DE3220492A1

DE3220492A1 - Hydraulischer motor

Info

Publication number: DE3220492A1
Application number: DE19823220492
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7031 Holzgerlingen Bock
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-29
Filing date: 1982-05-29
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE3220492C2; US4508010A; GB8314754D0; JPS58211577A; GB2121117A; FR2527695A1

Description

P 4155 - 4 -

Anmelder: Herr

Rudolf Bock

Palmerstraße 9

7031 Holzgerlingen

Hydraulischer Motor

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Motor mit in einem stationären Gehäuse gelagerten Rotor, bestehend aus einem Radialkolbenstern mit nach außen offenen Hohlkolben und einzelnen, über die Hohlkolben geschobenen napfartigen Zylindern, die an zwei einander gegenüberliegenden, gegenüber dem Napfboden einwärts versetzten Stellen radiale Achszapfen aufweisen, auf denen jeweils eine gegen eine Kurvenbahn des Gehäuses anliegende Steuerrolle angeordnet ist, und mit einem konzentrischen inneren Steuerzapfen, über welchen die Druckflüssigkeit den Radialkolben/Zylinder-Anordnungen zugeführt wird.

3220Α92

Ein hydraulischer Motor mit den vorstehend genannten Merkmalen ist durch die GB-PS 12 42 381 vorbekannt. Me aufgeführten Merkmale führen au dem Torteil, daß er in Radialrichtung gedrängt, also mit relativ geringem Durehmesser ausgebildet werden kann. Der Umfang der Einsatzmöglichkeit solcher hydraulischer Motoren ist aber nicht allein vom Durchmesser der Motoren abhängig. Auf vielen Anwendungsgebieten, beispielsweise bei der Terwendung des Motors als Nabenmotor zum Einzelantrieb von Fahrzeugrädern, ist auch eine möglichst kurze Baulänge eines solchen hydraulischen Motors anzustreben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Motor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er auch eine kürzere Bauform erlaubt, ohne dadurch an Stabilität und Betriebssicherheit einzubüßen.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem hydraulischen Motor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der über den zentralen Steuerzapfen geschobene Rotor über ein einziges, abtriebsseitiges, Radial- und Axialkräfte aufnehmbares Wälzlager am stationären Gehäuse gelagert ist und das Wälzlager radial nach außen versetzt zwischen einer zum Radialkolbenstem koaxialen Planschwandung des Rotors und dem Gehäuse ausgebildet ist. Das Gehäuse kann dabei vorteilhafterweise als einstückiges zylindrisches Topfgehäuse ausgebildet sein, dessen Boden eine zentrale Durchgangsöffnung für den Steuerzypfen aufweist und dessen Topföffnungsrand, als Sitz für das Wälzlager ausgebildet ist.

Gegenüber den bisher bekannten hydraulischen Motoren, bei denen der Rotor zwei Lagerstellen aufweist, wobei die Lager

einstellbar sein müssen, wird beim erfindungsgemäß ausgebildeten Motor durch die einzige Wälzlagerstelle eine merkliche Verkürzung der Baulänge des Motors erreicht. Dadurch daß das Wälzlager an der Abtriebsseite des Rotors weit nach außen gelegt ist und sich als spielfreies Lager, vorzugsweise als sogenanntes Vierpunkt-Kugellager, aasbilden läßt, werden die von einem an der Planschwandung befestigten Maschinenteil ausgeübten Kipp- und Querkräfte direkt vom Wälzlager aifgefangen und nicht auf den übrigen Rotor übertragen. Der auf den zentralen Steuerzapfen aufgeschobene Nabenteil des Rotors bleibt also von Kipp- und Querkräften unbelastet, so daß seine Passungsdichtung mit dem Steuerzapfen nicht gefährdet ist.

