DE102019120526A1 - Hydrostatic axial piston machine and process for its manufacture - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) in Schrägachsenbauweise mit einer um eine Rotationsachse (Rt) drehbar innerhalb eines Gehäuses (2) angeordneten Triebwelle (4), mit einem um die Rotationsachse (Rt) drehbar innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Triebflansch (3) und mit einer um eine Rotationsachse (Rz) drehbar innerhalb des Gehäuses (2) der Axialkolbenmaschine (1) angeordneten Zylindertrommel (7), wobei die Zylindertrommel (7) mit mehreren Kolbenausnehmungen (8) versehen ist, in denen jeweils ein Kolben (10) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei die Kolben (10) an dem Triebflansch (3) gelenkig befestigt sind und zur gelenkigen Befestigung der Kolben (10) an dem Triebflansch (3) jeweils eine Kugelgelenkverbindung (20) vorgesehen ist, die aus einer kugelkalottenförmigen Aufnahmeschale (3a) in einer Stirnseite (3b) des Triebflansches (3) und einem Kugelkopf (10a) gebildet ist, der mit dem Kolben (10) in Wirkverbindung steht. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Axialkolbenmaschine. Es wird vorgeschlagen, dass der Kugelkopf (10a) durch mindestens einen Sicherungsring (13), der durch einen axialen Freistich (18) in eine an einen Kugeläquator (17) des Kugelkopfes (10a) angrenzende Nut (16) der Aufnahmeschale (3a) eingefädelt ist, in der Aufnahmeschale (3a) gehalten wird.The invention relates to a hydrostatic axial piston machine (1) in bent axis design with a drive shaft (4) rotatably arranged about an axis of rotation (Rt) within a housing (2), with a drive flange (4) rotatably arranged about the axis of rotation (Rt) within the housing (2). 3) and with a cylinder drum (7) that is rotatable about an axis of rotation (Rz) inside the housing (2) of the axial piston machine (1), the cylinder drum (7) being provided with several piston recesses (8), in each of which a piston ( 10) is arranged to be longitudinally displaceable, the pistons (10) being articulated on the drive flange (3) and a ball-and-socket joint (20), which consists of a spherical cap-shaped receiving shell, is provided for the articulated attachment of the pistons (10) to the drive flange (3) (3a) is formed in an end face (3b) of the drive flange (3) and a ball head (10a) which is in operative connection with the piston (10). The invention also relates to a method for producing such an axial piston machine. It is proposed that the ball head (10a) is threaded through at least one locking ring (13), which is threaded through an axial undercut (18) into a groove (16) of the receiving shell (3a) adjoining a ball equator (17) of the ball head (10a) is held in the receiving tray (3a).

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise mit einer um eine Rotationsachse drehbar innerhalb eines Gehäuses angeordneten Triebwelle, mit einem um eine Rotationsachse drehbar innerhalb des Gehäuses angeordneten Triebflansch und mit einer um eine Rotationsachse drehbar innerhalb des Gehäuses der Axialkolbenmaschine angeordneten Zylindertrommel, wobei die Zylindertrommel mit mehreren Kolbenausnehmungen versehen ist, in denen jeweils ein Kolben längsverschiebbar angeordnet ist, wobei die Kolben an dem Triebflansch gelenkig befestigt sind und zur gelenkigen Befestigung der Kolben an dem Triebflansch jeweils eine Kugelgelenkverbindung vorgesehen ist, die aus einer kugelkalottenförmigen Aufnahmeschale in einer Stirnseite des Triebflansches und einem Kugelkopf gebildet ist, der mit dem Kolben in Wirkverbindung steht.The invention relates to a hydrostatic axial piston machine in bent axis design with a drive shaft rotatably arranged about an axis of rotation within a housing, with a drive flange rotatably arranged about an axis of rotation within the housing and with a cylinder drum arranged rotatably about an axis of rotation within the housing of the axial piston machine, the cylinder drum with a plurality of piston recesses is provided, in each of which a piston is arranged to be longitudinally displaceable, the pistons being articulated to the drive flange and for the articulated attachment of the pistons to the drive flange each a ball joint connection is provided, which consists of a spherical cap-shaped receiving shell in one end face of the drive flange and a Ball head is formed, which is in operative connection with the piston.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen hydrostatischen Axialkolbenmaschine.The invention also relates to a method for producing such a hydrostatic axial piston machine.

Bei hydrostatischen Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise sind die in der Zylindertrommel längsverschiebbar angeordneten Kolben in der Regel mittels eines Kugelgelenks an dem Triebflansch einer Triebwelle befestigt. Die Kolbenkräfte stützen sich hierbei über die Kolben auf dem an der Triebwelle befindlichen Triebflansch ab und erzeugen ein Drehmoment. Bei Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise ist es erforderlich, die Kolben an dem Triebflansch gelenkig zu befestigen. Hierzu wird eine Kugelgelenkverbindung eingesetzt, die aus einer kugelkalottenförmigen Aufnahmeschale in einer Stirnseite des Triebflansches und einem Kugelkopf besteht, welcher am Kolben angeordnet ist und in die Aufnahmeschale des Triebflansches eingesetzt ist.In hydrostatic axial piston machines of bent axis design, the pistons arranged in the cylinder drum so as to be longitudinally displaceable are usually fastened to the drive flange of a drive shaft by means of a ball joint. The piston forces are supported by the pistons on the drive flange on the drive shaft and generate a torque. In the case of axial piston machines with bent axis construction, it is necessary to fasten the piston to the drive flange in an articulated manner. For this purpose, a ball-and-socket joint is used which consists of a spherical cap-shaped receiving shell in one end of the drive flange and a ball head which is arranged on the piston and is inserted into the receiving shell of the drive flange.

