GEROTORMOTOR

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine mit einem Zahnrad, einem dieses umschließenden, mit ihm Verdrängungskammern bildenden Zahnring, einer Motorwelle und einer das Zahnrad und die Motorwelle drehfest verbindenden Kardanwelle, wobei die Motorwelle und ein die Mo- torwelle aufnehmendes Gehäuse eine Ausnehmungen umfassende Drehschieberanordnung zur Ansteuerung der Verdrängungskammern aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Gerotormotor.

Derartige Maschinen sind als Motoren, Pumpen oder Durchflussmesser bekannt. Sie werden beispielsweise als Antrieb für Fahrzeuge und Maschinen, in hydrostatischen Lenkeinheiten und auf vielen anderen Gebieten verwendet.

Die Antriebs- bzw. Pumpeinheit derartiger Rotationskolbenmaschinen wird von einem so genannten Gerotor-Zahnradsatz mit einem fest stehenden äußeren Zahnring und einem darin angeordneten Zahnrad ausgebildet. Das innere Zahnrad weist dabei einen Zahn weniger als der äußere Zahnring auf. Dadurch bildet sich zwischen äußerem Zahnkranz und innerem Zahnring eine entsprechende Anzahl an Verdrängungskammern. Durch eine geeignete Ansteuerung dieser Verdrängungskammem wird das innere Zahnrad in Bewegung gesetzt, wobei es gleichzeitig rotiert und innerhalb des inneren Zahnrings orbitiert.

Die Kraftübertragung vom inneren Zahnkranz auf die Motorwelle, die mit externen Komponenten in Verbindung steht, erfolgt unter Verwendung einer Kardanwelle. Die Kardanwelle ist jeweils drehfest mit dem Zahnrad, als auch mit der Motorwelle verbunden. Im Betrieb rotiert und nutiert die Kardanwelle. Um Platz für die Nutationsbewegung der Kardanwelle zu

schaffen, ist üblicherweise in der Motorwelle ein Aufnahmeraum, meist in Form einer zylindrischen Ausnehmung, vorgesehen.

Um die Verdrängungskammern zu einem geeigneten Zeitpunkt mit der unter Hochdruck stehenden Hydraulikversorgungsleitung bzw. mit der unter Niederdruck stehenden Verbindungsleitung zum Hydraulikvorratstank fluidisch zu verbinden, ist eine geeignete Ansteuerungsvorrichtung erforderlich. Heutzutage dient dazu in der Regel eine Drehschieberanordnung, welche sich über eine gewisse axiale Länge der Motorwelle hin erstreckt. Die Drehschieberanordnung besteht typischerweise aus zwei Ringkanälen sowie einer Anzahl damit verbundener axialer Kanäle, welche längs des äußeren Umfangs der Motorwelle angeordnet sind. Diese treten während der Drehung der Motorwelle im Gehäuse mit korrespondierend angeordneten Zu- bzw. Abführleitungen in Kontakt, welche im die Motorwelle auf- nehmenden Motorgehäuse angeordnet sind und entsprechende öffnungen, die zur Motorwelle hin gerichtet sind, aufweisen.

Derartige Rotationskolbenmaschinen sind beispielsweise aus DE 19 06 445 C1 oder DE 26 06 172 C2 bekannt. Bei den dort dargestellten Moto- ren ist die Aufnahmeöffnung für die Kardanwelle in der Motorwelle sehr tief ausgebildet. Die Aufnahmeöffnung erstreckt sich über einen großen Teil des Bereichs der Motorwelle, die im Motorgehäuse liegt, hinweg. Diese Anordnung wird allgemein gewählt, um den Winkel zwischen Kardanwelle und Motorwelle bzw. Kardanwelle und innerem Zahnrad (Nutationswinkel) möglichst klein zu halten. Auf diese Weise sollen die Verluste und der Verschleiß in den jeweiligen Lagerungsstellen möglichst vermieden werden. Von Nachteil ist dabei, dass ein Großteil der Motorwelle aufgrund der Kardan-Ausnehmung nur sehr dünnwandig ausgebildet ist. Dadurch befinden sich zwangsläufig große Teile der in der Motorwelle ausgebildeten Ausnehmungen, die Teil der Drehschieberanordnung sind, in einem Bereich, in dem die Motorwelle nur eine geringe Wandstärke aufweist. Ein Großteil der Drehschieberausnehmungen ist somit nur dünnwandig unter-

