EP1628019A2 - Schwenkmotor mit einem Druckbegrenzungsventil - Google Patents

Schwenkmotor mit einem Druckbegrenzungsventil Download PDF

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EP1628019A2
EP1628019A2 EP05017252A EP05017252A EP1628019A2 EP 1628019 A2 EP1628019 A2 EP 1628019A2 EP 05017252 A EP05017252 A EP 05017252A EP 05017252 A EP05017252 A EP 05017252A EP 1628019 A2 EP1628019 A2 EP 1628019A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
motor according
pressure medium
working chambers
swing motor
Prior art date
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EP05017252A
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English (en)
French (fr)
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EP1628019B1 (de
EP1628019A3 (de
Inventor
Rainer Beilner
Matthias Reuss
Stephan Schiffler
Alfred Wirth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Publication of EP1628019A2 publication Critical patent/EP1628019A2/de
Publication of EP1628019A3 publication Critical patent/EP1628019A3/de
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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
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/12—Characterised by the construction of the motor unit of the oscillating-vane or curved-cylinder type
    • 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
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/204—Control means for piston speed or actuating force without external control, e.g. control valve inside the piston

Definitions

  • the invention relates to a swivel motor according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 196 13 769 C2 describes a dual-circuit pressure medium system for active chassis control using a slewing motor.
  • the swivel motor is known for example from DE 44 42 223 C2 and consists of a cylinder and extending in the axial direction ribs. Inside the cylinder, a motor shaft with wings is rotatably mounted parallel to the ribs. End cover closes the pivot motor, so that the motor shaft forms working chambers together with the cylinder, each adjacent working chambers is connected to a respective other of the existing pressure medium connections.
  • a composite system within the swing motor serves to supply pressure medium between the respective working chambers.
  • a pressure limiting valve is used within the pressure medium system, which is functionally arranged between the pressure supply and a switching valve.
  • a further pressure medium line within the vehicle is necessary, which can represent a potential leakage point.
  • Object of the present invention is to further develop such a pivot motor, which can absorb the said peak pressures permanently.
  • the object is achieved in that at least one pressure relief valve is disposed within the swing motor between at least two working chambers which are connected to different pressure medium connections.
  • the pressure limiting valve is arranged in a flow connection between adjacent working chambers.
  • several options are conceivable.
  • the flow connection can be carried out in a foot region of a rib or a wing. This solution requires no changes to the disc seals.
  • the flow connection may intersect a groove for a disc seal within a rib or wing.
  • the window seal is designed with a cross connection.
  • the manufacturing cost of the disc seal with a cross connection is practically free.
  • a valve body of the pressure relief valve comes in the closed position on the window seal to the plant.
  • the pressure limiting valve controls a flow connection between the pressure medium composite systems of the working chambers.
  • a constructive possibility is that the pressure medium composite system is formed by at least two transverse bores within the motor shaft and between these transverse bores, the at least one flow connection is executed.
  • a flow connection can be carried out particularly advantageously in the central axis of the motor shaft.
  • a third pressure medium composite system is connected in parallel and this pressure medium composite system is in operative connection with the pressure relief valve.
  • the third pressure medium composite system is formed by an annular groove between the cylinder and the lid. This form of pressure fluid composite system and the flow connection between the pressure medium composite system can be made very easily.
  • At least one working chamber is connected via the pressure limiting valve to the pressure medium composite system of an adjacent working chamber.
  • This variant is particularly easy to produce because you simply make a radial bore between two wings in the direction of a transverse bore.
  • the flow connection for the pressure relief valve runs within the groove for the disk seal.
  • a check valve is disposed within the groove side wall of the groove for the window seal.
  • the check valve is biased by a strip spring in a groove side wall.
  • each one of the pressure of a first working chamber biased shaft seal is disposed in an annular space, said annular space is connected via the pressure relief valve with a second working chamber, wherein the two working chambers are coupled to different pressure medium connections. At least part of the flow connection is taken over by the annulus. The particularly heavily loaded area of the motor shaft is not weakened.
  • the pressure limiting valve is arranged on a cover, which is much easier to machine compared to the motor shaft.
  • this consists of a valve body in conjunction with a spring and a spring-supporting element, for. B. a screw-in.
  • the spring of the pressure relief valve can be supported on a rib of the cylinder.
  • the rib is designed frontally with a groove for connection to a working chamber.
  • the swivel motor 1 shows, in conjunction with FIG. 2, a swivel motor 1 in longitudinal section whose basic construction is also assumed in the following figures.
