DE102015212731A1

DE102015212731A1 - Gehäuse für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine und hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse

Info

Publication number: DE102015212731A1
Application number: DE102015212731.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Spielvogel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2017-01-12

Abstract

Offenbart ist ein Gehäuse mit mehreren Gehäuseteilen für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine. Offenbart ist weiterhin eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einem derartigen Gehäuse.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit dem Gehäuse gemäß Anspruch 12.
Der Grundaufbau einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine ist aus der Patentschrift EP 0 320 822 B1 bekannt. Dort ist eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit beispielsweise verschwenkbarer Schrägscheibe, das heißt mit verstellbaren Verdrängungsvolumen, gezeigt. Die Axialkolbenmaschine hat ein zweiteiliges Gehäuse mit einem topfartigen Gehäuseteil und einem das Gehäuseteil verschließenden Gehäusedeckel. Letztgenannter trägt die Druckmittelanschlüsse der Axialkolbenmaschine und kann auch als Anschlussplatte bezeichnet werden. An einem Boden des topfartigen Gehäuseteils ist eine Schwenkwiege, an der die Schrägscheibe angeordnet ist, schwenkbar gelagert. Triebwellenlagerungen sind zum Einen im Bereich des Bodens des topfartigen Gehäuseteils und im Bereich des Gehäusedeckels über Wälzlager gebildet. Beide Gehäuseteile sind als Gussteile ausgestaltet, was ein kostspieliges Fertigungsverfahren darstellt. So stellt insbesondere die Ausformung von Lageraufnahmen, beispielsweise die des Lagerbocks der Schwenkwiege, eine Herausforderung dar.
Eine Axialkolbenmaschine mit topfartigem Gehäuseteil und einem Gehäusedeckel aus Guss zeigt die Druckschrift DE 10 2007 024 174 A1 . Der Gehäusedeckel weist einen einstückig integrierten Abschnitt einer Verstelleinrichtung auf.
Die Druckschrift DE 10 2012 016 068 A1 zeigt eine Anschlussvorrichtung oder einen Deckel für eine hydrostatische Maschine, wobei die Anschlussvorrichtung/der Deckel als Gussteil ausgestaltet ist. Dabei sind in der Anschlussvorrichtung eine Vielzahl von hydraulischen Arbeitsanschlüssen, für beispielsweise den Hoch- oder den Niederdruck in dem Sinne vorbereitet, dass sie im Guss als verschlossene, vorgeformte Bereiche vorgesehen sind. Bei konkretem Bedarf eines Arbeitsanschlusses, kann der jeweils dafür vorbereitete aber noch verschlossene Arbeitsanschluss während einer Endfertigung der Anschlussvorrichtung durch Aufbohren gefertigt und damit „aktiviert“ werden.
Die Auslegeschrift DE 1 200 132 zeigt ein dreiteiliges Gehäuse für eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise. Dabei weist ein Mittelteil eine im Wesentlichen rohrförmige oder teilzylindrische Form auf, die beidseitig durch einen Gehäusedeckel verschlossen ist. Einer der Gehäusedeckel weist dabei den Hoch- und Niederdruckanschluss der Axialkolbenmaschine auf. Der andere Gehäusedeckel ist von einer Triebwelle durchsetzt, trägt dessen Lagerung und repräsentiert funktional den Gehäuseboden der eingangs genannten Axialkolbenmaschine.
Nachteilig an den genannten Lösungen ist, dass die Technologie des Gusses recht kostspielig ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine zu schaffen, das sich in der Herstellung als weniger kostspielig erweist. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine hydrostatische Axialkolbenmaschine zu schaffen, die weniger kostspielig herzustellen ist.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, die zweite Aufgabe durch ein hydrostatische Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gehäuses sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 beschrieben.
Ein Gehäuse einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine oder für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine hat mehrere, insbesondere zwei oder drei, Gehäuseteile. Im Gehäuse ist dabei ein Triebwerk der Axialkolbenmaschine aufnehmbar, insbesondere aufgenommen. Als Triebwerk wird in diesem Zusammenhang zumindest eine Zylindertrommel mit auf einem Teilkreis angeordneten Zylinderbohrungen mit darin axial geführten Arbeitskolben bezeichnet. Die Zylinderbohrungen zusammen mit den Arbeitskolben bilden Zylinder-Kolben-Einheiten. Die Zylindertrommel ist drehfest mit einer Triebwelle der Axialkolbenmaschine verbunden. Des Weiteren kann das Triebwerk eine Schrägscheibe aufweisen, an der die Arbeitskolben gleitend abgestützt sind. Die Schrägscheibe ist dabei je nach Bauart der Axialkolbenmaschine entweder in einem festen Winkel zur Drehachse der Triebwelle angeordnet und damit fest bezüglich des Gehäuses. Im Falle der verschwenkbaren Schrägscheibe kann das Triebwerk weiterhin eine Verstelleinheit insbesondere wenigstens einen hydraulischen Stellzylinder, aufweisen, der am Gehäuse abstützbar, insbesondere abgestützt, ist. Des Weiteren kann das Triebwerk eine am Gehäuse abstützbare, insbesondere abgestützte, Rückstelleinrichtung, beispielsweise eine Rückstellfeder, aufweisen. Die hydrostatische Axialkolbenmaschine kann als Axialkolbenpumpe oder als Axialkolbenmotor ausgestaltet und / oder betreibbar sein. Erfindungsgemäß ist wenigstens eins der Gehäuseteile als Blechteil oder als insbesondere dünnwandiges Kunststoffteil ausgebildet.
