DE102022200140A1 - Axial piston machine with at least partially machined pre-compression chambers - Google Patents
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Abstract
Die Offenbarung betrifft eine Axialkolbenmaschine (2) mit: einem Gehäuse (4) umfassend ein erstes Gehäuseteil (6) und ein zweites Gehäuseteil (8); einer Zylindertrommel (20), welche in dem Gehäuse (4) bezüglich einer Drehachse (24) drehbar aufgenommen ist und in welcher eine Vielzahl von Kolben (36) linearverschieblich aufgenommen sind, so dass die Kolben (36) zusammen mit der Zylindertrommel (20) jeweils einen mit einer Mündungsöffnung (40) an einer Zylindertrommel-Steuerfläche (58) ausmündenden Zylinderraum (38) begrenzen; einer ortsfest an einem zweiten axialen Ende (78) des zweiten Gehäuseteils (8) angeordneten Verteilplatte (54), welche eine Verteilplatte-Steuerfläche (56) aufweist, an welcher die Zylindertrommel-Steuerfläche (58) gleitbeweglich anliegt; wobei die Verteilplatte-Steuerfläche (56) eine erste Steueröffnung (128) und eine zweite Steueröffnung (130) aufweist, welche in Umfangsrichtung über Umsteuerbereiche (132, 134) voneinander beabstandet sind, wobei in den Umsteuerbereichen (132, 134) an Vorkompressionsräume (90, 92, 94, 96) permanent angeschlossene Vorkompressionsraum-Steueröffnungen (140, 142, 144, 146) vorgesehen sind; und wobei die Vorkompressionsräume (90, 92, 94, 96) zum Heranbringen bzw. Heranrücken derselben an die Umsteuerbereiche (132, 134) zumindest teilweise spanend hergestellt oder nachbearbeitet sind.The disclosure relates to an axial piston machine (2) having: a housing (4) comprising a first housing part (6) and a second housing part (8); a cylinder drum (20) which is rotatably accommodated in the housing (4) with respect to an axis of rotation (24) and in which a plurality of pistons (36) are accommodated so as to be linearly displaceable, so that the pistons (36) together with the cylinder drum (20) each delimit a cylinder chamber (38) opening out with an orifice (40) on a cylinder drum control surface (58); a distributor plate (54) fixedly disposed at a second axial end (78) of the second housing portion (8) and having a distributor plate cam surface (56) against which the cylinder barrel cam surface (58) slidably abuts; wherein the distribution plate control surface (56) has a first control opening (128) and a second control opening (130) which are spaced apart from one another in the circumferential direction via reversing areas (132, 134), wherein in the reversing areas (132, 134) pre-compression chambers (90 , 92, 94, 96) permanently connected precompression space control ports (140, 142, 144, 146); and wherein the pre-compression chambers (90, 92, 94, 96) are at least partially machined or reworked for bringing them closer to the reversing areas (132, 134).
Description
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Axialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present disclosure relates to an axial piston machine according to the preamble of claim 1.
Aus der
Die
Aus der
Der Stand der Technik hat grundsätzlich den Nachteil, dass die darin offenbarten Axialkolbenmaschinen zu große Totvolumina aufweisen und eine Strömungsbeeinflussung beim Umsteuervorgang durch Kompressionseffekte übermäßig groß ist. Dies geht mit einer erhöhten Druckpulsation und einer erhöhten Geräuschemission einher.The prior art basically has the disadvantage that the axial piston machines disclosed therein have dead volumes that are too large and the influence of compression effects on the flow during the reversal process is excessive. This is accompanied by increased pressure pulsation and increased noise emissions.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Offenbarung die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden oder zumindest zu mildern. Insbesondere soll eine Axialkolbenmaschine bereitgestellt werden, bei welcher eine Geräuschemission, eine Druckpulsation und eine Strömungsbeeinflussung vermindert, insbesondere minimiert werden können.Against this background, it is the object of the present disclosure to avoid or at least alleviate the disadvantages of the prior art. In particular, an axial piston machine is to be provided in which noise emission, pressure pulsation and flow influence can be reduced, in particular minimized.
Diese Aufgabe wird mit einer Axialkolbenmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht und/oder nachfolgend erläutert.This object is achieved with an axial piston machine according to claim 1. Advantageous embodiments and developments are claimed in the dependent claims and/or explained below.
Gemäß dem selbständigen Anspruch wird eine Axialkolbenmaschine vorgeschlagen, mit: einem Gehäuse umfassend ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil; einer Zylindertrommel, welche in dem Gehäuse bezüglich einer Drehachse drehbar aufgenommen ist und in welcher eine Vielzahl von Kolben linearverschieblich aufgenommen sind, so dass die Kolben zusammen mit der Zylindertrommel jeweils einen mit einer Mündungsöffnung an einer Zylindertrommel-Steuerfläche ausmündenden Zylinderraum begrenzen; einer ortsfest an einem zweiten axialen Ende des zweiten Gehäuseteils angeordneten Verteilplatte, welche eine Verteilplatte-Steuerfläche aufweist, an welcher die Zylindertrommel-Steuerfläche gleitbeweglich anliegt; wobei die Verteilplatte-Steuerfläche eine erste Steueröffnung und eine zweite Steueröffnung aufweist, welche in Umfangsrichtung über Umsteuerbereiche voneinander beabstandet sind, wobei in den Umsteuerbereichen an Vorkompressionsräume permanent angeschlossene Vorkompressionsraum-Steueröffnungen vorgesehen sind; und wobei die Vorkompressionsräume zum Heranbringen bzw. Heranrücken derselben an die Umsteuerbereiche zumindest teilweise spanend hergestellt oder nachbearbeitet sind.According to the independent claim, an axial piston machine is proposed, having: a housing comprising a first housing part and a second housing part; a cylinder drum which is accommodated in the housing so as to be rotatable with respect to an axis of rotation and in which a plurality of pistons are accommodated in a linearly displaceable manner, so that the pistons together with the cylinder drum each delimit a cylinder space opening out with an orifice opening on a cylinder drum control surface; a distributor plate fixedly arranged at a second axial end of the second housing part and having a distributor plate cam surface against which the cylinder drum cam surface slidably abuts; said distribution plate control surface having a first control orifice and a second control orifice circumferentially spaced apart by reversing areas, said reversing areas having precompression chamber control ports permanently connected to precompression chambers; and wherein the pre-compression spaces are at least partially machined or post-processed for bringing them closer to the reversing areas.
Im Konkreten bzw. in anderen Worten betrifft die Offenbarung eine Axialkolbenmaschine mit: einem Gehäuse umfassend ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil, wobei das zweite Gehäuseteil ein dem ersten Gehäuseteil abgewandtes erstes axiales Ende und ein dem ersten Gehäuseteil zugewandtes zweites axiales Ende aufweist; einer Zylindertrommel, welche in dem Gehäuse bezüglich einer Drehachse drehbar aufgenommen ist und in welcher eine Vielzahl von Kolben linearverschieblich aufgenommen sind, so dass die Kolben zusammen mit der Zylindertrommel jeweils einen mit einer Mündungsöffnung an einer Zylindertrommel-Steuerfläche ausmündenden Zylinderraum begrenzen; einer ortsfest an dem zweiten axialen Ende des zweiten Gehäuseteils angeordneten Verteilplatte, welche eine Verteilplatte-Steuerfläche aufweist, an welcher die Zylindertrommel-Steuerfläche gleitbeweglich anliegt; wobei die Verteilplatte-Steuerfläche eine mit einem ersten Arbeitsanschluss über einen ersten Arbeitskanal fluidisch verbundene erste nierenförmige Steueröffnung und eine mit einem zweiten Arbeitsanschluss über einen zweiten Arbeitskanal fluidisch verbundene zweite nierenförmige Steueröffnung aufweist, welche in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse über einen ersten Umsteuerbereich und einen dem ersten Umsteuerbereich diametral gegenüberliegenden zweiten Umsteuerbereich voneinander beabstandet sind; wobei in dem ersten Umsteuerbereich eine erste Vorkompressionsraum-Steueröffnung und eine zweite Vorkompressionsraum-Steueröffnung vorgesehen sind, in dem zweiten Umsteuerbereich eine dritte Vorkompressionsraum-Steueröffnung und eine vierte Vorkompressionsraum-Steueröffnung vorgesehen sind, die erste Vorkompressionsraum-Steueröffnung permanent an einen ersten Vorkompressionsraum angeschlossen ist, die zweite Vorkompressionsraum-Steueröffnung permanent an einen zweiten Vorkompressionsraum angeschlossen ist, die dritte Vorkompressionsraum-Steueröffnung permanent an einen dritten Vorkompressionsraum angeschlossen ist, die vierte Vorkompressionsraum-Steueröffnung permanent an einen vierten Vorkompressionsraum angeschlossen ist, der erste Vorkompressionsraum und der zweite Vorkompressionsraum ein erstes Vorkompressionsraumpaar bilden, der dritte Vorkompressionsraum und der vierte Vorkompressionsraum ein zweites Vorkompressionsraumpaar bilden, und die Vorkompressionsräume in dem zweiten Gehäuseteil ausgeformt bzw. ausgebildet sind; und wobei die Vorkompressionsräume zum Heranbringen bzw. Heranrücken derselben (nahe) an den ersten Umsteuerbereich bzw. den zweiten Umsteuerbereich zumindest teilweise spanend hergestellt oder nachbearbeitet sind.In concrete terms or in other words, the disclosure relates to an axial piston machine with: a housing comprising a first housing part and a second housing part, the second housing part having a first axial end facing away from the first housing part and a second axial end facing the first housing part; a cylinder drum which is accommodated in the housing so as to be rotatable with respect to an axis of rotation and in which a plurality of pistons are accommodated in a linearly displaceable manner, so that the pistons together with the cylinder drum each delimit a cylinder space opening out with an orifice opening on a cylinder drum control surface; a distributor plate fixedly attached to the second axial end of the second housing part and having a distributor plate cam surface against which the cylinder barrel cam surface slidably abuts; wherein the distribution plate control surface has a first kidney-shaped control opening fluidically connected to a first working connection via a first working channel and a second kidney-shaped control opening fluidically connected to a second working connection via a second working channel, which in the circumferential direction with respect to the axis of rotation has a first reversing area and a first Reversing area diametrically opposite second reversing area are spaced from each other; a first pre-compression space control opening and a second pre-compression space control opening being provided in the first reversing region, and a third pre-compression space being provided in the second reversing region space control port and a fourth precompression space control port are provided, the first precompression space control port is permanently connected to a first precompression space, the second precompression space control port is permanently connected to a second precompression space, the third precompression space control port is permanently connected to a third precompression space , the fourth pre-compression chamber control opening is permanently connected to a fourth pre-compression chamber, the first pre-compression chamber and the second pre-compression chamber form a first pre-compression chamber pair, the third pre-compression chamber and the fourth pre-compression chamber form a second pre-compression chamber pair, and the pre-compression chambers are formed in the second housing part ; and wherein the pre-compression spaces are at least partially machined or post-processed for bringing them (close) to the first reversing area and the second reversing area, respectively.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist somit eine geometrische Nähe zwischen den Vorkompressionsräumen und den Umsteuerbereichen vorgesehen, welche durch eine zumindest teilweise spanende Herstellung bzw. Nachbearbeitung der Vorkompressionsräume erreicht wird. Insbesondere befindet sich das erste Vorkompressionsraumpaar zumindest abschnittsweise geometrisch sehr nahe dem ersten Umsteuerbereich und befindet sich das zweite Vorkompressionsraumpaar zumindest abschnittsweise geometrisch sehr nahe dem zweiten Umsteuerbereich. Bevorzugt sind die Vorkompressionsräume zumindest in geometrischer Nähe zu den Umsteuerbereichen spanend hergestellt, so dass der erste Vorkompressionsraum und der zweite Vorkompressionsraum bzw. der dritte Vorkompressionsraum und der vierte Vorkompressionsraum nahe den bzw. in den Umsteuerbereichen jeweils sehr nahe nebeneinander, das hießt mit geringem bzw. minimalem Abstand angeordnet werden können, was beispielsweise bei einer Herstellung in einem Gussverfahren aufgrund der zu geringen Wandstärke zwischen den entsprechenden Vorkompressionsräumen nicht möglich wäre. Die Axialkolbenmaschine der vorliegenden Offenbarung weist somit sehr kleine Totvolumina auf und eine Strömungsbeeinflussung durch Kompressionseffekte beim Umsteuervorgang ist gering. Es hat sich herausgestellt, dass dadurch eine Druckpulsation im Vergleich zum Stand der Technik zumindest halbiert werden kann, was zu einer deutlich verminderten Geräuschemission der Axialkolbenmaschine führt.According to the present disclosure, a geometric proximity between the pre-compression spaces and the reversing areas is thus provided, which is achieved by at least partially machining or post-processing of the pre-compression spaces. In particular, the first pair of precompression chambers is at least in sections geometrically very close to the first reversing area and the second precompression chamber pair is at least in sections geometrically very close to the second reversing area. The pre-compression spaces are preferably machined, at least in geometric proximity to the reversing areas, so that the first pre-compression space and the second pre-compression space or the third pre-compression space and the fourth pre-compression space are each very close to one another near or in the reversing areas, i.e. with little or can be arranged at a minimum distance, which would not be possible, for example, when producing in a casting process due to the insufficient wall thickness between the corresponding pre-compression spaces. The axial piston machine of the present disclosure thus has very small dead volumes and the influence of compression effects on the flow during the reversing process is low. It has been found that as a result, a pressure pulsation can be at least halved in comparison to the prior art, which leads to significantly reduced noise emissions from the axial piston machine.
Es kann vorgesehen sein, dass sich die Vorkompressionsräume jeweils von radial außen an dem ersten axialen Ende des zweiten Gehäuseteils hin zu dem zweiten axialen Ende des zweiten Gehäuseteils erstrecken und sich dabei kontinuierlich der Drehachse, insbesondere einem in dem zweiten Gehäuseteil vorgesehenen Antriebsdurchbruch, annähern, so dass die Vorkompressionsräume an bzw. nahe dem zweiten axialen Ende sich radial innen befinden und möglichst nahe an die Drehachse herangerückt sind. In anderen Worten erstrecken sich die Vorkompressionsräume bevorzugt geradlinig und schräg (von radial außen nach radial innen) durch das zweite Gehäuseteil. Dadurch werden der in dem zweiten Gehäuseteil verfügbare Platz in geeigneter Weise genutzt, eine ausreichende Größe bzw. ein ausreichendes Volumen der Vorkompressionsräume bereitgestellt und eine zumindest teilweise spanende Herstellung der Vorkompressionsräume insbesondere durch Bohren ermöglicht, um die Vorkompressionsräume möglichst nahe an die Umsteuerbereiche heranzubringen bzw. heranzurücken.It can be provided that the pre-compression chambers each extend radially from the outside at the first axial end of the second housing part towards the second axial end of the second housing part and thereby continuously approach the axis of rotation, in particular a drive opening provided in the second housing part, see above that the pre-compression spaces are located radially on the inside at or near the second axial end and are as close as possible to the axis of rotation. In other words, the pre-compression spaces preferably extend in a straight line and obliquely (from radially outside to radially inside) through the second housing part. As a result, the space available in the second housing part is used in a suitable manner, a sufficient size or volume of the pre-compression spaces is provided and at least partial machining of the pre-compression spaces is made possible, in particular by drilling, in order to bring or move the pre-compression spaces as close as possible to the reversing areas .
Es kann vorgesehen sein, dass der erste Vorkompressionsraum nahe dem zweiten Vorkompressionsraum angeordnet ist, der dritte Vorkompressionsraum nahe dem vierten Vorkompressionsraum angeordnet ist, und die vier Vorkompressionsräume nicht gleichmäßig über den Umfang des zweiten Gehäuseteils verteilt sind. In anderen Worten zeichnen sich das erste Vorkompressionsraumpaar und das zweite Vorkompressionsraumpaar jeweils durch eine geometrische Nähe der jeweiligen Vorkompressionsräume aus, um das erste Vorkompressionsraumpaar nahe an den ersten Umsteuerbereich heranzurücken bzw. heranzubringen und das zweite Vorkompressionsraumpaar nahe an den zweiten Umsteuerbereich heranzurücken bzw. heranzubringen.It can be provided that the first precompression space is arranged close to the second precompression space, the third precompression space is arranged close to the fourth precompression space, and the four precompression spaces are not evenly distributed over the circumference of the second housing part. In other words, the first pair of pre-compression spaces and the second pair of pre-compression spaces are each characterized by a geometric proximity of the respective pre-compression spaces in order to move or bring the first pair of pre-compression spaces close to the first reversing area and to move or bring the second pair of pre-compression spaces close to the second reversing area.
Es kann vorgesehen sein, dass sich eine Mittelachse des ersten Vorkompressionsraums und eine Mittelachse des zweiten Vorkompressionsraums zumindest näherungsweise in einem Punkt schneiden, insbesondere nahe oder auf der Symmetrieachse, und einen spitzen Winkel, bevorzugt einen Winkel zwischen 10° und 80°, besonders bevorzugt zwischen 20° und 70°, bilden, und/oder dass sich eine Mittelachse des dritten Vorkompressionsraums und eine Mittelachse des vierten Vorkompressionsraums zumindest näherungsweise in einem Punkt schneiden, insbesondere nahe oder auf der Symmetrieachse, und einen spitzen Winkel, bevorzugt einen Winkel zwischen 10° und 80°, besonders bevorzugt zwischen 20° und 70°, bilden.Provision can be made for a central axis of the first precompression chamber and a central axis of the second precompression chamber to intersect at least approximately at one point, in particular near or on the axis of symmetry, and at an acute angle, preferably an angle between 10° and 80°, particularly preferably between 20° and 70°, and/or that a central axis of the third precompression space and a central axis of the fourth precompression space intersect at least approximately at one point, in particular near or on the axis of symmetry, and at an acute angle, preferably an angle between 10° and 80°, particularly preferably between 20° and 70°.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorkompressionsräume zylindrisch, bevorzugt zumindest teilweise als Bohrungen, insbesondere Stufenbohrungen, ausgebildet sind und einen radial äußeren zylindrischen Abschnitt, einen mittleren zylindrischen Abschnitt und einen radial inneren zylindrischen Abschnitt aufweisen, wobei zumindest der radial innere zylindrische Abschnitt spanend hergestellt, insbesondere gebohrt ist. Insbesondere wird durch die spanende Herstellung von zumindest dem radial inneren zylindrischen Abschnitt erreicht, dass die Vorkompressionsräume des ersten Vorkompressionsraumpaars und die Vorkompressionsräume des zweiten Vorkompressionsraumpaars jeweils sehr nahe aneinander angenähert werden können, insbesondere näher als dies bei einer Herstellung im Gussverfahren möglich wäre.Provision can be made for the pre-compression chambers to be designed cylindrically, preferably at least partially as bores, in particular stepped bores, and to have a radially outer cylindrical section, a central cylindrical section Having section and a radially inner cylindrical section, wherein at least the radially inner cylindrical section is machined, in particular drilled. In particular, the machining of at least the radially inner cylindrical section means that the precompression chambers of the first pair of precompression chambers and the precompression chambers of the second pair of precompression chambers can each be brought very close together, in particular closer than would be possible with production using the casting process.
Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Gehäuseteil an seinem zweiten axialen Ende parallel zu der Drehachse verlaufende Verbindungsbohrungen aufweist, welche in bzw. an den radial inneren zylindrischen Abschnitten der Vorkompressionsräume enden bzw. münden. In anderen Worten enden die Vorkompressionsräume derart in dem zweiten Gehäuseteil, dass sie durch parallel zur Drehachse verlaufenden Bohrungen ausgehend von dem zweiten axialen Ende des zweiten Gehäuseteils erreichbar sind, was fertigungstechnisch von Vorteil ist.Provision can be made for the second housing part to have, at its second axial end, connecting bores running parallel to the axis of rotation, which end or open in or on the radially inner cylindrical sections of the precompression chambers. In other words, the pre-compression chambers end in the second housing part in such a way that they can be reached through bores running parallel to the axis of rotation, starting from the second axial end of the second housing part, which is advantageous in terms of production technology.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Mittelachse der Vorkompressionsräume und eine Mittelachse der Verbindungsbohrungen in einem stumpfen Winkel, also einem Winkel zwischen 90° und 180° zueinander angeordnet sind.It can be provided that a central axis of the pre-compression chambers and a central axis of the connecting bores are arranged at an obtuse angle, that is to say at an angle of between 90° and 180° to one another.
Es kann vorgesehen sein, dass in der Verteilplatte Druckausgleichsbohrungen vorgesehen sind, und die Vorkompressionsraum-Steueröffnungen über die Druckausgleichsbohrungen und die Verbindungsbohrungen an die Vorkompressionsräume angeschlossen sind.It can be provided that pressure equalization bores are provided in the distribution plate and the precompression chamber control openings are connected to the precompression chambers via the pressure equalization bores and the connecting bores.
Es kann vorgesehen sein, dass der erste Arbeitskanal und der zweite Arbeitskanal in dem zweiten Gehäuseteil ausgebildet bzw. ausgeformt sind und in diesem derart verlaufen, dass der erste Arbeitsanschluss und der zweite Arbeitsanschluss voneinander wegweisen, insbesondere in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Diese Ausführungsform hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, wenn Druckfluid möglichst nahe an der Drehachse in das zweite Gehäuseteil einströmen soll (da nahe der Drehachse geringe Zentrifugalkräfte auf das Druckfluid wirken) und es an einem in dem zweiten Gehäuseteil vorgesehenen Drehlager vorbeigeführt werden muss.It can be provided that the first working channel and the second working channel are formed or shaped in the second housing part and run in it in such a way that the first working connection and the second working connection point away from one another, in particular are arranged diametrically opposite one another in the circumferential direction with respect to the axis of rotation. This embodiment has proven particularly advantageous when pressure fluid is to flow into the second housing part as close as possible to the axis of rotation (since low centrifugal forces act on the pressure fluid near the axis of rotation) and it has to be guided past a rotary bearing provided in the second housing part.
Es kann vorgesehen sein, dass der erste Arbeitskanal und der zweite Arbeitskanal identisch und spiegelsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene, welche die Drehachse enthält, ausgeführt sind und einander bezüglich der Drehachse diametral gegenüberliegen. Somit kann erreicht werden, dass die Axialkolbenmaschine im 4-Quadranten-Betreib genutzt werden kann, das heißt, dass die Drehrichtung der Zylindertrommel umkehrbar ist und beide Arbeitsanschlüsse wahlweise als Saug- oder als Druckanschluss betrieben werden können, so dass die Axialkolbenmaschine für beide Drehrichtungen der Zylindertrommel sowohl als Pumpe als auch als Motor betrieben werden kann.Provision can be made for the first working channel and the second working channel to be identical and mirror-symmetrical with respect to a plane of symmetry which contains the axis of rotation, and to be diametrically opposite one another with respect to the axis of rotation. This means that the axial piston machine can be used in 4-quadrant operation, i.e. the direction of rotation of the cylinder drum can be reversed and both working connections can be operated either as suction or pressure connections, so that the axial piston machine can be used for both directions of rotation Cylinder drum can be operated both as a pump and as a motor.
Es kann vorgesehen sein, dass der erste Arbeitskanal und/oder der zweite Arbeitskanal einen sich in der Verteilplatte befindlichen, parallel zur Drehachse verlaufenden ersten nierenförmigen Abschnitt, einen sich an den ersten nierenförmigen Abschnitt anschließenden, sich in dem zweiten Gehäuseteil befindlichen und parallel zur Drehachse verlaufenden zweiten nierenförmigen Abschnitt und einen sich an den zweiten nierenförmigen Abschnitt anschließenden dritten Abschnitt aufweist, wobei in dem dritten Abschnitt allmählich ein Übergang von einer nierenförmigen Querschnittsform zu einer im Wesentlichen kreisrunden Querschnittsform und eine Umlenkung des ersten Arbeitskanals und/oder des zweiten Arbeitskanals von im Wesentlichen parallel zur Drehachse zu im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse erfolgt. Mit dieser Ausführungsform kann erreicht werden, dass die Arbeitskanäle in geeigneter Weise an einem in dem zweiten Gehäuseteil vorgesehenen Drehlager vorbeigeführt werden, ohne dass dabei in der Fluidströmung Verwirbelungen entstehen.Provision can be made for the first working channel and/or the second working channel to have a first kidney-shaped section located in the distribution plate and running parallel to the axis of rotation, a first kidney-shaped section adjoining the first kidney-shaped section, located in the second housing part and running parallel to the axis of rotation second kidney-shaped section and a third section adjoining the second kidney-shaped section, wherein in the third section there is a gradual transition from a kidney-shaped cross-sectional shape to a substantially circular cross-sectional shape and a deflection of the first working channel and/or the second working channel from substantially parallel to the axis of rotation is substantially perpendicular to the axis of rotation. With this embodiment, it can be achieved that the working channels are routed in a suitable manner past a rotary bearing provided in the second housing part, without turbulence occurring in the fluid flow.
Es kann vorgesehen sein, dass an einer Seite in Umfangsrichtung des zweiten Gehäuseteils zwischen den Arbeitskanälen das erste Vorkompressionsraumpaar vorgesehen ist und an der anderen Seite in Umfangsrichtung des zweiten Gehäuseteils zwischen den Arbeitskanälen das zweite Vorkompressionsraumpaar vorgesehen ist. Somit wird eine geeignete Anordnung der beiden Arbeitskanäle und der vier Vorkompressionsräume in dem zweiten Gehäuseteil bereitgestellt. Insbesondere ist in Umfangsrichtung zwischen den Arbeitskanälen ausreichend Platz für die Vorkompressionsräume zur Verfügung. Dadurch, dass ein Vorkompressionsraumpaar an der einen Seite und ein Vorkompressionsraumpaar an der anderen Seite in Umfangsrichtung angeordnet sind, kann das erste Vorkompressionsraumpaar nahe an den ersten Umsteuerbereich herangerückt bzw. angenähert werden und kann das zweite Vorkompressionsraumpaar nahe an den zweiten Umsteuerbereich herangerückt bzw. angenähert werden.Provision can be made for the first pair of precompression spaces to be provided on one side in the circumferential direction of the second housing part between the working channels and for the second pair of precompression spaces to be provided on the other side in the circumferential direction of the second housing part between the working channels. A suitable arrangement of the two working channels and the four pre-compression chambers is thus provided in the second housing part. In particular, there is sufficient space for the pre-compression spaces in the circumferential direction between the working channels. By arranging a pair of pre-compression spaces on one side and a pair of pre-compression spaces on the other side in the circumferential direction, the first pair of pre-compression spaces can be brought close to the first reversing area and the second pair of pre-compression spaces can be brought close to the second reversing area .
Es kann vorgesehen sein, dass die beiden Vorkompressionsraumpaare spiegelsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene angeordnet sind, welche die Drehachse enthält und welche senkrecht zu der Symmetrieebene der beiden Arbeitskanäle ausgerichtet ist. Mit dieser Ausführungsform wird eine Verteilung der Arbeitskanäle und der Vorkompressionsräume in dem zweiten Gehäuseteil weiter optimiert.Provision can be made for the two pairs of pre-compression spaces to be arranged mirror-symmetrically with respect to a plane of symmetry which contains the axis of rotation and which is perpendicular to the plane of symmetry of the two working channels is aligned. A distribution of the working channels and the pre-compression spaces in the second housing part is further optimized with this embodiment.
Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Gehäuseteil ein spanend nachbearbeitetes, blockartiges Gussbauteil ist, welches vier sockelartige bzw. kegelstumpfartige radial nach außen vorragende Vorsprünge aufweist, ausgehend von welchen sich die Vorkompressionsräume geradlinig oder schlauchartig erstrecken. Durch das Vorsehen der kegelstumpfartigen Vorsprünge wird ausreichend Platz für die einzelnen Vorkompressionsräume zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende des zweiten Gehäuseteils zur Verfügung gestellt.Provision can be made for the second housing part to be a machined, block-like cast component which has four base-like or truncated-cone-like projections which protrude radially outwards and from which the pre-compression chambers extend in a straight line or like a tube. The provision of the truncated cone-like projections provides sufficient space for the individual pre-compression spaces between the first axial end and the second axial end of the second housing part.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorkompressionsräume abgeschlossene Räume mit einem Volumen zwischen 20 ccm und 40 ccm, bevorzugt zwischen 25 ccm und 35 ccm sind. Durch diese Vorkompressionsvolumina weist die Axialkolbenmaschine in vorteilhafter Weise kleine und konstante Totvolumina auf.Provision can be made for the pre-compression spaces to be closed spaces with a volume of between 20 ccm and 40 ccm, preferably between 25 ccm and 35 ccm. As a result of these pre-compression volumes, the axial piston machine advantageously has small and constant dead volumes.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorkompressionsräume jeweils durch eine Verschlussschraube verschlossen sind, um in geeigneter Weise abgeschlossene Vorkompressionsräume bereitzustellen.It can be provided that the pre-compression spaces are each closed by a screw plug in order to provide suitably closed pre-compression spaces.
Es kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Vorkompressionsraum der Vorkompressionsräume mit dem ersten Gehäuseteil, insbesondere einer Gehäuseöffnung des ersten Gehäuseteils, zur Absteuerung eines in dem entsprechenden Vorkompressionsraum vorhandenen Hochdrucks verbunden ist. Beispielsweise kann in dem zweiten Gehäuseteil eine Bohrung vorgesehen sein, welche den entsprechenden Vorkompressionsraum mit dem ersten Gehäuseteil/ der Gehäuseöffnung des ersten Gehäuseteils verbindet. In dem ersten Gehäuseteil/ der Gehäuseöffnung des ersten Gehäuseteils herrscht bevorzugt näherungsweise Umgebungsdruck. Durch eine Verbindung von zumindest einem Vorkompressionsraum mit dem ersten Gehäuseteil ist es möglich, einen in dem Vorkompressionsraum vorhandenen Hochdruck geeignet abzubauen. Dadurch wird erreicht, dass in vorteilhafter Weise kaum/ kein Restdruck in einem Zylinderraum verbleibt, welcher dann in nachteilhafter Weise in einen Saugkanal geschoben wird und dort eine Anströmung und ein Ansaugen stört. Beispielsweise hat sich offenbarungsgemäß herausgestellt, dass dadurch eine besonders hohe Drehzahl im Zwei-Quadranten-Betrieb erreicht werden kann. In Abhängigkeit von Betriebsart/ Drehrichtung können auch mehrere Vorkompressionsräume, beispielsweise zwei, drei oder vier, mit dem ersten Gehäuseteil verbunden sein. Wenn beispielsweise ein zweiter Vorkompressionsraum mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist, kann auch bei einem Drehrichtungswechsel dieselbe Performance erzielt werden. Es kann auch ein ansteuerbares Ventil/ ein Umschaltventil vorgesehen sein, um wahlweise einen Vorkompressionsraum von dem ersten Gehäuseteil zu trennen oder mit diesem zu verbinden. Das Vorsehen eines ansteuerbaren Ventils ist insbesondere von Vorteil, wenn mehrere Vorkompressionsräume mit dem ersten Gehäuseteil verbunden sind.It can be provided that at least one pre-compression chamber of the pre-compression chambers is connected to the first housing part, in particular a housing opening of the first housing part, in order to divert a high pressure present in the corresponding pre-compression chamber. For example, a bore can be provided in the second housing part, which bore connects the corresponding precompression chamber to the first housing part/the housing opening of the first housing part. In the first housing part/the housing opening of the first housing part there is preferably approximately ambient pressure. By connecting at least one pre-compression space to the first housing part, it is possible to suitably reduce a high pressure present in the pre-compression space. The result of this is that, advantageously, hardly any/no residual pressure remains in a cylinder chamber, which is then disadvantageously pushed into an intake channel and disrupts an oncoming flow and intake there. For example, according to the disclosure, it has been found that a particularly high speed can be achieved in two-quadrant operation. Depending on the operating mode/direction of rotation, several pre-compression chambers, for example two, three or four, can also be connected to the first housing part. If, for example, a second pre-compression chamber is connected to the first housing part, the same performance can also be achieved when the direction of rotation changes. A controllable valve/switchover valve can also be provided in order to selectively separate a precompression space from the first housing part or to connect it to it. The provision of a controllable valve is particularly advantageous when a number of pre-compression chambers are connected to the first housing part.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present disclosure.
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt einer offenbarungsgemäßen Axialkolbenmaschine; -
2 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Gehäuseteils der offenbarungsgemäßen Axialkolbenmaschine; -
3 eine perspektivische Ansicht von Öffnungen, Hohlräumen, Anschlüssen und Kanälen der Axialkolbenmaschine; und -
4 eine perspektivische Ansicht von Öffnungen, Hohlräumen, Anschlüssen und Kanälen des zweiten Gehäuseteils und einer Verteilplatte.
-
1 a longitudinal section of an axial piston machine according to the disclosure; -
2 a perspective view of a second housing part of the disclosed axial piston machine; -
3 a perspective view of openings, cavities, connections and channels of the axial piston machine; and -
4 a perspective view of openings, cavities, connections and channels of the second housing part and a distribution plate.
An einem Boden 16 des ersten Gehäuseteils 6 ist ein erstes Drehlager 18 aufgenommen. In dem zweiten Gehäuseteil 8 ist ein zweites Drehlager 20 aufgenommen. Die Drehlager 18, 20 sind vorliegend bevorzugt als Kegelrollenlager ausgeführt, welche in X-Anordnung eingebaut sind. Die Drehlager 18, 20 stützen eine Antriebswelle 22 bezüglich einer Drehachse 24 drehbar an dem Gehäuse 4 ab. Die Antriebswelle 22 wird von einer gesonderten Zylindertrommel 26 umgeben. Die Antriebswelle 22 und die Zylindertrommel 26 stehen über eine Keilwellenverzahnung 28 in Drehantriebsverbindung.A first pivot bearing 18 is accommodated on a bottom 16 of the
Die Antriebswelle 22 ragt vorliegend an dem ersten Gehäuseteil 6 mit einem Antriebszapfen 30 aus dem Gehäuse 4 heraus. Alternativ zu der in
In der Zylindertrommel 26 sind mehrere, beispielsweise sieben oder neun, Zylinderbohrungen 32 gleichmäßig verteilt um die Drehachse 24 herum angeordnet. In die Zylinderbohrungen 32 können Gleichbuchsen 34 fest eingebaut sein. In den Zylinderbohrungen 32 bzw. - falls vorhanden - in den Gleitbuchsen 34 sind jeweils Kolben 36, bevorzugt vom Vollkolbentyp, linearbeweglich aufgenommen, so dass sich ein Zylinderraum 38 mit veränderlichem Volumen ergibt. Über eine Mündungsöffnung 40 kann jeder Zylinderraum 38 in Abhängigkeit von der Drehstellung der Zylindertrommel 26 in Fluidaustauschverbindung mit einem ersten Arbeitskanal 42 oder einem zweiten Arbeitskanal 44 stehen bzw. gebracht werden.In the
Das Ende eines jeden Kolbens 36, welches aus der Zylindertrommel 26 herausragt, ist über ein Kugelgelenk 46 mit einem gesonderten Gleitschuh 48 verbunden, der auf einer ebenen Steuerfläche 50 einer Schwenkwiege bzw. Schrägscheibe 52 abgestützt ist. Die Schwenkwiege 52 kann mit einem (nicht dargestellten) Schwenkzylinder verstellt bzw. verschwenkt werden, um ein Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine 2 einzustellen.The end of each
In axialer Richtung zwischen der Zylindertrommel 26 und dem zweiten Gehäuseteil 8 ist eine gesonderte Verteilplatte bzw. Steuerplatte 54 angeordnet. Somit ist die Verteilplatte 54 von dem zweiten Drehlager 20 in axialer Richtung beabstandet. Die Verteilplatte 54 weist eine Verteilplatte-Steuerfläche 56 auf, welche an einer Zylindertrommel-Steuerfläche 58 der Zylindertrommel 26 gleitbeweglich anliegt, um eine Relativbewegung zwischen der Zylindertrommel 26 und der Verteilplatte 54 zu ermöglichen. Die Verteilplatte-Steuerfläche 56 und die Zylindertrommel-Steuerfläche 58 sind im Betrieb durch eine hydrostatische Kraft und/oder eine stirnseitig an der Zylindertrommel 26 anliegende Feder 59 gegeneinandergedrückt. Die Verteilplatte-Steuerfläche 56 und die Zylindertrommel-Steuerfläche 58 sind rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse 24 angeordnet, wobei sie fluiddicht aneinander angepasst sind. Vorliegend sind die Verteilplatte-Steuerfläche 56 und die Zylindertrommel-Steuerfläche 58 kugelförmig ausgebildet. Sie können jedoch auch eben ausgebildet sein. Die Verteilplatte 54 ist ortsfest relativ zu dem Gehäuse 4 angeordnet.A separate distribution plate or
An die Verteilplatte 54 schließen sich der erste Arbeitskanal 42 und der zweite Arbeitskanal 44 in dem zweiten Gehäuseteil 8 an, welche außen an dem Gehäuse 3 an einem ersten Arbeitsanschluss 60 und einem zweiten Arbeitsanschluss 62 ausmünden. Die Arbeitsanschlüsse 60, 62 weisen voneinander weg, das heißt sind an gegenüberliegenden Seiten des zweiten Gehäuseteils 8 angeordnet. Jeder Zylinderraum 38 der Zylindertrommel 26 mündet mit seiner jeweils zugeordneten Mündungsöffnung 40 an der Zylindertrommel-Steuerfläche 58 aus. Die Mündungsöffnungen 40 sind jeweils über einen zugehörigen Mündungskanal 64 mit den Zylinderräumen 38 verbunden. Die Mündungskanäle 64 erstrecken sich schräg und radial nach innen (nicht parallel zu der Drehachse 24) von den Zylinderräumen 38 weg, das heißt sie sind flach geneigt zur Drehachse 24 angeordnet, so dass die Strömung nur minimal umgelenkt wird und gleichzeitig die Mündungsöffnungen 40 maximal weit innen angeordnet sind, das heißt möglichst nahe an die Drehachse 24 herangerückt werden. Dies wird insbesondere auch dadurch ermöglicht, dass radial zwischen der Zylindertrommel 26 und der Antriebswelle 22 keine Feder angeordnet ist. Durch das Heranrücken der Mündungsöffnungen 40 möglichst nahe an die Drehachse 24 wirken in diesen vergleichsweise kleine Zentrifugalkräfte auf ein Druckfluid, beispielsweise Hydrauliköl. Die Zylindertrommel 26 kann somit mit einer hohen Drehzahl betrieben werden, ohne dass an einer Saugseite der Axialkolbenmaschine 2 Kavitation auftritt. Die Mündungsöffnungen 40 haben vorliegend bevorzugt einen anderen Querschnitt als die im Wesentlichen kreiszylindrischen Zylinder 32 bzw. Zylinderräume 38.The first working
Das zweite Gehäuseteil 8 weist vier Vorkompressionsräume bzw. -hohlräume bzw. - volumina, welche bevorzugt abgeschlossene Räume mit konstantem Volumen sind, auf, nämlich einen ersten Vorkompressionsraum 90, einen zweiten Vorkompressionsraum 92, einen dritten Vorkompressionsraum 94 und einen vierten Vorkompressionsraum 96. Die Vorkompressionsräume 90, 92, 94, 96 haben vorliegend ein relativ kleines Volumen in einem Bereich zwischen 20 ccm und 40 ccm, bevorzugt zwischen 25 ccm und 35 ccm, besonderes bevorzugt von etwa 30 ccm.The
Insbesondere weist das zweite Gehäuseteil 8 vier sockelartige bzw. kegelstumpfartige Vorsprünge, nämlich einen ersten kegelstumpfartigen Vorsprung 98, einen zweiten kegelstumpfartigen Vorsprung 100, einen dritten kegelstumpfartigen Vorsprung 102 und einen vierten kegelstumpfartigen Vorsprung 104 auf. Die kegelstumpfartigen Vorsprünge 98, 100, 102, 104 erstrecken sich jeweils in radialer Richtung nach außen und bevorzugt in Axialrichtung weg von dem Flansch 76. Der erste kegelstumpfartige Vorsprung 98 und der zweite kegelstumpfartige Vorsprung 100 sind in Umfangsrichtung zwischen dem ersten radialen Außenabschnitt 80 und dem zweiten radialen Außenabschnitt 82, insbesondere an dem dritten radialen Außenabschnitt 84 angeordnet. Insbesondere ist der erste kegelstumpfartige Vorsprung 98 in der Umfangsrichtung zwischen der Befestigungsfläche 86 und dem zweiten radialen Außenabschnitt 82 angeordnet, und ist der zweite kegelstumpfartige Vorsprung 100 in der Umfangsrichtung zwischen der Befestigungsfläche 86 und dem ersten radialen Außenabschnitt 80 angeordnet. Der dritte kegelstumpfartige Vorsprung 102 und der vierte kegelstumpfartige Vorsprung 104 sind diametral gegenüberliegend zu dem ersten kegelstumpfartigen Vorsprung 98 und dem zweiten kegelstumpfartigen Vorsprung 100 angeordnet. Die vier Vorkompressionsräume 90, 92, 94, 96 sind jeweils zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, spanend hergestellt bzw. spanend nachbearbeitet. Insbesondere sind die vier Vorkompressionsräume zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, als Bohrungen, insbesondere Stufenbohrungen ausgeführt, wie
Gemäß der vorliegenden Offenbarung bilden der erste Vorkompressionsraum 90 und der zweite Vorkompressionsraum 92 ein erstes Vorkompressionsraumpaar 106 und bilden der dritte Vorkompressionsraum 94 und der vierte Vorkompressionsraum 96 ein zweites Vorkompressionsraumpaar 108. Die Vorkompressionsräume 90, 92, 94, 96 sind bevorzugt jeweils - wie in
Aus
Die Vorkompressionsräume 90, 92, 94, 96 sind jeweils zylindrisch ausgebildet und weisen jeweils einen (radial) äußeren zylindrischen Abschnitt 112, einen mittleren zylindrischen Abschnitt 114 und einen inneren zylindrischen Abschnitt 116 auf. Ein Durchmesser des äußeren zylindrischen Abschnitts 112 ist dabei größer als ein Durchmesser des mittleren zylindrischen Abschnitts 114, welcher wiederum größer als ein Durchmesser des inneren zylindrischen Abschnitts 116 ist. Der äußere zylindrische Abschnitt 112 weist bevorzugt ein Gewinde auf, in welches die Verschlussschraube 110 eingeschraubt werden kann, und ist demnach bevorzugt ein spanend hergestellter oder nachbearbeiteter Abschnitt des jeweiligen Vorkompressionsraums 90, 92, 94, 96. Der mittlere zylindrische Abschnitt 114 kann ein spanend hergestellter bzw. nachbearbeiteter/ nachgebohrter Abschnitt sein, kann jedoch auch ein gegossener Abschnitt sein, welcher nicht spanend nachbearbeitet wurde. Der innere zylindrische Abschnitt 116 ist bevorzugt ein spanend hergestellter, insbesondere gebohrter Abschnitt.The
Die Arbeitskanäle 42, 44 weisen jeweils einen ersten nierenförmigen Abschnitt 118 auf, welcher sich in der Verteilplatte 54 befindet und parallel zur Drehachse 24 verläuft. An den ersten nierenförmigen Abschnitt 118 schließt sich ein zweiter nierenförmiger Abschnitt an, welcher sich in dem zweiten Gehäuseteil 8 befindet und ebenso parallel zur Drehachse 24 verläuft. Der zweite nierenförmige Abschnitt 120 setzt eine Querschnittsform des ersten nierenförmigen Abschnitts 118 fluchtend fort, so dass an einem Übergang zwischen dem ersten nierenförmigen Abschnitt 118 und dem zweiten nierenförmigen Abschnitt 120 kein Absatz bzw. kein Knick vorhanden ist, welcher eine Fluidströmung beeinflussen könnte. Der erste nierenförmige Abschnitt 118 und der zweite nierenförmige Abschnitt 120 sind so lang, dass sich eine im Wesentlichen wirbelfreie und parallel zur Drehachse 24 verlaufende Strömung ausbilden kann, insbesondere an der Saugseite.The working
In einem dritten Abschnitt 122 der Arbeitskanäle 42, 44 geht die nierenförmige Querschnittsform allmählich in eine kreisrunde Form der Arbeitsanschlüsse 60, 62 über. Darüber hinaus erfolgt in dem dritten Abschnitt 122 eine allmähliche Umlenkung der Arbeitskanäle 42, 44 von im Wesentlichen parallel zur Drehachse 24 zu im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 24, um diese an dem zweiten Drehlager 20 vorbeizuführen. Die Arbeitskanäle 42, 44 sind identisch, sowie spiegelsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene, welche die Drehachse 24 enthält, ausgeführt und liegen einander bezüglich der Drehachse 24 diametral gegenüber. Durch diese Ausführung bzw. Ausbildung wird ermöglicht, dass die Axialkolbenmaschine 2 im 4-Quadranten-Betrieb genutzt werden kann, das heißt die Drehrichtung der Antriebswelle 22 umkehrbar ist und beide Arbeitsanschlüsse 60, 62 wahlweise als Saug- oder als Druckanschluss betrieben werden können, so dass die Axialkolbenmaschine 2 für beide Drehrichtungen der Zylindertrommel 26 sowohl als Pumpe als auch als Motor betrieben werden kann. Weiterhin wird durch die Ausführung bzw. Ausbildung der Arbeitskanäle 42, 44 ermöglicht, dass die Drehzahl der Zylindertrommel 26 noch weiter gesteigert werden kann, ohne dass es (selbst im Selbstsaugbetrieb) an der Saugseite zum Saugabriss kommt, wobei es auch im Bereich der flach zur Drehachse 24 geneigten Mündungskanäle 64 zu keiner Kavitation kommt.In a
Zwischen den beiden Arbeitskanälen 42, 44 ist das erste Vorkompressionsraumpaar 106 (bestehend aus dem ersten Vorkompressionsraum 90 und dem zweiten Vorkompressionsraum 92) auf einer Seite in der Umfangsrichtung vorgesehen, und ist das zweite Vorkompressionsraumpaar 108 (bestehend aus dem dritten Vorkompressionsraum 94 und dem vierten Vorkompressionsraum 96) auf der anderen Seite in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die beiden Vorkompressionsraumpaare 106, 108 sind spiegelsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene, welche die Drehachse 24 enthält und welche senkrecht zu der Symmetrieebene der beiden Arbeitskanäle 42, 44 ausgerichtet ist.Between the two working
Eine Mittelachse des ersten Vorkompressionsraums 90 und eine Mittelachse des zweiten Vorkompressionsraums 92 schneiden sich bevorzugt in einem Punkt, insbesondere einem Punkt nahe der oder auf der Symmetrieachse 24, und bilden einen spitzen Winkel, das heißt einen Winkel größer 0° und kleiner 90°, bevorzugt einen Winkel zwischen 10° und 80°, besonders bevorzugt einen Winkel zwischen 20° und 70°. Dasselbe gilt für das zweite Vorkompressionsraumpaar 108, das heißt eine Mittelachse des dritten Vorkompressionsraums 94 und eine Mittelachse des vierten Vorkompressionsraums 96 schneiden sich bevorzugt in einem Punkt, insbesondere einem Punkt nahe der oder auf der Symmetrieachse 24, und bilden einen spitzen Winkel, das heißt einen Winkel größer 0° und kleiner 90°, bevorzugt einen Winkel zwischen 10° und 80°, besonders bevorzugt einen Winkel zwischen 20° und 70°. In anderen Worten sind die vier Vorkompressionsräume 90, 92, 94, 96 bevorzugt nicht gleichmäßig über den Umfang des zweiten Gehäuseteils 8 verteilt. Insbesondere sind der erste Vorkompressionsraum 90 und der zweite Vorkompressionsraum 92, welche das erste Vorkompressionsraumpaar 106 bilden, nahe beieinander angeordnet, und sind der dritte Vorkompressionsraum 94 und der vierte Vorkompressionsraum 96, welche das zweite Vorkompressionsraumpaar 108 bilden, nahe beieinander angeordnet, damit zwischen dem zweiten Vorkompressionsraum 92 und dem dritten Vorkompressionsraum 94 ausreichend Platz für den zweiten Arbeitskanal 44 vorhanden ist und damit zwischen dem vierten Vorkompressionsraum 96 und dem ersten Vorkompressionsraum 92 ausreichend Platz für den ersten Arbeitskanal 42 vorhanden ist.A central axis of the
Wie aus
Wie in
Aus
Die Verteilplatte 54 hat eine erste nierenförmige Steueröffnung 128 und eine in Umfangsrichtung von der ersten nierenförmigen Steueröffnung 128 beabstandete zweite nierenförmige Steueröffnung 130. Die erste nierenförmige Steueröffnung 128 ist fluidisch mit dem ersten Arbeitskanal 42 verbunden und die zweite nierenförmige Steueröffnung 130 ist fluidisch mit dem zweiten Arbeitskanal 44 verbunden. Bei einer Drehung der Zylindertrommel 26 werden die Mündungsöffnungen 40 in Überdeckung mit der ersten nierenförmigen Steueröffnung 128 und der zweiten nierenförmigen Steueröffnung 130 gebracht. In Umfangsrichtung zwischen den beiden nierenförmigen Steueröffnungen 128, 130 sind Umsteuerbereiche, nämlich ein erster Umsteuerbereich 132 und ein zweiter Umsteuerbereich 134 vorgesehen, welche bezüglich der Drehachse 24 diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Querschnittsflächen der ersten nierenförmigen Steueröffnung 128 und der zweiten nierenförmigen Steueröffnung 130, sowie auch der Mündungsöffnungen 40 sind möglichst groß, damit ein reibungsbedingter Druckabfall gering ist und auch bei hohen Betriebsdrehzahlen keine Kavitation auftritt. Darüber hinaus sind die genannten Querschnittsflächen auch möglichst nahe an der Drehachse 24 angeordnet, so dass auf das Druckfluid einwirkende Zentrifugalkräfte klein sind. Die Umsteuerbereiche 132, 134 haben vor diesem Hintergrund wenig Platz in Umfangsrichtung, sind jedoch in radialer Richtung breit. Die Umsteuerbereiche 132, 134 sind vorliegend derart gestaltet, dass eine Druckpulsation der Axialkolbenmaschine 2 auch bei einer hohen Drehzahl gering ist.The
In den Umsteuerbereichen 132, 134 sind zunächst jeweils zwei dritte Steueröffnungen 136 benachbart und beabstandet zu Stirnseiten der ersten nierenförmigen Steueröffnung 128 vorgesehen, wobei jeweils eine der beiden dritten Steueröffnungen 136 radial weiter innen und die andere der beiden dritten Steueröffnung 136 radial weiter außen angeordnet ist. Die vier dritten Steueröffnungen 136 sind permanent mit dem ersten Arbeitskanal 42 fluidisch verbunden und somit hydraulisch mit der ersten nierenförmigen Steueröffnung 128 kurzgeschlossen.In the reversing
Darüber hinaus sind in den Umsteuerbereichen 132, 134 jeweils zwei vierte Steueröffnungen 138 benachbart und beabstandet zu Stirnseiten der zweiten nierenförmigen Steueröffnung 130 vorgesehen, wobei jeweils eine der beiden vierten Steueröffnungen 138 radial weiter innen und die andere der beiden vierten Steueröffnungen 138 radial weiter außen angeordnet ist. Die vier vierten Steueröffnungen 138 sind permanent mit dem zweiten Arbeitskanal 44 fluidisch verbunden und somit hydraulisch mit der zweiten nierenförmigen Steueröffnung 130 kurzgeschlossen.In addition, in each of the reversing
Weiterhin sind in dem ersten Umsteuerbereich 132 eine erste Vorkompressionsraumsteueröffnung 140, welche permanent über die entsprechende Druckausgleichsbohrung 126 und Verbindungsbohrung 124 an den ersten Vorkompressionsraum 90 angeschlossen ist, und eine zweite Vorkompressionsraumsteueröffnung 142, welche permanent über die entsprechende Druckausgleichsbohrung 126 und Verbindungsbohrung 124 an den zweiten Vorkompressionsraum 92 angeschlossen ist, vorgesehen. In dem zweiten Umsteuerbereich 134 sind eine dritte Vorkompressionsraumsteueröffnung 144, welche permanent über die entsprechende Druckausgleichsbohrung 126 und Verbindungsbohrung 124 an den dritten Vorkompressionsraum 94 angeschlossen ist, und eine vierte Vorkompressionsraumsteueröffnung 146, welche permanent über die entsprechende Druckausgleichsbohrung 126 und Verbindungsbohrung 124 an den vierten Vorkompressionsraum 96 angeschlossen ist, vorgesehen. Die Vorkompressionsraumsteueröffnungen 140, 142, 144, 146 stellen jeweils den einzigen Fluidweg bereit, über welchen Druckfluid mit dem betreffenden Vorkompressionsraum 92, 94, 96, 98 ausgetauscht werden kann.Also in first reversing
Die neun Mündungsöffnungen 40 der Zylindertrommel 26 sind untereinander identisch ausgebildet und gleichmäßig verteilt um die Drehachse 24 angeordnet. Sie haben offenbarungsgemäß bevorzugt jeweils eine derartige Querschnittsform, dass es möglich ist, dass in einer Nullstellung in einem der Umsteuerbereiche 132, 134 die dritten Steueröffnungen 136, die vierten Steueröffnungen 138 sowie die beiden Vorkompressionsraumsteueröffnungen 140, 142 bzw. 144, 146 jeweils teilweise durch eine einzige Mündungsöffnung 40 überdeckt sind, so dass eine Außenkontur der Mündungsöffnungen 40 im Wesentlichen durch die genannten Öffnungen definiert wird. The nine
Wenn beispielsweise an dem ersten Arbeitskanal 42 Hochdruck anliegt und an dem zweiten Arbeitskanal 44 Niederdruck anliegt und ein Zylinderraum 38 der Zylindertrommel 26 vom Hochdruck zum Niederruck läuft, wird der Druck zunächst über die zwei dritten Steueröffnungen 136, welche einen sehr kleinen Querschnitt bzw. eine sehr kleine Fläche haben, so dass ein Strömungsweg durch die dritten Steueröffnungen 136 einen nennenswerten Strömungswiderstand hat, sanft abgebaut und der Volumenstrom wird sanft gedrosselt. Der Druck würde sich insbesondere schneller ändern, wenn die dritten Steueröffnungen 136 nicht vorhanden wären. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass eine der beiden dritten Steueröffnungen 136, z. B. die radial äußere, etwas früher in Fluidaustauschverbindung mit der Mündungsöffnung 40 kommt als die andere der beiden dritten Steueröffnungen 136, z.B. die radial innere.If, for example, high pressure is present in the first working
Wenn nun der genannte Zylinderraum 38 weiter in Richtung Niederdruck läuft, kommt die Mündungsöffnung 40 in Fluidaustauschverbindung mit der vierten Vorkompressionsraumsteueröffnung 146. Die Mündungsöffnung 40 überdeckt dabei noch sowohl die Hochdruck führende erste nierenförmige Steueröffnung 128 als auch die beiden dritten Steueröffnungen 136. Somit steigt der Druck in dem vierten Vorkompressionsraum 96 an. In der angesprochenen Nullstellung liegt kurzzeitig ein minimaler hydraulischer Kurzschluss zwischen der ersten nierenförmigen Steueröffnung 128 und der zweiten nierenförmigen Steueröffnung 130 vor. Dies mindert etwas den hydraulischen Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine 2, minimiert jedoch gleichzeitig in vorteilhafter Weise eine Druckpulsation insbesondere bei hoher Drehzahl. Der Druck wird schließlich weiter abgebaut, wenn Druckfluid in den dritten Vorkompressionsraum 94 strömt und im Anschluss vorzugsweise nacheinander die vierten Steueröffnungen 138, welche einen ähnlich kleinen Querschnitt bzw. eine ähnlich kleine Fläche wie die dritten Steueröffnungen 136 haben, in Überdeckung mit der Mündungsöffnung 40 kommen.If the
Umgekehrt verhält es sich, wenn der Zylinderraum 38 der Zylindertrommel 26 im ersten Umsteuerbereich 132 vom Niederdruck zum Hochdruck läuft. Somit kommt es in beiden Umsteuerbereichen 132, 134 zu einer sanften Druckänderung und eine Druckpulsation wird vorzugsweise minimiert.The situation is reversed when the
Aus
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- Axialkolbenmaschineaxial piston machine
- 44
- GehäuseHousing
- 66
- erstes Gehäuseteilfirst housing part
- 88th
- zweites Gehäuseteilsecond housing part
- 1010
- Gehäuseöffnungcase opening
- 1212
- Dichtflächesealing surface
- 1414
- Dichtungpoetry
- 1616
- BodenFloor
- 1818
- erstes Drehlagerfirst pivot
- 2020
- zweites Drehlagersecond pivot bearing
- 2222
- Antriebswelledrive shaft
- 2424
- Drehachseaxis of rotation
- 2626
- Zylindertrommelcylinder drum
- 2828
- KeilwellenverzahnungSplined teeth
- 3030
- Antriebszapfendrive pin
- 3232
- Zylinderbohrungcylinder bore
- 3434
- Gleitbuchsesliding bush
- 3636
- KolbenPistons
- 3838
- Zylinderraumcylinder space
- 4040
- Mündungsöffnungmuzzle opening
- 4242
- erster Arbeitskanalfirst working channel
- 4444
- zweiter Arbeitskanalsecond working channel
- 4646
- Kugelgelenkball joint
- 4848
- Gleitschuhsliding shoe
- 5050
- Steuerflächecontrol surface
- 5252
- Schwenkwiege/ SchrägscheibeSwivel cradle/ swashplate
- 5454
- Verteilplatte/ SteuerplatteDistribution plate/ control plate
- 5656
- Verteilplatte-SteuerflächeDistribution Plate Control Surface
- 5858
- Zylindertrommel-SteuerflächeCylinder drum control surface
- 5959
- FederFeather
- 6060
- erster Arbeitsanschlussfirst working port
- 6262
- zweiter Arbeitsanschlusssecond working port
- 6464
- Mündungskanalestuary canal
- 6666
- Antriebsdurchbruchdrive breakthrough
- 6868
- Antriebswellenaufnahmedrive shaft mount
- 7070
- Lagersitzbearing seat
- 7272
- Befestigungsgewinde/ -bohrungFastening thread/bore
- 7474
- erstes axiales Endefirst axial end
- 7676
- Flanschflange
- 7878
- zweites axiales Endesecond axial end
- 8080
- erster radialer Außenabschnittfirst radial outer section
- 8282
- zweiter radialer Außenabschnittsecond radial outer section
- 8484
- dritter radialer Außenabschnittthird radially outer section
- 8686
- Befestigungsflächemounting surface
- 8888
- vierter radialer Außenabschnittfourth radially outer section
- 9090
- erster Vorkompressionsraumfirst pre-compression room
- 9292
- zweiter Vorkompressionsraumsecond pre-compression room
- 9494
- dritter Vorkompressionsraumthird pre-compression room
- 9696
- vierter Vorkompressionsraumfourth pre-compression room
- 9898
- erster kegelstumpfartiger Vorsprungfirst frustoconical projection
- 100100
- zweiter kegelstumpfartiger Vorsprungsecond frustoconical projection
- 102102
- dritter kegelstumpfartiger Vorsprungthird frustoconical projection
- 104104
- vierter kegelstumpfartiger Vorsprungfourth frustoconical projection
- 106106
- erstes Vorkompressionsraumpaarfirst pair of pre-compression chambers
- 108108
- zweites Vorkompressionsraumpaarsecond pair of pre-compression chambers
- 110110
- VerschlussschraubeScrew
- 112112
- äußerer zylindrischer Abschnittouter cylindrical section
- 114114
- mittlerer zylindrischer Abschnittmiddle cylindrical section
- 116116
- innerer zylindrischer Abschnittinner cylindrical section
- 118118
- erster nierenförmiger Abschnittfirst kidney-shaped section
- 120120
- zweiter nierenförmiger Abschnittsecond kidney-shaped section
- 122122
- dritter Abschnittthird section
- 124124
- Verbindungsbohrungconnection hole
- 126126
- Druckausgleichsbohrungpressure equalization hole
- 127127
- Gehäuseverbindungsbohrunghousing connection hole
- 128128
- erste nierenförmige Steueröffnungfirst kidney-shaped control opening
- 130130
- zweite nierenförmige Steueröffnungsecond kidney-shaped control port
- 132132
- erster Umsteuerbereichfirst reversal area
- 134134
- zweiter Umsteuerbereichsecond reversal area
- 136136
- dritte Steueröffnungthird control port
- 138138
- vierte Steueröffnungfourth control port
- 140140
- erste Vorkompressionsraumsteueröffnungfirst precompression chamber control port
- 142142
- zweite Vorkompressionsraumsteueröffnungsecond precompression space control port
- 144144
- dritte Vorkompressionsraumsteueröffnungthird precompression space control port
- 146146
- vierte Vorkompressionsraumsteueröffnungfourth precompression space control port
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102015208925 A1 [0002]DE 102015208925 A1 [0002]
- DE 102019212074 A1 [0003]DE 102019212074 A1 [0003]
- EP 2999884 B1 [0004]EP 2999884 B1 [0004]
Claims (16)
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CN202310030231.6A CN116412101A (en) | 2022-01-10 | 2023-01-09 | Axial piston machine with a precompression chamber that is at least partially produced in a cutting manner |
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Family Applications (1)
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- 2022-01-10 DE DE102022200140.0A patent/DE102022200140A1/en active Pending
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2023
- 2023-01-09 CN CN202310030231.6A patent/CN116412101A/en active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116412101A (en) | 2023-07-11 |
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