンユニットのためのブレーキ機構に関する。
ラジアルピストンユニット、すなわち、ラジアルピストンポンプ及びラジアルピストンモータは、当該技術分野において、たとえば、高荷重の用途のために、広く使用されている。たとえば、ラジアルピストンユニットは、建設機械、農業機器、又は森林機械の分野で使用されている。ラジアルピストンユニットは、ラジアルピストンモータの場合、加圧された液圧流体が供給されると、それらの作動ピストンが中心長手方向/回転軸に対して半径方向に動いていることを特徴とする。一般に、ラジアルピストンユニットは、高い回転速度は必要としないが、高いトルクを必要とする液圧用途で使用される。ラジアルピストンユニットは、軸方向の構造空間が減少したアキシャルピストンユニットを上回る利点を示す。
ラジアルピストンユニットの1つの特定の用途は、作業車両、たとえば、トラックローダの推進である。多くの場合、1つのラジアルピストンユニットは、作業車両のフレーム/車体のいずれかの側に設置される。したがって、フレーム及び推進機構の幾何学的形状は、ラジアルピストンユニットの大きさによって、かなりの影響を受ける。ラジアルピストンユニットが駆動手段にトルクを伝達する位置は、多くの用途において、駆動手段と相互作用する、ラジアルピストンユニット以外の他の構成要素によって予め設定される。しかしながら、知られている技術分野におけるラジアルピストンユニットは、軸方向の比較的大きい長さ及び比較的大きい直径を示している。作業車両を駆動するラジアルピストンユニットは、車両フレームに一体化されなければならないので、フレームは、作動状態で発生する/加えられるトルクを支持することを可能とするために、ラジアルピストンユニットの固定部、たとえば、固定ケーシングを受けることが可能であるように設計されなければならない。したがって、ラジアルピストンユニットが設置されるフレームの設計の変更を少なくするために、使用されるラジアルピストンユニットの大きさを、可能な限り、特に、軸方向に、小さくすることが望ましい。
流体静力学的ラジアルピストンユニットが推進用途で使用される場合、多くの場合、流体静力学的ラジアルピストンユニットのフェールセーフ動作を保証するために、駐車ブレーキが必要とされる。この場合、ブレーキが能動的に解放される場合、ブレーキのみが車両の移動を可能にする。駐車ブレーキの非アクティブ状態において、流体静力学的ラジアルピストンユニットの移動、それによる、車両の移動が妨げられる。従来技術において、流体静力学的ラジアルピストンユニットに駐車ブレーキ機構を提供するために利用可能な異なる概念、たとえば、流体静力学的ラジアルピストンユニットのケーシングの外側に取り付けられるディスクブレーキがある。代替形態として、ブレーキは、ほこり又は類似の否定的な影響から保護される、流体静力学的ラジアルピストンユニットのケーシングの内側に配置される可能性がある。不都合なことに、この配置は、流体静力学的ラジアルピストンユニットの軸方向長さをかなり増加させる。
国際公開第2013/160145A2号パンフレットは、回転出力シャフトを有するラジアルピストンエンジンを開示している。ラジアルピストンエンジンの軸方向長さを小さくするために、駐車ブレーキの少なくとも一部は、ハウジングと出力シャフトの一部との間に配置される。出力シャフトは、たとえば、出力シャフトにおいて出力フランジに締結することができるホイールを駆動するために、回転するように設計される。
本発明の目的は、大きさを小さくし、特に、軸方向長さを小さくし、さらにそれだけでなく、半径方向の大きさ/直径を小さくしたラジアルピストンユニットを提供することである。同時に、提供されるラジアルピストンユニットは、ラジアルピストンユニットの軸方向の大きさも半径方向の大きさも大幅に大きくならないように、ラジアルピストンユニットのケーシングの内側に配置される駐車ブレーキ機構を備えるものとする。
この目的は、請求項1による流体静力学的ラジアルピストンユニットによって達成される。好ましい実施形態は、従属請求項で示される。
本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットは、固定ケーシングを備える。固定ケーシングは、流体静力学的ラジアルピストンユニットの回転軸でもある長手方向軸を定義する貫通穴を備える。固定ケーシングは、作業車両のフレームに結合するために提供される、すなわち、本明細書の意味においては、本発明によるラジアルピストンユニットの固定部は、たとえば、フレーム又は支持体に固定的に締結することができる後端領域を形成する。
本明細書において、用語「半径方向」及び「軸方向」は、固定シャフトの長手方向軸に関する方向を表す。本出願の範囲において、「固定」は、たとえば、ラジアルピストンユニットが作業車両に設置されたときに、長手方向軸のまわりで回転しないことを意味する。
円筒状回転ケーシングは、軸方向重なり領域において、非回転固定ケーシングに回転するように取り付けられる。この領域において、非回転ケーシングの前端部分及び回転ケーシングの後端部分は、軸方向に重なる。結果として、重なり領域において、回転ケーシングの少なくとも一部は、固定ケーシングの半径方向外側又は内側に配置される。それによって、回転ケーシングの後端部分は、回転ケーシングがラジアルピストンユニットの回転軸のまわりで固定ケーシングに対して回転することができるとき、固定ケーシングの前端部分に対してシールされる。回転ケーシングと固定ケーシングとの間のシーリングは、両方のケーシングが閉じた流体密空洞を一緒に形成するように、実行される。回転ケーシングと固定ケーシングとの間の接続は、回転ケーシングが回転軸、すなわち、長手方向軸のまわりでの固定ケーシングに対して相対回転することを可能にする。
実質的に、固定ケーシングと回転ケーシングとの間のシールの軸方向位置は、回転軸と直交するシーリング面を画定する。結果として、外側からの図において、シーリング面は、流体静力学的ラジアルピストンユニットのケーシングを、シーリング面の一方の側の固定部(後端部)と、シーリング面の他方の側の回転部(前端部)とに分ける。
本発明の好ましい実施形態において、固定ケーシングは、後端部分において耐トルク的に固定シャフトを収容する。これは、固定シャフトも固定ケーシングも互いに対して回転しないことを意味する。固定シャフトは、固定ケーシング及び回転ケーシングによって形成される内部空洞内に、回転軸と同軸状に配置される。固定ケーシングから突出する固定シャフトの前端部分に、固定シリンダブロックは、固定シャフトと耐トルク接続して配置される。シリンダブロックは、シリンダブロックの周面から半径方向内向きに延在する複数のシリンダボアを備える。
本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットは、重なり領域において隣接して配置される少なくとも2つのブレーキディスクを備える駐車ブレーキ機構をさらに備え、一方のブレーキディスクは非回転ケーシングに回転可能に固定され、且つ、他方のブレーキディスクは回転ケーシングに回転可能に固定され、それによって、少なくとも1つのブレーキディスクは、軸方向に移動可能である。流体静力学的ラジアルピストンユニットが2つより多いブレーキディスクを備える場合、ブレーキディスクは、固定ケーシング及び回転ケーシングに交互に回転可能に固定され、一緒にブレーキディスクを(完全に)押圧することによってブレーキの効果を実現でき、且つ、圧縮力を下げることによってブレーキを解除するために、軸方向の可動性が提供されなければならない。本発明によると、回転可能に固定された部品は、互いに対して回転することができない。
駐車ブレーキ機構は、ブレーキディスクが互いに対して押圧され、回転ケーシングの回転位置が固定ケーシングに対して固定される、ブロック位置を備える。本発明の好ましい実施形態によると、ブレーキディスクは、シーリング面と軸方向に近接して、固定ケーシングと回転ケーシングとの間の軸方向重なり領域に配置することができる。
駐車ブレーキ機構は、ブレーキピストン上に軸方向に作用するプレテンショニング力を提供するディスクスプリングによって、そのブロック位置の方へプレテンションすることができ、たとえば、固定ケーシングの後端に固定されたエンドキャップ/エンドカバーによって、支持することができる。エンドキャップは、回転ケーシングから離れた方を向く、すなわち、回転ケーシングが固定ケーシングに取り付けられる軸方向重なり領域から離れた方を向く、流体静力学的ラジアルピストンユニットの端部側で非回転固定ケーシングを閉じる。
