DE102012110853A1

DE102012110853A1 - Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise

Info

Publication number: DE102012110853A1
Application number: DE201210110853
Authority: DE
Inventors: Robert Schlosser; Rolf Lasaar; Peter Staudt
Original assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2014-05-15
Also published as: JP2014095384A; JP6403376B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit einer um eine Drehachse (D) drehbar angeordneten Zylindertrommel (2), die mit mindestens einer Kolbenausnehmung (3) versehen ist, in der jeweils ein Triebwerkskolben (4) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei die Triebwerkskolben (4) mittels jeweils eines Gleitschuhs (20) an einer Hubscheibe (19) abgestützt sind und eine mit den Gleitschuhen (20) in Wirkverbindung stehende, drehsynchron mit der Zylindertrommel (2) rotierende Rückhalteplatte (30) vorgesehen ist, die die Gleitschuhe (2) gegen Abheben von der Hubscheibe (19) sichert. Die Aufgabe, eine derartige Axialkolbenmaschine zur Verfügung zu stellen, die eine Niederhalteeinrichtung der Gleitschuhe aufweist, die eine hohe Niederhaltekraft der Gleitschuhe erzeugen kann, und hinsichtlich des Bauaufwandes und des Montageaufwandes verbessert ist sowie keine Schwächung der Verzahnung zwischen der Zylindertrommel und einer Triebwelle aufweist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rückhalteplatte (30) als tellerfederartiges Federelement (31) ausgebildet ist, das am Innenumfang gelenkig an der Zylindertrommel (2) abgestützt ist, wobei keine zusätzliche Anpressfeder vorgesehen ist, die eine auf die Rückhalteplatte (30) einwirkende Anpresskraft erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit einer um eine Drehachse drehbar angeordneten Zylindertrommel, die mit mindestens einer Kolbenausnehmung versehen ist, in der jeweils ein Triebwerkskolben längsverschiebbar angeordnet ist, wobei die Triebwerkskolben mittels jeweils eines Gleitschuhs an einer Hubscheibe abgestützt sind und eine mit den Gleitschuhen in Wirkverbindung stehende, drehsynchron mit der Zylindertrommel rotierende Rückhalteplatte vorgesehen ist, die die Gleitschuhe gegen Abheben von der Hubscheibe sichert.
Bei derartigen hydrostatischen Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise stützen sich die Triebwerkskolben mittels gelenkig an den Triebwerkskolben angeordneter Gleitschuhe auf einer huberzeugenden Hubscheibe ab. Für den sicheren Betrieb einer Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ist ein ständiger Kontakt der Lauffläche der an den Triebwerkskolben gelenkig befestigen Gleitschuhe an einer Lauffläche der Hubscheibe sicherzustellen. Hierzu wird bei Axialkolbenmaschinen höherer Leistungsdichte ein hydrostatisch entlastetes Axial-Gleitlager zwischen den Gleitschuhen und der Hubscheibe ausgebildet, wobei in den Gleitschuhen eine Drucktasche ausgebildet ist, die über eine Bohrung im Triebwerkskolben mit dem entsprechenden Verdrängerraum verbunden ist. Die Anpresskraft hängt hierbei von dem im Verdrängerraum anstehenden Druck des Druckmittels ab. Im Saugbetrieb der Axialkolbenmaschine oder beim Auftreten von erhöhter Reibung an den Triebwerkskolben, beispielsweise beim Durchgang von Schmutzpartikeln durch die Kolbenausnehmungen der Zylindertrommel können jedoch Kräfte auf die Gleitschuhe wirken, die den Gleitschuh von der Lauffläche der Hubscheibe abheben. Sofern der Gleitschuh von der Lauffläche der Hubscheibe abhebt, besteht die Gefahr, dass der Saugvolumenstrom der Axialkolbenmaschine unterbrochen wird sowie dass ein abgehobener Gleitschuh bei entsprechend großem Abhebeweg von der Hubscheibe beim Übergang von der niederdruckseitigen Saugseite zur hochdruckseitigen Förderseite hart auf die Hubscheibe aufschlägt, wodurch die Gleitschuhe, die Triebwerkskolben sowie die Hubscheibe beschädigt werden können.
Um ein derartiges Abheben der Gleitschuhe von der Hubscheibe bei Axialkolbenmaschinen zu verhindern, sind bereits feste Niederhalteeinrichtungen bekannt, bei denen die Rückhalteplatte direkt im Gehäuse oder mittels eines zusätzlichen Halteringes bzw. zusätzlicher Halteplatten im Gehäuse in axialer Richtung befestigt wird. Derartige feste Niederhalteeinrichtungen sind aus der DE 40 40 313 C2 und der DE 10 2005 047 981 A1 bekannt und ermöglichen eine hohe Niederhaltekraft der Gleitschuhe. Zwischen dem Gehäuse bzw. dem am Gehäuse befestigten Haltering oder den am Gehäuse befestigten Halteplatten und einer Anlagefläche der Rückhalteplatte ist herstell- und montagebedingt ein axiales Spiel erforderlich, um das die Gleitschuhe von der Hubscheibe abheben können. Derartige feste Niederhalteeinrichtungen weisen jedoch einen hohen Bauaufwand auf, da unterschiedlich dicke Laufscheiben an der Hubscheibe, Gleitschuhe, Halteringe bzw. Halteplatten oder Rückhalteplatten vorgehalten werden müssen, um Bauteiltoleranzen und Abstandstoleranzen auszugleichen und das axiale Spiel zu begrenzen. Zudem ist am Gehäuse zur Aufnahme und Befestigung der Rückhalteplatte bzw. des Halteringes oder der Halteplatten eine mechanische Bearbeitung erforderlich, um entsprechende Anlageflächen herzustellen. Sofern die Rückhalteplatte mittels eines Halteringes oder mehrerer Halteplatten an dem Gehäuse befestigt wird, erhöhen die von dem Haltering oder den Halteplatten gebildeten zusätzlichen Bauteile den Bauaufwand weiter. Zudem stellt sich bei derartigen festen Niederhalteeinrichtungen ein hoher Montageaufwand ein, da bei einer Axialkolbenmaschine mit einer im Gehäuse der Axialkolbenmaschine angeformten Hubscheibe die an den Triebwerkskolben gelenkig befestigten Gleitschuhe mittel der Rückhalteplatte an der Hubscheibe und somit im Gehäuse befestigt werden, bevor die Zylindertrommel in das Gehäuse eingebaut und montiert werden kann. Dabei ist ein aufwändiges und zeitintensives Einführen und Einfädeln der Triebwerkskolben in die Kolbenausnehmungen der Zylindertrommel im Inneren des die Zylindertrommel umgebenden Gehäuses der Axialkolbenmaschine erforderlich.
