DE19725412C2 - Radialer Schwenkmotor - Google Patents
Radialer SchwenkmotorInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3436—Pressing means
- F16J15/344—Pressing means the pressing force being applied by means of an elastic ring supporting the slip-ring
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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
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
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- F15B15/12—Characterised by the construction of the motor unit of the oscillating-vane or curved-cylinder type
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotor nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Solche Schwenkmotore werden insbesondere in der Luft-
und Fahrzeugindustrie zur Erfüllung der unterschiedlich
sten Aufgaben eingesetzt.
Ein radialer Schwenkmotor besteht in der Regel aus einem
Gehäuse, das im Inneren mindestens einen Statorflügel
besitzt und an den Stirnseiten mit Deckeln verschlossen
ist und einem Rotor, der sich aus einer in den Deckeln
gelagerten Abtriebswelle und mindestens einem Drehflügel
zusammensetzt. Der Drehflügel ist innerhalb eines Frei
raumes im Gehäuse nur begrenzt schwenkbar und bildet so
mit dem Statorflügel des Gehäuses mindestens eine Druck-
und eine Saugkammer aus.
Zur Gewährleistung der inneren Dichtheit zwischen der
Druck- und der Saugkammer ist der Drehflügel gegenüber
den seitlichen Deckeln und gegenüber der radialen Gehäu
sewand mit einem formangepaßten Gleitdichtelement ausge
rüstet.
Zur Gewährleistung der äußeren Dichtheit zwischen dem
Rotor und jedem Deckel ist ein Dichtring eingesetzt, der
sowohl im jeweiligen Deckel als auch im Rotor gelagert
sein kann.
So ist es bekannt, dazu einen flexiblen Diagonaldicht
ring zu verwenden, der in einer Ringnut des Deckels ein
gesetzt und mit seiner diagonalen Dichtkante entgegen
der Druckrichtung auf den umlaufenden Dichtspalt zwi
schen den Stirnflächen des Deckels und des Drehflügels
ausgerichtet ist.
Im Betrieb gelangt über diesen Dichtspalt Druckmedium in
den Hohlraum des Diagonaldichtringes, wo sich ein zur
Druckkammer gleicher Druck aufbaut, der auf Grund unter
schiedlicher Flächenverhältnisse den flexiblen Diagonal
dichtring mit seiner Dichtkante gegen den umlaufenden
Dichtspalt preßt und ihn verschließt.
Diese Dichtvariante hat aber erhebliche Nachteile.
So stellt sich am Diagonaldichtring ein sehr hoher Ver
schleiß ein, da der ruhende Diagonaldichtring unter
schiedlichen Druckbelastungen ausgesetzt ist und ständig
gegen den sich in wechselnden Richtungen bewegenden Ro
tor gepreßt wird. Das führt wegen der hohen Belastung zu
einer geringen Lebensdauer der Diagonaldichtringe und
damit zu einer Verteuerung des Schwenkmotors.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der einge
schlossene Druck in den Hohlräumen des Diagonaldichtrin
ges auch bei druckloser Druckkammer erhalten bleibt. So
stellt sich auf Grund der unterschiedlichen Druckver
hältnisse im Stillstand eine gegenüber dem Betriebszu
stand noch größere Reibkraft ein, die bei jedem Anfahren
stets überwunden werden muß. Auch das trägt zu einer
Verringerung der Lebensdauer bei und grenzt obendrein
den Einsatzbereich solcher Schwenkmotore wegen des
schlechten Anfahrverhaltens stark ein.
Diese Dichtvariante erfordert auch eine hohe Fertigungs
genauigkeit, was sich ebenfalls nachteilig auf die Her
stellungskosten auswirkt.
Es ist auch bekannt, an Stelle des Diagonaldichtringes ei
nen Gleitdichtring zu verwenden. Dieser Gleitdichtring wird
vorzugsweise im Rotor in der Art eingesetzt, daß er einer
seits vom Druck des Druckmediums beaufschlagt wird und sich
in Druckrichtung andererseits gegen den ruhenden Deckel an
lehnt.
Dieser Gleitdichtring zeichnet sich in erster Linie durch
einen geringeren Verschleiß aus, besitzt aber geringere
Dichtigkeitswerte.
