EP1991792B1 - Drehmotor - Google Patents
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- EP1991792B1 EP1991792B1 EP07723087.8A EP07723087A EP1991792B1 EP 1991792 B1 EP1991792 B1 EP 1991792B1 EP 07723087 A EP07723087 A EP 07723087A EP 1991792 B1 EP1991792 B1 EP 1991792B1
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- shaft
- piston
- rotary motor
- housing
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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
- F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
- F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
- F15B15/068—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the helical type
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- 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
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- F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/18—Mechanical movements
- Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
Definitions
- the present invention relates to a rotary motor, preferably rotary drive for construction machinery, hoists, trucks and the like, with an elongated, approximately tubular housing, at least one axially slidably received in the housing piston, which is axially driven by application of a pressure medium in a pressure chamber and at least an axially fixed in the housing, about a rotational axis rotatably received shaft, wherein the piston has a Wellen pressgangsausinstituung with which the piston is axially displaceable on the shaft.
- a problem here is the sealing of the piston relative to the shaft and / or with respect to the housing.
- piston designs are disadvantageous in terms of size and associated with high production costs.
- different power relationships result for the operation in different directions of rotation.
- the US 3,183,792 shows a rotary motor in which the longitudinally displaceably guided piston sits on a helically twisted portion of the drive shaft.
- the said drive shaft is arranged offset eccentrically to the cylinder longitudinal axis.
- the piston is threaded according to this document on two lateral, opposite guide pins, which prevent rotation of the piston.
- a rotary motor known whose longitudinally displaceably guided piston sits on a helically rotated drive shaft, which is arranged eccentrically and thus prevents rotation of the piston.
- the piston sits on two transversely spaced drive shafts, which are coupled together via a spur gear.
- JP 61-278606 A a rotary motor is known, the shaft of which has a helical cam portion on which a counterpart inserted into the axially displaceable piston slides, which is intended to effect a seal.
- the training of both the shaft and the piston is quite complicated here, also can not be effected over the entire travel of the piston constant rotational movement.
- the shows JP 63-130905 A a rotary motor in which the shaft has a helical toothing on which the piston sits with a matching screw thread-shaped teeth.
- the present invention has the object to provide an improved rotary motor of the type mentioned, which avoids the disadvantages of the prior art and further develops the latter in an advantageous manner.
- a cost-effective and easy-to-seal piston shaft assembly is to be created, which allows the generation of high torques and large rotation angle with favorable efficiency with a short engine length, regardless of the pressure medium used.
- the present invention thus leaves the previous approach to provide a screw engagement between the shaft and the piston and implement the axial movement of the piston in a rotational movement between the shaft and housing via a rotationally fixed guidance of the piston on the housing.
- the piston actuates the shaft on the crank principle in conjunction with the wedging action of the pitch of a helical engagement path.
- the hitherto always pursued approach can be left, that the piston of rotary motors, which implement an axial movement of the piston in a rotational movement of the shaft, in whatever form to secure against rotation, what the present invention ignores.
- the shaft forms a crankshaft whose axis of rotation is offset from the shaft passage recess.
- the respective shaft piece sliding through the shaft passage recess has a lever arm relative to the axis of rotation of the shaft, which forms the radial force produced by the axial displacement of the piston and the pitch of the spiral engagement track between the shaft and the piston and / or between the piston and the housing Rotary movement of the shaft relative to the housing or vice versa.
- the Wellen pressgangsausNeillung is arranged approximately centrally in the piston relative to the piston cross-sectional area, being dispensed with an anti-rotation of the piston, so that a rotatability of the piston relative to the housing is given.
- the usable simple geometries of the shaft and also the piston benefit not only a simple and cost-effective production per se, which is also easily and quickly adaptable to changing installation dimensions, but also an improved surface finish on the shaft and the piston, whereby friction losses can be reduced , This, together with the lower surface pressures, results in a higher efficiency of the engine and, moreover, also permits use without lubricant-containing pressure media.
- piston and cylinder simple rotationally symmetric manufacturing processes can be used.
- the vortex technique can be used in particular for the shaft.
- the shaft has a helical course around its axis of rotation.
- the crank portion of the shaft is, so to speak, entangled spatially in the form of a helix about the axis of rotation.
- the helical turn advantageously has a constant radial distance from the axis of rotation of the shaft, while the pitch viewed in the axial direction can change.
- the helical crank portion has a constant pitch to convert axial movements of the piston in a uniform rotational movement.
- the housing may be a simple cylinder tube with a cylindrical inner circumferential surface, which may be formed in particular circular cylindrical in the simplest embodiment of the invention, since a rotationally fixed guidance of the piston in the housing is not necessary.
- the shaft with its crank portion could also have a straight course parallel to and spaced from its axis of rotation.
- the housing could have a spirally twisted inner circumferential surface, so that upon axial movement of the piston, it will make a helical movement about the axis of rotation of the shaft.
- the spirally twisted formation of the inner lateral surface of the housing may optionally also be provided in combination with the above-described helical formation of the shaft, so to speak to add the slopes and, accordingly, a greater translation between the axial adjusting movement of the piston and the rotational movement of the shaft relative to the housing to reach.
- the pair of force-producing surface pairs on the piston and housing and / or on the piston and shaft simultaneously forms a sealing surface pair. which seals the pressure chamber for pressurizing the piston.
- a sealing surface pair which seals the pressure chamber for pressurizing the piston.
- an extremely short length can be realized.
- the entire housing inner diameter surface is only available in a reduced manner around the shaft cross section as a piston pressure surface.
- the same torques can be generated with the same hydraulic or pneumatic pressures in both directions of drive.
- for a given pressure results in a maximum torque output.
- the seal is designed such that between the piston and the housing and / or between the piston and shaft each pressure pockets are formed, which can be fed from the piston driving the pressure chambers.
- peripheral circumferential sectors may be delimited by axially extending sealing elements in the circumferential direction on the piston skirt outer surface and / or on the lateral surface of the shaft passage recess in the piston, so that the corresponding peripheral sectors each form a pressure pocket, wherein one of the pressure pockets with the pressure chamber on the a piston side and the opposite pressure pocket with the pressure chamber on the opposite side of the piston can be brought into fluid communication.
- the pressure pockets are thus fed from different sides of the piston.
- an overpressure protection is provided between the two pressure chambers of the engine, at least one which has a pressure chamber connecting a two pressure chambers, which in the normal case, i. is closed at a pressure below a predetermined threshold value of a pressure relief valve, which opens only when the said threshold value is exceeded.
- the overpressure protection can basically be integrated in the shaft in the form of a shaft recess.
- the overpressure protection can also be integrated in the piston, which facilitates the introduction of the overpressure channel, in particular in the case of a helical course of the shaft.
- the shaft can advantageously be mounted on at least one end by means of a bearing plate or disk on the housing, preferably between the bearing plate and shaft, a releasable connection can be provided.
- a helically formed recess may be provided in the bearing plate, in which the shaft is received in register with a helical section.
- the helical shaft portion in the LagerplattenausEnglishung by a positive locking element which may have various configurations, axially and / or radially braced or spread.
- the shaft can be mounted differently at its two ends, preferably at one end by a fixed bearing and the other end by a floating bearing, so that the shaft is axially fixed only on one side.
- the entire construction of the housing is such or the bearing of the shaft designed such that the shaft together with the seated piston and preferably also together with the shaft supporting the bearing plate are taken out axially to one side of the housing can, which can be made accessible in a simple manner for the purpose of the seal replacement or maintenance of the piston and the seals.
- the engine may have a total, in particular unsymmetrical shape, in particular with regard to the end-side bearings.
- the shaft or its crank section can basically have different cross-sectional geometries.
- the shaft has a simple circular cross-section.
- the shaft may also have a flattened, in particular oval or ellipsoidal cross-section.
- a flattened, in particular oval or ellipsoidal cross-section advantages can be achieved with regard to the removal of the bending moment and the support of the deformation.
- the shaft can thereby better conform to a corresponding mating contour, so that a better support can be achieved.
- the shaft may have other polygonal-shaped cross-sections, which may be advantageous for the compensation of bending forces, depending on the application, for example, in longer-lasting designs.
- the shaft may have a constant along its optionally helically bent axis constant cross section in the invention, wherein advantageously the shaft surface smooth without grooves and projections, as they would be present in a screw thread toothing, is formed.
- the surface of the shaft can correspond to a continuous envelope surface, as occurs when, for example, a ball or a possibly differently shaped cross-sectional piece is moved along the optionally helically curved shaft axis.
- the shaft cross-sections thus advantageously have a constant geometry along the optionally curved longitudinal axis without cracks or other irregularities such as toothed grooves or the like.
- the shaft can advantageously be manufactured as an endless profile, which is cut to the desired length depending on the application, optionally also bearing journals being formed can be.
- the shaft may have an integrally formed bearing journal on one side, while the other shaft terminates on the other side in its helical profile, which is supported on a bearing plate.
- the journal is advantageously according to an embodiment of the invention larger than the shaft in the region of its helical profile.
- the bearing pin can correspond approximately to the envelope, which wraps said helix or helical profile of the shaft.
- the piston can also basically have different cross-sectional shapes.
- the piston has an annular outer peripheral contour, wherein in particular one of receiving pockets for sealing elements except circular cylindrical outer surface may be provided.
- the Wellen pressgangsaus originallyung in the piston may have different cross-sectional shapes, which are adapted in a further development of the invention to the respective shaft cross-section.
- a rolling bearing may be provided preferably in the form of a ball bushing.
- abrasion-resistant and low-friction plastics can be used to minimize friction, from which the piston can be made, where appropriate, even the same sealing elements can be molded with.
- the rotary motor shown comprises a tubular, cylindrical housing 1, which is closed at its two end faces in each case by a Lagerdekkel 2.
- the housing 1 can be made of an endless profile, which has been cut to the desired length.
- a piston 3 is received axially displaceable, which divides the interior of the housing 1 into two pressure chambers 4 and 5, which can be acted upon in the illustrated embodiment via pressure medium lines in the bearing caps 2 with pressure medium, so that, depending on which the two chambers 4 or 5 is acted upon with pressure medium, the piston 3 moves axially in the housing 1 back and forth.
- a drive shaft 6 is accommodated in the housing 1, which is rotatably mounted in the illustrated embodiment on both bearing caps 2, so that it can be rotated about an axis of rotation 7 parallel to the longitudinal axis of the cylindrical housing 1.
- the drive shaft 6 in the illustrated embodiment is helically rotated about the said axis of rotation 7, wherein the drive shaft 6 to the said axis of rotation 7 has an eccentricity, which gives the respective engagement portion of the shaft with the piston a lever arm with respect to the axis of rotation 7.
- the drive shaft 6 is screwed, so to speak, about the axis of rotation 7 around and actuates the lever arm on the wedge effect of the slope.
- 1 to 3 drawn execution circular It can consist of an endless profile which has been cut to the desired length.
- the piston 3 has a Wellen pressgangsausNOung 10 with which the piston 3 is longitudinally displaceable on the drive shaft 6, wherein the piston according to its preferably helical Wellen prepare for a rotation in the displacement on the shaft.
- the Wellenen takegangsausappelung 10 is circular in cross section as the drive shaft 6, wherein viewed in the axial direction, the Wellen shedsaus principlesung 10 is adapted to the curved course of the drive shaft 6 and has a dekkungs Disease curved course with the shaft.
- the geometry ratios and the arrangement of the drive shaft 6 are selected such that the Wellen oncegangsaus Principleung 10 is located substantially centrally in the cross-sectional area center of gravity of the piston 3, so that the piston 3 is balanced with respect to the forces induced by the drive shaft 6, in particular no tilting moments occur.
- the drive shaft 6 is radially offset with its axis of rotation 7 with respect to the longitudinal center axis of the housing 1 and the piston 3, and advantageously as far as possible, so that the drive shaft 6 with a center as possible between their two ends or depending on the slope with several portions of the inner circumferential surface of the housing 1 is present or supported thereon. In Fig. 2 this point is indicated by the reference numeral 11.
- the surface pairs which cause the transmission of force between the drive shaft 6 and the piston 3 and between the piston 3 and the housing 1, so the outer surface of the drive shaft 6 and the inner circumferential surface of the Wellen pressgangsausNFung 10 on the one hand and the piston outer lateral surface and the housing inner circumferential surface on the other hand sealing surface pairs, which seal the pressure chambers 4 and 5.
- gaskets 12 and 13 are integrated in these surface pairs in order to avoid pressure losses.
- the shaft seal 12 is seated in the illustrated embodiment in the Wellen shedgangsausEnglishung 10 and slides on the outer surface of the drive shaft 6 from.
- the housing seal 13 is seated on the piston outer lateral surface and seals the piston 3 with respect to the housing 1, on which said seal 13 slides off. Both seals are formed in the illustrated embodiment as sealing rings.
- the lever length and the pitch of the helical drive shaft 6 can be set almost arbitrarily.
- a low pitch and a large lever arm generate great moments.
- the piston surface can be used effectively, with equal forces in both directions can be achieved.
- the entire housing internal cross-sectional area minus the shaft cross-sectional area is available as the effective piston area.
- due to the low surface pressures and lubricant-free or low-pressure media such as water or air can be used.
- the drive shaft 6 extends in its helical shape and pitch in the bearing plate 8 and transmits through its spiral shape over the entire surface of the torque on the bearing plate, where they can be secured only by means of an axial and / or radial securing, for example in the form of a screw 14 against withdrawal. If, for example, the pressure chamber 4, the in Fig. 4 shown, mandated with pressure medium, this pushes the piston 3 to the right, which is transmitted to the drive shaft 6, an axial force, the drive shaft 6 according to Fig.
- the bearing plate 8 can remove the torque via a plurality of screw 15, whereby seals 16 and 17, the seal of the pressure chamber 4 is ensured.
- Fig. 6 shows the drive shaft 6 with a directly connected or connected shaft frusto-conical output shaft 9.
- the diameter of the output shaft stub 9 and the width of the bearing plate 8 is not greater than the diameter of the output shaft 6 itself, so that a shaft seal 12 for sealing the piston 3 relative to the shaft 6 can be pushed over the drive shaft stub 9 away on the drive shaft 6.
- This is advantageously supported by a bevel 18 on the bearing plate 8.
- the entire drive shaft 6 together with the connected output stub shaft 9 is designed such that an elastic sealing ring with an inner diameter corresponding to the outer diameter of the drive shaft 6, can be slid over the entire shaft assembly.
- the drive shaft 6 is preferably connected at one of its ends releasably connected to a separately formed plate 8 as the location Fig. 33 ff show.
- the support of the drive shaft 6 via a separate bearing plate 8 makes it possible to remove very high axial and transverse forces with superimposed torques without having to accept excessive production costs.
- the drive shaft 6 sits with its spiral or helical course in a likewise spiral or helical recess 50 in the bearing plate 8.
