DE102019120533A1 - 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 zur Niederhaltung des Kugelkopfes (10a) im Triebflansch (3) ein geschlossener Ring (13) mit einer am Außendurchmesser des Rings (13) umlaufenden Ring-Nut (18) derart in die Aufnahmeschale (3a) eingesetzt ist, dass die Ring-Nut (18) einer am Innendurchmesser der Aufnahmeschale (3a) verlaufenden, an einen Kugeläquator (17) des Kugelkopfes (10a) angrenzenden Schalen-Nut (16) gegenüber liegt, und der geschlossene Ring (13) mittels eines Drahtes (14), welcher einerseits in der Ring-Nut (18) und andererseits in der Schalen-Nut (16) geführt ist, in der Aufnahmeschale (3a) axial gesichert ist.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, to hold down the ball head (10a) in the drive flange (3), a closed ring (13) with an annular groove (18) running around the outer diameter of the ring (13) is inserted into the receiving shell (3a) in such a way that the ring groove (18) is opposite a shell groove (16) running on the inside diameter of the receiving shell (3a) and adjoining a spherical equator (17) of the spherical head (10a), and the closed ring (13) by means of a wire (14) ), which is guided on the one hand in the annular groove (18) and on the other hand in the shell groove (16), is axially secured in the receiving shell (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
Um den Bauaufwand für die zusätzliche Niederhalteplatte zu vermeiden, ist es bereits aus der
Bei der
Bei der
Bei den aus der
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 zur Niederhaltung des Kugelkopfes im Triebflansch ein geschlossener Ring mit einer am Außendurchmesser des Rings umlaufenden Ring-Nut derart in die Aufnahmeschale eingesetzt ist, dass die Ring-Nut einer am Innendurchmesser der Aufnahmeschale verlaufenden, an einen Kugeläquator des Kugelkopfes angrenzenden Schalen-Nut gegenüber liegt, und der geschlossene Ring mittels eines Drahtes, welcher einerseits in der Ring-Nut und andererseits in der Schalen-Nut geführt ist, in der Aufnahmeschale axial gesichert ist.In terms of the device, this object is achieved according to the invention in that, to hold down the ball head in the drive flange, a closed ring with an annular groove running around the outer diameter of the ring is inserted into the receiving shell in such a way that the ring groove of a spherical equator running on the inner diameter of the receiving shell of the ball head adjacent shell groove is opposite, and the closed ring is axially secured in the receiving shell by means of a wire which is guided on the one hand in the ring groove and on the other hand in the shell groove.
Der Kugelkopf des Kolbens wird also durch einen geschlossenen Ring mit umlaufender Ring-Nut niedergehalten, wobei der Ring mittels eines Drahtes, der zur Hälfte in die Ring-Nut und zur anderen Hälfte in die Schalen-Nut eintaucht, innerhalb der Aufnahmeschale axial gesichert ist. 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 held down by a closed ring with a circumferential ring groove, the ring being axially secured within the receiving shell by means of a wire that is half immersed in the ring groove and the other half in the shell groove. 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.
Bevorzugt weist der Ring eine radiale Bohrung auf, in die ein Endbereich des Drahtes einhängbar ist. Somit kann durch einfaches Drehen des Rings in Umfangsrichtung der Draht in die Nuten gezogen werden, um den Ring axial zu fixieren.The ring preferably has a radial bore into which an end region of the wire can be suspended. Thus, by simply rotating the ring in the circumferential direction, the wire can be drawn into the grooves in order to fix the ring axially.
Um das Einhängen des Drahtes in die radiale Bohrung des Rings zu erleichtern, ist der Endbereich des Drahtes vorteilhafterweise abgewinkelt.In order to facilitate the hanging of the wire in the radial bore of the ring, the end region of the wire is advantageously angled.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist stirnseitig im Triebflansch eine Triebflansch-Nut eingearbeitet, über die der Draht von außerhalb des Triebflansches in die Ring-Nut des Rings und die Schalen-Nut der Aufnahmeschale einfädelbar ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, a drive flange groove is incorporated into the front face of the drive flange, via which the wire can be threaded from outside the drive flange into the ring groove of the ring and the shell groove of the receiving shell.
Dabei ist die Triebflansch-Nut zweckmäßigerweise mittig zu dem Teilkreis der Aufnahmeschalen angeordnet. Auf diese Weise sind zwei benachbarte Aufnahmeschalen über eine gemeinsame Triebflansch-Nut für das Einhängen des Drahtes in die Bohrung des Rings zugänglich.The drive flange groove is expediently arranged in the center of the pitch circle of the receiving shells. In this way, two adjacent receiving shells are accessible via a common drive flange groove for hooking the wire into the bore of the ring.
Um den Draht durch Drehen des Ringes in die beiden Nuten ziehen zu können, weist der Ring bevorzugt mindestens zwei axial eingearbeitete Mitnahme-Nuten auf, in die ein Drehwerkzeug eingreifen kann, mittels dessen der Ring in seiner Umfangsrichtung drehbar ist.In order to be able to pull the wire into the two grooves by turning the ring, the ring preferably has at least two axially machined driving grooves into which a turning tool can engage, by means of which the ring can be rotated in its circumferential direction.
Vorteilhafterweise grenzt die Schalen-Nut 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 Schalen-Nut von oben an den Kugeläquator des Kugelkopfes an. Somit wird der Kugelkopf durch den in die Schalen-Nut eingesetzten und mittels des Drahtes fixierten Ring nach unten gedrückt, so dass er durch die Kolbenbewegung nicht nach oben aus der Aufnahmeschale herausgezogen werden kann.The shell 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 shell groove adjoins the spherical equator of the spherical head from above. Thus, the ball head is pressed down by the ring inserted into the shell groove and fixed by means of the wire, 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.
Um den Kugelkörper zuverlässig mittels des Rings in der Aufnahmeschale zu halten, weist der Ring bevorzugt eine Innenseite auf, die an die Kugelform des Kugelkörpers angepasst ist. Die Innenseite des Rings bildet also die Sphärik der Kugel ab. Hierzu kann der Ring auf der Innenseite entsprechend der Sphärik des Kugelkopfes ausgeführt sein.In order to hold the spherical body reliably in the receiving shell by means of the ring, the ring preferably has an inside which is adapted to the spherical shape of the spherical body. The inside of the ring thus forms the sphere of the ball. For this the ring can be designed on the inside according to the spherical shape of the ball head.
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 Niederhaltung des Kugelkopfes in der Aufnahmeschale ein geschlossener Ring mit einer am Außendurchmesser des Rings umlaufenden Ring-Nut derart in die Aufnahmeschale eingesetzt wird, dass die Ring-Nut einer am Innendurchmesser der Aufnahmeschale verlaufenden, an einen Kugeläquator des Kugelkopfes angrenzenden Schalen-Nut gegenüber liegt, ein Endbereich eines Drahtes in eine radiale Bohrung des Rings eingehängt wird, und der Draht durch Drehen des Rings in Umfangsrichtung gleichzeitig einerseits in die Ring-Nut und andererseits in die Schalen-Nut gezogen wird, wodurch der Ring in der Aufnahmeschale axial gesichert wird.In the method, the object is achieved in that, to hold down the ball head in the receiving shell, a closed ring with an annular groove running around the outer diameter of the ring is inserted into the receiving shell in such a way that the ring groove of a ring running on the inner diameter of the receiving shell, on a spherical equator of the spherical head adjacent shell groove is opposite, an end portion of a wire is hooked into a radial bore of the ring, and the wire is pulled by rotating the ring in the circumferential direction at the same time on the one hand in the ring groove and on the other hand in the shell groove , whereby the ring is axially secured in the receiving shell.
Vorzugsweise wird der Draht über eine stirnseitig im Triebflansch eingearbeitete Triebflansch-Nut von außerhalb des Triebflansches in die Ring-Nut des Rings und die Schalen-Nut der Aufnahmeschale eingefädelt.The wire is preferably threaded into the ring groove of the ring and the shell groove of the receiving shell from outside the drive flange via a drive flange groove machined into the drive flange.
Zweckmäßigerweise wird der Ring mittels eines Drehwerkzeugs, das in mindestens zwei axial eingearbeitete Mitnahme-Nuten eingreift, in seiner Umfangsrichtung gedreht.The ring is expediently rotated in its circumferential direction by means of a turning tool which engages in at least two axially machined driving grooves.
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 der2 , -
4 einen Schnitt entlang der Linie A-A der2 , -
5 eine Detailansicht des Bereichs D der4 und -
6 eine Detailansicht des geschlossenen Rings.
-
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 of2 , -
4th a section along the line AA of2 , -
5 a detailed view of the area D of4th and -
6 a detailed view of the closed 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
Axial benachbart zu dem Triebflansch
Die Triebwelle
Die Kolben
Die Befestigung der Kolben
Diese Nachteile werden erfindungsgemäß bei der Axialkolbenmaschine
Die
Die
Die
In der
Die
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2004/109107 A1 [0005, 0009]WO 2004/109107 A1 [0005, 0009]
- EP 0567805 B1 [0006, 0007, 0009]EP 0567805 B1 [0006, 0007, 0009]
- EP 1071884 B1 [0006, 0007, 0009]EP 1071884 B1 [0006, 0007, 0009]
- DE 4024319 A1 [0006, 0008, 0009]DE 4024319 A1 [0006, 0008, 0009]
- EP 0697520 B1 [0006, 0008, 0009]EP 0697520 B1 [0006, 0008, 0009]
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