stützt. Wird die Rotationskolbenmaschine unter hohem Druck betrieben, so wirkt dieser Druck auch und gerade im Bereich der Ausnehmungen der Drehschieberanordnung radial von außen auf die Motorwelle ein. Diese verformt sich aufgrund der nur dünnwandigen Ausbildung der Motorwelle 5 nicht unerheblich. Die Verformung reicht aus, um eine spürbare Vergrößerung des Spalts zwischen Motorwelle und Motorwellenaufnahmeraum im Gehäuse zu bewirken. Die Größe der Leckagen steigt, womit der Wirkungsgrad des Motors entsprechend absinkt. 0 Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rotationskolbenmaschine mit verringerten Leckageverlusten zur Verfügung zu stellen.

Dazu wird vorgeschlagen, eine Rotationskolbenmaschine, insbesondere einen Gerotormotor, mit einem Zahnrad, einem dieses umschließenden,5 mit ihm Verdrängungskammern bildenden Zahnring, einer Motorwelle und einer das Zahnrad und die Motorwelle drehfest verbindenden Kardanwelle, wobei die Motorwelle und ein die Motorwelle aufnehmendes Gehäuse eine Ausnehmungen umfassende Drehschieberanordnung zur Ansteuerung der Verdrängungskammern aufweist, dahingehend auszubilden, dass o die Wände der Ausnehmungen durch wenigstens ein Stützmittel abgestützt sind. Durch die Abstützung der Wände der Ausnehmungen mit Hilfe des Stützmittels bzw. der Stützmittel kann die Verformung einzelner Bereiche der Rotationskolbenmaschine verringert werden. Dadurch können verformungsbedingte Leckageverluste vermieden werden, so dass der Wir- 5 kungsgrad der Rotationskolbenmaschine gesteigert werden kann.

Insbesondere sollen dabei die Wände der in der Motorwelle ausgebildeten Ausnehmungen durch wenigstens ein Stützmittel abgestützt sein. Speziell die unter Hochdruck stehenden Ausnehmungen sollen durch ein Stützmit- o tel abgestützt werden. Dabei ist es durchaus denkbar, dass die (üblicherweise) unter Hochdruck stehenden Ausnehmungen zu gewissen Betriebszeitpunkten auch unter einem Niederdruck stehen können. Eine beson-

ders geringe Leckage ergibt sich, wenn ein größerer Anteil bzw. sämtliche Ausnehmungen jeweils wenigstens ein Stützmittel aufweisen. Denkbar ist es, dass unterschiedliche Ausnehmungen unterschiedliche Stützmittel aufweisen. Auch ist es möglich, dass einzelne oder alle Ausnehmungen jeweils mehrere Stützmittel aufweisen. Im übrigen kann es auch sinnvoll sein, wenn zumindest bestimmte Bereiche der Motorwelle wenigstens ein Stützmittel aufweisen. Insbesondere kann es sich um den Bereich zwischen Hochdruckbereichen und Niederdruckbereichen der Drehschieberanordnung handeln. Auch hierdurch können Leckageverluste nochmals vermindert werden.

Eine mögliche Bauweise ergibt sich, wenn wenigstens ein Stützmittel als Materialverstärkung ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass der dünnwandige Abschnitt der die Kardanwelle aufneh- menden Kardan-Ausnehmung in der Motorwelle weniger tief ausgeführt wird. Auch ist es denkbar, den entsprechenden Abschnitt der Motorwelle mit einer größeren Materialstärke zu versehen, beispielsweise indem eine zwei- oder mehrfach gestufte Kardan-Ausnehmung vorgesehen wird. Will man die äußeren Abmessungen der Rotationskolbenmaschine nicht anstei- gen lassen, muss gegebenenfalls die Länge der Kardanwelle entsprechend gekürzt werden. Dies kann zu einer vergrößerten Exzentrizität und einem erhöhten Verschleiß der Verbindungen zwischen Kardanwelle und Motorwelle bzw. Kardanwelle und innerem Zahnrad führen. Dieser Effekt kann jedoch durch die geringeren Leckageverluste und den damit einhergehen- den höheren Wirkungsgrad überkompensiert werden. Ein weiterer Vorteil einer Motorwelle mit dickerer Wandung ist darin zu sehen, dass die Durchbiegung der Welle im Falle radialer Lasten (z.B. wenn ein Rad mit der Motorwelle verbunden ist) verringert werden kann. Dies kann auch zu einer weiteren Verringerung von Leckagen bzw. zu einem geringeren Verschleiß der Wälzlagereinrichtung durch "Schief-stellung" führen und ein besseres Laufverhalten bewirken. Noch ein Vorteil bei einer kürzer ausgeführten Kardanwelle besteht darin, dass der Verwindungswinkel der Kardanwelle unter

Belastung geringer werden kann, wodurch der Nachlauf der Drehschieberanordnung gegenüber dem Zahnradsatz verringert werden kann, welches auch zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Gerotormotors beitragen kann. Durch die größeren Wandstärken bzw. den anteilmäßig längeren Be- reich der Motorwelle ohne Kardan-Ausnehmung kann es zu einer Erhöhung der Gesamtmasse der Rotationskolbenmaschine kommen. Dieser Effekt kann jedoch zumindest teilweise dadurch kompensiert werden, dass im entsprechenden Bereich der Motorwelle ein oder mehrere über den Querschnitt verteilt angeordnete Bohrungen vorgesehen werden, die gewichts- reduzierend wirken, ohne die Stabilität des entsprechenden Bereichs der Motorwelle über Gebühr zu verringern.

Eine weitere mögliche Ausbildung wenigstens eines Stützmittels besteht darin, dieses als Statikeinrichtung auszubilden. Unter einer Statikeinrich- tung können jegliche Strukturen verstanden werden, die nach den Gesetzen der Statik stabilitätserhöhend wirken. Dabei kann es sich beispielsweise um furchenartige, sickenartige oder stegartige Strukturen (in Axialrichtung und/oder Radialrichtung verlaufend) oder um Wabenstrukturen handeln. Als besonders vorteilhaft erweist es sich in diesem Zusammen- hang, wenn eine ohnehin vorzusehende Materialstrukturierung als Statikeinrichtung verwendet wird. Beispielsweise kann die drehfeste Verbindung zwischen Kardanwelle und Motorwelle dadurch ausgebildet werden, dass das entsprechende Ende der Kardanwelle einen leicht konvex geformten Bereich aufweist, dessen Oberfläche mit Längsfurchen versehen ist und die Innenseite der Kardanbohrung dazu korrespondierend angeordnete Längsfurchen aufweist. Sind die derart in der Kardanbohrung der Motorwelle vorgesehenen Längsfurchen zumindest zum Teil im Bereich von Ausnehmungen der Drehschieberanordnung angeordnet, so können diese ohnehin vorhandenen Längsfurchen gleichzeitig als Statikeinrichtung die- nen. Dies kann die Fertigungskosten entsprechend verringern.

Eine weitere mögliche Ausbildung wenigstens eines Stützmittels ergibt sich, wenn dieses in Form einer Materialveränderung ausgebildet ist. Unter einer Materialveränderung ist in diesem Zusammenhang beispielsweise ein gesonderter Härtevorgang des Materials (beispielsweise Indukti- onshärten) zu verstehen. Auch ist es denkbar, dass in diesem Bereich ein anderes Material bzw. eine Materialveränderung in Form einer änderung der Legierungszusammensetzung vorgesehen wird. Dadurch können die Vorteile der Erfindung erzielt werden, ohne dass die gesamte Motorwelle kostenintensiv gehärtet werden muss bzw. aus einem entsprechenden Material bestehen muss.

Von Vorteil ist es auch, wenn sich zumindest ein Stützmittel über wenigstens 50 % der Breite der korrespondierenden Ausnehmung erstreckt. Versuche haben ergeben, dass sich bereits bei diesem Anteil eine starke Ab- nähme der Leckageverluste und damit eine spürbare Verbesserung des Wirkungsgrads erreichen lässt. Unter "Breite" ist insbesondere die Ausdehnung in Axialrichtung zu verstehen. Ein nochmals überraschend deutlicher Anstieg der Dichtigkeit ergibt sich, wenn sich zumindest ein Stützmittel über wenigstens 60 % der Breite der korrespondierenden Ausneh- mung erstreckt. Ein weiteres erstaunlich starkes Ansteigen der Dichtigkeit ergibt sich mit weiter zunehmendem Anteil, beispielsweise wenn sich das Stützmittel über wenigstens 70 %, 80 %, 90 % bzw. 95 % der Breite der korrespondierenden Ausnehmung erstreckt. Die größte Wirkung der Erfindung ergibt sich, wenn sich zumindest ein Stützmittel über die gesamte Breite der korrespondierenden Ausnehmung erstreckt. Die Erfindung kann auch realisiert werden, wenn die genannten überdeckungsbereiche durch Aneinanderreihung verschiedener, jeweils kürzerer Stützmittel realisiert werden. In entsprechenderweise kann es auch von Vorteil sein, wenn sich zumindest ein Stützmittel über wenigstens 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % oder 100 % der axialen Länge des im Gehäuse befindlichen Teils der Motorwelle erstreckt. Die bereits gemachten Ausführungen gelten in entsprechender Weise.

Von Vorteil ist es, wenn die Motorwelle von randseitigen Wälzlagereinrichtungen abgestützt ist. Derartige Wälzlagereinrichtungen können auf nur einer Seite, insbesondere auf der dem Antriebszahnrad benachbarten Sei- te, oder aber auch der diesem beabstandeten Seite angeordnet werden. Selbstverständlich können Wälzlagereinrichtungen an beiden Enden der Motorwelle vorgesehen werden. Mit derartigen Wälzlagereinrichtungen kann der Wirkungsgrad der Rotationskolbenmaschine nochmals gesteigert werden. Der Begriff Wälzlager ist in diesem Zusammenhang breit auszu- legen und kann insbesondere auch Kugellager und Carb-Lager umfassen.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Motorwelle Ausnehmungen, insbesondere einen Aufnahmeraum zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kardanwelle aufweist. Durch derartige Ausnehmungen in der Motorwelle kann das Gesamtgewicht der Rotationskolbenmaschine verringert werden.

Dient die korrespondierende Ausnehmung gleichzeitig als Aufnahmeraum für die Kardanwelle, so kann die Größe der Rotationskolbenmaschine verringert werden. Die Tiefe der Ausnehmung für die Kardanwelle beträgt vorzugsweise nur einen gewissen Anteil des Bereichs der Motorwelle, der sich im Gehäuse befindet. Insbesondere beträgt die Tiefe der Kardanbohrung in der Motorwelle weniger als 70 % der Länge des Bereichs der Motorwelle, der sich im Gehäuse befindet. Denkbar sind in diesem Zusammenhang auch 90 %, 80 %, 60 %, 50 %, 40 %, 30 %, 20 % oder 10 %. Neben der Kardan-Ausnehmung, die als Aufnahmeraum zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kardanwelle vorgesehen ist, können auch weitere Ausnehmungen vorgesehen werden, die durch den Materialabtrag eine Gewichtsreduktion der Rotationskolbenmaschine bewirken. Insbesondere kann es sich um eine Längsbohrung handeln, die sich längs der Mittelachse der Motorwelle erstreckt. Auch können mehrere, beispielsweise kreis- förmig und beabstandet zur Mittellinie der Motorwelle angeordnete Bohrungen vorgesehen sein. Die gewichtsreduzierenden Bohrungen können selbstverständlich auch in einem Bereich der Motorwelle vorgesehen wer-

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8 den, welcher außerhalb des Bereichs der Motorwelle liegt, der im Gehäuse angeordnet ist. Sämtliche Ausnehmungen - einschließlich der Kardan- Ausnehmung für die Kardanwelle - können auch gestuft ausgebildet sein, d. h. in Axialrichtung gesehen unterschiedliche Querschnitte aufweisen.

Von Vorteil ist es auch, wenn die drehfeste Verbindung zwischen Kardanwelle und Motorwelle und/oder zwischen Kardanwelle und Zahnrad durch eine formschlüssige Verbindung erfolgt. Insbesondere für die Verbindung zwischen Kardanwelle und Motorwelle ist es möglich, dass die entspre- chende formschlüssige Verbindung gleichzeitig als Statikeinrichtung und damit stabilisierend für die Drehschieberanordnung wirkt. Als formschlüssige Verbindung kommt dabei insbesondere eine Anordnung zueinander korrespondierend ausgebildeter Längsfurchen an Kardanwelle, Motorwelle und/oder Zahnrad in Betracht, welche formschlüssig ineinander eingreifen.

Von Vorteil ist es, wenn der Durchmesser der Kardanwelle wenigstens 20 % von deren Länge beträgt. Dadurch können relativ große Kräfte übertragen werden. Gegebenenfalls besteht bei einer derart dicken Ausführung der Kardanwelle auch die Möglichkeit, im Inneren der Kardanwelle ge- wichtsreduzierende Ausnehmungen, beispielsweise in Form von Bohrungen, vorzusehen, ohne dass die Stabilität der Kardanwelle leidet. Darüber hinaus kann bei einem derartigen Verhältnis von Durchmesser zu Länge die Kardanwelle im Verhältnis zu bekannten Bauausführungen verkürzt ausgebildet werden, so dass die Rotationskolbenmaschine, in der die Kardanwelle eingesetzt wird, entsprechend geringere Außenabmessungen aufweisen kann. Selbstverständlich können hier auch andere Durchmesser/Längenverhältnisse gewählt werden, insbesondere 25 %, 30 %, 35 %, 45 % bzw. 50 %.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn die Rotationskolbenmaschine eine Vorzugsdrehrichtung aufweist, wobei die hochdrucksei- tige(n) Ausnehmung(en) der Drehschieberanordnung an einer dem inne-

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ren Zahnrad beabstandeten Seite der Motorwelle ausgebildet sind. In diesem Bereich ist üblicherweise keine Ausnehmung, wie beispielsweise eine Kardan-Ausnehmung zur Aufnahme der Kardanwelle vorzusehen. Wenn gerade in diesem Bereich der Hochdruckbereich der Rotationskolbenma- schine angeordnet wird, so können die auftretenden Leckageverluste entsprechend verringert werden. Befinden sich in diesem Bereich der Motorwelle Ausnehmungen, so dienen diese in der Regel ausschließlich der Gewichtsreduktion, so dass deren Größe und Formgebung einen weiten Gestaltungsspielraum aufweist, bzw. derartige Ausnehmungen gänzlich entfallen können. Von daher ist eine besonders große Unterstützung der entsprechenden Ausnehmung, die Teil der Drehschieberanordnung ist, möglich. Leckageverluste können dadurch in besonderem Maße vermieden werden. Das Gesagte schließt es nicht aus, dass die Rotationskolbenmaschine in gewissen Betriebsmodi auch mit anderweitigen Druckver- hältnissen betrieben werden kann. über die Gesamtbetriebsdauer der Rotationskolbenmaschine gesehen kann sich durch die vorgeschlagene Anordnung jedoch insgesamt ein höherer Wirkungsgrad ergeben.

Weitere Ausbildungsmöglichkeiten, Vorteile und Aufgaben der Erfindung ergeben sich aufgrund des folgenden Ausführungsbeispiels eines Gerotormotors, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Gerotormotors;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Zahnrad-Zahnkranz-Antriebsvorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Gerotormotor 1 in schematischer Querschnittsansicht dargestellt.

Der Gerotormotor 1 weist auf seiner in Fig. 1 links befindlichen Seite einen Gerotor-Zahnradsatz 2 auf. Zur Verdeutlichung des Aufbaus des Gerotor- Zahnradsatzes 2 ist in Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Quer- schnittsebene H-Il dargestellt.

Der Gerotor-Zahnradsatz 2 weist einen äußeren Zahnring 3 mit Innenzähnen 22 und ein darin angeordnetes inneres Zahnrad 4 mit Außenzähnen 21 auf (s. Fig. 2). Das innere Zahnrad 4 weist einen Zahn 21 weniger auf, als Zähne 22 im äußeren Zahnring 3 vorgesehen sind. Auf diese Weise bilden sich zwischen innerem Zahnrad 4 und äußerem Zahnring 3 mehrere Fluidkammem 19. Durch eine geeignete Beaufschlagung der Fluid- kammern 19 mit unter Hochdruck stehenden Hydraulikfluid kann das innere Zahnrad 4 in eine Rotationsbewegung gegenüber dem äußeren Zahn- ring 3 versetzt werden. Selbstverständlich wird nur ein Teil der Fluidkam- mern 19 mit der Hochdruckversorgungsleitung in Verbindung gesetzt. Der andere Teil der Fluidkammem 19 wird mit einem Fluidauslass verbunden, der im Wesentlichen drucklos mit einem Hydraulikfluidsammelbehälter in Verbindung stehen kann.

Das innere Zahnrad 4 rotiert im Betrieb jedoch nicht nur um den Zahnradmittelpunkt 27. Vielmehr folgt der Zahnradmittelpunkt 27 einer Kreislinie um die Mittelachse 26 des Gerotormotors 1. Mit anderen Worten orbitiert das innere Zahnrad 4 im Laufe seiner Rotationsbewegung um die Mit- telachse 26 des Gerotormotors 1.

Der Antrieb externer Komponenten erfolgt über die in Fig. 1 auf der rechten Seite befindliche Motorwelle 6. Die Motorwelle 6 verfügt dazu über einen je nach der konkreten Ausführung unterschiedlich ausgebildeten Ver- bindungsbereich 28. Die Motorwelle 6 ist in einem Gehäuse 18 angeordnet. Gegenüber dem Gehäuse 18 vollzieht die Motorwelle 6 im Betrieb eine reine Drehbewegung um die Mittelachse 26 von Gehäuse 18 bzw.

Motorwelle 6. Die Drehbewegung der Motorwelle 6 ist somit nicht von einer Orbitalbewegung überlagert.

Die Motorwelle 6 ist an ihren beiden, innerhalb des Gehäuses 18 liegen- den Endbereichen jeweils durch einen Wälzlagerring 15 reibungsarm in der Wellenbohrung 17 gelagert.

Zur Umsetzung der kombinierten Rotations- und Orbitalbewegung des inneren Zahnrads 4 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 auf die reine Rotations- bewegung der Motorwelle 6 des Gerotormotors 1 , ist eine Kardanwelle 5 vorgesehen. Die beim Betrieb des Gerotormotors 1 nutierende Kardanwelle 5 sorgt für eine drehfeste Verbindung zwischen dem inneren Zahnrad 4 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 und der Motorwelle 6. Dazu ist die Kardanwelle 5 jeweils drehfest mit der Motorwelle 6 bzw. mit dem inneren Zahn- rad 4 verbunden. Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Enden der Kardanwelle jeweils mit Zahnkränzen 7, 8 versehen. Die Zahnkränze 7, 8 greifen dabei jeweils in korrespondierend ausgebildete Zahnkränze 10, 29 der Motorwelle 6 bzw. des inneren Zahnrads 4 ein.

Beim Betrieb des Gerotormotors 1 bewirkt die von der orbitierenden Bewegung des inneren Zahnrads 4 überlagerte Rotationsbewegung eine nutierende Bewegung der Kardanwelle 5. Um der Kardanwelle 5 diese Nuta- tionsbewegung zu ermöglichen, sind in der Motorwelle 6, als auch im inneren Zahnrad 4 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 entsprechende Kardanboh- rungen 30, 31 vorgesehen. Die Kardanbohrungen 30, 31 sind jeweils in zwei Teilbereiche unterteilt, nämlich in einen mit einem Zahnkranz 10, 29 versehenen Bereich sowie einen äußeren Abschnitt 11 , 32, der jeweils im Wesentlichen eine glatte Wand aufweist.

Die Durchmesser der Kardanbohrungen 30, 31 , insbesondere der äußeren Bereiche 11 , 32 ist derart gewählt, dass zwischen der Kardanwelle 5 und der Wand der Kardanbohrung 30, 31 auch unter Berücksichtigung des

Nutationswinkels α ein ausreichendes Spiel verbleibt. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die äußeren Bereiche 11 , 32 der Kardanbohrungen 30, 31 jeweils einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf. Insbesondere im Falle größerer Nutationswinkel α ist es je- doch denkbar, eine ein- oder mehrfach gestufte Bohrung, gegebenenfalls auch eine konische Bohrung, vorzusehen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiterhin noch eine Zwischenscheibe 33 zwischen dem die Motorwelle 6 aufnehmenden Gehäuse 18 und dem Gerotor-Zahnradsatz 2 vorgesehen. Als äußerer Abschluss des Gerotor-Zahnradsatzes 2 dient ein Deckel 34. Die Teile der Anordnung werden durch Schrauben 24, die in entsprechende Schraubenlöcher 25 eingesetzt sind, aneinander befestigt. Im Bereich der Schraubenlöcher 25, der sich im Gehäuse 18 befindet, ist ein Gewinde vorgesehen.

Die Ansteuerung der Fluidkammern 19 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 erfolgt mit Hilfe einer Drehschieberanordnung 23, die in Axialrichtung der Motorwelle 6 vorgesehen ist. Je nach Drehwinkel der Motorwelle 6 wird ein geeignet gewählter Teil der Fluidkammern 19 mit Hilfe der Drehschie- beranordnung 23 mit einem Fluideinlass (nicht dargestellt), der mit dem

Hochdruckteil einer Hydraulikölversorgungsanlage verbunden ist, fluidisch verbunden. Der andere Teil der Fluidkammern 19 ist mittels der Drehschieberanordnung 23 mit einem Auslassanschluss (nicht dargestellt) verbunden, der das Hydrauliköl beispielsweise in ein unter Umgebungsdruck stehendes Hydraulikölreservoir ausgibt.

Die Drehschieberanordnung 23 umfasst zwei auf der Außenseite 35 der Motorwelle 6 ausgebildete radiale Kanäle 13 und 14, nämlich einen inneren radialen Kanal 14 (in der Zeichnung rechts) und einen äußeren radia- len Kanal 13 (in Fig. 1 links). Weiterhin sind in gewissen radialen Bereichen der Motorwelle 6 an deren Außenseite 35 axiale Kanäle 12 vorgesehen. Diese stehen zum Teil mit dem äußeren radialen Kanal 13, zum Teil

jedoch auch mit dem inneren radialen Kanal 14 in Verbindung. Bei einer entsprechenden Winkelstellung der Motorwelle 6 bewirken die axialen Kanäle 12 über an der Innenwand 20 der Wellenbohrung 17 angeordnete Kanalöffnungen 16, die wiederum mit im Gehäuse 18 vorgesehenen FIu- idkanälen 37 in Verbindung stehen, eine fluidische Verbindung des inneren radialen Kanals 14 bzw. des äußeren radialen Kanals 13 mit den entsprechenden Fluidkammern 19 des Gerotor-Zahnradsatzes 2. Selbstverständlich ist hierzu die Zwischenscheibe 33 mit einer Anzahl axial durchgehender, kreisförmig angeordneter Kanäle versehen.

Wie in Fig. 1 deutlich zu erkennen ist, ist die Gesamttiefe der Kardanbohrung 30 in der Motorwelle 6 im Verhältnis zum Längenbereich der Motorwelle 6, der vom Gehäuse 18 aufgenommenen ist, relativ klein gewählt. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamttiefe der Kar- danbohrung 30 etwa 50 % des Bereichs der Motorwelle 6, der vom Gehäuse 18 aufgenommen ist (d.h. der Tiefe der Wellenbohrung 17). Durch diese Ausbildung ist es möglich, dass der gesamte innere radiale Kanal 14 durch ein Stützmittel abgestützt ist, das beim in Fig. 1 dargestellten inneren radialen Kanals 14 in Form einer Materialverdickung ausgeführt ist. Es ist auch möglich, die Motorwelle 6 in diesem Bereich vollständig massiv auszuführen. Jedoch wurde im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Bohrung 38 vorgesehen, die der Gewichtsreduktion des Gerotormotors 1 dient. Diese Bohrung kann sich im übrigen auch in den Teil der Motorwelle 6 erstrecken, der nicht mehr innerhalb des Gehäuses 18 liegt und kann bis in den Ver- bindungsbereich 28 hinein verlaufen. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Bohrung 38 mittels radial nach außen weisender Kanäle zusätzlich der Schmierung der Wälzlager 15. Dazu steht die Bohrung 38 mit einer oder mehreren radialen Bohrungen in Verbindung, die ihrerseits in die Wellenbohrung 17 münden. Die Bohrung 38 steht wiederum mit einem Niederdruckanschluss in Verbindung. Dadurch kann Lecköl vom inneren radialen Kanal am in Fig. 1 rechts befindlichen Wälzlager 15 vorbeiströmen und dadurch für eine Schmierung des Lagers sorgen.

Der in Fig. 1 dargestellte äußere radiale Kanal 13 sowie die dort dargestellten axialen Kanäle 12 sind ebenfalls durch ein Stützmittel abgestützt. Im vorliegenden Fall liegt dieses Stützmittel in Form des Zahnkranzes 8 der Kardanbohrung 30 vor. Aufgrund der Rippenstruktur liegt hier eine verstärkte Stützwirkung basierend auf der Statikwirkung einer derartigen Rippenstruktur vor.