Bei einer Ausführung des hydraulischen Motors als drehzahlumschaltbarer Motor durch Hubraumverstellung, wie sie in der DE-PS 28 53 552 vorgeschlagen worden ist, läßt sich eine weitere Baulängenverkürzung des Motors erfindungsgemäß durch eine Verminderung der Kolben- und damit auch der Zylinderdurchmesser dadurch erreichen, daß die Aufteilung der Kolben in die beiden gesondert mit Druckflüssigkeit versorgbaren Kammern durch eine querverlaufende Wandung in zwei asymmetrisch liegende Kammern erfolgt und die zugehörigen napfartigen Zylinder mit einem entsprechend angepaßten asymmetrisch ausgebildeten Innenteil versehen werden. Die Erfindung erlaubt also sowohl bei Motoren mit festgelegter, als auch bei durch Hubraumverstellung drehzahlumschaltbaren Motoren eine beachtliche Baulängenverkürzung. Hierbei kann die Entlastung des Nabenteils des Rotors erfindungsgemäß noch dadurch begünstigt werden, daß die Planschwandung an ihrem die Lagerstelle bildenden Außenrand mit zwischen den einzelnen Zylindern des Motors hindurchragenden Axialstegen versehen ist, deren Längsseiten

als Laufflächen für auf den Achszapfen der Zylinder koaxial zu den Steuerrollen gelagerte Mitnehmerrollen ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Drehmomentübertragung des Rotors über die Mitnehmerrollen der Zylinder und die Axialstege auf die Planschwandung des Rotors. Das Wälzlager kann zweckmäßig so weit nach außen verlegt sein, daß der Wälzlagerkreis eine größere Achsentfernung als die Umlaufbahn des Mittelpunktes der Achszapfen der Zylinder aufweist. An dieser großflächigen Flanschwandung können auszutreibende Maschinenteile, beispielsweise die ihrerseits den Radkörper tragende Bremsscheibe eines Fahrzeugrades, in relativ großer Achsentfernung an der Flanschwandung festgeschraubt werden, was eine erhöhte Sicherheit dieser Antriebsverbindung durch geringere Belastung der einzelnen Befestigungsstellen bedeutet.

Durch eine symmetrische Verteilung der Kolben und zugehörigen Zylinder über den Umfang des Rotors ist am Rotorstern ein weiterer Kräfteausgleich erzielbar, so daß eine Verformung des Rotors, die zu seinem Festklemmen auf dem Steuerschieber führen müßte, nicht eintreten kann. Der Rotor kann also mit einen guten Wirkungsgrad garantierender Passungsdichtung auf dem Steuerschieber auch ohne eine zweiseitige Lagerung angeordnet sein. Die die Baulänge verkürzende Ausbildung des Motors bedingt also kein den Wirkungsgrad des Motors durch höhere Ölleckverluste verschlechterndes größeres Spiel zwischen Rotor und Steuerzapfen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten hydraulischen Motors anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch den Motor

entlang der Linie I-I in Fig. 2$

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht des Motors

in Richtung des Pfeils II in Fig. 1 und daran anschließend im Uhrzeigersinne drei Schnittsektoren mit den Schnittebenen III, IYmd V in Fig. 1}

Fig. 3 eine Seitenansicht des Außenteiles des

Rotors mit einem Querschnitt durch einen Kolben und den zugehörigen Zylinder.

Der hydraulische Motor weist ein topfförmiges, zylinderisches Gehäuse 10 mit einer hinteren Stirnwand 11 und einem Öffnungsrand 12 auf. Auf der Innenseite des Gehäuses sind zwei deckungsgleiche Steuerkurven 15 für die Zylinder 37 des Motors ausgebildet. Fig. 2 zeigt eine derSteuerkurven 15· In den durch die Steuerkurven 15 bedingten dickeren Wandungsbereichen sind Gewindebohrungen 16 zur Befestigung des Gehäuses 10 z.B. an der Radaufhängung eines Fahrzeuges ausgebildet. Die Stirnwand 11 ist mit einer zentralen Öffnung versehen, in welche ein Haltering 17 eingesetzt ist und durch welche ein zentraler, axialbeweglicher Steuerzapfen 18 mit seinem Anschlußleitungen 19 und 20 für die Betriebsflüssigkeit tragenden Teil aus dem Gehäuse 10 nach außen ragt. Der Öffnungsrand 12 des Gehäuses trägt eine V-förmige Ringnut 21 als Lagernut für die Kugeln eines Wälzlagers.