Die Verwendung des Blechteils ermöglicht eine einfache Geometrie des betreffenden Gehäuseteils, die sehr formstabil ist. Trotz geringer Wandstärken kann das Bauteil seine Funktion erfüllen. Vorteilhaft ist dabei, dass Blechteile günstige und prozesssichere Herstellungsverfahren ermöglichen. Diese sind beispielsweise Tiefziehen, Stanzen/Biegen, Umformen oder ein aus Blechen geschweißtes Blechteil. Somit ist ein Gehäuse für eine Axialkolbenmaschine mit verringerten Herstellungskosten geschaffen. Alternativ ist für das betreffende Gehäuseteil eine Ausführung als Kunststoffteil möglich.
In einer Weiterbildung ist das Blechteil oder alternativ das Kunststoffteil derart ausgestaltet, dass es Kräfte des Triebwerks und / oder Lagerkräfte und / oder Stellkräfte oder Rückstellkräfte aufnehmen und / oder übertragen kann. Derartige Kräfte sind beispielsweise Abstützkräfte der Schrägscheibe, Lagerkräfte der Schrägscheibe, Lagerkräfte der Triebwelle oder Stellkräfte der Verstelleinrichtung oder Rückstellkräfte der Rückstelleinrichtung. Dadurch können üblicherweise im Gussverfahren hergestellte Gehäuseteile, die große Kräfte aufnehmen müssen, durch günstige, einfach herzustellende Blechteile oder Kunststoffteile ersetzt sein.
Zur Einleitung derartiger Kräfte weist in einer Weiterbildung das Gehäuse wenigstens eine Aufnahme auf, in der ein Triebwerksabschnitt, insbesondere die Schrägscheibe oder die Verstelleinheit oder ein Lager eines Triebwerksabschnitts, insbesondere ein Schwenklager der verschwenkbaren Schrägscheibe, oder ein Lager der Triebwelle oder die Verstelleinrichtung oder die Rückstelleinrichtung zumindest abschnittsweise aufnehmbar, insbesondere aufgenommen ist.
In einer Weiterbildung kann die Aufnahme einstückig mit dem Blechteil beziehungsweise dem Kunststoffteil ausgebildet, insbesondere ausgeformt sein, oder sie ist als ein Vollteil, insbesondere als ein Guss-, Fräs- oder Drehteil ausgebildet und mit dem Blechteil beziehungsweise dem Kunststoffteil verbunden. Im ersten Fall kann das betreffende Blechteil beziehungsweise das Kunststoffteil mit wenigen oder sogar nur einem Fertigungsverfahren hergestellt werden, was sich als kostensparend erweisen kann. Im zweiten Fall kann auf besondere funktionale, tribologische oder Festigkeitsanforderungen der Aufnahme getrennt vom restlichen als Blechteil beziehungsweise als Kunststoffteil ausgeformten Gehäuseteil individuell eingegangen werden, so dass eine höhere Spezialisierung der Aufnahme, beispielsweise zur Anpassung an konkrete Kundenwünsche, eingegangen werden kann.
Die Aufnahme, die einstückig mit dem Blechteil beziehungsweise dem Kunststoffteil gebildet ist, kann beispielsweise als Mulde oder Sicke oder Prägung ausgestaltet sein.
In einer Weiterbildung hat das Gehäuse einen Flansch, der einstückig mit dem Blechteil beziehungsweise dem Kunststoffteil ausgebildet, insbesondere ausgeformt ist. Alternativ dazu kann in einer Weiterbildung der Flansch als Vollteil, insbesondere als Guss-, Fräs- oder Drehteil, ausgebildet und mit dem Blechteil beziehungsweise dem Kunststoffteil verbunden sein. Im erstgenannten und im letztgenannten Fall ergeben sich die gleichen Vorteile, wie sie bereits im Bezug zur einstückig oder als Vollteil ausgebildeten Aufnahme genannt wurden.
In einer Weiterbildung ist das Blechteil beziehungsweise das Kunststoffteil zumindest abschnittsweise rohrförmig, insbesondere zylindrisch und / oder konisch ausgestaltet. Diese Geometrieform kann zum Einen besonders einfach gefertigt werden, und zum Andern erweist sie bei einfacher Geometrie eine sehr gute Festigkeit bezüglich Zug- und / oder Druckkräften auf.
In einer Weiterbildung ist vom Blechteil beziehungsweise vom Kunststoffteil ein Gehäusetopf oder zumindest ein Wandabschnitt eines Gehäusetopfes ausgebildet. Dabei ist vorzugsweise der Wandabschnitt rohrartig gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet. Der Rohrquerschnitt kann dabei kreisförmig oder elliptisch oder eckig oder mit abgerundeten Ecken oder aus Mischformen der genannten ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung sind der Flansch oder die Aufnahme, oder beide, einstückig an einem Boden des als Blechteil beziehungsweise als Kunststoffteil ausgebildeten Gehäusetopfes ausgebildet. In dem Fall weist der Gehäusetopf eine hohe Integration an Funktionalität auf. Alternativ dazu können der als Vollteil ausgebildete Flansch oder die als Vollteil ausgebildete Aufnahme oder beide, mit einem Boden des als Blechteil ausgebildeten Gehäusetopfes verbunden sein. In diesem Fall kann der Gehäusetopf als vergleichsweise einfach ausgebildetes Blechteil beziehungsweise Kunststoffteil kostengünstig gefertigt werden und durch die als Vollteil ausgebildete Aufnahme und / oder den Flansch kann die genannte Spezifikation, Individualität sowie Funktionalität sichergestellt werden.
In einer Weiterbildung ist ein Boden des Gehäusetopfes zwischen den Vollteilen befestigt, insbesondere geklemmt, wodurch der Gehäusetopf und dessen Boden eine besonders hohe Stabilität aufweisen. Die Befestigung oder Klemmung kann beispielsweise durch eine Verschraubung oder eine Vernietung oder ein bekanntes Verbindungsverfahren erreicht werden.
In einer Weiterbildung ist der Gehäusetopf oder dessen Wandabschnitt von einem Gehäusedeckel verschlossen, der, wenn er die die Arbeitsanschlüsse der Axialkolbenmaschine aufweist, auch Anschlussplatte genannt wird.
Der Gehäusedeckel kann als Rohteil oder Halbzeug mit vorgeformten, jedoch noch verschlossenen, Schnittstellen ausgebildet sein. Von den Schnittstellen sind wenigstens einige paarweise symmetrisch zueinander angeordnet und zur Druckmittelverbindung mit einer Druckmittelquelle und / oder einer Druckmittelsenke und / oder zur Aufnahme eines Bauteils vorgesehen. Die Schnittstellen sind somit für die Endfertigung eines Fertigteils vorbereitet. Dabei sind als Schnittstellen vorzugsweise wenigstens zwei Druckmittelanschlüsse zur Druckmittelversorgung der Arbeitsräume des Triebwerks und / oder ein Leckageanschluss des Gehäuses und / oder ein Lastmeldeanschluss und / oder eine Aufnahme für ein Bauteil, insbesondere für eine Regelvorrichtung oder ein Druckbegrenzungsventil der Axialkolbenmaschine, vorgesehen. Die Anmelderin behält sich vor auf einen derartigen Gehäusedeckel eine gesonderte Anmeldung zu richten. Vorteil dieses Gehäusedeckels ist, dass in Abhängigkeit eines vorbestimmten Betriebsquadranten und / oder einer vorbestimmten Betriebsart und / oder Drehrichtung der Axialkolbenmaschine eine dementsprechende Menge an Schnittstellen aktiviert, das heißt geöffnet und / oder endgefertigt, werden kann. Dadurch kann ein und derselbe Gehäusedeckel als Rohteil für verschiedene Bauformen/Betriebsarten/Drehrichtungen/ etc. der Axialkolbenmaschine verwendet werden.
Das verringert, oder halbiert zumindest, die Anzahl der benötigten Gusswerkzeuge, wodurch Investkosten eingespart werden können.
In einer Weiterbildung ist der Gehäusedeckel als Fertigteil ausgebildet und in Abhängigkeit einer vorbestimmten Betriebsart der Axialkolbenmaschine ist eine Untermenge der Schnittstellen geöffnet und endgefertigt und eine Restmenge der Schnittstellen ist weiterhin vorgeformt und verschlossen belassen.
Eine erfindungsgemäße hydrostatische Axialkolbenmaschine hat ein Gehäuse, das nach wenigstens einem der Aspekte der vorhergehenden Beschreibung ausgestaltet ist. Dabei ist im Gehäuse das Triebwerk aufgenommen, das mehrere Zylinderkolbeneinheiten aufweist und drehfest mit der Triebwelle der Axialkolbenmaschine verbunden ist. Wenigstens eins der Gehäuseteile ist dabei als Blechteil ausgebildet. Die Axialkolbenmaschine ist in Schrägscheibenbauweise mit verstellbarem oder konstantem Verdrängungsvolumen ausgestaltet. Für die Axialkolbenmaschine ergeben sich je nach Weiterbildung des Gehäuses die bereits genannten Vorteile der Weiterbildungen, auf die an dieser Stelle aus Gründen der Übersichtlichkeit und um Wiederholungen zu vermeiden, nicht erneut eingegangen wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine, sowie mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Gehäuses sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise in einem Längsschnitt,
2a bis 2d ein erstes Ausführungsbeispiel eines als Blechteil ausgeführten Gehäuseteils der Axialkolbenmaschine gemäß 1,
3a bis 3e ein zweites Ausführungsbeispiel eines als Blechteil ausgeführten Gehäuseteils,
4a bis 4e ein drittes Ausführungsbeispiel eines als Blechteil ausgeführten Gehäuseteils,
5 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Gehäuses in einem Längsschnitt,
6 das Gehäuse gemäß 5 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
7a bis 7c ein Flansch des Gehäuses gemäß 5 und 6,
8a bis 8c eine Aufnahme einer Schwenkwiege des Gehäuses gemäß den 5, 6 und 7,
9a bis 9d ein Rohteil einer Anschlussplatte eines erfindungsgemäßen Gehäuses und
10a bis 10d ein Fertigteil der Anschlussplatte gemäß 9a bis 9d.
1 zeigt eine Axialkolbenmaschine 1 mit einem Gehäuse 2, das einen Flansch 4, einen Wandabschnitt 6 und einen Gehäusedeckel 8 hat. Im Gehäuse 2 ist über Wälzlager 10 und 12 eine Triebwelle 14 drehbar gelagert. Sie ist dabei über das Wälzlager 10 radial und axial am Flansch 4 und über das Wälzlager 12 radial und axial am Gehäusedeckel 8 abgestützt. Drehfest mit der Triebwelle 14 verbunden ist eine Zylindertrommel 16, in der eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 18 ausgeführt ist, in denen jeweils ein Arbeitskolben 20 axial geführt aufgenommen ist. Über einen Gleitschuh 22 ist jeder Arbeitskolben 20 an einer Schrägscheibe 24 gleitend abgestützt. Die Schrägscheibe 24 ist dabei an einer in ihrem Schwenkwinkel verstellbaren Schwenkwiege 26 angeordnet. Ein Schwenkwinkel der Schwenkwiege 26 kann über eine Verstelleinrichtung, einen Verstellzylinder 28, verändert werden. Über die Verstellung des Schwenkwinkels kann dabei das Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine 1 verändert werden. Der Stellkraft der Verstelleinrichtung 28 entgegen wirkt an der Schwenkwiege 26 eine Rückstellfeder 30, die sich einerseits in einer Aufnahme 32 abstützt, die innenseitig am Flansch 4 als Mulde ausgebildet ist, und die sich andererseits in einer Aufnahme 34 abstützt, die der Aufnahme 32 etwa diametral gegenüber angeordnet, an einer Rückseite der Schwenkwiege 26 ausgebildet ist.
Der Aufbau und die Funktionsweise einer Axialkolbenmaschine ist hinreichend bekannt, so dass im Folgenden auf eine tiefer gehende Beschreibung verzichtet wird und im Wesentlichen das erfindungsgemäße Gehäuse und dessen Ausführungsbeispiele beschrieben werden.
In 1 ist das Gehäuse 2 dreiteilig aus Flansch 4, Wandabschnitt 6 und Gehäusedeckel 8 aufgebaut. Dabei ist erfindungsgemäß der Wandabschnitt 6 als Blechteil ausgestaltet, das im Wesentlichen rohrartig und leicht konisch geformt ist. Im Ausführungsbeispiel ist der Wandabschnitt 6 mit zwei umlaufenden, nach außen abgewinkelten Schultern 36 und 38 ausgestaltet, die in Anlage mit Anlageflächen 40 und 42 des Flanschs 4 und des Gehäusedeckels 8 sind.
Die 2a bis 2d zeigen den Wandabschnitt 6 in dem Längsschnitt gemäß 1 (2b), einer Ansicht aus Richtung des Flansches 4 (2a), einer Ansicht aus Richtung des Gehäusedeckels 8 (2c) und einer Seitenansicht (2d). Gemäß den 2a und 2c weisen die Schultern 36 und 38 jeweils vier etwa halbkreisförmige Ausnehmungen 44 auf, die zur Befestigung des Wandabschnitts n6 am Flansch 4 und Gehäusedeckel 8 von Schrauben durchsetzbar sind.
Anhand der 2a und 2c ist einer als verrundetes Rechteck zu bezeichnende Grundform eines Querschnitts des Wandabschnitts 6 zu erkennen. Dabei weist der Wandabschnitt 6 zwei im Wesentlichen eben ausgebildete Innenmantelflanken 46 auf, zwischen denen (vgl. 1) das die Zylindertrommel 16, die Arbeitskolben 20, die Gleitschuhe 22, die Schwenkwiege 26, die Rückstellfeder 30 und die Verstelleinrichtung 28 aufweisende Triebwerk angeordnet ist. Im Bereich der Verstelleinrichtung 28 gemäß 1 ist der Wandabschnitt 6 gemäß den 2a und 2c konvex nach außen gewölbt, so dass dort die Verstelleinrichtung 28 und die Schwenkwiege 26, die in diesem Bereich die Aufnahme 34 aufweist (vgl. 1) ausreichend Platz finden. Gegenüberliegend ist der Wandabschnitt 6 mit einer im Wesentlichen ebenen Innenmantelflanke 48 ausgestaltet.
Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel des Wandabschnitts 6 kann dieser komplett symmetrisch und / oder als zylindrischer Körper ausgebildet sein. Dabei sind Ausführungen mit Verstärkungsrippen möglich, insbesondere, wenn eine Ausführung als Kunststoffteil gewählt ist. Das Gehäuse beziehungsweise die Gehäuseteile, insbesondere auch die Gehäuseteile 2 und 8, können als Aluminiumdruckgussteil oder beispielsweise als Kunststoffteil ausgeführt sein, so dass eine sehr kostengünstige Fertigung möglich ist. Die beiden Kragen oder Schultern 36, 38 können abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel anstatt nach radial außen nach radial innen gebogen sein.
Alternativ zum Flansch 4, in Verbindung mit dem Wandabschnitt 6 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 und 2, kann das Gehäuse 2 einen als Blechteil ausgebildeten Gehäusetopf 50 aufweisen. Dieser fungiert dann einerseits als Flansch der Axialkolbenmaschine und andererseits als Wandabschnitt, der wie bereits der Wandabschnitt 6 gemäß 1 die vom Triebwerk erzeugten, auf den Flansch 4 und den Gehäusedeckel 8 wirkenden Druckkräfte als Zugkräfte aufnimmt. Der Gehäusetopf 50 ist einstückig als Blechteil ausgestaltet und hat eine Durchgangsausnehmung 52, die bei montiertem Gehäuse von der Triebwelle der Axialkolbenmaschine durchsetzt ist. Der Boden 54 ist im gezeigte Ausführungsbeispiel eben oder planar, wobei die restlichen Innenflankenabschnitte 46, 48 im Wesentlichen denjenigen des Wandabschnitts 6 gemäß 1 und 2 entsprechen. Der Gehäusetopf 50 hat einen umlaufenden Kragen 38, der ebenso zur Anlage und Befestigung am Gehäusedeckel 8 vorgesehen ist. Der Kragen 38 weist nun allerdings Ausnehmungen 44 auf, die anders als im ersten Ausführungsbeispiel, als Durchgangsbohrungen ausgestaltet sind.
Die 4a bis 4e zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gehäusetopfes 150, der verglichen mit demjenigen der 3 eine bedeutend höhere Integration an Funktionalität aufweist. So hat der Gehäusetopf 150 gemäß 4b eine Aufnahme 32 für die Rückstellfeder 30 gemäß 1 und zwei Aufnahmen 56 für Lagerschalen eines Schwenklagers für die Schwenkwiege 26 gemäß 1. Derartige Aufnahmen 56 für Lagerschalen sind beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 im Flansch 4, der als Vollteil ausgestaltet ist, ausgebildet. Diese Funktionalität ist nun gemäß den 4a bis 4e vollständig in den als günstiges Tiefziehteil ausgestalteten Gehäusetopf 150 integriert. Ansonsten entspricht der Gehäusetopf 150 der 4 im Wesentlichen demjenigen 50 der 3.
5 zeigt die Verwendung des Gehäusetopfes 50 gemäß den 3 zusammen mit einem als Vollteil (Aluminiumdruckguss) ausgestalteten Flansch 4 und einem ebenso als Vollteil (Aluminiumdruckguss) ausgestalteten Lagerbock 58, der die beiden Aufnahmen 56 für die Schwenkwiege 26 gemäß 1 aufweist. 5 zeigt somit das Gehäuse als Kombination aus Vollteilen 4, 58 und einem Blechteil 50. Die beiden Vollteile 4, 58 sind gemäß 6 über eine Schraubverbindung 60, die durch vier Schrauben und entsprechende Gewindebohrungen 63 im Lagerbock 58 gebildet sind, verschraubt. Auf diese Weise ist der Gehäusetopf 50 zwischen den Vollteilen 4, 58 geklemmt, wodurch sein Boden 54 eine erhebliche Stabilisierung erfährt. Auf diese Weise erhält die Baugruppe 4, 50, 58 ihre benötigte Steifigkeit. Die Verschraubung 60 kann derart realisiert sein, dass sie optimal in einen Montageprozess einfügbar ist. Auf diese Weise werden nicht-wertschöpfende Drehmanöver der Baugruppe 4, 50, 58 vermieden. Die Verschraubung kann dabei wie dargestellt von vorne oder entgegengesetzt von hinten (falls vorteilhaft) erfolgen. Eine Abdichtung erfolgt durch eine Flachdichtung 64, die zwischen dem Flansch 4 und dem Gehäuseboden 54 angeordnet ist. Zur Positionierung des Lagerbocks 58 im Gehäusetopf 50 sind zwei Stifte 66 vorgesehen, die mit entsprechenden Zentrierbohrungen 68 im Gehäusetopf 50 und im Lagerbock 58 fluchten.
7 zeigt den Flansch 4 gemäß 5 und 6 in einer Ansicht von vorne (7a), in einem Längsschnitt (7b) und in einer Ansicht von hinten (7c). Der Flansch 4 hat eine im Wesentlichen rautenförmige Grundform, wobei an den „spitzen“ Endabschnitten der Raute jeweils eine als offenes Langloch ausgebildete Ausnehmung 44 ausgebildet ist. Gemäß 7b weist der Flansch 4 eine gestufte Durchgangsausnehmung 70 auf, durch die hindurch die Triebwelle der Axialkolbenmaschine aus dem Gehäuse austreten kann. Dabei ist in einer radial breitesten Stufe 72 die Anordnung eines Wälzlagers zur Lagerung der Triebwelle am Flansch 4 vorgesehen. In einer dagegen radial verjüngten, zweiten Stufe 74 ist eine Anordnung eines Triebwellendichtringes zur Abdichtung vorgesehen. Die dritte und engste Stufe 76 der Durchgangsausnehmung 70 ist mit Spiel zur Triebwelle vorgesehen, so dass letztgenannte sich dort unbeschadet drehen kann. In den 7a und 7c ebenso gut zu erkennen ist ein Bohrmuster, wie es bereits in 6 dargestellt ist, bei dem vier Durchgangsbohrungen 78 für die Verschraubung 60 vorgesehen sind. Auf der zum Gehäusetopf 50 zugewandten Seite des Flansches 4 sind zudem die beiden Zentrierbohrungen 68, die als Sacklochbohrungen ausgestaltet sind, zu erkennen. Der Flansch 4 ist von beiden Seiten mit Senken 80 versehen, so dass er in Summe eine möglichst geringe Wandstärke aufweist. Die Wandstärke ist dabei möglichst gleichmäßig gewählt, so dass der Flansch 4 gut als Aluminiumdruckgussteil ausgestaltet werden kann. Außerdem ist der Flansch auf diese Weise sehr leicht ausgestaltet.
Die 8a bis 8c zeigen den Lagerbock 58 gemäß 5 und 6 in einer Ansicht in 6 von rechts, das heißt in Richtung auf die Aufnahmen 56 der Lagerschalen der Schwenkwiege, in einem Längsschnitt und in einer Ansicht aus Richtung des Bodens 54 gemäß 6. Der Lagerbock 58 weist im Wesentlichen eine Jochform auf, bei der die beiden Aufnahmen 56 beidseitig einer jochartigen Abflachung 82 des Lagerbocks 58 symmetrisch angeordnet sind. Die Abflachung 82 weist eine zusätzliche Vertiefung oder Aufnahme 32 auf, die als Aufnahme für die Rückstellfeder 30, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist, dient. In der gezeigten Ausführungsform ist der Lagerbock 58 vergleichsweise einfach herzustellen, da zum Einen durch das Aluminiumdruckgussverfahren kein Kern erforderlich ist, eine Bearbeitung aufgrund der guten Zugänglichkeit der Aufnahmen 56 einfach, beispielsweise durch Walzenfräsen, möglich ist, ein Material auf die detaillierte Funktion des Lagerbocks 58 und auf die Kosten hin optimal ausgewählt werden kann und aufgrund letztgenannter Materialwahl ggf. auf eine separate Lagerschale verzichtet werden kann.
Die 9a bis 9d zeigen ein Rohteil eines Gehäusedeckels 8’ in einem Schnitt quer zur Drehachse 3 gemäß 1 (9a), in einer Ansicht von außen in Richtung der Drehachse 3 (9b), in einer Seitenansicht (9c) und in einer Ansicht entlang der Drehachse 3 von Innen (9d). Gemäß 9b hat das Rohteil 8’ als vorgeformte und verschlossene Schnittstellen Druckanschlüsse 84’, 86’, einen Leckageanschluss 88’ und Lastmeldeanschlüsse 90’, 92’. Es sei betont, dass die Anschlüsse 84’, 86’, 88’, 90’, 92’ in dem Rohteil lediglich vorgeformt, jedoch nicht geöffnet sind. Des Weiteren hat das Rohteil 8’ als Schnittstellen Aufnahmen 94’ und 96’, die ebenso vorgeformt, jedoch nicht geöffnet sind. Die Aufnahmen 94’ und 96’ sind zur Aufnahme eines Druckregelventils der Axialkolbenmaschine vorgesehen. Die Anschlüsse 84’ und 86’ sind zur Druckmittelversorgung der Arbeitsräume 18 der Axialkolbenmaschine gemäß 1 vorgesehen. Dabei kann einer der Anschlüsse 84’, 86’ später als Hochdruck- und der andere als Niederdruckanschluss endgefertigt werden. Die Aufnahmen 94’, 96’ und deren vorgeformte Geometrie sind gut im Schnitt der 9a zu erkennen. Sie erstrecken sich von lateral seitlich in das Rohteil 8’, etwa senkrecht zur Drehachse 3, hinein. Die 9d zeigt, wie bereits erwähnt, die Innenansicht des Rohteils 8’, also die Seite, die der Zylindertrommel 16 und damit den Arbeitsräumen 18 und Arbeitskolben 20 zugewandt ist. Gut zu erkennen sind eine Druckniere 98’, die dem Anschluss 86’ zugeordnet ist, und eine Druckniere 100’, die dem Anschluss 84’ zugeordnet ist. Über die Drucknieren 98’, 100’ sind über eine Steuerscheibe 102 gemäß 1 in bekannter Weise die Arbeitsräume 18 alternierend mit dem Hochdruck und dem Niederdruck fluidisch verbindbar.