Die Undichtheiten treten sowohl im axialen Dichtspalt zwi
schen dem Gleitdichtring und dem Rotor als auch im radialen
Dichtspalt zwischen dem Gehäuse und den Deckeln auf und
können allein durch erhöhte Fertigungsanforderungen nicht
kompensiert werden.
Diese unzureichende Dichtheit führt zu einem geringeren
Wirkungsgrad und grenzt die Einsatzmöglichkeiten des
Schwenkmotors stark ein.
Es besteht daher die Aufgabe, einen radialen Schwenkmotor
der vorliegenden Art zu entwickeln, der die äußere und in
nere Dichtheit zwischen dem Rotor und dem Deckel des Sta
tors verbessert.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un
teransprüchen 2 bis 6.
Die Erfindung beseitigt die genannten Nachteile aus dem
Stand der Technik.
Von besonderem Vorteil ist dabei die hohe Dichtheit der
Druckräume nach außen, eine verschleißarme Gestaltung der
Einsatzbedingungen für die Dichtelemente und eine gleich
zeitig ausgezeichnete Laufruhe des Rotors.
Das ist darauf zurückzuführen, daß die für die äußere
Dichtheit maßgebliche Dichtstelle aus den Bereich der
Gleitflächen zwischen dem Rotor und den Deckeln heraus
genommen und in einen Bereich verlegt wird, wo die Dicht
stelle nur aus relativ ruhenden Teilen gebildet wird.
Somit wird nach den kennzeichnende Merkmalen des Anspruchs
1 die Gleitfunktion des Gleitdichtringes am radialen Dicht
spalt von der Dichtfunktion des Gleitdichtringes am axialen
Dichtspalt räumlich voneinander getrennt, was eine genaue
Optimierung auf die speziellen Anforderungen ermöglicht.
Von Vorteil ist es, wenn als Weichdichtring ein Diago
naldichtring eingesetzt wird, der bekanntermaßen eine hohe
Dichtheit besitzt. Dieser Diagonaldichtring kann dabei so
wohl in als auch entgegen der Druckrichtung eingesetzt und
so auf spezielle Anwendungsfälle angepaßt werden.
Wegen der Laufruhe ist es vorteilhaft, der radialen Gleit-
und Dichtfläche des Gleitdichtringes eine größere radiale
Ausdehnung zu geben als der axialen Ausdehnung
des Gleitringes. Das dient auch der speziellen Anpassung
an besondere Anwendungsmöglichkeiten.
Von Vorteil ist auch, die Stirnflächen der Deckel und des
Gehäuses als durchgehende Planflächen auszubilden und die
Deckel und das Gehäuse radial durch ein Zentrierelement,
beispielsweise einem Spannring, zu fixieren. Dadurch wird
eine genauerere Bearbeitung der Stirnflächen und eine bes
sere Optimierung des radialen Dichtspaltes möglich, was
sich wiederum positiv auf die Dichtheit und auf den hydrau
lischen Wirkungsgrad des Schwenkmotors auswirkt.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausfüh
rungsbeispieles näher erläutert werden.
Dazu zeigen
Fig. 1: einen Schwenkmotor im Längsschnitt,
Fig. 2: den Schwenkmotor im Querschnitt
Fig. 3: die Einzelheit X im Teilschnitt.
Der radiale Schwenkmotor gemäß der Fig. 1 besteht in der
Hauptsache aus einem äußeren Stator 1 und einem inneren Ro
tor 2.
Der Stator 1 setzt sich aus einem Gehäuse 3 und aus an bei
den Stirnseiten des Gehäuses 3 angeordneten Deckel 4,
4' zusammen, die über nichtdargestellte Schrauben befe
stigt sind. Dabei sind die Stirnflächen der Gehäuse 3
und die Innenflächen der Deckel 4, 4' als durchgehende
Planflächen ausgebildet und an diesen zusammengefügt.
Ein Spannring 5 an jeder Deckelseite übernimmt die Fi
xierung der radialen Lage zueinander.
Beide Deckel 4, 4' besitzen je eine Lagerbohrung. Im In
neren des Gehäuses 3 befindet sich eine zylindrische Ge
häusebohrung, die von zwei sich gegenüberliegenden und
radial ausgerichteten Statorflügel 6 in zwei gegenüber
liegende Freiräume aufgeteilt ist.
