DE10243697A1

DE10243697A1 - Schwenkmotor

Info

Publication number: DE10243697A1
Application number: DE2002143697
Authority: DE
Inventors: Matthias Reuss; Stefan Schiffler
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-01-08

Abstract

Aggregat, insbesondere druckmittelbetätigter Schwenkmotor, umfassend einen Zylinder, an dessen Innenwandung mindestens eine Rippe angeordnet ist, wobei innerhalb des Zylinders eine Motorwelle mit mindestens einem Flügel versehen ist, wobei die Rippe und/oder Flügel von einem unabhängig vom Zylinder oder von der Motorwelle herstellbares Element gebildet wird, wobei die Innenwandung zusammen mit der Rippe und der Motorwelle mit dem mindestens einen Flügel zusammen mit endseitigen Deckeln des Zylinders einen Arbeitsraum bilden, der durch Zufuhr von Druckmittel sein Volumen ändert, wobei die Motorwelle und der Zylinder relative Schwenkbewegung zueinander ausführen und das den Flügel oder die Rippe bildende Element axial zwischen zwei Halteelementen angeordnet ist, die wiederum mit dem Zylinder oder der Motorwelle in Wirkverbindung stehen.

Description

Die Erfindung betriff einen Schwenkmotor entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einem druckmittelbetätigten Schwenkmotor bilden mindestes eine Rippe an einer Innenwandung eines Zylinders und mindestens ein Flügel auf einer Motorwelle zwei Arbeitsräume, so dass durch wechselseitige Zufuhr von Druckmittel eine Schwenkbewegung zwischen dem Zylinder und der Motorwelle ablaufen kann.
Schwenkmotore werden u. a. auch im Fahrwerksbereich zur Ansteuerung von Radaufhängungen verwendet. Derartige Schwenkmotor müssen nicht nur kompakt gebaut sein, sondern unterliegen einem hohen Kostendruck. Aufgrund der Bauweise und den erhöhten Anforderungen an die Dichtheit der Arbeitskammern innerhalb des Schwenkmotors müssen teilweise erheblich Maßnahmen getroffen werden, um insbesondere die Rippe im Zylinder auszuformen.

So zeigt z. B. die DE 26 334 773 C2 einen Schwenkmotor, in dem die Rippen von einzelnen Segmenten gebildet werden, die von radial außen mit der Wand des Zylinders verschraubt werden. Damit besteht die Möglichkeit, dass über die Verschraubung eine Leckage auftritt. Des weiteren stellen die u. U. an der Außenwandung des Zylinders aufliegenden Schraubenköpfe einen radialen Bauraumverlust dar.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Rippen mit der Innenwandung des Zylinders zu verschweißen oder zu verlöten. Auf dieses Herstellungsverfahren wird z. B. in der DE 196 07 067 A1 hingewiesen. Bei kleinen Zylinderinnendurchmessern besteht die Schwierigkeit darin, ein Schweißwerkzeug einführen zu können. Des weiteren müssen ggf. die Schweißnahtrandbereiche gegen Schweißspritzer geschützt werden oder es kann eine besondere Nachreinigung des Zylinders notwendig sein.

Häufig werden die Rippen durch ein Räumverfahren aus der Wandung des Zylinders erzeugt. Das Räumverfahren ist ein vergleichsweise teures Herstellungsverfahren, da, wie bereits beschrieben ist, die Anforderungen an die Maßhaltigkeit des Zylinders erheblich sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwenkmotor im Sinne einer möglichst einfachen Anbindung der Rippen am Zylinder oder der Flügel an die Motorwelle zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das den Flügel oder die Rippe bildende Element axial zwischen zwei Halteelementen angeordnet ist, die wiederum mit dem Zylinder oder der Motorwelle in Wirkverbindung stehen.

Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass die Kontur der Innenwandung des Zylinders im Vergleich zum genannten Stand der Technik wesentlich einfacher hergestellt werden kann. Man kann z. B. für den Zylinder ein einfaches glattes Rohr verwenden, das für die Befestigung der Flügel keinerlei besondere Bearbeitungsschritte benötigt.

Es hat sich als sehr vorteilhaft herausgestellt, wenn die Funktion der Halteelemente für das die Rippe bildende Element von den beiden Deckeln des Zylinders übernommen wird. Praktisch erhöht sich dadurch nicht die Teilezahl innerhalb des Schwenkmotors.

Des weiteren ist vorgesehen, dass das Element für die Rippe oder den Flügel und die Haltelemente formschlüssig ineinander greifen. Eine aufwändige Schraubverbindung, die noch durch zusätzliche Maßnahme gesichert werden müsste, kann ersatzlos entfallen.

Dazu können beispielsweise zwischen dem Element und den Halteelementen Fixierbolzen wirksam sein. Um die Teilezahl und Teilegröße günstig zu gestalten, sind die Fixierbolzen Bestandteile des Elements.

Damit die Rippen mit einem möglichst geringen Toleranzfehler ihre vorbestimmte Lage einnehmen, sind die beiden Deckel über eine Positionierungsmarke am Zylinder in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet. Die beiden Deckel sind mit dem Zylinder verschweißt. Die Rippen sind geringfügig kürzer ausgeführt als der durch den Zylinder definierte Abstand zwischen den Deckeln. Bei widrigsten Toleranzfehlern könnte u. U. ein Schiefstand der Rippen auftreten, wobei diese Möglicht durch die Positionierungsmarke zuverlässig verhindert wird.

In weiterer Ausgestaltung besteht das Halteelement für das Element des Flügels aus einem ringförmigen Grundkörper, der mindestens einen radialer Fortsatz mit einer Anlagefläche für das Element aufweist. Die beiden Halteelemente werden axial auf die Motorwelle geschoben und nehmen zwischen ihren zugewandten Anlageflächen an den Fortsätzen das Elemente für den Flügel auf. Der ringförmige Grundkörper ist wiederum mit der Motorwelle axial und in Umfangsrichtung fixiert.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird das Element von zwei parallel verlaufenden Einzelelementen gebildet, zwischen denen eine die Arbeitskammer abschließende Dichtung angeordnet ist. Dabei ist die Dichtung als eine Scheibendichtung ausgeführt, deren radiale Erstreckung über einen Fuß- und Kopfbereich des Elements hinausragt. Eine Nutbearbeitung in der Rippe oder dem Flügel zur Aufnahme der Scheibendichtung entfällt.

Die Elemente für die Rippe oder den Flügel können hinsichtlich ihrer Gestaltabweichung großzügiger dimensioniert werden, da der Fußbereich des Elements ein Spaltmaß zum Zylinder bzw. zur Motorwelle aufweist. Die Scheibendichtung verhindert einen Durchstrom von Druckmittel zwischen den Arbeitskammern.

Des weiteren ist vorgesehen, dass das Element, das die Rippe bildet und das Element, das den Flügel bildet, den selben Querschnitt aufweisen. Man kann die Einzelelemente von einem Strangprofil ablängen und spart damit erhebliche Werkzeugkosten.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden: Es zeigt:

1 Schwenkmotor im Längsschnitt
2 Querschnitt des Schwenkmotors im Bereich der Arbeitskammern
3 Querschnitt des Schwenkmotors im Bereich der Deckelinnenseite
4 Schwenkmotor im Längsschnitt durch die Rippen und Flügel

Die 1 zeigt einen Schwenkmotor 1 in einer Längsschnittdarstellung mit einem Zylinder 3, in dem eine Motorwelle 5 drehbar gelagert ist. Mit dem Zylinder 3 sind endseitig Deckel 7 und 9 verschweißt. An der Innenwandung 1 1 des Zylinders 3 sind drei Rippen 13 angeordnet, die mit Flügeln 15 der Motorwelle, dem Zylinder und den Deckeln 7; 9 sechs Arbeitskammern 17; 19 bilden, wobei Arbeitskammern mit gleicher Bezugsziffer über ein Druckmittelverteilungssystem miteinander verbunden sind. Der Schwenkmotor verfügt über zwei Hydraulikanschlüsse 21; 23 (21, wobei in der 4 der Anschluss 21 erkennbar ist. In beiden Deckeln 7; 9 ist jeweils eine umlaufende Nut 25; 27 eingearbeitet, die wiederum Axialkanäle 29; 31 (2; 3) zu den zugeordneten Arbeitskammern 17; 19 aufweisen. Die Zahl der Arbeitskammern ist abhängig vom aufzubringenden Drehmoment und vom erreichbaren Schwenkwinkel des Schwenkmotors, so dass die Erfindung nicht nur einen Schwenkmotor mit sechs Arbeitskammern beschränkt ist.
Innerhalb der Flügel und Rippen sind Dichtungen 33; 35 in der Bauform von Scheibendichtungen eingelegt, die jeweils benachbarte Arbeitskammern voneinander trennen. Wie man aus der Zusammenschau der 2 bis 4 erkennen kann, werden die Flügel 15 und Rippen 13 von unabhängig vom Zylinder bzw. von der Motorwelle herstellbaren Elementen gebildet. In diesem konkreten Beispiel besteht jedes Element aus zwei parallel verlaufenden Einzelelementen 37; 39, zwischen denen die Scheibendichtungen 33; 35 angeordnet sind. Zwischen dem Kopfbereich und dem Fußbereich der Einzelelemente liegt jeweils ein Spaltmaß 41 zur Motorwelle und zum Zylinder vor (2), so dass die Einzelelemente für die Rippen und für die Flügel in ihrem Querschnitt identisch ausgeführt werden können. Damit keine Leckage zwischen den Arbeitskammern 17; 19 auftreten kann, erstrecken sich die Scheibendichtungen 33; 35 bis über den Fuß- und Kopfbereich der Einzelelemente 37; 39.
Die Elemente bzw. Einzelelemente, die die Flügel und/oder Rippen bilden, werden endseitig von zwei Halteelementen, die wiederum mit dem Zylinder oder der Motorwelle in Wirkverbinden stehen, positioniert. So bilden, wie aus der 4 er sichtlich ist, die beiden Deckel 7; 9 jeweils ein Halteelement für die Rippen 13, bzw. für die Einzelelemente 37, 39, die die Rippen bilden. Zwischen den Halteelementen, in diesem Fall den Deckeln, und den Einzelelementen liegt ein Formschluss vor, der von Fixierbolzen 41 gebildet wird, die in diesem Fall Bestandteile der Elemente sind. Die Fixierbolzen sind bezogen auf die radiale Ausdehnung der Einzelelemente mittig angeordnet, damit der Arbeitsdruck innerhalb der Arbeitskammern keine Verdrehbelastung auf die Einzelelemente ausübt.
Die Einzelelemente, die die Rippen bilden, sind geringfügig kürzer ausgeführt, als der Abstand zwischen den beiden Deckeln 7; 9, damit definiert breite Schweißfugen zwischen den Deckeln und dem Zylinder vorliegen. Die Fixierbolzen sind jeweils mit einer Presspassung oder leichten Übergangspassung mit den Deckeln verbunden. Es könnte der Fall auftreten, dass bei ungünstigen Toleranzlagen zwischen den Einzelelementen und den Aufnahmebohrungen in den Deckel ein geringfügiges Spiel vorliegt, das wiederum ro einem Schiefstand der Rippen führen könnte. Dieser Fehler kann z. B. dadurch vermieden werden, indem beide Deckel 7; 9 über eine Positionierungsmarke 43 am Zylinder 3 in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet sind.
Für die Flügel 15 der Motorwelle 5 kommt ein Halteelement 45 zur Anwendung, das aus einem ringförmigen Grundkörper 47 mit radialen Fortsätzen 49 (Fig. 3) besteht, die wiederum Anlageflächen 49a (Fig. 4) für die Einzelelemente 37; 39 umfassen. Zwischen den Halteelementen 45 ist eine Abstandshülse 51 angeordnet. Folglich bilden die beiden Halteelemente 45 mit den Einzelelementen 37; 39 die Flügel der Motorwelle. Die Scheibendichtungen innerhalb der Rippen gleiten auf dem ringförmigen Grundkörper der Halteelemente 45 und der Abstandshülse 51, deren Außendurchmesser mit dem ringförmigen Grundkörper identisch ist. Das Halteelement kann beispielsweise auf die Motorwelle aufgepreßt oder über eine nicht dargestellt Schweißnaht fixiert sein. Aufgrund der schmalen axialen Ausdehnung kann das Halteelement für die Rippen auch als ein Stanzteil ausgeführt sein.