Im Betrieb sind die Kugelköpfe der Kolben in der jeweiligen Aufnahmeschale des Triebflansches zu arretieren.During operation, the ball heads of the pistons must be locked in the respective receiving shell of the drive flange.

Hierzu ist es aus der WO 2004/109107 A1 bekannt, eine Niederhalteplatte mit Durchbrüchen für die Kolbenköpfe und an den Durchbrüchen angeformte Kugelkalotten über die Kolben einzufädeln und mit dem Triebflansch zu verschrauben. Aufgrund der erforderlichen Niederhalteplatte, die wegen der Kugelkalotten einen hohen Herstellungsaufwand aufweist, und der Verschraubungen zum Verschrauben der Niederhalteplatte mit dem Triebflansch weisen derartige Axialkolbenmaschinen einen hohen Bauaufwand auf.For this it is from the WO 2004/109107 A1 known to thread a hold-down plate with openings for the piston heads and spherical caps formed on the openings over the piston and screw it to the drive flange. Due to the required hold-down plate, which has a high manufacturing cost due to the spherical caps, and the screw connections for screwing the hold-down plate to the drive flange, such axial piston machines have a high construction cost.

Um den Bauaufwand für die zusätzliche Niederhalteplatte zu vermeiden, ist es bereits aus der EP 0 567 805 B1 , der EP 1 071 884 B1 , der DE 40 24 319 A1 und der EP 0 697 520 B1 bekannt, die Kugelköpfe in den kugelkalottenförmigen Aufnahmeschalen formschlüssig zu sichern. Hierzu werden die kugelkalottenförmigen Aufnahmeschalen mit einer Umschlingung von größer als 180° Grad ausgeführt, so dass die Aufnahmeschalen den Kugeläquator umschlingen. Außerdem werden die Kugelköpfe mit einer zylindrischen Fläche, beispielsweise durch Abplattungen bzw. Abarbeitungen des Kugelkopfes, versehen, so dass der Kugelkopf in einer bestimmten Stellung mittels der zylindrischen Fläche in die kugelkalottenförmige Aufnahmeschale eingeführt und anschließend durch Verkippen in der Aufnahmeschale gesichert werden kann. Die Herstellung und Montage der Bauteile vereinfacht sich hierdurch.In order to avoid the construction effort for the additional hold-down plate, it is already from the EP 0 567 805 B1 , the EP 1 071 884 B1 , the DE 40 24 319 A1 and the EP 0 697 520 B1 known to secure the ball heads positively in the spherical cap-shaped receiving shells. For this purpose, the spherical cap-shaped receiving shells are designed with a wrap of greater than 180 ° degrees, so that the receiving shells wrap around the spherical equator. In addition, the spherical heads are provided with a cylindrical surface, for example by flattening or processing the spherical head, so that the spherical head can be inserted into the spherical cap-shaped receiving shell in a certain position by means of the cylindrical surface and then secured in the receiving shell by tilting. This simplifies the manufacture and assembly of the components.

Bei der EP 0 567 805 B1 und der EP 1 071 884 B1 sind die zylindrischen Flächen parallel zur Längsachse der Kolben angeordnet, so dass die Kolben bei der Montage parallel zur Rotationsachse des Triebflansches in die Aufnahmeschalen eingefädelt werden. Mit dem Verkippen der Kolben zum Arbeitswinkel werden die Kolbenköpfe in den Aufnahmeschalen arretiert. Im Falle von als Verstellmaschinen ausgebildeten Schrägachsenmaschinen kann jedoch bei einer derartigen Arretierung der Kolben in den Aufnahmeschalen das Problem auftreten, dass die Überdeckung der Kugelköpfe in den Aufnahmeschalen mit abnehmendem Schwenkwinkel der Zylindertrommel zu gering wird. Daher sind derartige Arretierungen der Kugelköpfe der Kolben im Triebflansch nur bedingt für Verstellmaschinen mit veränderbarem Schwenkwinkel der Zylindertrommel geeignet. Für Verstellmaschinen mit einem Schwenkwinkel von 0° Grad sind diese Arretierungen nicht geeignet, da die Kolben in den Aufnahmeschalen nicht mehr sicher gehalten werden können und aus den Aufnahmeschalen herausfallen können.In the EP 0 567 805 B1 and the EP 1 071 884 B1 the cylindrical surfaces are arranged parallel to the longitudinal axis of the pistons, so that the pistons are threaded into the receiving shells parallel to the axis of rotation of the drive flange during assembly. When the pistons are tilted to the working angle, the piston heads are locked in the mounting shells. In the case of bent axis machines designed as adjusting machines, however, with such a locking of the pistons in the receiving shells, the problem can arise that the overlap of the spherical heads in the receiving shells becomes too small as the pivoting angle of the cylinder drum decreases. Therefore, such locks of the ball heads of the pistons in the drive flange are only suitable to a limited extent for adjusting machines with a variable pivot angle of the cylinder drum. These locks are not suitable for adjusting machines with a swivel angle of 0 °, since the pistons can no longer be securely held in the receiving shells and can fall out of the receiving shells.

Bei der DE 40 24 319 A1 und der EP 0 697 520 B1 sind die zylindrischen Flächen schräg zur Längsachse der Kolben angeordnet, wobei der Neigungswinkel der zylindrischen Flächen derart ausgeführt ist, dass dieser Winkel im Betrieb der Axialkolbenmaschine nicht auftritt. Dadurch ist diese Arretierung für Verstellmaschinen geeignet und ermöglicht auch bei einem Schwenkwinkel von 0° Grad eine Arretierung der Kolben in den Aufnahmeschalen des Triebflansches. Zur Montage der Kolben in dem Triebflansch müssen die Kolben entsprechend stark gekippt werden, so dass es erforderlich werden kann, an jeder Aufnahmeschale eine aufwändig herzustellende Aussparung als Freiarbeitung für die Kolbenstange des Kolbens vorzusehen. Je nach Montagewinkel der Kolben kann sich diese für die Montage der Kolben erforderliche Aussparung an der Aufnahmeschale des Triebflansches bis zu dem Kugeläquator erstrecken, wodurch die kugelkalottenförmige Aufnahmeschale in der Fläche entsprechend stark verringert wird.In the DE 40 24 319 A1 and the EP 0 697 520 B1 the cylindrical surfaces are arranged obliquely to the longitudinal axis of the pistons, the angle of inclination of the cylindrical surfaces being designed such that this angle does not occur when the axial piston machine is in operation. This means that this locking device is suitable for adjusting machines and enables the pistons to be locked in the receiving shells of the drive flange even at a pivot angle of 0 °. To mount the pistons in the drive flange, the pistons have to be tilted correspondingly strongly, so that it may be necessary to provide a recess, which is complex to produce, as a clearance for the piston rod of the piston on each receiving shell. Depending on the mounting angle of the piston, this recess required for mounting the piston on the receiving shell of the drive flange can extend as far as the spherical equator, whereby the spherical cap-shaped receiving shell is correspondingly greatly reduced in area.

Bei den aus der EP 0 567 805 B1 , der EP 1 071 884 B1 , der DE 40 24 319 A1 und der EP 0 697 520 B1 bekannten Axialkolbenmaschinen ergibt sich durch die Umschlingung der kugelkalottenförmigen Aufnahmeschalen von größer als 180° Grad eine entsprechende große Dicke des Triebflansches. Dies führt zu einem entsprechenden Bauraumbedarf in axialer Richtung der Axialkolbenmaschine, da die rotierende Zylindertrommel mit der die Kolbenaustrittsöffnungen enthaltenden Stirnseite nicht an die Stirnseite des Triebflansches anschlagen darf, in der die Aufnahmeschalen angeordnet sind. Bei der WO 2004/109107 A1 führt die Niederhalteplatte zu einer Vergrößerung des Bauraums in axialer Richtung der Axialkolbenmaschine. Der Bauraumbedarf für die Niederhalteplatte bzw. für den Triebflansch in axialer Richtung vergrößert die Abmessungen der bekannten Axialkolbenmaschine in axialer Richtung, wodurch sich ein erhöhter Bauraumbedarf für den Einbau der Axialkolbenmaschine in einem Fahrzeug ergibt.With those from the EP 0 567 805 B1 , the EP 1 071 884 B1 , the DE 40 24 319 A1 and the EP 0 697 520 B1 Known axial piston machines, by wrapping the spherical cap-shaped receiving shells of greater than 180 degrees, a correspondingly large thickness of the drive flange results. This leads to a corresponding installation space requirement in the axial direction of the axial piston machine, since the rotating cylinder drum with the end face containing the piston outlet openings must not strike the end face of the drive flange in which the receiving shells are arranged. In the WO 2004/109107 A1 the hold-down plate leads to an increase in the installation space in the axial direction of the axial piston machine. The space requirement for the hold-down plate or for the drive flange in the axial direction increases the dimensions of the known axial piston machine in the axial direction, which results in an increased space requirement for the installation of the axial piston machine in a vehicle.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfügung zu stellen, die eine technisch einfache Arretierung der Kolben im Triebflansch und eine Verringerung der axialen Abmessungen der Axialkolbenmaschine ermöglichen.The present invention is based on the object of providing a bent-axis axial piston machine of the type mentioned at the outset and a method for producing it, which enable the pistons to be locked in a technically simple manner in the drive flange and the axial dimensions of the axial piston machine to be reduced.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kugelkopf durch mindestens einen Sicherungsring, der durch einen axialen Freistich in eine an einen Kugeläquator des Kugelkopfes angrenzende Nut der Aufnahmeschale eingefädelt ist, in der Aufnahmeschale gehalten wird.In terms of the device, this object is achieved according to the invention in that the spherical head is held in the receiving shell by at least one retaining ring which is threaded through an axial undercut into a groove in the receiving shell adjacent to a spherical equator of the spherical head.

Der Kugelkopf des Kolbens wird also durch einen in einer Nut innerhalb der Aufnahmeschale angeordneten Sicherungsring niedergehalten. Somit kann auf eine zusätzliche Niederhalteplatte, die von außen mit mehreren Schrauben an der Stirnseite des Triebflansches angeschraubt werden muss, verzichtet werden. Die erfindungsgemäße Lösung der Kolbenniederhaltung kann also kompakt mit geringem Bauraumbedarf in axialer Richtung und kostengünstig ausgeführt werden. Durch den so erzielten geringeren Abstand zwischen Triebflansch und Zylindertrommel können die Abmessungen der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine in axialer Richtung verringert werden und es kann die Leistungsdichte der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine gesteigert werden.The ball head of the piston is thus held down by a locking ring arranged in a groove within the receiving shell. This means that there is no need for an additional hold-down plate, which has to be screwed onto the face of the drive flange from the outside with several screws. The solution of the piston hold-down according to the invention can therefore be implemented in a compact manner with little space requirement in the axial direction and at low cost. As a result of the smaller distance between the drive flange and cylinder drum achieved in this way, the dimensions of the axial piston machine according to the invention can be reduced in the axial direction and the power density of the axial piston machine according to the invention can be increased.

Zweckmäßigerweise ist der axiale Freistich zum Einfädeln des Sicherungsrings zylindertrommelseitig vorgesehen. Der Freistich ist somit an der der Zylindertrommel zugewandten Stirnseite des Triebflansches angeordnet und erstreckt sich in axialer Richtung von der der Zylindertrommel zugewandten Stirnseite des Triebflansches bis zu der Nut, in die der Sicherungsring eingefädelt werden kann. Somit kann der Sicherungsring auf einfache Weise von der der Zylindertrommel zugewandten Stirnseite des Triebflansches in die Aufnahmeschale eingesetzt werden.The axial undercut for threading in the locking ring is expediently provided on the cylinder drum side. The undercut is thus arranged on the end face of the drive flange facing the cylinder drum and extends in the axial direction from the end face of the drive flange facing the cylinder drum to the groove into which the locking ring can be threaded. The locking ring can thus be inserted into the receiving shell in a simple manner from the end face of the drive flange facing the cylinder drum.

Außerdem grenzt die Nut vorteilhafterweise zylindertrommelseitig an den Kugeläquator des Kugelkopfes an. Stellt man sich die Axialkolbenmaschine in einer Ansicht vor, in der die Axialkolbenmaschine vertikal ausgerichtet und die Zylindertrommel über dem Triebflansch angeordnet ist, grenzt also die Nut von oben an den Kugeläquator des Kugelkopfes an. Somit wird der Kugelkopf durch den in die Nut eingefädelten Sicherungsring nach unten gedrückt, so dass er durch die Kolbenbewegung nicht nach oben aus der Aufnahmeschale herausgezogen werden kann.In addition, the groove advantageously adjoins the spherical equator of the spherical head on the cylinder drum side. If one imagines the axial piston machine in a view in which the axial piston machine is aligned vertically and the cylinder drum is arranged above the drive flange, the groove therefore adjoins the spherical equator of the spherical head from above. Thus, the ball head is pressed down by the locking ring threaded into the groove so that it cannot be pulled up out of the receiving shell by the piston movement.

Dabei ist der Kugeläquator zweckmäßigerweise senkrecht zur Rotationsachse der Triebwelle ausgerichtet.The spherical equator is expediently aligned perpendicular to the axis of rotation of the drive shaft.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Sicherungsring als geschlitzter Ring ausgebildet. Somit kann der Sicherungsring mit dem Schlitz über den Freistich in die Nut der Aufnahmeschale eingefädelt werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the locking ring is designed as a slotted ring. Thus, the locking ring with the slot can be threaded into the groove of the receiving shell via the undercut.

Eine andere vorteilhafte Variante sieht vor, dass der Sicherungsring als mehrlagiger, spiralförmiger Ring ausgebildet ist. Dadurch kann der Sicherungsring mit einem Spiralende in die Nut eingefädelt und durch Drehen des Sicherungsrings in die Aufnahmeschale eingedreht werden.Another advantageous variant provides that the locking ring is designed as a multi-layer, spiral ring. This allows the locking ring with one spiral end to be threaded into the groove and screwed into the receiving shell by turning the locking ring.

Man kann sich also das Prinzip des Sicherungsrings wie das eines Schlüsselrings eines Schlüsselanhängers vorstellen, bei dem der Schlüsselring in eine Aufnahmeöffnung des Schlüssels eingefädelt und durch Verdrehen befestigt wird.The principle of the locking ring can therefore be imagined as that of a key ring on a key fob, in which the key ring is threaded into a receiving opening in the key and secured by twisting it.

Vorzugsweise ist die Nut mit einem Hinterschnitt versehen, um den Sicherungsring stabil in der Aufnahmeschale zu verankern. Mit dem Hinterschnitt wird der in der Nut angeordnete Sicherungsring in axialer Richtung in Richtung zur Zylindertrommel gehalten.The groove is preferably provided with an undercut in order to anchor the locking ring in a stable manner in the receiving shell. With the undercut, the locking ring arranged in the groove is held in the axial direction in the direction of the cylinder drum.

Um den Kugelkörper zuverlässig mittels des Sicherungsrings in der Aufnahmeschale zu halten, weist der Sicherungsring bevorzugt eine Innenseite auf, die an die Kugelform des Kugelkopfes angepasst ist. Die Innenseite des Sicherungsrings bildet also die Sphärik der Kugel ab. Hierzu kann der Sicherungsring auf der Innenseite entsprechend der Sphärik des Kugelkopfes nachgearbeitet sein.In order to hold the spherical body reliably in the receiving shell by means of the securing ring, the securing ring preferably has an inside which is adapted to the spherical shape of the spherical head. The inside of the locking ring thus forms the Spherics of the ball. For this purpose, the retaining ring can be reworked on the inside according to the spherical shape of the ball head.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Sicherungsring mittels mindestens einer, in die Stirnseite des Triebflansches eingedrehten, Schraube, deren Schraubenkopf einen Abschnitt des Sicherungsrings überdeckt, gegen Herausdrehen gesichert. Dadurch wird verhindert, dass sich der Sicherungsring beim Betrieb der Axialkolbenmaschine aus der Nut herausdrehen kann.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the locking ring is secured against unscrewing by means of at least one screw screwed into the end face of the drive flange, the screw head of which covers a section of the locking ring. This prevents the locking ring from turning out of the groove during operation of the axial piston machine.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine der beschriebenen Art.The invention also relates to a method for producing a hydrostatic axial piston machine of the type described.

Bei dem Verfahren wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Halterung des Kugelkopfes in der Aufnahmeschale der Sicherungsring durch den axialen Freistich in die an den Kugeläquator des Kugelkopfes angrenzende Nut der Aufnahmeschale eingefädelt und anschließend durch Eindrehen einer Schraube, deren Schraubenkopf einen Abschnitt des Sicherungsrings überdeckt, in die Stirnseite des Triebflansches gegen Herausdrehen gesichert wird.In the method, the object is achieved by threading the locking ring through the axial undercut into the groove of the receiving shell adjacent to the spherical equator of the spherical head and then screwing in a screw whose screw head covers a section of the locking ring to hold the ball head in the receiving shell is secured against unscrewing in the face of the drive flange.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen

  • 1 eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise nach dem Stand der Technik im Längsschnitt,
  • 2 eine Draufsicht auf die Stirnseite des Triebflansches der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine,
  • 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B der 2,
  • 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A der 2,
  • 5 eine Detailansicht des Bereichs C der 4 und
  • 6 eine Detailansicht des Sicherungsrings.
Further advantages and details of the invention are explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the schematic figures. Show here
  • 1 an axial piston machine in bent axis design according to the state of the art in longitudinal section,
  • 2 a plan view of the end face of the drive flange of the axial piston machine according to the invention,
  • 3 a section along the line BB of 2 ,
  • 4th a section along the line AA of 2 ,
  • 5 a detailed view of the area C of the 4th and
  • 6 a detailed view of the locking ring.

In den verschiedenen Figuren sind dieselben Bauteile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.The same components are denoted by the same reference numbers in the various figures.

In 1 ist eine hydrostatische Axialkolbenmaschine 1 in Schrägachsenbauweise nach dem Stand der Technik im Längsschnitt dargestellt. Die Axialkolbenmaschine 1 weist ein Gehäuse 2 auf. In dem Gehäuse 2 sind ein Triebflansch 3 und eine Triebwelle 4 um eine Rotationsachse Rt drehbar angeordnet. Der Triebflansch 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig an der Triebwelle 4 ausgebildet, d.h. die Triebwelle 4 ist mit dem Triebflansch 3 versehen.In 1 is a hydrostatic axial piston machine 1 Shown in bent axis construction according to the prior art in longitudinal section. The axial piston machine 1 has a housing 2 on. In the case 2 are a drive flange 3 and a drive shaft 4th arranged rotatably about an axis of rotation Rt. The drive flange 3 is in the illustrated embodiment in one piece on the drive shaft 4th formed, ie the drive shaft 4th is with the drive flange 3 Mistake.

Axial benachbart zu dem Triebflansch 3 ist eine Zylindertrommel 7 in dem Gehäuse 2 angeordnet, die um eine Rotationsachse Rz drehbar angeordnet und mit mehreren Kolbenausnehmungen 8 versehen ist, die konzentrisch zu der Rotationsachse Rz der Zylindertrommel 7 angeordnet sind. In jeder Kolbenausnehmung 8 ist ein Kolben 10 längsverschiebbar angeordnet.Axially adjacent to the drive flange 3 is a cylinder drum 7th in the case 2 arranged, which are arranged rotatably about an axis of rotation Rz and with a plurality of piston recesses 8th is provided, which is concentric to the axis of rotation Rz of the cylinder drum 7th are arranged. In every piston recess 8th is a piston 10 Arranged longitudinally displaceable.

Die Triebwelle 4 ist an dem triebflanschseitigen Ende mit einem Drehmomentübertragungsmittel 12, beispielsweise einer Keilverzahnung, zum Einleiten eines Antriebsdrehmoments bzw. zum Abgriff eines Abtriebsdrehmoments ausgeführt.The drive shaft 4th is at the drive flange end with a torque transmission means 12 , for example a spline, designed to initiate a drive torque or to tap an output torque.

Die Kolben 10 sind jeweils an dem Triebflansch 3 gelenkig befestigt. Hierzu ist zwischen dem jeweiligen Kolben 10 und dem Triebflansch 3 jeweils eine als sphärisches Gelenk ausgebildete Kugelgelenkverbindung 20 ausgebildet. Die Gelenkverbindung 20 wird von einem Kugelkopf 10a des Kolbens 10 und einer kugelkalottenförmigen und somit hohlkugelförmigen Aufnahmeschale 3a in der der Zylindertrommel 7 zugewandten Stirnseite 3b des Triebflansches 3 gebildet. In der Aufnahmeschale 3a ist der Kolben 10 mit dem Kugelkopf 10a befestigt.The pistons 10 are each on the drive flange 3 articulated. This is between the respective piston 10 and the drive flange 3 each a spherical joint designed as a spherical joint 20th educated. The articulation 20th is held by a ball head 10a of the piston 10 and a spherical cap-shaped and thus hollow-spherical receiving shell 3a in that of the cylinder drum 7th facing front side 3b of the drive flange 3 educated. In the cradle 3a is the piston 10 with the ball head 10a attached.

Die Befestigung der Kolben 10 in den Aufnahmeschalen 3a wird bei der Axialkolbenmaschine 1 nach dem Stand der Technik durch eine Niederhalteplatte 11 gewährleistet, die mit mehreren Schrauben 9 mit dem Triebflansch 3 verschraubt ist. Die Niederhalteplatte 11 und deren Befestigung mittels der Schrauben 9 führt zu zusätzlichem Bauaufwand und vergrößert den axialen Bauraum des Triebflansches 3 in Richtung zur Zylindertrommel 7, wodurch sich die Abmessungen des gesamten Triebwerks vergrößern. Daraus resultieren ein gesteigerter Bauraumbedarf für die Integration z. B. in eine mobile Arbeitsmaschine sowie höhere Kosten für das im Verhältnis entsprechend größere Gehäuse 2.The attachment of the pistons 10 in the cradles 3a is used in the axial piston machine 1 according to the prior art by a hold-down plate 11 ensured that with multiple screws 9 with the drive flange 3 is screwed. The hold-down plate 11 and their fastening by means of the screws 9 leads to additional construction costs and increases the axial installation space of the drive flange 3 towards the cylinder drum 7th , thereby increasing the dimensions of the entire engine. This results in an increased space requirement for the integration z. B. in a mobile work machine and higher costs for the proportionally larger housing 2 .

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß bei der Axialkolbenmaschine 1 durch die in den 2 bis 6 dargestellte Lösung zur Befestigung der Kolben 10 in den Aufnahmeschalen 3a gelöst.According to the invention, these disadvantages become apparent in the case of the axial piston machine 1 through those in the 2 to 6 solution shown for fastening the piston 10 in the cradles 3a solved.

Die 2 zeigt eine Draufsicht auf die der Zylindertrommel 7 zugewandte Stirnseite 3b des an der Triebwelle 4 ausgebildeten Triebflansches 3 der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1. In der Aufnahmeschale 3a ist der Kolben 10 mit dem Kugelkopf 10a gelenkig angeordnet. Zur Niederhaltung des Kolbens 10 ist der Sicherungsring 13 vorgesehen, der in eine Nut 16 in der Aufnahmeschale 3a eingefädelt ist. Der Sicherungsring 13 ist mittels einer, in die der Zylindertrommel 7 zugewandten Stirnseite 3b des Triebflansches 3 eingedrehten, Schraube 14, deren Schraubenkopf 15 einen Abschnitt des Sicherungsrings 13 überdeckt, gegen Herausdrehen gesichert. Dadurch wird verhindert, dass sich der Sicherungsring 13 beim Betrieb der Axialkolbenmaschine 1 aus der Nut herausdreht.The 2 shows a plan view of that of the cylinder drum 7th facing front side 3b on the drive shaft 4th trained drive flange 3 the axial piston machine according to the invention 1 . In the cradle 3a is the piston 10 with the ball head 10a articulated. To hold down the piston 10 is the locking ring 13 provided in a groove 16 in the cradle 3a is threaded. The locking ring 13 is by means of one in which the cylinder drum 7th facing front side 3b of the drive flange 3 screwed in, screw 14th , whose screw head 15th a portion of the locking ring 13 covered, secured against unscrewing. This will prevent the locking ring from moving 13 when operating the axial piston machine 1 out of the groove.