  • the swivel motor 1 comprises a cylinder 3, on whose inner diameter axially extending ribs 5 are executed. Inside the cylinder 3, a motor shaft 7 is rotatably mounted. On the motor shaft wings 9 are arranged, which extend parallel to the ribs 5. End is the cylinder 3 of lids 11; 13 closed.
  • the motor shaft with its wings and the cylinder with its ribs together with the covers working chambers 15; 17, which are separated by disc seals 19 in the wings and ribs.
  • FIG. 3 shows a swivel motor according to FIG. 2 in the embodiment with a pressure-limiting valve 36 between two adjacent working chambers 15; 17, with different pressure medium connections 33; 35 are connected.
  • the Each pressure relief valve consists of a flow connection 37, which consists of a valve body 39, z. B. a ball or a cone in connection with a closing spring 41 is sealed.
  • the closing spring 41 is supported on a sleeve 43.
  • a pressure relief valve 36 is shown within a wing 7, wherein the flow connection 37 crosses a groove for the disc seal 19.
  • Fig. 5 shows a variant enlarged.
  • Each disk seal comprises a sealing frame 45 in which patches 47 are arranged.
  • side seal plates 49 are inserted in the groove.
  • the disc seal 19 has a slight clearance to the groove side walls, so that pressure medium from a working chamber with high pressure can flow into the groove and thereby enters a gap between the filler pieces and a side seal.
  • the operating pressure Via transverse openings 51 in the filler pieces, the operating pressure also acts radially on the sealing frame, the circumferential rests on the groove base and the inner wall of the cylinder and the inner sides of the lid.
  • the higher pressure in a working chamber ensures that the window seal in the direction of the working chamber with lower pressure is shifted. If there is a pressure peak, which is above a defined opening point of the pressure relief valve, then the valve body lifts with the back in the direction of the working space with the lower pressure of a valve seat surface in the wing 7, so that a cross connection 53 is released in the window seal.
  • FIG. 6 shows a modification to FIG. 5, in which the valve body 39 comes to rest on the window seal 19, in particular the side sealing disks 49.
  • shape and position deviations, in particular to the valve body 39 and cross connection 53 can be easily compensated.
  • a pressure relief valve 36 is used, which can connect a working chamber 15 with the pressure medium composite system, transverse bore 31, an adjacent working chamber 17.
  • the advantage of this embodiment is that the flow connection 37 utilizes the pressure medium composite system for the function of the pressure relief valve. It makes sense each of the work spaces 15; 17 with the corresponding transverse bores 29; 31 connect via a pressure relief valve 36.
  • the previous solutions describe a pressure relief valve between a working space and another working space or a pressure medium composite system. But one can also provide that the pressure relief valve is a flow connection between the pressure medium composite systems of the working chambers 15; 17 controls.
  • Fig. 8 shows a solution in which the pressure relief valve 36 is arranged with its flow connection 37 between the transverse bores 29, 31.
  • a stepped blind hole opening 55 is executed, the end of which forms the flow connection 37.
  • the transverse bores 29; 31 intersect in the projection in the central axis of the motor shaft, so that there the flow connection 37 is made meaningful.
  • a flow connection at this point of the slewing motor is only change, which exerts no influence on the mechanical strength of the motor shaft.
  • Figs. 9; 10 show a further variant, in which the pressure limiting valve 36, the flow connection 37 in conjunction with the pressure medium composite system 29; 31 controls.
  • the swivel motor has a third pressure medium connection system that is hydraulically connected in parallel to one of the pressure medium compound systems.
  • a circumferential annular groove 57 is executed, which is connected via the axialver convincedde flow connection 37 with the working chamber 17.
  • the valve body in the cover can lift against the spring force of the closing spring and release the flow path through the annular groove 57 in one of the working spaces 15.
  • a pressure relief valve 36 is described, which is arranged in the ribs 5 of the cylinder 3.
  • Fig. 11 shows a vertical section through the pivot motor parallel to the central axis of the cylinder.
  • Fig. 12 is limited to a cross section through the rib 5.
  • Der philosophical der Disk seal 19 corresponds to the description of FIG. 5.
  • a functional difference is that the flow connection for the pressure limiting valve runs within the groove for the disk seal 19. It has already been pointed out that the sealing frame 45 at the groove bottom of the groove and the surface of the motor shaft 7 and on the inner sides of the lid 11; 13 is present. However, if the pressure medium z. B.
  • the left side window seal 49 allows the pressure medium supply into the transverse openings 51, so that the sealing frame 45 is radially biased.
  • the flow connection 36 opens, but prevents the side window seal 49 in the direction of the working space 17 a direct pressure medium crossing.
  • the pressure relief valve 36 opens within the groove of the disc seal, wherein the check valve is formed by a strip spring 59 in conjunction with a strip-shaped valve body 39 in a groove side wall 61.
  • the open pressure relief valve allows a flow of pressure medium parallel to the longitudinal axis of the disk seal in the direction of the lid 11; 13, which exert no sealing function between the work spaces, so that this way a pressure equalization between the work spaces is possible.
  • Figs. 13; 14 show the pressure relief valve 36 with its flow connection 37 between the annular space 21 for the shaft seal 25 and a working space.
  • the pressure relief valve 36 is disposed within the lid 13, wherein the closing spring 41 is supported on a rib 5 of the cylinder.
  • valve body 39 lifts from a valve seat surface in the lid 13 and releases an end-side groove 63 in the rib 5, so that the pressure medium in the working space, in this case 15, can flow, which with the other of the two pressure medium connections 33; 35 is coupled.

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Abstract

Schwenkmotor, umfassend einen Zylinder (3) mit axial am Innendurchmesser verlaufenden Rippen (5), der endseitig von zwei Deckeln (11,13) verschlossen ist, eine Motorwelle (7) mit Flügeln (9), die dieselbe axiale Erstreckung besitzen wie die Rippen des Zylinders, wobei die Flügel der Motorwelle und die Rippen des Zylinders zusammen mit dem Zylinder, den Deckeln und der Motorwelle einzelne Arbeitskammern (19,17) bilden, einen ersten und einen zweiten Druckmediumanschluss (33,35) für zwei jeweils durch eine Rippe getrennte Arbeitskammern, ein Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern, das mindestens paarweise Arbeitskammern verbindet, wobei die Anordnung der verbundenen Arbeitskammern derart ausgeführt ist, dass die zum ersten Druckmediumanschluss gehörigen Arbeitskammern sich mit denen abwechseln, die mit dem zweiten Druckmediumanschluss verbunden sind, wobei zwischen mindestens zwei Arbeitskammern die mit verschiedenen Druckmediumanschlüssen verbunden sind mindestens ein Druckbegrenzungsventil (36) innerhalb des Schwenkmotors angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotor gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Die DE 196 13 769 C2 beschreibt einen Zweikreisdruckmediumsystem für eine aktive Fahrwerksregelung unter Verwendung eines Schwenkmotors. Der Schwenkmotor ist beispielsweise aus der DE 44 42 223 C2 bekannt und besteht aus einem Zylinder und in Axialrichtung verlaufenden Rippen. Innerhalb des Zylinders ist eine Motorwelle mit Flügeln parallel zu den Rippen drehbeweglich gelagert. Endseitige Deckel verschließen den Schwenkmotor, so dass die Motorwelle zusammen mit dem Zylinder Arbeitskammern bildet, wobei jeweils benachbarte Arbeitskammern mit jeweils einem anderen der vorhandenen Druckmediumanschlüsse verbunden ist. Ein Verbundsystem innerhalb des Schwenkmotors dient der Druckmediumversorgung zwischen den entsprechenden Arbeitskammern.
  • Infolge einer Druckversorgung übt der Schwenkmotors auf den geteilten Stabilisator im Fahrwerk eine Verdrehbewegung aus, die dafür sorgt, dass der Fahrzeugaufbau nur eine begrenzte Wankbewegung ausführt. Dabei treten Spitzendrücke von ca. 180 bar auf. Diese Spitzendrücke können noch übertroffen werden, wenn bei aktiviertem Schwenkmotor eine Einfederungsbewegung des Rades stattfindet.
  • In der DE 196 13 769 C2 wird innerhalb des Druckmediumsystems ein Druckbegrenzungsventil verwendet, das funktional zwischen der Druckversorgung und einem Schaltventil angeordnet ist. Damit ist eine weitere Druckmediumleitung innerhalb des Fahrzeugs notwendig, die eine potentielle Leckagestelle darstellen kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Schwenkmotor derart weiter zu entwickeln, der die genannten Spitzendrücke dauerhaft aufnehmen kann.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen mindestens zwei Arbeitskammern die mit verschiedenen Druckmediumanschlüssen verbunden sind mindestens ein Druckbegrenzungsventil innerhalb des Schwenkmotors angeordnet ist.
