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Die
Erfindung betrifft eine hydrostatische Kolbenmaschine zum gleichzeitigen
Betrieb in einem ersten und einem zweiten hydraulischen Kreislauf.
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Zum
gleichzeitigen Betrieb einer hydrostatischen Kolbenmaschine in einem
ersten Kreislauf und in einem zweiten hydraulischen Kreislauf ist
es aus der
US 3,188,963 bekannt,
in eine Zylindertrommel eine erste Gruppe von Zylinderbohrungen
und eine zweite Gruppe von Zylinderbohrungen einzubringen. Die erste
Gruppe von Zylinderbohrungen wird dabei auf einem Teilkreis mit
einem größeren Radius
als der Teilkreis der zweiten Gruppe von Zylinderbohrungen angeordnet.
Die in den Zylinderbohrungen der ersten und der zweiten Gruppe angeordneten
Kolben stützen
sich an dem von der Anschlussseite abgewandten Ende auf einer Schrägscheibe
ab. Durch die unterschiedlichen Radien, auf denen die Zylinderbohrungen
der ersten bzw. zweiten Gruppe angeordnet sind, führen die
Kolben in den Zylinderbohrungen eine unterschiedlich große Hubbewegung
aus.
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Dabei
ist es nicht nur nachteilig, dass durch den unterschiedlichen Abstand
der Zylinderbohrungen von der Mittelachse und dem daraus resultierenden
Aufstandspunkt der Kolben auf der Schrägscheibe Vibrationen entstehen,
sondern auch, dass durch die versetzte Anordnung in der Zylindertrommel
deren Außendurchmesser
vergrößert ist.
Der minimale Abstand von der Achse der Zylindertrommel wird unter
anderem durch den benötigten
Hub, sowie den Winkel der Schrägscheibe
festgelegt. Eine weiter innen liegende Anordnung der inneren Zylinderbohrungen
ist so nicht möglich.
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Die
dem anderen hydraulischen Kreislauf zugeordneten, radial nach außen versetzen
Zylinderbohrungen vergrößern damit
den gesamten Durchmesser der Zylindertrommel und in der Folge die Baugröße der gesamten
Kolbenmaschine. Weiterhin ergibt sich als Nachteil, dass entweder
eine unterschiedliche Anzahl von Zylinderbohrungen auf dem inneren
und dem äußeren Teilkreis
erforderlich ist, oder aber Zylinderbohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern
verwendet werden müssen,
um zwei sich hinsichtlich der Förderleistung
entsprechende hydraulische Kreisläufe mit der Kolbenmaschine
betreiben zu können.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine hydrostatische Kolbenmaschine
zu schaffen, welche bei minimierten Bauraumanforderungen den Betrieb
in zwei sich entsprechenden hydraulischen Kreisläufen ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine hydrostatische Kolbenmaschine mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße hydrostatische
Kolbenmaschine umfasst eine Zylindertrommel, in die eine erste Gruppe
von Zylinderbohrungen eingebracht ist, welche mit einem ersten hydraulischen Kreislauf
verbindbar sind. Weiterhin ist eine zweite Gruppe Zylinderbohrungen
in die Zylindertrommel eingebracht, welche mit einem zweiten hydraulischen
Kreislauf verbindbar sind. Die Zylinderbohrungen der ersten und
der zweiten Gruppe sind auf einem gemeinsamen Teilkreis in die Zylindertrommel eingebracht.
Der äußere Durchmesser
der Zylindertrommel wird dabei nicht durch einen radialen Versatz
zwischen den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe und der zweiten
Gruppe vergrößert.
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Der
minimale Durchmesser, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind,
wird ausschließlich
durch das geforderte Fördervolumen
sowie den maximal realisierbaren Einstellwinkel einer Schwenkscheibe
bestimmt. Neben der verbesserten Raumausnutzung ist es ein weiterer
Vorteil der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine,
dass sich sämtliche Kolben,
die in den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe
angeordnet sind, mit lediglich einem einheitlichen Abstand von der
Zylindertrommelachse auf der Schwenkscheibe abstützen, wodurch sich eine gleichmäßigere Belastung und
ein verbessertes Schwingungsverhalten ergibt.
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Die
Unteransprüche
betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine.
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Die
Zylinderbohrungen der ersten Gruppe werden durch erste Verbindungskanäle mit dem
ersten hydraulischen Kreislauf verbunden, wobei sich die ersten
Verbindungskanäle
von zweiten Verbindungskanälen
durch die Ausmündung
auf der Stirnseite der Zylindertrommel in einem anderen Abstand von
der Zylindertrommelachse unterscheiden. Die Zuordnung der einzelnen
Zylinderbohrungen der ersten Gruppe erfolgt damit durch jeweils
einen ersten Verbindungskanal, der in einem ersten Abstand von der
Zylindertrommelachse an der Stirnseite der Zylindertrommel ausmündet, während die
Zuordnung der Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe über jeweils einen
mit einem entsprechenden zweiten Abstand von der Zylindertrommelachse
ausmündenden
zweiten Verbindungskanal erfolgt.
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Um
die Zylinderbohrungen über
die ersten bzw. zweiten Verbindungskanäle zeitlich korrekt mit Arbeitsleitungen
des ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislaufs zu verbinden, ist
eine Steuerplatte vorgesehen, in der zumindest eine erste Steuerniere und
eine zweite Steuerniere angeordnet sind, wobei sich die erste und
die zweite Steuerniere jeweils entlang eines Kreisbogens erstrecken.
Der Radius des jeweiligen Kreisbogens entspricht dabei dem Abstand
von der Zylindertrommelachse, in dem die ersten Verbindungskanäle bzw.
die zweiten Verbindungskanäle
an der Stirnseite der Zylindertrommel ausmünden.
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Dem
ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf ist vorzugsweise jeweils
eine weitere Steuerniere zugeordnet. Damit sind der erste hydraulische
Kreislauf und der zweite hydraulische Kreislauf vollständig voneinander
getrennt und weisen jeweils einen separaten Druck- bzw. Sauganschluss
auf. Die hierzu erforderliche dritte Steuerniere erstreckt sich wiederum
entlang eines Kreisbogens, dessen Radius dem Radius des Kreisbogens
entspricht, an dem entlang sich die erste Steuerniere erstreckt.
Dementsprechend erstreckt sich die vierte Steuerniere entlang eines
der zweiten Steuerniere entsprechenden Kreisbogens.
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Zur
Zentrierung der Zylindertrommel sowie zum Ausbilden eines hydrodynamischen
Gleitlagers an der Stirnseite der Zylindertrommel ist die Steuerplatte
auf der der Zylindertrommel zugewandten Seite sphärisch ausgeformt.
Die sphärische
Ausformung korrespondiert mit einer in der Stirnseite der Zylindertrommel
eingebrachten sphärischen
Vertiefung. Mit der sphärischen
Vertiefung liegt die Zylindertrommel an der sphärischen Ausformung der Steuerplatte
an, wodurch die Zylindertrommel zentriert wird. Zum Reduzieren der
Reibung zwischen der Zylindertrommel und der Steuerplatte wird ein
definierter Leckagestrom von den Ausmündungen der Verbindungskanäle erzeugt,
wodurch zwischen den Anlageflächen der
Steuerplatte und der Zylindertrommel ein hydrodynamisches Gleitlager
ausgebildet wird.
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Zum
Einbringen der Verbindungskanäle
ist es vorteilhaft, wenn sowohl die ersten Verbindungskanäle als auch
die zweiten Verbindungskanäle
sich parallel zu der Zylindertrommelachse erstrecken. Damit können die
Verbindungskanäle
z. B. durch Fräsen in
besonders einfacher Weise in die Zylindertrommel eingebracht werden,
ohne das Werkstück
umspannen zu müssen
oder den Zustellwinkel des Werkzeugs verändern zu müssen.
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Bei
Zylinderbohrungen mit einem geringen Durchmesser ist es dagegen
besonders vorteilhaft, den unterschiedlichen Abstand der Ausmündungen von
der Zylindertrommelachse an der Stirnseite der Zylindertrommel dadurch
zu erzeugen, dass zumindest die Verbindungskanäle der ersten oder der zweiten
Gruppe von Zylinderbohrungen in einem bestimmten Winkel zu der Zylindertrommelachse
eingebracht werden. Durch solche Verbindungskanäle mit einer radialen Richtungskomponente
lassen sich auch für
kleine Durchmesser der Zylinderbohrungen die Abstände der
Ausmündungen
der ersten und der zweiten Verbindungskanäle in einem weiten Bereich variieren.
Damit kann die Steuerplatte weitgehend unabhängig von den Abmessungen der
Zylindertrommel gestaltet werden und insbesondere bezüglich der
Anschlussplatte und der Festigkeit optimiert werden.
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Werden
die ersten und/oder zweiten Verbindungskanäle mit einer radialen Richtungskomponente
in die Zylindertrommel eingebracht, so ist es besonders vorteilhaft,
wenn diejenigen Verbindungskanäle,
die mit dem geringeren Abstand von der Längsachse der Zylindertrommel
an der Stirnseite der Zylindertrommel ausmünden, in Richtung der Ausmündung auf
die Zylindertrommelachse orientiert werden. Zusammen mit der sphärischen
Vertiefung an der Stirnseite der Zylindertrommel ergibt sich dadurch
ein Austrittswinkel von näherungsweise
einem rechten Winkel. Das stellt nicht nur für die Herstellung eine Vereinfachung
dar, sondern führt
auch zu einer erhöhten
Dauerhaltbarkeit der Kolbenmaschine.
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Ein
weiterer Vorteil im Hinblick auf die Pulsation der hydrostatischen
Kolbenmaschine ergibt sich, wenn die Anzahl der Zylinderbohrungen
der ersten und der zweiten Gruppe identisch ist. Besonders vorteilhaft
ist es dabei, wenn sowohl die Anzahl der Zylinderbohrungen der ersten
Gruppe als auch die Anzahl der Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe
jeweils eine ungerade Zahl ist. Entlang des gemeinsamen Teilkreises
sind die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe
im Wechsel angeordnet.
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Eine
besonders vielseitige hydrostatische Kolbenmaschine ergibt sich,
wenn sich die in den Zylinderbohrungen der ersten und der zweiten
Gruppe längsverschieblich
angeordneten Kolben auf einer gemeinsamen Schwenkscheibe abstützen, so
dass bei einem rechten Winkel der Schwenkscheibe bezüglich der
Zylindertrommelachse der Hub aller Kolben Null ist und sich die
Schwenkscheibe aus dieser Position in beiden Richtungen verschwenken
lässt.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der
nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine,
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2 einen
Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße hydrostatische
Kolbenmaschine,
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3 eine
vergrößerte Darstellung
eines Ausschnitts des Längsschnitts
der erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine,
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4 eine
vergrößerte Darstellung
eines zweiten Ausschnitts des Längsschnitts
der erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine,
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5 eine
Schnittdarstellung einer Zylindertrommel der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine,
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6 eine
Draufsicht auf die Zylindertrommel,
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7 eine
erste Ansicht der Stirnseite der Zylindertrommel,
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8 eine
erste Ansicht einer Steuerplatte der erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine,
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9 eine
Schnittdarstellung der Steuerplatte der erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine und
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10 eine
zweite Ansicht der Steuerplatte der erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine.
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Bevor
auf die konstruktive Ausgestaltung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine 1 ausführlich
eingegangen wird, soll zunächst
der prinzipielle Aufbau einer an zwei hydrostatischen Kreisläufen betriebenen
Kolbenmaschine 1 anhand des hydraulischen Schaltplans in 1 erläutert werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
umfasst die hydrostatische Kolbenmaschine 1 eine Pumpe 2 zum
parallelen Fördern
von Druckmittel in zwei getrennte, geschlossene hydraulische Kreisläufe.
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Die
Fördermenge
der Pumpe 2 ist durch eine Verstelleinrichtung 3 für beide
hydraulische Kreisläufe
gemeinsam veränderbar.
Die Verstelleinrichtung 3 besteht aus einem Zylinder und
einem darin angeordneten Stellkolben 4, der in bekannter
Weise an entgegengesetzt zueinander orientierten Kolbenflächen in
jeweils einer Stelldruckkammer mit einem Stelldruck beaufschlagt
wird. Die beiden Stelldruckkammern sind über jeweils eine Stelldruckleitung 6a, 6b mit
einem Stelldruckregelventil 5 verbunden.
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Durch
Beaufschlagen der einen Stelldruckkammer und Entlasten der anderen
Stelldruckkammer wirkt auf den Stellkolben 4 ein Differenzdruck, durch
den der Stellkolben 4 aus seiner Mittellage ausgelenkt
wird, in der er durch zwei Zentrierfedern gehalten wird. Durch die Auslenkung
des Stellkolbens 4 wird die Pumpe 2 auf ein verändertes
Fördervolumen
eingestellt. Die Verstellung wirkt gleichermaßen auf den ersten und den
zweiten hydraulischen Kreislauf.