Die 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie B-B der 2. In dieser Schnittdarstellung ist auch die Nut 16 in der Aufnahmeschale 3a zu erkennen. In diese Nut 16 kann der Sicherungsring 13 durch einen axialen Freistich 18 im Triebflansch 3 eingefädelt und in die Nut 16 eingedreht werden. Die Innenseite des Sicherungsrings 13 bildet die Sphärik der Kugel des Kugelkopfes 10a des Kolbens 10 ab, der in der Aufnahmeschale 3a gelenkig befestigt ist. Die Nut 16 grenzt an den Kugeläquator 17 des Kugelkopfes 10a an und ist auf der der Zylindertrommel 7 zugwandten Seite angeordnet. Um ein Herausdrehen des Sicherungsrings 13 aus der Nut 16 im Betrieb der Axialkolbenmaschine 1 zu verhindern, ist der Sicherungsring 13 durch die Schraube 14 gesichert. Die Schraube 14 ist in die Stirnseite 3b des Triebflansches 3 so eingeschraubt, dass der Schraubkopf 15 einen Abschnitt des Sicherungsrings 13 überdeckt. Die Schraube 14 ist hierzu im Bereich des Freistichs 18 angeordnet.The 3 shows a section along the line BB of FIG 2 . The groove is also in this sectional view 16 in the cradle 3a to recognize. In this groove 16 can the locking ring 13 through an axial undercut 18th in the drive flange 3 threaded and into the groove 16 be screwed in. The inside of the locking ring 13 forms the sphere of the ball of the ball head 10a of the piston 10 from the one in the cradle 3a is articulated. The groove 16 borders the spherical equator 17th of the ball head 10a on and is on that of the cylinder drum 7th facing side arranged. To unscrew the locking ring 13 out of the groove 16 during operation of the axial piston machine 1 to prevent is the locking ring 13 through the screw 14th secured. The screw 14th is in the front 3b of the drive flange 3 screwed in so that the screw head 15th a portion of the locking ring 13 covered. The screw 14th is in the area of the undercut 18th arranged.

Die 4 zeigt einen entsprechenden Schnitt entlang der Linie A-A der 2. Dabei ist der Bereich um die Nut 16 und den Sicherungsring 13 mit der Ziffer C bezeichnet.The 4th shows a corresponding section along the line AA of FIG 2 . This is the area around the groove 16 and the locking ring 13 marked with the number C.

In der 5 ist eine Detailansicht des Bereichs C der 4 in einer vergrößerten Darstellung dargestellt. Der mehrlagige, spiralförmige Sicherungsring 13 ist in die Nut 16, die einen Hinterschnitt aufweist, in der vorliegenden Darstellung von oben her eingefädelt. Der Hinterschnitt ist von einer Nutwand 16b der Nut 16 gebildet, die der Zylindertrommel 7 zugewandt ist, so dass der in der Nut 13 angeordnete Sicherungsring 16 in axialer Richtung durch die Nutwand 16b in Richtung zur Zylindertrommel 7 gesichert ist.In the 5 FIG. 3 is a detailed view of area C of FIG 4th shown in an enlarged view. The multi-layer, spiral-shaped locking ring 13 is in the groove 16 , which has an undercut, threaded in the present illustration from above. The undercut is from a groove wall 16b the groove 16 formed that of the cylinder drum 7th facing so that the one in the groove 13 arranged retaining ring 16 in the axial direction through the groove wall 16b towards the cylinder drum 7th is secured.

Der axiale Freistich 18 ist an der der Zylindertrommel 7 zugewandten Stirnseite 3b des Triebflansches 3 angeordnet und erstreckt sich in axialer Richtung von der der Zylindertrommel 7 zugewandten Stirnseite 3b des Triebflansches 3 bis zu der Nut 16. The axial undercut 18th is at that of the cylinder drum 7th facing front side 3b of the drive flange 3 arranged and extends in the axial direction from that of the cylinder drum 7th facing front side 3b of the drive flange 3 up to the groove 16 .

Der Freistich 18 entfernt somit die Nutwand 16b über einen definierten Umfangsbereich, so dass im Bereich des Freistichs 18 die Nut 16 keine den Hinterschnitt bildende Nutwand 16b aufweist. In Umfangsrichtung ist der Freistich 18 - wie aus der 2 ersichtlich ist - derart dimensioniert, dass der Sicherungsring 13 in die Nut 16 eingefädelt und eingedreht werden kann.The undercut 18th thus removes the groove wall 16b over a defined circumferential area, so that in the area of the undercut 18th the groove 16 no groove wall forming the undercut 16b having. The undercut is in the circumferential direction 18th - like from the 2 can be seen - dimensioned such that the locking ring 13 into the groove 16 can be threaded and screwed in.

Die 6 zeigt eine Detailansicht des Sicherungsrings 13, der als mehrlagiger, spiralförmiger und geschlitzter Ring 13 ausgebildet ist.The 6 shows a detailed view of the locking ring 13 , as a multi-layer, spiral and slotted ring 13 is trained.

Zur Befestigung des Kugelkopfes 10a des Kolbens 10 in der Ausnehmung 3a wird der geschlitzte Sicherungsring 13 mittels des Schlitzes über den axialen Freistich 18 in die Nut 16 eingefädelt und eingedreht. Anschließend kann die Schraube 14 befestigt werden, die ein Herausdrehen des Sicherungsringes 13 aus der Nut 16 verhindert.For fastening the ball head 10a of the piston 10 in the recess 3a becomes the slotted locking ring 13 by means of the slot over the axial undercut 18th into the groove 16 threaded and screwed in. Then the screw 14th be fastened that unscrew the locking ring 13 out of the groove 16 prevented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2004/109107 A1 [0005, 0009]WO 2004/109107 A1 [0005, 0009]
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Claims (10)

Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) in Schrägachsenbauweise mit einer um eine Rotationsachse (Rt) drehbar innerhalb eines Gehäuses (2) angeordneten Triebwelle (4), mit einem um die Rotationsachse (Rt) drehbar innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Triebflansch (3) und mit einer um eine Rotationsachse (Rz) drehbar innerhalb des Gehäuses (2) der Axialkolbenmaschine (1) angeordneten Zylindertrommel (7), wobei die Zylindertrommel (7) mit mehreren Kolbenausnehmungen (8) versehen ist, in denen jeweils ein Kolben (10) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei die Kolben (10) an dem Triebflansch (3) gelenkig befestigt sind und zur gelenkigen Befestigung der Kolben (10) an dem Triebflansch (3) jeweils eine Kugelgelenkverbindung (20) vorgesehen ist, die aus einer kugelkalottenförmigen Aufnahmeschale (3a) in einer Stirnseite (3b) des Triebflansches (3) und einem Kugelkopf (10a) gebildet ist, der mit dem Kolben (10) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (10a) durch mindestens einen Sicherungsring (13), der durch einen axialen Freistich (18) in eine an einen Kugeläquator (17) des Kugelkopfes (10a) angrenzende Nut (16) der Aufnahmeschale (3a) eingefädelt ist, in der Aufnahmeschale (3a) gehalten wird.Hydrostatic axial piston machine (1) of bent axis design with a drive shaft (4) rotatably arranged about an axis of rotation (Rt) within a housing (2), with a drive flange (3) rotatable about the axis of rotation (Rt) within the housing (2) and with a cylinder drum (7) rotatably around an axis of rotation (Rz) within the housing (2) of the axial piston machine (1), the cylinder drum (7) being provided with several piston recesses (8) in each of which a piston (10) is arranged longitudinally displaceable is, wherein the pistons (10) are articulated to the drive flange (3) and for the articulated attachment of the pistons (10) to the drive flange (3) a ball joint connection (20) is provided, which consists of a spherical cap-shaped receiving shell (3a) in an end face (3b) of the drive flange (3) and a spherical head (10a) which is in operative connection with the piston (10), characterized in that the spherical head (10a) through at least one locking ring (13), which is threaded through an axial undercut (18) into a groove (16) of the receiving shell (3a) adjoining a spherical equator (17) of the spherical head (10a), is held in the receiving shell (3a). Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Freistich (18) zylindertrommelseitig vorgesehen ist.Hydrostatic axial piston machine (1) according to Claim 1 , characterized in that the axial undercut (18) is provided on the cylinder drum side. Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) zylindertrommelseitig an den Kugeläquator (17) des Kugelkopfes (10a) angrenzt.Hydrostatic axial piston machine (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the groove (16) on the cylinder drum side is adjacent to the spherical equator (17) of the spherical head (10a). Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugeläquator (17) senkrecht zur Rotationsachse (Rt) ausgerichtet ist.Hydrostatic axial piston machine (1) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the spherical equator (17) is oriented perpendicular to the axis of rotation (Rt). Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (13) als geschlitzter Ring ausgebildet ist.Hydrostatic axial piston machine (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the locking ring (13) is designed as a slotted ring. Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (13) als mehrlagiger, spiralförmiger Ring ausgebildet ist.Hydrostatic axial piston machine (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the retaining ring (13) is designed as a multi-layer, spiral ring. Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) mit einem Hinterschnitt versehen ist.Hydrostatic axial piston machine (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the groove (16) is provided with an undercut. Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (13) eine Innenseite aufweist, die an die Kugelform des Kugelkopfes (10a) angepasst ist.Hydrostatic axial piston machine (1) according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the locking ring (13) has an inner side which is adapted to the spherical shape of the ball head (10a). Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (13) mittels mindestens einer, in die Stirnseite (3b) des Triebflansches (3) eingedrehten, Schraube (14), deren Schraubenkopf (15) einen Abschnitt des Sicherungsrings (13) überdeckt, gegen Herausdrehen gesichert ist.Hydrostatic axial piston machine (1) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the locking ring (13) is secured against unscrewing by means of at least one screw (14) screwed into the end face (3b) of the drive flange (3), the screw head (15) of which covers a section of the locking ring (13) . Verfahren zur Herstellung einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Halterung des Kugelkopfes (10a) in der Aufnahmeschale (3a) der Sicherungsring (13) durch den axialen Freistich (18) in die an den Kugeläquator (17) des Kugelkopfes (10a) angrenzende Nut (16) der Aufnahmeschale (3a) eingefädelt wird und anschließend der in der Nut (16) angeordnete Sicherungsring (13) durch Eindrehen einer Schraube (14), deren Schraubenkopf (15) einen Abschnitt des Sicherungsrings (13) überdeckt, in die Stirnseite (3b) des Triebflansches (3) gegen Herausdrehen aus der Nut (16) gesichert wird.Method for producing a hydrostatic axial piston machine (1) according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that to hold the ball head (10a) in the receiving shell (3a) the locking ring (13) through the axial undercut (18) into the groove (16) of the receiving shell adjacent to the spherical equator (17) of the spherical head (10a) (3a) is threaded and then the locking ring (13) arranged in the groove (16) by screwing in a screw (14), the screw head (15) of which covers a section of the locking ring (13), into the end face (3b) of the drive flange ( 3) is secured against unscrewing from the groove (16).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113738640A (en) * 2021-09-02 2021-12-03 厦门大学 Controllable electromagnetic composite supporting axial plunger pump swash plate-piston shoe assembly

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