  • Unabhängig von der funktionalen Ausgestaltung des Druckversorgungssystems des Schwenkmotors kann dieser auch Spitzendrücke überstehen, wobei durch die kurze Anbindung eine sehr schnelle Reaktionszeit des Druckbegrenzungsventils vorliegt.
  • Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist das Druckbegrenzungsventil in einer Strömungsverbindung zwischen benachbarten Arbeitskammern angeordnet. Zur Umsetzung des Prinzip sind mehrere Möglichkeiten denkbar.
  • So kann die Strömungsverbindung in einem Fußbereich einer Rippe oder eines Flügels ausgeführt sein. Diese Lösung benötigt keine Änderungen an den Scheibendichtungen.
  • Alternativ kann die Strömungsverbindung eine Nut für eine Scheibendichtung innerhalb einer Rippe oder eines Flügels kreuzen. Der Vorteil besteht darin, dass eine Strömungsverbindung unterhalb des Flügels, insbesondere bei einem großen Motorwellendurchmesser in Verbindung mit einer kleinen Flügelhöhe schwierig in der Herstellung ist, hingegen der Zugang für ein Werkzeug im Bereich der Flügel schon deutlich günstig ist.
  • Dazu ist die Scheibendichtung mit einer Querverbindung ausgeführt. Der Fertigungsaufwand für die Scheibendichtung mit einer Querverbindung ist praktisch kostenfrei.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kommt ein Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils in der geschlossenen Position auf der Scheibendichtung zur Anlage. Der Vorteil besteht darin, dass die Scheibendichtung aus einem elastischen Werkstoff besteht und damit mit geringem Aufwand eine ideale Sitzfläche für den Ventilkörper zur Verfügung steht.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel steuert das Druckbegrenzungsventil eine Strömungsverbindung zwischen den Druckmittelverbundsystemen der Arbeitskammern. Der große Vorteil besteht darin, dass zeitgleich alle Arbeitskammern über ein einziges Druckbegrenzungsventil miteinander verbunden sind.
  • Eine konstruktive Möglichkeit besteht darin, dass das Druckmittelverbundsystem von mindestens zwei Querbohrungen innerhalb der Motorwelle gebildet wird und zwischen diesen Querbohrungen die mindestens eine Strömungsverbindung ausgeführt ist. Ein Strömungsverbindung kann besonders vorteilhaft in der Mittelachse der Motorwelle ausgeführt sein.
  • Des weiteren besteht die Möglichkeit, dass den beiden Druckmittelverbundsystemen ein drittes Druckmittelverbundsystem parallel geschaltet ist und diese Druckmittelverbundsystem mit dem Druckbegrenzungsventil in Wirkverbindung steht.
  • Das dritte Druckmittelverbundsystem wird von einer Ringnut zwischen dem Zylinder und dem Deckel gebildet. Diese Form des Druckmittelverbundsystems und der Strömungsverbindung zwischen dem Druckmittelverbundsystem kann sehr einfach hergestellt werden.
  • Des weiteren besteht die Möglichkeit, dass mindestens eine Arbeitskammer über das Druckbegrenzungsventil mit dem Druckmittelverbundsystem einer benachbarten Arbeitskammer verbunden ist. Diese Variante lässt sich besonders leicht herstellen, da man einfach eine Radialbohrung zwischen zwei Flügeln in Richtung einer Querbohrung vornimmt.
  • Alternativ kann man vorsehen, dass die Strömungsverbindung für das Druckbegrenzungsventil innerhalb der Nut für die Scheibendichtung verläuft.
  • In weiterer konstruktiver Ausgestaltung ist innerhalb der Nutseitenwand der Nut für die Scheibendichtung ein Rückschlagventil angeordnet. Durch einen einfachen Räumvorgang kann der nötige Bauraum für das Rückschlagventil geschaffen werden.
  • Des weiteren ist vorgesehen, dass das Rückschlagventil von einer Streifenfeder in einer Nutseitenwand vorgespannt wird.
  • Eine Lösung besteht darin, dass zwischen der Motorwelle und den Deckeln jeweils eine vom Druck einer ersten Arbeitskammer vorgespannte Wellendichtung in einem Ringraum angeordnet ist, wobei dieser Ringraum über das Druckbegrenzungsventil mit einem zweiten Arbeitskammer verbunden ist, wobei die beiden Arbeitskammern an verschiedenen Druckmediumanschlüssen gekoppelt sind. Zumindest ein Teil der Strömungsverbindung wird von dem Ringraum übernommen. Die besonders hoch belasteten Bereich der Motorwelle werden nicht geschwächt.
  • Das Druckbegrenzungsventil ist einem Deckel angeordnet, der sich im Vergleich zur Motorwelle sehr viel einfacher bearbeiten lässt.
  • Unabhängig von dem Anbringungsort des Rückschlagventils besteht dieses aus einem Ventilkörper in Verbindung mit einer Feder und einem die Feder abstützenden Element, z. B. einer Einschraubhülse. Bei einem Rückschlagventil im Deckel kann sich die Feder des Druckbegrenzungsventils an einer Rippe des Zylinders abstützen.
  • Damit ein definierter Abfluss in den Arbeitskammer erfolgen kann, ist die Rippe stirnseitig mit einer Nut für den Anschluss an einen Arbeitskammer ausgeführt.
  • Anhand der folgenden Figurenbeschreibung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    Schwenkmotor im Längsschnitt
    Fig. 2
    Schwenkmotor nach Fig. 1 im Querschnitt
    Fig. 3 -6
    Schwenkmotor mit Druckbegrenzungsventil zwischen zwei benachbarten Arbeitskammern
    Fig. 7
    Druckbegrenzungsventil zwischen Verbundsystemen der Arbeitskammern
    Fig. 8
    Druckbegrenzungsventil zwischen einem Arbeitskammer und einem Verbundsystem einer benachbarten Arbeitskammer
    Fig. 9 - 10
    Druckbegrenzungsventil in einem dritten Druckmittelverbundsystem
    Fig. 11 - 12
    Druckbegrenzungsventil innerhalb einer Nut einer Scheibendichtung des Schwenkmotor
    Fig. 13 - 14
    Druckbegrenzungsventil zwischen einem Ringraum einer Wellendichtung und einem Arbeitskammer
  • Die Fig. 1 zeigt in Verbindung mit Fig. 2 einen Schwenkmotor 1 im Längsschnitt dessen prinzipieller Aufbau auch bei den nachfolgenden Figuren vorausgesetzt wird. Der Schwenkmotor 1 umfasst einen Zylinder 3, an dessen Innendurchmesser axial verlaufende Rippen 5 ausgeführt sind. Innerhalb des Zylinders 3 ist eine Motorwelle 7 drehbeweglich gelagert. Auf der Motorwelle sind Flügel 9 angeordnet, die sich parallel zu den Rippen 5 erstrecken. Endseitige wird der Zylinder 3 von Deckeln 11; 13 verschlossen. Die Motorwelle mit ihren Flügeln und der Zylinder mit seinen Rippen bilden zusammen mit den Deckeln Arbeitskammern 15; 17, die durch Scheibendichtungen 19 in den Flügeln und Rippen voneinander getrennt sind. Des weiteren sind in Ringräumen 21; 23 der Deckel 11; 13 Wellendichtungen 25; 27 gekammert, die einen Austritt von Druckmedium aus den Arbeitskammern 15; 17 verhindern. Jeweils zwischen den Arbeitskammern 15 und 17 besteht ein Verbundsystem aus Querbohrungen 29; 31 in der Motorwelle 7. Ein erster Druckmediumanschluss 33 versorgt über die Querbohrung 29 die Arbeitskammern 15 und ein zweiter Druckmediumanschluss 35 erfüllt diese Funktion über die Querbohrung 31 für die Arbeitskammern 17. In den jeweils miteinander verbundenen Arbeitskammern herrscht ein gleiches Druckniveau. Durch Zu- oder Abfluss von Druckmedium über die Druckmediumanschlüsse 33; 35 übt der Schwenkmotor ein Drehmoment aus, das z. B. zur Verstellung eines geteilten Stabilisators innerhalb eines Fahrwerks für ein Kraftfahrzeug genutzt wird.
  • Die Fig. 3 zeigt einen Schwenkmotor gemäß der Fig. 2 in der Ausführung mit einem Druckbegrenzungsventil 36 zwischen zwei benachbarten Arbeitskammern 15; 17, die mit verschiedenen Druckmediumanschlüssen 33; 35 verbunden sind. Das Druckbegrenzungsventil besteht jeweils aus einer Strömungsverbindung 37, die von einem Ventilkörper 39, z. B. einer Kugel oder einem Kegel in Verbindung mit einer Schließfeder 41 abgedichtet wird. Die Schließfeder 41 stützt sich an einer Hülse 43 ab. Bei einer Motorwelle mit zwei Flügeln ist es im Hinblick auf einen großen Schwenkwinkel der Motorwelle sinnvoll, wenn die Strömungsverbindung parallel zur Ausrichtung der Flügel 7 in einem Fußbereich der Rippe oder des Flügels verläuft. In dieser Schnittebene sind die Druckbegrenzungsventile für einen Spitzendruck in den Arbeitskammern 15 dargestellt. Selbstverständlich können bei umgekehrter Drehrichtung auch nicht dargestellte Druckbegrenzungsventile eine Strömungsverbindung von den Arbeitskammern 17 in Richtung der Arbeitskammern 15 freigeben.
  • In der Fig. 4 ist ein Druckbegrenzungsventil 36 innerhalb eines Flügels 7 dargestellt, wobei die Strömungsverbindung 37 eine Nut für die Scheibendichtung 19 kreuzt. Die Fig. 5 zeigt eine Variante vergrößert. Jede Scheibendichtung umfasst einen Dichtungsrahmen 45, in dem Füllstücke 47 angeordnet sind. Zusätzlich sind in der Nut Seitendichtungsscheiben 49 eingelegt. Insgesamt verfügt die Scheibendichtung 19 über eine geringes Spiel zu den Nutseitenwänden, so dass Druckmedium aus einer Arbeitskammer mit hohem Druck in die Nut einströmen kann und dabei in einen Spalt zwischen den Füllstücken und einer Seitendichtungsscheibe gelangt. Über Queröffnungen 51 in den Füllstücken, wirkt der Betriebdruck auch radial auf den Dichtungsrahmen, der umlaufende am Nutgrund und der Innenwandung des Zylinder sowie den Innenseiten der Deckel anliegt. Der höhere Druck in einer Arbeitskammer sorgt dafür, dass die Scheibendichtung in Richtung der Arbeitskammer mit niedrigerem Druck verschoben wird. Kommt es zu einer Druckspitze, die oberhalb eines definierten Öffnungspunktes des Druckbegrenzungsventils liegt, dann hebt der Ventilkörper mit der Rückseite in Richtung des Arbeitsraums mit dem niedrigerem Druck von einer Ventilsitzfläche im Flügel 7 ab, so dass eine Querverbindung 53 in der Scheibendichtung freigegeben wird.
  • Die Fig. 6 zeigt eine Abwandlung zur Fig. 5, bei der der Ventilkörper 39 auf der Scheibendichtung 19, insbesondere den Seitendichtungsscheiben 49 zur Anlage kommen. Bei dieser Variante können Form- und Lageabweichungen insbesondere zum Ventilkörper 39 und Querverbindung 53 leicht ausgeglichen werden.
  • In der Fig. 7 kommt ein Druckbegrenzungsventil 36 zur Anwendung, das eine Arbeitskammer 15 mit dem Druckmittelverbundsystem, Querbohrung 31, einer benachbarten Arbeitskammer 17 verbinden kann. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die Strömungsverbindung 37 das Druckmittelverbundsystem für die Funktion des Druckbegrenzungsventils ausnutzt. Es ist sinnvoll jeden der Arbeitsräume 15; 17 mit den entsprechenden Querbohrungen 29; 31 über ein Druckbegrenzungsventil 36 anzuschließen.
  • Die bisherigen Lösungen beschreiben ein Druckbegrenzungsventil zwischen einem Arbeitsraum und einem anderen Arbeitsraum oder einem Druckmittelverbundsystem. Man kann aber auch vorsehen, dass das Druckbegrenzungsventil eine Strömungsverbindung zwischen den Druckmittelverbundsystemen der Arbeitskammern 15; 17 steuert.
  • Die Fig. 8 zeigt eine Lösung, bei der das Druckbegrenzungsventil 36 mit seiner Strömungsverbindung 37 zwischen den Querbohrungen 29, 31 angeordnet ist. Innerhalb der Motorwelle 7 ist eine gestufte Sacklochöffnung 55 ausgeführt, deren Ende die Strömungsverbindung 37 bildet. Die Querbohrungen 29; 31 schneiden sich in der Projektion in der Mittelachse der Motorwelle, so dass dort die Strömungsverbindung 37 sinnvoll ausgeführt wird. Eine Strömungsverbindung an dieser Stelle des Schwenkmotors stellt nur Änderung dar, die keinen Einfluss auf die mechanische Festigkeit der Motorwelle ausübt.
  • Die Fig. 9; 10 zeigen eine weitere Variante, bei der das Druckbegrenzungsventil 36 die Strömungsverbindung 37 in Verbindung mit dem Druckmittelverbundsystem 29; 31 steuert. Zusätzlich verfügt der Schwenkmotor über ein drittes Druckmittelverbundsystem, dass einem der Druckmittelverbundsysteme hydraulisch parallel geschaltet ist. Innerhalb des Deckels 11 ist eine umlaufende Ringnut 57 ausgeführt, die über die axialverlaufende Strömungsverbindung 37 mit der Arbeitskammer 17 verbunden ist. Bei einem überhöhten Druck kann der Ventilkörper im Deckel gegen die Federkraft der Schließfeder abheben und den Strömungsweg durch die Ringnut 57 in einen der Arbeitsräume 15 freigeben.
  • In den Fig. 11; 12 wird ein Druckbegrenzungsventil 36 beschrieben, das in den Rippen 5 des Zylinders 3 angeordnet ist. Die Fig. 11 zeigt einen Höhenschnitt durch den Schwenkmotor parallel zur Mittelachse des Zylinders. Ergänzend beschränkt sich die Fig. 12 auf einen Querschnitt durch die Rippe 5. Der Aufbau der Scheibendichtung 19 entspricht der Beschreibung zur Fig. 5. Ein funktionaler Unterschied besteht darin, dass die Strömungsverbindung für das Druckbegrenzungsventil innerhalb der Nut für die Scheibendichtung 19 verläuft. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass der Dichtungsrahmen 45 am Nutgrund der Nut und der Oberfläche der Motorwelle 7 sowie an den Innenseiten der Deckel 11; 13 anliegt. Wenn jedoch das Druckmittel z. B. aus der Arbeitskammer 15 in die Nut für die Scheibendichtung einströmt, dann wird das gesamte Dichtungspaket in Richtung der Arbeitskammer 17 verschoben. Die linke Seitenscheibendichtung 49 ermöglicht die Druckmittelzufuhr in die Queröffnungen 51, so dass der Dichtungsrahmen 45 radial vorgespannt wird. Dabei öffnet sich auch die Strömungsverbindung 36, jedoch verhindert die Seitenscheibendichtung 49 in Richtung des Arbeitsraums 17 einen direkten Druckmittelübertritt. Wird jedoch ein zulässiger Spitzendruck überschritten, dann öffnet das Druckbegrenzungsventil 36 innerhalb der Nut der Scheibendichtung, wobei das Rückschlagventil von einer Streifenfeder 59 in Verbindung mit einem streifenförmigen Ventilkörper 39 in einer Nutenseitenwand 61 gebildet wird. Das geöffnet Druckbegrenzungsventil erlaubt einen Druckmittelstrom parallel zur Längsachse der Scheibendichtung in Richtung der Deckel 11; 13, die keine Dichtfunktion zwischen den Arbeitsräumen ausüben, so dass über diesen Weg ein Druckausgleich zwischen den Arbeitsräumen möglich ist.
  • Im Rahmen der Figurenbeschreibung zur Fig. 1 wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Wellendichtungen 27; 27 durch den Druck in den Arbeitsräumen 15; 17 dynamisch vorgespannt sind. Jeweils der größere Druck in den Arbeitsräumen 15; 17 wirkt auf die Rückseite der Wellendichtungen 25; 27. In diesem Zusammenhang wird auf die DE 100 62 477 C1 verwiesen. Die Fig. 13; 14 zeigen das Druckbegrenzungsventil 36 mit seiner Strömungsverbindung 37 zwischen dem Ringraum 21 für die Wellendichtung 25 und einem Arbeitsraum. Das Druckbegrenzungsventil 36 ist innerhalb des Deckels 13 angeordnet, wobei sich die Schließfeder 41 an einer Rippe 5 des Zylinders abstützt. Sobald der höhere Druck aus einem Arbeitsraum, z. B. 17, in den Ringraum 21 einströmt, setzt sich der Druck über die Strömungsverbindung 37 bis zum Druckbegrenzungsventil 37 fort. Nach Überschreiten des Spitzendrucks hebt der Ventilkörper 39 von einer Ventilsitzfläche im Deckel 13 ab und gibt eine stirnseitige Nut 63 in der Rippe 5 frei, so dass das Druckmittel in den Arbeitsraum, in diesem Fall 15, abfließen kann, der mit dem anderen der beiden Druckmediumanschlüsse 33; 35 gekoppelt ist.

Claims (18)

  1. Schwenkmotor, umfassend einen Zylinder mit axial am Innendurchmesser verlaufenden Rippen, der endseitig von zwei Deckeln verschlossen ist, eine Motorwelle mit Flügeln, die dieselbe axiale Erstreckung besitzen wie die Rippen des Zylinders, wobei die Flügel der Motorwelle und die Rippen des Zylinders zusammen mit dem Zylinder, den Deckeln und der Motorwelle einzelne Arbeitskammern bilden, einen ersten und einen zweiten Druckmediumanschluss für zwei jeweils durch eine Rippe getrennte Arbeitskammern; ein Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern, das mindestens paarweise Arbeitskammern verbindet, wobei die Anordnung der verbundenen Arbeitskammern derart ausgeführt ist, dass die zum ersten Druckmediumanschluss gehörigen Arbeitskammern sich mit denen abwechseln, die mit dem zweiten Druckmediumanschluss verbunden sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen mindestens zwei Arbeitskammern (15; 17) die mit verschiedenen Druckmediumanschlüssen (33; 35) verbunden sind, mindestens ein Druckbegrenzungsventil (36) innerhalb des Schwenkmotors (1) angeordnet ist.
  2. Schwenkmotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Druckbegrenzungsventil (36) in einer Strömungsverbindung (37) zwischen benachbarten Arbeitskammern (15; 17) angeordnet ist.
  3. Schwenkmotor nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungsverbindung (37) in einem Fußbereich einer Rippe (5) oder eines Flügels (9) ausgeführt ist.
  4. Schwenkmotor nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungsverbindung (37) eine Nut für eine Scheibendichtung (19) innerhalb einer Rippe (5) oder eines Flügels (9) kreuzt.
  5. Schwenkmotor nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Scheibendichtung (19) mit einer Querverbindung ausgeführt ist
  6. Schwenkmotor nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Ventilkörper (39) des Druckbegrenzungsventils (36) in der geschlossenen Position auf der Scheibendichtung (19) zur Anlage kommt.
  7. Schwenkmotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Druckbegrenzungsventil (36) eine Strömungsverbindung (37) zwischen den Druckmittelverbundsystemen (29; 31; 57) der Arbeitskammern (15; 17) steuert.
  8. Schwenkmotor nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Druckmittelverbundsystem (29; 31) von mindestens zwei Querbohrungen innerhalb der Motorwelle (7) gebildet wird und zwischen diesen Querbohrungen (29; 31) die mindestens eine Strömungsverbindung (37) ausgeführt ist.
  9. Schwenkmotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens eine Arbeitskammer (15; 17) über das Druckbegrenzungsventil (36) mit dem Druckmittelverbundsystem (29; 31) einer benachbarten Arbeitskammer (15; 17) verbunden ist.
  10. Schwenkmotor nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass den beiden Druckmittelverbundsystemen (29; 31) ein drittes Druckmittelverbundsystem (57) parallel geschaltet ist und dieses Druckmittelverbundsystem (57) mit dem Druckbegrenzungsventil (36) in Wirkverbindung steht.
  11. Schwenkmotor nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das dritte Druckmittelverbundsystem von einer Ringnut (57) zwischen dem Zylinder (3) und dem Deckel (11; 13) gebildet wird.
  12. Schwenkmotor nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungsverbindung (37) für das Druckbegrenzungsventil (36) innerhalb der Nut für die Scheibendichtung (19) verläuft.
  13. Schwenkmotor nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass innerhalb der Nutseitenwand (61) der Nut für die Scheibendichtung (19) ein Rückschlagventil (36) angeordnet ist.
  14. Schwenkmotor nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Rückschlagventil (36) von einer Streifenfeder in der Nutseitenwand (61) vorgespannt wird.
  15. Schwenkmotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen der Motorwelle (7) und den Deckeln (11; 13) jeweils eine vom Druck einer ersten Arbeitskammer (15; 17) vorgespannte Wellendichtung (25; 27) in einem Ringraum (21; 23) angeordnet ist, wobei dieser Ringraum (21; 23) über das Druckbegrenzungsventil (36) mit einem zweiten Arbeitskammer (15; 17) verbunden ist, wobei die beiden Arbeitskammern (15; 17) an verschiedenen Druckmediumanschlüssen (31; 33) gekoppelt sind.
  16. Schwenkmotor nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Druckbegrenzungsventil (36) in einem der Deckel (11; 13) angeordnet ist.
  17. Schwenkmotor nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich eine Feder (41) des Druckbegrenzungsventils (36) an einer Rippe (5) des Zylinders (3) abstützt.
  18. Schwenkmotor nach Anspruch 1 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rippe (5) stirnseitig mit einer Nut (63) für den Anschluss an eine Arbeitskammer (15; 17) ausgeführt ist.
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