DE102022200766A1

DE102022200766A1 - Axialkolbenmaschine mit einem gegossenen Gehäuse oder Gehäuseabschnitt sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102022200766A1
Application number: DE102022200766.2A
Authority: DE
Inventors: David Haenle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-01-25
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2023-07-27
Also published as: CN116498546A

Abstract

Axialkolbenmaschine (100), vorzugsweise der Einschub-Bauart, mit einem gegossenen Gehäuse (10) oder Gehäuseabschnitt (11), an dessen Innenseite (13) mindestens zwei axial benachbarte, kreiszylindrische sowie zueinander unterschiedliche Durchmesser aufweisende Lagerabschnitte (15, 16) jeweils zur Aufnahme eines Wälzlagers (35, 36) zur Lagerung einer Antriebswelle (40) ausgeformt sind und an dessen Außenseite (14) ein Öl-Zufuhranschluss (28) vorgesehen ist, an den sich ein gerader Förderkanal (20) anschließt. Dabei erstreckt sich der gerade Förderkanal (20) ausgehend von dem Öl-Zufuhranschluss (28) schräg zur Antriebswelle (40) unter Schneiden des einen, großdurchmessrigen Lagerabschnitts (15) in Richtung hin zu dem anderen, kleindurchmessrigen Lagerabschnitt (16). Dabei weist der großdurchmessrige Lagerabschnitt (15) im Schnittbereich mit dem Förderkanal (20) eine, bereits beim Gießen des Gehäuses (10) oder Gehäuseabschnitts (11) bereitgestellte, radiale Ausbauchung (23) auf. Die radiale Ausbauchung (23) stellt eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Förderkanalabschnitt (21) vor dem Schnittbereich mit dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt (15) und einem zweiten Förderkanalabschnitt (22) nach dem Schnittbereich mit dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt (15) dar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine bzw. eine hydraulische Maschine, vorzugsweise der Einschub-Bauart, mit einem gegossenen Gehäuse oder Gehäuseabschnitt sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren. Ferner wird eine Gussform mit Gusskern zur Herstellung der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine vorgeschlagen.
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine vorzugsweise mit Einschubgehäuse und insbesondere einen Schrägachsen-Axialkolbenmotor mit einer in einem Gehäuse oder Gehäuseabschnitt drehgelagerten Antriebswelle sowie mit einem im Gehäuse oder Gehäuseabschnitt ausgebildeten Förderkanal für eine Lagerspülung und/oder Schmierung mit einem Spül-/Speisemittel, beispielsweise Öl. Des Weiteren richtet sich die Erfindung auf vergleichbare hydraulische Maschinen (-einheiten), wie beispielsweise einen Radialkolbenmotor und dergleichen. Solche hydraulischen Maschinen, insbesondere Axialkolbenmaschinen, werden insbesondere als Antriebsmotoren in Getrieben, in Agrarlandfahrzeugen wie beispielsweise einer Feldspritze, in Lüftern usw. eingesetzt.
Bereits die als nächstliegender Stand der Technik angesehene Druckschrift DE 10 2019 205 140 A1 , die hiermit durch Verweis ausdrücklich zum Bestandteil der vorliegenden Offenlegungsschrift gemacht wird, offenbart eine gattungsgemäße Axialkolbenmaschine. Diese Axialkolbenmaschine hat ein Gehäuse oder einen Gehäuseabschnitt, in welchem eine Antriebswelle über eine Wälzlagerung drehgelagert ist. In der Antriebswelle ist eine zentrale Axialbohrung ausgeformt, welche im Bereich der Wälzlagerung in eine Querbohrung mündet, die sich radial in Richtung hin zur Wälzlagerung öffnet. Über die in der Antriebswelle ausgeformten Bohrungen kann der Wälzlagerung Schmier-/Kühlmittel zugeführt werden.
Auch ist aus der Druckschrift EP 0 941 403 B1 eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise mit einer internen Lagerspülung/-schmierung mittels Spülmittel bzw. bzw. Öl vorbekannt. Dabei umfasst diese vorbekannte Axialkolbenmaschine ebenfalls eine mittels einer Antriebswellenlagerung in einem Gehäuse gelagerten Antriebswelle. Um ein Wälzlager als Teil der Antriebswellenlagerung mit Spül-/ oder Schmiermittel zu versorgen, ist in der Antriebswelle ein zentraler Spülmittelkanal vorgesehen, der an seinem einen Ende zum Wälzlager hin ausgerichtet ist.
An dieser technischen Lösung einer internen Lagerspülung mit Spülmittel ist nachteilig, dass das Spülmittel vor Passage des Wälzlagers der Antriebswelle eine(n) lange(n) Bohrungsstrecke bzw. Strömungsweg zurücklegen muss. Infolgedessen kann das Spülmittel entlang des Strömungsweges des Spülmittelkanals bereits so erwärmt sein, dass das Spülmittel keine ausreichende Kühlung der Antriebswellenlagerung mehr bewirken kann. Als weiter nachteilig ergibt sich der Umstand, dass der bei der internen Lagerspülung der Spül- bzw. Speisedruck nicht von außen einstellbar ist. Im Ergebnis kann eine nicht hinreichende bzw. ungeeignete Spülmittelversorgung der Antriebswellenlagerung zu einem vorzeitigen Verschleiß der Antriebskolbenlagerung und damit zu einem Ausfall der Axialkolbenmaschine führen.
Schließlich ist aus der Druckschrift DE 10 2019 205 140 A1 vorbekannt, an einer Außenseite eines Gehäuses zur inneren Lagerung der Antriebswelle einen externen Öl-Zuführanschluss unmittelbar an einem Wälzlager zur Lagerung der Antriebswelle zur externen Lagerspülung vorzusehen. Bei dieser Variante ist jedoch nachteilig, dass diese nicht für Axialkolbenmaschinen bzw. hydraulische Maschinen in Einschub-Bauart bzw. für eine sogenannte Einschubvariante der Axialkolbenmaschine einfach verwendbar ist. Vielmehr wird bei Axialkolbenmaschinen / Axialkolbeneinheiten mit Einschubgehäuse, insbesondere Schrägachsen-Axialkolbenmotoren die Einheit sehr tief in ein dieses aufzunehmende externe Gerät eingebaut. Das hat zur Folge, dass das Schmiermittel/Öl zur Kühlung der Antriebswellenlagerung nicht bzw. nur mit sehr hohem Fertigungsaufwand von einem externen Anschluss zur Antriebswellenlagerung geführt werden kann.
Im Konkreten muss das Öl für die Lagerspülung von außen in einen Bereich hinter die Lager geführt werden. D.h. der Förderkanal muss von einer radial äußeren Stelle des Gehäuses radial nach innen sowie axial in Richtung hinterer Bereich der Antriebswellenlagerung geführt werden. Durch die allgemein bekannte Geometrie des Einschubflansches des Gehäuses wäre dies nur sehr komplex und mit vielen sich schneidenden Bohrungen zu erreichen, welche zudem nach außen hin verschlossen werden müssten. Zudem wäre ein ausreichender Bohrungsquerschnitt nur schwer zu erreichen. Eine ausreichende Kühlung der Antriebswellenlagerung wäre so ebenfalls nicht gewährleistet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Axialkolbenmaschine mit Einschubgehäuse, insbesondere Schrägachsen-Axialkolbenmaschine eine verbesserte und einfach herstellbare Spülmittelversorgung, insbesondere Wärmeableitung an der Antriebswellenlagerung zur Verfügung zu stellen.
Mit anderen Worten besteht die Aufgabe darin, das Spülmittel bzw. Öl für die externe Lagerspülung von außen in einen Bereich direkt an dem und/oder hinter die Antriebswellenlagerung (nachfolgend als Wälzlager bezeichnet) zu führen, obwohl durch die Geometrie des eingeschobenen Gehäuses bzw. Gehäuseabschnitts bzw. des Einschubflansches dies nur sehr komplex und mit vielen Bohrungen zu erreichen wäre. Zur Darlegung der technischen Problematik wird auch auf beigefügte 1 zur Darstellung des Standes der Technik und deren detaillierte Beschreibung verwiesen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch eine Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Des Weiteren wird dies durch ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses oder Gehäuseabschnittes einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des auf das Verfahren gerichteten Anspruchs erreicht. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Eine Axialkolbenmaschine bzw. hydraulische Maschine weist ein gegossenes Gehäuse bzw. einen gegossenen (ersten) Gehäuseabschnitt eines Gehäuses auf. Vorzugsweise kann die Axialkolbenmaschine nach der Einschub-Bauart bzw. eine Axialkolbenmaschine/-einheit mit Einschubgehäuse, insbesondere Schrägachsen-Axialkolbenmotor gemäß einer Einschubvariante ausgebildet sein, um in einem externen Gerät beispielsweise einem Agrarlandfahrzeug oder als Radantriebsmotor beispielsweise in einem Getriebe, Lüfter, oder dergleichen (eingeschoben) eingebaut bzw. vorgesehen zu sein. Das Gehäuse oder der (erste) Gehäuseabschnitt, welcher gegossen bzw. gussgefertigt ist, weist eine Innenseite und eine Außenseite auf. Die Innenseite ist zur Aufnahme eines Wälzlagers zur Lagerung einer Antriebswelle ausgeformt. Dazu weist die Innenseite mindestens zwei axial (unmittelbar) benachbarte, kreiszylindrische Lagerabschnitte mit zwei jeweils zueinander unterschiedlichen Durchmessern auf. Mit anderen Worten sind ein (erster) großdurchmessriger Lagerabschnitt zur Aufnahme eines großdurchmessrigen (ersten) Wälzlagers sowie ein kleindurchmessriger (zweiter) Lagerabschnitt zur Aufnahme eines kleindurchmessrigen (zweiten) Wälzlagers axial benachbart an der Innenseite ausgeformt.
An der Außenseite des gegossenen Gehäuses oder (ersten) Gehäuseabschnittes ist ein (externer) ÖI-Zufuhranschluss (von außen) vorgesehen. An den Öl-Zufuhranschluss schließt sich ein gerader Förderkanal an. Der gerade Förderkanal erstreckt sich ausgehend von dem ÖI-Zufuhranschluss schräg zu der Antriebswelle unter Schneiden des einen (ersten) großdurchmessrigen Lagerabschnitts in Richtung hin zu dem anderen (zweiten) kleindurchmessrigen Lagerabschnitt. Mit anderen Worten bildet der gerade Förderkanal eine Fluidverbindung von der Außenseite mit dem Öl-Zufuhranschluss für einen Fluideintritt bzw. zur Spülmitteleinspeisung bis hin zu der Innenseite an das Wälzlager für einen Fluidaustritt bzw. zur Spülmittelversorgung dar.
Der großdurchmessrige Lagerabschnitt weist in dem Schnittbereich mit dem Förderkanal eine radiale Ausbauchung auf. Die radiale Ausbauchung ist bereits beim Gießen des Gehäuses oder Gehäuseabschnitts bereitgestellt worden. Mit anderen Worten ist die radiale Ausbauchung mit in das gegossene Gehäuse oder den Gehäuseabschnitt hineingegossen worden bzw. in die Innenseite hinein im Zuge eines Gusschrittes der erfindungsgemäßen Herstellung gussgefertigt worden. Dabei fluidverbindet die radiale Ausbauchung einen ersten Förderkanalabschnitt, der vor dem Schnittbereich mit dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt vorgesehen bzw. definiert ist, und einen zweiten Förderkanalabschnitt, der nach dem Schnittbereich mit dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt vorgesehen bzw. definiert ist. Sprich, die radiale Ausbauchung stellt eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Förderkanalabschnitt und dem zweiten Förderkanalabschnitt her bzw. dar.
Mit anderen Worten bildet die mittige radiale Ausbauchung einen sozusagen dritten Förderkanalabschnitt aus, der die beiden anderen, d.h. den ersten und den zweiten Förderkanalabschnitt, fluidverbindet. Insofern der großdurchmessrige Lagerabschnitt in dem Schnittbereich mit dem Förderkanal eine gegossene radiale Ausbauchung als einen dritten Förderkanalabschnitt, der zwischen dem ersten und dem zweiten Förderkanalabschnitt vorgesehen ist, aufweist, besteht der Vorteil, dass die (ein)gegossene radiale Ausbauchung mit quasi jeglicher gießbarer Leervolumenkontur herstellbar bzw. ausbildbar ist. In Kombination mit dem Vorsehen bzw. Bohren des geraden Förderkanals zur Ausbildung des ersten und zweiten Förderkanalabschnitts lässt sich damit auf einfache Weise eine verwinkelte Förderkanalgeometrie realisieren bzw. fertigen. Sprich, insbesondere wird ein (gedanklicher) Bereich einer verwinkelten Förderkanalgeometrie in die gegossene radiale Ausbauchung als dem dritten Förderkanalabschnitt verlegt bzw. berücksichtigt.
Diese Lösung führt in vorteilhafter Weise zu verringerten Herstellkosten. Ferner ergeben sich zusätzlich neue und erweiterte Auslegungsbereiche, insbesondere, jedoch nicht limitierend für Axialkolbenmaschinen nach der Einschub-Bauart bzw. Einschubvariante. Zudem bietet sich der Vorteil, dass der extern vorgesehene Öl-Zufuhranschluss von außen einstellbar ist und die in diesen zur externen Lagerspülung eingeleitete Spülmittelmenge an den tatsächlichen Bedarf in einfacher Weise angepasst werden kann. Weitere Vorteile ergeben sich aus einer deutlich verbesserten Wärmekapazität bzw. erhöhten Kühlleistung durch das zuführbare Spülmittel bzw. Öl. Infolgedessen sind technische Anforderungen wie eine geringe Wartung bzw. eine verbesserte Standzeit erfindungsgemäß erreichbar.
Insgesamt werden durch die Kombination von einerseits dem geraden Förderkanal mit den beiden (ersten und zweiten) Förderkanalabschnitten und von andererseits der radialen Ausbauchung (als dem dritten Förderkanalabschnitt), welche bereits im Zuge des Gießens des gegossenen Gehäuses oder gegossenen Gehäuseabschnittes bereitgestellt worden ist, die Konstruktion und damit auch die industrielle Fertigung für eine externe Lagerspülung erheblich vereinfacht. Insbesondere können auch verwinkelte Kanalführungsgeometrien auf diese Weise einfach umgesetzt werden. Nicht zuletzt erweitert sich der Anwendungsbereich von Axialkolbenmaschinen bzw. hydraulischen Maschinen nach der Einschub-Bauart. Zudem bietet sich der Vorteil, dass erfindungsgemäß keinerlei Anpassungen von Außenabmessungen bestehender Axialkolbenmaschinen bzw. Motoren erforderlich sind.
Vorzugsweise, alternativ oder kumulativ, hat die radiale Ausbauchung eine im Querschnitt teilkreis- oder wannenförmige Gestalt, die sich axial erstreckt. Vorzugsweise kann sich diese teilkreis- oder wannenförmige Gestalt parallel zur Antriebswelle längs des großdurchmessrigen Lagerabschnitts erstrecken. Dabei bietet die axiale Erstreckung einer teilkreis- oder wannenförmigen radialen Ausbauchung den Vorteil einer besonders hohen Spülmittelversorgung auf quasi direktem Wege bis an das Wälzlager, insb. an den großdurchmessrigen Lagerabschnitt heran. Denn wie bereits einleitend beschrieben, ansonsten, d. h. nach dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik der großdurchmessrigen Lagerabschnitt mittels der internen Lagerspülung nur zuletzt durchströmbar, was das Betriebsrisiko einer dort nur unzureichenden Spülmittelversorgung birgt.
Somit kann gemäß vorgenanntem Merkmal in besonders vorteilhafter Weise eine Versorgung mit ausreichender Menge bzw. einem ausreichenden Volumenstrom an Spülmittel bzw. Öl gerade in dem ansonsten schwer zugänglichen großdurchmessrigen Lagerabschnitt erfindungsgemäß erreicht werden. Sprich, es ist als besonders vorteilhaft anzusehen, dass eine große Menge an Spülmittel bzw. Öl, welches die radiale Ausbauchung ausfüllen kann, die erforderliche Wärmeabfuhr der Verlustwärme der Axialkolbenmaschine in ausreichender Weise leisten kann. Dabei findet eine Wärmeübertragung entlang der axialen Erstreckung der radialen Ausbauchung längs des großdurchmessrigen Lagerabschnitts statt. Gleichzeitig besteht ein hoher Temperaturgradient zwischen dem nach kurzer Passage des ersten Förderkanalabschnitts noch kühlem Spülmittel bzw. Öl. Somit verstärkt das vorgenannte Merkmal den Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine deutlich verbesserte Wärmeabfuhr sowie Schmierung gerade des großdurchmessrigen Lagerabschnitts zu erzielen.
Vorzugsweise, alternativ oder kumulativ, erstreckt sich die radiale Ausbauchung axial über den großdurchmessrigen Lagerabschnitt in Richtung hin zu dem kleindurchmessrigen Lagerabschnitt. Mit anderen Worten ist die radiale Ausbauchung, welche ein gegossenes / gussgefertigtes Gusslumen ausbildet, in einem Eckkonturbereich in dem bzw. an dem stufenartigen Übergang zwischen dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt hin zu dem kleindurchmessrigen Lagerabschnitt ausgebildet. Auf diese Weise ist die ansonsten verwinkelte Förderkanalgeometrie (vgl. 1 und zugehörige Figurenbeschreibung) auf besonders günstige Weise in den Bereich der radialen Ausbauchung bzw. des Gusslumens verlagert. Demzufolge ergeben sich die vorgenannten Fertigungsvorteile in besonderer Weise.
Vorzugsweise, alternativ oder kumulativ, erstreckt sich die Ausbauchung axial nur bis zu einem Mittenbereich des großdurchmessrigen Lagerabschnitts. Das heißt, betrachtet in Richtung von dem kleindurchmessrigen Lagerabschnitt bis zu dem vorgenannten Mittenbereich des großdurchmessrigen Lagerabschnitts. Eine solche Auslegung ermöglicht eine Optimierung einer Wegstrecke des geraden Förderkanals bzw. des gesamten Spülmittelkanals aus dem ersten Förderkanalabschnitt, dem zweiten Förderkanalabschnitt und dem dazwischenliegenden dritten Förderkanalabschnitt in Form der radialen Ausbauchung. Demzufolge sind Strömungsdruckverluste des extern zugeführten Spülmittels bzw. Öls minimiert. Sprich, das Spülmittel bzw. Öl erreicht das zu kühlende Wälzlager auf möglichst kurzem Wege, um eine optimale Spülmittelversorgung, damit Schmierung sowie Wärmeabfuhr, bereitzustellen. Des Weiteren erlaubt dieses vorgenannte Merkmal eine Förderkanalführung durch die Gehäusewand entlang einer theoretischen optimalen kürzesten Wegstrecke bzw. als direkte Verbindung auf kürzestem Wege. Infolgedessen ist es verzichtbar, bestehende Außenabmessungen bereits herkömmlich vertriebener Axialkolbenmaschinen zu verändern. Demzufolge ist die Kompatibilität zu bestehenden Systemen bzw. Geräten bzw. Getrieben optimal.
Vorzugsweise, alternativ oder kumulativ, sind die Übergänge von der kreiszylindrischen Kontur des großdurchmessrigen Lagerabschnitts in die teilkreis- oder wannenförmige Kontur der Ausbauchung abgerundet. Daraus ergeben sich besondere Vorteile bei der Herstellung im Gussverfahren, insbesondere was den Aspekt der Entformung betrifft. Des Weiteren werden mechanische Schwachstellen einer komplementär zu der radialen Ausbauchung sich radial auswölbenden Gusskontur an einer zu der Innenseite des Gehäuses bzw. Gehäuseabschnittes komplementären radialen Außenseite eines Gusskernabschnitts vermieden. Vorzugsweise kann eine Förderkanalachse des geraden Förderkanals eine erste Drehachse, welche durch das Wälzlager bzw. die Antriebswelle definiert ist, um einen spitzen Anstellungswinkel schräg schneiden. Der Anstellungswinkel kann vorzugsweise im Bereich von ca. 15 bis 35 Winkelgraden betragen, insbesondere im Bereich von ca. 20 bis 30 Winkelgraden, weiter bevorzugt ca. 26 Winkelgrad betragen. Alternativ oder kumulativ kann die Förderkanalachse parallel zu einem Steigungsdreieck angeordnet sein, wobei das Steigungsdreieck von einer antriebsseitigen (im Falle einer Einschubvariante: distalen) Inneneckkontur des großdurchmessrigen Lagerabschnitts im stufenartigen Übergang zu dem kleindurchmessrigen Lagerabschnitt bis hinüber zu einem gleichermaßen antriebsseitigen (bei Einschubvariante: distalen) Endabschnitt des kleindurchmessrigen Lagerabschnitts (d.h. im Wesentlichen entlang des kleindurchmessrigen Lagerabschnitts) hingezogen sein kann. Bei einer solchen geometrischen Konstellation sind Wegstrecke bzw. Führung des gesamten bzw. geraden Förderkanals durch die Gehäusewand optimiert im Sinne einer optimalen Schmierung bzw. Wärmeabfuhr.
Vorzugsweise, alternativ oder kumulativ, ist der Öl-Zufuhranschluss axial in einem Mittenbereich des Gehäuses oder Gehäuseabschnittes vorgesehen. Alternativ oder kumulativ ist der Öl-Zufuhranschluss radial zu einem Drehantriebsverbindungsbereich der Antriebswelle vorgesehen sein, wobei der Drehantriebsverbindungsbereich an einem, von dem einen Endabschnitt für das Wälzlager abgewandten, anderen Endabschnitt der Antriebswelle eingerichtet ist. Beispielsweise kann in dem Drehantriebsverbindungsbereich eine Drehmitnahme einer Zylindertrommel durch die Antriebswelle in nach dem Stand der Technik vorbekannter Weise vorgesehen sein. Insbesondere im Falle einer Axialkolbenmaschine nach der Einschub-Bauart bzw. gemäß der Einschubvariante kann der Öl-Zufuhranschluss an einem axial in Richtung hin zum kleindurchmessrigen Lagerabschnitt zurückgezogenen Einbauflansch (bzw. Anbauflansch, Einschubflansch) des Gehäuses oder Gehäuseabschnitts vorgesehen sein. Diese Merkmale bewirken, dass der Öl-Zufuhranschluss zur externen Lagerspülung an einem besonders günstig von außen zugänglichen Ort positioniert ist. Dabei zeichnet sich diese Konstruktion zusätzlich durch eine besonders hohe mechanische Festigkeit und Stabilität gegen im Betreib auftretende dynamische Wechselschwingungen aus. Ferner kann eine extern an dem ÖI-Zufuhranschluss vorsehbare Spülmittelversorgung in einfacher Weise stabil befestigt sein. Zudem bewirken auch die vorgenannten Merkmale eine Weiterentwicklung bzw. Optimierung der direkten Spülmittelversorgung sowie der Wärmeabfuhrleistung.
Vorzugsweise, alternativ oder kumulativ, ist die von außen geführte Fluidverbindung, welche als der gerade Förderkanal und die Ausbauchung ausgebildet ist; sowie von dem (externen) Öl-Zufuhranschluss von außen geführt ist, zusätzlich zu einer inneren bzw. internen Lagerspülung vorgesehen. Dabei meint der Begriff interne Lagerspülung einen (vorbekannten) innen durch die Antriebswelle geführten Innenkanal für Spülmittel. Dabei kann der Innenkanal insbesondere an oder in den Bereich des kleindurchmessrigen Lagerabschnitts geführt sein. Mit anderen Worten kann es fallweise bevorzugt sein, dass eine erfindungsgemäße Fluidverbindung im Sinne einer externen Lagerspülung anstatt oder zusätzlich zu einer (herkömmlichen) internen Lagerspülung vorgesehen ist. Beispielsweise kann es bevorzugt sein, nur die erfindungsgemäße (externe) Lagerspülung vorzusehen, um eine mechanische Schwächung der Antriebswelle und/oder eine komplizierte Fertigung aufgrund der internen Lagerspülung durch vorzusehende Zentrierbohrungen, welche mit einer stromabwärts vorzusehenden Querbohrung zu münden ist, zu vermeiden. Andererseits kann es fallweise gerade bevorzugt sein, die Vorteile einer (vorbekannten) internen Lagerspülung mit einer erfindungsgemäßen externen Lagerspülung zu kombinieren, um eine optimale technische Leistung, Standzeit / Wartungsfreiheit, eine besonders günstige Wärmebilanz der Axialkolbenmaschine, usw. zu erreichen. Auch kann der Fall vorliegen, dass sich synergistische und technische Vorteile zwischen einer herkömmlichen internen Lagerspülung und der externen Lagerspülung der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine bzw. hydraulischen Maschinen ergeben. Insbesondere ist mit Blick auf Miniaturisierungen solcher Axialkolbenmaschinen bzw. hydraulischen Maschinen der Gesichtspunkt zu sehen, dass die erfindungsgemäße externe Lagerspülung bzw. Axialkolbenmaschine mit dieser externen Lagerspülung konstruktive Gestaltungsspielräume zur Auslegung der Spülmittelversorgung der Antriebswellenlagerung und/oder Gehäusespülung überhaupt erst neuartig und zumindest mit signifikant erhöhten Freiheitsgraden der Konstruktion ermöglichen.
Im Sinne der Herstellung der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine, vorzugsweise der Einschub-Bauart, betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses oder Gehäuseabschnitts einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Verfahrensschritte:

- Bereitstellen eines Gusskerns mit zumindest zwei benachbarten, die Lagerabschnitte definierenden, Gusskernabschnitten mit zueinander unterschiedlichen Gusskerndurchmessern,
- Ausbilden einer radial sich auswölbenden Gußkontur an einer radialen Außenseite des einen Gusskernabschnitts mit großem Gusskerndurchmesser,
- Einsetzen des Gusskerns in eine Gussform und
- Ausgießen der Gussform mit Gehäusematerial.

Dabei ist der Gusskern mit den zumindest zwei benachbarten Gusskernabschnitten, nämlich mit einem großdurchmessrigen Gusskernabschnitt zur Ausbildung des großdurchmessrigen Lagerabschnittes sowie mit einem kleindurchmessrigen Gusskernabschnitt zur Ausbildung des kleindurchmessrigen Lagerabschnittes, ausgebildet. Sprich, eine dreidimensionale Gusskernkontur entspricht einer dreidimensionalen Innenkontur des Gehäuses oder Gehäuseabschnitts. Mit anderen Worten ist der Gusskern, insbesondere ein geschlichteter bzw. gehärteter Gusskern, ausgebildet, um einen Gehäuseinnenraum auszuformen. Vorzugsweise kann das Verfahren zur Herstellung einen dem Gussbereich nachgelagerten Verfahrensschritt umfassen. Dieser erfolgt das Bohren (bzw. Fertigen) eines geraden Förderkanals durch das gegossene Gehäuse oder den gegossenen Gehäuseabschnitt derart, dass der Förderkanal sich ausgehend von dem Öl-Zufuhranschluss schräg zu der lagerbaren Antriebswelle unter Schneiden des einen, großdurchmessrigen Lagerabschnitts in Richtung hin zu dem anderen, kleindurchmessrigen Lagerabschnitt erstreckt. Für das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich die vorgenannten, für die Axialkolbenmaschine bereits dargelegten Vorteile in gleicher Weise bzw. analog.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen den zur Verwendung in dem Verfahren zur Herstellung vorzusehenden Gusskern, insbesondere einen geschlichteten bzw. gehärteten Gusskern.
Es sei der Vollständigkeit halber angemerkt, dass die erfindungsgemäße Lehre grundsätzlich dergestalt ist, dass diese auf nahezu beliebige Dimensionen bzw. Maßstäbe anwendbar ist. Bspw. kann im Falle einer Axialkolbenmaschine, wie sie für einen (Raupen-)Bagger oder ein Agrarlandfahrzeug wie eine Feldspritze zum Einsatz kommt (vgl. oben genannte Baureihen der vorliegenden Anmelderin), bzw. bei Axialkolbenmaschinen für hydraulische Nenndrücke bei ca. 400 / 450 bar ein (mittlerer) Durchmesser des Förderkanals und/oder des ersten bzw. zweiten Förderkanalabschnitts bei ca. 5 bis 8 mm liegen. Bspw. kann dabei der Förderkanal und/oder der erste bzw. zweite Förderkanalabschnitt für einen Druck des Spül-/Speisemittels bzw. des Öls bei etwa maximal 25 bis 35 bar (in der Spitze) und/oder dauerhaft bei nicht mehr als 2 bis 5 bar ausgelegt bzw. eingerichtet sein.
Ferner sind spezifisch bevorzugte geometrische Konstellationen denkbar, bei denen der erste und/oder der zweite Förderkanalabschnitt in Relation zueinander und/oder in Relation zu der radialen Ausbauchung besonders (ggf. verschwindend klein) ausfällt/ausfallen oder im Gegenteil besonders lang erstreckt ist/sind. Auch sind besondere Konstellationen mit (einer) noch weiteren Wälzlager-Einheit(en) bzw. mit (einem) weiteren zugehörigen Lagerabschnitt(en) denkbar, weshalb die Erfindung nicht auf zwei Wälzlager-Einheiten bzw. Lagerabschnitte beschränkt ist. Im Falle eines dritten Lagerabschnitts bzw. einer Vielzahl von Lagerabschnitten kann ein dritter bzw. weiterer Durchmesser jeweils zu dem ersten bzw. zweiten Durchmesser gleich oder verschieden sein.
Besondere Vorteile liegen somit in der Bereitstellung als solche sowie der vereinfachten Konstruktion und Fertigung einer externen Lagerspülung des Wälzlagers (bspw. Kegellager, Rillenkugellager, Rollenlager, usw.) zur Drehlagerung der Antriebswelle, ohne sonstige anwendungstechnische Erfordernisse zu kompromittieren und/oder bestehende Serienabmessungen / Standardauslegungen (insb. hinsichtlich des Einbaus bzw. Einschubs) ändern zu müssen. Dabei versteht der Fachmann ohne weiteres, dass die Axialkolbenmaschine, welche als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand von Figuren detailliert offenbart ist, als Statthalter für hydraulische Maschinen im Allgemeinen anzusehen ist. Weitere hydraulische Maschinen als einem bevorzugten Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung betreffen bspw. einen Radialkolbenmotor, einen Schrägachsenmotor, einen Schrägscheibenmotor, einen Verstell- oder Konstantmotor usw.
Insgesamt ergeben sich aufgrund der geschickten Kombination zum einen eines gussgefertigten / mit dem Gehäuse(abschnitt) mitgegossenen (dritten) Förderkanalabschnitts (d.h. der radialen Ausbauchung) sowie zum anderen eines durch diesen ansonsten gerade (quasi in einem durch') gebohrten Förderkanals (d.h. des ersten und zweiten Förderkanalabschnitts) reduzierte Fertigungskosten für das/den erfindungsgemäße(n) Gehäuse(abschnitt) sowie eine verbesserte Langlebigkeit / Standzeit mit reduziertem Wartungsaufwand für die Axialkolbenmaschine bzw. hydraulische Maschine mit dem Gehäuse(abschnitt).
Figurenliste
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:

1 eine axiale Längsschnittsansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten nicht-einbaubaren/nicht-einschiebbaren Axialkolbenmaschine in Schwenkbauweise (vergleichbar zur DE 10 2019 205 140 A1 ) mit einem gegossenen Gehäuse und einem internen, durch eine Antriebswelle an ein Wälzlager geführten Spülmittelkanal;
2a eine axiale Längsschnittsansicht einer, insb. einbaubaren / nach Einschub-Bauart ausgeführten, Axialkolbenmaschine mit einem einen erfindungsgemäßen Förderkanal als eine externe Lagerspülung aufweisenden Gehäuse(abschnitt) gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entlang einer Schnittlinie C-C nach 2b;
2b eine antriebsseitige Vorderansicht auf die, insb. einbaubare / nach Einschub-Bauart ausgeführte, Axialkolbenmaschine gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, insb. zur Offenbarung einer räumlichen Anordnung der für die axiale Längsschnittsansicht der 2a herangezogenen Schnittlinie C-C;
3 eine zu der 2a analoge axiale Längsschnittsansicht der einbaubaren / nach Einschub-Bauart ausgeführten Axialkolbenmaschine (d.h. Einschubvariante) gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem in ein Gerät bzw. mechanisches Getriebe eingebauten Zustand;
4 eine perspektivische Seitenansicht in Art einer teiltransparenten Gitterdarstellung des den erfindungsgemäßen Förderkanal als die externe Lagerspülung aufweisenden Gehäuse(abschnitt)s der, insb. einbaubaren / nach Einschub-Bauart ausgeführten, Axialkolbenmaschine gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, zur dreidimensionalen Veranschaulichung des Förderkanals;
5 eine perspektivische Seitenansicht eines zugehörigen Gusskerns zur Herstellung des in der 4 dargestellten Gehäuse(abschnitt)s der, insb. einbaubaren / nach Einschub-Bauart ausgeführten, Axialkolbenmaschine gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf der Basis der zugehörigen 1 bis 5 beschrieben. Einander entsprechende Teile und Größen bzw. funktional äquivalente Merkmale sind in den jeweiligen Figuren mit einander entsprechenden Bezugszeichen dargestellt.
1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte nicht-einbaubare/nichteinschiebbare Axialkolbenmaschine in einer axialen Längsschnittansicht. Beispielsweise kann die Axialkolbenmaschine 100' einen Verstellmotor mit Axial-Kegelkolben-Triebwerk in Schrägachsenbauart für hydrostatische Antriebe in einem offenen oder geschlossenen Kreislauf darstellen (beispielsweise Verstellmotor des Typus „A6VE“ der vorliegenden Anmelderin, z. B. Baureihen 63/71).
In einem Gehäuse 10 bzw. in einem (ersten) Gehäuseabschnitt 11 (links in der Abbildung) ist eine Antriebswelle 40 über ein Wälzlager 30 drehbar gelagert. Das Wälzlager 30 umfasst ein erstes Kegelrollenlager 35 als eine großdurchmessrige Wälzlager-Einheit und ein zweites Kegelrollenlager 36 als eine kleindurchmessrige Wälzlager-Einheit. Wie der 1 zu entnehmen, kann zwischen der großdurchmessrigen und der kleindurchmessrigen Wälzlager-Einheit 35, 36 eine (optionale) Passscheibe 37 angeordnet sein. Das Gehäuse 10 bzw. der (erste) Gehäuseabschnitt 11 weist antriebsseitig einen topfförmigen Bodenabschnitt auf. Der Bodenabschnitt ist zum antriebsseitigen Durchführen der Antriebswelle mit einer Zentralbohrung eingerichtet. Das Gehäuse 10 bzw. der (erste) Gehäuseabschnitt 11 weist eine Gehäusewand auf, die einen Innenraum 19 zur Drehlagerung der Antriebswelle 40 um eine erste Drehachse 1 bzw. eine Axialachse umgrenzt. An einer Innenseite 13 sind zwei axial benachbarte, kreiszylindrische sowie zueinander unterschiedliche Durchmesser aufweisende Lagerabschnitte 15, 16 jeweils zur Aufnahme der großdurchmessrigen (ersten) Wälzlager-Einheit 35 bzw. der kleindurchmessrigen (zweiten) Wälzlager-Einheit 36 ausgeformt. Mit anderen Worten ist der großdurchmessrige Lagerabschnitt 15 an der Innenseite 13 eingerichtet, um die großdurchmessrige Wälzlager-Einheit 35, die zur Drehlagerung der Antriebswelle vorgesehen (bzw. vorsehbar) ist, zu halten. Der (ggf. beabstandet) benachbarte kleindurchmessrige (zweite) Lagerabschnitt 16 ist an der Innenseite 13 eingerichtet, um die kleindurchmessrige (zweite) Wälzlager-Einheit 36 zu halten. Dabei sind die großdurchmessrigen und die kleindurchmessrigen Wälzlager-Einheiten 35, 36 konzentrisch um die erste Drehachse 1 ausgebildet bzw. eingerichtet.
Zur grundsätzlichen Darstellung der vorbekannten Axialkolbenmaschine 100' (1) bzw. der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 100 (siehe 2a bis 3) als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Maschine sind in dem rechten Bildbereich beispielhaft eine über einen Drehantriebsverbindungsbereich 50 an die Antriebswelle 40 drehmitnehmbare, (optional) schwenkbare Zylindertrommel 51 sowie eine (optionale) Stellvorrichtung 70 zur Umsetzung der Schwenkbauweise zu entnehmen. Der Drehantriebsverbindungsbereich 50 ist beispielhaft als ein einstückig an die Antriebswelle 40 angeformter Triebwellenflansch dargestellt. Die Zylindertrommel 51 ist an diesem Triebwellenflansch bzw. in dem Drehantriebsverbindungsbereich 50 über einen Zentrierkolben 52 bzw. zumindest einen Arbeitskolben 53 drehbar gelagert und optional zur Umsetzung der Schwenkbauweise schwenkbar gelagert. Bei der Schwenkbauweise ist eine linsenförmig ausgeformte Steuerlinse 55 zwischen einem zweiten Gehäuseabschnitt 12 bzw. einer Abschlussplatte 73 der Stellvorrichtung 70 an der dem Drehantriebsverbindungsbereich 50 abgewandten Seite angeordnet. Dabei wird die zweite Drehachse 2 von dem kreiszylindrischen Zentrierkolben 52 definiert, welcher linear- und drehbeweglich in der Zylindertrommel 51 aufgenommen ist. Beispielhaft ist der Zentrierkolben 52 über ein Kugelgelenk mit der Antriebswelle 40 gekoppelt. Dabei kann ein Mittelpunkt des genannten Kugelgelenks einen Schnittpunkt der ersten und der zweiten Drehachse 1, 2 definieren. Ferner schließen die erste und zweite Drehachse 1, 2 einen die Verschwenkung bzw. hydraulische Verstellung der Zylindertrommel 51 definierenden Schwenkwinkel ein.
Zur hydraulischen Verstellung des Schwenkwinkels der Zylindertrommel 51 ist eine allgemein mit dem Bezugszeichen 70 versehene Stelleinrichtung vorgesehen. Die Stelleinrichtung 70 weist einen entlang einer Stellachse 3 axial wirkenden Stellkolben 71 auf. Dabei ist der Stellkolben 71 in einer Längsbohrung einer Abschlussplatte 73 der Stellvorrichtung (linear) verschiebbar. Ein Stellzapfen 72 ist in einer mittig angeordneten Querbohrung des Stellkolbens 71 eingesetzt. Die den Stellkolben 71 aufnehmende Längsbohrung ist mit einem Deckel 75 verschlossen.
Die Axialkolbenmaschine 100' ist mit einer internen Lagerspülung vorgesehen, die in Weise eines inneren Spülmittelkanals mit einem ersten, zweiten, dritten, vierten Spülmittelkanalabschnitt 61, 62, 63, 64 eingerichtet ist. Dabei ist der erste Teilabschnitt des inneren Spülmittelkanals 61 als eine in dem Stellzapfen 72 vorgesehene Längsbohrung ausgebildet. Dabei ist der zweite Teilabschnitt des inneren Spülmittelkanals als eine zentrale Längsbohrung in dem Zentrierkolben 52 ausgeführt. Ferner ist, relativ zu dem zweiten Teilabschnitt 62: jenseits des Drehantriebsverbindungsbereichs 50, der dritte Teilabschnitt des inneren Spülmittelkanals 63 als (zentrale) Längsbohrung der Antriebswelle 40 ausgeführt. Der zu dem dritten Teilabschnitt 63 fluidverbundene vierte Teilabschnitt des inneren Spülmittelkanals 64 ist als eine Querbohrung in der Antriebswelle 40 ausgebildet. Dabei stellt der vierte Teilabschnitt des inneren Spülmittelkanals eine Fluidverbindung zu einem antriebsseitigen Bereich des Innenraums 19 an der kleindurchmessrigen (zweiten) Wälzlager-Einheit 36 dar.
In diesen vorgenannten Bereich um die kleindurchmessrige Wälzlager-Einheit 36 mündet auch ein nach extern fluidverbundener Ölkanal 29. Es sei an dieser Stelle besonders hervorgehoben, dass ein solcher Ölkanal 29 nur in dem hier vorliegend gezeigten Fall einer Nicht-Einschubvariante bzw. einer nicht-einbaubaren Axialkolbenmaschine bzw. hydraulischen Maschine 100' (bzw. 100) vorsehbar ist. Insofern wird bei Axialkolbenmaschinen (bzw. hydraulischen Maschinen) der Einschub-Bauart bzw. nach der Einschubvariante diese sehr tief in ein Gerät bzw. in ein mechanisches Getriebe eingebaut. Man vergleiche hierzu 3, welcher eine Einschubtiefe 6 für das Gerät 1000 prinzipiell zu entnehmen ist. Das hat zur Folge, dass das Spülmittel bzw. Öl für die Kühlung des Wälzlagers 30 nicht bzw. nur mit sehr hohem Fertigungsaufwand und einer hohen geometrischen Komplexität von einem externen Öl-Zufuhranschluss zu dem bzw. an das Wälzlager 30, insbesondere an die kleindurchmessrige Wälzlager-Einheit 36, geführt werden kann. Demzufolge kann nachteilig ein vorzeitiger Verschleiß bei hohen Betriebstemperaturen der Axialkolbenmaschine bzw. der hydraulischen Maschine auftreten.
Diese konstruktive Problematik ist anhand des im unteren Bildbereich des ersten Gehäuseabschnitts 11 anhand der abgewinkelten theoretischen Linienführung eines Prinzippfeiles (mit dicker Strichstärke dargestellt) veranschaulicht. Zunächst ist hier dargestellt, dass das Spülmittel bzw. Öl zur Umsetzung einer externen Lagerspülung im Falle der Einschub-Bauart von einer Außenseite 14 des ersten Gehäuseabschnittes 11 (bzw. Gehäuses 10) in den vorgenannten Bereich hinter die kleindurchmessrige Wälzlager-Einheit 36 bzw. an den kleindurchmessrigen Lagerabschnitt 15 geführt werden müsste. Aufgrund der Einschubtiefe 6 im Falle des Gehäuses 10 bzw. des ersten Gehäuseabschnitts 11 nach der Einschub-Bauart (vgl. 3) ist der 1 zu entnehmen, dass dies nur sehr komplex und mit vielen abgewinkelten Bohrungen zu erreichen wäre. Zudem müssten diese theoretischen Bohrungen (Prinzippfeil) nach der Außenseite 14 hin verschlossen werden. Zudem ist erkennbar, dass aufgrund der gemäß der Herstellung im Gussverfahren begrenzten Gehäusewandstärke (nämlich unter dem Gesichtspunkt von Materialaufwand, Lunkern, Gewicht) wäre ein ausreichender Querschnitt solcher theoretischen Bohrungen (Prinzippfeil) nur schwer bzw. nicht konstruktiv zu erreichen. Mit anderen Worten ist 1 zu entnehmen, dass das bestehende Gehäuse 10 im Bereich des Wälzlagers 40 bzw. in dem ersten Gehäuseabschnitt 11 nicht für solche theoretischen Bohrungen (Prinzippfeil) für die Umsetzung einer externen Lagerspülung direkt an das Wälzlager 40 ausgelegt ist. Insbesondere betrifft diese technische Hürde die Wegstrecke bis hin zu der kleindurchmessrigen Wälzlager-Einheit 36. Insofern besteht ein technisches Interesse im Sinne von Systemkompatibilität, die Außenabmessungen des ersten Gehäuseabschnittes nicht zu ändern, um eine externe Lagerspülung vorzusehen.
2a, 2b und 3 zeigen eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 100 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beziehungsweise einen erfindungsgemäßen Förderkanal 20 zur Bereitstellung bzw. konstruktiven Realisierung einer externen Lagerspülung in einem ersten Gehäuseabschnitt 11 bzw. in einem Gehäuse 10 (zusätzlich 4). Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hinsichtlich der zu dem Stand der Technik gleichen Merkmale bzw. zu identischen konstruktiven Elementen, Anordnungen/Relationen, technischen Wirkungen auf die vorstehende Offenbarung anhand der 1 verwiesen.
Dabei veranschaulicht 2b eine antriebsseitige Vorderansicht auf die (optional/vorzugsweise einbaubaren / nach der Einschub-Bauart ausgeführten) Axialkolbenmaschine 100, welche insb. der Offenbarung einer (beispielhaften, sterisch besonders günstigen) räumlichen Anordnung der Schnittlinie C-C dient, welche für die axiale Längsschnittsansicht der direkt korrespondierenden 2a herangezogen wurde.
Ferner zeigt 3, in einer zu der 2a analogen axialen Längsschnittsansicht, die Axialkolbenmaschine 100 (nur Einschubvariante) in einem in ein Gerät 1000 eingebauten Zustand. Beispielsweise kann das Gerät 1000 ein (insb. Drehzahlreduzierendes) mechanisches Getriebe, z.B. in einem Radantriebsmotor eines (Raupen-)Baggers, eines Agrarlandfahrzeuges wie einer Feldspritze oder dergleichen, einen Lüfter oder dergleichen betreffen.
Dabei sei an dieser Stelle grundsätzlich angemerkt, dass das bevorzugte Ausführungsbeispiel zwar die Axialkolbenmaschine 100 nach der (optionalen) Einschub-Bauart bzw. Einschubvariante [erkennbar anhand eines axial zurückgezogenen, an der Außenseite umlaufenden Einbauflansches 18 des Gehäuses (abschnitts) 10, 11, vgl. insb. 3] darstellt und diskutiert, dass der Fachmann jedoch versteht, dass nicht zwingend eine Auslegung der Axialkolbenmaschine zum Einbau / als Einschubvariante vorliegen muss bzw. dass die Erfindung nicht auf eine solche limitiert ist. Insofern ergeben sich für diese eine Einschubvariante, wie bereits im allgemeinen Teil diskutiert, die deutlichsten Vorteile gegenüber dem Stand der Technik (nämlich, dass eine externe Lagerspülung überhaupt ermöglicht wird). Jedoch versteht der Fachmann, dass es gleichwohl unter den vorliegenden Gegenstand fällt, alle anhand dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels (Einschubvariante) offenbarten Merkmale gleichermaßen für Abwandlungen und/oder die andere Variante (d.h. die Nicht-Einschubvariante; für eine nicht für den Einschub in ein Gerät eingerichtete Axialkolbenmaschine 100) anzuwenden / auszuführen.
Insofern erfindungswesentlich auf den antriebs(wellen)seitigen Bereich des Gehäuses 10 bzw. den ersten Gehäuseabschnitt abgestellt wird, d.h. auf einen Gehäusebereich nahe dem Wälzlager 30 (in den 2a und 3 links zum bzw. distal vom Drehantriebsverbindungsbereich 50 bzw. Einbauflansch 18), ist es unerheblich bzw. nachrangig, welche spezifische hydraulische Einheit im Bereich des zweiten Gehäuseabschnitts 12 untergebracht bzw. über den Drehantriebsverbindungsbereich 50 mit der Antriebswelle 40 drehverbunden sowie ggf. schwenkverbunden ist. Demzufolge ist die Darstellung der Zylindertrommel 51 sowie der Stellvorrichtung 70 für das Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschine 100 als beispielhaft aufzufassen.
Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 100 weist ein im erfindungsgemäßen Gießverfahren gefertigtes Gehäuse 10 bzw. einen solchen (ersten) Gehäuseabschnitt 11 auf. Zur Lagerung einer Antriebswelle 40 ist von dem Gehäuse(abschnitt) 10 bzw. 11 ein Wälzlager 30 aufgenommen bzw. aufnehmbar. Dabei umfasst das Wälzlager 30 ein erstes Kegelrollenlager mit einem großen Außenring als eine großdurchmessrige (erste) Wälzlager-Einheit 35 und ein zweites Kegelrollenlager mit einem demgegenüber kleineren Außenring als eine kleindurchmessrige (zweite) Wälzlager-Einheit 36. Dabei sind die großdurchmessrige Wälzlager-Einheit 35 und die kleindurchmessrige Wälzlager-Einheit 36 mittels einer (optionalen) Passscheibe 37 axial beabstandet bzw. gegeneinander gestützt / gepasst.
An einer Innenseite 13 des Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 sind zwei axial benachbarte, kreiszylindrische Lagerabschnitte 15, 16 mit jeweiligen, zueinander unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen. Dabei ist ein (erster) großdurchmessriger Lagerabschnitt 15 ausgeformt bzw. eingerichtet, um die großdurchmessrige Wälzlager-Einheit 35 zu halten. Dabei ist ein (zweiter) kleindurchmessriger Lagerabschnitt 16 ausgeformt bzw. eingerichtet, um die kleindurchmessrige Wälzlager-Einheit 36 zu halten.
Für den hier dargestellten Fall der Einschubvariante kann, insb. unter Bezugnahme auf die 3 betreffs des in das Gerät 1000 eingebauten Zustandes der Axialkolbenmaschine 100, der kleindurchmessrige Lagerabschnitt 16 tiefer eingebaut, d.h. distal (zu einem gedachten Anwender wie einem Operator oder Monteur), beziehungsweise der großdurchmessrige Lagerabschnitt 15 weniger tief eingebaut, d.h. proximal, angeordnet sein.
An einer Außenseite 14 ist ein Öl-Zufuhranschluss 28 vorgesehen. Der Öl-Zufuhranschluss 28 ist allgemein zur Verbindung mit einer peripheren Spülmittelleitung vorgesehen bzw. eingerichtet. Bspw. kann es bevorzugt sein, den Öl-Zufuhranschluss 28 in einem nach Einbau, insb. Einschub, oben zu liegen kommenden, insb. für einen Anwender gut zugänglichen, Bereich der Außenseite 14 vorzusehen. An den Öl-Zufuhranschluss 28 schließt sich ein gerader Förderkanal 20 mit einer Förderkanalachse 4 an. Der gerade Förderkanal 20 erstreckt sich bzw. verläuft ausgehend vom ÖI-Zufuhranschluss 28 in Richtung hin zu dem kleindurchmessrigen Lagerabschnitt 16. Dabei erstreckt sich bzw. verläuft der gerade Förderkanal 20 bzw. die Förderkanalachse 4 schräg zu der Antriebswelle 40 bzw. schräg zu deren erster Drehachse 1. Dabei schneidet der gerade Förderkanal 20 den einen, großdurchmessrigen Lagerabschnitt 15, wodurch ein Schnittbereich definiert ist.
Der gerade Förderkanal 20 bzw. die Förderkanalachse 4 schneidet dabei die erste Drehachse mit einem (spitzen) Anstellungswinkel 5, der wie in 2a beispielhaft gezeigt, bei ca. 25 Winkelgraden liegen kann.
Wie insb. den axialen Längsschnittsansichten der 2a bzw. 3 zu entnehmen, weist der großdurchmessrige Lagerabschnitt 15 in dem Schnittbereich mit dem Förderkanal 20 eine radiale Ausbauchung 23 auf. Dabei ist die radiale Ausbauchung 23 gussgeformt bzw. in die Innenseite 13 (ein)gegossen. Mit anderen Worten ist die radiale Ausbauchung 23 bereits beim Gießen des Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 entstanden / mitgefertigt / ausgeformt.
Die radiale Ausbauchung 23 stellt eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Förderkanalabschnitt 21, welcher vor (stromaufwärts) dem Schnittbereich mit dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt 15 angeordnet ist, und einem zweiten Förderkanalabschnitt 22, welcher nach (stromabwärts) dem Schnittbereich mit dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt 15 angeordnet ist, her.
Sprich, es entsteht ein (im Wesentlichen) gerader Förderkanal 20 in (zumindest) drei Förderkanalabschnitten. Dabei sind, ausgehend von dem Öl-Zufuhranschluss 28 für die externe Zufuhr eines Spül-/Speisemittels bzw. von Öl, der erste Förderkanalabschnitt 21 (vor dem Schnittbereich), sodann die radiale Ausbauchung 23 als ein dritter Förderkanalabschnitt (in dem Schnittbereich) und sodann der zweite Förderkanalabschnitt 22 (nach dem Schnittbereich) miteinander fluidverbunden.
Was eine dreidimensionale Anordnung des Förderkanals mit, ausgehend von dem Öl-Zufuhranschluss 28, dem ersten Förderkanalabschnitt 21, der radialen Ausbauchung 23 und dem zweiten Förderkanalabschnitt 22 anbelangt, wird diese anhand einer perspektivischen Seitenansicht in der 4 (in Art einer teiltransparenten Gitterdarstellung) besonders gut erkennbar.
Dazu ist der gerade Förderkanal 20 bzw. sind der erste Förderkanalabschnitt 21 und der zweite Förderkanalabschnitt 22 durch das/den bereits (vorab) gussgefertigte(n) / gegossene(n) Gehäuse(abschnitt) 10, 11 gebohrt bzw. als, insb. kreiszylindrische, Bohrungen anderweitig gefertigt, insb. spanabhebend gefertigt oder erodiert, usw.
Wie den 2a und 3 weiter zu entnehmen, kann sich die radiale Ausbauchung 23 axial bzw. parallel zur Antriebswelle 40 längs des großdurchmessrigen Lagerabschnitts 15 erstrecken. Ferner ist gezeigt, dass sich die Ausbauchung 23 axial, in Richtung von dem kleindurchmessrigen Lagerabschnitt 16, nur bis zu einem Mittenbereich des großdurchmessrigen Lagerabschnitts erstrecken kann. Ferner ist gezeigt, dass sich die Ausbauchung 23 axial über den großdurchmessrigen Lagerabschnitt 15 in Richtung hin zu dem kleindurchmessrigen Lagerabschnitt 16 hinaus erstrecken kann, d.h. weiter nach distal ausgeformt sein kann.
Ferner ist gezeigt, dass der zweite Förderkanalabschnitt 22 in ein (distales) Lumen der kleindurchmessrigen Wälzlager-Einheit 36 bzw. hinter/stromabwärts dieser ausmünden kann.
Gleichermaßen kann an/in dieses (distale) Lumen der kleindurchmessrigen Wälzlager-Einheit 36 auch ein quer durch die Antriebswelle 40 gebohrter/geführter letzter bzw. vierter Teilabschnitt 64 eines (optionalen) inneren Spülmittelkanals ausmünden, um eine (optionale) interne Lagerspülung (vgl. 1 zum Stand der Technik) auszubilden. Dabei ist gezeigt, dass sich der auf der hydraulischen Seite (rechts in den 2a und 3) gespeiste innere Spülmittelkanal beispielhaft in einen ersten, zweiten, dritten und vierten Teilabschnitt 61, 62, 63, 64 unterteilen lässt.
Wie den 2a, 3 sowie 4 weiter zu entnehmen, kann die radiale Ausbauchung 23 mit einer im Querschnitt teilkreis- bzw. wannenförmigen Gestalt gegossen sein. Wie weiterhin in diesen Figuren gezeigt, sind (optional) die Übergänge von der kreiszylindrischen Kontur des großdurchmessrigen Lagerabschnitts 15 in die teilkreis- bzw. wannenförmige Kontur der Ausbauchung 23 abgerundet. Solche Rundungen sind strömungstechnisch bevorzugt. Vorteilhafterweise sind diese im Gussverfahren einfach realisierbar bzw. im Sinne einer geeigneten Gussformenkonstruktion auch dienlich.
Wie in den 2a, 3 sowie 4 weiter gezeigt, kann der Öl-Zufuhranschluss 28 axial in einem Mittenbereich des Gehäuses 10 liegen. Dabei kann der Öl-Zufuhranschluss 28 radial zu dem Drehantriebsverbindungsbereich 50 der Antriebswelle 40 vorgesehen sein. Der Drehantriebsverbindungsbereich 50 ist dabei an einem von dem einen Endabschnitt für das Wälzlager 30 abgewandten anderen Endabschnitt der Antriebswelle 40 eingerichtet, wie bereits vorstehend zum Stand der Technik ausgeführt.
Wie bereits erwähnt, ist die Axialkolbenmaschine 100 nach der Einschub-Bauart anhand des, in den 2a/b bis 4 dargestellten, um das/den Gehäuse(abschnitt) 10 bzw. 11 umlaufenden Einbauflansches 18 für den Fachmann gut erkennbar. Dabei ist der Einbauflansch 18 axial in Richtung hin zum kleindurchmessrigen Lagerabschnitt 16 zurückgezogen. Wie dargestellt, kann vorzugsweise der Öl-Zufuhranschluss 28 an dem Einbauflansch 18 eingerichtet sein bzw. in diesen einmünden, vorzugsweise von einer der Antriebswelle 40 abgewandten Seite bzw. von proximal.
Wie in der 3 hinsichtlich der Axialkolbenmaschine 100 in dem in das Gerät 1000 eingebauten Zustand (schematisch dargestellt) zu sehen, ist diese in ein Einbaulumen 1001 des Geräts 1000 versenkt bzw. eingebaut/eingeschoben. Dabei liegt der Einbauflansch 18 mit seiner der Antriebswelle 40 zugewandten (d.h. distalen) Flanschfläche an einer zugehörigen Anlagefläche 1002 des Gerätes 1000 an bzw. stützt sich gegen diese ab. Ein Abstand zwischen der Anlagefläche 1002 und dem tiefsten / distalsten Punkt des Einbaulumens 1001 definiert eine (nominale) Einschubtiefe 6 in dem Gerät zur Aufnahme / Montage der Axialkolbenmaschine 100 (Einschubvariante).
5 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines zugehörigen Gusskerns 200 als einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung. Der Gusskern 200 ist zur Verwendung bei der Herstellung des in der 4 dargestellten Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 in einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren nach einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eingerichtet bzw. (komplementär) dreidimensional ausgeformt.
Dabei versteht der Fachmann, dass der Gusskern 200 ausgebildet ist, um (unter Berücksichtigung von ggf. Entgratungsnotwendigkeiten und/oder Schrumpfvorgängen im Zuge vom gusstechnischen Schlichten/Härten) den Innenraum 19 des Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 auszubilden. Mit anderen Worten stellen der Gusskern 200 als das Positiv / eine Patrizenform zu dem Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 als das Negativ / eine Matrizenform dar.
Dabei ist ein großdurchmessriger (erster) Gusskernabschnitt 215 des Gusskerns 200 ausgebildet, um in einem Gussschritt des Herstellungsverfahrens den großdurchmessrigen (ersten) Lagerabschnitt 15 des Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 auszuformen.
Dabei ist ein kleindurchmessriger (zweiter) Gusskernabschnitt 216 des Gusskerns 200 ausgebildet, um in einem Gussschritt des Herstellungsverfahrens den kleindurchmessrigen (zweiten) Lagerabschnitt 16 des Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 auszuformen.
Dabei ist eine radial sich auswölbende Gusskontur 223 an einer radialen Außenseite des großdurchmessrigen (ersten) Gusskernabschnitts 215 ausgebildet, um in einem Gussschritt des Herstellungsverfahrens die radiale Ausbauchung 23 an dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt 15 des Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 auszuformen.
Wie der 5 weiterhin zu entnehmen, kann sich die Gusskontur 223 axial über den großdurchmessrigen (ersten) Gusskernabschnitt 215 in Richtung hin zu dem kleindurchmessrigen (zweiten) Gusskernabschnitt 216 hinaus (bzw. nach distal) erstrecken.
Zusammenfassend wird der (zumindest eine) erfindungsgemäße Förderkanal 20 als eine Fluidleitung zur Spülmittelversorgung direkt von extern an das Wälzlager 30 vorgesehen ist. Der Förderkanal 20 hat die durch eine Gehäusewand des Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 von außen verlaufenden (zylindrischen) ersten und zweiten Förderkanalabschnitte 15, 16 sowie die radiale Ausbauchung 23 als ein zu dem Innenraum 19 des Gehäuse(abschnitt)s 10 bzw. 11 offenes, versenkt eingegossenes Gusslumen, das den (zylindrischen) Förderkanal 20 zumindest teilweise oder vollständig durchsetzt.
Bezugszeichenliste

1: erste Drehachse (Antriebswelle)
2: zweite Drehachse (Schwenkposition Zylindertrommel)
3: Stellachse (Stellvorichtung)
4: Förderkanalachse
5: Anstellungswinkel
6: Einschubtiefe (Einschubvariante)
10: Gehäuse
11: (erster) Gehäuseabschnitt
12: zweiter Gehäuseabschnitt
13: Innenseite (Gehäuse)
14: Außenseite (Gehäuse)
15: großdurchmessriger (erster) Lagerabschnitt
16: kleindurchmessriger (zweiter) Lagerabschnitt
18: Einbauflansch
19: Innenraum (Gehäuse)
20: Förderkanal
21: erster Förderkanalabschnitt
22: zweiter Förderkanalabschnitt
23: radiale Ausbauchung
28: Öl-Zufuhranschluss
29: Ölkanal (Stand der Technik Nicht-Einschubvariante)
30: Wälzlager
35: großdurchmessrige (erste) Wälzlager-Einheit
36: kleindurchmessrige (zweite) Wälzlager-Einheit
37: Passscheibe
40: Antriebswelle
50: Drehantriebsverbindungsbereich
51: Zylindertrommel
52: Zentrierkolben
53: Arbeitskolben
55: Steuerlinse
61: innerer Spülmittelkanal (erster Teilabschnitt)
62: innerer Spülmittelkanal (zweiter Teilabschnitt)
63: innerer Spülmittelkanal (dritter Teilabschnitt)
64: innerer Spülmittelkanal (vierter Teilabschnitt)
70: Stellvorrichtung
71: Stellkolben
72: Stellzapfen
73: Abschlussplatte
100: Axialkolbenmaschine
100': Axialkolbenmaschine (Stand der Technik)
200: Gusskern
215: großdurchmessriger (erster) Gusskernabschnitt
216: kleindurchmessriger (zweiter) Gusskernabschnitt
223: Gusskontur
1000: Gerät bzw. mechanisches Getriebe
1001: Einbaulumen (Gerät)
1002: Anlagefläche (Gerät)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102019205140 A1 [0003, 0006, 0031]
EP 0941403 B1 [0004]

Claims

Axialkolbenmaschine (100), vorzugsweise der Einschub-Bauart, mit einem gegossenen Gehäuse (10) oder Gehäuseabschnitt (11), an dessen Innenseite (13) mindestens zwei axial benachbarte, kreiszylindrische sowie zueinander unterschiedliche Durchmesser aufweisende Lagerabschnitte (15, 16) jeweils zur Aufnahme eines Wälzlagers (35, 36) zur Lagerung einer Antriebswelle (40) ausgeformt sind und an dessen Außenseite (14) ein Öl-Zufuhranschluss (28) vorgesehen ist, an den sich ein gerader Förderkanal (20) anschließt, der sich ausgehend von dem Öl-Zufuhranschluss (28) schräg zur Antriebswelle (40) unter Schneiden des einen, großdurchmessrigen Lagerabschnitts (15) in Richtung hin zu dem anderen, kleindurchmessrigen Lagerabschnitt (16) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der großdurchmessrige Lagerabschnitt (15) im Schnittbereich mit dem Förderkanal (20) eine radiale Ausbauchung (23) aufweist, die bereits beim Gießen des Gehäuses (10) oder Gehäuseabschnitts (11) bereitgestellt worden ist und die einen ersten Förderkanalabschnitt (21) vor dem Schnittbereich mit dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt (15) und einen zweiten Förderkanalabschnitt (22) nach dem Schnittbereich mit dem großdurchmessrigen Lagerabschnitt (15) fluidverbindet.
Axialkolbenmaschine (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Ausbauchung (23) eine im Querschnitt teilkreis- oder wannenförmige Gestalt hat, die sich axial, vorzugsweise parallel zur Antriebswelle (40), längs des großdurchmessrigen Lagerabschnitts (15) erstreckt.
Axialkolbenmaschine (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausbauchung (23) axial über den großdurchmessrigen Lagerabschnitt (15) in Richtung hin zu dem kleindurchmessrigen Lagerabschnitt (16) hinaus erstreckt.
Axialkolbenmaschine (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausbauchung axial nur bis zu einem Mittenbereich des großdurchmessrigen Lagerabschnitts erstreckt.
Axialkolbenmaschine (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge von der kreiszylindrischen Kontur des großdurchmessrigen Lagerabschnitts (15) in die teilkreis- oder wannenförmige Kontur der Ausbauchung (23) abgerundet sind.
Axialkolbenmaschine (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Förderkanalachse (4) des geraden Förderkanals (20) eine erste Drehachse (1) des Wälzlagers (30) bzw. der Antriebswelle (40) um einen Anstellungswinkel (5) im Bereich von ca. 15 bis 35 Winkelgraden, insbesondere von ca. 20 bis 30 Winkelgraden, schräg schneidet.
Axialkolbenmaschine (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öl-Zufuhranschluss (28) axial in einem Mittenbereich des Gehäuses (10) oder Gehäuseabschnittes (11) und/oder radial zu einem Drehantriebsverbindungsbereich (50) der Antriebswelle (40), der an einem von dem einen Endabschnitt für das Wälzlager (30) abgewandten anderen Endabschnitt der Antriebswelle (40) eingerichtet ist, vorgesehen ist, wobei insbesondere der Öl-Zufuhranschluss (28) im Falle einer Axialkolbenmaschine (100) nach der Einschub-Bauart an einem axial in Richtung hin zum kleindurchmessrigen Lagerabschnitt (16) zurückgezogenen Einbauflansch (18) des Gehäuses (10) oder Gehäuseabschnitts (11) vorgesehen ist.
Axialkolbenmaschine (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als der gerade Förderkanal (20) und die Ausbauchung (23) ausgebildete sowie von dem Öl-Zufuhranschluss (28) von außen geführte Fluidverbindung zusätzlich zu einem innen durch die Antriebswelle (40) geführten, insbesondere an oder in den Bereich des kleindurchmessrigen Lagerabschnitts (16) geführten, Innenkanals (63, 64) für Spülmittel vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (10) oder Gehäuseabschnitts (11) einer Axialkolbenmaschine (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8 mit zumindest den folgenden Verfahrensschritten: - Bereitstellen eines Gusskerns (200) mit zumindest zwei benachbarten, die Lagerabschnitte definierenden, Gusskernabschnitten (215, 216) mit zueinander unterschiedlichen Gusskerndurchmessern, - Ausbilden einer radial sich auswölbenden Gußkontur (223) an einer radialen Außenseite des einen Gusskernabschnitts (215) mit großem Gusskerndurchmesser, - Einsetzen des Gusskerns (200) in eine Gussform und - Ausgießen der Gussform mit Gehäusematerial.
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses oder Gehäuseabschnitts einer Axialkolbenmaschine nach dem direkt vorstehenden Anspruch 9 ferner mit nachfolgendem Verfahrensschritt: - Bohren eines geraden Förderkanals (20) durch das gegossene Gehäuse (10) oder den gegossenen Gehäuseabschnitt (11), so dass der Förderkanal (20) sich ausgehend von dem Öl-Zufuhranschluss (28) schräg zu der lagerbaren Antriebswelle (40) unter Schneiden des einen, großdurchmessrigen Lagerabschnitts (15) in Richtung hin zum anderen, kleindurchmessrigen Lagerabschnitt (16) erstreckt.