Dank der Stützeinrichtungen kann die Motorwelle 6 im Bereich der Dreh- Schieberanordnung 23 dem radial auf die Außenseite 35 der Motorwelle 6 einwirkenden Hydraulikdruck gut widerstehen. Dadurch kann die Verformung der Motorwelle kleiner werden und die im Bereich der Spalte 36 zwischen Außenseite 35 der Motorwelle 6 und der Innenwand 20 der Wellenbohrung 17 unvermeidlichen Leckageverluste bleiben sehr klein. Der Wirkungsgrad des Motors 1 steigt dadurch an.

Beim in Fig. 1 dargestellten Gerotormotor 1 ist der innere radiale Ring 14 mit dem Hochdruckkeil des Hydrauliksystems verbunden. Hier ist die Entfernung zum relativ dünnwandig ausgeführten äußeren Bereich 11 der in der Motorwelle 6 ausgebildeten Kardanbohrung 30 besonders groß. Die

Leckageverluste können dadurch nochmals reduziert werden.

Wie ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich, ist der äußere radiale Kanal 13 im dargestellten Ausführungsbeispiel nur über etwa 75 % seiner Breite hin- weg mit einem Stützmittel in Form des Zahnkranzes 10 der Motorwelle 6 mechanisch abgestützt. Dennoch wird bereits durch diese Abstützung eine erstaunlich stark verringerte Durchbiegung der Außenseite 35 der Motorwelle 6 erreicht, so dass der Spalt 36 zwischen Motorwelle 5 und Wellenbohrung 17 sehr klein bleibt und die Leckageverluste entsprechend gering sind. Darüber hinaus sind die Verformungen der Motorwelle 6 in diesem

Bereich auch deshalb gering, weil der entsprechende Bereich nur einen geringen Hydrauliköldruck aufweist. Selbstverständlich ist es ebenso mög-

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15 lieh, dass ein größerer Anteil der Breite des äußeren radialen Kanals 13 durch Stützmittel abgestützt wird. Insbesondere kann auch der gesamte äußere radiale Kanal 13 derartig abgestützt werden.

5 Zur weiteren Erhöhung des Wirkungsgrads des in Fig. 1 gezeigten Gerotormotors 1 wird an den axialen Enden der Motorwelle 6 zwischen Motorwelle 6 und Gehäuse 18 jeweils ein Wälzlagerring 15 angeordnet.

Um die geringere Tiefe der in der Motorwelle 6 vorgesehenen Kardanboh-0 rung 30 auszugleichen, ist es einerseits möglich, den Nutationswinkel α der Kardanwelle 6 zu vergrößern. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Dicke des Gerotor-Zahnradsatzes 2 zu vergrößern. Dabei ist es möglich, die im inneren Zahnrad 4 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 vorgesehene Kardanbohrung 31 in zwei Teilbereiche zu unterteilen. So kann ein5 Teil der Kardanbohrung 31 mit einem Zahnkranz 29 versehen sein, dessen Längsfurchen mit einem korrespondierenden Zahnkranz 7 im Endbereich der Kardanwelle 5 in Eingriff kommen. Ein weiterer, äußerer Bereich 32 der im inneren Zahnrad 4 ausgebildeten Kardanbohrung 31 weist dem gegenüber eine im Wesentlichen unstrukturierte Innenwandung auf, deren o Durchmesser dem "Tal-Tal"-Durchmesser des Zahnkranzes 29 im inneren Zahnrad 4 entspricht. Gegebenenfalls kann der Innendurchmesser auch größer als der Tal-Tal-Durchmesser des Zahnkranzes 7 gewählt werden (entsprechendes gilt für die Kardanbohrung 30 in der Motorwelle 6). Mit den beiden genannten Möglichkeiten ist es möglich, den äußeren Bereich 5 11 der in der Motorwelle 6 ausgebildeten Kardanbohrung 30 gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel noch weiter zu verkürzen und im Extremfall auf Null zu reduzieren.

Ein Vorteil bei der Vergrößerung der Breite des Gerotor-Zahnradsatzes 2 o liegt darin, dass die mittels der Fluidkammem 19 erzeugbaren Drehmomente vergrößert werden können. In Bezug auf den Nutationswinkel α kann in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung ein geeigneter Kom-

promiss aus geringem Verschleiß der Zahnkränze 7, 8, 10, 29 von Kardanwelle 5, Motorwelle 6 und innerem Zahnrad 4 einerseits und möglichst geringer Größe des Gerotormotors 1 andererseits, gewählt werden.