ディスクスプリングの軸方向プレテンショニング力は、ブレーキピストンとブレーキディスクとの間で軸方向に延在する少なくとも1つのブレーキピンによって、ブレーキピストンを介してブレーキディスクに伝達することができる。少なくとも1つのブレーキピンは、好ましくは、ブレーキピストンのディスクスプリングとは反対側の、非回転固定ケーシング内の軸方向に向けられたボアに配置される。結果として、ブレーキピストンは、互いに対してブレーキディスクを押圧するブレーキピンに、ディスクスプリングのプレテンショニング力を伝達する。
当業者は、明確な用途の要求に従って、ブレーキピン及び対応する軸方向に向けられたボアの数、形状、及び配置を選択する。たとえば、中心として回転軸を備える円弧上に等距離を隔てて分布する少なくとも3つのブレーキピンを配置することが好ましことがある。
駐車ブレーキを開/解放位置に切り換えるための異なる選択肢が利用可能である。第1の選択肢については、ブレーキピンは、たとえば、ラジアルピストンユニットの後端のケーシングの固定部内に形成されるチャンバをシールする。チャンバは、複数の部品によって、たとえば、シャフト、固定ケーシング、ブレーキピン、及び、ブレーキピストンによって、形成することもできる。
よって、ブレーキピンの後端は好ましくは、ブレーキピストンに流体密に取り付けられる。追加のシーリングは、ブレーキピンの前端と固定ケーシングとの間に設けられる。したがって、圧力チャンバは、固定シャフト、ブレーキピン案内穴、及びブレーキピストンの後端前面とともに、固定ケーシングによって形成される。加圧された液圧流体がこの圧力チャンバに供給された場合、ディスクスプリングのプレテンショニング力を打ち消して、ブレーキを解放するために、ブレーキピストンの解放面上の力が発生する。それによって、ブレーキピンの圧縮力はブレーキディスクから解放され、回転ケーシングは固定ケーシングに対して回転することができる。ブレーキを解放するために必要とされる解放圧力は、ディスクスプリングによって提供されるプレテンショニング力との比較において、ブレーキピストンの解放面の大きさによって決まる。ばねのプレテンショニング力は、たとえば、エンドキャップ/エンドカバーの調整可能ショルダ又は調整ねじで、エンドカバーに対するブレーキピストンの相対位置を調整することによって、調整可能であってもよい。或いは、ブレーキパックの長さ、すなわち、ブレーキディスクの数も調整されてもよい。
好ましくは、ブレーキピストンの方向を向くブレーキピンの後端は、ブレーキピンの前端より大きい直径を備える。ブレーキピンのこの設計は、ブレーキが固定ケーシング及び回転ケーシングの相対回転を妨げていても、妨げていなくても、ピンが常にブレーキピストンと接触していることを保証する。ブロック位置において、又は、流体静力学的ラジアルピストンユニットがブロック位置の方へ移動された場合、ブレーキピストンは、ブレーキピンを、押圧されるブレーキディスクに、たとえば、固定ケーシングのショルダに押しつける。
ブレーキピストンの解放面上に力を発生させるために、加圧された液圧流体が前述の圧力チャンバに供給される場合、同じ圧力がブレーキピンの端面に加えられる。この圧力は、ブレーキピンの端面上に作用する力を発生させる。ブレーキピンの後端のより大きい直径のために、より大きい力がこの側部に発生する。したがって、ブレーキピンは、ブレーキピストンと接触するまで、ブレーキピストンの方向に移動する。その場合、たとえブレーキピストンが、ディスクスプリングへの方向に、すなわち、固定ケーシングのエンドキャップの方向に移動するとしても、ブレーキピンはブレーキピストンと接触したままである。
本発明の代替の実施形態を表す第2の選択肢については、圧力チャンバは、ブレーキピンが配置されて、軸方向に案内される軸方向に向けられたボア内に形成される。シーリングは、圧力チャンバを閉じるために、ブレーキピンの前端及び後端に設けられる。好ましくは、この実施形態においても、ブレーキピストンの方向を向くブレーキピンの後端は、ブレーキピンの前端より大きい直径を備える。圧力が圧力チャンバに供給された場合、より大きい直径のために、より大きい力がブレーキピンの後端で発生する。したがって、ブレーキピンは、流体静力学的ラジアルピストンユニットの後端の方向に、すなわち、ブレーキピストンの方向に移動する。ブレーキピンとブレーキピストンとの間に隙間がある場合、ブレーキピンは、ブレーキピンと接触するまで、後側の方に移動する。その場合、圧力チャンバ内の圧力で発生された力は、ブレーキピンによってブレーキピストンに伝達される。発生された力がディスクスプリングのプレテンショニング力を克服するだけ十分に大きい場合、ディスクスプリングは圧縮されて、駐車ブレーキは解放される。
本発明による1つの実施形態において、非回転固定ケーシングは、貫通穴の内面に環状溝を備え、それは、非回転固定シャフトの外周面に第1の溝とともに第1の円形案内を形成する。本発明によると、ブレーキピンは、ブレーキピストンと軸方向重なり領域に配置することができるブレーキディスクとの間の軸方向の隙間を埋めるために使用される。好ましくは、ブレーキピンを有する軸方向に向けられたボアは、固定ケーシングの第1の円形案内の半径方向外側に配置される。これは、環状溝のためのシャフトの外面上の十分な空間、及び、第1の溝のための固定ケーシングの内面上の十分な空間を提供することができることを保証する。
本発明によるブレーキ設計は、中央に配置されるブレーキディスクを、流体静力学的ラジアルピストンユニットの回転部が固定部と重なる領域に近接して位置付けることを可能にする。同時に、ブレーキを解放するために、ブレーキ装置の圧力チャンバに液圧流体を提供するために必要とされる液圧接続は、流体静力学的ラジアルピストンユニットの固定部、並びに、回転部に固定される回転ブレーキディスクを除く駐車ブレーキの機械部に配置することができる。ブレーキピンは、重なり領域における/回転部の近くのブレーキディスクと、固定部における圧力チャンバとの間に機能的接続を提供する。したがって、固定部からの回転部にブレーキ解放圧力を有する液圧流体を与える必要はない。結果として、必要とされるシールされた接合はより少なくなり、本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットの組立及び機械加工の複雑さは減少する。さらに、潜在的な漏出点の量は少なくなる。
ラジアルピストンユニットの前端部分の固定シリンダブロックは、シリンダブロックの周面から半径方向内向きに延在する複数のシリンダボアを備える。複数の作動ピストンは、シリンダボア内で半径方向に移動可能であるように配置することができ、各シリンダボアは、1つの作動ピストンを収容する。各作動ピストンは、作動ピストンを半径方向外方に移動させる、関連する作動ピストンのヘッド上の力を発生させるために、加圧された液圧流体を液圧チャンネルを介して供給することができる、シリンダボア内の圧力チャンバをシールする。作動ピストンが、たとえば、カムによって、機械的に内側に押しやられる場合には、同様に、液圧チャンネルを介して、液圧流体をシリンダボアから排出することができる。
回転ケーシングは、内部カムローブ面を備える。加圧流体が圧力チャンバに供給されると、作動ピストンは、カムローブ面に対して付勢される。シリンダブロックが固定されており、固定シャフトを介して固定ケーシングに支持されているので、半径方向外方への作動ピストンの移動は、カムローブ面上に力を発生させ、その力は、回転ケーシングを固定ケーシングに対して回転させる。
加圧された流体を圧力チャンバに案内するために、本発明に従って、好ましくは互いに一体的に形成されるが、たとえば、互いに流体密に取り付けられてもよい、中空シャフト部及びディスク形状部を備える回転ディストリビュータは設けられる。ディスク形状部は、回転ケーシングと耐トルク接続している、すなわち、回転ケーシングと一緒に回転する。好ましい実施形態において、ディストリビュータのディスク形状部は、カムローブ面のローブに適合する半径方向高さを示す。回転ディストリビュータは、液圧チャンネルを介した、シリンダブロックのシリンダボアへの液圧流体の供給、及び、シリンダボアからの液圧流体の排出のための、ディスク形状部のタイミング穴をさらに備える。さらに、回転ディストリビュータは、非回転固定シャフトの外面の第2の溝とともに第2の円形案内を形成する第2の内部溝を備える。非回転シャフトの外面の第2の溝は、シャフトの内部チャンネルによって第1の円形案内と接続される。当業者はラジアルピストンユニットの作動原理に精通していて、よって、ここで、ラジアルピストンユニットの機能のさらなる詳細は必要ない。
本発明によると、一対のローラベアリングは、固定ケーシングに対して回転するように回転ケーシングを支持する。本発明によると、ローラベアリングは、回転ディストリビュータの半径方向外側に、しかしながら、固定ケーシングの前端部分の近くにおいて、それぞれ、回転ケーシングの後端部分の近くの、ディストリビュータの中空シャフト部と軸方向に実質的に同じ位置に配置される。換言すれば、ローラベアリングは、回転ケーシングと固定ケーシングとの間の相対運動を可能にし、両方のケーシングの大きな傾斜モーメントを回避するために、シーリング面に隣接して又はシーリング面の近くに配置される。これは両方のケーシングのシーリングも容易にする。
本発明によるローラベアリングは、対として配置され、1つの実施形態では、好ましくは、互いの隣に又は互いに隣接して配置される。回転ディストリビュータの中空シャフト部と実質的に軸方向に同じ位置に配置されることは、ベアリングが、固定ケーシングの方に向くシリンダブロック側部に隣接する軸方向領域に配設され、たとえば、その円筒部分において、少なくとも部分的に回転ディストリビュータを囲むことを意味する。この領域においても、固定ケーシング及び回転ケーシングは重なり、又は、一方又は両方のケーシングの少なくとも延長部又は突出部は軸方向に重なり合い、同時に、たとえば、回転ケーシング又は回転ディストリビュータのような回転部が、たとえば、固定ケーシング又は固定シャフトのような固定部に対して回転することができるように同軸状に配置される。一対のベアリングは、ディストリビュータとは異なる軸方向長さを備えてもよい。ベアリングは、ディストリビュータの中空シャフト部の(長手方向軸に対して)半径方向外側に配置され、ディストリビュータと軸方向に隣接する代わりに、ディストリビュータと軸方向に少なくとも部分的に重なるので、流体静力学的ラジアルピストンユニットの軸方向長さは減少する。当業者は、ローラベアリングの使用が好ましい実施形態のみであることを理解するであろう。しかしながら固定ケーシングに対して回転ケーシングを回転可能に支持するために、ジャーナルベアリングを使用することも本発明によって包含される。
本発明の1つの好ましい実施形態によると、ラジアルピストンユニットの固定ケーシングは、シーリング面を越えて回転ケーシングの容積へ軸方向に延在し、略円筒形状を有する固定延長部を備えることができる。延長部は、たとえば、ベアリングの内殻を収容する。一対のベアリングが回転ケーシングと回転ディストリビュータとの間の空間に受け入れられるので、延長部は、たとえば、回転ディストリビュータの半径方向外側に一対のベアリングのための固定支持を提供する。したがって、延長部は、2つの回転部である、回転ディストリビュータと回転ケーシングとの間の半径方向の空間に配設される。
本発明による1つの実施形態において、延長部は、固定ケーシングと一体的に形成される可能性がある。しかしながら、本発明による別の実施形態では、延長部は、追加部品として提供され、固定ケーシングに取り付けられる。延長部は、たとえば、螺合、溶接、接合、圧入、熱収縮、クランプ止め、クリンピング、又は塑性変形によって、固定ケーシングに取り付けることができる。固定ケーシングと追加の延長部との間の接続は、耐トルク接続でなければならず、それにより、ベアリングの支持力は、延長部を介して固定ケーシングに静的に伝達することができる。この個別の部品設計は、本発明によるラジアルピストンユニットを設計する及び組み立てる可能性を増加させる。好ましくは、延長部は、中空円筒状のスリーブ状形状を備え、その外面は、一対のベアリングを収容するように適合され、好ましくは、O装置である。ベアリングを軸方向に支持するために、延長部は、その外面に、ベアリングのための固定手段、たとえば、ベアリングを軸方向に支持するショルダ、保持リングを受けるための溝、及び/又は、シャフトナットを螺合することができるねじ山を備えてもよい。
本発明によると、一対のローラベアリングは、実質的に同じ軸方向位置に、又は、ディストリビュータの近くに、位置付けることができるだけでなく、回転ケーシングの外周面において、実質的にフランジ、スプロケット、又は類似したトルク伝達装置と同じ軸方向位置にも位置付けることができる。モータ作動モードでは、ホイール又はスプロケットのような回転部は、流体静力学的ラジアルピストンユニットによって駆動することができる。ポンプ作動モードでは、回転部が流体静力学的ラジアルピストンユニットを駆動することができる。トルク伝達装置は、回転部、又はトラック若しくはチェーンを固定することができるインタフェースとして働く。ベアリングが基本的にはトルク伝達装置と同じ軸方向位置に配置されるので、一対のベアリングの位置に関して、傾斜モーメントは、回転ケーシングによって長手方向軸に対して発生しない、又は、少なくとも減少する。したがって、ベアリングは、より小さく、且つ、より小さい荷重係数で、設計することができる。これは、ベアリングのコストの低減、さらには、流体静力学的ラジアルピストンユニットの製造コストの低減につながる。同時に、本発明によるベアリング装置は、ラジアルピストンユニットの軸方向長さを減少させ、トルク伝達点と、ラジアルピストンユニットを、たとえば、車両のフレームに設置することができる固定ケーシングの固定手段との間で必要とされる距離を減少させる。
本発明による別の実施形態において、流体静力学的ラジアルピストンユニットは、固定(非回転)二速、三速、又は複数速度制御弁を備える。たとえば、二速の実施形態における制御弁は、第1の位置と第2の位置との間で切換可能である。第1の位置では、たとえば、すべてのシリンダボアは、回転ケーシング上にトルクを発生させるために使用される、すなわち、シリンダボアには、高圧、たとえば、使用圧力下の流体を供給することができる。これは、シリンダボアに配置されたピストンを半径方向外方に移動させる高圧下で液圧流体がシリンダボアに供給されることを意味する。ピストンがカムローブ面のカムの形状に従うために、半径方向内方に移動しているとき、対応するシリンダボアは出口タイミング穴に接続され、液圧流体はシリンダボアから排出される。第2の位置では、たとえば、シリンダボアの一部のみが、第1の位置の場合と同じ作動動作を示す、すなわち、シリンダボアの一部のみに、入口タイミング穴を介して、高圧下の液圧流体を供給することができる。しかしながら、シリンダボアの別の一部には、作動ピストンの移動とは独立して、低い圧力、たとえば、チャージ圧力の液圧流体が供給される。ここで、たとえば、シリンダボアの群は、低い水圧下で液圧的に短絡させることもできる。
換言すれば、制御弁の第1の位置において、流体静力学的ラジアルピストンユニットの作動容積は、シリンダボアとそれらの対応する作動シリンダとの間で囲まれたすべての作動容積の合計である。第2の位置では、シリンダボアの一部のみに高圧の流体が供給される。したがって、作動ピストンのこの一部及び対応するシリンダボアのみが、ラジアルピストンユニットの作動容積に寄与する。他の作動ピストンには、回転ケーシングのカムローブ面とのピストンローラの接触を保証するだけ十分に低い圧力が供給される。対応する圧力チャンバには高圧下の液圧流体が供給されないので、それらはラジアルピストンユニットの実際の作動容積に寄与しない。短絡されている場合、1つのピストンを外方に移動するのに必要な液圧流体容積は、別の内向きに移動するピストンによって変位される。
本発明による別の好ましい実施形態において、カムローブ面は、回転ケーシングと一体的に形成される。ケーシングが複数の部品から組み立てられる場合、必要な接続及びシールは、さらなる半径方向及び軸方向の空間を必要とする。カムローブ面と一緒に回転ケーシングを一体的に形成することにより、組立プロセスの複雑さが減少される。さらに、この一体的な概念は、部品間の接続を排除することができるので、流体静力学的ラジアルピストンユニットの直径、すなわち、半径方向寸法を減少させることができる。これは、正確に機械加工された接続面及び追加の組立ステップが避けられるので、製造及び組立コストも低減する。
同期ピンは、好ましくは、ローブの延長における、回転ケーシングの軸方向に向けられた穴に収容されることができ、ディストリビュータのディスク形状部の半径方向高さの1つの対応する穴と係合する。それによって、同期ピンは、回転ケーシング及び回転ディストリビュータと同時に相互作用することができる。それによって、同期ピンは、ディストリビュータが回転ケーシングに設置されたときに、ディストリビュータ、又は、むしろ、回転ディストリビュータのディスク形状部が、正確に方向づけられることを保証する。さらにまた、同期ピンは、ディストリビュータの回転を回転ケーシングの回転と同期させる、すなわち、これらの2つの部品の間の相対運動を阻止する。
本発明によると、ラジアルピストンユニットは、そのディスク形状部を有する回転ディストリビュータをシリンダブロックの方へ押圧するディストリビュータばねをさらに備えることができる。本発明によると、これらのディストリビュータばねは好ましくは、回転ケーシングの軸方向に延在するボアで、ローブの軸方向の延長方向に受けられる。好ましくは、回転ディストリビュータのディスク形状部は、カムローブ面に相補的な輪郭を示す。ディストリビュータばねは、回転ディストリビュータをシリンダブロックの方へ付勢する。それによって、回転ディストリビュータのディスク形状部の前面及びシリンダブロックの隣接する前面は、回転ディストリビュータのディスク状部分と固定シリンダブロックとの間に静圧ベアリングを形成する。
静圧ベアリングは、回転ディストリビュータのディスク形状部の前面に配置され、液圧流体のシリンダブロックのシリンダボアへの供給及びシリンダブロックのシリンダボアからの排出が可能であるタイミング穴によって、加圧流体を供給される。ディストリビュータと耐トルク接続する回転ケーシングにディストリビュータばねを配置するにより、ディストリビュータばねとディストリビュータとの間で周方向に相対運動しないことが保証される。2つの構成要素の間に相対運動がある場合、ばねは、おそらく、集中的に摩耗する傾向があるだろう、且つ/又は、座屈するであろう。さらに、カムローブ面のローブの延長/延長部においてディストリビュータばねを軸方向に収容することにより、回転ディストリビュータと固定シャフトとの間の摩擦抵抗から生じる、同期ピン上の荷重及び応力が減少する。
ばね、ディストリビュータの軸方向厚さ内に収容されるとき、別の利益が実現される。ばねを収容するための前方ハウジングの軸方向に向けられたボアがディストリビュータの方へ移動し、それによって、前方ハウジングの軸方向長さを減少させることができるので、これは、流体静力学的ラジアルピストンモータの軸方向長さをさらに減少させる。
第1のシリンダブロックは、半径方向に往復動する作動ピストンを有するシリンダボアの1つより多い列を備えてもよい。シリンダボアの各列は、隣接する列から軸方向に間隔をあけて配置される。シリンダボア及び対応する作動ピストンは、周方向に隣接して、すなわち、同じ回転方向で配置することができる、又は、互い違いに配置することができる、そして、第1のカムローブ面と相互作用することができる。
本発明によると、流体静力学的ラジアルピストンユニットは、第2のシリンダブロックをさらに備えることができ、その作動ピストンは、同じカムローブ面と相互作用する、又は、第1のシリンダブロックと平行に配置された別のカムローブ面と相互作用する。第2のシリンダブロックは、非回転シャフト上で第1のシリンダブロックと軸方向に平行に配置される。シリンダボアの1つより多い列を有するシリンダブロック又は第2のシリンダブロックを提供することにより、潜在的な作動容積は大幅に増加し、流体静力学的ラジアルピストンユニットの直径は同じままである。
流体静力学的ラジアルピストンユニットの動作を特定の用途に合わせるために、シリンダボアの軸方向に離間した列の又は第2のシリンダブロックの、シリンダボアの数及び半径方向に往復動する作動ピストンの数は、第1のシリンダブロックのシリンダボアの数及び半径方向に往復動する作動ピストンの数と異なってもよい。この場合、第2の周囲のカムローブ面は、回転ケーシングの半径方向内側に設けることができる。第2のシリンダブロックの、又は、シリンダボアの第2の若しくはさらなる列の、作動ピストンは、第2のカムローブ面と相互作用することができる。1つの実施形態において、第2の周囲のカムローブ面は、回転ケーシングと一体的に形成される。
本発明によるさらなる実施形態において、強化ディスク形カバーが、流体静力学的ラジアルピストンユニットの前端でもある回転ケーシングの前端に取り付けられる。カバーは、回転ケーシングを閉じ、好ましくは、たとえば、Oリングによってシールし、それにより、回転ケーシング及び固定ケーシングによって形成される空洞の内部からの液圧流体の漏出は阻止される。さらに、前端及び補強カバーは、カムローブ作動原理のために回転ケーシング上に作用する半径方向の力を補強カバーが吸収できるように設計される。
別の実施形態において、補強カバーはスリーブ状カラーを備え、回転ケーシングは相補的なショルダを備える、又は、逆もまた同じである。スリーブ状カラーは、相補的なショルダと少なくとも半径方向に形状閉塞接続して配置することができる。それによって、回転ケーシングは、半径方向に補強することができる。好ましくは、補強カバーは回転ケーシングとともに回転するが、高い半径方向剛性を提供するので、補強カバーの厚さは、補強カバーが回転質量が小さいように設計される。補強された回転ケーシングのより高い半径方向剛性は、カムローブ面と、カムローブ面と相互作用する作動ピストンとの間の可能性があるずれを減少させる。したがって、補強カバーは、カムローブ面と作動ピストンとの間のより良好な接触を保証し、ラジアルピストンユニットの作動中、カムローブ面に対して押圧されることはピストンローラの線接触のために有利であるので、それによって、構成要素の摩耗の増加を防ぐ。
本発明による1つの好ましい実施形態において、流体静力学的ラジアルピストンユニットは、液圧モータとして作動する。液圧モータは、たとえば、作業機械、たとえば、トラックローダの軌道駆動又はホイールを、トルク伝達装置によって駆動する。特に、軌道駆動の分野において、作業機械の設計を可能な限り柔軟に選択できるように、ラジアルピストンユニットの軸方向長さが小さいことは重要である。
以下の添付図面において、本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットの例示的な実施形態、並びに、本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットの特定のサブアセンブリが、説明されている。示される実施形態は、本発明の範囲を限定するものではない。
本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットの回転軸に沿った第1の断面図を示す。 本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットの回転軸に沿った第2の断面図を示す。 本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットの回転軸に対して垂直な第3の断面図を示す。 本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットの回転ケーシングの等角図を示す。 本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットの取り付けられたディストリビュータを有する回転ケーシングの等角断面図を示す。 本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニットの前端の部分断面図を示す。
単に説明及び可視性のために、すべての示される図において、同じ機能部品は同じ参照番号で示される。
図1は、本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニット1を開示している。流体静力学的ラジアルピストンユニット1は、回転軸10を定義する貫通穴26を備える固定非回転ケーシング20を備える。非回転ケーシング20は、回転軸10と同軸状に配置される固定シャフト12を収容し、非回転ケーシング20と耐トルク接続している。回転ケーシング40は、固定ケーシング20に対して回転軸10のまわりで回転可能であるように、一対のローラベアリング90によって支持される。それによって、回転ケーシング40の後端部分は、固定ケーシング20の前端部分に対して、シール37によってシールされる。シール37の軸方向位置は、回転軸10と直交するシーリング面35によって定義される。外側から見ると、シーリング面35は、ラジアルピストンユニット1のハウジング3を、シーリング面35の一方の側の回転ケーシング部40と、シーリング面35の他方の側の固定ケーシング部20とに分割する。
一対のローラベアリング90は、固定ケーシング20の延長部25上に配置され、図1に示される実施形態による延長部25は、追加の延長部品として設けられる。延長部25は、回転ケーシング40によって形成される空洞に、シーリング面35を横切って突出する。図1で示される実施形態において、ローラベアリング90は、対として、すなわち、回転軸の方向に、O配置で、実質的に直接隣同士に配置される。ベアリングの支持間隔が増加する場合、たとえば、構成要素を小さい傾斜隙間で案内する場合、又は、大きい傾動力を支持しなければならない場合、ベアリングのO配置は好ましい。その他の場合には、X配置、又は位置決め/非位置決めベアリング装置が選択されてもよい。
本発明によると、一対のベアリング90は、固定非回転ケーシング部20及び回転ケーシング40が重なる軸方向重なり領域30に配置される。換言すれば、重なり領域30において、固定ケーシング20は、回転ケーシング40と同軸状に配置され、その逆も同じである。しかしながら、固定ケーシング20及び回転ケーシング40はどちらも、互いから半径方向に離間している。これは、示される例の場合には、回転ケーシング40が固定ケーシング20を囲む、又は、逆もまた同じであることを意味する。
回転ケーシング40は、トルク伝達装置44、すなわち、その外周面48におけるフランジを備える。用途に応じて、流体静力学的ラジアルピストンユニット1によって駆動することができる、又は、流体静力学的ラジアルピストンユニット1を駆動することができる構成要素を、フランジ44に取り付けることができる。ベアリング90とトルク伝達装置44との間の軸方向レバーを縮小し、それによって、そうでない場合に発生する傾斜モーメントを排除するために、トルク伝達装置44は好ましくは、一対のベアリング90と同じ軸方向位置に配置される。
回転ケーシング40は、作動ピストン60を押圧することができる内向きのカムローブ面80を備える(図3も参照)。示された実施形態において、カムローブ面80は、たとえば、3Dミリング、鋳造、旋削、鍛造、又は異なる製造方法によって、回転ケーシング40と一体的に形成される。作動ピストン60は、シリンダブロック50のシリンダボア55に収容される。シリンダブロック50は、固定シャフト12及び固定ケーシング20に対して静止しているように設計される。したがって、カムローブ面80に対して作動ピストン60を付勢/押圧することにより、固定シリンダブロック50によって支持されたカムローブ面80上に力を生じさせる。カムローブの形状のために、この力は、回転ケーシング40の回転を引き起こす。
カムローブ面80に対して作動ピストン60を付勢するために、シリンダブロック50のシリンダボア55に加圧流体が供給される。反対の場合に、作動ピストン60は、カムローブ面の形状、すなわち、カムに追従するために、半径方向内方に駆動される場合、液圧流体は、対応するシリンダボア55から排出される。したがって、シリンダボア55は、流体静力学的ラジアルピストンユニット1の入口、及び、流体静力学的ラジアルピストンユニット1の出口に、交互に接続されなければならない。これは、回転ディストリビュータ70によって実現される。
ディスク形状部71及び中空シャフト部74によるT字状断面を有する回転ディストリビュータ70は、軸方向重なり領域30に部分的に配置される。結果として、一対のベアリング90は、回転ディストリビュータ70の中空シャフト部74と同じ位置において、より小さい直径を示す領域の回転ディストリビュータ70の中空シャフト部74の半径方向外側に、軸方向に配置することができる。しかしながら、いくつかの設計では、一対のベアリング90は、回転ディストリビュータ70の中空シャフト部74の半径方向内側にも配置されてもよい。
好ましくは、回転ケーシング40及び固定ケーシング20は、内部空洞をシールする。このために、本発明によるラジアルピストンユニット1の部品の製造及び取付性能を促進するために、ラジアルピストンユニット1の後端側24並びに前端42に、エンドカバー45、130が設けられる。ケーシング空洞を閉じるためのその機能に加えて、前面カバー45は、回転ケーシング40及びそれとともにカムローブ面80を半径方向に補強するように設計されている。前面カバー45は、中空円筒状カラー46が延在する略平坦なディスク形ベースを備える。カラー46と相補的な、ステップ47が、回転ケーシング40の外周面48に設けられる。前面カバー45が回転ケーシング40に取り付けられた後、カラー46は、半径方向のステップ47に対する支持を提供する。この追加の支持は、たとえ作動ピストン55がカムローブ面80に対して押圧された場合も、カムローブ面80がその形状を維持することを保証する。カラー46及びベースプレートの厚さは、必要な安定性の増加に応じて、選択することができる。
さらに、前面カバー45は、たとえば、主に応力が加えられる領域の補強リブ、及び、より小さい応力が加えられる領域の切欠き/凹部によって、軽量構造を備えることができる。当業者は、前面カバー45がステップ47を備えることができ、ケーシング40がカラー46を備えてもよいように、カラー46を提供する前面カバー45及びステップを提供するケーシング40の機能的な原理が反転されていてもよいことを理解する。しかしながら、回転ケーシング40に半径方向に作用する力を吸収できる他の安定性を増加させる設計も本発明の範囲に包含され、たとえば、略平坦な前面カバー45と回転前方ケーシング40との間のダボ接合を提供する。
ラジアルピストンユニット1の2つの部分のケーシングの空洞の後端側24を閉じるためのその機能に加えて、エンドカバー130は、作動機構が固定ケーシング20に配置される駐車ブレーキ機構100の一部である。駐車ブレーキ機構100は、少なくとも2つのブレーキディスク112を備え、その一方は、回転ケーシング40に耐トルク的に取り付けられ、他方は、固定ケーシング20に非回転的に取り付けられる。ブレーキディスク112は、固定ケーシング20及び回転ケーシング40に対して軸方向に移動可能である。駐車ブレーキ機構100が2つより多いブレーキディスク112を備える場合、ディスク112は、固定ケーシング20及び回転ケーシング40に交互の順で接続される。エンドカバー130によって支持されたディスクスプリング118は、ブレーキピストン116上にプレテンショニング力を与える。ブレーキピストン116がその解放面117で加圧されない限り、ばね力は、固定ケーシング20で軸方向に向けられたボア28に配置された少なくとも1つのブレーキピン114に、ブレーキピストン116を介して伝達される。
好ましくは、ブレーキディスクのよりバランスのとれた作動を提供するために、1つより多いブレーキピン114が設けられる。ブレーキピン114はそれぞれ、周方向に分布した軸方向ボア28のうちの1つに配置される。少なくとも1つのブレーキピン114は、ディスクスプリング118のプレテンショニング力を、互いに対して押圧されて、たとえば、固定ケーシング20のショルダ又は延長部25によって支持されたブレーキディスク112上に加える/伝達する。それによって、回転ケーシング40と固定ケーシング20との間の相対移動を、たとえば、作業車両の停止時に妨げることができる。
回転ケーシング40と固定ケーシング20との間の相対移動が認められる場合、ディスクスプリング118に対向して配置されたブレーキピストン116の解放面117に液圧が加えられる。液圧は、固定ケーシング20の後側に向けられた解放面117上に、すなわち、ディスクスプリング118の方向に、力を発生させる。発生した力がディスクスプリング118のプレテンショニング力と逆に向けられるので、ブレーキピン114は、ブレーキディスク112から解放される。よって、ブレーキディスク112間の相対移動、及び、それによる、固定ケーシング20と回転ケーシング40との間の相対移動が可能である。
好ましくは、ブレーキピン114は、特定の幾何学的形状を備える。ブレーキピストン116の方向を向くブレーキピン114の端部は、ブレーキディスク112の方向を向く端部より大きい直径を備える。さらに、ブレーキピン114は、固定ケーシング20及び固定シャフト12に対してシールされる。したがって、流体静力学的ラジアルピストンユニット1のブレーキピン114及びケーシング20の端面の間に圧力チャンバが形成される。ブレーキピストン116がブレーキディスク112の方向に付勢される場合、ブレーキピストン116はブレーキピン114をブレーキディスク112に押しつける。他の場合に、シールされた圧力チャンバに圧力が供給され、ブレーキピン114の端面上に力が発生する場合、端面の異なる直径のために、圧力が、ブレーキピストン116の方向にブレーキピン114を付勢する力を発生させる。ブレーキピン114がブレーキピストン116と接触した後、ブレーキピン114は、ディスクスプリング118に対してブレーキピストン116を押圧し、それによって、ブレーキディスク112から軸方向力を解放する。
しかしながら、ブレーキピン114の特定の設計が、解放面が加圧されているかどうかにかかわらず、ピン114が常にブレーキピストン116と接触していることを保証することも、本発明による概念に包含される。本実施形態において、ブレーキピン114は、ブレーキピストン116から離れた方を向く端部で、固定ケーシング20に対してシールされる。より大きい直径を有するブレーキピン114の後端は、ブレーキピストン116に収容され、ブレーキピン114の後端とブレーキピストン116との間にシールが設けられる。その場合、ブレーキピストン116が、シャフト12、ブレーキピン114の前端、及び固定ケーシング20とともにブレーキピストン116によって形成される圧力チャンバ内の液圧で発生された力によって移動するとき、ブレーキピン114の後/端面に液圧が存在することができる。ブレーキピストン116の方を向く端面のより大きい直径のために、より大きい力が、ブレーキピストン116から離れた方を向く側の液圧によって発生し、ブレーキピン114は、ブレーキピストン116と接触して保持される。
図2は、異なる断面における、図1による流体静力学的ラジアルピストンユニット1の断面図を示す。図2による図においては、本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニット1の複数の液圧案内のいくつかが示される。流体静力学的ラジアルピストンユニット1の中央に、本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニット1の端部側24の方の領域における溝13の第1の群を備える固定非回転シャフト12が設けられる。固定シャフト12は、流体静力学的ラジアルピストンユニット1の前端42の方の領域において溝14の第2の群をさらに備える。溝13の第1の群は、固定非回転ケーシングに設けられた環状溝22とともに第1の円形案内33を形成する。これらの第1の円形案内33は、流体静力学的ラジアルピストンユニット1の入口から、流体静力学的ラジアルピストンユニット1の出口の方へ案内される液圧流体を分配するために使用される。
第2の円形案内43は、回転ディストリビュータ70の中空シャフト部74の第2の内部溝73とともに、第2の溝14によって形成される。第1の円形案内33は、固定シャフト12に配置されたチャンネル(図2では見えない)によって、第2の円形案内43と流体接続される。
図1及び2から、回転ディストリビュータ70の内部構造が明らかになる。回転ディストリビュータ70は、タイミング穴を介して、特定のシリンダボア55に高圧が供給されるべきかどうか、又は、液圧流体が特定のシリンダボア55から排出されるべきかどうか、に応じて、第2の円形案内43を適切なシリンダボア55と選択的に接続することができる。
本発明の示された実施形態において、延長部25は、固定ケーシング20に取り付けられる追加の部品として提供される。一対のベアリング90を支持することに加えて、延長部25は、ブレーキディスク112を押圧することができるショルダを提供する。両方の機能は、流体静力学的ラジアルピストンユニット1の信頼性のあるベアリング及びブレーキングを保証するために、厳密な製作公差を必要とする。これらの機能をどちらも比較的小さい追加の部品で実現することは、比較的小さい追加の部品のみ機械加工しなければならず、一方で、固定ケーシング20がショルダ及び/又はベアリング面を提供しなければならない場合、固定ケーシング20の大きな部品は、この点について行うであろうそのような複雑な機械加工を必要としないという利点を含む。
固定非回転シャフト12は、軸方向ボア15をさらに備え、それは、示された例では、回転軸10と同軸状に配置される。二速弁120は軸方向ボア15に配置される。二速弁120は2つの位置を備える。第1の位置では、すべてのシリンダボア55に、高圧で液圧流体を供給することができる。第2の位置では、シリンダボア55の一部のみに、高圧で液圧流体を供給することができる。他のシリンダボア55には、作動ピストン60のローラにカムローブ面を追従させるのに十分な、より低い圧力で供給される。同時に、より低い圧力で供給されるシリンダボア55は、液圧的に短絡させることができる。したがって、第1の位置において、すべてのシリンダボア55は、流体静力学的ラジアルピストンユニット1の作動容積を備える。第2の位置において、短絡されたシリンダボア55は、流体静力学的ラジアルピストンユニット1の作動容積に寄与せず、すべての作動ピストン60が外側へ移動するとき、別のピストンはその関連するシリンダボア55の内側に移動する。
示された実施形態において、二速弁120は、液圧的に作動される。しかしながら、二速弁120は、機械的又は電気機械的にも、作動されてもよい。他の実施形態において、当業者が認識しているように、二速弁120は、さらなる位置を提供する複数速度弁120である可能性があり、より大きい範囲で流体静力学的ラジアルピストンユニット1の回転速度及びトルクを変える。
図3は、回転軸10と直交して配置された平面における、本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニット1の断面図を示す。図3の中央に示される固定シャフト12は、シリンダブロック50と耐トルク接続している。したがって、シリンダブロック50も静止している。シリンダブロック50は、シリンダブロック50の周面上で等距離を隔てて分布する、半径方向に配置されたシリンダボア55を備える。すべてのシリンダボア55が、作動ピストン60がシリンダボア55内で半径方向に摺動できるように、作動ピストン60を受け入れる。作動ピストン60は、半径方向外側端部に、ローラ65を備える。ローラ65は、シリンダボア55に圧力が供給されたときに、回転ケーシング40の半径方向内側に形成されたカムローブ面80との接触を強いられる。圧力は、半径方向外方に向けられる作動ピストン60上の力を発生させる。回転ケーシングが回転を強いられた場合、ローラ65は、ローラ65がローブからカムまで移動しているかどうかに応じて、カムローブ面80と相互作用する、又は、逆もまた同じである。ローラ65がローブからカムまで移動する場合、すなわち、カムローブ面の形状が半径方向内方に向けられる場合、ローラ65及び対応するピストン60は、カムローブ面80の形状によって、内向きに押しやられ、液圧流体は関連するシリンダボア55から排出される。反対の場合、すなわち、ローラがカムからローブまで移動する場合、それは、この区間のカムローブ面80の形状が半径方向外方に向けられることを意味し、ローラ及び対応するピストン60は、外向きに付勢され、シリンダボア55の内部の圧力によってカムローブ面に追従する。
図4は、本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニット1の1つの実施形態において使用される回転ケーシング40の等角図を示す。すでに上で述べられた特徴に加えて、図4は、回転軸10に対して垂直である面において、カムローブ面80の半径方向内側に配置された軸方向に向けられた穴75を示す。軸方向に向けられた穴75は、隣接して配置された回転ディストリビュータ70上にプレテンショニング力を提供することができるディストリビュータばね72を受け入れる。回転ディストリビュータ70のディスク形状部71及び回転ケーシング40は、軸方向に向けられた穴75及び収容されたディストリビュータばね72と組み合わせて、回転ケーシング40の軸方向に延在する穴75のうちの1つで配置された同期ピン78によって、回転可能に結合することができる。結果として、回転ディストリビュータ70及びディストリビュータばね72は、同じ回転速度で回転する。
当業者は、図1又は2を考慮して、軸方向に向けられた穴75がディストリビュータ70の方へも移動することができ、関連するローブの底面に当接することを図4から見つける。ディストリビュータ70の穴75にディストリビュータばね72を置くことは、同じ機能を実現し、シリンダブロック50の前面に対してディストリビュータ70のディスク形状部71を押圧する。
図4において、当該技術分野における通常のものより大きい直径上に配置された同期ピン78も示される。これは、同期ピン78に作用するせん断モーメントを小さくする。これらのせん断力は、シャフト12の表面と円形分配チャンネルとの間でシールする、シャフト12の外周面とディストリビュータ70の内周面との間の摩擦力によって、液圧モータの作動において発生する(図1又は2も参照)。ここで、同期ピン78は、前方ハウジング40の軸方向ボア75及びディストリビュータ70の対応する穴に収容される。
図5は、回転ディストリビュータ70が配置された回転ケーシング40の断面図を開示している。ディストリビュータ70のディスク形状部71の外面は、回転ケーシング40に収容される同期ピン78の機能性を支持するために、カムローブ面80に相補的に形成される。同期ピン78は、ディストリビュータ70が回転ケーシング40に受け入れられたときに、ディストリビュータ70の回転方向が正しいことを保証する。さらにまた、同期ピン78は、ディストリビュータ70の回転を回転ケーシング40の回転と同期させる。さらに、ディストリビュータばね72が軸方向に向けられた穴75の基底に対してどのように当接し、それによって、前端42の方向に、すなわち、シリンダブロック50の方にディストリビュータ70を押圧するかが示される(図5には示されない)。回転ディストリビュータ70は、軽量の設計を有し、アセンブリの回転の慣性を減少させる。そのために、ディストリビュータ70の半径方向に延在する板状部品71に部分的に隙間が設けられる。さらに、ディストリビュータ70の半径方向内側に形成される第2の内部溝73が示されている。溝73は、円環形状を備え、ディストリビュータ70の前面で配置されるタイミング穴77へ流体を導くことができる、且つ、タイミング穴77から流体を導くことができる。
図6は、補強前面カバー45が想像された円弧に沿って等距離を隔てて分布するねじによって回転ケーシング40にどのように取り付けられるかを示す。前面カバー45のカラー及び回転ケーシング40のステップの上で説明された組合せは、カムローブ面80を補強するだけでなく、カバー45が回転ケーシング40に対して正確に中心にあることの保証もする。カバーを回転ケーシングに取り付ける他の技術も当業者の知識の範囲内であることが理解されるであろう。
上の開示及び添付図、並びに特許請求の範囲から、本発明による流体静力学的ラジアルピストンユニット1が先行技術を上回る多くの可能性及び利点を提供することが理解されるであろう。さらに、当該技術分野において知られているさらなる修正及び変更が、本発明の精神から逸脱することなく、本発明によるラジアルピストンユニット1に対して行われる可能性があることは当業者にとっていうまでもない。したがって、すべてのこれらの修正及び変更は、請求項の範囲内であり、それらに包含される。上述の例及び実施形態は、例示的な目的のためだけのものであり、実施形態のさまざまな修正、変更、又は組合せが、それに照らして、当業者に示唆され、本出願の精神及び範囲に含まれることはさらに理解されるべきである。
1 流体静力学的ラジアルピストンユニット
3 ハウジング
10 回転軸
12 固定非回転シャフト
13 第1の溝
14 第2の溝
15 軸方向ボア
20 固定非回転ケーシング部
22 環状溝
24 端部側
25 延長部
26 貫通穴
28 ブレーキピンのための軸方向に向けられたボア
30 軸方向重なり領域
33 第1の円形案内
35 シーリング面
37 シール
40 回転ケーシング
42 前端
43 第2の円形案内
44 トルク伝達装置
45 補強前面カバー
46 カラー
47 ステップ/ショルダ
48 外周面
49 ねじ
50 シリンダブロック
55 シリンダボア
60 作動ピストン
65 ローラ
70 回転ディストリビュータ
71 ディスク形状部
72 ディストリビュータばね
73 第2の内部溝
74 中空シャフト部
75 軸方向に向けられた穴
77 タイミング穴
78 同期ピン
80 第1のカムローブ面
90 ローラベアリングの対
100 駐車ブレーキ機構
112 ブレーキディスク
114 ブレーキピン
116 ブレーキピストン
117 解放面
118 ディスクスプリング
120 二速弁/複数速度制御弁
130 エンドカバー

Claims (17)

  1. カムローブタイプの構造の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)であって、
    - 前記流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)の回転軸(10)を定義する貫通穴(26)を備える非回転固定ケーシング(20)と、
    - 円筒状回転ケーシング(40)であって、前記非回転固定ケーシング(20)の前端部分及び前記回転ケーシング(40)の後端部分が、前記回転ケーシング(40)が前記回転軸(10)のまわりで前記非回転固定ケーシング(20)に対して相対回転することができるように重なる軸方向重なり領域(30)において、前記非回転固定ケーシング(20)に回転するように取り付けられる円筒状回転ケーシング(40)と、
    - 前記重なり領域(30)において隣接して配置される少なくとも2つのブレーキディスク(112)を備える駐車ブレーキ機構(100)であって、一方のブレーキディスク(112)が前記非回転固定ケーシング(20)に回転可能に固定され、他方のブレーキディスク(112)が前記回転ケーシング(40)に回転可能に固定される、駐車ブレーキ機構(100)と、
    - 前記回転ケーシング(40)から離れた方を向く、前記流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)の後方端部側(24)で前記非回転固定ケーシング(20)を閉じるエンドカバー(130)であって、前記エンドカバー(130)が、軸方向に向けられたばね力を発生させるために、前記非回転固定ケーシング(20)の前記後端部分に両方とも配置されるディスク形ブレーキピストン(116)に対して、ディスクスプリング(118)をプレテンションする、エンドカバー(130)と
    を備える、流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)において、
    - 固定シャフト(12)が、前記非回転固定ケーシング(20)、前記回転ケーシング(40)、前記エンドカバー(130)、及び前面カバー(45)によって形成された内部空洞に、前記回転軸(10)と同軸状に配置され、前記回転ケーシング(40)の前端部分に非回転に収容されるシリンダブロック(50)が、前記固定シャフト(12)と耐トルク接続し、
    - 前記回転ケーシング(40)が、前記シリンダブロック(50)に収容された作動ピストン(60)が作用することができる内部カムローブ面(80)を備え、
    - 前記ディスクスプリング(118)の反対側の面上の前記ブレーキピストン(116)が前記エンドカバー(130)の方への移動を強いられないときに、互いに対して前記ブレーキディスク(112)を押圧するために、前記軸方向に向けられたばね力を、前記非回転固定ケーシング(20)内の軸方向に向けられたボア(28)に配置された少なくとも1つのブレーキピン(114)に前記ブレーキピストン(116)で送ることができる、
    ことを特徴とする、
    流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  2. 前記少なくとも1つのブレーキピン(114)の前端及び後端が、加圧することができる軸方向に向けられたボア(28)内の圧力チャンバをシールし、それにより、前記ブレーキピン(114)が、前記エンドカバー(130)の方向に押しやられて、前記ブレーキピストン(116)に前記ディスクスプリング(118)を圧縮させ、それによって、前記ブレーキディスク(112)から圧縮力を解放する、請求項1に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  3. 前記ブレーキピストン(116)、前記少なくとも1つのブレーキピン(114)、前記固定シャフト(12)、及び前記非回転固定ケーシング(20)が、加圧することができる圧力チャンバをシールし、それにより、前記ブレーキピストン(116)が、前記エンドカバー(130)の方へ押しやられて、前記ディスクスプリング(118)を圧縮し、それによって、前記ブレーキディスク(112)から圧縮力を解放する、請求項1に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  4. 