Der Rotor 2 besteht dagegen aus einer Abtriebswelle 7
mit beidseitigen Lagerzapfen 8 und einem dazwischenlie
gendem Zylinderteil 9. Im Bereich dieses Zylinderteils 9
sind zwei gegenüberliegende und radial ausgerichtete Ro
torflügel 10 angeordnet. Der Rotor 2 ist in dem Gehäuse
3 des Stators 1 so eingepaßt, daß zwischen dem Kopf des
Rotorflügels 10 und der Gehäusewand ein axialer Dicht
spalt 11, zwischen dem Kopf des Statorflügels 6 und der
Umfangsfläche des Zylinderteils 9 ein axialer Dichtspalt
11' und zwischen den Stirnflächen des Rotorflügels 10
und den Stirnflächen des Statorflügels 6 und den beid
seitigen Innenflächen der beiden Deckel 4, 4' jeweils
ein radialer Dichtspalt 12 gebildet wird.
Jeder Rotorflügel 10 teilt daher einen der beiden Frei
räume in einen Druckraum 13 und in einen Ablaufraum 14
auf, sodaß sich zwei gegenüberliegende Druckräume 13 und
13' und zwei gegenüberliegende Ablaufräume 14 und 14'
ergeben. Beide Druckräume 13, 13' und beide Ablaufräume
14, 14' sind durch innere Kanäle untereinander verbun
den, während ein Druckraum 13 oder 13' mit einem
Zulaufanschluß 15 und ein Ablaufraum 14 oder 14' mit ei
nem Ablaufanschluß 16 in Verbindung steht.
Zwischen den Deckeln 4, 4' und den jeweiligen Lagerzap
fen 8 sowie zwischen den Deckeln 4, 4' und dem Gehäuse 3
sind in üblicher Weise Dichtelemente 17 für die äußere
Dichtheit vorgesehen.
Zur Gewährleistung der inneren Dichtheit zwischen den
benachbarten Druckräumen 13, 13' und den Ablaufräumen
14, 14' befindet sich auf jedem Rotorflügel 10 und auf
jedem Statorflügel 6 ein Kastendichtelement 18. Dazu ist
jeder Statorflügel 6 und jeder Rotorflügel 10 mit einer
mittigen und über die ganze Höhe und über die ganze Län
ge verlaufenden Nut versehen. In dieser Nut ist jeweils
das Kastendichtelement 18 eingepreßt, das z. B. aus einem
mittigen Elastikkörper 19 und einem umlaufenden, den
Elastikkörper 19 umschließenden, Dichtkörper 20 besteht.
Damit ist gewährleistet, daß jeder Rotorflügel 10 an
seinem Umfang und an seinen Stirnseiten gegenüber dem
Gehäuse 3 und den Deckeln 4, 4' abgedichtet ist.
Im Übergangsbereich vom Lagerzapfen 8 zum Zylinderteil 9
ist ein Gleitdichtring 21 verdrehsicher und axial ver
schiebbar auf der Abtriebswelle 7 aufgesetzt, sodaß er
mit seiner seitlichen und äußeren Gleit- und Dichtfläche
in gleitender Weise an der Innenfläche des Deckels 4, 4'
und mit seiner inneren Dichtfläche in ruhender Weise an
der Umfangsfläche der Antriebswelle 7 anliegt. Somit
bilden sich ein radialer und umlaufender Dichtspalt 22
zwischen dem Gleitdichtring 21 und dem Deckel 4, 4' und
ein zweistufiger, axialer und umlaufender Dichtspalt 23
und 23' zwischen dem Gleitdichtring 21 und der Abtriebs
welle 7. Zwischen der innenliegenden Fläche des Gleit
dichtringes 21 und dem Rotor- bzw. dem Statorflügel 10 bzw.
6 besteht ein weiterer Dichtspalt 24, der die jeweils be
nachbarten Druck- und Ablaufräume 13, 14 voneinander trennt
und der durch den Dichtkörper 20 des Kastendichtelementes
18 dichtend verschlossen wird.