- the helical shaft portion is axially and / or radially fixed in the helical recess 51 of the bearing plate by means of a positive locking element 51 and possibly advantageously braced or spread, whereby the releasable joints caused by the helix radial clearance can be eliminated.
- the form-locking element 51 is formed in this embodiment of a - roughly speaking - crescent-shaped thrust plate 52 which engages in a radially extending groove 53 in the drive shaft 6 and is supported on the bearing plate 8.
- the bearing plate 8 is pushed on the drive shaft inward or rotated until the thrust plate 52 can be placed in the groove 53, after which the bearing plate 8 retracted can be.
- the end face provided in the bearing plate 8 recess for receiving the thrust plate 52 can this purpose in FIG.
- recess 54 which has oversize in the circumferential direction to allow the turning back.
- the thrust plate 52 spreads between the preferably wedge-shaped groove 53 and the preferably conical recess 54 in the bearing plate 8, whereby a backlash, preloaded axial and radial lock is created.
- FIGS. 35 and 36 show, instead of in Fig. 33 also show a toothed plate 56 used as a positive locking element for securing the shaft and the bearing plate use.
- the toothed plate 56 is toothed at one end and tapered at the other end or wedge-shaped in order to be able to be tipped.
- fastening screws 55 By means of fastening screws 55, a backlash-free radial and axial securing can also be created here, cf. Figs. 35 and 36 , wherein advantageously no rotation of the flange is necessary.
- a thrust support ring 57 In the execution of the FIGS. 37 and 38 is used as a form-locking element 51 for fixing the drive shaft 6 in the helical recess of the bearing plate 8, a thrust support ring 57.
- the bearing plate 8 is in this case in two parts, wherein advantageously the parting plane lies outside the fluid guide.
- the thrust support ring may be designed to be multi-part or one-piece slotted resilient.
- the thrust support ring 57 may be formed on the inside and / or outside conical and / or tapered, so that when contracting the two bearing plate parts axial and radial clamping of the connection is achieved.
- a nominal gap may be present between the two bearing plate parts with respect to the helical recess formed in them, so that the two bearing plate parts during linear tightening of the clamping device connecting them while preventing relative rotation of the two bearing plate parts, which by linear guides, for example.
- guide pins - preferably by means of guide screws 58 - can be effected, brace with respect to the helical contour and jammed on the drive shaft 6.
- the drive shaft 6 can be held in the LagerplattenausEnglishung 50 by means of a sliding nut 59, as in the FIGS. 39 to 44 shown.
- the thrust nut 59 is provided with an external thread and an internal thread, so that it can be screwed to the bearing plate 8 and the drive shaft 6 in order to clamp the drive shaft 6 in the Lagerplattenausnaturalung 50. According to the FIGS.
- the thrust nut 59 is screwed by means of an internal thread to the drive shaft 6, wherein the helical contour is discontinued in the bearing plate 8, so that the drive shaft 6 with its shoulder, which forms the transition from the Helixkontur the drive shaft 6 to its threaded portion against the corresponding Shoulder can be stretched in the LagerplattenausEnglishung.
- the thrust nut is supported on the bearing plate side on a conical Schubmutterausnaturalung, so that a Radialspiel eliminating centering is achieved, see. Fig. 42 ,
- the helical contour of the drive shaft has a diameter taper, which can be produced in a simple manner, and thus a shoulder 60 with which it can be tensioned against the inside of the bearing plate 8.
- a simple clamping nut 61 is screwed on the end face on the shaft end, which spans against the bearing plate 8 and thus pulls the shoulder 60 of the drive shaft 6 against the bearing plate 8, see.
- Fig. 44
- FIGS. 45 and 46 can be fixed by a slot thrust plate 62 in the helical recess 50 of the bearing plate 8, the drive shaft 6, which is inserted radially from the outside into a slot in the bearing plate 8 until it engages in a circumferentially provided groove on the drive shaft 6, see.
- Fig. 46 The slot thrust plate 62 can be approximately lens-shaped overall - roughly speaking.
- FIGS. 47 and 48 show a basically similar design, but here the slot thrust plate 62 is inserted from the inside into a slot-shaped recess in the bearing plate 8, which is formed deeper than the width of the slot thrust plate, so that the slot thrust plate 62 can first be inserted so deeply that the Drive shaft goes into the Lagerplattenaus Principleung 50.
- the slot thrust plate 62 is then advantageously through pushed a cone or an eccentric screw 63 radially inwardly into the groove in the drive shaft 6 and clamped, see. FIGS. 47 and 48 , In principle, this could also be reversed and the slot thrust plate 62 first sunk in a too deep shaft groove and then stretched outwards into the bearing plate slot.
- the drive shaft 6 has an end face, preferably a conical recess, into which an expansion cone 64 can be inserted axially in order to widen the wave contour.
- the expansion cone can be pulled by a clamping screw in the shaft recess.
- the expansion cone can be pressed.
- the drive shaft can be widened into the plastication area, so that joint compression occurs.
- FIGS. 51 and 52 An alternative drive shaft bearing plate connection show the FIGS. 51 and 52 .
- the shaft section seated in the bearing plate recess 50 has a plurality of cylindrical, preferably also slightly conical, steps 65, which are preferably arranged within the helical contour or within the helical envelope surface of the drive shaft 6, so that they can be machined or otherwise machined out of the helix contour ,
- the gradations are offset relative to each other with respect to their respective geometric axes, cf. 51 so that 50 moments are transmitted via the congruently formed gradations of LagerplattenausEnglishung can.
- this design of the drive shaft-bearing plate connection allows a linear right-angled or paraxial pressing process and a simple manufacturing process.
- the axial securing can be provided separately, for example in the form of a screw nut, which is screwed onto the shaft end and stretches against the bearing plate 8, cf. Fig. 52 ,
- the drive shaft 6 may also have eccentrically offset circumferential surface sections 66 and 67 in the region of its shaft section located in the bearing plate 8, which may be formed in particular by a one-sided conical bevel in the otherwise helical contour of the drive shaft 6.
- the bearing plate recess is designed to be complementary. By the offset of the two peripheral surface portions 66 and 67 and torques can be transmitted.
- the drive shaft is axially secured as before by a nut and clamped to the bearing plate.
- FIGS. 55 and 56 continue to show a pin connection between the drive shaft 6 and the bearing plate 8, wherein also here the drive shaft 6 is seated with a helically contoured shaft portion in the likewise helical Lagerplattenaus strictlyung.
- Several pins 68 preferably threaded pins are advantageously introduced outside the fluid guide between the bearing plate 8 and the drive shaft 6, wherein the pins 68 are screwed in the illustrated embodiment radially from the outside into the bearing plate 8 until they engage in the drive shaft 6, see.
- Fig. 56
- the piston 3 of the rotary motor can basically be designed differently.
- a piston carrier 19 is annular and forms with its radially outer portion of the outer circumferential surface of the piston 3.
- the front end of the piston carrier 19 has two circular recesses, in each of which two inner half shells 20 and 21 can be used, each together an annular shell form, the inner circumferential surface together form the Wellen pressgangsaus principleung 10.
- 20 and 21 of the inner sealing ring 12 can be used between the front-mounted inner half-shell pairs.
- the one-piece piston carrier 19 advantageously has an inner diameter which is sufficiently large to be slid over the end bearing plates 8 of the drive shaft 6.
- FIGS. 9 and 10 An alternative, also multi-part piston training show the FIGS. 9 and 10 ,
- the piston 3 consists of two piston half-shells 22 and 23, which are auffactsetzbar in the radial direction.
- the parting line 24 advantageously extends arcuately, as this Fig. 9 shows. In particular, it can follow the likewise arcuate course of the shaft passage recess 10, which corresponds to the helical course of the drive shaft 6.
- the two piston half-shells 22 and 23 can be screwed together by means of screws 25 and centering sleeves 26.
- Fig. 9 shows, two inner sealing rings 12 and two outer sealing rings 13 are provided on the piston 3 in the illustrated embodiment.
- the piston 3 may also be formed in one piece.
- FIGS. 11 and 12 show the FIGS. 11 and 12 , which requires the corresponding releasable connection of the drive shaft 6 with the bearing plates 8 and a formation of the bearing or driven shaft journal within the inner envelope of the drive shaft 7, as still in connection with FIGS. 30 to 32 is described.
- two axially spaced-apart inner seals 12 and outer seals 13 are provided, each extending in an annular manner around the corresponding piston outer and inner circumferential surface. This can advantageously be used to fill between the respectively formed between a pair of sealing rings, annular pressure pockets 27 and 28 with hydraulic or pneumatic pressure from the respective pressure-responsive pressure chamber 4 and 5 respectively.
- corresponding feed bores 29 are formed in the piston, on the one hand in the end faces open the piston 3 and on the other hand open into said pressure pockets 27 and 28 on the lateral surfaces of the piston between the sealing rings.
- the connection of the feed holes 29 can be controlled with the respective pressure side, see. Fig. 11 .
- the induced radial forces can be at least partially intercepted and on the other hand, the friction can be considerably reduced, which significantly improves the efficiency of the rotary motor.
- the piston 3 may also have an oval cylindrical shape.
- the piston chamber can be better utilized on the one hand by the displacement of the force application point.
- the false lever to the flat side of the piston is smaller.
- a greater wave jump can be achieved.
- the envelope 31 of the helically bent drive shaft 6 is better, ie over a longer curve section to the inner circumferential surface of the housing 1.
- a better support of the drive shaft 6 can be achieved on the housing 1, which is particularly important for longer designs in which the axial forces can induce larger shaft bends.
- the drive shaft 6 may have an oval or ellipsoidal cross-section. This improves the stability of the drive shaft 6 in the bending direction.
- the flat side of the oval or ellipsoidal cross section of the drive shaft 6 can better conform to the likewise oval or ellipsoid inner surface of the housing 1, whereby a better support is achieved.
- the supporting effect can be further improved by the fact that the inner circumferential surface of the overall - roughly speaking - oval-shaped housing 1 experiences a constriction in the middle, so that the narrow side is better used on the envelope 31 of the drive shaft 6, as this Fig. 15 shows.
- the drive shaft 6 can also receive an egg-shaped or polygonal cross-section which is thicker towards the envelope outside and thinner toward the inside, whereby the drive shaft 6 is optimized in terms of its bending and torsional rigidity.
- the housing 1 and the outer circumferential surface of the piston 3 has such a polygonal cylinder contour, which is thicker on one side and thinner to the side on which the drive shaft 6 is supported.
- a compact, force balanced cylinder can be achieved.
- an adjustable spool 32 may be provided, which is associated with the pressure medium supply or discharge line 33 through which the pressure chamber 4 and 5 can be filled and emptied.
- the opening cross section of said conduit 33 can be changed. Will he be completely closed, like this Fig. 17 shows, the piston 3 can not go further to the left; he has reached his final position.
- two rotary motors can be synchronized in a simple manner with respect to their rotational movements over the printing medium.
- the two rotary motors can be identical to each other and essentially the execution of the FIGS. 1 to 3 correspond.
- the pressure chambers 4 and 5 of the respective motors are each filled via a common pressure line 34 and 35, which forks on a flow divider 36 and leads into the respective pressure chambers 4 and 5 of the two motors.
- Fig. 19 shows, however, an embodiment of a rotary motor with two mechanically synchronized via a common piston 3 drive shafts 6.
- the piston 3 in this embodiment advantageously has a flattened cross-section, in particular it may be formed oval or ellipsoidzylindrisch so that arranged on the resulting flat sides of the correspondingly shaped housing 1, the two drive shafts 6 can be.
- the common piston 3 has in this case two Wellen pressgangsausEnglishisme 10, with which the piston 3 slides slidably on the two drive shafts 6.
- the resulting radial forces, which are induced by the shaft in the piston 3 can be compensated.
- a guide rod 37 may be used in the interior of the housing 1, which connects the two end - side housing - or bearing cap 2 together.
- the piston 3 has a corresponding recess which is slidably seated on said guide rod 37.
- the guide rod 37 causes in addition to the piston guide a power input for the hydraulic pressure by connecting advantageously the front-side housing sections.
- the piston area is reduced, which can be of importance in particular for very large engine designs.
- the waves can according to a further preferred embodiment of the invention also as in Fig. 20A shown to achieve a transverse force compensation.
- Fig. 20A shows, acting in the installation position of the shafts shown there, the forces acting on the piston by the waves forces F1 and F2 against each other, so that the resulting bearing reaction force corresponds to about zero.
- the axes of rotation 7 of the drive shafts 6 are not on the connecting line between the two Wellen pressgangsausEnglishept, but are offset transversely thereto, see.
- Fig. 20A
- the drive shaft 6 is also designed as a crankshaft, but it has a straight course, which is offset from the axis of rotation 7 of the drive shaft and extending parallel to said axis of rotation 7 , see. Fig. 21 .
- the inner circumferential surface of the housing 1 is helically or helically about the axis of rotation 7 of the drive shaft 6 around in twisted or screwed, so that the piston 3 performs a helical rotation about the axis of rotation 7 at an axial displacement around.
- the drive shaft 6 is rotated according to a crank.
- Fig. 23 shows in the housing 1 and / or in the bearing cap 2 a Abtriebsüber GmbHs- or reduction gear 38 may be integrated.
- the drive shaft 6 bearing bearing plate 8 have a spur gear, which meshes with an output gear 39 which drives an abrasion shaft 40, which is also mounted on the housing 1, the end side closing bearing cap 2 and passes through it, see.
- Fig. 23 shows in the housing 1 and / or in the bearing cap 2 a Abtriebsüber GmbHs- or reduction gear 38 may be integrated.
- the drive shaft 6 bearing bearing plate 8 have a spur gear, which meshes with an output gear 39 which drives an abrasion shaft 40, which is also mounted on the housing 1, the end side closing bearing cap 2 and passes through it, see.
- Fig. 23 shows in the housing 1 and / or in the bearing cap 2 a Abtriebsüber GmbHs- or reduction gear 38 may be integrated.
- the drive shaft 6 bearing bearing plate 8 have a spur gear, which meshes with an output gear 39 which drives an abra
- FIGS. 24 and 25 show an embodiment that basically the of FIGS. 1 to 3 is similar and in other areas this corresponds.
- the drive shaft 6 is not rigidly connected to the bearing discs or plates 8, but connected like a ball joint with them.
- FIGS. 26 and 27 Similar to the execution of the FIGS. 11 and 12 also show the FIGS. 26 and 27 a one-piece piston, in which two axially spaced inner seals 12 and outer seals 13 are provided, each annular run around the corresponding piston outer and inner circumferential surface around. Unlike the execution after Fig. 11 In addition to this circumferentially extending seals axially extending sealing elements are provided which on opposite sides of the piston (see. Fig. 27 ) connect the two axially spaced seals 12 and 13 together. By said axial sealing webs 12a and 13a, the circumferentially between the seals 12 and 13 extending pressure pockets 27 and 28 are divided so that they are half-ring shaped on opposite circumferential sides.