前記少なくとも1つのブレーキピン(114)が、前記ブレーキピストン(116)の方を向く端部において、より大きい直径を有する部分を備える、請求項1に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  5. 前記非回転固定ケーシング(20)が、前記固定シャフト(12)の面に第1の溝(13)とともに第1の円形案内(33)を形成する、内面の環状溝(22)を備える、請求項1に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  6. ディスク形状部(71)及び中空シャフト部(74)を有する回転ディストリビュータ(70)を備え、それらによって、前記ディストリビュータ(70)が、前記固定シャフト(12)の前端部分のまわりに配置され、前記回転ケーシング(40)によって、前記ディスク形状部(71)と固定されて、回転可能に受け入れられ、前記回転ディストリビュータ(70)が、前記ディスク形状部(71)のタイミング穴(78)を介した、前記シリンダブロック(50)の作動ピストン(60)への液圧流体の案内、及び、前記シリンダブロック(50)の前記作動ピストン(60)からの液圧流体の案内を行い、前記中空シャフト部(74)の内側に、前記固定シャフト(12)の外面の第2の溝(14)とともに第2の円形案内(43)を形成する第2の内部溝(73)を備え、その第2の円形案内(43)が、前記固定シャフト(12)に配置された流体チャンネルによって、前記第1の円形案内(33)に接続される、請求項に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  7. 前記非回転固定ケーシング(20)に前記回転ケーシング(40)を回転可能に取り付けるための一対のローラベアリング(90)を備え、前記一対のローラベアリング(90)が、前記回転ディストリビュータ(70)の前記中空シャフト部(74)で半径方向外側の、前記回転ケーシング(40)と前記非回転固定ケーシング(20)との間の前記重なり領域(30)に配置される、請求項に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  8. 前記ラジアルピストンユニット(1)の前記前端部分の前記重なり領域(30)が、前記非回転固定ケーシング(20)の延長部(25)によって画定され、前記延長部は、シーリング面(35)を越えて前記回転ケーシング(40)の容積へ軸方向に延在し、前記回転ディストリビュータ(70)の前記中空シャフト部(74)と前記回転ケーシング(40)との間で半径方向に延在し、前記延長部(25)が、前記一対のローラベアリング(90)の内殻を収容するために設けられ、追加部品として提供され、前記非回転固定ケーシング(20)に取り付けられる、又は、前記非回転固定ケーシング(20)と一体的に形成される、請求項7に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  9. すべてのシリンダボア(55)に、前記流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)の高圧入口から高圧下の液圧流体を供給することができる第1の位置と、前記シリンダボア(55)の一部のみに高圧下の流体を供給することができ、シリンダボア(55)の対が液圧的に短絡されている第2の位置との間で切換可能である固定複数速度制御弁(120)を備える、請求項1~8のいずれか一項に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  10. 前記固定複数速度制御弁(120)が、前記固定シャフト(12)の軸方向ボア(15)内に配置され、前記軸方向ボア(15)が好ましくは、前記回転軸(10)と同軸状に配置され、前記複数速度制御弁(120)が、二速制御弁(120)又は三速制御弁(120)である、請求項9に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  11. 前記カムローブ面(80)が、前記回転ケーシング(40)と一体的に形成される、請求項1に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  12. 前記回転ディストリビュータ(70)が、前記回転ケーシング(40)又は前記回転ディストリビュータ(70)のィスク形領域(71)において軸方向に向けられて両方とも収納されるディストリビュータばね(72)及び/又はディストリビュータピストンによって、前記シリンダブロック(50)の外側面に対して、前記ディスク形領域(71)とともに付勢され、前記ディストリビュータばね(72)及び/又はディストリビュータピストンが、前記カムローブ面(80)の凹部に配置される、前記回転ケーシングの軸方向に向けられた穴(75)で受けられる、請求項7に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  13. 1のシリンダブロック(52)が、周方向に隣接して配置され、又は、互い違いに配置され、前記カムローブ面(80)と相互作用することができる、シリンダボア(55)及び半径方向に往復動する作動ピストン(62)を有するシリンダボアの1つより多い列を備える、請求項1に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  14. 第2のシリンダブロックであって、前記第2のシリンダブロックの作動ピストン(60)が、前記第1のシリンダブロック(52)及び前記カムローブ面(80)と相互作用する前記第2のシリンダブロックが、前記固定シャフト(12)上で前記第1のシリンダブロック(50)と平行に配置される、請求項13に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  15. 前記第2のシリンダブロックのシリンダボア(55)及び半径方向に往復動する作動ピストン(60)の数が、前記第1のシリンダブロック(50)のシリンダボア(55)及び半径方向に往復動する作動ピストン(60)の数と異なり、前記第2のシリンダブロックの前記作動ピストン(60)が相互作用することができる第2の周囲のカムローブ面(82)が、その半径方向内側の前方ケーシング(40)に配置される、
    請求項14に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  16. 前記前面カバー(45)が、前記非回転固定ケーシング(20)から離れる方を向く前記回転ケーシング(40)の前端(42)に取り付けられて、前記回転ケーシング(40)を閉じ、前記回転ケーシング(40)の前記前端(42)及び前記前面カバー(45)が、前記回転ケーシング(40)上に特に半径方向に作用する力を前記前面カバー(45)が少なくとも部分的に吸収できるように設計される、請求項1に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
  17. 前記前面カバー(45)がスリーブ状カラー(46)を備え、前記回転ケーシング(40)が相補的なショルダ(48)を備える、又は、その逆である、請求項16に記載の流体静力学的ラジアルピストンユニット(1)。
JP2024502682A 2021-12-16 流体静力学的ラジアルピストンユニット Active JP7791981B2 (ja)

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PCT/IB2021/022241 WO2023111621A1 (en) 2021-12-16 2021-12-16 Brake mechanism for a radial piston unit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001295749A (ja) 1999-12-08 2001-10-26 Santasalo Hydraulics Oy ラジアルピストンハイドロリックエンジン
US20150128797A1 (en) 2012-04-28 2015-05-14 Robert Bosch Gmbh Radial Piston Engine with Brake
US20180009312A1 (en) 2014-12-19 2018-01-11 Laurent Eugène ALBERT Hydraulic motor for vehicle wheel

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