Der so als Rohteil vorbereitete Gehäusedeckel 8’ kann in der Endfertigung auf den bestimmungsgemäßen oder vorbestimmten Betrieb oder die Betriebsart der Axialkolbenmaschine angepasst werden. Dabei kann je nach Drehrichtung und / oder Betriebsart und / oder Betriebsquadrant der Axialkolbenmaschine eine Untermenge der Schnittstellen 84’ bis 96’ geöffnet und endgefertigt werden, während der Rest der Schnittstellen verschlossen bleibt. Auf diese Weise kann bei Ausführung des Rohteils 8’ als Aluminiumdruckgussteil die Stückzahl pro Spritzgusswerkzeug verdoppelt und die Anzahl der Spritzgusswerkzeuge halbiert werden. So muss nicht für jede Drehrichtung / Betriebsart / jeden Betriebsquadrant ein individueller Gehäusedeckel per Spritzgussverfahren geformt werden, sondern das Fertigteil des Gehäusedeckels 8 wird durch zerspanende Verfahren endgefertigt.
Die 10a bis 10d zeigen den Gehäusedeckel 8 als Fertigteil. Gemäß 10b ist der vorgeformte, verschlossene Anschluss 86’ gemäß 9b zum Hochdruckanschluss 86 endgefertigt. Der gegenüberliegende, vorgeformte, verschlossene Anschluss 84’ gemäß 9b ist zum Niederdruckanschluss 84 endgefertigt. Diese Endfertigung entspricht dabei einem bestimmten Betriebsquadranten oder einem bestimmten Betriebsart oder Drehrichtung der Axialkolbenmaschine. Bei beispielsweise entgegengesetzter Drehrichtung wäre der Anschluss 86 als Niederdruckanschluss und der Anschluss 84 als Hochdruckanschluss gefertigt. Gemäß 10a ist die Aufnahme 94’ (9a) endgefertigt, so dass dort der Regler oder das Druckregelventil der Axialkolbenmaschine (nicht dargestellt) aufgenommen werden kann. Die Aufnahme 96’ verbleibt vorbereitet und verschlossen, wie sie bereits in der 9a des Rohteils 8’ zu sehen ist. Der Anschluss 88’ gemäß den 9a und 9b ist zum Leckageanschluss 88 gemäß den 10a und 10b endgefertigt. Die Druckanschlüsse 84, 86 unterscheiden sich lediglich durch den Durchmesser des gebohrten Gewindes. Dabei ist der Druckanschluss 86 mit dem Hochdruck mit kleinerem Durchmesser als der den Niederdruckanschluss repräsentierende Anschluss 84 gefertigt. Eine Position des als Leckölanschluss fungierenden Anschlusses 92 und des Lastmeldeanschlusses 90 ist im Prinzip symmetrisch. Auf derjenigen Seite des Gehäusedeckels 8, auf der die Aufnahme für den Regler endgefertigt ist, in diesem Falle die Aufnahme 94, fungiert der Anschluss 90 als Lastmeldeanschluss, was durch eine Verschneidung des Anschlusses 90 mit der Aufnahme 94 gemäß 10a erfolgt. Der symmetrisch angeordnete Anschluss 92 wird durchgebohrt und stellt eine Durchgangsausnehmung des Gehäusedeckels 8 dar, wodurch der Anschluss 92 als Leckageanschluss dienen kann.
Der gezeigte Gehäusedeckel 8 bzw. 8’ weisen eine vergleichsweise homogene Wandstärke bei geringer Dicke auf und sind deshalb besonders geeignet, um in einem Aluminium-Druckgussprozess hergestellt zu werden.
Offenbart ist ein Gehäuse für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit mehreren Gehäuseteilen, von denen wenigstens eins in einem umformenden Fertigungsverfahren hergestellt ist.
Offenbart ist weiterhin ein Gehäuse für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit mehreren Gehäuseteilen, von denen wenigstens eins als Blechteil ausgebildet ist.
Offenbart ist weiterhin eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einem derartigen Gehäuse.
Offenbart ist weiterhin eine Gehäuse/Wandteil, das aus Kunststoff hergestellt werden kann beziehungsweise hergestellt ist.
Bezugszeichenliste

1: Hydrostatische Axialkolbenmaschine
2: Gehäuse
4: Flansch
6: Wandabschnitt
8: Gehäusedeckel
10, 12: Wälzlager
14: Triebwelle
16: Zylindertrommel
18: Zylinderbohrung
20: Arbeitskolben
22: Gleitschuh
24: Schrägscheibe
26: Schwenkwiege
28: Verstelleinrichtung
30: Rückstellfeder
32, 34: Aufnahme
36, 38: Kragen?, Schulter?
40, 42: Anlagefläche
44: Ausnehmung
46, 48: Innenmantelflanke
50, 150: Gehäusetopf
52: Durchgangsausnehmung
54: Boden
56: Aufnahme
58: Lagerbock
60: Verschraubung
62: Gewindebohrung
64: Flachdichtung
66: Zentrierstift
68: Zentrierbohrung
70: Durchgangsausnehmung
72, 74, 76: Stufe
78: Durchgangsausnehmung
82: Abflachung
84’, 86’, 88’, 90’, 92’: Schnittstelle Druckmittelanschluss Rohteil
94’, 96’: Schnittstelle Aufnahme Rohteil
98’, 100’: Druckniere Rohteil
84, 86, 88, 90, 92: Schnittstelle Druckmittelanschluss Fertigteil
94, 96: Schnittstelle Aufnahme Fertigteil
98, 100: Druckniere Fertigteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0320822 B1 [0002]
DE 102007024174 A1 [0003]
DE 102012016068 A1 [0004]
DE 1200132 [0005]

Claims

Gehäuse für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine (1), das mehrere Gehäuseteile (4, 6, 8; 50; 150) hat, wobei im Gehäuse (2) ein Triebwerk (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 30) der Axialkolbenmaschine (1) zumindest abschnittsweise aufnehmbar ist, das zumindest mehrere Zylinder-Kolben-Einheiten (18, 20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines (6; 50; 150) der Gehäuseteile (4, 6, 8; 50; 150) als Blechteil oder Kunststoffteil, insbesondere dünnwandiges Kunststoffteil ausgebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, das Lagerkräfte und / oder Stellkräfte aufnehmen und / oder übertragen kann.
Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Aufnahme (32, 56), in der ein Triebwerksabschnitt oder ein Lager eines Triebwerksabschnitts oder ein Lager der Triebwelle zumindest abschnittsweise aufnehmbar ist.
Gehäuse nach Anspruch 3, wobei die Aufnahme (56) einstückig mit dem Blechteil (150) beziehungsweise dem Kunststoffteil ausgebildet ist, oder wobei die Aufnahme (56) als ein Vollteil ausgebildet und mit dem Blechteil (50) verbunden ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Flansch, der einstückig mit dem Blechteil (150) beziehungsweise dem Kunststoffteil ausgebildet ist oder der als ein Vollteil (4) ausgebildet und mit dem Blechteil (50) beziehungsweise dem Kunststoffteil verbunden ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Blechteil (6; 50; 150) beziehungsweise das Kunststoffteil zumindest abschnittsweise rohrförmig ausgestaltet ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vom Blechteil beziehungsweise vom Kunststoffteil ein Gehäusetopf (50; 150) oder ein Wandabschnitt (6) eines Gehäusetopfes ausgebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 4 und / oder 5 und nach Anspruch 7, wobei die Aufnahme (56) und / oder der Flansch einstückig an einem Boden des als Blechteil beziehungsweise als Kunststoffteil ausgebildeten Gehäusetopfes (150) ausgebildet ist oder sind, oder wobei die als Vollteil ausgebildete Aufnahme (56) und / oder der als Vollteil ausgebildete Flansch (4) mit einem Boden (54) des als Blechteil beziehungsweise als Kunststoffteil ausgebildeten Gehäusetopfes (50) verbunden ist oder sind.
Gehäuse nach Anspruch 8, wobei ein Boden (54) des als Blechteil beziehungsweise als Kunststoffteil ausgebildeten Gehäusetopfes (50) zwischen den Vollteilen (4, 56) befestigt ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Gehäusedeckel (8’), der als Rohteil ausgebildet ist, und der vorgeformte und verschlossene Schnittstellen (84’, 86’, 88’, 90’, 92’, 94’, 96’) aufweist, von denen wenigstens einige (84’, 86’, 90’, 92’, 94’, 96’) paarweise symmetrisch angeordnet sind, und von denen wenigstens einige (84’, 86’, 90’, 92’) zur Druckmittelverbindung mit einer Druckmittelquelle und / oder einer Druckmittelsenke und / oder einige (94’, 96’) zur Aufnahme eines Bauteils vorgesehen sind.
Gehäuse nach Anspruch 10, wobei der Gehäusedeckel (8) als Fertigteil ausgebildet ist und in Abhängigkeit einer vorbestimmten Betriebsart der Axialkolbenmaschine (1) eine Untermenge (84, 86, 88, 90, 92, 94) der Schnittstellen (84’, 86’, 88’, 90’, 92’, 94’, 96’) geöffnet und eine Restmenge (96’) der Schnittstellen (84’, 86’, 88’, 90’, 92’, 94’, 96’) weiterhin vorgeformt und verschlossen ist.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse (2), das nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist.