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Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In der
DE 101 19 36 C1 ist eine derartige Axialkolbenmaschine offenbart. Bei dieser ist eine Mehrzahl von Kolben in Zylinderbohrungen einer Zylindertrommel axial verschiebbar geführt. Diese ist um eine quer zu Ihrer Drehachse sich erstreckende Schwenkachse schwenkbar in einem Gehäuse der Axialkolbenmaschine gelagert. Die Kolben stützen sich an einer drehbar im Gehäuse gelagerten Triebwelle ab. Etwa koaxial zur Längsachse der Zylindertrommel ist in einer Stufenbohrung der Zylindertrommel ein Mittelzapfen zur Lagerung der Zylindertrommel gleitend eingesetzt, der sich entsprechend der Kolben an der Triebwelle abstützt. Der Mittelzapfen hat auf seiner von der Triebwelle abgewandten Seite eine Sacklochbohrung, in die eine Druckfeder eingesetzt ist, die sich an einem Bohrungsgrund der Sacklochbohrung abstützt und die Zylindertrommel gegen eine Steuerscheibe spannt.
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Nachteilig bei dieser Lösung ist die äußerst aufwändige Montage und Demontage der Zylindertrommel zusammen mit dem Mittelzapfen und der Druckfeder der Axialkolbenmaschine, da ein Auseinandertreiben von der Zylindertrommel und von dem Mittelzapfen aufgrund der Federkräfte der Druckfeder verhindert werden muss.
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Um dieses Problem zu lösen, kann am Außenumfang des Mittelzapfens und an einer Innenmantelfläche der Mittelzapfenbohrung jeweils eine ringförmige Aussparung eingebracht sein, in die ein gemeinsamer Sprengring eingesetzt ist. Dieser würde dann ein Auseinandertreiben des Mittelzapfens und der Zylindertrommel durch die Druckfeder verhindern. Diese Lösung erfordert allerdings nachteilig einen hohen vorrichtungstechnischen Aufwand. Des Weiteren ist eine Demontage des Mittelzapfens von der Zylindertrommel nicht mehr möglich.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine zu schaffen, die einfach montierbar und demontierbar und kostengünstig herstellbar ist.
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Erfindungsgemäß weist eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise ein Gehäuse auf, in dem eine Zylindertrommel angeordnet ist. In diese ist eine Mehrzahl hin zu einer im Gehäuse drehbar gelagerten Triebwelle offen ausgebildeter Zylinderbohrungen eingebracht, in denen jeweils ein mit der Triebwelle gelenkig verbundener Kolben axial verschiebbar geführt ist. Die Zylindertrommel hat weiter eine etwa koaxial zu ihrer Längsachse sich erstreckende Mittelzapfenbohrung. In diese ist ein mit der Triebwelle gelenkig verbundener Mittelzapfen zur drehbaren Lagerung der Zylindertrommel mit einem Mittelzapfenabschnitt eingetaucht. Des Weiteren ist eine Feder in der Mittelzapfenbohrung angeordnet. Diese stützt sich am Mittelzapfen ab und spannt die Zylindertrommel gegen eine sich am Gehäuse abstützende Steuerscheibe, über die die Zylinderbohrungen mit einem Hoch- bzw. Niederdruckkanal verbindbar sind. Vorteilhafterweise ist in dem Mittelzapfenabschnitt des Mittelzapfens eine Aussparung mit einem Halteelement derart eingebracht, dass dieser über das Halteelement kraftschlüssig mit der Mittelzapfenbohrung verbunden ist.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Zylindertrommel zusammen mit der Feder und dem Mittelzapfen als eine Einheit montierbar und demontierbar sind. Ohne diese Aussparung mit dem Halteelement könnte der Mittelzapfen bei der Demontage, durch die Feder in Axialrichtung beschleunigt und von der Zylindertrommel getrennt werden. Um dies zu verhindern müsste ohne diese Aussparung und dem Halteelement aufwändig eine Gegenkraft aufgebracht werden. Durch das Halteelement ist somit eine sichere Montage und Demontage mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand ermöglicht.
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Mit Vorteil ist die Aussparung des Mittelzapfens eine einfache Ringnut und das Halteelement ein O-Ring, der in diese Ringnut eingesetzt ist. Eine derartige Ringnut ist kostengünstig herstellbar, und bei dem O-Ring handelt es sich ebenfalls um ein kostengünstiges herkömmliches Bauteil.
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Das ringförmige Halteelement ist derart am Mittelzapfen angeordnet und die Feder derart ausgestaltet, dass das Halteelement in einem im Wesentlichen entspannten Zustand der Feder in der Mittelzapfenbohrung der Zylindertrommel verbleibt.
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Die Axialkolbenmaschine ist beispielsweise als Konstanteinheit mit einem festen Schwenkwinkel oder als Verstelleinheit mit einem verstellbaren Schwenkwinkel ausgebildet.
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Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sich Gegenstand weitere Unteransprüche.
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Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 in einer Längsschnittansicht eine Axialkolbenmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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2 einen vergrößerten Ausschnitt der Axialkolbenmaschine aus 1.
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1 zeigt in einer Längsschnittansicht eine Axialkolbenmaschine 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dieser handelt es sich um eine Verdrängermaschine in Schrägachsenbauweise, die als Hydromotor und -pumpe einsetzbar ist.
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Die Axialkolbenmaschine 4 ist in einem topfförmigen Gehäuseabschnitt 38 eines Gehäuses 6 aufgenommen, der von einem Gehäusedeckel 40 verschlossen ist. In dem Gehäusedeckel 40 ist eine Triebwelle 42 durch wenigstens ein Drehlager drehbar gelagert, wobei die Triebwelle 42 den Gehäusedeckel 40 nach außen durchsetzt. Bei dem Drehlager handelt es sich um zwei im Gehäusedeckel 40 o-förmig angeordneter Wälzlager 44, 46.
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In einem Hohlraum 48 des Gehäuseabschnitts 38 ist der Triebwelle 42 axial gegenüberliegend eine Zylindertrommel 50 in ihrer Trommelachse 52 drehbar gelagert. Die Zylindertrommel 50 hat eine Mehrzahl auf einem Teilkreis verteilt angeordneter Zylinderbohrungen 54, die zur Triebwelle 42 hin offen sind, und in denen Kolben 56 axial verschiebbar gelagert sind. Diese sind axial an einem Triebwellenflansch 58 der Triebwelle 42 abgestützt. Die Kolben 56 sind dabei gelenkig mit jeweils einem kugelförmigen Kolbenkopf 60 in einer kugelförmigen Kalotte 62 des Triebwellenflansches 58 gelagert. Die Kolbenköpfe 60 sind durch eine diese hintergreifende und am Triebwellenflansch 58 befestigten Rückhaltevorrichtung 64, die beispielsweise durch eine angeschraubte Lochplatte gebildet ist, axial gehalten.
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Die Zylindertrommel 50 ist auf einem mit ihr koaxial angeordneten Mittelzapfen 66 gelagert, der – wie die Kolben 56 – mit einem kugelförmigen Mittelzapfenkopf 68 in einer der Kalotten 62 durch die Rückhaltevorrichtung 64 gelenkig gehalten ist. Der Mittelzapfen 66 ist in einer sich etwa koaxial zur Trommelachse 52 erstreckende Mittelzapfenbohrung bzw. Stufenbohrung 70 der Zylindertrommel 50 mit einem Mittelzapfenabschnitt 71 eingetaucht. In der Stufenbohrung 70 ist eine Feder bzw. Druckfeder 72 angeordnet, die sich an einer von der Triebwelle 42 abgewandten Seite des Mittelzapfens 66 abstützt und die Zylindertrommel 50 gegen eine Steuerscheibe 74 spannt. Die einander zugewandten Stirnflächen der Zylindertrommel 50 und der Steuerscheibe 74 liegen mit Führungsflächen 76 und 78 aneinander an. Die Führungsfläche 76 der Zylindertrommel 50 ist dabei konkav ausgebildet, während die Führungsfläche 78 der Steuerscheibe 74 konvex ausgebildet ist. Die Zylinderbohrungen 54 sind durch die Zylindertrommel 50 und die Steuerscheibe 74 durchsetzende Kanalabschnitte mit Druckmittelzuführungsleitungen bzw. Druckmittelabführungsleitungen verbunden, die sich in der 1 etwa in einem linken Gehäuseabschnitt 80 des Gehäuses 6 erstrecken. Die Ausbildung der Kanalabschnitte ist an sich bekannt und wird deshalb nicht näher beschrieben. Die Steuerscheibe 74 ist fest mit dem Gehäuseabschnitt 38 verbunden und über einen Zentrierbolzen ausgerichtet.
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2 stellt in einem vergrößerten Ausschnitt abschnittsweise im Wesentlichen die Zylindertrommel 50 zusammen mit dem Mittelzapfen 66, einem der Kolben 56 und der Druckfeder 72 aus der 1 dar. Der in die Stufenbohrung 70 der Zylindertrommel 50 eingetauchte Mittelzapfenabschnitt 71 des Mittelzapfens 66 ist im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet. An diesen schließt sich ein mittlerer hin zum Mittelzapfenkopf 68 konisch zulaufender Mittelzapfenabschnitt 94 an, an dessen Ende der Mittelzapfenkopf 68 ausgebildet ist. In den Mittelzapfen 66 ist etwa koaxial zu seiner Längsachse 96 auf der vom Mittelzapfenkopf 68 abweisenden Seite eine Sacklochbohrung 98 eingebracht. In der Sacklochbohrung 98 ist die Druckfeder 72 angeordnet, die zwischen einer Bodenfläche 100 der Sacklochbohrung und einer Ringscheibe 102 gespannt ist. Diese stützt sich an einer Anlageschulter 104 der Stufenbohrung 70 der Zylindertrommel 50 ab. Die Druckfeder 72 steht somit nicht in direktem Kontakt mit der Zylindertrommel 50.
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Die Sacklochbohrung 98 erstreckt sich etwa zu 2/3 der Länge des Mittelzapfenabschnitts 71 durch diesen hindurch, der im Wesentlichen vollständig in die Stufenbohrung 70 eingetaucht ist. An dem restlichen Abschnitt des Mittelzapfenabschnitts 71 des Mittelzapfens 66 ist eine Ringnut 108 eingebracht, in die ein Halteelement bzw. O-Ring 110 eingesetzt ist. Der O-Ring 110 liegt zumindest abschnittsweise kraftschlüssig an einer Innenwandung der Stufenbohrung 70 an.
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Die Zylindertrommel 50 ist zusammen mit dem Mittelzapfen 66 und der Druckfeder 72 im montierten Zustand der Axialkolbenmaschine 4 zwischen der sich am Gehäusedeckel 40 abstützenden Triebwelle 42 und der Steuerscheibe 74 gelagert. Bei der Montage und Demontage der Axialkolbenmaschine 4 ist der Gehäusedeckel 40 gelöst, wodurch die stützende Wirkung für die Triebwelle 42 wegfällt. In diesem Zustand wird ein Auseinandertreiben der Zylindertrommel 50 und des Mittelzapfens 66 aufgrund der Federkräfte der Druckfeder 72 durch die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Stufenbohrung 70 und dem Mittelzapfen 66 durch den O-Ring 110 verhindert. Die Zylindertrommel 50 und der Mittelzapfen 66 bilden somit eine einfache in die Axialkolbenmaschine montierbare und demontierbare Einheit. Des Weiteren ist auch der Mittelzapfen 66 aus der Zylindertrommel 50, beispielsweise aufgrund von Wartungsarbeiten, herausnehmbar, indem einfach die Haltekräfte der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem O-Ring 110 und der Stufenbohrung 70 überwunden werden.
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Die Federkraft und der Federweg der Druckfeder 72 sind derart ausgelegt, dass diese sich bei der Montage und Demontage der Zylindertrommel 50 nur soweit entspannt, dass der der O-Ring 110 noch in der Stufenbohrung 70 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Druckfeder 70 im Vergleich zum Stand der Technik mit einer großen Federrate ausgebildet, wodurch bei einem geringen Federweg große Federkräfte entstehen.
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Neben der Sacklochbohrung 98 ist in dem Mittelzapfen 66 etwa koaxial ein durchgehender Kanal 112 eingebracht, der über die Sacklochbohrung 98, einer Durchgangsöffnung 114 der Ringscheibe 102, einer Stufe 116 der Stufenbohrung 70 und der Steuerscheibe 74 mit im in der 1 linken Gehäuseabschnitt 80 des Gehäuses 6 ausgebildeten, nicht dargestellten Leckagekanälen in Druckmittelverbindung steht. Des Weiteren ist der Kanal 112 auf Seiten der Triebwelle 42 über darin eingebrachte Verbindungskanäle 120, siehe 1, mit dem Hohlraum 48 des Gehäuses 6 verbunden.
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Es ist denkbar, dass die Ringnut 108 nicht in den Mittelzapfen 66, sondern in die Stufenbohrung 70 eingebracht ist, und der O-Ring 110 dann in dieser Stufenbohrung 70 angeordnet ist.
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Der Vollständigkeit halber sie darauf hingewiesen, dass die Axialkolbenmaschine 4 selbstverständlich auch in einem separaten Gehäuse ohne die in der 1 gezeigten Axialkolbenmaschine 2 ausgebildet sein kann.
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Offenbart ist eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise mit einem Gehäuse, in dem eine Zylindertrommel angeordnet ist. Die Zylindertrommel ist auf einen mit einer Triebwelle gelenkig verbundenen Mittelzapfen drehbar gelagert. Dieser ist axial verschiebbar in einer etwa koaxial zur Längsachse der Zylindertrommel in diese eingebrachte Mittelzapfenbohrung eingetaucht. In der Mittelzapfenbohrung ist eine Druckfeder angeordnet, die sich an einer von der Triebwelle abgewandten Stirnseite des Mittelzapfens abstützt und die Zylindertrommel gegen eine Steuerscheibe spannt. In den Mittelzapfen ist eine Radialnut ausgebildet, in der ein O-Ring aufgenommen ist, wodurch der Mittelzapfen kraftschlüssig bei der Montage und Demontage der Axialkolbenmaschine in der Mittelzapfenbohrung gehalten ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Triebwerk
- 2
- Axialkolbenmaschine
- 4
- Axialkolbenmaschine
- 6
- Gehäuse
- 38
- Gehäuseabschnitt
- 40
- Gehäusedeckel
- 42
- Triebwelle
- 44
- Wälzlager
- 46
- Wälzlager
- 48
- Hohlraum
- 50
- Zylindertrommel
- 52
- Trommelachse
- 54
- Zylinderbohrung
- 56
- Kolben
- 58
- Triebwellenflansch
- 60
- Kolbenkopf
- 62
- Kalotte
- 64
- Rückhaltevorrichtung
- 66
- Mittelzapfen
- 68
- Mittelzapfenkopf
- 70
- Stufenbohrung
- 71
- Mittelzapfenabschnitt
- 72
- Druckfeder
- 74
- Steuerscheibe
- 76
- Führungsfläche
- 78
- Führungsfläche
- 80
- Gehäuseabschnitt
- 92
- Mittelzapfenabschnitt
- 94
- Mittelzapfenabschnitt
- 96
- Längsachse
- 98
- Sacklochbohrung
- 100
- Bodenfläche
- 102
- Ringscheibe
- 104
- Anlageschulter
- 106
- Ringstirnfläche
- 108
- Ringnut
- 110
- O-Ring
- 112
- Schmierölbohrung
- 114
- Durchgangsöffnung
- 116
- Stufe
- 120
- Verbindungskanäle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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