Claims

Aggregat, insbesondere druckmittelbetätigter Schwenkmotor, umfassend einen Zylinder, an dessen Innenwandung mindestes eine Rippe angeordnet ist, wobei innerhalb des Zylinders eine Motorwelle mit mindestens einem Flügel versehen, wobei die Rippe und/oder der Flügel von einem unabhängig vom Zylinder oder von der Motorwelle herstellbares Element gebildet wird, wobei die Innenwandung zusammen mit der Rippe und der Motorwelle mit dem mindestens einen Flügel zusammen mit endseitigen Deckeln des Zylinders einen Arbeitsraum bilden, der durch Zufuhr von Druckmittel sein Volumen ändert, wobei die Motorwelle und der Zylinder relative Schwenkbewegung zueinander ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass das den Flügel (15) oder die Rippe (13) bildende Element (37; 39) axial zwischen zwei Halteelementen (7; 9; 45) angeordnet ist, die wiederum mit dem Zylinder (3) oder der Motorwelle (5) in Wirkverbindung stehen.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion der Halteelemente (7; 9; 45) für das die Rippe (13) bilden de Element (37; 39) von den beiden Deckeln (7; 9) des Zylinders (3) übernommen wird.
Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (37; 39) für die Rippe (13) oder den Flügel (15) und die Haltelemente (7; 9; 45) formschlüssig ineinander greifen.
Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Element (37;39) und den Halteelementen (7, 9; 45) Fixierbolzen (41) wirksam sind.
Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierbolzen (41) Bestandteile des Elements (37;39) sind.
Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Deckel (7; 9) über eine Positionierungsmarke (43) am Zylinder in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet sind.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (45) für das Element (37; 39) des Flügels (15) aus einem ringförmigen Grundkörper (47) besteht, der mindestens einen radialen Fortsatz (49) mit einer Anlagefläche (49a) für das Element (37; 39) aufweist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (37; 39) von zwei parallel verlaufenden Einzelelemen ten (37; 39) gebildet wird, zwischen denen eine die Arbeitskammer (17; 19) abschließende Dichtung (33; 35) angeordnet ist.
Aggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (33; 35) als eine Scheibendichtung ausgeführt ist, deren radiale Ausdehnung sich über einen Fuß- und Kopfbereich des Elements (37; 39) erstreckt.
Aggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußbereich des Elements (37; 39) ein Spaltmaß (41) zum Zylinder (3) bzw. zur Motorwelle (5) aufweist.
Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , dadurch gekennzeichnet, dass das Element (37; 39), das die Rippe (13) bildet und das Element (37; 39), das den Flügel (15) bildet, den selben Querschnitt aufweisen.