Das die Kugeln 22 aufweisende, am Gehäuseöffnungsrand 12 veit außen liegende Wälzlager ist als Radial- und Axialkräfte aufnehmendes Tierpunkt-Kugellager ausgebildet und bildet die einzige Lagerstelle des Rotors 23 des hydraulischen Motors im Gehäuse 10. Die rotorseitigen Gegenlaufflächen für die Kugeln 22 werden durch die abgeschrägte Kante 24 des Außenrandes einer sich in der öffnung des topfförmigen Gehäuses 10 erstreckenden Flanschwandung 25 des Rotors 23 und durch einen auf der äußeren Planschseite 28 der Flanschwandung 25 anliegenden Ansatzring 26, der ebenfalls eine abgeschrägte Kante aufweist, gebildet. Der Ansatzring 26 liegt gegen eine in Fig. 3 bezeichnete Schulter 27 auf der Flanschseite 28 der Flanschwandung 25 an und ist mittels Schrauben 29 mit der Flanschwandung 25 verbunden, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig zum Befestigen einer Bremsscheibe 30 eines Fahrzeugrades an der Flanschwandung 25 dienen.

Die Flanschwandung 25 bildet das abtriebsseitige Ende des Rotors 23, der mit Gleitsitz auf den zentralen Steuerzapfen 18 aufgeschoben ist und in seinem mittleren Bereich zu einem Kolbenstern mit sechs symmetrisch verteilten Radialkolben 31 gestaltet ist. Durch eine aus den Fig. 1 und 3 ersichtliche Querwandung 32 sind die Kolben 31 in zwei asymmetrisch angeordnete Kammern 33 und 34 aufgeteilt, die gesonderte Anschlußöffnungen 35 und 36 aufweisen, über welche sie aus dem axialverschiebbaren Steuerzapfen 18 in Abhängigkeit von der Axialstellung des Steuerzapfens 18 gesondert mit Druckflüssigkeit versorgt werden können. Das Zusammenwirken des Steuerzapfens 18 mit den einzelnen Kammern der sechs Radialkolben 31 interessiert im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht

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und wird daher nicht näher beschrieben. Ausführungen dazu finden sich in der DE-PS 28 53 552.

Auf jeden der sechs Sadialkolben 31 ist ein napfförmiger Zylinder 37 aufgesetzt und einerseits auf der zylindrischen Außenseite der Radialkolben 31 "und anderseits durch einen in die kreiszylindrisch ausgebildete Kammer 34 der Kolben 31 ragenden Führungszapfen 38 geführt. Die Abdichtung des Zylinders erfolgt mittels in Eingnuten 39 äes Zylinders eingesetzter Dichtungsringe. Jeder Kolben ist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit teilweise hohlen Achszapfen versehen, an deren Enden über Nadellager Steuerrollen 41 gelagert sind, die auf den Steuerkurven 15 der Einsatzringe 13 und 14 abrollen.

Neben den Steuerrollen 41 sind auf den Achszapfen 40 schmale Hitnehmerrollen 42 ebenfalls wälzgelagert. Diese Mitnehmerrollen 42 liegen an aus Pig. 2 ersichtlichen seitlichen Laufflächen 43 von sich radial zwischen den einzelnen Zylindern 37 des Motors erstreckenden und von der Planschwandung 25 des Rotors auegehenden Axialstegen 44 an, deren Abmessung aus Pig. 3 ersichtlich ist. Die Mitnehmerrollen 42 übertragen das Drehmoment von den Zylindern über die Axialstege 44 auf die abtriebsseitige Planschplatte 25 des Motors.

Der dargestellte hydraulische Motor bildet einen sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung äußerst kompakt gestalteten sogenannten Radnabenmotor, der durch seine besondere Lagerausbildung und seine Maßnahmen zur Drehmomentübertragung bei kurzer Baulänge einen äußerst robusten, den Rotor von schädlichen Biegekräften entlastenden Aufbau hat.

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Das einzige Wälzlager mit den Kugeln 22 des hydraulischen Motors ist so weit als möglich nach außen gelegt, so daß sein Wälzlagerkreis noch eine größere Achsentfernung als die Umlaufbahn der Achszapfen 40 der Zylinder 37 hat.

Claims

Patentan s ρ r ü c h e

1. Hydraulischer Motor mit in einem stationären Gehäuse gelagerten Rotor, bestehend aus einem EadiaikoIbenstern mit nach außen offenen Hohlkolben und einzelnen, über die Hohlkolben geschobenen napfartigen Zylindern, die an zwei einander gegenüberliegenden, gegenüber dem Hapfboden einwärts versetzten Stellen radiale Achszapfen aufweisen, auf denen jeweils eine gegen eine Kurvenbahn des Gehäuses anliegende Steuerrolle angeordnet ist, und mit einem konzentrischen inneren Steuerzapfen, über welchen die Druckflüssigkeit den Radialkolben/Zylinder-Anordnungen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sein über den zentralen Steuerzapfen (18) geschobener Rotor (23) über ein einziges, abtriebsseitiges, Radial- und Axialkräfte aufnehmbares Wälzlager (22) am stationären Gehäuse (1O) gelagert ist und das Wälzlager (22) radial nach außen versetzt zwischen einer zum Radialkolbenstern (Kolben 31) koaxialen Planschwandung (25) des Rotors (23) und dem Gehäuse (1O) ausgebildet ist.

2. Hydraulischer Motor nach Anspruch 1, mit zur Hubraumverateilung in zwei, gesondert mit Druckflüssigkeit versorgbare Kammern unterteilten Kolben und einem in Axialrichtung zwischen verschiedenen Betriebsstellungen verstellbaren Steuerzapfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (31) unter Reduzierung ihres AuSendurchmesBers durch eine querverlaufende Wandung (32) in zwei asymmetrisch

liegende Kammern (33» 34) unterteilt sind und die zugehörigen napfartigen Zylinder (37) einen entsprechend asymmetrisch ausgebildeten Innenteil aufweisen.

3. Hydraulischer Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) als einstückiges zylindrisches Topfgehäuse ausgebildet ist, dessen den Topfboden bildende Stirnwand (11) eine zentrale Durchgangsöffnung für den Steuerzapfen (18) aufweist und dessen TopfÖffnungsrand (12) als Sitz (Keilringnut 21) für das Wälzlager (22) ausgebildet ist.

4· Hydraulischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (22) in größerer Achsentfernung als die Achsen der Achszapfen (40) der Zylinder (37) angeordnet ist.

5. Hydraulischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die abtriebsseitige Planschwandung (25) des Rotors (23) mit zwischen den einzelnen Zylindern (37) hindurchragenden Axialstegen (44) versehen ist, deren Längsseiten (43) als Laufflächen für auf den Achszapfen (40) der Zylinder (37) koaxial zu den Steuerrollen (41) gelagerte Mitnehmerrollen (42) ausgebildet sind.

6. Hydraulischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (22) als soge-

. nanntes Vierpunkt-Kugellager ausgebildet ist, wobei zwei Kugelanlagepunkte in einer Keilringnut (21) im Gehäuseöffnungsrand (12), ein dritter Kuge!anlagepunkt an einer

schrägen Auß enrandf lache (24) der Flanschwandung (25) und der vierte Kugelanlagepunkt auf einer Schrägrandfläche eines an der Planschwandung (25) angeschraubten konzentrischen Ansatzringes (26) liegen.

7. Hydraulischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine gerade Zahl von Kolben (3I) und Zylindern (37) in symmetrischer Verteilung über den umfang des Botors (23) aufweist.

8. Hydraulischer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Nabenmotor für ein abbremsbares Fahrzeugrad, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Fahrzeugrad starr und konzentrisch verbundene Bremsscheibe (30) koaxial an der abtriebsseitigen Flanschwandung (25) des Rotors (23) angesohraubt (Sehrauben 29) ist.