Der Gleitdichtring 21 besitzt auf seiner dem Deckel 4, 4'
abgewandten Seite, zwischen beiden axialen Dichtstellen 23
und 23', eine Ausnehmung, die als Einbauraum 25 für einen
Diagonaldichtring 26 ausgelegt ist. Dieser Diagonal
dichtring 26 ist z. B. mit zwei Dichtteilen 27 und 28 und
mit einem dazwischenliegenden und beweglichen Führungsteil
29 ausgebildet und im Einbauraum 25 so eingepaßt, daß das
Dichtteil 27 einerseits in Richtung und das Dichtteil 28
andererseits in Gegenrichtung zum vom Druckraum 13, 13'
ausgehenden Druck auf den umlaufenden Dichtspalt 23 bzw.
23' zwischen dem Gleitdichtring 21 und der Abtriebswelle 7
ausgerichtet sind.
Während des Betriebes des Schwenkmotors gelangt Druckmedium
als Leckage aus dem Druckraum 13, 13' über den zwischen dem
Gleitdichtring 21 und dem Zylinderteil 9 des Rotors 2 be
findlichen axialen Dichtspalt 23 in den Einbauraum 25 des
Diagonaldichtringes 26. Dabei baut sich
hier ein zum Druckraum 13, 13' gleicher Druck auf, der die
Dichtteile 27, 28 des Diagonaldichtringes 26 belastet und
sie trotzt gleicher Druckverhältnisse aber auf Grund der
unterschiedlichen Flächenverhältnisse auf den Dichtspalt
23, 23' drückt.
Claims (6)
1. Radialer Schwenkmotor, bestehend
- - aus einem Stator (1) mit einem Gehäuse (3) und beid seitigen Deckeln (4, 4'), wobei im Gehäuse (3) mindestens ein Statorflügel (6) angeordnet ist und
- - aus einem Rotor (2) mit einer in den Deckeln (4, 43) ge lagerten Abtriebswelle (7) und mit Rotorflügeln (10) in gleicher Anzahl, wobei
- - der Statorflügel (6) und der Rotorflügel (10) in Ver bindung mit dem Gehäuse (3), dem Zylinderteil (9) der An triebswelle (7) und den beiden Deckeln (4, 4') mindestens einen Druckraum (13, 13') und einen Ablaufraum (14, 14') ausbilden und
- - der Druckraum (13, 13') und der Ablaufraum (14, 14') nach innen durch einen, in dem Stator- und dem Rotorflügel (10, 6) eingesetzten Kastendichtelement (18) und
- - der Druckraum (13, 13') und der Ablaufraum (14, 14') nach außen und nach innen durch ein ringförmiges Dichtelement abgedichtet sind, wobei
- - das ringförmige Dichtelement zum Deckel (4, 4') einen ra dialen Dichtspalt (22) und zur Abtriebswelle (7) einen axi alen Dichtspalt (23, 23') bilden,
2. Radialer Schwenkmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Weichdichtring ein Dia
gonaldichtring (26) ist, der mit seinem druckbelasteten
Dichtteil (28) auf den axialen Dichtspalt (23) ausgerichtet
ist.
3. Radialer Schwenkmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Weichdichtring ein Dia
gonaldichtring (26) ist, der mit seinen druckbelasteten
Dichtteilen (27, 28) in entgegengesetzten Richtungen auf
den axialen Dichtspalt (23, 23') ausgerichtet ist.
4. Radialer Schwenkmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitdichtring (21) so di
mensioniert ist, daß die radiale Ausdehnung der Gleit- und
Dichtfläche am Dichtspalt (22) größer als die axiale Aus
dehnung der Dichtfläche am Dichtspalt (23) ist.
5. Radialer Schwenkmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Dichtspalt (12) am
Deckel (4, 4') und am Gehäuse (3) aus durchgehenden Plan
flächen gebildet wird und die Deckel (4, 4') und das Gehäu
se (3) durch je ein Zentrierelement radial fixiert sind.
6. Radialer Schwenkmotor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement als ein
Spannring (5) ausgebildet ist.
Priority Applications (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19725412A1 DE19725412A1 (de) | 1999-01-07 |
DE19725412C2 true DE19725412C2 (de) | 2001-02-22 |
Family
ID=7832626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1997125412 Expired - Fee Related DE19725412C2 (de) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Radialer Schwenkmotor |
Country Status (1)
Country | Link |
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PNP LUFTFEDERSYSTEME GMBH, 19089 CRIVITZ, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ZF LEMFOERDER METALLWAREN AG, 49448 LEMFOERDE, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ZF LEMFOERDER GMBH, 49448 LEMFOERDE, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |