DE102010032651A1

DE102010032651A1 - Verstellbare Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE102010032651A1
Application number: DE201010032651
Authority: DE
Inventors: Christian Spielvogel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-02-02
Also published as: WO2012013269A3; WO2012013269A2

Abstract

Offenbart ist eine verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, deren Schrägscheibe über zumindest eine Lagerschale direkt oder indirekt in einem Gehäuse der Axialkolbenmaschine gelagert ist. Dabei ist die zumindest eine Lagerschale über zumindest ein Niet am Gehäuse befestigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei verstellbaren Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise stützen sich mehrere in einer rotierenden Zylindertrommel geführte Kolben an einer Gleitfläche einer Schrägscheibe ab. Zur Verstellung des Hubes der Kolben ist die Neigung der Schrägscheibe einstellbar. Dazu ist die Schrägscheibe an ihrer von den Kolben abgewandeten Seite in einem Gehäuse der Axialkolbenmaschine gelagert ist. Die Lagerung geschieht meistens über zwei kreisbogenförmige Lagerschalen, die sich mit ihrer Außenseite am Gehäuse abstützen und an deren Innenseite die Schrägscheibe bei einer Verstellung entlang eines Kreisbogens gleiten kann.
Zur Sicherung bzw. Befestigung der Lagerschale am Gehäuse sind aus dem Stand der Technikverschiedene Ansätze bekannt.
Die Druckschrift DE 196 22 864 A1 zeigt eine Befestigung der Lagerschale über ihre beiden Endabschnitte, die formschlüssig im Gehäuse gehalten sind. Dazu werden Haltenasen vorgeschlagen, die in Ausnehmungen des Gehäuses eingreifen und es wird alternativ ein Widerlager vorgeschlagen, das nach dem Einsetzen der Lagerschale in das Gehäuse über die Endabschnitte der Lagerschale gesetzt und mit dem Gehäuse verschraubt wird.
Nachteilig an derartigen Sicherungen für Lagerschalen ist ihr verhältnismäßig hoher vorrichtungstechnischer Aufwand.
In der DE 10 2006 055 161 A1 ist eine Lagerschale gezeigt, an deren von der Schrägscheibe abgewandten Seite einstückig mit der Lagerschale ein Zapfen angebracht ist. Dieser erstreckt sich in ein Sackloch des Gehäuses und ist durch Presspassung gesichert.
Dabei ist ein Überkopfmontage der Lagerschale im Gehäuse nur bedingt möglich, und eine dauerhafte Lagerschalenfixierung ist bei ungünstigen Betriebszuständen nicht sicher gestellt. Weiterhin sind bei dieser einstückigen Lösung Mindestanforderungen an das Material der gesamten Lagerschale zu stellen.
Die Druckschrift DE 102 20 611 A1 zeigt eine Befestigung der Lagerschale am Gehäuse mittels einer Schraube, die in ein Sackloch des Gehäuses eingesetzt ist. Ein Schraubenkopf der Schraube ist in einem Durchgangsloch der Lagerschale angeordnet.
Nachteilig an derartig befestigten Lagerschalen sind der fertigungstechnische Aufwand für das Gewinde, das an einer engen Stelle im Gehäuse eingebracht werden muss, und die mögliche Lösung der Schraube.
In der Druckschrift DE 40 20 325 C2 ist eine Sicherung bzw. Befestigung der Lagerschale im Gehäuse durch eine zylindrische Spannhülse gezeigt. Diese ist teilweise in einem Sackloch des Gehäuses eingesetzt und teilweise in einem Durchgangsloch der Lagerschale angeordnet.
Nachteilig an den beiden letztgenannten Sicherungen von Lagerschalen ist, dass die Lagerschale trotz der Sicherung wieder aus dem Gehäuse fallen kann, so lange die Schrägscheibe noch nicht eingesetzt ist. Daher ist z. B. eine Überkopfmontage der Lagerschale nicht möglich und bei einem Abheben der Schrägscheibe in einem späteren Betrieb droht ein Ausfall der Verstellmöglichkeit.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise zu schaffen, deren in ein Gehäuseteil eingesetzte Lagerschale bei vorrichtungstechnisch geringem Aufwand nach ihrer Sicherung nicht herausfallen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine verstellbare Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die erfindungsgemäße verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise hat eine Schrägscheibe, die über zumindest eine Lagerschale direkt oder indirekt in einem Gehäuseteil der Axialkolbenmaschine gelagert ist. Dabei ist die zumindest eine Lagerschale über zumindest ein Niet am Gehäuseteil befestigt. Daher kann die Lagerschale trotz vorrichtungstechnisch geringem Aufwand nach ihrer Montag im Gehäuse nicht herausfallen, so dass z. B. eine Überkopfmontage des Gehäuseteils mit Lagerschale möglich ist, und ein Abheben der Schrägscheibe im späteren Betrieb verhindert ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist an einer Durchgangsausnehmung der Lagerschale eine versenkte Anlagefläche gebildet, an der ein Kopf des Niets anliegt. Damit ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Lagerschale und der Sicherung gegeben, ohne dass der Niet über die Lagerschale übersteht und eine Ausnehmung für den Kopf in der Schrägscheibe vorgesehen werden muss.
Die Anlagefläche kann eben und der Kopf des Niets ein Halbrundkopf oder Linsenkopf mit ebener Unterseite sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Anlagefläche und der Kopf des Niets kegelstumpfförmig sind (Senkkopf). So ist sicher gestellt, dass die Schrägscheibe ungehindert über der Lagerschale bewegt werden kann. Die Kegelsenkung mit Bohrung in der Lagerschale kann durch spanende Bearbeitung oder in einem Stanz-/Durchstanzprozess hergestellt werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Niet einen etwa hohlzylindrischen Hauptabschnitt, der durchgesteckt durch die Lagerschale in eine Sacklochbohrung des Gehäuses eingesetzt wird. Danach wird der Nietdorn gezogen, so dass der Niet fest im Gehäuse sitzt.
Um den Montageaufwand zu minimieren wird jede Lagerschale vorzugsweise über nur ein Niet am Gehäuse befestigt. Dieser verhindert bei entsprechender Größe und Pressung ein Abfallen der Lagerschale.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschinen ist die Schrägscheibe an einer Schrägscheibe befestigt oder ausgebildet, die über die zumindest eine Lagerschale im Gehäuse gelagert ist.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Anlage zwischen einem radial erweiterten Abschnitt und einen radial zurückgestuften Abschnitt der Durchgangsausnehmung angeordnet, wobei der radial erweiterte Abschnitt benachbart zur Schrägscheibe und der radial zurückgestufte Abschnitt benachbart zum Gehäuse angeordnet ist. Eine derartige Durchgangsausnehmung kann mit einer ersten Bohrung und mit einer breiten Senkbohrung einfach gefertigt werden.
Bei einer Lagerschale aus Kunststoff ist der vorrichtungstechnische Aufwand der Axialkolbenmaschine minimiert, wobei der Niet trotz der vergleichsweise weichen Lagerschale optimalen Halt bietet. Vernietet können aber auch Lagerschalen, die aus Bronze oder einem Verbundmaterial, zum Beispiel Stahl und Kunststoff, Aluminium und Kunststoff oder Stahl und Bronze bestehen.
Grundsätzlich können Lagerschalen beliebiger Stärke mit einem Niet befestigt werden. Bei einer Lagerschale mit einer Dicke von etwa 2 mm oder darunter, bei der Materialeinsatz minimiert ist, ist ein Niet zum Beispiel im Vergleich zu einer Spannhülse besonders günstig, wobei der Niet trotz des vergleichsweise weichen Lagerschale optimalen Halt bietet.
Um die Schrägscheibe mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand mechanisch optimal im Gehäuse abzustützen wird es bevorzugt, wenn zwei oder drei als Gleitlagerschalen ausgebildete Lagerschalen vorgesehen sind.
Bei einem besonders bevorzugten Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Axial kolbenmaschine handelt se sich um eine Mittel- oder Hochdruckpumpe, die in einem offenen hydraulischen Kreislauf eingesetzt ist. Bei Hydromaschinen, die hochdynamisch sein müssen, wie es beim Einsatz in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf meist der Fall ist, ist die Schrägscheibe heute üblicherweise noch wälzgelagert. Grundsätzlich kann aber auch bei einer solchen Hydromaschine eine mit einem Niete gehaltene Lagerschale vorgesehen sein.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen verstellbaren Axialkolbenmaschine in einem seitlichen Teilschnitt;
2 einen Gehäuseteil des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 in einer weiteren geschnittenen Darstellung; und
3 einen vergrößerten Ausschnitt des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 in einer seitlichen geschnittenen Darstellung.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen verstellbaren Axialkolbenmaschine in einem seitlichen Teilschnitt. Es handelt sich um eine Axialkolbenpumpe, deren Gehäuse ein topfartiges Gehäuseteil 1 und einen Gehäusedeckel 2 hat. Das Gehäuseteil 1 ist geschnitten dargestellt, während der Gehäusedeckel 2 in einer Ansicht dargestellt ist, so dass ein am Gehäusedeckel 2 angeordneter Druckanschluss 3 zu erkennen ist. Nicht gezeigt ist, dass der Gehäusedeckel auch einen Sauganschluss aufweist. Insofern wird der Gehäusedeckel gerne auch als Anschlussplatte bezeichnet.
Die Axialkolbenpumpe hat eine Antriebswelle 4, die im Gehäuseteil 1 und am Gehäusedeckel 2 gelagert ist und die (in 1 links) aus dem Gehäuseteil 1 herausragt.
Eine Zylindertrommel 6 im Innern des Gehäuseteils 1 ist drehfest mit der Antriebswelle 4 verbunden. In der Zylindertrommel 6 sind koaxial üblicherweise eine ungerade Anzahl, zum Beispiel sieben oder neuen Kolben 8 geführt, die sich jeweils über einen Kolbenfuß und einen Kolbenschuh an einer nicht drehenden Gleitfläche 10 abstützen. Die Gleitfläche 10 ist an einer Schrägscheibe 12 gebildet, die an ihrer der Gleitfläche 10 gegenüber liegenden Seite zwei teilkreiszylindrische Gleitabschnitte hat, von denen in 1 nur ein Gleitabschnitt 14a dargestellt ist. Die beiden Gleitabschnitte 14a stützen sich über entsprechend gebogene Lagerschalen am ersten Gehäuseteil 1 ab, wobei in 1 nur eine Lagerschale 16a gezeigt ist.
2 zeigt das Gehäuse 1 mit den beiden Lagerschalen 16a, 16b des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 in einer weiteren geschnittenen Darstellung. Die Schrägscheibe 12 ist nicht dargestellt. Dabei sind die beiden streifenartigen Lagerschalen 16a, 16b jeweils an der Stelle geschnitten dargestellt, die größtmöglichen Abstand von der (in 2 nicht gezeigten) Zylindertrommel 6 hat. An dieser Stelle ist jeweils ein Niet 18a, 18b zur Befestigung der jeweiligen Lagerschale 16a, 16b am ersten Gehäuseteil 1 vorgesehen.
3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt A des ersten Ausführungsbeispiels in einer seitlichen geschnittenen Darstellung gemäß 1. Zwischen dem Gehäuse 1 und der Schrägscheibe 12 ist die Lagerschale 16a angeordnet. Senkrecht zur Gleitrichtung des Gleitabschnitts 14a entlang der Lagerschale 16a ist im Gehäuse 1 eine Sacklochbohrung 20a und an entsprechender Stelle in der Lagerschale 16a eine Durchgangsausnehmung eingebracht. Diese hat benachbart zur Sacklochbohrung 20a einen radial zurückgestuften Abschnitt 22a, dessen Durchmesser geringfügig größer als derjenige der Sacklochbohrung 20a ist. In einem Bereich benachbart zur Schrägscheibe 12 hat die Durchgangsausnehmung einen radial erweiterten Abschnitt 24a. In einem Übergangsbereich zwischen den beiden Abschnitten 22a, 24a ist eine kegelstumpfförmige Anlage 26a ausgebildet, an der ein dementsprechend kegelstumpfförmiger Kopf 28a des Niets 18a anliegt. Weiterhin hat der Niet 18a einen hohlzylindrischen Hauptabschnitt 30a, der durchgesteckt durch die Lagerschale in die Sacklochbohrung 20a des Gehäuses 1 zunächst nur eingesetzt wird. Dann wird der Nietdorn gezogen, wobei sich der Niet in der Sacklochbohrung verklemmt.
Der Kopf 28a des Niets 18a ist abgeflacht und dabei vollständig in der Anlage 26a der Durchgangsausnehmung der Lagerschale 16a aufgenommen, so dass ein Sicherheitsabstand des Kopfes 28a zum Gleitabschnitt 14a der Schrägscheibe 12 verbleibt, dessen Länge mindestens der Tiefe des radial erweiterte Abschnitts 24a entspricht.
Offenbart ist eine verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, deren Schrägscheibe über zumindest eine Lagerschale direkt oder indirekt in einem Gehäuse der Axialkolbenmaschine gelagert ist. Dabei ist die zumindest eine Lagerschale über zumindest ein Niet am Gehäuse befestigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19622864 A1 [0004]
DE 102006055161 A1 [0006]
DE 10220611 A1 [0008]
DE 4020325 C2 [0010]

Claims

Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuseteil (1) und mit einer verschwenkbaren Schrägscheibe (12), die über eine Lagerschale (16a, 16b) direkt oder indirekt in dem Gehäuseteil (1) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (16a, 16b) über zumindest ein Niet (18a, 18b) am Gehäuseteil (1) befestigt ist.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, wobei an einer Durchgangsausnehmung (22a, 24a, 26a) der Lagerschale eine versenkte Anlagefläche (26a) gebildet ist, an der ein Kopf (28a) des Niets (18a, 18b) anliegt.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, wobei die Anlagefläche (26a) und der Kopf (28a) des Niets (18a, 18b) im Wesentlichen kegelstumpfförmig sind.
Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Niet (18a, 18b) einen etwa hohlzylindrischen Hauptabschnitt (30a) hat, der in eine Sacklochbohrung (20a) des Gehäuseteils (1) eingepresst ist.
Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Lagerschale (16a, 16b) über genau ein Niet (18a, 18b) am Gehäuseteil (1) befestigt ist.
Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei an einer Durchgangsausnehmung (22a, 24a, 26a) der Lagerschale eine Anlage (26a) gebildet ist, an der ein Kopf (28a) des Niets (18a, 18b) anliegt, wobei die Anlage (26a) zwischen einem radial erweiterten Abschnitt (24a) und einen radial zurückgestuften Abschnitt (22a) der Durchgangsausnehmung (22a, 24a, 26a) angeordnet ist und wobei der radial erweiterte Abschnitt (24a) benachbart zur Schrägscheibe (12) und der radial zurückgestufte Abschnitt (22a) benachbart zum Gehäuseteil (1) angeordnet ist.
Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Lagerschale (16a, 16b) aus Kunststoff gefertigt ist.
Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Lagerschale (16a, 16b) eine Dicke von etwa 2 mm hat.
Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei zwei oder drei als Gleitlagerschalen ausgebildete Lagerschalen (16a, 16b) vorgesehen sind.
Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei sie eine Mittel oder Hochdruckpumpe ist, die für den Einsatz in einem offenen hydraulischen Kreislauf bereitgestellt ist.