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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuseteil, eine hydrostatische Maschine und ein Verfahren zur Montage der hydrostatischen Maschine. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein in Bezug auf eine Triebwerkskraftaufnahme optimiertes Gehäuseteil für eine hydrostatische Maschine, die hydrostatische Maschine und ein Verfahren zur Montage derselben.
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Eine hydrostatische Maschine, wie beispielsweise eine Axialkolbenmaschine, insbesondere in Schrägachsenbauweise, usw. wird üblicherweise in ein Gehäuse mit zwei Gehäuseteilen eingebaut. Die beiden Gehäuseteile können in etwa gleich groß sein, so dass ein mittig geteiltes Gehäuse vorliegt. Die beiden Gehäuseteile können auch als Gehäuse und Lagerflansch bezeichnet werden.
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Bei einer hydrostatischen Maschine, die eine ungerade Anzahl an Kolben in ihrem Triebwerk hat, ist eine im Triebwerk der hydrostatischen Maschine entstehende Kraft, die Triebwerkskraft, in horizontaler Richtung zu der Gehäuseachse versetzt. Demzufolge wirkt die Triebwerkskraft nicht mittig, anders ausgedrückt außermittig, im Gehäuse. Die im Triebwerk der hydrostatischen Maschine entstehende Kraft wirkt also nicht auf der Achse des Gehäuses.
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Der Erfinder dieser Anmeldung hat festgestellt, dass es vorteilhaft wäre, wenn diese Kraft vom Gehäuse optimal aufgenommen wird, um die Kraft zu kompensieren. Als möglichen Ansatzpunkt für eine Lösung dieses Problems hat der Erfinder die Befestigungselemente untersucht, mit welchen die beiden Gehäuseteile der hydrostatischen Maschine aneinander befestigt sind.
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Derzeit sind die Befestigungselemente in Form von Schrauben symmetrisch zu der Achse des Gehäuses der hydrostatischen Maschine angeordnet. Die Befestigungselemente sind hierbei nämlich an den Ecken eines Quadrats angeordnet, das in einer Ebene liegt, die senkrecht zu der Achse des Gehäuses angeordnet ist. Bei von dem Erfinder durchgeführten Untersuchungen hat sich ergeben, dass bei einer solchen Anordnung die nicht mittig wirkende Triebwerkskraft nicht optimal aufgenommen wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuseteil, eine hydrostatische Maschine und ein Verfahren zur Montage der hydrostatischen Maschine bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere soll ein Gehäuseteil, eine hydrostatische Maschine und ein Verfahren zur Montage der hydrostatischen Maschine bereitgestellt werden, bei welchen in der hydrostatischen Maschine entstehende Triebwerkskräfte, insbesondere eine in radialer Richtung wirkende Komponente der Triebwerkskraft, optimal vom Gehäuse aufgenommen werden können. Hierbei bedeutet optimal, dass der Triebwerkskraft eine Kraft entgegenwirkt, die den gleichen Betrag hat.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuseteil nach Patentanspruch 1 gelöst, welches zur Aufnahme eines Teils einer hydrostatischen Maschine dient.
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Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Gehäuseteils sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird zudem durch eine hydrostatische Maschine nach Patentanspruch 4 gelöst.
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Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der hydrostatischen Maschine sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Montage einer hydrostatischen Maschine nach Patentanspruch 9 gelöst.
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Mit dem Gehäuseteil, der hydrostatischen Maschine und dem Verfahren ist es möglich, die nicht mittig wirkende, in radialer Richtung wirkende Komponente der Triebwerkskraft der hydrostatischen Maschine an dem Gehäuse oder seinem/seinen Gehäuseteil/en optimal aufzunehmen. Die in axialer Richtung wirkende Komponente der Triebwerkskraft wird optimal von Stiften an dem Gehäuse aufgenommen. Dadurch sind Befestigungselemente zur Befestigung des Gehäuseteils an einem weiteren Gehäuseteil einer geringeren Beanspruchung ausgesetzt.
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Wegen der optimierten Krafteinleitung kommt es bei dem Gehäuseteil und der hydrostatischen Maschine zu einer geringeren Beanspruchung der Befestigungselemente.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich des Ausführungsbeispiels beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht einer hydrostatischen Maschine mit einem Gehäuseteil gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 2 eine weitere Ansicht der hydrostatischen Maschine von 1.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine hydrostatische Maschine 1, wie beispielsweise eine Axialkolbenmaschine, insbesondere in Schrägachsenbauweise, usw. Die hydrostatische Maschine 1 umfasst ein erstes Gehäuseteil 10 und ein zweites Gehäuseteil 20. An dem zweiten Gehäuseteil 20 ist ein Endstück 30 angeordnet. Die beiden Gehäuseteile 10, 20 sind mit Befestigungselementen 43, 44, insbesondere Schrauben, usw., aneinander befestigt. Oben an dem ersten Gehäuseteil sind weitere Befestigungselemente 53, 54 vorgesehen. Die hydrostatische Maschine 1 hat eine erste Mittelachse 1. Die erste Mittelachse 2 ist auch eine Mittelachse des ersten und zweiten Gehäuseteils 10, 20.
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In 1 hat das erste Gehäuseteil 10 einen Körper 11, der an seinem einen Ende in einem Flansch 12 endet. Zudem hat das zweite Gehäuseteil 20 einen Körper 21, der an seinem einen Ende in einem Flansch 22 endet. In 1 sind der Flansch 12 des ersten Gehäuseteils 10 und der Flansch 22 des zweiten Gehäuseteils 20 aneinander anliegend angeordnet. Anders ausgedrückt, das erste Gehäuseteil 10 und das zweite Gehäuseteil 20 sind mit ihrem jeweiligen Flansch 12, 22 aneinandergeflanscht.
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In 1 übt das Befestigungselement 43 eine Schraubenkraft FS3 aus, die in 1 vertikal zum ersten und zweiten Gehäuseteil 10, 20 von oben nach unten wirkt. Zudem übt das Befestigungselement 44 eine Schraubenkraft FS4 aus, die in 1 vertikal zum ersten und zweiten Gehäuseteil 10, 20 von oben nach unten wirkt. Ist die hydrostatische Maschine 1 in Betrieb, wirkt eine in radialer Richtung wirkende Komponente der Triebwerkskraft FT außermittig von dem ersten und zweiten Gehäuseteil 10, 20 und vertikal zum ersten und zweiten Gehäuseteil 10, 20 von unten nach oben in 1. Eine in axialer Richtung wirkende Komponente der Triebwerkskraft ist in 1 nicht dargestellt, da sie bereits optimal von nicht dargestellten Stiften an dem Gehäuse aus erstem und zweitem Gehäuseteil 10, 20 aufgenommen wird. Die Triebwerkskraft FT wirkt genauer gesagt außerhalb der ersten Mittelachse 2 der hydrostatischen Maschine 1.
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2 zeigt die Anordnung der Befestigungselemente 43, 44, 53, 54 an dem ersten Gehäuseteil 10 genauer. An dem zweiten Gehäuseteil 20 sind die Befestigungselemente 43, 44gleichermaßen angeordnet, so dass das nachfolgend für das erste Gehäuseteil 10 gesagte auch für das zweite Gehäuseteil 20 gilt.
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An dem ersten Gehäuseteil 10 sind eine zweite Mittelachse 3 und eine dritte Mittelachse 4 vorhanden, die jeweils senkrecht zueinander und senkrecht zu der ersten Mittelachse 2 sind.
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Wie in 2 dargestellt, sind in dem Flansch 12 vier Öffnungen 13, 14, 15, 16 an den Ecken eines Vierecks angeordnet. Das heißt, der Flansch 12 hat eine erste Öffnung 13, eine zweite Öffnung 14, eine dritte Öffnung 15 und eine vierte Öffnung 16. Durch die Öffnungen 13, 14, 15, 16 ist jeweils ein Befestigungselement 41, 42, 43, 44 geführt. In der ersten Öffnung 13 ist das erste Befestigungselement 41 angeordnet. In der zweiten Öffnung 14 ist das zweite Befestigungselement 42 angeordnet. In der dritten Öffnung 15 ist das dritte Befestigungselement 43 angeordnet. In der vierten Öffnung 16 ist das vierte Befestigungselement 44 angeordnet. Das erste bis vierte Befestigungselement 41, 42, 43, 44 ist jeweils mit der gleichen Befestigungskraft FS1, FS2, FS3, FS4 zur Verbindung der Flansche 12, 22 befestigt.
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Bei der in
2 gezeigten Situation wirkt jedoch auf die Befestigungselemente 41, 42, 43, 44 in den Öffnungen 13, 14, 15, 16 eine erste bis vierte Verbindungskraft F
V1, F
V2, F
V3, F
V4. Die erste bis vierte Verbindungskraft F
V1, F
V2, F
V3, F
V4 ist jeweils eine Kraft, die auf das zugehörige Befestigungselement 41, 42, 43, 44 aufgrund dessen Anordnung an der Verbindung der beiden Flansche 12, 22 wirkt. Im Falle von Schrauben als Befestigungselemente 41, 42, 43, 44 kann die erste bis vierte Verbindungskraft F
V1, F
V2, F
V3, F
V4 auch jeweils als Schraubenkraft bezeichnet werden. Die Summe Fv dieser Verbindungskräfte F
V1, F
V2, F
V3, F
V4 wirkt der in radialer Richtung wirkenden Komponente der Triebwerkskraft F
T entgegen, die bei dem in
2 gezeigten Fall außerhalb der Mittellinie 3 der hydrostatischen Maschine 1 wirkt. Bei einem anderen Fall, bei welchem beispielsweise die Anzahl der Kolben der hydrostatischen Maschine 1 anders ist, kann die Triebwerkskraft F
T, welche die in radialer Richtung wirkende Komponente der Triebwerkskraft ist, auch außerhalb der Mittellinie 4 der hydrostatischen Maschine 1 wirken. Insbesondere ist die von den Befestigungselementen 41, 42, 43, 44 in den Öffnungen 13, 14, 15, 16 insgesamt ausgeübte Gesamtbefestigungskraft Fv gleich der in radialer Richtung wirkenden Komponente der Triebwerkskraft F
T. Demzufolge gilt die Gleichung (1)
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Hierzu sind die Öffnungen 13, 14, 15, 16 in der in 2 gezeigten speziellen Ausführungsform jeweils symmetrisch zu der Mittelachse 3 und der senkrecht dazu stehenden Mittelachse 4 angeordnet. Bei einer anderen Ausführungsform können die Öffnungen 13, 14, 15, 16 jedoch auch unsymmetrisch zu der Mittelachse 3 und/oder der Mittelachse 4 angeordnet sein. Hierbei ist es vorteilhaft, die Öffnungen 13, 14, 15, 16 zumindest zu der Mittelachse 3 symmetrisch anzuordnen, wenn die Drehrichtung der hydrostatischen Maschine 1 auch umgekehrt werden soll, beispielsweise zwischen vorwärts und rückwärts. Soll die Drehrichtung der hydrostatischen Maschine 1 jedoch nie umgekehrt werden, können die Öffnungen 13, 14, 15, 16 auch unsymmetrisch zu den Mittelachsen 3, 4 angeordnet sein.
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In 2 ist ein Abstand B zwischen der ersten Öffnung 13 und der zweiten Öffnung 14 im Wesentlichen gleich einem Abstand B zwischen der dritten Öffnung 15 und der vierten Öffnung 16. Darüber hinaus ist ein Abstand L zwischen der ersten Öffnung 13 und der dritten Öffnung 15 im Wesentlichen gleich einem Abstand L zwischen der zweiten Öffnung 14 und der vierten Öffnung 16. Außerdem ist die Anordnung der Öffnungen 13, 14, 15, 16 derart, dass der horizontale Abstand B zwischen den Befestigungselementen 41, 42 und zwischen den Befestigungselementen 43, 44 größer ist als der vertikale Abstand L zwischen den Befestigungselementen 41, 43 und zwischen den Befestigungselementen 42, 44.
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Dadurch sind die erste bis vierte Verbindungskraft FV1, FV2, FV3, FV4 unterschiedlich, wobei jedoch wieder die Gleichung (1) erfüllt ist. In dem Fall von 2 ist die dritte Verbindungskraft FV3 die größte Verbindungskraft, wohingegen die zweite Verbindungskraft FV2 die kleinste Verbindungskraft ist. Die erste und vierte Verbindungskraft FV1, FV4 können hierbei gleich sein. Die erste Verbindungskraft FV1 kann jedoch auch größer als die vierte Verbindungskraft FV4 sein. Demzufolge ist die erste bis vierte Verbindungskraft FV1, FV2, FV3, FV4 derart angepasst, dass die außermittig wirkende Triebwerkskraft FT vom Gehäuse der hydrostatischen Maschine 1 optimal aufgenommen wird.
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In 2 ist der Flansch 12 an seiner Außenkante oben in 2 im Wesentlichen rund ausgebildet. An den Seiten ist der Flansch 12 in 2 gerade ausgebildet. Diese Seiten sind in 2 vertikal angeordnet. Die untere Außenkante des Flanschs 12 in 2 ist wiederum in etwa abgerundet ausgestaltet. Demzufolge hat der Flansch 12 in etwa einen ovalen Querschnitt. Demgegenüber ist in 2 die Ebene, in welcher die Befestigungselemente 51, 52, 53, 54 angeordnet sind im Wesentlichen quadratisch ausgestaltet.
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Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des ersten und zweiten Gehäuseteils 10, 20 und der hydrostatischen Maschine 1 können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale und/oder Funktionen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beliebig kombiniert werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
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Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.