- the pressure pockets can be fed from the pressure chambers 4 and 5, depending on which side of the pressure applied to the piston 3. As FIGS. 26 and 27 show, said pressure pockets 27 and 28 fed via feed holes 29a and 29b once from the pressure chamber 4 and once fed from the pressure chamber 5.
- FIGS. 28 and 29 show a corresponding piston training like the FIGS. 26 and 27 , In contrast, however, there are no two spaced apart, provided in the circumferential direction seals provided, but only such a seal, however, by an S-shaped curve, see.
- Fig. 28 or simplified only diagonal course in sections on the pressure chamber 4 side facing and in an opposite section to the pressure chamber 5 facing side of the piston 3 is offset, in each case over about half the circumference of the piston.
- This S-shaped or diagonal course like him Fig. 28 also shows two sector-shaped pressure pockets are divided from each other, which are fed in the above manner from the various pressure chambers 4 and 5 ago.
- FIG. 30 shown further embodiment of the present invention are also formed between the piston 3 and the housing 1 and between the piston 3 and the shaft 6 opposed pressure pockets, which are delimited in the illustrated embodiment, however, by an annular seal 13 and 12, respectively each extends diagonally across the circumference of the piston, as this Fig. 30 shows.
- the pockets get this way an oblique wedge-like training in which the depth of the pressure pockets viewed in the circumferential direction increases or decreases in opposite directions. It is understood that here is the one pressure pocket with the one piston side and the other pressure pocket with the other side of the piston in pressure communication, so that when pressure is applied to a pressure chamber which is fed a pressure pocket and pressurizing the other pressure chamber of the rotary motor, the other pressure pocket. This also allows a corresponding pressure relief can be achieved.
- FIG. 30 shown embodiment of the rotary motor by the formation of the shaft 6 and the associated output shaft journal 9.
- the shaft 6 has a relatively large shaft diameter with a relatively small eccentricity of the axis of rotation 7.
- the bearing or drive shaft journal 9 are advantageously formed in the interior of the inner envelope profile of the shaft 6 and can thereby be integrally formed integrally with the shaft body.
- Reference numeral 41 denotes the inner envelope profile of the shaft 6, within which said bearing or driven shaft journal 9 extends.
- the shaft 6 is attached in the illustrated embodiment via two bearings 42 on the housing covers, which may be rigidly connected to the housing 1 in this embodiment.
- the shaft 6 is clamped between two tapered roller bearings, which shorten the relevant for the bending of the shaft, effective bearing distance.
- the bearing caps can be clamped on each other or on the housing 1.
- seals 44 and 45 the respective bearing cap on the one hand against the bearing or driven shaft journal 9 and on the other hand sealed against the housing.
- a particularly advantageous embodiment of the rotary motor shows Fig. 57
- the housing or the bearing of the shaft is designed such that the drive shaft 6 can be taken out together with the seated piston 3 and together with the bearing cap 8 axially to one side of the housing 1, thereby easily to the Purpose of a seal change or maintenance of the piston and the seals can be made accessible.
- a second bearing plate need not be dismantled for this purpose first.
- the engine may have a total, in particular unsymmetrical shape, in particular with regard to the end-side bearings.
- the drive shaft 6 is mounted differently at its two ends, namely at one end by a fixed bearing and the other end by a floating bearing, so that the shaft is axially fixed only on one side.
- a statically determined storage of the shaft is achieved with a total of compact design with a play-free recording of the axial forces.
- This compact design is particularly advantageous when using the rotary motor as a blade drive due to the very cramped space there.
- the shaft is advantageously mounted at one end by means of a bearing plate or disk 8 in one of the aforementioned embodiments of the housing 1, preferably between the bearing plate and shaft releasably connected to one of the above embodiments according to the FIGS. 33 to 56 can be provided.
- the drive shaft 6 has an integrally integrally formed shaft extension 69, which sits in a front-side housing cover and the floating bearing of the drive shaft 6 forms.
- the shaft extension 69 has a larger diameter than the helical crankshaft section of the drive shaft 6 and can correspond in particular to about the helix of the drive shaft 6 inscribing imaginary cylindrical envelope surface, which in turn can correspond to the original shaft blank contour from which the shaft is worked out.
- an overpressure protection 70 is provided between the two pressure chambers 4 and 5 of the engine, which has at least one connecting the two pressure chambers overpressure channel 71, which in the normal case, ie is closed by a pressure relief valve 72 at pressures below a predetermined threshold, which opens only when the said threshold value is exceeded.
- the overpressure protection can basically be integrated in the shaft in the form of a shaft recess, as this Figure 57 shows.
- the overpressure protection can alternatively or additionally also be integrated in the piston 3, which facilitates the introduction of the overpressure channel 72, in particular in the case of a helical course of the shaft 6.
- an access point in the form of a screw plug 73 is provided in one of the frontal housing cover through which provided on the piston 3 pressure relief valve 72 through the housing can be actuated from the outside, cf. Fig. 57 ,
- Fig. 57 shows, provided on the piston outside and inside seals 12 and 13 each have a diagonal course, whereby the oil skimming effect is vortail. Due to the constant change of plant in right-left-run a lubricating film cushion is built up by the repeatedly filling lubricating film bags, which seal themselves automatically when load changes on the cylinder wall.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmotor, vorzugsweise Schwenkantrieb für Baumaschinen, Hebezeuge, Lastwagen und dergleichen, mit einem länglichen, etwa rohrförmigen Gehäuse, zumindest einem in dem Gehäuse axial verschieblich aufgenommenen Kolben, der durch Beaufschlagung mit einem Druckmedium in einer Druckkammer axial antreibbar ist sowie zumindest einer in dem Gehäuse axial fest, um eine Drehachse drehbar aufgenommenen Welle, wobei der Kolben eine Wellendurchgangsausnehmung besitzt, mit der der Kolben axial verschieblich auf der Welle sitzt.
- Bei solchen Drehmotoren wird die Axialbewegung des Kolbens, der über entsprechende Druckkammern mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist, in eine Verdrehung der Welle gegenüber dem Gehäuse bzw. des Gehäuses gegenüber der Welle umgesetzt. Üblicherweise steht hierzu die Welle mit dem Kolben in Schraubeingriff, der wiederum verdrehfest gegenüber dem Gehäuse geführt ist. Einen solchen Drehmotor zeigt beispielsweise die
DE 201 07 206 , gemäß der der Kolben einerseits drehfest an der Innenmantelfläche des kreiszylindrischen Gehäuses geführt ist und andererseits auf einem Gewindeabschnitt der Welle in Schraubeingriff steht. Wird der Kolben durch Hydraulik- oder Pneumatikbeaufschlagung in dem Gehäuse axial verschoben, wird seine Axialbewegung über den Schraubeingriff in eine Drehbewegung der Welle umgesetzt. Ein Problem ist hierbei die Abdichtung des Kolbens gegenüber der Welle und/oder gegenüber dem Gehäuse. Für die Abdichtung zwischen Kolben und Welle schlägt dieDE 201 07 206 vor, dem Kolben einen von dem Schraubeingriffabschnitt beabstandeten Dichtabschnitt zu geben, der auf einem Wellendichtabschnitt gleitet und abgedichtet ist. Derartige Kolbenkonstruktionen sind jedoch hinsichtlich der Baugröße nachteilig und mit hohem Fertigungsaufwand verbunden. Zudem ergeben sich für den Betrieb in unterschiedliche Drehrichtungen unterschiedliche Kräfteverhältnisse. - Die
US 3,183,792 zeigt einen Drehmotor, bei dem der längsverschieblich geführte Kolben auf einem spiralförmig verdrehten Abschnitt der Antriebswelle sitzt. Um ein Verdrehen des Kolbens zu verhindern, ist die genannte Antriebswelle zur Zylinderlängsachse außermittig versetzt angeordnet. In einer anderen Ausführungsform ist der Kolben gemäß dieser Schrift auf zwei seitlichen, gegenüberliegenden Führungsstiften aufgefädelt, die ein Verdrehen des Kolbens verhindern. - Ferner ist aus der
JP 61-084403 A - Weiterhin ist aus der
JP 61-278606 A JP 63-130905 A - Überdies erreichen die bekannten Drehmotoren mit Steilgewindeverzahnungen nur recht schlechte Wirkungsgrade, da sich durch hohe Flächenpressungen und reibungsbehaftete Oberflächen recht große Verluste ergeben. Hierdurch ist das Einsatzgebiet solcher Drehmotoren bislang auch auf schmierstoffanteilige Druckmedien beschränkt geblieben.
- Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Drehmotor der genannten Art zu schaffen, der Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Vorzugsweise soll eine kostengünstig und einfach abzudichtende Kolben-Wellenanordnung geschaffen werden, die bei kurzer Motorbaulänge unabhängig vom eingesetzten Druckmedium die Erzeugung hoher Drehmomente und großer Drehwinkel bei günstigem Wirkungsgrad erlaubt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Drehmotor gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die vorliegende Erfindung verläßt also den bisherigen Ansatz, zwischen der Welle und dem Kolben einen Schraubeingriff vorzusehen und über eine drehfeste Führung des Kolbens am Gehäuse die Axialbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung zwischen Welle und Gehäuse umzusetzen. Stattdessen betätigt der Kolben die Welle nach dem Kurbelprinzip in Verbindung mit der Keilwirkung der Steigung einer spiralförmigen Eingriffsbahn. Überaschenderweise kann hierbei der bislang immer verfolgte Ansatz verlassen werden, daß der Kolben von Drehmotoren, die eine Axialbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Welle umsetzen, in welcher Form auch immer gegen Verdrehen zu sichern sei, worüber sich die vorliegende Erfindung hinwegsetzt. Erfindungsgemäß bildet die Welle eine Kurbelwelle, deren Drehachse gegenüber der Wellendurchgangsausnehmung versetzt ist. Das jeweils durch die Wellendurchgangsausnehmung hindurchgleitende Wellenstück besitzt gegenüber der Drehachse der Welle einen Hebelarm, der die durch die Axialverschiebung des Kolbens und die Steigung der spiralförmigen Eingriffsbahn zwischen Welle und Kolben und/oder zwischen Kolben und Gehäuse entstehende Radialkraft am Eingriff zwischen Welle und Kolben in eine Drehbewegung der Welle gegenüber dem Gehäuse oder umgekehrt umsetzt. Um günstige Kraftabtragsverhältnisse zu erreichen, ist dabei insbesondere vorgesehen, daß die Wellendurchgangsausnehmung in dem Kolben bezogen auf die Kolbenquerschnittsfläche etwa mittig angeordnet ist, wobei auf eine Verdrehsicherung des Kolbens verzichtet ist, so daß eine Verdrehbarkeit des Kolbens gegenüber dem Gehäuse gegeben ist. Durch die Anordnung der Wellendurchgangsausnehmung etwa im Flächenschwerpunkt der Querschnittsfläche des Kolbens ergeben sich geringe Kippmomente und geringe Hemmkräfte, was auch durch die Verdrehbarkeit des Kolbens und das Fehlen von Verdrehsicherungen bzw. separater Führungen unterstützt wird. Zudem kann durch die genannte mittige Anordnung des Wellendurchgangslochs gleichzeitig ein maximaler effektiver Hebelarm bei geringen Hemmkräften erzielt werden. Zwar könnte ein außermittiges Wellendurchgangsloch den Hebelarm der Welle per se noch weiter vergrößern, jedoch würden entgegenwirkende Kräfte mit gegenläufigem Hebelarm den Effekt wieder zunichte machen, vor allem da in diesem Fall Kippmomente zu kompensieren wären, was den Wirkungsgrad verschlechtern würde. Die Verdrehbarkeit des Kolbens relativ zum Gehäuse ermöglicht zudem grundsätzlich eine veränderliche Steigung des Wellenprofils.
- Gegenüber bisher üblichen Steilgewindeverzahnungen zwischen Kolben und Welle bzw. Kolben und Gehäuse kann der Fertigungsaufwand erheblich reduziert werden, da für den Kolben und insbesondere auch für die Welle einfache Geometrien gewählt werden können. Insbesondere können die Kräfte großflächig abgetragen und komplizierte Ausbildungen der Dichtungen zwischen Kolben und Welle und auch zwischen Gehäuse und Kolben vermieden werden; zudem unterliegen diese nicht den Beanspruchungen, die durch die Drehmomentübertragung bei Schraubgewindeverzahnungen entstehen. Die verwendbaren einfachen Geometrien der Welle und auch des Kolbens kommen nicht nur einer einfachen und kostengünstigen Fertigung an sich zugute, die zudem leicht und schnell an veränderte Einbaumaße anpaßbar ist, sondern auch einer verbesserten Oberflächengüte an der Welle und dem Kolben, wodurch Reibungsverluste reduziert werden können. Dies bewirkt zusammen mit den geringeren Flächenpressungen einen höheren Wirkungsgrad des Motors und erlaubt zudem auch einen Einsatz ohne schmiermittelhaltige Druckmedien. Für die Herstellung von Welle, Kolben und Zylinder können einfache rotationssymmetrische Fertigungsverfahren eingesetzt werden. In Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere für die Welle die Wirbeltechnik eingesetzt werden.
- In Weiterbildung der Erfindung besitzt die Welle einen wendelförmigen Verlauf um ihre Drehachse herum. Der Kurbelabschnitt der Welle ist sozusagen räumlich in Form einer Wendel um die Drehachse herum verschränkt. Der Wendelgang besitzt dabei vorteilhafterweise einen konstanten radialen Abstand von der Drehachse der Welle, während die Steigung in axialer Richtung betrachtet sich ändern kann. Vorzugsweise besitzt der wendelförmige Kurbelabschnitt jedoch eine gleichbleibende Steigung, um Axialbewegungen des Kolbens in eine gleichmäßige Drehbewegung umzusetzen.
- Das Gehäuse kann ein einfaches Zylinderrohr mit einer zylindrischen Innenmantelfläche sein, die in einfachster Ausbildung der Erfindung insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet sein kann, da eine verdrehfeste Führung des Kolbens im Gehäuse nicht notwendig ist. Bei einem im Querschnitt kreisförmigen Zylinderrohr sowie einer im Querschnitt ebenfalls kreisförmigen Welle kann das den Wirkungsgrad des Motors bestimmende Exzentermaß der Welle, d.h. der Wellensprung etwa einem Viertel der Differenz von Zylinderdurchmesser und Wellendurchmesser entsprechen, also ε = ¼ (dz - dw). Hierdurch läßt sich bei kompaktem und einfachem Aufbau ein bestmöglicher Wirkungsgrad der Maschine erreichen.
- Alternativ könnte die Welle mit ihrem Kurbelabschnitt auch einen geraden Verlauf parallel zu ihrer Drehachse und beabstandet hiervon besitzen. Um das Kurbelprinzip zu verwirklichen, könnte in diesem Fall das Gehäuse eine spiralförmig verdrehte Innenmantelfläche besitzen, so daß bei axialer Bewegung des Kolbens dieser eine schraubenförmige Bewegung um die Drehachse der Welle herum ausführt. Die spiralförmig verdrehte Ausbildung der Innenmantelfläche des Gehäuses kann gegebenenfalls auch in Kombination mit der zuvor beschriebenen wendelförmigen Ausbildung der Welle vorgesehen sein, um die Steigungen sozusagen zu addieren und dementsprechend eine größere Übersetzung zwischen der axialen Stellbewegung des Kolbens und der Drehbewegung der Welle relativ zum Gehäuse zu erreichen.
- In Weiterbildung der Erfindung bildet das den Kraftabtrag bewirkende Flächenpaar an Kolben und Gehäuse und/oder an Kolben und Welle gleichzeitig ein Dichtflächenpaar, das die Druckkammer zur Druckbeaufschlagung des Kolbens abdichtet. Hierdurch kann eine äußerst kurze Baulänge verwirklicht werden. Zudem können in Weiterbildung der Erfindung auf beiden Seiten des Kolbens gleich große effektive Kolbenflächen ausgebildet werden, so daß die vollständige Kolbenfläche effektiv mit gleichen Kräften in beiden Richtungen genutzt werden kann. Faktisch steht auf beiden Kolbenseiten die gesamte Gehäuseinnendurchmesserfläche lediglich vermindert um den Wellenquerschnitt als Kolbendruckfläche zur Verfügung. Hierdurch können mit gleichen Hydraulik- oder Pneumatikdrücken in beiden Antriebsrichtungen dieselben Drehmomente erzeugt werden. Zudem ergibt sich für einen gegebenen Druck eine maximale Drehmomentausbeute.
- Insbesondere ist jeweils zumindest eine Dichtung zwischen der Welle und der Wellendurchgangsausnehmung in dem Kolben sowie zwischen der Kolbenaußenmantelfläche und der Gehäuseinnenmantelfläche eingesetzt. Durch die einfache Geometrie dieser Innen- bzw. Außenmantelflächen des Kolbens und der zugehörigen Flächen an Gehäuse und Welle können einfache Dichtelemente beispielsweise in Form von bewährten Standard-Ringdichtungen Verwendung finden.
- Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Dichtung dabei derart ausgebildet, daß zwischen Kolben und Gehäuse und/oder zwischen Kolben und Welle jeweils Drucktaschen ausgebildet sind, die aus den den Kolben antreibenden Druckkammern gespeist werden können. Insbesondere kann an der Kolbenmantelaußenfläche und/oder an der Mantelfläche der Wellendurchtrittsausnehmung in dem Kolben jeweils einander gegenüberliegende Umfangssektoren durch sich axial erstreckende Dichtelemente in Umfangsrichtung begrenzt sein, so daß die entsprechenden Umfangssektoren jeweils eine Drucktasche bilden, wobei die eine der Drucktaschen mit der Druckkammer auf der einen Kolbenseite und die gegenüberliegende Drucktasche mit der Druckkammer auf der gegenüberliegenden Kolbenseite in Strömungsverbindung bringbar ist. Die Drucktaschen werden also von unterschiedlichen Seiten des Kolbens her gespeist. Dem liegt die Überlegung zugrunde, daß die abzutragenden Radialkräfte je nach Antriebsrichtung immer auf derselben Seite des Kolbens auftreten. Der auf der jeweiligen Kolbenseite für die jeweilige Antriebsbewegung auftretende Hydraulik- oder Pneumatikdruck wird gezielt in einen bestimmten Umfangssektor zwischen Kolben und Gehäuse und/oder zwischen Welle und Kolben geleitet und durch zwei axiale Dichtelemente bzw. - abschnitte daran gehindert, aus diesem Umfangssektor heraus auf die andere Kolbenseite zu strömen, in der keine Radialkräfte abzufangen sind. Hierdurch kann eine beträchtliche Reibungsreduzierung erreicht werden, was den Wirkungsgrad des Drehmotors beachtlich beeinflußt. Die abzufangenden Radialkräfte können durch eine solche Drucktaschenausbildung und intelligente Dichtungsanordnung zu einem beachtlichen Teil von dem Hydraulik- oder Pneumatikdruck abgefangen werden. In Weiterbildung der Erfindung kann analog durch eine geeignete Druckmediumführung und Ausformung der Dichtungen eine Druckentlastung und ggf. Schmierung der Lagerstellen der Welle erreicht werden.
- In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen den beiden Druckkammern des Motors eine Überdrucksicherung vorgesehen, zumindest einen die einen beiden Druckkammern verbindenden Überdruckkanal aufweist, der im Normalfall, d.h. bei Drükken unter einem vorbestimmten Schwellwert von einem Überdruckventil verschlossen ist, das erst bei Überschreiten des genannten Schwellwerts öffnet. Die Überdrucksicherung kann grundsätzlich in die Welle in Form einer Wellenausnehmung integriert sein. Vorteilhafterweise kann die Überdrucksicherung aber auch in den Kolben integriert sein, was insbesondere bei wendelförmigem Verlauf der Welle die Einbringung des Überdruckkanals erleichtert.
- Um eine günstige Montage bei einfacher Fertigung und günstigem Kraftabtrag zu erreichen, kann die Welle vorteilhafterweise an zumindest einem Ende mittels einer Lagerplatte bzw. -scheibe an dem Gehäuse gelagert sein, wobei vorzugsweise zwischen Lagerplatte und Welle eine lösbare Verbindung vorgesehen sein kann. Insbesondere kann in der Lagerplatte eine wendelförmig ausgebildete Ausnehmung vorgesehen sein, in der die Welle mit einem wendelförmigen Abschnitt paßgenau aufgenommen ist. Vorteilhafterweise ist der wendelförmige Wellenabschnitt in der Lagerplattenausnehmung durch ein Formschlußelement, das verschiedene Ausgestaltungen haben kann, axial und/oder radial verspannt bzw. verspreizt.
- Die Welle kann dabei an ihren beiden Enden unterschiedlich gelagert sein, vorzugsweise einenends durch ein Festlager und anderenends durch ein Loslager, so daß die Welle nur auf einer Seite axial festgelegt ist.
- In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist dabei die gesamte Ausbildung des Gehäuses derart beschaffen bzw. die Lagerung der Welle derart ausgebildet, daß die Welle zusammen mit dem darauf sitzenden Kolben sowie vorzugsweise auch zusammen mit der die Welle abstützenden Lagerplatte axial zu einer Seite des Gehäuses herausgenommen werden kann, wodurch in einfacher Weise zum Zwecke des Dichtungstauschs bzw. der Wartung der Kolben und die Dichtungen zugänglich gemacht werden können. Der Motor kann dabei eine insgesamt, insbesondere hinsichtlich der stirnseitigen Lagerstellen sozusagen unsymmetrische Gestalt besitzen.
- Die Welle bzw. ihr Kurbelabschnitt kann grundsätzlich verschiedene Querschnittsgeometrien besitzen. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung besitzt die Welle einen einfachen kreisförmigen Querschnitt.
- Alternativ hierzu kann die Welle auch einen flach gedrückten, insbesondere ovalen oder ellipsoiden Querschnitt besitzen. Hierdurch können Vorteile hinsichtlich des Abtrags des Biegemomentes und des Abstützens der Verformung erzielt werden. Insbesondere kann sich die Welle hierdurch besser an eine entsprechende Gegenkontur anschmiegen, so daß eine bessere Abstützung erreicht werden kann.
- Alternativ kann die Welle auch andere polygonartig ausgebildete Querschnitte besitzen, was je nach Anwendungsfall beispielsweise bei länger bauenden Ausführungen vorteilhaft für die Kompensation von Biegekräften sein kann.
- Die Welle kann in Weiterbildung der Erfindung einen entlang ihrer gegebenenfalls wendelförmig gebogenen Achse gleichbleibenden Querschnitt besitzen, wobei vorteilhafterweise die Wellenoberfläche glatt ohne Riefen und Vorsprünge, wie sie bei einer Schraubgewindeverzahnung vorhanden wären, ausgebildet ist. Insbesondere kann die Oberfläche der Welle einer kontinuierlichen Hüllfläche entsprechen, wie sie entsteht, wenn beispielsweise eine Kugel oder ein gegebenenfalls anders geformtes Querschnittsstück entlang der gegebenenfalls wendelförmig gebogenen Wellenachse entlang bewegt wird. Die Wellenquerschnitte haben also vorteilhafterweise entlang der ggf. gebogenen Längsachse eine gleichbleibende Geometrie ohne Sprünge oder andere Unregelmäßigkeiten wie Verzahnungsriefen oder dgl. Die Welle kann vorteilhafterweise als Endlosprofil gefertigt sein, das je nach Einsatz auf die gewünschte Länge abgelängt wird, wobei ggf. auch Lagerzapfen angeformt werden können.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Welle auf einer Seite einen angeformten Lagerzapfen aufweisen, während die andere Welle auf der anderen Seite in ihrem Wendelprofil ausläuft, das an einer Lagerplatte abgestützt ist.
- Der Lagerzapfen ist vorteilhafterweise nach einer Ausführung der Erfindung größer als die Welle im Bereich ihres Wendelprofils. Insbesondere kann der Lagerzapfen etwa der Hüllkurve entsprechen, die das genannte Wendel- bzw. Helixprofil der Welle umhüllt. Der Durchmesser dL des Lagerzapfens beträgt dabei vorteilhafterweise der Summe des vierfachen Wellensprungs und des Wellendurchmessers, also dL = 4ε + dw.
- Insbesondere bei relativ großen Wellendurchmessern können auch Lagerzapfen vorgesehen werden, die kleiner als der Wellenduchmesser sind, wobei hier vorteilhafterweise der Lagerzapfen etwa der inneren Hüllkurve der Helixkontur entspricht, um eine optimale Biegesteifigkeit zu erreichen, wobei vorzugsweise dL = dw - 2ε gilt.
- Der Kolben kann ebenfalls grundsätzlich verschiedene Querschnittsformen besitzen. Gemäß der Erfindung besitzt der Kolben eine kreisringförmige Außenumfangskontur , wobei insbesondere eine von Aufnahmetaschen für Dichtelemente abgesehen kreiszylindrische Außenmantelfläche vorgesehen sein kann.
- Die Wellendurchgangsausnehmung in dem Kolben kann verschiedene Querschnittsformen besitzen, die in Weiterbildung der Erfindung an den jeweiligen Wellenquerschnitt angepaßt sind.
- Um die Reibungsverluste zu minimieren und den Wirkungsgrad des Motors weiter zu verbessern, kann zwischen dem Gehäuse und dem Kolben und/oder dem Kolben und der Welle jeweils eine Wälzlagerung vorzugsweise in Form einer Kugelbüchse vorgesehen sein. Weiterhin können zur Reibungsminimierung auch abriebfeste und reibungsarme Kunststoffe zum Einsatz kommen, aus denen der Kolben gefertigt sein kann, wobei ggf. auch gleich die Dichtungselemente mit angeformt werden können.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsformen und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische räumliche Darstellung eines Drehmotors mit einer wendelförmig gebogenen Antriebswelle nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung,
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch den Motor aus
Fig. 1 , - Fig. 3
- einen Querschnitt durch den Drehmotor aus den vorhergehenden Figuren, der auch die Hüllkurve der Welle zeigt,
- Fig. 4
- einen ausschnittsweisen Längsschnitt durch den Lagerabschnitt der Antriebswelle, die eine Wellenlagerung nach einer alternativen Ausführung der Erfindung mit vergrößerter Lagerscheibe für einen verbesserten stirnseitigen Lastabtrag,
- Fig. 5
- eine Draufsicht auf die Lagerscheibe aus
Fig. 4 , die die Position des Wellendurchtritts zeigt, - Fig. 6
- eine ausschnittsweise Darstellung einer Antriebswelle nach einer alternativen Ausführung der Erfindung, bei der ein Abtriebswellenstummel integral einstückig mit der Antriebswelle verbunden ist,
- Fig. 7
- eine Schnittansicht eines mehrteilig ausgebildeten Kolbens nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, wonach auf einem ringförmigen Kolbenträger beidseitig jeweils zwei Kolbenhalbschalen stirnseitig aufgesetzt sind,
- Fig. 8
- eine stirnseitige Draufsicht auf den Kolben aus
Fig. 7 , - Fig. 9
- eine Schnittdarstellung eines aus zwei Halbschalen zusammengesetzten Kolbens nach einer alternativen Ausführung der Erfindung, bei der die Trennfuge entsprechend der Krümmung der Antriebswelle gebogen ist,
- Fig. 10
- ein Querschnitt durch den Kolben aus
Fig. 9 , der die Verschraubung der beiden Kolbenhalbschalen zeigt, - Fig. 11
- eine Schnittansicht eines einteiligen Kolbens nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit Doppeldichtung und hydraulischer Druckkompensierung,
- Fig. 12
- eine stirnseitige Draufsicht auf den Kolben aus
Fig. 11 , - Fig. 13
- eine Stirnansicht eines nicht erfindungsgemäßen oval ausgebildeten Kolbens , wobei die Antriebswelle im Schnitt und mit Ihrer Hüllkurve dargestellt ist,
- Fig. 14
- eine Stirnansicht eines ovalen Kolbens ähnlich
Fig. 13 , wobei jedoch auch die Antriebswelle einen ovalen Querschnitt besitzt, - Fig. 15
- eine Stirnansicht eines nicht erfindungsgemäßen Kolbens mit einer eine mittige Einschnürung aufweisenden Ovalform, durch die eine verbesserte Abstützung der Antriebswelle erreicht werden kann,
- Fig. 16
- eine Schnittansicht durch einen nicht erfindungsgemäβen Drehmotor mit eiförmigem, polygonem Querschnitt der Antriebswelle und einem ebenfalls polygon ausgebildeten Kolben, die hinsichtlich Torsionssteifigkeit der Welle und der Kräftebalance am Kolben optimiert sind,
- Fig. 17
- eine ausschnittsweise Schnittansicht des Lagerbereichs der Antriebswelle des Drehmotors ähnlich
Fig. 4 nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung, bei der ein an der Lagerscheibe befestigter Steuerschieber zur Endlagendämpfung und/oder stufenlosen Einstellung der Endlage vorgesehen ist, - Fig. 18
- eine schematische Darstellung zweier Drehmotoren, die nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hydraulisch miteinander synchronisiert sind,
- Fig. 19
- eine Längsschnittansicht eines Drehmotors der keine Ausführung der Erfindung darstellt, bei der zwei Antriebswellen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und von einem gemeinsamen Axialstellkolben antreibbar sind,
- Fig. 20
- eine Querschnittsansicht des Drehmotors aus
Fig. 19 , die in gemeinsamen Kolben sowie die beiden damit in Eingriff befindlichen Wellen geschnitten zeigt, - Fig. 21
- einen Längsschnitt durch einen Drehmotor nach einer weiteren Ausführung der Erfindung, bei der die als Kurbelwelle ausgebildete Antriebswelle einen geraden Kurbelabschnitt besitzt, während der Kolben in einem spiralartig verdrehten Gehäuserohr längsverschieblich geführt ist,
- Fig. 22
- eine Querschnittsansicht des Drehmotors aus
Fig. 21 , die die Gehäusewandung und die Welle im Schnitt zeigt, - Fig. 23
- eine ausschnittsweise Längsschnittdarstellung eines Drehmotors nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, der eine Abtriebs-Getriebestufe aufweist, die in das Gehäuse bzw. den stirnseitigen Gehäusedeckel integriert ist,
- Fig. 24
- einen Längsschnitt durch einen Drehmotor nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung, bei der die wendelförmig gebogene Antriebswelle an ihrem Enden kugelgelenksartig gelagert ist,
- Fig. 25
- einen Querschnitt durch den Drehmotor aus
Fig. 24 , - Fig. 26
- einen Längsschnitt durch einen einteiligen Kolben mit geteilt ausgebildeten Drucktaschen,
- Fig. 27
- eine Draufsicht auf den Kolben aus
Fig. 26 , - Fig. 28
- einen Längsschnitt durch einen einteiligen Kolben mit geteilten Drucktaschen, die durch eine S-förmig umlaufende Dichtung erzeugt sind,
- Fig. 29
- eine Draufsicht auf den Kolben aus
Fig. 28 , - Fig. 30
- einen Längsschnitt durch einen Drehmotor nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung, bei der eine Diagonaldichtung zwischen Kolben und Gehäuse und/oder zwischen Welle und Kolben vorgesehen und die Welle mit innerhalb ihres inneren Hüllprofils ausgeformten Abtriebswellenzapfen versehen ist,
- Fig. 31
- eine Seitenansicht der Welle des Drehmotors aus
Fig. 30 , - Fig. 32
- eine Stirnansicht der Welle aus
Fig. 31 in Blickrichtung des inFig. 31 eingetragenen Pfeils A, - Fig. 33
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem Formschlußelement in Form einer Schubplatte,
- Fig. 34
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 33 , - Fig. 35
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem Formschlußelement in Form einer Zahnplatte,
- Fig. 36
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 35 , - Fig. 37
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer zweiteiligen Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem Formschlußelement in Form eines Schubstützrings,
- Fig. 38
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 37 , - Fig. 39
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem Formschlußelement in Form einer Schubmutter,
- Fig. 40
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 39 , - Fig. 41
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem Formschlußelement in Form einer Schubmutter,
- Fig. 42
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 41 , - Fig. 43
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem Formschlußelement in Form einer Schubmutter sowie einem Absatz an der Welle,
- Fig. 44
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 43 , - Fig. 45
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem Formschlußelement in Form einer Schlitzschubplatte,
- Fig. 46
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 45 , - Fig. 47
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem Formschlußelement in Form einer innenliegenden Schlitzschubplatte,
- Fig. 48
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 47 , - Fig. 49
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem die Welle aufspreizenden Spreizkonus,
- Fig. 50
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 49 , - Fig. 51
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem abgestuften Wellenende, das in einer abgestuften Lagerplattenausnehmung sitzt,
- Fig. 52
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 51 , - Fig. 53
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einem exzentrisch abgeschrägten Wellenende, das in einer komplementären Lagerplattenausnehmung sitzt,
- Fig. 54
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 53 , - Fig. 55
- eine Stirnansicht einer Wellenbefestigung an einer Lagerplatte nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung mit Formschlußelementen in Form von radialen Gewindestiften,
- Fig. 56
- eine Schnittansicht der Wellenbefestigung an der Lagerplatte aus
Fig. 55 , und - Fig. 57
- einen schematischen Längsschnitt durch einen Drehmotor nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, bei dem die Welle an ihren Enden verschieden gelagert ist und zusammen mit dem Kolben axial aus dem Motorgehäuse entnehmbar ist.
- Der in den
Figuren 1 bis 3 gezeigte Drehmotor umfaßt ein rohrförmiges, zylindrisches Gehäuse 1, das an seinen beiden Stirnseiten jeweils durch einen Lagerdekkel 2 verschlossen ist. Das Gehäuse 1 kann dabei aus einem Endlosprofil hergestellt sein, das auf die gewünschte Länge abgelängt wurde. Im Innenraum des Gehäuses 1 ist ein Kolben 3 axial verschieblich aufgenommen, der den Innenraum des Gehäuses 1 in zwei Druckkammern 4 und 5 unterteilt, die in der gezeichneten Ausführungsform über Druckmediumleitungen in den Lagerdeckeln 2 mit Druckmedium beaufschlagt werden können, so daß je nachdem, welche der beiden Kammern 4 oder 5 mit Druckmedium beaufschlagt wird, der Kolben 3 axial in dem Gehäuse 1 hin und her fährt. - Weiterhin ist in dem Gehäuse 1 eine Antriebswelle 6 aufgenommen, die in der gezeichneten Ausführungsform an beiden Lagerdeckeln 2 drehbar gelagert ist, so daß sie um eine Drehachse 7 parallel zur Längsachse des zylindrischen Gehäuses 1 verdreht werden kann. Wie
Fig. 1 undFig. 2 zeigen, ist die Antriebswelle 6 in der gezeichneten Ausführung wendelförmig um die genannte Drehachse 7 herum verdreht, wobei die Antriebswelle 6 zu der genannten Drehachse 7 eine Exzentrizität aufweist, die dem jeweiligen Eingriffsabschnitt der Welle mit dem Kolben einen Hebelarm bezüglich der Drehachse 7 gibt. Die Antriebswelle 6 verschraubt sich sozusagen um die Drehachse 7 herum und betätigt über die Keilwirkung der Steigung den Hebelarm. Im Querschnitt ist die Antriebswelle 6 in der in denFiguren 1 bis 3 gezeichneten Ausführung kreisförmig. Sie kann aus einem Endlosprofil bestehen, das auf die gewünschte Länge abgelängt wurde. Stirnseitig ist sie jeweils an einer Lagerplatte 8 befestigt, an der wiederum eine sich durch die Lagerdeckel 2 hindurch erstreckende Abtriebswelle in Form eines Wellenstumpfs 9 drehfest befestigt ist. - Wie
Fig. 2 zeigt, besitzt der Kolben 3 eine Wellendurchgangsausnehmung 10, mit der der Kolben 3 längsverschieblich auf der Antriebswelle 6 sitzt, wobei der Kolben entsprechend seiner vorzugsweise helixförmigen Wellendurchgangsausnehmung eine Verdrehung bei der Verschiebung auf der Welle erfährt. Die Wellendurchgangsausnehmung 10 ist in ihrem Querschnitt wie die Antriebswelle 6 kreisförmig, wobei in axialer Richtung betrachtet die Wellendurchgangsausnehmung 10 an den gekrümmten Verlauf der Antriebswelle 6 angepaßt ist und einen mit der Welle dekkungsgleichen gekrümmten Verlauf besitzt. - Vorteilhafterweise sind die Geometrieverhältnisse und die Anordnung der Antriebswelle 6 derart gewählt, daß die Wellendurchgangsausnehmung 10 im wesentlichen mittig im Querschnittsflächenschwerpunkt des Kolbens 3 sitzt, so daß der Kolben 3 bezüglich der von der Antriebswelle 6 induzierten Kräfte ausbalanciert ist, insbesondere keine Kippmomente auftreten. Hierzu ist die Antriebswelle 6 mit ihrer Drehachse 7 gegenüber der Längsmittelachse des Gehäuses 1 und des Kolbens 3 radial versetzt, und zwar vorteilhafterweise soweit wie möglich, so daß die Antriebswelle 6 mit einem möglichst mittig zwischen ihren beiden Enden liegenden Abschnitt oder je nach Steigung auch mit mehreren Abschnitten an der Innenmantelfläche des Gehäuses 1 ansteht bzw. daran abgestützt ist. In
Fig. 2 ist dieser Punkt mit der Bezugsziffer 11 gekennzeichnet. Es versteht sich, daß dieser Punkt bei Drehung der Antriebswelle 6 wandert. Bei einem im Querschnitt kreisförmigen Zylinderrohr sowie einer im Querschnitt ebenfalls kreisförmigen Welle kann das den Wirkungsgrad des Motors bestimmende Exzentermaß der Welle, d.h. der Wellensprung etwa einem Viertel der Differenz von Zylinderdurchmesser und Wellendurchmesser entsprechen, also ε = ¼ (dz - dw). Hierdurch läßt sich bei kompaktem und einfachem Aufbau ein bestmöglicher Wirkungsgrad der Maschine erreichen. - Vorteilhafterweise bilden die Flächenpaare, die die Kraftübertragung zwischen der Antriebswelle 6 und dem Kolben 3 bzw. zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 1 bewirken, also die Mantelfläche der Antriebswelle 6 und die Innenmantelfläche der Wellendurchgangsausnehmung 10 einerseits sowie die Kolbenaußenmantelfläche und die Gehäuseinnenmantelfläche anderseits Dichtflächenpaare, die die Druckkammern 4 und 5 abdichten. Vorteilhafterweise sind in diese Flächenpaare Dichtungen 12 und 13 integriert, um Druckverluste zu vermeiden. Die Wellendichtung 12 sitzt dabei in der gezeichneten Ausführungsform in der Wellendurchgangsausnehmung 10 und gleitet auf der Außenmantelfläche der Antriebswelle 6 ab. Die Gehäusedichtung 13 sitzt auf der Kolbenaußenmantelfläche und dichtet den Kolben 3 gegenüber dem Gehäuse 1 ab, auf dem die genannte Dichtung 13 abgleitet. Beide Dichtungen sind in der gezeichneten Ausführung als Dichtringe ausgebildet.
- Wird eine der Druckkammern 4 oder 5 mit Druckmedium beaufschlagt, wandert der Kolben 3 axial. Diese axiale Stellbewegung führt zu einem Verdrehen der Antriebswelle 6 um die Drehachse 7, da der jeweils durch die Wellendurchgangsausnehmung 10 hindurchgleitende Wendelabschnitt der Antriebswelle 6 einen entsprechenden Hebelarm bezüglich der Drehachse 7 hat und die Steigung der Antriebswelle 6 eine Keilwirkung ausübt, die die axiale Stellkraft des Kolbens 3 in eine den Hebelarm betätigende Radialkraft umsetzt. Die Antriebswelle 6 wird nach dem Kurbelprinzip durch die axiale Stellbewegung des Kolbens 3 angetrieben. Da die Wellendurchgangsausnehmung 10 im Zentrum des Kolbens 3 sitzt, haben die von der Antriebswelle 6 übertragenen Kräfte auf den Kolben näherungsweise keinen Hebelarm, so daß diese Kräfte näherungsweise kein Drehmoment auf den Kolben bewirken. Der Kolben 3 braucht in dem Gehäuse 1 nicht verdrehsicher geführt sein. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Dichtungen 12 und 13 aus.
- Die in den
Fig. 1 bis 2 gezeigte Ausführung bringt beträchtliche Vorteile mit sich. Zunächst wird durch die Direktführung der Antriebswelle 6 in der Wellendurchgangsausnehmung 10 und des Kolbens 3 im Gehäuse 1 mit jeweils integrierter Abdichtung die erforderliche Einbaulänge verkürzt und es kann durch eine geringe Steilheit des Wendelverlaufs der Antriebswelle 6 ein großes Drehmoment erzeugt werden. Es werden in den Kolben 3 und über diesen in das Gehäuse 1 im wesentlichen Radialkräfte eingeleitet. Gegenüber den herkömmlichen Lösungen mit Steilverzahnung bzw. Steilgewindeverzahnung kann der Fertigungsaufwand sowohl für die Kolbenaußenführung wie auch für die Kolbeninnenführung zur Welle erheblich reduziert werden. Idealtypisch werden sehr einfach herzustellende Formen und Bauelemente verwendet, die endlos hergestellt und bedarfs- und längengerecht konfektioniert werden können. Durch den Lastangriff an der Wendelmitte kann die Hebellänge und die Steigung der wendelförmigen Antriebswelle 6 nahezu beliebig festgelegt werden. Eine geringe Steigung und ein großer Hebelarm erzeugen große Momente. Zudem kann die Kolbenfläche effektiv genutzt werden, wobei gleiche Kräfte in beiden Richtungen erzielbar sind. Im wesentlichen steht die gesamte Gehäuseinnenquerschnittsfläche abzüglich der Wellen-Querschnittsfläche als effektive Kolbenfläche zur Verfügung. Ferner können aufgrund der geringen Flächenpressungen auch schmiermittelfreie oder -arme Druckmedien wie Wasser oder Luft zum Einsatz kommen. - Vorteilhafterweise kann ein Teil des axialen Lastabtrages über die Lagerplatte 8 erfolgen, mittels derer die Antriebswelle 6 stirnseitig am Gehäuseende gelagert ist, insbesondere wenn eine großflächige Lagerplatte 8 verwendet wird, wie dies
Fig. 4 zeigt. Die Antriebswelle 6 verläuft dabei in ihrer Wendelform und Steigung in die Lagerplatte 8 hinein und überträgt durch ihre Spiralform vollflächig das Drehmoment auf die Lagerplatte, wobei sie lediglich mittels einer axialen und/oder radialen Sicherung z.B. in Form einer Verschraubung 14 gegen Herausziehen gesichert sein kann. Wird beispielsweise die Druckkammer 4, die inFig. 4 gezeigt ist, mit Druckmedium beauftragt, drückt dieses den Kolben 3 nach rechts, wodurch auf die Antriebswelle 6 eine Axialkraft übertragen wird, die die Antriebswelle 6 gemäßFig. 4 nach rechts zu ziehen versucht. Derselbe Druck in der Druckkammer 4 wirkt jedoch auch auf die Lagerplatte 8, die diese Axialkraft zum Teil kompensiert. WieFig. 5 zeigt, kann die Lagerplatte 8 über mehrere Verschraubungen 15 das Drehmoment abtragen, wobei über Dichtungen 16 und 17 die Abdichtung der Druckkammer 4 sichergestellt ist. -
Fig. 6 zeigt die Antriebswelle 6 mit einer direkt angeschlossenen bzw. verbundenen wellenstumpfförmigen Abtriebswelle 9. Vorteilhafterweise ist dabei der Durchmesser des Abtriebswellenstumpfes 9 und die Breite der Lagerplatte 8 nicht größer als der Durchmesser der Abtriebswelle 6 selbst, so daß ein Wellendichtring 12 zur Abdichtung des Kolbens 3 gegenüber der Welle 6 über den Antriebswellenstumpf 9 hinweg auf die Antriebswelle 6 geschoben werden kann. Unterstützt wird dies vorteilhafterweise durch eine Abschrägung 18 an der Lagerplatte 8. Die gesamte Antriebswelle 6 nebst angeschlossenem Abtriebswellenstumpf 9 ist derart ausgebildet, daß ein elastischer Dichtring mit einem Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser der Antriebswelle 6 entspricht, über die gesamte Wellenbaugruppe geschoben werden kann. - Vorteilhafterweise jedoch ist die Antriebswelle 6 an einem ihrer Enden vorzugsweise lösbar mit einer separat ausgebildeten Lageplatte 8 verbunden wie dies die
Fig. 33 ff zeigen. Die Abstützung der Antriebswelle 6 über eine separate Lagerplatte 8 erlaubt es, sehr hohe Axial-und Querkräfte mit überlagerten Drehmomenten abzutragen ohne einen übermäßigen Fertigungsaufwand in Kauf nehmen zu müssen. - Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn dabei zwischen Lagerplatte und Antriebswelle eine Verbindung der Art Helix-in-Helix besteht, d.h. die Antriebswelle 6 mit ihrem spiral- bzw. wendelförmigen Verlauf in einer ebenfalls spiral- bzw. wendelförmigen Ausnehmung 50 in der Lagerplatte 8 sitzt. Vorteilhafterweise wird dabei der wendelförmige Wellenabschnitt in der wendelförmigen Ausnehmung 51 der Lagerplatte mit Hilfe eines Formschlußelements 51 axial und/oder radial fixiert und ggf. vorteilhafterweise verspannt bzw. verspreizt, wodurch das bei lösbaren Fügungen durch die Helix bedingte Radialspiel beseitigt werden kann.
- Wie die
Fig. 33 und 34 zeigen, kann die Antriebswelle 6 mit ihrer wendelförmigen Kontur an sich unverändert in die Lagerplatte 8 bzw. die darin vorgesehene ebenfall wendelförmig konturierte Ausnehmung 50 hineinlaufen. Das Formschlußelement 51 wird bei dieser Ausführung von einer - grob gesprochen - halbmondförmigen Schubplatte 52 gebildet, die in eine sich radial erstreckende Nut 53 in der Antriebswelle 6 eingreift und sich an der Lagerplatte 8 abstützt. Zum Montieren wird die Lagerplatte 8 auf der Antriebswelle nach innen geschoben bzw. gedreht bis die Schubplatte 52 in die Nut 53 gesetzt werden kann, woraufhin die Lagerplatte 8 zurückgezogen werden kann. Die in der Lagerplatte 8 stirnseitig vorgesehene Ausnehmung zur Aufnahme der Schubplatte 52 kann hierzu die inFigur 33 gezeigte Aussparung 54 besitzen, die in Umfangsrichtung Übergröße besitzt, um das Zurückdrehen zu ermöglichen. Beim Anziehen der Befestigungsschrauben 55 spreizt sich die Schubplatte 52 zwischen die vorzugsweise keilförmige Nut 53 und die vorzugsweise konische Aussparung 54 in der Lagerplatte 8, wodurch eine spielfreie, vorgespannte Axial- und Radialsicherung geschaffen wird. - Wie die
Fig. 35 und 36 zeigen, kann anstelle der inFig. 33 gezeigten Schubplatte auch eine Zahnplatte 56 als Formschlußelement zur Sicherung der Welle und der Lagerplatte Verwendung finden. Die Zahnplatte 56 ist einenends verzahnt und anderenends konisch bzw. keilförmig angeschrägt, um eingekippt werden zu können. Mittels Befestigungsschrauben 55 kann auch hier eine spielfreie Radial- und Axialsicherung geschaffen werden, vgl.Fig. 35 und.36 , wobei vorteilhafterweise keine Verdrehung des Flansches notwendig ist. - Bei der Ausführung nach den
Fig. 37 und 38 wird als Formschlußelement 51 zur Fixierung der Antriebswelle 6 in der wendelförmigen Ausnehmung der Lagerplatte 8 ein Schubstützring 57 verwendet. Die Lagerplatte 8 ist hierbei zweiteilig, wobei vorteilhafterweise die Trennebene außerhalb der Fluidführung liegt. Der Schubstützring kann mehrteilig oder einteilig geschlitzt federnd ausgebildet sein. Der Schubstützring 57 kann innenseitig und/oder aussenseitig konisch und/oder angeschrägt ausgebildet sein, so daß beim Zusammenziehen der beiden Lagerplattenteile eine Axial- und Radialverspannung der Verbindung erzielt wird. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen den beiden Lagerplattenteilen bezogen auf die in ihnen ausgebildete wendelförmige Ausnehmung ein nominaler Spalt vorhanden sein, so daß sich die beiden Lagerplattenteile beim linienflüchtigen Anziehen der sie verbindenden Spannmittel unter Verhinderung einer Relativdrehung der beiden Lagerplattenteile, was durch Linearführungen bspw. in Form von Führungsstiften - vorzugsweise mittels Führungsschrauben 58 - bewirkt werden kann, hinsichtlich der Helixkontur verspannen und auf der Antriebswelle 6 verklemmen. - Alternativ kann die Antriebswelle 6 in der Lagerplattenausnehmung 50 auch mittels einer Schubmutter 59 gehalten werden, wie in den
Figuren 39 bis 44 gezeigt. Bei der Ausführung nachFig. 39 und 40 ist die Schubmutter 59 dabei mit einem Außengewinde und einem Innengewinde versehen, so daß sie mit der Lagerplatte 8 und der Antriebswelle 6 verschraubt werden kann, um die Antriebswelle 6 in der Lagerplattenausnehmung 50 zu verspannen. Gemäß denFig. 41 und 42 ist die Schubmutter 59 nur mittels eines Innengewindes mit der Antriebswelle 6 verschraubt, wobei die Helixkontur in der Lagerplatte 8 abgesetzt ist, so daß die Antriebswelle 6 mit ihrer Schulter, die den Übergang von der Helixkontur der Antriebswelle 6 zu deren Gewindeabschnitt bildet, gegen die entsprechende Schulter in der Lagerplattenausnehmung gespannt werden kann. Zudem stützt sich die Schubmutter lagerplattenseitig an einer konischen Schubmutterausnehmung ab, so daß auch eine das Radialspiel beseitigende Zentrierung erreicht wird, vgl.Fig. 42 . - Bei der Ausführung nach den
Fig. 43 und 44 besitzt die Helixkontur der Antriebswelle eine Durchmesserverjüngung, die in einfacher Weise herstellbar ist, und damit eine Schulter 60, mit der sie gegen die Innenseite der Lagerplatte 8 spannbar ist. Vorteilhafterweise ist eine einfache Spannmutter 61 stirnseitig auf das Wellenende geschraubt, die sich gegen die Lagerplatte 8 spannt und damit die Schulter 60 der Antriebswelle 6 gegen die Lagerplatte 8 zieht, vgl.Fig. 44 . - Gemäß den
Fig. 45 und 46 kann die Antriebswelle 6 auch durch eine Schlitzschubplatte 62 in der wendelförmigen Ausnehmung 50 der Lagerplatte 8 fixiert sein, die von außen her radial in einen Schlitz in der Lagerplatte 8 eingeschoben wird, bis sie in eine umfangsseitig vorgesehene Nut an der Antriebswelle 6 eingreift, vgl.Fig. 46 . Die Schlitzschubplatte 62 kann dabei insgesamt etwa - grob gesprochen - linsenförmig ausgebildet sein.Figur 47 und 48 zeigen eine grundsätzlich ähnliche Ausbildung, wobei hier jedoch die Schlitzschubplatte 62 von innen her in eine schlitzförmige Ausnehmung in der Lagerplatte 8 eingeschoben wird, die tiefer als die Breite der Schlitzschubplatte ausgebildet ist, so daß die Schlitzschubplatte 62 zunächst so tief eingeschoben werden kann, daß die Antriebswelle in die Lagerplattenausnehmung 50 hineingeht. Die Schlitzschubplatte 62 wird sodann vorteilhafterweise durch einen Konus oder eine Exzenterschraube 63 radial nach innen in die Nut in der Antriebswelle 6 geschoben und verspannt, vgl.Fig. 47 und 48 . Grundsätzlich könnte hierbei auch umgekehrt gearbeitet werden und die Schlitzschubplatte 62 zunächst in einer zu tiefen Wellennut versenkt und dann nach außen in den Lagerplattenschlitz gespannt werden. - Um eine besonders sichere Eliminierung jeglichen Spiels zwischen der Antriebswelle 6 und der Lagerplatte 8 zu erreichen, kann auch eine Aufweitung des Wellenquerschnitts vorgesehen werden, die den in der wendelförmigen Lagerplattenausnehmung 50 steckenden Wellenabschnitt mit der Lagerplatte 8 verpreßt, wie dies die
Fig. 49 und 50 zeigen. Die Antriebswelle 6 besitzt hierzu eine stirnseitige vorzugsweise konische Ausnehmung, in die ein Spreizkonus 64 axial eingeschoben werden kann, um die Wellenkontur aufzuweiten. Beispielsweise kann hierzu der Spreizkonus durch eine Spannschraube in die Wellenausnehmung gezogen werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Spreizkonus eingepreßt werden. Vorteilhafterweise kann dabei die Antriebswelle bis in den Plastifizierungsbereich hinein aufgeweitet werden, so daß es zu einer Fugenverpressung kommt. Besonders vorteilhaft kann dies in Verbindung mit einer exzentrischen Aufweitung sein, die durch eine entsprechende Einfügerichtung des Spreizkonus 64 erreicht werden kann. Alternativ kann jedoch auch mit einer zentrischen Aufweitung erreichbar durch ein zentrisches Einbringen des Spreizkonus 64 gearbeitet werden. Je nach Konuswinkel ist im elastischen Verformungsbereich die Verbindung wieder lösbar. - Eine alternative Antriebswellen-Lagerplatten-Verbindung zeigen die
Figuren 51 und 52 . Hiernach besitzt der in der Lagerplattenausnehmung 50 sitzende Wellenabschnitt mehrere zylindrische, vorzugsweise auch leicht konische Abstufungen 65, die vorzugsweise innerhalb der Helixkontur bzw. innerhalb der die eigentliche Helixkontur fortsetzenden Helixhüllfläche der Antriebswelle 6 angeordnet sind, so daß sie aus der Helixkontur spanend oder anderweitig herausarbeitbar sind. Vorzugsweise sind die Abstufungen dabei hinsichtlich ihrer jeweiligen geometrischen Achsen zueinander versetzt, vgl.Fig. 51 , so daß über die deckungsgleich ausgebildeten Abstufungen der Lagerplattenausnehmung 50 Momente übertragen werden können. Vorteilhafterweise erlaubt diese Ausbildung der Antriebswellen-Lagerplatten-Verbindung einen linearen rechtwinkligen bzw. achsparallelen Aufpreßvorgang sowie einen einfachen Fertigungsprozeß. Durch eine leicht konische Ausbildung der Stufungen an der Antriebswelle und/oder der Lagerplattenausnehmung kann Radialspiel eliminiert werden. Die Axialsicherung kann separat vorgesehen sein, bspw. in Form einer Schraubmutter ausgebildet sein, die auf das Wellenende geschraubt ist und sich gegen die Lagerplatte 8 spannt, vgl.Fig. 52 . - Alternativ zu solchen Abstufungen kann die Antriebswelle 6 im Bereich ihres in der Lagerplatte 8 steckenden Wellenabschnitts auch exzentrisch zueinander versetzte Umfangsflächenabschnitte 66 und 67 besitzen, die insbesondere durch eine einseitige kegelige Abschrägung der im übrigen helixförmigen Kontur der Antriebswelle 6 gebildet sein können. Die Lagerplattenausnehmung ist hierzu komplementär ausgebildet. Durch den Versatz der beiden Umfangsflächenabschnitte 66 und 67 können auch Drehmomente übertragen werden. Die Antriebswelle wird wie zuvor durch eine Schraubmutter axial gesichert und an der Lagerplatte verspannt.
- Die
Fig. 55 und 56 zeigen weiterhin eine Stiftverbindung zwischen der Antriebswelle 6 und der Lagerplatte 8, wobei auch hier die Antriebswelle 6 mit einem wendelförmig konturierten Wellenabschnitt in der ebenfalls wendelförmigen Lagerplattenausnehmung sitzt. Mehrere Stifte 68, vorzugsweise Gewindestifte werden vorteilhafterweise außerhalb der Fluidführung zwischen die Lagerplatte 8 und die Antriebswelle 6 eingebracht, wobei die Stifte 68 in der gezeichneten Ausführung radial von außen her in die Lagerplatte 8 eingeschraubt werden, bis sie in die Antriebswelle 6 eingreifen, vgl.Fig. 56 . - Der Kolben 3 des Drehmotors kann grundsätzlich verschieden ausgebildet sein. Die
Figuren 7 und 8 zeigen dabei eine vorteilhafte mehrteilige Ausbildung des Kolbens 3. Ein Kolbenträger 19 ist ringförmig ausgebildet und bildet mit seinem radial außen liegenden Abschnitt die Außenmantelfläche des Kolbens 3. Stirnseitig besitzt der Kolbenträger 19 zwei kreisförmige Vertiefungen, in die jeweils zwei Innenhalbschalen 20 und 21 einsetzbar sind, die zusammen jeweils eine kreisringförmige Schale bilden, deren Innenmantelfläche zusammen die Wellendurchgangsausnehmung 10 bilden. Vorteilhafterweise kann zwischen die stirnseitig aufgesetzten Innenhalbschalenpaare 20 und 21 der Innendichtring 12 eingesetzt werden. - Der einstückige Kolbenträger 19 besitzt dabei vorteilhafterweise einen Innendurchmesser, der ausreichend groß ist, um über die endseitigen Lagerplatten 8 der Antriebswelle 6 hinweggeschoben zu werden.
- Eine alternative, ebenfalls mehrteilige Kolbenausbildung zeigen die
Figuren 9 und 10 . Hier besteht der Kolben 3 aus zwei Kolbenhalbschalen 22 und 23, die in radialer Richtung aufeinandersetzbar sind. Die Trennfuge 24 verläuft dabei vorteilhafterweise bogenförmig, wie diesFig. 9 zeigt. Sie kann insbesondere dem ebenfalls bogenförmigen Verlauf der Wellendurchgangsausnehmung 10 folgen, der dem wendelförmigen Verlauf der Antriebswelle 6 entspricht. Die beiden Kolbenhalbschalen 22 und 23 können über Schrauben 25 und Zentrierhülsen 26 miteinander verschraubt sein. - Wie
Fig. 9 zeigt, sind in der gezeichneten Ausführungsform jeweils zwei Innendichtringe 12 und zwei Außendichtringe 13 am Kolben 3 vorgesehen. - Alternativ kann der Kolben 3 auch einteilig ausgebildet sein. Eine solche Ausführung zeigen die
Figuren 11 und 12 , wobei diese die entsprechende lösbare Verbindung der Antriebswelle 6 mit den Lagerplatten 8 bzw. eine Ausbildung des Lager- bzw. Abtriebswellenzapfens innerhalb der inneren Hüllkurve der Antriebswelle 7 voraussetzt, wie noch in Verbindung mitFig. 30 bis 32 beschrieben wird. Auch hier sind jeweils zwei axial voneinander beabstandete Innendichtungen 12 und Außendichtungen 13 vorgesehen, die jeweils ringförmig um die entsprechende Kolben Außen- bzw. Innenmantelfläche herum verlaufen. Dies kann vorteilhafterweise dazu genutzt werden, zwischen die jeweils zwischen einem Paar Dichtringen gebildeten, ringförmigen Drucktaschen 27 und 28 mit Hydraulik- oder Pneumatikdruck aus der jeweils druckbeauftragten Druckkammer 4 bzw. 5 zu befüllen. Hierzu sind im Kolben entsprechende Speisebohrungen 29 ausgebildet, die einerseits in die Stirnseiten des Kolbens 3 münden und andererseits in die genannten Drucktaschen 27 und 28 auf den Mantelflächen des Kolbens zwischen den Dichtringen münden. Über ein Ventil 30 kann die Verbindung der Speisebohrungen 29 mit der jeweiligen Druckseite gesteuert werden, vgl.Fig. 11 . Über solche aus den Druckkammern 4 bzw. 5 gespeisten Drucktaschen 27 und 28 können einerseits die induzierten Radialkräfte zumindest teilweise abgefangen werden und zum andern kann die Reibung beträchtlich reduziert werden, was den Wirkungsgrad des Drehmotors beträchtlich verbessert. - Wie
Fig. 13 zeigt, kann der Kolben 3 auch eine ovale Zylinderform besitzen. Hierdurch kann einerseits durch die Verlagerung des Kraftangriffspunktes der Kolbenraum besser genutzt werden. Zum anderen wird der Fehlhebel zur Flachseite des Kolbens hin kleiner. Insbesondere kann bei einem ausbalancierten Kolben ein größerer Wellensprung erreicht werden. Weiterhin ist zu beachten, daß bei der inFig. 13 gezeigten Ovalform des Kolbens die Hüllkurve 31 der wendelförmig gebogenen Antriebswelle 6 sich besser, d.h. über einen längeren Kurvenabschnitt an die Innenmantelfläche des Gehäuses 1 stellt. Jedoch kann eine bessere Abstützung der Antriebswelle 6 am Gehäuse 1 erreicht werden, was insbesondere bei längeren Bauformen von Bedeutung ist, bei denen die Axialkräfte größere Wellenbiegungen induzieren können. - Wie
Fig. 14 zeigt, kann auch die Antriebswelle 6 einen ovalen bzw. ellipsoiden Querschnitt besitzen. Dies verbessert die Stabilität der Antriebswelle 6 in Biegerichtung. Die Flachseite des ovalen bzw. ellipsoiden Querschnitts der Antriebswelle 6 kann sich besser an die ebenfalls ovale bzw. ellipsoide Innenmantelfläche des Gehäuses 1 anschmiegen, wodurch eine bessere Abstützung erzielt wird. - Der Abstützeffekt kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß die Innenmantelfläche des insgesamt - grob gesprochen - oval ausgebildeten Gehäuses 1 mittig eine Einschnürung erfährt, so daß die Schmalseite besser an die Hüllkurve 31 der Antriebswelle 6 herangezogen wird, wie dies
Fig. 15 zeigt. - Wie
Fig. 16 zeigt, kann die Antriebswelle 6 auch einen eiförmigen bzw. polygonen Querschnitt erhalten, der zur Hüllkurvenaußenseite hin dicker und zur Innenseite hin dünner ausgebildet ist, wodurch die Antriebswelle 6 hinsichtlich ihrer Biege- und Torsionssteifigkeit optimiert ist. Auch das Gehäuse 1 sowie die Außenmantelfläche des Kolbens 3 besitzt eine solche polygone Zylinderkontur, die zur einen Seite hin dicker und zur Seite, an der die Antriebswelle 6 sich abstützt, schmaler ausgebildet ist. Jedoch kann ein kompakter, von den Kräften her ausbalancierter Zylinder erreicht werden. - Um eine Endlagendämpfung und/oder auch eine stufenlose Einstellung der Endlage des Kolbens 3 zu erreichen, kann in der in
Fig. 17 gezeigten Weise ein einstellbarer Steuerschieber 32 vorgesehen sein, der der Druckmedium-Zufuhr- bzw. Abfuhrleitung 33 zugeordnet ist, über die die Druckkammer 4 bzw. 5 befüllt und entleert werden kann. Über den Steuerschieber 32 kann der Öffnungsquerschnitt der genannten Leitung 33 verändert werden. Wird er ganz verschlossen, wie diesFig. 17 zeigt, kann der Kolben 3 nicht weiter nach links fahren; er hat seine Endstellung erreicht. - Über das in
Fig. 18 gezeigte Steuerschema, können zwei Drehmotoren in einfacher Weise hinsichtlich ihrer Drehbewegungen über das Druckmedium synchronisiert werden. Vorteilhafterweise können die beiden Drehmotoren zueinander identisch ausgebildet sein und im wesentlichen der Ausführung nach denFiguren 1 bis 3 entsprechen. Die Druckkammern 4 und 5 der jeweiligen Motore werden jeweils über eine gemeinsame Druckleitung 34 bzw. 35 befüllt, die sich über einen Mengenteiler 36 aufgabelt und in die jeweiligen Druckkammern 4 bzw. 5 der beiden Motore führt. -
Fig. 19 zeigt hingegen eine Ausführung eines Drehmotors mit zwei mechanisch über einen gemeinsamen Kolben 3 synchronisierten Antriebswellen 6. Wie die Figuren 19 und 20 zeigen, besitzt der Kolben 3 bei dieser Ausführung vorteilhafterweise einen flach gedrückten Querschnitt, insbesondere kann er oval- oder ellipsoidzylindrisch ausgebildet sein, so daß an den sich ergebenden Flachseiten des entsprechend ausgebildeten Gehäuses 1 die beiden Antriebswellen 6 angeordnet werden können. Der gemeinsame Kolben 3 besitzt in diesem Fall zwei Wellendurchgangsausnehmungen 10, mit denen der Kolben 3 auf den beiden Antriebswellen 6 verschieblich gleitet. - Vorteilhafterweise sind die beiden Antriebswellen 6, die jeweils in der zuvor beschriebenen Weise wendelförmig ausgebildet sind, in ihren Wendelgängen zueinander versetzt, so daß in den beiden Wellendurchgangsausnehmungen 10 gegenläufig gekrümmte Wellenabschnitte stecken. Hierdurch können die entstehenden Radialkräfte, die von der Welle in den Kolben 3 induziert werden, kompensiert werden.
- Wie die
Figuren 19 und20 zeigen, kann bei einer solchen Doppelwellenausbildung des Motors vorteilhafterweise mittig eine Führungsstange 37 im Innenraum des Gehäuses 1 eingesetzt sein, der die beiden stirnseitigen Gehäuse - bzw. Lagerdeckel 2 miteinander verbindet. Der Kolben 3 besitzt eine entsprechende Ausnehmung, die gleitend auf der genannten Führungsstange 37 sitzt. Die Führungsstange 37 bewirkt neben der Kolbenführung eine Kraftaufnahme für den Hydraulikdruck, indem sie vorteilhafterweise die stirnseitigen Gehäuseabschnitte verbindet. Zudem reduziert sei die Kolbenfläche, was insbesondere bei sehr großen Motorausführungen von Bedeutung sein kann. - Dabei können durch verschiedene Anordnungen der Wellenprofile relativ zueinander unterschiedliche Vorteile erreicht werden. Während die in
Fig. 20 dargestellte Einbaulage einen großen Achsabstand der beiden Wellen bei kompakten Außenmaßen erlaubt, können die Wellen nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung auch wie inFig. 20A gezeigt angeordnet sein, um eine Querkraftkompensation zu erreichen. WieFig. 20A zeigt, wirken bei der dort dargestellten Einbaulage der Wellen die von den Wellen auf den Kolben wirkenden Kräfte F1 und F2 einander entgegen, so daß die resultierende Lagerreaktionskraft etwa Null entspricht. Die Drehachsen 7 der Antriebswellen 6 liegen dabei nicht auf der Verbindungsgeraden zwischen den beiden Wellendurchgangsausnehmungen, sondern sind quer hierzu versetzt, vgl.Fig. 20A . - Die
Figuren 21 und 22 zeigen sozusagen die kinematische Umkehrung der wendelförmigen Ausbildung der Antriebswelle 6. Bei dieser Ausführung ist die Antriebswelle 6 zwar ebenfalls als Kurbelwelle ausgebildet, allerdings besitzt sie einen geraden verlauf, der gegenüber der Drehachse 7 der Antriebswelle versetzt ist und sich parallel zu der genannten Drehachse 7 erstreckt, vgl.Fig. 21 . Der Kolben 3 sitzt ebenfalls axial verschieblich mit einer in diesem Fall zylindrischen Wellendurchgangsausnehmung 10 gleitend auf der genannten Antriebswelle 6. Um die Antriebswelle 6 nach dem Kurbelprinzip anzutreiben, ist die Innenmantelfläche des Gehäuses 1 spiralförmig bzw. wendelförmig um die Drehachse 7 der Antriebswelle 6 herum in sich verdreht bzw. verschraubt, so daß der Kolben 3 bei einer axialen Verschiebung eine wendelförmige Rotation um die Drehachse 7 herum ausführt. Hierdurch wird die Antriebswelle 6 entsprechend kurbelartig gedreht. - Um die Abtriebsdrehzahl bzw. den Abtriebsdrehwinkel und die erzielbaren Abtriebsmomente an die Erfordernisse auch bei gegebener Gehäusebaulänge und Wellensteigung anpassen zu können, kann, wie
Fig. 23 zeigt in das Gehäuse 1 und/oder in den Lagerdeckel 2 ein Abtriebsübersetzungs- oder Untersetzungsgetriebe 38 integriert sein. Insbesondere kann die Antriebswelle 6 tragende Lagerplatte 8 eine Stirnverzahnung aufweisen, die mit einem Abtriebsritzel 39 kämmt, das eine Abriebswelle 40 antreibt, die ebenfalls an dem das Gehäuse 1 stirnseitig verschließenden Lagerdeckel 2 gelagert ist und durch diesen hindurchtritt, vgl.Fig. 23 . - Die
Figuren 24 und 25 zeigen eine Ausführung, die grundsätzlich der derFiguren 1 bis 3 ähnlich ist und in weiteren Bereichen dieser entspricht. Alternativ zu der in denFiguren 1 bis 3 gezeigten Ausführung ist die Antriebswelle 6 mit den Lagerscheiben bzw. -platten 8 nicht starr verbunden, sondern kugelgelenkartig mit diesen verbunden. - Ähnlich der Ausführung nach den
Figuren 11 und 12 zeigen auch dieFiguren 26 und 27 einen einteiligen Kolben, bei dem zwei axial voneinander beabstandete Innendichtungen 12 und Außendichtungen 13 vorgesehen sind, die jeweils ringförmig um die entsprechende Kolben Außen- bzw. Innenmantelfläche herum verlaufen. Im Gegensatz zu der Ausführung nachFig. 11 sind zusätzlich zu diesem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Dichtungen axial verlaufende Dichtelemente vorgesehen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens (vgl.Fig. 27 ) die beiden axial beabstandeten Dichtungen 12 und 13 miteinander verbinden. Durch die genannten axialen Dichtstege 12a und 13a sind die sich in Umfangsrichtung zwischen den Dichtungen 12 und 13 erstreckenden Drucktaschen 27 und 28 unterteilt, so daß sie halbringförmig auf gegenüberliegenden Umfangsseiten liegen. Hierdurch können die Drucktaschen aus den Druckkammern 4 bzw. 5 gespeist werden, je nachdem, von welcher Seite der Druck an den Kolben 3 anliegt. WieFiguren 26 und 27 zeigen, sind die genannten Drucktaschen 27 und 28 über Speisebohrungen 29a und 29b einmal von der Druckkammer 4 hergespeist und einmal von der Druckkammer 5 hergespeist. - Die
Figuren 28 und 29 zeigen eine entsprechende Kolbenausbildung wie dieFiguren 26 und 27 . Im Unterschied hierzu sind jedoch keine zwei voneinander beabstandete, sich in Umlaufrichtung erstreckende Dichtungen vorgesehen, sondern nur eine solche Dichtung, die allerdings durch einen S-förmigen Verlauf, vgl.Fig. 28 , oder vereinfacht auch nur diagonalen Verlauf abschnittsweise auf die der Druckkammer 4 zugewandten Seite und in einem gegenüberliegenden Abschnitt auf die der Druckkammer 5 zugewandten Seite des Kolbens 3 versetzt ist, und zwar jeweils über etwa den halben Umfang des Kolbens. Über diesen S-förmigen bzw. diagonalen Verlauf, wie ihnFig. 28 zeigt, sind ebenfalls zwei sektorenförmige Drucktaschen voneinander unterteilt, die in der genannten Weise von den verschiedenen Druckkammern 4 und 5 her gespeist werden. - Bei der in
Fig. 30 gezeigten weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 1 sowie zwischen dem Kolben 3 und der Welle 6 einander gegenüberliegende Drucktaschen ausgebildet, die in der gezeichneten Ausführung jedoch durch jeweils eine ringförmige Dichtung 13 bzw. 12 abgegrenzt sind, die sich jeweils diagonal über den Kolbenumfang erstreckt, wie diesFig. 30 zeigt. Die Drucktaschen erhalten hierdurch eine schräge keilartige Ausbildung, bei der die Tiefe der Drucktaschen in Umfangsrichtung betrachtet gegenläufig zu- bzw. abnimmt. Es versteht sich, daß auch hier die eine Drucktasche mit der einen Kolbenseite und die andere Drucktasche mit der anderen Kolbenseite in Druckverbindung steht, so daß bei Druckbeaufschlagung der einen Druckkammer die eine Drucktasche und bei Druckbeaufschlagung der anderen Druckkammer des Drehmotors die andere Drucktasche gespeist wird. Auch hierdurch kann eine entsprechende Druckentlastung erreicht werden. - Weiterhin unterscheidet sich die in
Fig. 30 gezeigte Ausführung des Drehmotors durch die Ausbildung der Welle 6 und der damit verbundenen Abtriebswellenzapfen 9. Wie dieFiguren 31 und 32 zeigen, besitzt die Welle 6 einen relativ großen Wellendurchmesser bei einer relativ kleinen Exzentrizität der Drehachse 7. Die Lager- bzw. Antriebswellenzapfen 9 sind dabei vorteilhafterweise im Inneren des inneren Hüllprofils der Welle 6 ausgebildet und können hierdurch integral einstückig an den Wellenkorpus angeformt sein. InFig. 32 bezeichnet die Bezugsziffer 41 das innere Hüllprofil der Welle 6, innerhalb dessen sich der genannte Lager- bzw. Abtriebswellenzapfen 9 erstreckt. - Wie
Fig. 30 zeigt, ist die Welle 6 in der gezeichneten Ausführung über zwei Wälzlager 42 an den Gehäusedeckeln befestigt, die bei dieser Ausführung starr mit dem Gehäuse 1 verbunden sein können. Insbesondere ist die Welle 6 zwischen zwei Kegelrollenlagern eingespannt, die den für die Biegung der Welle relevanten, effektiven Lagerabstand verkürzen. Über Spannschrauben 43 können die Lagerdeckel aufeinander bzw. auf das Gehäuse 1 gespannt werden. Über Dichtungen 44 und 45 ist der jeweilige Lagerdeckel einerseits gegenüber dem Lager- bzw. Abtriebswellenzapfen 9 und andererseits gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. - Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Drehmotors zeigt
Fig. 57 . In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist dabei das Gehäuses bzw. die Lagerung der Welle derart ausgebildet, daß die Antriebswelle 6 zusammen mit dem darauf sitzenden Kolben 3 und zusammen mit dem Lagerdeckel 8 axial zu einer Seite des Gehäuses 1 herausgenommen werden kann, wodurch in einfacher Weise zum Zwecke eines Dichtungswechsels bzw. der Wartung der Kolben und die Dichtungen zugänglich gemacht werden können. Vorteilhafterweise braucht eine zweite Lagerplatte hierzu nicht erst demontiert werden. Der Motor kann dabei eine insgesamt, insbesondere hinsichtlich der stirnseitigen Lagerstellen sozusagen unsymmetrische Gestalt besitzen. - Die Antriebswelle 6 ist dabei an ihren beiden Enden unterschiedlich gelagert, nämlich einenends durch ein Festlager und anderenends durch ein Loslager, so daß die Welle nur auf einer Seite axial festgelegt ist. Hierdurch wird eine statisch bestimmte Lagerung der Welle bei insgesamt kompaktem Aufbau mit einer spielfreien Aufnahme der Axialkräfte erreicht. Dieser kompakte Aufbau ist insbesondere bei Verwendung des Drehmotors als Schaufelantrieb aufgrund der dort sehr beengten Platzverhältnisse sehr vorteilhaft.
- Um eine günstige Montage bei einfacher Fertigung und günstigem Kraftabtrag zu erreichen, ist die Welle dabei vorteilhafterweise an einem Ende mittels einer Lagerplatte bzw. -scheibe 8 in einer der vorgenannten Ausbildungen an dem Gehäuse 1 gelagert, wobei vorzugsweise zwischen Lagerplatte und Welle eine lösbare Verbindung nach einer der vorbeschriebenen Ausführungen gemäß den
Figuren 33 bis 56 vorgesehen sein kann. Die von der Lagerplatte 8 gebildete Lagerstelle bildet dabei das Festlager der Antriebswelle 8. Am gegenüberliegenden Ende besitzt die Antriebswelle 6 hingegen einen integral einstückig angeformten Wellenansatz 69, der in einem stirnseitigen Gehäusedeckel sitzt und das Loslager der Antriebswelle 6 bildet. Der Wellenansatz 69 besitzt dabei einen größeren Durchmesser als der wendelförmige Kurbelwellenabschnitt der Antriebswelle 6 und kann insbesondere etwa der die Helix der Antriebswelle 6 einbeschreibenden imaginären zylindrischen Hüllfläche entsprechen, die wiederum der ursprünglichen Wellenrohlingskontur entsprechen kann, aus der die Welle herausgearbeitet wird. - In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen den beiden Druckkammern 4 und 5 des Motors eine Überdrucksicherung 70 vorgesehen, die zumindest einen die beiden Druckkammern verbindenden Überdruckkanal 71 aufweist, der im Normalfall, d.h. bei Drücken unter einem vorbestimmten Schwellwert von einem Überdruckventil 72 verschlossen ist, das erst bei Überschreiten des genannten Schwellwerts öffnet. Die Überdrucksicherung kann grundsätzlich in die Welle in Form einer Wellenausnehmung integriert sein, wie dies
Figur 57 zeigt. Vorteilhafterweise kann die Überdrucksicherung alternativ oder zusätzlich aber auch in den Kolben 3 integriert sein, was insbesondere bei wendelförmigem Verlauf der Welle 6 die Einbringung des Überdruckkanals 72 erleichtert. Um das Überdruckventil 72, das vorteilhafterweise hinsichtlich seines Öffnungsdrucks einstellbar ist, auch von außen her einstellen zu können, ist in der gezeichneten Ausführung eine Zugangsstelle in Form einer Verschlußschraube 73 in einem der stirnseitigen Gehäusedeckel vorgesehen, durch die das am Kolben 3 vorgesehen Überdruckventil 72 durch das Gehäuse von außen her betätigbar ist, vgl.Fig. 57 . - Wie
Fig. 57 zeigt, besitzen die am Kolben außen und innen vorgesehenen Dichtungen 12 bzw. 13 jeweils einen diagonalen Verlauf, wodurch dem Ölabschereffekt vorgebaut wird. Durch den ständigen Anlagewechsel bei Rechts-Links-Lauf wird durch die sich immer wieder befüllenden Schmierfilmtaschen, welche sich beim Lastwechsel an der Zylinderwand selbstständig abdichten, ein Schmierfilmpolster aufgebaut.
Claims (26)
- Drehmotor, vorzugsweise Schwenkantrieb für Baumaschinen, Hebezeuge, Lastwagen und dergleichen, mit einem länglichen, etwa rohrförmigen Gehäuse (1), zumindest einem in dem Gehäuse (1) axial verschieblich aufgenommenen Kolben (3), der durch Beaufschlagung mit einem Druckmedium in einer Druckkammer (4, 5) axial antreibbar ist, sowie zumindest einer in dem Gehäuse (1) axial fest, um eine Drehachse (7) drehbar aufgenommenen Welle (6), wobei der Kolben (3) eine Wellendurchgangsausnehmung (10) besitzt, mit der der Kolben (3) axial verschieblich auf der Welle (6) sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) eine Kurbelwelle bildet, deren Drehachse (7) gegenüber der Wellendurchgangsausnehmung (10) des Kolbens (3) versetzt ist, wobei die Wellendurchgangsausnehmung (10) in dem Kolben (3) bezogen auf die Kolbenquerschnittsfläche mittig angeordnet ist und der Kolben (3) gegenüber dem Gehäuse (1) verdrehbar ist.
- Drehmotor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Welle (6) einen wendelförmigen Verlauf um ihre Drehachse (7) herum besitzt.
- Drehmotor nach Anspruch 1, wobei die Welle (6) einen geraden Verlauf parallel zu ihrer Drehachse (7) besitzt.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (1) eine spiralförmig verdrehte Innenmantelfläche besitzt.
- Drehmotor nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse (1) eine kreiszylindrische Innenmantelfläche besitzt.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Welle (6) einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und der Kolben (3) eine kreisförmige Außenumfangskontur besitzt.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wellendurchgangsausnehmung (10) in dem Kolben (3) an den Querschnitt der Welle (6) angepaßt ist, insbesondere dem Wellenquerschnitt entspricht, und/oder in ihrem axialen Verlauf an den axialen Verlauf der Wellenkontur angepaßt ist.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein die axial verschiebliche Führung und/oder die radiale Kraftabstützung des Kolbens (3) bewirkendes Flächenpaar an dem Kolben (3) und an dem Gehäuse (1) und/oder an dem Kolben (3) und an der Welle (6) gleichzeitig ein Dichtflächenpaar zur Abdichtung der Druckkammer (4, 5) zur Druckbeaufschlagung des Kolbens (3) bildet.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Welle (6) und der Wellendurchgangsausnehmung (10) in dem Kolben (3) eine Dichtung (12) und/oder zwischen der Kolbenaußenmantelfläche und der Gehäuseinnenmantelfläche eine Dichtung (13) eingesetzt ist, wobei die Dichtung (12), (13) derart ausgebildet ist, daß aus der Druckkammer (4, 5) speisbare Drucktaschen (27, 28) zwischen dem Kolben (3) und dem Gehäuse (1) und/oder zwischen dem Kolben (3) und der Welle (6) ausgebildet sind.
- Drehmotor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei an der Kolbenaußenmantelfläche und/oder an der Innenmantelfläche der Wellendurchtrittsausnehmung (10) einander gegenüberliegende Umfangssektoren (41), (42) durch sich axial erstreckende Dichtelemente und/oder Dichtelementeabschnitte (43, 44) in Umfangsrichtung des Kolbens (3) begrenzt sind und jeweils eine Drucktasche (27, 28) bilden, von denen die eine mit der einen Kolbenstirnseite und die andere mit der gegenüberliegenden Kobenstirnseite in Druck- bzw. Strömungsverbindung steht, wobei an der Kolbenaußenmantelfläche und/oder an der Innenmantelfläche der Wellendurchtrittsausnehmung (10) einander gegenüberliegende Umfangssektoren (41, 42) durch ein sich diagonal über den Kolbenumfang erstreckendes Dichtelement begrenzt sind und jeweils eine Drucktasche (27, 28) bilden, von denen die eine mit der einen Kolbenstirnseite und die andere mit der gegenüberliegenden Kobenstirnseite in Druck- bzw. Strömungsverbindung steht.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Gehäuse (1) und dem Kolben (3) und/oder zwischen dem Kolben (3) und der Welle (6) eine Wälzlagerung vorgesehen ist.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben (3) mehrteilig ausgebildet ist, derart, daß jeder Kolbenteil für sich über einen Lagerstumpf an einem Kurbelwellenende schiebbar ist.
- Drehmotor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Kolben (3) einen ringförmigen Kolbenträger (19) besitzt, der zumindest teilweise die Kolbenaußenmantelfläche bildet und auf den stirnseitig zumindest ein Innenhalbschalenpaar setzbar ist, das im zusammengesetzten Zustand die Wellendurchgangsausnehmung bildet.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben (3) auf seinen beiden gegenüberliegenden Stirnseiten gleich große effektive Kolbenflächen besitzt.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (1) und die Lagerung der Welle (6) an dem Gehäuse derart ausgebildet sind, daß die Welle (6) mitsamt dem darauf sitzenden Kolben, insbesondere auch mitsamt einer an der Welle befestigten Lagerscheibe (8), axial aus dem Gehäuse (1) entnehmbar ist.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Welle (6) an ihren beiden Enden unterschiedlich ausgebildet und/oder unterschiedlich gelagert ist.
- Drehmotor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Welle (6) an einem Ende mit einem axialen Festlager und an ihrem anderen Ende mit einem axialen Loslager am Gehäuse (1) gelagert ist.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Welle (6) an zumindest einem ihrer beiden Enden jeweils an einer Lagerplatte und/oder -scheibe (8) gelagert ist, die jeweils eine Druckkammer (4, 5) stirnseitig begrenzt und/oder von dem Druck in der Druckkammer (4, 5) beaufschlagbar ist, wobei die Welle (6) sich in eine Ausnehmung in der Lagerplatte und/oder - scheibe (8) hineinerstreckt und über die Ausnehmung Drehmoment vollflächig auf die Lagerplatte und/oder -scheibe (8) überträgt.
- Drehmotor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Ausnehmung in der Lagerplatte und/oder -scheibe (8) einen wendelförmigen Verlauf besitzt, in den sich die Welle (6) mit ihrem ebenfalls wendelförmigen Verlauf hineinerstreckt, wobei der in der Ausnehmung sitzende wendelförmige Wellenabschnitt gegenüber der Ausnehmung durch ein Formschlußelement axial und/oder radial fixiert, vorzugsweise verspreizt ist.
- Drehmotor nach Anspruch 18, wobei die Welle (6) im Bereich der Ausnehmung der Lagerplatte (8) mehrere innerhalb ihres wendelförmigen Verlaufs liegende, jeweils kreiszylindrische und zueinander exzentrisch versetzte Abstufungen aufweist, die gegen die Lagerplatte verspannbar sind.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Welle (6) einen vorzugsweise integral angeformten Lager- und/oder Abtriebswellenzapfen (9) besitzt, der sich innerhalb einer inneren Hüllflache des Wellenprofils erstreckt und/oder mit seinem Durchmesser (dL) etwa dem Wellendurchmesser (dw) abzüglich der doppelten Wellenexzentrizität (ε), also dL = dw - 2ε entspricht.
- Drehmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Welle (6) einen vorzugsweise integral angeformten Lager- und/oder Abtriebswellenzapfen (9) besitzt, der größer als ein Wellendurchmesser ist und im wesentlichen einer äußeren Hüllflache des Wellenprofils entspricht und/oder mit seinem Durchmesser (dL) etwa der Summe des Wellendurchmesser (dw) und der vierfachenWellenexzentrizität (ε), also dL = dw + 4ε entspricht.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an den Lagerstellen der Welle (6) speisbare Drucktaschen zwischen dem Gehäuse (1) und dem wellenseitigen Lagerabschnitt ausgebildet sind, wobei an der Innenmantelfläche der Wellenlagerausnehmung des Gehäuses und dem zugehörigen wellenseitigen Lagerzapfen einander gegenüberliegende Umfangssektoren durch sich axial erstreckende Dichtelemente und/oder Dichtelementeabschnitte in Umfangsrichtung des Lagerzapfens begrenzt sind und jeweils eine Drucktasche bilden, von denen je nach Antriebsdrehrichtung die eine oder die andere mit der angrenzenden Druckkammer in Verbindung bringbar ist.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben (3) aus einem Trockengleitmaterial, vorzugsweise einem abriebfesten und reibungsarmen synthetischen Werkstoff, vorzugsweise Keramik und/oder Kunststoff, gefertigt ist.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben (3) in zumindest einer Lastrichtung des Drehmotors elastisch ausgebildet ist derart, daß der Kolben (3) in der genannten zumindest einen Lastrichtung ein Dämpfungselement bildet.
- Drehmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Druckkammer (4, 5) mit einer Überdruckleitung in Verbindung steht, deren Durchfluß durch ein Überdruckventil gesteuert ist, wobei die Überdruckleitung und das Überdruckventil vorteilhafterweise in dem Kolben (3) angeordnet sind.
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