Alternativ zu derartigen festen Niederhalteeirichtungen sind bei Axialkolbenmaschinen bereits federnde Niederhalteeinrichtungen bekannt, die spielfrei ausführbar sind. Eine derartige federnde Niederhalteeinrichtungen ist beispielsweise aus der DE 32 22 210 A1 bekannt. Bei derartigen federnden Niederhalteeinrichtungen wird die Federkraft einer die Zylindertrommel an eine Steuerfläche anpressenden Druckfeder, die in radialer Richtung zwischen einer Triebwelle und der Zylindertrommel angeordnet ist, mittels mehrerer über den Umfang gleichmäßig verteilter Stifte und einer Scheibe mit einer kugelkappenförmigen Außenseite, auf der die Rückhalteplatte mit einer kugelkalottenförmigen Innenseite abgestützt ist, auf die Rückhalteplatte übertragen. Da hierbei die die Zylindertrommel an die Steuerscheibe anpressende Druckfeder gleichzeitig zur Niederhaltung der Gleitschuhe auf die Hubscheibe verwendet wird, sind derartige federnde Niederhalteeinrichtungen durch eine stark eingeschränkte Höhe der Niederhaltekraft der Gleitschuhe gekennzeichnet. Bei Axialkolbenmaschinen höherer Leistungsdichte ist der Einbauraum für die Stifte im Bereich eines mit einer Verzahnung versehenen Zylindertrommelhalses, mittels der die Zylindertrommel mit der Triebwelle drehfest verbunden ist, sowie der Einbauraum für die die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpressenden Druckfeder stark eingeschränkt. Daher ist es bei derartigen Axialkolbenmaschinen erforderlich, als Einbauraum für die Stifte, mit denen die Kraft der Druckfeder auf die Rückhalteplatte übertragen wird, Zähne an der Verzahnung der Zylindertrommel bzw. der Triebwelle wegzulassen und Bohrungen im Bereich des Zylindertrommelhalses vorzusehen, in denen die Stifte angeordnet sind. Das Weglassen von Zähnen an der Verzahnung zwischen der Triebwelle und der Zylindertrommel sowie die erforderlichen Bohrungen im Zylindertrommelhals der Zylindertrommel schränkt jedoch die Übertragbarkeit des maximalen Drehmoments ein, da durch die fehlenden Zähne die verbleibenden Zähne der Verzahnung erhöhten Belastung ausgesetzt sind und die Bohrungen den Zylindertrommelhals im Bereich der Verzahnung schwächen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die eine Niederhalteeinrichtung der Gleitschuhe aufweist, die eine hohe Niederhaltekraft der Gleitschuhe erzeugen kann, und hinsichtlich des Bauaufwandes und des Montageaufwandes verbessert ist sowie keine Schwächung der Verzahnung zwischen der Zylindertrommel und einer Triebwelle aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rückhalteplatte als tellerfederartiges Federelement ausgebildet ist, das am Innenumfang gelenkig an der Zylindertrommel abgestützt ist, wobei keine zusätzliche Anpressfeder vorgesehen ist, die eine auf die Rückhalteplatte einwirkende Anpresskraft erzeugt. Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine ist somit mit einer federnden Niederhalteeinrichtung für die Gleitschuhe versehen, wobei die Rückhalteplatte als federnd ausgeführtes Element ausgebildet ist und die als Tellerfeder ausgeführte Rückhalteplatte die Niederhaltekraft der Gleitschuhe erzeugt. Die Niederhalteeinrichtung ist somit als Tellerfeder ausgeführt, die sich am Innenumfang gelenkig an der Zylindertrommel abstützt, so dass die von der Rückhalteplatte erzeugte Federkraft unmittelbar die Niederhaltung der Gleitschuhe bewirkt und somit keine zusätzliche Anpressfeder zur Erzeugung der Niederhaltekraft der Gleitschuhe erforderlich ist, die die Niederhaltekraft auf die Rückhalteplatte überträgt. Eine als Tellerfeder ausgeführte Rückhalteplatte ermöglicht es weiterhin auf einfache Weise, eine hohe Niederhaltekraft der Gleitschuhe zu erzeugen. Gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten festen Niederhalteeinrichtungen weist die erfindungsgemäße Niederhalteeinrichtung einen verringerten Bauaufwand und Montageaufwand auf, da am Gehäuse keine Anlageflächen zur Aufnahme der Rückhalteplatte bzw. für einen die Rückhalteplatte haltenden Haltering oder die Rückhalteplatte haltenden Halteplatten erforderlich sind und diese Bauteile entfallen können. Gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten federnden Niederhalteeinrichtungen, bei denen die Kraft einer Druckfeder der Zylindertrommel mittels Stiften über die Verzahnung der Zylindertrommel mit der Triebwelle auf die Rückhalteplatte übertragen wird, weist die erfindungsgemäße Niederhalteeinrichtung eine durch die Federkraft der als Tellerfeder ausgeführten Rückhalteplatte erhöhte Niederhaltekräfte für die Gleitschuhe auf. Zudem sind bei der erfindungsgemäßen als Tellerfeder ausgebildeten Rückhalteplatte keine Stifte erforderlich, die die Federkraft einer innerhalb der Zylindertrommel angeordneten Druckfeder, die die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpresst, überträgt, so dass bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine keine Schwächung der Verzahnung zwischen der Zylindertrommel und der Triebwelle sowie im Bereich des Zylindertrommelhalses der Zylindertrommel auftritt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Rückhalteplatte zur gelenkigen Abstützung an der Zylindertrommel am Innenumfang mit einer Kugelkalotte versehen, die an einem kugelkappenförmigen Zylindertrommelhals der Zylindertrommel abgestützt ist. Mit einer Kugelform am Zylindertrommelhals der Zylindertrommel und einer entsprechenden Kugelkalottenform am Innenumfang der als Feder ausgeführten Rückhalteplatte kann sowohl bei Axialkolbenmaschinen mit einem festen Verdrängervolumen als auch bei Axialkolbenmaschinen mit einem veränderbaren Verdrängervolumen mit geringem Herstellaufwand eine gelenkige Abstützung der als Tellerfeder ausgebildeten Rückhalteplatte an der Zylindertrommel erzielt werden.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Rückhalteplatte spielfrei an den Gleitschuhen anliegt. Sofern die als Tellerfeder ausgebildete Rückhalteplatte, die an der Zylindertrommel abgestützt ist, weiterhin an Gleitschuhplatten der Gleitschuhe spielfrei anliegt, wird die von der Federkraft der federnd ausgeführten Rückhalteplatte erzeugte Niederhaltekraft der Gleitschuhe gleichzeitig auf die Zylindertrommel übertragen, wodurch eine Grundanpressung der Zylindertrommel an eine Steuerfläche der Axialkolbenmaschine erzielt wird und ein Abkippen der Zylindertrommel von der Steuerfläche vermieden wird. Hierdurch wird es ermöglicht, auf eine zusätzliche die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpressende Druckfeder zu verzichten, so dass mit der erfindungsgemäßen Niederhalteeinrichtung mit der federnd ausgeführten Rückhalteplatte eine Grundanpressung der, Zylindertrommel ohne Verwendung weiterer Bauteile mit konstruktiv einfachen Mitteln ermöglicht wird.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Federkennlinie der Rückhalteplatte einen Kennlinienbereich mit einem flachen Verlauf der Kennlinie aufweist, der nach der Montage der Axialkolbenmaschine in der Einbaulage einen selbstständigen Toleranzausgleich der Rückhalteplatte, der Zylindertrommel und der Gleitschuhe ermöglicht. Eine als Tellerfeder ausgebildete Rückhalteplatte ermöglicht es auf einfache Weise, die Federkennlinie der federnd ausgeführten Rückhalteplatte durch entsprechende konstruktive Ausgestaltung der Rückhalteplatte an die sich stellenden Anforderungen anzupassen. Sofern die federnd ausgeführte Rückhalteplatte einen flachen Kennlinienbereich der Federkennlinie mit einem flachen bzw. waagerechten Verlauf der Federkraft aufweist und nach der Montage der Axialkolbenmaschine in diesem flachen Kennlinienbereich die Einbaulage der Bauteile vorliegt, wird auf einfache Weise ermöglicht, dass durch den flachen bzw. waagerechten Verlauf der Kennlinie, in dem die Rückhalteplatte lediglich geringe Änderungen der Federkraft aufweist, der Toleranzausgleich der Umgebungsbauteile ohne weitere Einstellungen erfolgen kann, insbesondere ein Ausgleich der Abstandstoleranzen der Auflagefläche der federnden Rückhalteplatte an der Zylindertrommel zu der Auflagefläche der federnden Rückhalteplatte an den Gleitschuhplatten der Gleitschuhe sowie die Toleranzen der federnden Rückhalteplatte selbst. Die federnde ausgeführte Rückhalteplatte ermöglicht somit in dem flachen Kennlinienbereich, in dem sich die Federkraft nur geringfügig ändert, einen selbstständigen Ausgleich der Abstandstoleranzen. Hierdurch wird der Bauaufwand weiter verringert, da im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten festen Niederhalteeinrichtungen keine unterschiedlichen dicken Laufscheiben oder Gleitschuhe oder unterschiedliche Rückhalteplatten zum Ausgleich der Abstandstoleranzen der Bauteile erforderlich sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Rückhalteplatte jeweils mit einer bohrungsförmigen Ausnehmungen zur Aufnahme eines Gleitschuhhalses eines Gleitschuhs versehen und weist die Rückhalteplatte im Bereich der Ausnehmungen mehrere nach Innen weisende und zu einer Gleitschuhplatte des Gleitschuhs gerichtete Federzähne auf. Mit derartigen Federzähnen, an denen die Gleitschuhe mit den Gleitschuhplatten spielfrei anliegen, kann an der als Tellerfeder ausgebildeten Rückhalteplatte mit geringem Bauaufwand ein Kennlinienbereich mit einem flachen Verlauf der Kennlinie erzielt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Rückhalteplatte als geschlitzte Tellerfeder ausgebildet. Mit einer derartigen geschlitzten Tellerfeder als Rückhalteplatte kann ebenfalls bei geringem Bauaufwand an der als Tellerfeder ausgebildeten Rückhalteplatte ein Kennlinienbereich mit einem flachen Verlauf der Federkennlinie erzielt werden.
Hinsichtlich eines geringen Bauaufwandes ergeben sich Vorteile, wenn die geschlitzte Rückhalteplatte mit nach radial Außen weisenden Federzungen versehen ist, wobei zwischen zwei Federzungen jeweils eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Gleitschuhhalses eines Gleitschuhs ausgebildet ist. Hierdurch können auf einfache Weise bei einer geschlitzten Rückhalteplatte die Ausnehmungen zur Aufnahme der Gleitschuhhälse der Gleitschuhe gebildet werden und die Gleitschuhe mit den Gleitschuhplatten zwischen zwei benachbarten Federzungen angeordnet werden. Die Gleitschuhe liegen somit mit den Gleitschuhplatten spielfrei an den Federzungen an.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Rückhalteplatte unmittelbar angrenzend an den Kennlinienbereich mit einem flachen Verlauf der Kennlinie einen Kennlinienbereich mit einem starken Kraftanstieg auf. Hierdurch wird ermöglicht, dass nach dem Überschreiten des flachen Kennlinienbereichs durch die die Gleitschuhe von der Hubscheibe abhebenden Kräfte nach einem geringen Abhebeweg der Gleitschuhlauffläche von der Hubscheibe ein starker Kraftanstieg der von der federnden Rückhalteplatte erzeugten Federkraft erfolgt und somit hohe Niederhaltekräfte an den Gleitschuhen erzeugt werden. Mit einem derartigen Kennlinienbereich mit einem starken Kraftanstieg können somit hohe Niederhaltekräfte von der federnden Rückhalteplatte erzeugt werden und der Abhebeweg der Gleitschuhe von der Hubscheibe begrenzt werden. Hierdurch kann die Gefahr von Beschädigungen an den Gleitschuhen und der Hubscheibe verringert werden. Da die erhöhten Niederhaltekräfte von der als Tellerfeder ausgebildeten Rückhalteplatte nur im Falle des Abhebens der Gleitschuhe von der Hubscheibe erzeugt werden, können im normalen Betrieb der Axialkolbenmaschine eine geringe Reibung zwischen den Gleitschuhen und der Hubscheibe erzielt werden, wodurch die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine mit der federnd ausgeführten Rückhalteplatte durch die verringerte Reibung zwischen den Gleitschuhen und der Hubscheibe einen geringen Verschleiß der Gleitschuhe und eine verringerte Verlustleistung aufweist.
Ein derartiger Kennlinienbereich mit einem starken Kraftanstieg an der Rückhalteplatte kann mit geringem Bauaufwand erzielt werden, wenn die Rückhalteplatte gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung derart ausgebildet ist, dass nach einem definierten Abhebeweg der Gleitschuhe von der Hubscheibe die Gleitschuhe mit Gleitschuhplatten in Anlage an ein Scheibensegment der Rückhalteplatte gelangen. Nach dem Durchlaufen des Federweges der Federzähne bzw. der Federzungen gelangen somit die Gleitschuhe mit der entsprechenden Gleitschuhplatte in Anlage an ein Scheibensegment der Rückhalteplatte, so dass der starker Kraftanstieg nach einem definierten Abhebeweg der Gleitschuhe auf einfache Weise erzielt werden kann.
Die erfindungsgemäße, federnd ausgeführte Rückhalteplatte ermöglicht es weiterhin, die Zylindertrommel, die Gleitschuhe und die Rückhalteplatte als vormontierbare Triebwerksbaugruppe auszubilden, die in einem Gehäuse der Axialkolbenmaschine montierbar ist. Die erfindungsgemäße Rückhalteplatte ermöglicht gegenüber bekannten festen Niederhalteeinrichtungen eine einfache Komplettmontage der aus der Zylindertrommel, den Gleitschuhe und der Rückhalteplatte bestehenden Triebwerksbaugruppe in ein die Triebwerksbaugruppe umgebendes Gehäuse der Axialkolbenmaschine, in dem die Hubscheibe angeformt ist. Gegenüber bekannten Axialkolbenmaschinen mit festen Niederhalteeinrichtungen entfällt ein aufwändiges und zeitintensives Einführen und Einfädeln der Triebwerkskolben in die Kolbenausnehmungen der Zylindertrommel innerhalb des Gehäuses, wodurch eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine eine vereinfachte Montage und dadurch bedingt verringerte Herstellkosten aufweist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine zusätzliche Anpressfeder vorgesehen, die eine die Zylindertrommel an eine Steuerfläche anpressende Anpresskraft erzeugt. Die erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine mit der von der federnden Rückhalteplatte gebildeten spielfreien Niederhalteeinrichtung, bei der die federnd ausgeführte Rückhalteplatte die Gleitschuhe gegen ein Abheben von der Hubscheibe sichert und eine Grundanpressung der Zylindertrommel an der Steuerfläche bewirkt, kann mit einer zusätzlichen Anpressfeder versehen werden, die die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpresst und bevorzugt zwischen der Triebwelle und der Zylindertrommel eingebaut ist. Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine kann gegenüber Axialkolbenmaschinen mit einer federnden Niederhalteeinrichtung des Standes der Technik durch die erfindungsgemäße federnd ausgeführte Rückhalteplatte die Anpresskraft und somit die Niederhaltekraft der Gleitschuhe unabhängig von der Federkraft der die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpressenden Anpressfeder ausgeführt werden, so dass eine gezielte Verringerung der Reibkräfte an den Gleitschuhen bewirkt werden kann und durch die Reaktionskraft der federnd ausgeführten Rückhalteplatte auf die Zylindertrommel die Anpressung der Zylindertrommel an die Steuerfläche verstärkt werden kann. Da sich bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine die Anpresskraft der Zylindertrommel an die Steuerfläche aus der Federkraft der als Feder ausgeführten Rückhalteplatte und der Federkraft der zusätzlich vorhandenen Anpressfeder zusammensetzt, wird ermöglicht, bei gleicher Anpresskraft der Zylindertrommel auf die Steuerfläche die von der Anpressfeder erzeugte Anpresskraft zu verringern und somit gegenüber bekannten Axialkolbenmaschinen die Anpressfeder zu verkleinern und mit geringeren Abmessungen auszuführen. Sofern die Anpressfeder innerhalb der Zylindertrommel in radialer Richtung zwischen der Triebwelle und der Zylindertrommel eingebaut ist, benötigt somit die zusätzliche Anpressfeder einen geringen Einbauraum in der Zylindertrommel.
Zweckmäßigerweise ist hierzu die Anpressfeder an einer ersten Seite an einer Triebwelle der Axialkolbenmaschine und an einer zweiten Seite an der Zylindertrommel abgestützt. Mit einer derartigen Anpressfeder, die in radialer Richtung zwischen der Triebwelle und der Zylindertrommel angeordnet ist, kann auf einfache Weise an der Zylindertrommel eine die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpressende Anpresskraft erzeugt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine in einem Längsschnitt,
2 den Ausschnitt X der 1 in einer vergrößerten Darstellung,
3 einen Schnitt entlang der Linie A-A der 1,
4 die Rückhalteplatte der Axialkolbenmaschine der 1 bis 3 in einer perspektivischen Darstellung,
5 die Federkennlinie der Rückhalteplatte der 1 bis 4,
6 die Montage einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine gegenüber der Montage einer Axialkolbenmaschine des Standes Technik mit einer festen Niederhalteinrichtung,
7 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine in einem Längsschnitt,
8 einen Schnitt entlang der Linie B-B der 1 und den Ausschnitt Y in einer vergrößerten Darstellung,
9 die Rückhalteplatte der Axialkolbenmaschine der 7 und 8 in einer perspektivischen Darstellung,
10 die Federkennlinie der Rückhalteplatte der 7 bis 9 und
11 eine Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine.
In der 1 ist eine erfindungsgemäße hydrostatische Axialkolbenmaschine 1 in Schrägscheibenbauweise in einem Längsschnitt dargestellt.
Die Axialkolbenmaschine 1 weist eine um eine Drehachse D drehbar angeordneten Zylindertrommel 2 auf, der mit mehreren konzentrisch zur Drehachse D angeordneten Kolbenausnehmungen 3 versehen ist, die bevorzugt von Zylinderbohrungen gebildet sind und in denen jeweils ein Triebwerkskolben 4 längsverschiebbar gelagert ist.
Die Zylindertrommel 2 stützt sich in axialer Richtung mit einer Stirnseite an einer gehäusefesten Steuerfläche 5 ab, die an einem scheibenförmigen Steuerboden 6 ausgebildet ist, der an einem Gehäuse 7 oder einem entsprechenden Gehäusedeckel 7a des Gehäuses 7 drehfest befestigt ist. Der Steuerboden 6 ist mit nierenförmigen Steuerschlitzen versehen, die einen Einlassanschluss 8 und einen Auslassanschluss 9 bilden. Die Kolbenausnehmungen 3 sind an der Stirnseite der Zylindertrommel 2 mit jeweils einem bevorzugt nierenförmigen Verbindungskanal 10 versehen, um die von den Triebwerkskolben 4 und den Kolbenausnehmungen 3 gebildeten Verdrängerräume bei einer Rotation der Zylindertrommel 2 um die Drehachse D abwechselnd mit dem Einlassanschluss 8 und dem Auslassanschluss 9 zu verbinden.
Die Zylindertrommel 2 ist von einer zentrischen Bohrung durchsetzt, durch die eine konzentrisch zur Drehachse D angeordnete Triebwelle 15 durch die Zylindertrommel 2 geführt ist. Die Triebwelle 15 ist mittels Lagerungen 16, 17 im Gehäuse 7 und dem Gehäusedeckel 7a drehbar gelagert. Der Zylindertrommel 2 ist mit der Triebwelle 15 drehsynchron, jedoch axial verschiebbar verbunden, beispielweise mittels einer Verzahnung 18 im Bereich eines Zylindertrommelhalses der Zylindertrommel 2, der an der Zylindertrommel 2 angeformt ist und sich in axialer Richtung in Richtung einer Hubscheibe 19 erstreckt.
Die Triebwerkskolben 4 stützen sich in dem aus dem Zylindertrommel 2 herauskragenden Bereich mittels jeweils eines als Gleitschuh 20 ausgebildeten Abstützelements auf der huberzeugenden, zur Drehachse D geneigt angeordneten Hubscheibe 19 ab, beispielsweise einer Schrägscheibe. Die Hubscheibe 19 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel direkt an dem Gehäuse 7 angeformt, wobei die Axialkolbenmaschine 1 ein festes Verdrängungsvolumen aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiter eine an der Hubscheibe 19 befestigte Laufscheibe 21 dargestellt, unter deren Zwischenschaltung die Gleitschuhe 20 an der Hubscheibe 19 abgestützt sind. Die Gleitschuhe 20 sind an der Laufscheibe 21 hydrostatisch entlastet, wobei zur Versorgung einer in dem Gleitschuh 20 angeordneten Drucktasche mit Druckmittel Längsbohrungen in den Gleitschuhen 20 und den Triebwerkskolben 4 angeordnet sind, die mit dem entsprechenden Verdrängerraum in Verbindung stehen.
Die Gleitschuhe 20 sind mittels eines Kugelgelenks an den Triebwerkskolben 4 gelenkig befestigt und weisen – wie in Verbindung mit der 2 näher ersichtlich ist – einen Gleitschuhhals 20a und eine Gleitschuhplatte 20b auf. Die der Laufsscheibe 21 zugewandte Stirnseite der Gleitschuhplatte 20b bildet die Lauffläche, mit der die Gleitschuhe 20 an der Laufscheibe 21 entlang gleiten. Die gegenüberliegende, dem Gleitschuhhals 20a zugewandte Stirnseite der Gleitschuhplatte 20b ist als ringsförmiger Gleitschuhbund 20c ausgebildet, der mit einer scheibenförmigen Rückhalteplatte 30 zusammenwirkt, die eine Niederhalteeinrichtung der Gleitschuhe 20 bildet und die Gleitschuhe 20 vom Abheben von der Hubscheibe 19 bzw. der Laufscheibe 21 sichert.
Die erfindungsgemäße Rückhalteplatte 30 rotiert zusammen mit der Zylindertrommel 2 und ist – wie in Verbindung mit der 4 ersichtlich ist – als tellerfederartiges Federelement 31 ausgebildet. Am Innenumfang ist die als Tellerfeder ausgebildete Rückhalteplatte 30 mit einem Wulst versehen, der eine Kugelkalotte 32a am Innenumfang aufweist. Der Zylindertrommelhals der Zylindertrommel 2 ist am Außenumfang mit einer kugelförmigen Kugelkappe 32b versehen, auf der die Rückhalteplatte 30 mit der Kugelkalotte 32a gelenkig abgestützt ist.
Die als Tellerfeder ausgebildete und kegelförmige Rückhalteplatte 30 ist – wie in der 2 näher dargestellt ist – mit einer Neigung in Richtung zur Zylindertrommel 2 versehen.
Die federnd ausgeführte Rückhalteplatte 30 weist ein kegelförmiges Scheibensegment 34 auf, das zur Aufnahme der Gleitschuhe 20 jeweils mit einer bohrungsförmigen Ausnehmung 35 versehen, durch die jeweils ein Gleitschuh 20 mit dem Gleitschuhhals 20a ragt. Im Bereich der bohrungsförmigen Ausnehmungen 35 sind an der Rückhalteplatte 30 jeweils mehrere nach Innen weisende Federzähne 33 ausgebildet, die im Ausgangszustand in Richtung zu den Gleitschuhplatten 20b gerichtet sind und mit dem Gleitschuhbund 20c an der Gleitschuhplatte 20b des jeweiligen Gleitschuhs 20 zusammenwirken. An der entsprechenden Ausnehmung 35 sind über den Umfang der entsprechenden Ausnehmung 35 mehrere nach Innen gerichtete und in Richtung zu den Gleitschuhplatten 20b der Gleitschuhe 20 geneigte Federzähne 33 verteilt angeordnet.
Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 liegt die federnd ausgeführte Rückhalteplatte 30 mittels der Federzähne 33 spielfrei an den Gleitschuhplatten 20b der Gleitschuhe 20 an. Von der federnden Rückhalteplatte 30 werden somit einerseits die Gleitschuhe 20 in Anlage an die Laufscheibe 21 bzw. die Hubscheibe 19 gehalten und andererseits über die gelenkige Verbindung zur Zylindertrommel 2 eine auf die Zylindertrommel 2 einwirkende Anpresskraft erzeugt, die die Zylindertrommel 2 mit der Stirnseite an die Steuerfläche 5 angepresst. In der 1 ist der Kraftfluss KF der federnd ausgeführte Rückhalteplatte 30 mit einer gestrichelt dargestellten Linie verdeutlicht, der die Gleitschuhe 20 an die Laufscheibe 21 bzw. die Hubscheibe 19 und gleichzeitig die Zylindertrommel 2 an die Steuerfläche 5 anpresst.
Durch die federnd ausgeführte Rückhalteplatte 30 ist keine zusätzliche Anpressfeder erforderlich, die eine auf die Rückhalteplatte 30 einwirkende Anpresskraft erzeugt. Zudem ist durch die von der federnd ausgeführten Rückhalteplatte 30 erzielte Anpressung der Zylindertrommel 2 an die Steuerfläche 5 keine zusätzliche Anpressfeder an der Zylindertrommel 2 erforderlich, beispielsweise eine radial zwischen der Triebwelle 15 und der Zylindertrommel 2 eingebaute Druckfeder, die die Zylindertrommel 2 in Anlage an die Steuerfläche 5 hält, um ein Abkippen der Zylindertrommel 2 von der Steuerfläche 5 zu vermeiden.
Die als Tellerfeder ausgebildete und im Bereich der Ausnehmungen 35 mit den Federzähnen 33 versehene Rückhalteplatte 30 der 1 bis 4 weist einen Kennlinienverlauf der Federkraft F und somit der Niederhaltekraft der Gleitschuhe 20 über den Gleitschuhweg s auf, der den Abhebeweg der Gleitschuhe 20 von der Laufscheibe 21 bzw. der Hubscheibe 10 bildet und in der 1 mit einem Pfeil verdeutlicht ist, der in der 5 verdeutlicht ist.
Die Rückhalteplatte 30 weist durch die Federzähne 33, an denen die Gleitschuhe 20 mit den Gleitschuhbünden 20c anliegen, in einem ersten Kennlinienbereich B1 nach einem Kraftanstieg der Federkraft und somit der Niederhaltekraft F einen Kennlinienbereich K1 mit einem flachen, im dargestellten Ausführungsbeispiel waagerechten Verlauf der Kennlinie und somit der Federkraft F auf. In diesem Kennlinienbereich K1 liegt nach der Montage der Bauteile die Einbaulage der Axialkolbenmaschine 1 vor.
Unmittelbar angrenzend an diesen flachen Kennlinienbereich K1 weist die federnde Rückhalteplatte 30 einen Kennlinienbereich B2 auf, in dem die Federkraft und somit die Niederhaltekraft F stark ansteigt. Dieser Kennlinienbereich B2 wird erreicht, wenn die Gleitschuhe 20 nach einem kurzen, definierten Abhebeweg s von der Laufscheibe 21 bzw. der Hubscheibe 19 mit den Gleitschuhbünden 20c in Anlage an das kegelförmige Scheibensegment 34 der federnden Rückhalteplatte 30 gelangen.
Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 kann durch die federnd ausgeführte Rückhalteplatte 30 – wie in der rechten Darstellung der 6 dargestellt ist – die von der Zylindertrommel 2, den Triebwerkskolben 4 und den Gleitschuhen 20 gebildete rotierende Triebwerksbaugruppe als vormontierte Baugruppe ausgebildet werden, die als ganzes in das Gehäuse 7 eingebaut werden kann, an der die Hubscheibe 19 angeformt ist. in der 6 ist in der linken Darstellung eine vergleichbare Axialkolbenmaschine des Standes der Technik dargestellt, die mit einer festen Niederhalteeinrichtung für die Gleitschuhe 20 versehen ist, bei der die Rückhalteplatte 30a mit einem zusätzlichen Haltering 30b im Gehäuse 7 in axialer Richtung gesichert ist. Durch die Befestigung der Rückhalteplatte 30 mittels des Halterings 30b in dem mit der Hubscheibe 19 versehenen Gehäuse 7 ist bei der Montage der Zylindertrommel 2 im Gehäuse 7 bei der Axialkolbenmaschine 1 des Standes der Technik ein aufwändiges und zeitintensives Einfädeln der mit den Gleitschuhen 20 verbundenen Triebwerkskolben 4 in die Kolbenausnehmungen 3 der Zylindertrommel 2 erforderlich.
In den 7 bis 10 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Axialkolbenmaschine 1 der 7 bis 10 ist mit einem verstellbaren Verdrängervolumen versehen, wozu die Hubscheibe 19 an einer Schwenkwiege 19a ausgebildet ist, die in der Neigung zur Drehachse D verstellbar im Gehäuse 7 angeordnet ist.
Die federnd ausgeführte und scheibenförmige Rückhalteplatte 30 der 7 bis 10 ist – wie in der 9 näher dargestellt ist – als geschlitzte Tellerfeder ausgebildet.
Die als tellerfederartiges Federelement 31 ausgebildete Rückhalteplatte 30 der 9 ist analog zu der 4 am Innenumfang mit einem Wulst versehen, der eine Kugelkalotte 32a am Innenumfang aufweist, mit dem die Rückhalteplatte 30 auf der Kugelkappe 32b des Zylindertrommelhalses der Zylindertrommel 2 gelenkig abgestützt ist.
Die federnd ausgeführte Rückhalteplatte 30 weist angrenzend an den Wulst ein Scheibensegment 34 auf, das zur Aufnahme der Gleitschuhe 20 mit nach radial Außen weisenden Federzungen 36 versehen ist. Zwischen zwei Federzungen 36 ist jeweils eine nach radial Außen offene langlochartige Ausnehmung 37 ausgebildet, in der ein Gleitschuhhals 20a eines Gleitschuhs 20 aufgenommen ist. Die nach radial Außen gerichteten Federzungen 36 sind – wie in Verbindung mit der 7 ersichtlich wird, in der die Federzungen 36 gestrichelt dargestellt sind – im Ausgangszustand in Richtung zu den Gleitschuhplatten 20b der Gleitschuhe 20 gekrümmt und gebogen. Die Federzungen 36 wirken somit mit dem Gleitschuhbund 20c an der Gleitschuhplatte 20b des jeweiligen Gleitschuhs 20 zusammen.
Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 liegt die federnd ausgeführte Rückhalteplatte 30 mittels der Federzungen 36 spielfrei an den Gleitschuhbünden 20c und somit den Gleitschuhplatten 20b der Gleitschuhe 20 an. Von der federnden Rückhalteplatte 30 werden somit einerseits die Gleitschuhe 20 in Anlage an die Laufscheibe 21 bzw. die Hubscheibe 19 gehalten und andererseits über die gelenkige Verbindung zur Zylindertrommel 2 eine auf die Zylindertrommel 2 einwirkende Anpresskraft erzeugt, die die Zylindertrommel 2 mit der Stirnseite an die Steuerfläche 5 angepresst.
Durch die als federnd ausgeführte Rückhalteplatte 30 ist keine zusätzliche Anpressfeder vorhanden, die eine auf die Rückhalteplatte 30 einwirkende Anpresskraft erzeugt. Zudem ist durch die von der federnd ausgeführten Rückhalteplatte 30 erzielte Anpressung der Zylindertrommel 2 an die Steuerfläche 5 keine zusätzliche Anpressfeder an der Zylindertrommel 2 erforderlich, beispielsweise eine radial zwischen der Triebwelle 15 und der Zylindertrommel 2 eingebaute Druckfeder, die die Zylindertrommel 2 in Anlage an die Steuerfläche 5 hält, um ein Abkippen der Zylindertrommel 2 von der Steuerfläche 5 zu vermeiden. Die Verzahnung 18 zwischen der Zylindertrommel 2 und der Triebwelle 15 kann somit – wie in der 8 dargestellt ist – über den Umfang gesehen unterbrechungsfrei und ohne Weglassen von Zähnen ausgebildet werden. Zudem sind an der Zylindertrommel 2 der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine im Bereich der Verzahnung 18 keine zusätzlichen schwächenden Bohrungen zur Aufnahme von Stiften wie bei Axialkolbenmaschinen des Standes der Technik mit einer federnden Niederhalteeinrichtung erforderlich. Die Ausführung der Verzahnung 18 gemäß der 8 ist selbstverständlich ebenfalls bei einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 der 1 bis 5 möglich.
Die als geschlitzte Tellerfeder ausgebildete Rückhalteplatte 30 der 7 bis 9 weist einen Kennlinienverlauf der Federkraft F über den Gleitschuhweg s auf, der den Abhebeweg des Gleitschuhs 20 von der Laufscheibe 21 bzw. der Hubscheibe 10 bildet, der in der 10 verdeutlicht ist.
Die Rückhalteplatte 30 weist durch die Federzungen 36, an denen die Gleitschuhe 20 mit den Gleitschuhbünden 20c anliegen, in einem ersten Kennlinienbereich B1 nach einem Kraftanstieg der Federkraft und somit der Niederhaltekraft F einen Kennlinienbereich K1 mit einem flachen, im dargestellten Ausführungsbeispiel leicht parabolisch gekrümmten Verlauf der Kennlinie und der Federkraft F auf. Dieser Kennlinienbereich K1 stellt die Einbaulage der Axialkolbenmaschine 1 nach der Montage der Bauteile dar.
Unmittelbar angrenzend an diesen flachen Kennlinienbereich K1 weist die Rückhalteplatte 30 einen Kennlinienbereich B2 auf, in dem die Federkraft und somit die Niederhaltekraft F stark ansteigt. Dieser Kennlinienbereich B2 wird erreicht, wenn die Gleitschuhe 20 nach einem kurzen, definierten Abhebeweg A von der Laufscheibe 21 bzw. der Hubscheibe 19 mit den Gleitschuhbund 20c in Anlage an das angrenzend an den Wulst ausgebildete Scheibensegment 34 der federnden Rückhalteplatte 30 gelangen. Dieser Abhebeweg A ist in der 7 verdeutlicht, in der ersichtlich ist, dass in der Einbaulage nach der Montage der Bauteile die Gleitschuhe 20 mit den Gleitschuhbünden 20c nur an den Federzungen 36 der Rückhalteplatte 30 anliegen und ein axialer Abstand A zwischen den Gleitschuhbünden 20c und dem radial Inneren Scheibensegment 34 der Rückhalteplatte 30 besteht. Heben die Gleitschuhe 20 im Betrieb der Axialkolbenmaschine 1 um den axialen Abstand A von der Laufscheibe 21 bzw. der Hubscheibe 19 ab, gelangen die Gleitschuhe 20 somit mit den Gleitschuhbünden 20c in Anlage an das Scheibensegment 34, wodurch der steile Kraftanstieg im Kennlinienbereich B2 der Federkennlinie erzielt wird.
In der 11 ist eine Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 dargestellt, bei der zusätzlich zu der federnden Rückhalteplatte 30, die bereits eine Grundanpressung der Zylindertrommel 2 an die Steuerfläche 5 ermöglicht, mit einer zusätzlichen die Zylindertrommel 2 an die Steuerfläche anpressenden Anpressfeder 40 versehen ist. Die Anpressfeder 40 ist als Druckfeder ausgebildet, die in radialer Richtung zwischen der Triebwelle 15 und der Zylindertrommel 2 angeordnet ist. Die Anpressfeder 40 an einer ersten Seite mittels eines Anlagerings 41, beispielsweise einen an einem Wellenabsatz der Triebwelle anliegenden Anschlagringes, an der Triebwelle 15 der Axialkolbenmaschine 1 abgestützt und an einer zweiten Seite mittels eines an der Zylindertrommel 2 befestigten Anlageringes 42, beispielsweise eines in eine Ringnut am Innenumfang der Zylindertrommel 2 eingesetzten Sicherungsringes, an der Zylindertrommel 2 abgestützt.
Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 1 mit der als Tellerfeder und somit federnd ausgeführten Rückhalteplatte 30 weist eine Reihe von Vorteilen auf.
Die erfindungsgemäße Rückhalteplatte 30 bildet eine spielfreie Niederhalteeinrichtung der Gleitschuhe 20 und ermöglicht durch den Kennlinienverlauf mit dem flachen Kennlinienbereich K1, in dem die Einbaulage nach der Montage der Axialkolbenmaschine 1 vorliegt, einen selbstständigen Ausgleich von Abstandstoleranzen, insbesondere der Abstandstoleranz zwischen der von der Kugelkalotte 32a gebildeten Auflagefläche der Rückhalteplatte 30 an der Zylindertrommel 2 zur Auflagefläche der Rückhalteplatte 30 an den Gleitschuhen 20, die von den Federzähnen 33 bzw. den Federzungen 36 gebildet ist, sowie der Bauteiltoleranzen der Rückhalteplatte 30 selbst. Für den Toleranzausgleich sind somit keine weiteren Einstellungen erforderlich.
Im Falle eines Abhebens der Gleitschuhe 20 von der Laufsscheibe 21 bzw. der Hubscheibe 19 wird durch den Kennlinienbereich B2 der erfindungsgemäßen Rückhalteplatte 30, in dem die Federkraft und somit die Niederhaltekraft F stark ansteigt, ein hohe Niederhaltekraft F erzeugt. Dadurch wird der Abhebeweg der Gleitschuhe 20 begrenzt und die Gefahr von Beschädigungen an den Gleitschuhen 20 und der Hubscheibe 19 bzw. der Laufscheibe 21 verringert. Da diese erhöhte Niederhaltekraft F nur im Falle des Abhebens der Gleitschuhe 20 von der Laufsscheibe 21 bzw. der Hubscheibe 19 von der erfindungsgemäßen federnde Rückhalteplatte 30 erzeugt wird, wird im normalen Betrieb der Axialkolbenmaschine 1 eine geringe Reibung zwischen den Gleitschuhen 20 und der Laufscheibe 1 erzielt, so dass geringer Verschleiß an den Gleitschuhe 20 auftritt und die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 1 eine geringe Verlustleistung aufweist.
Mit der erfindungsgemäßen federnden Rückhalteplatte 30 kann durch die gleichzeitige Übertragung der Niederhaltekraft der Gleitschuhe 20 auf die Zylindertrommel 2 eine Grundanpressung der Zylindertrommel 2 an die Steuerfläche 5 ohne zusätzliche Anpressfeder zwischen der Zylindertrommel 2 und der Triebwelle 15 und somit mit konstruktiv einfachen Mitteln erzielt werden. Der Entfall einer Anpressfeder an der Zylindertrommel 2 vereinfacht den Aufbau der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 und ermöglicht es weiterhin, die Verzahnung 18 zwischen der Zylindertrommel 2 und der Triebwelle 15 zu verlängern.
Gegenüber festen Niederhalteeinrichtungen des Standes der Technik ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Niederhalteeinrichtung durch den Entfall von Halteringen oder Halteplatten, die die Rückhalteplatte in axialer Richtung im Gehäuse 7 sichern, und den Entfall von mechanischen Bearbeitungen für Anlageflächen für einen Haltering oder Halteplatten eine vereinfachte Ausführung und Herstellung des Gehäuses 7.
Zudem wird bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 eine vereinfachte Komplettmontage der vormontierten Triebwerksbaugruppe in das umgebende Gehäuse ohne aufwändiges und zeitintensives Einfädeln der Triebwerkskolben 4 in die Kolbenausnehmungen 3 der Zylindertrommel 2 im Inneren eines mit der Hubscheibe 19 versehenen Gehäuses 7 ermöglicht.
Gegenüber federnd ausgeführten Niederhalteeinrichtungen des Standes der Technik, bei denen die Kraft einer Druckfeder, die die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpresst, mittels Stiften im Bereich der Verzahnung zwischen der Zylindertrommel und der Triebwelle auf die Rückhalteplatte übertragen wird, wird mit der erfindungsgemäßen federnden Rückhalteplatte 30 eine Schwächung der Verzahnung 18 zwischen der Triebwelle 15 und der Zylindertrommel 2 und eine Schwächung der Zylindertrommel 2 im Bereich des Zylindertrommelhalses vermieden.
Sofern die erfindungsgemäße federnde Rückhalteplatte 30 gemäß der 11 mit einer zusätzlichen Anpressfeder 40 für die Anpressung der Zylindertrommel 2 an die Steuerfläche 5 kombiniert wird, ergeben sich weitere Vorteile. Die von der federnden Rückhalteplatte 30 erzeugte Niederhaltekraft der Gleitschuhe 20 kann im Vergleich zu federnd ausgeführten Niederhalteeinrichtungen des Standes der Technik unabhängig von der Anpresskraft der Anpressfeder 40 der Zylindertrommel 2 ausgeführt werden. Hierdurch kann die Reibung zwischen den Gleitschuhen 20 und der Laufscheibe 21 bzw. der Hubscheibe 19 verringert werden. Da die erfindungsgemäße federnde Rückhalteplatte 30 die Reaktionskraft der Niederhaltekraft der Gleitschuhe 20 an der Zylindertrommel 2 abstützt, wird durch die federnde Rückhalteplatte 30 die Anpresskraft der Zylindertrommel 2 an die Steuerfläche 5 verstärkt. Da sich somit die Anpresskraft der Zylindertrommel 2 an die Steuerfläche 5 aus der Kraft der federnden Rückhalteplatte 30 und der Anpressfeder 40 der Zylindertrommel 2 zusammensetzt, kann bei einer erforderlichen Anpresskraft für die Zylindertrommel 2 bei einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 die Anpressfeder 40 gegenüber einer Axialkolbenmaschine des Standes der Technik verkleinert werden. Der durch die Verkleinerung der Anpressfeder 40 gewonnen Bauraum zwischen der Zylindertrommel 2 und der Triebwelle 15 kann bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine für eine Verlängerung der Verzahnung 18 zwischen der Zylindertrommel 2 und der Triebwelle 15 genutzt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es versteht sich, dass die Federkennlinien der als tellerfederartige Federelemente 31 ausgebildeten Rückhalteplatten 30 der 1–4 sowie der 7–9 durch entsprechende Gestaltung des Federelements 31 anpassbar sind um den gewünschten Kennlinienverlauf mit einem flachen Abschnitt und einem Bereich mit einem starken Kraftanstieg zu erzielen. Sie ist es möglich, den Kennlinienverlauf der 10 ebenfalls bei einer Rückhalteplatte 30 der 1–4 und einen Kennlinienverlauf der 5 ebenfalls bei einer Rückhalteplatte 30 der 7–9 vorzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4040313 C2 [0003]
DE 102005047981 A1 [0003]
DE 3222210 A1 [0004]

Claims

Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit einer um eine Drehachse (D) drehbar angeordneten Zylindertrommel (2), die mit mindestens einer Kolbenausnehmung (3) versehen ist, in der jeweils ein Triebwerkskolben (4) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei die Triebwerkskolben (4) mittels jeweils eines Gleitschuhs (20) an einer Hubscheibe (19) abgestützt sind und eine mit den Gleitschuhen (20) in Wirkverbindung stehende, drehsynchron mit der Zylindertrommel (2) rotierende Rückhalteplatte (30) vorgesehen ist, die die Gleitschuhe (2) gegen Abheben von der Hubscheibe (19) sichert, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteplatte (30) als tellerfederartiges Federelement (31) ausgebildet ist, das am Innenumfang gelenkig an der Zylindertrommel (2) abgestützt ist, wobei keine zusätzliche Anpressfeder vorgesehen ist, die eine auf die Rückhalteplatte (30) einwirkende Anpresskraft erzeugt.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteplatte (30) zur gelenkigen Abstützung an der Zylindertrommel (2) am Innenumfang mit einer Kugelkalotte (32a) versehen ist, die an einem kugelkappenförmigen Zylindertrommelhals (32b) der Zylindertrommel (2) abgestützt ist.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteplatte (30) spielfrei an den Gleitschuhen (20) anliegt.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkennlinie der Rückhalteplatte (30) einen Kennlinienbereich (K1) mit einem flachen Verlauf der Kennlinie aufweist, der nach der Montage der Axialkolbenmaschine (1) in der Einbaulage einen selbstständigen Toleranzausgleich der Rückhalteplatte (30), der Zylindertrommel (2) und der Gleitschuhe (20) ermöglicht.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteplatte (30) jeweils mit einer bohrungsförmigen Ausnehmungen (35) zur Aufnahme eines Gleitschuhhalses (20a) eines Gleitschuhs (20) versehen ist und die Rückhalteplatte (30) im Bereich der Ausnehmungen (35) mehrere nach Innen weisende und zu einer Gleitschuhplatte (20b) des Gleitschuhs (20) gerichtete Federzähne (33) aufweist.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteplatte (30) als geschlitzte Tellerfeder ausgebildet ist.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteplatte (30) mit nach radial Außen weisenden Federzungen (36) versehen ist, wobei zwischen zwei Federzungen (36) jeweils eine Ausnehmung (37) zur Aufnahme eines Gleitschuhhalses (20a) eines Gleitschuhs (20) ausgebildet ist.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteplatte (30) unmittelbar angrenzend an den Kennlinienbereich (K1) mit einem flachen Verlauf der Kennlinie einen Kennlinienbereich (B2) mit einem starken Kraftanstieg aufweist.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteplatte (30) derart ausgebildet ist, dass nach einem definierten Abhebeweg (A) der Gleitschuhe (20) von der Hubscheibe (19) die Gleitschuhe (20) mit Gleitschuhplatten (20b) in Anlage an ein Scheibensegment (34) der Rückhalteplatte (30) gelangen.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (2), die Gleitschuhe (20) und die Rückhalteplatte (30) als vormontierbare Triebwerksbaugruppe ausgebildet ist, die in einem Gehäuse (7) der Axialkolbenmaschine (7) montierbar ist.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Anpressfeder (40) vorgesehen ist, die eine die Zylindertrommel (2) an eine Steuerfläche (5) anpressende Anpresskraft erzeugt.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfeder (40) an einer ersten Seite an einer Triebwelle (15) der Axialkolbenmaschine (1) und an einer zweiten Seite an der Zylindertrommel (2) abgestützt ist.