DE4006895C2

DE4006895C2 - Feststellanordnung eines hydraulischen Motors

Info

Publication number: DE4006895C2
Application number: DE4006895A
Authority: DE
Inventors: Alain Willian Noel; Louis Bernard-Marie Josep Bigo
Original assignee: Poclain Hydraulics France SA
Current assignee: Poclain Hydraulics Industrie
Priority date: 1989-03-07
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2010-03-07
Also published as: GB2231370B; US5209064A; FR2644210A1; GB9004297D0; DE4006895A1; FR2644210B1; GB2231370A; JPH03202678A; JP3124014B2

Description

Es sind bereits Feststellanordnungen zum Blockieren der gegen seitigen Verdrehung von zwei Elementen mit relativer Verdrehbar keit bekannt, die eine Verspannung gegen die relative Verdreh barkeit vorbezeichneter Elemente ermöglichen.

Zahlreiche bekannte Feststellanordnungen werden durch Pakete von Bremsscheiben gebildet, wobei der axiale Raumbedarf groß und die Kosten hoch sind. Feststellanordnungen dieser Art für einen hydraulischen Motor sind aus der US 4-724-742 und der GB 2 172 677 A bekannt.

Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen Nachteilen abzuhelfen und stellt eine Feststellanordnung eines hydraulischen Motors be reit, die folgende Bestandteile umfaßt: eine Reaktionsnockenbahn, einen Zylinderblock, der bezüglich der Reaktionsnockenbahn drehbar gelagert ist, ein erstes Verbin dungsmittel, das mit dem Zylinderblock drehfest verbunden ist, ein zweites Verbindungsmittel, das mit der Reaktionsnockenbahn drehfest verbunden ist und das gegenüber dem vorbenannten ersten Verbindungsmittel in zwei unterschiedliche Positionen gebracht werden kann, eine erste Position, in der die besagten ersten und zweiten Verbindungsmittel miteinander drehfest verbunden sind, und eine zweite Position, in der die ersten und zweiten Verbin dungsmittel nicht zur gegenseitigen Festsetzung zusammenwirken, eine Vorrichtung zur Einstellung der gegenseitigen Position der ersten und zweiten Verbindungsmittel, die zwischen ihnen eingesetzt ist und zumindest ein Stellmittel aufweist, das mit Hilfe einer unter Druck stehenden Flüssigkeit betrieben wird und eine Arbeitskammer, die durch eine Zylinder und durch eine in diesem Zylinder verschiebbaren Kolben begrenzt, umfaßt.

Im Sinne der Erfindung ist folgendes vorgesehen:

a) das eine der ersten und zweiten Verbindungsmittel ist mit einem Feststellorgan gekoppelt, das translatorisch beweg lich gegenüber dem der beiden Antriebselemente - Zylinder block und Reaktionsnockenbahn - montiert ist, mit dem das besagte Verbindungsmittel drehfest verbunden ist;
b) das besagte Feststellorgan ist mit dem einen der Bestand teile, die die Arbeitskammer des vorbenannten Stellmittels, das mit Hilfe einer unter Druck stehenden Flüssigkeit be trieben wird, begrenzen, - Kolben und Zylinder - einstückig ausgeführt;
c) das eine der ersten und zweiten Verbindungsmittel besteht aus wenigstens einem Verbindungsvorsprung, der mit wenig stens einer Ausnehmung verbunden werden kann, die in dem anderen der vorbezeichneten ersten und zweiten Verbindungs mittel ausgespart ist;
d) die ersten und zweiten Verbindungsmittel sind in der Ar beitskammer des Stellmittels enthalten, das durch unter Druck stehender Flüssigkeit betrieben wird.

Folgende erfolgsversprechende Ausgestaltungen sind vorzugsweise vorzusehen:

- der Zylinderblock des Motors ist zentral gebohrt und mit einer Keilverzahnung versehen, um in erster Linie besagten Zylinderblock drehfest mit einer Antriebswelle zu verbinden; besagtes Feststellorgan ist ebenfalls mit einer Keilverzahnung versehen, die mit der Keilverzahnung des Zylinderblockes zusammenwirkt, um eine translatorisch bewegliche und dabei drehfeste Anordnung dieses Feststell organs bezüglich des Zylinderblockes zu ermöglichen;
- das Feststellorgan und der Kolben des Stellmittels sind aus einem Stück;
- das besagte erste Verbindungsmittel und der besagte Kolben sind aus einem Stück;
- das besagte zweite Verbindungsmittel und der besagte Zylin der sind aus einem Stück;
- die ersten und zweiten Verbindungsmittel sind durch Keil verzahnungen oder durch Stirnverzahnungen gebildet;
- der maximale Durchmesser der Keilverzahnungen oder der Stirnverzahnungen, die mit dem Kolben aus einem Stück sind, hat ungefähr den gleichen Wert wie der des maximalen Durch messers des besagten Kolbens;
- der maximale Durchmesser der Keilverzahnung oder der Stirn verzahnung, die mit dem Kolben aus einem Stück sind, be läuft sich auf das 0,88- bis 0,96-fache des maximalen Durchmessers des Kolbens.

Der grundlegende Vorteil der beschriebenen Vorrichtung besteht in der gleichzeitigen Gewährleistung der Einfachheit der Kon struktion, der Kompaktheit und der Leistungsfähigkeit. Die Platzersparnis ist vor allen Dingen angestrebt und wird mittels der einfachen Vorrichtung verwirklicht.

Die Erfindung wird besser verstanden werden und die weitere Charakteristika und deren Vorteile werden deutlich hervorgehoben werden anhand der Beschreibung einer Ausführung, die hiermit als Beispiel gegeben wird.

Es sei darauf verwiesen, daß die Beschreibung und die Zeichnungen lediglich als Information und Hinweis dienen und keinen einschränkenden Zweck verfolgen.

Es wird jeweils auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen; sie gestalten sich wie folgt:

Fig. 1 stellt einen hydraulischen Motor dar, der mit einer Festsetzvorrichtung im Sinne der Erfindung ausgestattet ist,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäß II-II der Fig. 1,

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt analog zu Fig. 2 von einer Variante der Verwirklichung der Verbin dungsmittel im Sinne der Erfindung,

Fig. 4 umfaßt eine Draufsicht gemäß dem Pfeil in Fig. 3.

Fig. 1 stellt die Anordnung aus einem hydraulischen Motor und einer Feststellvorrichtung, die an den Motor angepaßt ist, dar, die im einzelnen umfaßt:

- ein Motorgehäuse, bestehend aus einem Außendeckel 1, versehen mit einem Anschlußstutzen 2, einem ersten Zwischenstück 3, auf dem besagter Deckel aufge schraubt ist (4), einem zweiten Zwischenstück 5, in das eine Nockenbahn 6 mit mehreren Erhebungen eingear beitet ist, einem weiteren Außenteil 7; erstes (3) und zweites (5) Zwischenstück und das Außenteil 7 sind mit Hilfe von Schrauben 8 zusammengesetzt; das Gehäuse umschließt eine Hohlraum 12;
- eine Ausgangswelle 9, die im Gehäuse mit zwei Kegel rollenlagern 10 drehbar gehalten ist;
- einen Zylinderblock 11, der im Inneren des Hohlraums 12 enthalten ist und sich axial auf einem Ring 13 eines der beiden Kegelrollenlager 10 abstützt und der Keilnuten 14 umfaßt, die mit innenliegenden Verzahnun gen 15 verbunden sind; die die Abtriebswelle 9 auf weist, um drehfest mit der Abtriebswelle verbunden zu sein;
- Zylinder 16, die in Bezug auf die Rotationsachse 17 der Abtriebswelle 9 im Gehäuse radial im Zylinder block 11 angeordnet sind und die jeweils einen Kolben 18a aufnehmen, der jeweils mit einer Laufrolle 18 ausgestattet ist, mittels der jeder Kolben 18a mit der Nockenkurve 6 zur Anlage kommen kann, wobei jeder Zylinder über einen Kanal 19 auf eine ebene Fläche 20 einwirkt; die senkrecht zur Rotationsachse 17 steht, die der Zylinderblock 11 umfaßt;
- einen Fluidverteiler 21, der eine ebene Fläche 22 umfaßt, die senkrecht zur Rotationsachse 17 liegt, auf der ebenen Fläche 20 des Zylinderblocks 11 aufliegt, sowie zwei getrennte Umfangsnuten 23, 24, die durch zwei Dichtungen 30 voneinander getrennt werden, die jeweils über Kanäle 25, 26 mit der ebenen Fläche 22 verbunden sind, um mit den Kanälen 19 des Zylinder blocks in Verbindung treten zu können, und nachein ander Kerben und Vorsprünge 27, die den Fluidvertei ler 21 und das erste Zwischenstück 3 des Gehäuses drehfest zueinander halten;
- zwei Kanäle 28, 29, die in das erste Zwischenstück 3 eingearbeitet sind und jeweils die Umfangsnuten 23, 24 mit den äußeren Kanälen 31, 32 verbinden;
- einen Zylinderraum 1A, der in den Deckel 1 eingear beitet wird;
- einen Kolben 33 mit innenliegender Verlängerung 34, der durch eine Bohrung 35 des ersten Zwischenstückes 3 des Gehäuses und eine Bohrung 36 des Fluidverteilers 21 hindurchgeht und mit einer Keilverzahnung 37 ver sehen und mit dem Zylinderblock 11 durch die vorer wähnte Keilverzahnung 37 der Verlängerung 34 des Kol bens 33, die mit einer Keilverzahnung 14 des Zylinder blocks 11 im Eingriff ist, drehfest verbunden ist, wobei besagter Kolben 33 verschiebbar im Inneren des Zylinders 1A montiert ist;
- eine Fluidkammer 38, die durch den Kolben 33 und den Zylinder 1A begrenzt wird und die mit dem Anschluß stutzen 2 des Deckels 1 in Verbindung steht;
- eine Feder 39, die zwischen dem inneren Ende 40 der Abtriebswelle 9 und dem Kolben 33 und seiner Verlän gerung 34 angebracht ist;
- eine Keilverzahnung 41, die sich bis zu der Stirnfläche 42 des Kolbens erstreckt, der die Kammer 38 begrenzt und die mit benanntem Kolben fest verbunden ist, wobei sie sich in gleicher Weise bis zum Umfang des Kolbens 33 erstreckt und einen maximalen Durchmesser D 41 hat;
- eine Keilverzahnung 43, die in die innere Stirnfläche des Deckels 1 eingearbeitet ist und die mit besagtem Deckel fest verbunden ist und die, wie in den Fig. 1 und 2 ersichtlich, mit der Keilverzahnung 41 des Kolbens 33 im Eingriff ist, um den Kolben 33 und den Deckel 1 drehfest zu verbinden und vermittels dessen den Zylinderblock 11 und das Gehäuse (1-3-5-7) gegen Verdrehung festzusetzen.

Es sei darauf verwiesen, daß der maximale Durchmesser D 41 der Keilverzahnung 41 einen sehr ähnlichen Wert wie der Durchmesser D 33 des Kolbens 33 aufweist. Tatsächlich weist der Durchmesser D 41 einen Wert auf, der sich in der Größenordnung zwischen dem 0,88- und 0,96-fachen des Wertes des Durchmessers D 33 in bevorzugter Ausführung bewegt. Weiterhin kann ein Teil 44 nach Art eines Maschinengestells mit dem Gehäuse mittels Bolzen 45 und mittels eines Flan sches 46, den das erste Zwischenstück 3 aufweist, verbunden werden und ein zweites Teil 47 nach Art einer Antriebs welle einer Vorrichtung, die drehend angetrieben werden soll, wird drehfest an die Abtriebswelle 9 angekuppelt mit Hilfe von Keilverzahnungen 48, 49, die jeweils besagtes Teil 47 und der außenliegende Bereich der Abtriebswelle 9 aufweisen.

Die Wirkung der Feder 39 ist die Ermöglichung des gegen seitigen Eingriffs der Keilverzahnungen 41, 43 des Kolbens 33 und des Deckels 1, wenn keine unter Druck stehende Flüs sigkeit in der Kammer 38 ist.

Ein Kreislauf zur Regelung der Position des Kolbens 33 ist vorgesehen und wird durch folgendes geschaffen:

- einen Vorratsbehälter für Fluid 50;
- eine hydraulische Pumpe 51;
- ein Zwei-Wege-Ventil für Fluid 52;
- ein Überdruckventil 53; und folgende Kanäle:
- eine Ansaugleitung 54, die die Pumpe 51 mit dem Vor ratsbehälter 50 verbindet;
- eine Förderleitung 55 der Pumpe 51, die letztere mit dem Wegeventil 52 verbindet;
- eine Leitung 56, die das Wegeventil 52 mit dem Vor ratsbehälter 50 verbindet;
- eine Leitung 57, die die Förderleitung 55 mit dem Vor ratsbehälter 50 verbindet und in der das Überdruckven til 53 als Schutz gegen zu hohe Drücke vorgesehen ist;
- eine Leitung 58, die das Wegeventil 52 mit dem An schlußstutzen 2 des Deckels 1 verbindet.

Den beiden Positionen des Wegeventils 52 entsprechen:

- die erste Position mit einer Verbindung der Kanäle 58, 56, 55 zum Eingriff der Keilverzahnung 41 mit der Keil verzahnung 43 bei einer ersten Extremposition des Kol bens 33;
- die zweite Position, mit einer Verbindung der Kanäle 55, 58 und einem Verschließen des Kanals 56 bei einer zweiten Extremposition des Kolbens 33, in der Keilver zahnungen 41 und 43 voneinander getrennt sind.

In Abwandlung der Keilverzahnungen 41-43 kann die Vor richtung mit Stirnverzahnungen (Fig. 3 und 4) ausgestat tet werden, wobei die Zähne 41A und 43A entsprechende Gegenzähne 41B und 43B haben, die in sich gegenüberlie gende Ebenen 41C und 43C liegen, die jeweils senkrecht zur Rotationsachse 17 stehen.

Die Verbindungswirkung der Verzahnungen 41A und 43A ist selbstverständlich identisch mit der der Verzahnungen 41 und 43. Zwecks bestmöglicher Ausnutzung des Raumangebotes ist es gleichermaßen von Vorteil, die maximalen Durchmesser D 41A und D 43A der vorerwähnten Verzahnung möglichst groß zu wählen, beispielsweise zwischen dem 0,88- und 0,96-fa chen des Durchmessers D 33 des Kolbens 33.

Die Funktionsweise des hydraulischen Motors ist von übli cher Art, so daß hier auf eine Erläuterung verzichtet wer den kann.

Die Funktionsweise der Feststellvorrichtung wird hingegen im folgenden erläutert.

Wenn das Wegeventil 52 in seine erste Position gebracht wird, sind entweder die Keilnuten 41 und 43 bereits im Eingriff und werden von der Feder 39 im Eingriff gehalten oder diese Keilnuten sind noch nicht im Eingriff und eine kleine Drehung, die höchstens dem zwei Nuten trennenden Winkel entspricht, bringt die Keilnuten 41 in eine Posi tion, um mit den Keilnuten 43 in Eingriff gebracht werden zu können, wobei die Feder 39 dann den Eingriff herbei führt. Wenn ausgehend von der Position des gegenseitigen Eingriffs der Keilnuten 41 und 43 das Wegeventil 52 in seine zweite Position gebracht wird, drückt die unter Druck stehende Flüssigkeit, die in der Kammer 38 enthalten ist und die auf den Kolben 33 wirkt, auf den Kolben und bewirkt, daß der Eingriff der Keilnuten 41 und 43 aufgehoben wird, so daß der Zylinderblock 11 und die Abtriebswelle 9 in Bezug auf das Gehäuse (1-3-5-7) erneut in Drehung versetzt werden können.

Der Vorteil der beschriebenen Erfindung liegt in der Ein fachheit der Vorrichtung, in der Kompaktheit, vor allem in axialer Abmessung und in den niedrigen Herstellkosten.

Es ist anzumerken, daß durch die Wahl, die Keilnuten 41 des Kolbens 33 am Umfang des letzteren anzubringen, bei einem hohen Wert von D 41 eine hohe Drehmomentaufnahme ohne Schwierigkeiten möglich ist. Dies gilt ebenfalls für die Verzahnungen 41A und 43A.

Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die beschrie bene Ausführung, sondern deckt ganz im Gegenteil alle Varianten ab, die darauf Anwendung finden können, ohne den Rahmen oder die Konzeption der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Feststellanordnung eines hydraulischen Motors, die folgen des umfaßt:

1. eine Reaktionsnockenbahn (6);
2. einen Zylinderblock (11), der in Bezug auf die Reaktions nockenbahn (6) drehbar gelagert ist (10);
3. ein erstes Verbindungsmittel, das mit dem Zylinderblock (11) drehfest verbunden ist (33-37-14);
4. ein zweites Verbindungsmittel, das mit der Reaktionsnocken bahn (6) drehfest verbunden ist (1-4-3-5) und das bezüglich des ersten Verbindungsmittels (41) in zwei verschiedene Positionen gebracht werden kann;
5. eine erste Position, in der die besagten ersten und zweiten Verbindungsmittel miteinander drehfest verbunden sind, und eine zweite Position, in der die ersten und zweiten Verbin dungsmittel nicht zur gegenseitigen Festsetzung zusammen wirken, und
6. eine Vorrichtung (39, 33, 38, 52, 51) zur Einstellung der gegenseitigen Position der ersten und zweiten Verbindungs mittel, die zwischen ihnen eingesetzt ist und zumindest ein mit Hilfe von unter Druck stehender Flüssigkeit betriebenes Stellmittel aufweist, das wiederum eine Arbeitskammer (38), die durch einen Zylinder (1A) und einen in diesem Zylinder (1A) verschiebbaren Kolben (33) begrenzt wird, umfaßt,

dadurch gekennzeichnet,
daß

a) das eine der ersten und zweiten Verbindungsmittel an ein Feststellorgan (33) gekoppelt ist, das translatorisch be weglich (37, 14) gegenüber einem der beiden Antriebs elemente - Zylinderblock und Reaktionsnockenbahn - montiert ist, mit dem das besagte Verbindungsmittel drehfest verbun den ist,
b) das besagte Feststellorgan (33) mit dem einen der Bestand teile - Kolben (33) und Zylinder (1A) -, die die Arbeits kammer (38) des vorerwähnten Stellmittels begrenzen, das mit Hilfe von unter Druck stehender Flüssigkeit betrieben wird, eine einstückige Anordnung darstellt,
c) das eine der ersten und zweiten Verbindungsmittel minde stens einen Verbindungsvorsprung umfaßt, der mit mindestens einer Ausnehmung in Verbindung gebracht werden kann, die das andere der besagten ersten und zweiten Verbindungs mittel umfaßt,
d) die ersten und zweiten Verbindungsmittel in der Arbeits kammer (38) des Stellmittels, das mit Hilfe von unter Druck stehender Flüssigkeit betrieben wird, enthalten sind.

2. Feststellanordnung gemäß Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinderblock (11) des Motors eine zentrale Bohrung mit Keilnuten (14) aufweist, um besagten Zylinderblock (11) drehfest mit der Antriebswelle zu verbinden, wobei vor erwähntes Feststellorgan ebenfalls mit Keilnuten (37) ver sehen ist, die mit den Keilnuten (14) des Zylinderblocks (11) zusammenwirken, um eine translatorisch bewegliche und gleichzeitig drehfeste Anordnung dieses Feststellorgans bezüglich des Zylinderblocks (11) herzustellen.

3. Feststellanordnung nach einem der Patentansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Feststellorgan und der Kolben (33) des Stellmittels aus einem Stück gefertigt sind.

4. Feststellanordnung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß besagtes erstes Verbindungsmittel und besagter Kolben (33) aus einem Stück gefertigt sind.

5. Feststellanordnung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß besagtes zweites Verbindungsmittel und besagter Zylin der (1A) aus einem Stück gefertigt sind.

6. Feststellanordnung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Verbindungsmittel durch Keil verzahnungen (41, 43) gebildet werden.

7. Feststellanordnung gemäß Patentanspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der maximale Durchmesser (D 41) der Keilverzahnung (41), die mit dem Kolben (33) einstückig ausgeführt ist, einen ähnlichen Wert wie der des maximalen Durchmessers (D 33) des besagten Kolbens (33) aufweist.

8. Feststellanordnung gemäß Patentanspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich der maximale Durchmesser (D 41) der Keilverzahnung (41) am Kolben (33) dem 0,88- bis 0,96-fachen Wert des Durchmessers (D 33) des Kolbens (33) entspricht.

9. Feststellanordnung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Verbindungsmittel durch Stirn verzahnungen (41A, 43A) gebildet werden.

10. Feststellanordnung gemäß Patentanspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der maximale Durchmesser (D 41A) der Stirnverzahnung (41A), die mit dem Kolben (33) einstückig ausgeführt ist, einen ähnlichen Wert wie der des maximalen Durchmessers (D 33) aufweist.

11. Feststellanordnung gemäß Patentanspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der maximale Durchmesser (D 41A) der Stirnverzahnung (41A) am Kolben (33) dem 0,88- bis 0,96-fachen Wert des Durchmessers (D 33) des Kolbens entspricht.