DE102022206073A1

DE102022206073A1 - Hydrostatische Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE102022206073A1
Application number: DE102022206073.3A
Authority: DE
Inventors: David Breuer; Timo Nafz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-06-15
Filing date: 2022-06-15
Publication date: 2023-12-21
Also published as: CN117231454A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) mit einer mit einer Triebwelle (2) umlaufenden Zylindertrommel (3) mit mehreren als Bohrungen ausgebildeten Zylindern (4), in denen jeweils ein mit Hilfe von Gleitschuhen (5) an einer Schwenkwiege (6) abgestützter Kolben (7) gelagert ist, welche mittels den Gleitschuhen (5) abgewandter Seiten jeweils einen Druckraum (8) in dem jeweiligen Zylinder (4) begrenzen und mit Hilfe von Hüben der Kolben (7) während der Rotation der Zylindertrommel (3) ein Fluid von einem ersten Fluidanschluss (9.1) der Axialkolbenmaschine (1) über die Druckräume (8) zu einem zweiten Fluidanschluss (9.2) der Axialkolbenmaschine (1) förderbar ist oder mittels einer zwischen dem ersten Fluidanschluss (9.1) und dem zweiten Fluidanschluss (9.2) anliegenden Druckdifferenz die Hübe der Kolben (7) ausführbar und somit die Zylindertrommel (3) rotierbar ist.Eine Lagerung zwischen Kolben (7) und Zylindern (4) ist verbessert, indem zwischen zumindest einem der Zylinder (4) und zumindest einem der Kolben (7) zwei axial beabstandete Lagerbereiche (10.1, 10.2) zur radialen Abstützung des Kolbens (7) an dem Zylinder (4), nämlich ein erster, dem Gleitschuh (5) zugewandter Lagerbereich (10.1) und ein zweiter dem Druckraum (8) zugewandter Lagerbereich (10.2), ausgebildet sind, und eine axiale Länge (L1) des ersten Lagerbereiches (10.1) größer als eine axiale Länge (L2) des zweiten Lagerbereiches (10.2) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrostatische Axialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere eine Hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einer mit einer Triebwelle umlaufenden Zylindertrommel mit mehreren als Bohrungen ausgebildeten Zylindern, in denen jeweils ein mit Hilfe von Gleitschuhen an einer Schwenkwiege abgestützter Kolben gelagert ist, welche mittels den Gleitschuhen abgewandter Seiten jeweils einen Druckraum in dem jeweiligen Zylinder begrenzen und mit Hilfe von Hüben der Kolben während der Rotation der Zylindertrommel ein Fluid von einem ersten Fluidanschluss der Axialkolbenmaschine über die Druckräume zu einem zweiten Fluidanschluss der Axialkolbenmaschine förderbar ist oder mittels einer zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss anliegenden Druckdifferenz die Hübe der Kolben ausführbar und somit die Zylindertrommel rotierbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Bei hydrostatischen Axialkolbenmaschinen der vorstehend genannten Bauart, die als Pumpe oder als Motor betrieben werden können, sind in der mit der Triebwelle umlaufenden Zylindertrommel die mehreren als Bohrungen ausgebildeten Zylinder vorgesehen, in denen jeweils ein Kolben geführt ist. Die Kolben können mittels jeweils einer in den Zylindern angeordneten Buchse in dem jeweiligen Zylinder gelagert sein. Durch die Triebwelle und die Zylindertrommel ist die Maschinenlängsachse bzw. Drehachse gebildet. Die einzelnen Kolben sind mit einer Schrägscheibe der Schwenkwiege mit den sogenannten Gleitschuhen gekoppelt, wobei eine Schrägstellung der Schwenkwiege gegenüber der Zylindertrommel unter Umständen eingestellt werden kann, um den Hub der Kolben einzustellen. Die hydrostatische Axialkolbenmaschine weist den ersten Fluidanschluss oder eine erste Druckseite A sowie den zweiten Fluidanschluss oder eine zweite Druckseite B auf, um ein Fluid bzw. ein Druckmittel der Axialkolbenmaschine zuzuführen oder das Fluid bzw. Druckmittel aus der Axialkolbenmaschine abzuführen.
Stand der Technik
Aus der EP 1427914 B1 ist eine solche hydrostatische Axialkolbenmaschine mit kompensierten Buchsen bekannt. Unter der Wirkung einer Radialkraft wird insbesondere bei einer großen Relativgeschwindigkeit zwischen dem jeweiligen Kolben und einer Führungsfläche der Buchse auf einer Druckseite aufgrund der Gleitreibung eine Erwärmung bzw. eine höhere Temperatur in einer Wandung der Buchse erzeugt, wobei letztere sich aufgrund der Erwärmung ausdehnt. Wenn die Buchse durch einen passenden Sitz in der zugehörigen Bohrung der Zylindertrommel an einer radial nach außen gerichteten Ausdehnung gehindert wäre, würde sie sich radial nach innen ausdehnen, wodurch das Kolbenspiel verringert werden würde und der Kolben eingeklemmt werden könnte, mit dem Ergebnis, dass der Kolben z.B. frisst oder der Gleitschuh abgerissen werden könnte, was zu einem Triebwerkstotalschaden führen würde. Zur Vermeidung oder zur Verminderung des vorbeschriebenen Problems weisen die Buchsen gemäß der EP 1427914 B1 jeweils zumindest in dem Bereich, in dem sie vom zugehörigen Kolben radial mit der größten Druckkraft beaufschlagt werden, eine Ausnehmung auf. Im Bereich dieser Ausnehmung kann sich die Buchse dann ohne negative Einflüsse der Lagerspiele aufgrund von Wärmeeinflüssen ausdehnen. Die Buchsen werden weiterhin über radial in der Zylindertrommel ausgebildete Kühlkanäle mittels der Fliehkraft mit (Kühl-) Fluid beaufschlagt, welches aufgrund von Leckagen zur Verfügung steht.
Die US 11,118,681 B2 zeigt eine weitere Axialkolbenmaschine, in welcher die Kolben mittels jeweils einer Buchse in der Zylindertrommel gelagert sind. Die Buchsen weisen am der Zylindertrommel zugewandten Außenumfang eine umlaufende Rille auf, mittels welcher die Abdichtung verbessert und Reibverluste minimiert werden sollen. In die Zylindertrommel ist im Bereich einer jeden Bohrung jeweils eine längs ausgerichtete Nut eingebracht, um eine Druckkammer der Bohrung mit der Rille zu verbinden.
Aus der DD 200812 ist eine weitere Axialkolbenmaschine bekannt, in welcher die Kolben mittels jeweils einer Buchse in der Zylindertrommel gelagert sind. Die Buchse weist sowohl am Außenumfang wie auch am Innenumfang umlaufende Nuten auf. Weiterhin sind am Außenumfang axial ausgerichtete Nuten in die Buchse eingebracht. Die Buchse weist radial ausgebildete Bohrungen auf, mittels welcher unter anderem die am Außenumfang axial ausgerichteten Nuten mit denen am Innenumfang ausgebildeten Nuten fluidisch verbunden sind.
Die im Stand der Technik bekannten Buchsen sind zur Vermeidung von Problemen aufgrund von Wärmeausdehnungen oder zur Ausbildung von Strömungskanälen für (Schmier-)Fluid für die mittels der Buchsen ausgebildeten Lager gerade auch im Bereich hoher mechanischer Lasten auf die Lager und somit auch auf die Buchsen stark geschwächt. Das kann im Betrieb der Axialkolbenmaschine zu Beschädigungen der Buchsen z.B. Rissen in den Buchsen führen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Axialkolbenmaschine bereitzustellen, welche die Probleme des Stands der Technik reduziert oder beseitigt. Insbesondere soll die Lagerung zwischen den Kolben und den Zylindern verbessert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine hydrostatische Axialkolbenmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Genauer wird die Aufgabe gelöst, indem zwischen zumindest einem der Zylinder und zumindest einem der Kolben zwei axial beabstandete Lagerbereiche zur radialen Abstützung des Kolbens an dem Zylinder, nämlich ein erster, dem Gleitschuh zugewandter Lagerbereich und ein zweiter dem Druckraum zugewandter Lagerbereich, ausgebildet sind, und eine axiale Länge des ersten Lagerbereiches größer als eine axiale Länge des zweiten Lagerbereiches ist.
So sind optimale Lastverhältnisse zwischen Kolben und Zylinder erreichbar. Durch den länger ausgebildeten ersten Lagerbereich sind mit diesem Lagerbereich höhere Lasten aufnehmbar, welche im Betrieb der Axialkolbenmaschine eben in diesem ersten Lagerbereich auftreten. Durch die axiale Beabstandung der beiden Lagerbereiche ist weiterhin sichergestellt, dass sich in beiden Lagerbereichen ein ausreichender Schmierfilm von Fluid ausbildet, mittels welchem z.B. das sogenannte Fressen vom Kolben in seiner Lagerung insbesondere im ersten Lagerbereich vermieden ist. Die Axialkolbenmaschine weist somit zum einen den Vorteil von jeweils „kurzen“ Lagerbereichen auf, mittels welcher eine bessere Schmierung aufgrund der kürzeren Dichtlänge erreichbar ist, da ein „kurzer“ Lagerbereich leichter komplett mit Fluid beaufschlagbar ist, also auf einfache Art und Wiese ein konstanter Schmierfilm erzeugbar ist. Weiterhin weist die Axialkolbenmaschine trotzdem den Vorteil einer großen Stützlänge, also einem insgesamt großen axialen Bereich der Abstützung des Kolbens auf, was die Hebelverhältnisse des Kolbens bezüglich seiner Lagerung verbessert. Ein Kippen des Kolbens und daraus resultieren Momente werden somit auf ein Minimum begrenzt. Diese große Stützlange führt dann zu einer geringen Flächenpressung in den Lagerbereichen.
Bevorzugt beträgt ein Wert der axialen Länge des zweiten Lagerbereiches maximal 65% der axialen Länge des ersten Lagerbereiches.
Damit wird den im Betrieb der Axialkolbenmaschine auftretenden Lasten Rechnung getragen und es wird weiterhin die Schmierung beider Lagerbereiche verbessert.
Vorteilhafterweise weist ein axialer Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerbereich einen Wert zwischen 35% und 45% der axialen Länge des ersten Lagerbereiches auf.
So wird die Aufnahme der Lagerlasten und die Schmierung der Lagerbereiche weiter verbessert.
Der Zylinder weist nach einer Ausführungsform der Axialkolbenmaschine zur Ausbildung des ersten Lagerbereiches, des zweiten Lagerbereiches und des axialen Abstandes zwischen den beiden Lagerbereichen in dem ersten und dem zweiten Lagerbereich jeweils einen gegenüber einem Bereich des axialen Abstands verringerten Innendurchmesser auf.
Auf diese Weise sind die Lagerbereiche und der Abstand zwischen den beiden Lagerbereichen ohne zusätzliche Bauteile ausführbar, so dass insbesondere auch eine Montage der Kolben in den Zylindern vereinfacht ist.
Nach einer weiteren, alternativen Ausführungsform der Axialkolbenmaschine ist zur radialen Lagerung des Kolbens an dem Zylinder zwischen dem Kolben und dem Zylinder eine Buchse angeordnet. Die Buchse weist einen im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser auf. Die Buchse weist zur Ausbildung des ersten Lagerbereiches, des zweiten Lagerbereiches und des axialen Abstandes zwischen den beiden Lagerbereichen in dem ersten und dem zweiten Lagerbereich jeweils einen gegenüber einem Bereich des axialen Abstands verringerten Innendurchmesser auf.
Durch die Ausbildung der Lagerbereiche mittels einer Buchse ist eine Materialpaarung zwischen den Kolben und der Buchse auswählbar, welche speziell bezüglich der Reib- und Schmiereigenschaften angepasst ist, da die Buchse nicht wie die Zylindertrommel auch der Übertragung von Drehmomenten dient. Aufgrund der im Vergleich zur Zylindertrommel einfachen Geometrie der Buchse sind auch andere Fertigungsverfahren zur Herstellung der Buchse einsetzbar, welche sich dann auch positiv auf die Reib- und Schmiereigenschaften auswirken.
Nach einer weiteren, alternativen Ausführungsform der Axialkolbenmaschine sind zur radialen Lagerung des Kolbens an dem Zylinder zwischen dem Kolben und dem Zylinder eine erste Lagerschale zur Ausbildung des ersten Lagerbereiches und eine zweite Lagerschale zur Ausbildung des zweiten Lagerbereiches angeordnet. Die Lagerschalen sind zur Ausbildung des axialen Abstandes zwischen den Lagerbereichen axial beabstandet zueinander angeordnet.
Derartige Lagerschalen sind noch einfacher herstellbar als eine Buchse mit mehreren Bereichen, da deren Geometrien noch einfacher sind. Weiterhin kann der Abstand zwischen den beiden Lagerbereichen mittels der beiden Lagerbuchsen flexibel eingestellt werden.
Vorzugsweise ist zwischen dem Kolben und dem Zylinder im Bereich des axialen Abstandes ein vorzugsweise ringförmiger Zwischenraum ausgebildet, welcher eine Fluidverbindung zu dem Druckraum aufweist.
Somit kann die Versorgung der beiden Lagerbereiche mit (Schmier-)Fluid weiter verbessert werden. Als (Schmier-)Fluid wird das in dem Druckraum vorhandene Fluid genutzt, welches eben auch dem Betrieb der Axialkolbenmaschine dient, welches also mittels der Axialkolbenmaschine mit Druck beaufschlagt wird oder mittels welchem die Axialkolbenmaschine angetrieben wird. Anders ausgedrückt ist mittels der Fluidverbindung eine gezielte Leckage zwischen dem Druckraum und dem Zwischenraum ermöglicht, so dass dann eine Kontrolle der Schmierung verbessert ist. Diese Fluidverbindung ist insbesondere bei einem Betrieb der Axialkolbenmaschine mit niedrigen Drücken in den Druckräumen vorteilhaft, um eine ausreichende Versorgung der Lagerbereiche mit Fluid zu ermöglichen.
Die Fluidverbindung ist weiter bevorzugt mittels eines in dem Zylinder vorzugsweise nutförmig ausgebildeten Strömungskanals ausgebildet.
Somit ist die Fluidverbindung besonders einfach herstellbar und weiterhin aufgrund der sich in einer Nut einstellenden recht einfachen Strömungsverhältnisse auch in der Entwicklung einfach zu berechnen und somit präzise zu dimensionieren.
Nach einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Axialkolbenmaschine ist die Fluidverbindung mittels einer Nut ausgebildet, welche in die Buchse im Bereich des zweiten Lagereiches oder in die zweite Lagerschale eingebracht ist.
Vorzugsweise ist die Fluidverbindung in oder radial benachbart zu einem einer Richtung der Winkelgeschwindigkeit der Zylindertrommel zugewandten Umfangsbereich des zweiten Lagereiches ausgebildet.
Dies gilt insbesondere für eine primär im Pumpenbetrieb betriebene Axialkolbenmaschine. Die Fluidverbindung ist dann im weniger belasteten Lagereich ausgebildet, so dass eine Beschädigung der an der Lagerung beteiligten Bauteile, nämlich der Buchsen, Lagerschalen und/oder der Zylindertrommel im Bereich der Zylinder aufgrund der durch die Fluidverbindung erhöhten Belastungen vermieden sind. Vereinfacht ausgedrückt ist es nicht so schlimm, wenn das Lager im weniger belasteten Bereich etwas geschwächt wird.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Fluidverbindung in oder radial benachbart zu einem einer Richtung der Winkelgeschwindigkeit der Zylindertrommel abgewandten Umfangsbereich des zweiten Lagereiches ausgebildet ist.
Dies gilt insbesondere für eine primär im Motorbetrieb betriebene Axialkolbenmaschine, in welchem analog zum Pumpenbetrieb die bereits oben beschriebenen Vorteile erreichbar sind. Im Pumpenbetrieb stellt sich eben eine andere Belastungssituation ein als im Motorbetrieb.
Zusammenfassend ist eine solche hydrostatische Axialkolbenmaschine zu vielfältigen Anwendungen geeignet, wie z.B. in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Nutzfahrzeug.
Kurzbeschreibung der Figuren
Im Nachfolgenden werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren näher dargestellt.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der hydrostatischen Axialkolbenmaschine in einer Seitenansicht im Schnitt.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnittes des ersten Ausführungsbeispiels der hydrostatische Axialkolbenmaschine, nämlich eines der Zylinder, in einer Seitenansicht im Schnitt.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnittes eines zweiten Ausführungsbeispiels der hydrostatische Axialkolbenmaschine, nämlich eines der Zylinder, in einer Seitenansicht im Schnitt.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnittes eines dritten Ausführungsbeispiels der hydrostatische Axialkolbenmaschine, nämlich eines der Zylinder, in einer Seitenansicht im Schnitt.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnittes eines vierten Ausführungsbeispiels der hydrostatische Axialkolbenmaschine, nämlich eines der Zylinder, in einer Seitenansicht im Schnitt.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnittes eines fünften Ausführungsbeispiels der hydrostatische Axialkolbenmaschine, nämlich eines der Zylinder, in einer Seitenansicht im Schnitt.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnittes des fünften Ausführungsbeispiels der hydrostatische Axialkolbenmaschine, nämlich eines der Zylinder, in einer Schnittansicht senkrecht zu einer Kolbenachse entlang der Linie A-A aus 6.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die Hydrostatische Axialkolbenmaschine 1 hat gemäß 1 u.a. eine mit einer Triebwelle 2 umlaufende Zylindertrommel 3 mit mehreren als Bohrungen ausgebildeten Zylindern 4, in denen jeweils ein mit Hilfe von Gleitschuhen 5 an einer Schwenkwiege 6 abgestützter Kolben 7 gelagert ist. Die Kolben 7 begrenzen mittels den Gleitschuhen 5 abgewandter Seiten jeweils einen Druckraum 8 in dem jeweiligen Zylinder 4 und mit Hilfe von Hüben der Kolben 7 ist während der Rotation der Zylindertrommel 3 ein Fluid von einem ersten Fluidanschluss 9.1 der Axialkolbenmaschine 1 über die Druckräume 8 zu einem zweiten Fluidanschluss 9.2 der Axialkolbenmaschine 1 förderbar. Dies beschreibt einen Pumpenbetrieb der Axialkolbenmaschine 1. Alternativ sind mittels einer zwischen dem ersten Fluidanschluss 9.1 und dem zweiten Fluidanschluss 9.2 anliegenden Druckdifferenz die Hübe der Kolben 7 ausführbar wodurch dann die Zylindertrommel 3 rotierbar ist. Dies beschreibt einen Motorbetrieb der Axialkolbenmaschine 1.
Zwischen zumindest einem der Zylinder 4 und zumindest einem der Kolben 7 sind zwei axial beabstandete Lagerbereiche 10.1, 10.2 zur radialen Abstützung des Kolbens 7 an dem Zylinder 4, nämlich ein erster, dem Gleitschuh 5 zugewandter Lagerbereich 10.1 und ein zweiter dem Druckraum 8 zugewandter Lagerbereich 10.2, ausgebildet. Eine axiale Länge L₁ des ersten Lagerbereiches 10.1 ist größer als eine axiale Länge L₂ des zweiten Lagerbereiches 10.2.
Vorzugsweise sind zwischen allen Zylindern 4 und allen Kolben 7 zwei entsprechende axial beabstandete Lagerbereiche 10.1, 10.2 ausgebildet. In der Schnittansicht aus 1 sind nur zwei Kolben zu sehen, wobei der Übersichtlichkeit nur einer der Kolben und der zugehörige Zylinder mit Bezugszeichen versehen sind. Üblicherweise sind über den Umfang gleichmäßig verteilt noch weitere Zylinder in der Zylindertrommel 3 ausgebildet und weitere Kolben in diesen Zylindern angeordnet.
Ein Wert der axialen Länge L₂ des zweiten Lagerbereiches 10.2 beträgt maximal 65% der axialen Länge L₁ des ersten Lagerbereiches 10.1.
Die axialen Längen L₁, L₂ werden mit Bezug zur Längsachse des zugehörigen Zylinders 4 gemessen. Die Längsachse der Zylinder 4 könnte in einem Winkel oder auch parallel zur Drehachse L der Axialkolbenmaschine 1, nämlich der Drehachse L der Triebwelle 2 bzw. der Zylindertrommel 3, ausgebildet sein.
Ein axialer Abstand A zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerbereich 10.1, 10.2 weist einen Wert zwischen 35% und 45% der axialen Länge L₁ des ersten Lagerbereiches 10.1 auf.
Auch der axiale Abstand A wird mit Bezug zur Längsachse des zugehörigen Zylinders 4 gemessen.
Der Zylinder 4 weist gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der hydrostatischen Axialkolbenmaschine 1 aus 1 und 2 zur Ausbildung des ersten Lagerbereiches 10.1, des zweiten Lagerbereiches 10.2 und des axialen Abstandes A zwischen den beiden Lagerbereichen 10.1, 10.2 in dem ersten und dem zweiten Lagerbereich 10.1, 10.2 jeweils einen gegenüber einem Bereich des axialen Abstands A verringerten Innendurchmesser d₁, d₂ auf. Im Bereich des axialen Abstandes A bildet sich ein Innendurchmesser d_A aus.
Die Bereiche größeren Innendurchmessers könnten z.B. mittels eines Fräsverfahrens in die Zylindertrommel 3 eingebracht werden.
Gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der hydrostatischen Axialkolbenmaschine 1 aus 3 ist zur radialen Lagerung des Kolbens 7 an dem Zylinder 4 zwischen dem Kolben 7 und dem Zylinder 4 eine Buchse 11 angeordnet. Die Buchse 11 weist einen im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser auf. Die Buchse 11 weist zur Ausbildung des ersten Lagerbereiches 10.1, des zweiten Lagerbereiches 10.2 und des axialen Abstandes A zwischen den beiden Lagerbereichen 10.1, 10.2 in dem ersten und dem zweiten Lagerbereich 10.1, 10.2 jeweils einen gegenüber einem Bereich des axialen Abstands A verringerten Innendurchmesser d₁, d₂ auf. Die Buchse 11 ist z.B. aus Messing hergestellt.
Gemäß des dritten Ausführungsbeispiels der hydrostatischen Axialkolbenmaschine 1 aus 4 sind zur radialen Lagerung des Kolbens 7 an dem Zylinder 4 zwischen dem Kolben 7 und dem Zylinder 4 eine erste Lagerschale 12.1 zur Ausbildung des ersten Lagerbereiches 10.1 und eine zweite Lagerschale 12.2 zur Ausbildung des zweiten Lagerbereiches 10.2 angeordnet. Die Lagerschalen 12.1, 12.2 sind zur Ausbildung des axialen Abstandes A zwischen den Lagerbereichen 10.1, 10.2 axial beabstandet zueinander angeordnet. Auch die Lagerschalen 12.1, 12.2 sind jeweils z.B. aus Messing hergestellt. Die Lagerschalen 12.1, 12.2 sind vorzugsweise jeweils hohlzylindrisch ausgeführt. Es ist denkbar, dass die Lagerschalen 12.1, 12.2 mittels entsprechender Kanten und/oder in Nuten angeordneter Federringe axial in dem Zylinder 4 fixiert sind.
Zwischen dem Kolben 7 und dem Zylinder 4 ist gemäß des vierten Ausführungsbeispiels der hydrostatischen Axialkolbenmaschine 1 aus 5 im Bereich des axialen Abstandes A ein vorzugsweise ringförmiger Zwischenraum 13 ausgebildet, welcher eine Fluidverbindung 14 zu dem Druckraum 8 aufweist. Die Lagerbereiche 10.1, 10.2 sind gemäß dieses vierten Ausführungsbeispiels der hydrostatischen Axialkolbenmaschine 1 aus 5 ebenfalls mittels zweier Lagerschalen 12.1, 12.2 ausgebildet.
Die Fluidverbindung 14 ist dann gemäß 5 mittels eines in dem Zylinder 4 vorzugsweise nutförmig ausgebildeten Strömungskanals ausgebildet. Das Fluid strömt dann im Betrieb der Axialkolbenmaschine 1 von dem Druckraum 8 über den Fluidkanal 14 auf einer dem Kolben 7 abgewandten Seite der zweiten Lagerschale 12.2 dem Zwischenraum 13 zu. Gemäß 5 ist der Fluidkanal 14 zum Teil auch mittels des Außenumfangs der zweiten Lagerschale 12.2 ausgebildet.
Gemäß des fünften und sechsten Ausführungsbeispiels der hydrostatischen Axialkolbenmaschine 1 aus 6 und 7 ist die Fluidverbindung 14 mittels einer Nut 15 ausgebildet, welche in die zweite Lagerschale 12.2 eingebracht ist. Ein solche Nut könnte demgegenüber auch in die Buchse 11 im Bereich des zweiten Lagereiches 10.2 eingebracht sein.
Die Nut 15 ist in einer dem Kolben 7 zugewandten Seite der zweiten Lagerschale 12.2 ausgebildet. Die Nut 15 könnte auch in einer dem Kolben 7 abgewandten Seite der zweiten Lagerschale 12.2 ausgebildet sein. Gleiches gilt auch für eine in der Buchse 11 ausgebildete Nut.
Die Fluidverbindung 14 ist gemäß 7 in oder radial benachbart zu einem einer Richtung u der Winkelgeschwindigkeit der Zylindertrommel 3 zugewandten Umfangsbereich α des zweiten Lagereiches 10.2 ausgebildet, insbesondere wenn die Axialkolbenmaschine 1 für einen optimierten Pumpenbetrieb ausgebildet ist.
Auch die Fluidverbindung 14 gemäß des vierten Ausführungsbeispiels der Axialkolbenmaschine 1 aus 5 ist vorzugsweise analog in diesem Umfangsbereich α ausgebildet.
Die Fluidverbindung 14 ist insbesondere in einem Bereich angeordnet, welcher beim anvisierten Betrieb der Axialkolbenmaschine 1 am wenigsten belastet ist, wobei dieser am wenigsten belastete Bereich z.B. mit Hilfe von elastohydrodynamischen Simulationen bestimmt wird.
Die Fluidverbindung 14 könnte demgegenüber auch in oder radial benachbart zu einem einer Richtung u der Winkelgeschwindigkeit der Zylindertrommel 3 abgewandten Umfangsbereich des zweiten Lagereiches 10.2 ausgebildet sein, insbesondere wenn die Axialkolbenmaschine 1 für einen optimierten Motorbetrieb ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Hydrostatische Axialkolbenmaschine
2: Triebwelle
3: Zylindertrommel
4: Zylinder
5: Gleitschuh
6: Schwenkwiege
7: Kolben
8: Druckraum
9.1: erster Fluidanschluss
9.2: zweiter Fluidanschluss
10.1: erster Lagerbereich
10.2: zweiter Lagerbereich
11: Buchse
12.1: erste Lagerschale
12.2: zweite Lagerschale
13: Zwischenraum
14: Fluidverbindung
15: Nut
L1: axiale Länge des ersten Lagerbereiches 10.1
L2: axiale Länge des zweiten Lagerbereiches 10.2
A: axialer Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerbereich
d1: Innendurchmesser des ersten Lagerbereiches 10.1
d2: Innendurchmesser des zweiten Lagerbereiches 10.2
dA: Innendurchmesser des Bereichs des axialen Abstands A
u: Richtung der Winkelgeschwindigkeit der Zylindertrommel 3
α: Umfangsbereich
L: Drehachse

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

EP 1427914 B1 [0003]
US 11118681 B2 [0004]
DD 200812 [0005]

Claims

Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) mit einer mit einer Triebwelle (2) umlaufenden Zylindertrommel (3) mit mehreren als Bohrungen ausgebildeten Zylindern (4), in denen jeweils ein mit Hilfe von Gleitschuhen (5) an einer Schwenkwiege (6) abgestützter Kolben (7) gelagert ist, welche mittels den Gleitschuhen (5) abgewandter Seiten jeweils einen Druckraum (8) in dem jeweiligen Zylinder (4) begrenzen und mit Hilfe von Hüben der Kolben (7) während der Rotation der Zylindertrommel (3) ein Fluid von einem ersten Fluidanschluss (9.1) der Axialkolbenmaschine (1) über die Druckräume (8) zu einem zweiten Fluidanschluss (9.2) der Axialkolbenmaschine (1) förderbar ist oder mittels einer zwischen dem ersten Fluidanschluss (9.1) und dem zweiten Fluidanschluss (9.2) anliegenden Druckdifferenz die Hübe der Kolben (7) ausführbar und somit die Zylindertrommel (3) rotierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest einem der Zylinder (4) und zumindest einem der Kolben (7) zwei axial beabstandete Lagerbereiche (10.1, 10.2) zur radialen Abstützung des Kolbens (7) an dem Zylinder (4), nämlich ein erster, dem Gleitschuh (5) zugewandter Lagerbereich (10.1) und ein zweiter dem Druckraum (8) zugewandter Lagerbereich (10.2), ausgebildet sind, und eine axiale Länge (L₁) des ersten Lagerbereiches (10.1) größer als eine axiale Länge (L₂) des zweiten Lagerbereiches (10.2) ist.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert der axialen Länge (L₂) des zweiten Lagerbereiches (10.2) maximal 65% der axialen Länge (L₁) des ersten Lagerbereiches (10.1) beträgt.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Abstand (A) zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerbereich (10.1, 10.2) einen Wert zwischen 35% und 45% der axialen Länge (L₁) des ersten Lagerbereiches (10.1) aufweist.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) zur Ausbildung des ersten Lagerbereiches (10.1), des zweiten Lagerbereiches (10.2) und des axialen Abstandes (A) zwischen den beiden Lagerbereichen (10.1, 10.2) in dem ersten und dem zweiten Lagerbereich (10.1, 10.2) jeweils einen gegenüber einem Bereich des axialen Abstands (A) verringerten Innendurchmesser (d₁, d₂) aufweist.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur radialen Lagerung des Kolbens (7) an dem Zylinder (4) zwischen dem Kolben (7) und dem Zylinder (4) eine Buchse (11) angeordnet ist, welche einen im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser aufweist und welche zur Ausbildung des ersten Lagerbereiches (10.1), des zweiten Lagerbereiches (10.2) und des axialen Abstandes (A) zwischen den beiden Lagerbereichen (10.1, 10.2) in dem ersten und dem zweiten Lagerbereich (10.1, 10.2) jeweils einen gegenüber einem Bereich des axialen Abstands (A) verringerten Innendurchmesser (d₁, d₂) aufweist.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur radialen Lagerung des Kolbens (7) an dem Zylinder (4) zwischen dem Kolben (7) und dem Zylinder (4) eine erste Lagerschale (12.1) zur Ausbildung des ersten Lagerbereiches (10.1) und eine zweite Lagerschale (12.2) zur Ausbildung des zweiten Lagerbereiches (10.2) angeordnet sind, welche zur Ausbildung des axialen Abstandes (A) zwischen den Lagerbereichen (10.1, 10.2) axial beabstandet zueinander angeordnet sind.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kolben (7) und dem Zylinder (4) im Bereich des axialen Abstandes (A) ein vorzugsweise ringförmiger Zwischenraum (13) ausgebildet ist, welcher eine Fluidverbindung (14) zu dem Druckraum (8) aufweist.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (14) mittels eines in dem Zylinder (4) vorzugsweise nutförmig ausgebildeten Strömungskanals ausgebildet ist.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (14) mittels einer Nut (15) ausgebildet ist, welche in die Buchse (11) im Bereich des zweiten Lagereiches (10.2) oder in die zweite Lagerschale (12.2) eingebracht ist.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (14) in oder radial benachbart zu einem einer Richtung (u) der Winkelgeschwindigkeit der Zylindertrommel (3) zugewandten Umfangsbereich (α) des zweiten Lagereiches (10.2) ausgebildet ist.
Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (14) in oder radial benachbart zu einem einer Richtung (u) der Winkelgeschwindigkeit der Zylindertrommel (3) abgewandten Umfangsbereich des zweiten Lagereiches (10.2) ausgebildet ist.