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Der
erste hydraulische Kreislauf wird aus einer ersten Arbeitsleitung 7 und
einer zweiten Arbeitsleitung 8 gebildet. Die Pumpe 2 fördert entweder
in die erste Arbeitsleitung 7 oder die zweite Arbeitsleitung 8.
Bei einer Förderung
in die erste Arbeitsleitung 7 erfolgt gleichzeitig aufgrund
der gemeinsamen Verstellung eine Förderung von Druckmittel in
eine erste Arbeitsleitung 7' des
zweiten hydraulischen Kreislaufs oder, bei Förderung in die zweite Arbeitsleitung 8 des
ersten hydraulischen Kreislaufs in eine zweite Arbeitsleitung 8' des zweiten
hydraulischen Kreislaufs.
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Der
erste hydraulische Kreislauf, bestehend aus dessen erster Arbeitsleitung 7 und
dessen zweiter Arbeitsleitung 8, ist hydraulisch von dem
zweiten hydraulischen Kreislauf, bestehend aus dessen erster Arbeitsleitung 7' und dessen
zweiter Arbeitsleitung 8',
unabhängig.
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Beim
Anfahren der Pumpe 2 wird zunächst der erste hydraulische
Kreislauf und der zweite hydraulische Kreislauf durch eine Hilfspumpe 9 mit Druckmittel
gespeist. Die Hilfspumpe 9 saugt hierzu über eine
Saugleitung 10 aus einem Tankvolumen 11 Druckmittel
an. Zum Filtern des Druckmittels ist in der Saugleitung 10 außerhalb
des Gehäuses
der hydrostatischen Kolbenmaschine 1 ein Filter 12 angeordnet,
das das angesaugte Druckmittel von Verunreinigungen befreit.
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Zum
Einspeisen in den ersten hydraulischen Kreislauf ist ein erstes
Hochdruckbegrenzungsventil 13 und ein zweites Hochdruckbegrenzungsventil 14 vorgesehen,
wobei das erste Hochdruckbegrenzungsventil 13 mit der ersten
Arbeitsleitung 7 des ersten hydraulischen Kreislaufs und
das zweite Hochdruckbegrenzungsventil 14 mit der zweiten Arbeitsleitung 8 des
ersten hydraulischen Kreislaufs verbunden ist. Analog dazu ist ein
drittes Hochdruckbegrenzungsventil 13' mit der ersten Arbeitsleitung 7' des zweiten
hydraulischen Kreislaufs und ein viertes Hochdruckbegrenzungsventil 14' mit der zweiten
Arbeitsleitung 8' des
zweiten hydraulischen Kreislaufs verbunden.
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Das
erste bis vierte Hochdruckbegrenzungsventil 13, 13', 14 und 14' sind gemeinsam
mit einer Speiseleitung 15 verbunden, in die die Hilfspumpe 9 das
angesaugte Druckmittel fördert.
In bekannter Weise ist, wie es in der 1 lediglich
bei dem vierten Hochdruckbegrenzungsventil 14' mit Bezugszeichen
illustriert ist, in den Hochdruckbegrenzungsventilen 13 bis 14' jeweils ein
Rückschlagventil 17 angeordnet,
welches zum Einspeisen von Druckmittel einen Strömungsweg von der Speiseleitung 15 in
Richtung der jeweils angeschlossenen Arbeitsleitung 7, 8, 7' oder 8' öffnet, solange
der Druck in der Speiseleitung 15 größer ist als der jeweilige Arbeitsdruck.
Parallel zu dem Rückschlagventil 17 ist
jeweils ein Druckbegrenzungsventil 18 in den Hochdruckbegrenzungsventilen 13, 13', 14 und 14' angeordnet, welches
bei Überschreiten
eines kritischen Drucks in der jeweiligen Arbeitsleitung 7, 8, 7', oder 8' in Richtung der
Speiseleitung 15 öffnet.
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Steigt
z. B. beim Öffnen
eines solchen Druckbegrenzungsventils 18 der Druck in der
Speiseleitung 15 an, so wird oberhalb eines Grenzwertes für den Speiseleitungsdruck
ein weiteres Druckbegrenzungsventil 19 geöffnet, durch
welches die Speiseleitung 15 in das Tankvolumen 11 entspannt
wird. Damit wird in der Speiseleitung 15 ein definiertes Druckniveau
aufrechterhalten, da auch bei gestiegener Förderleistung z. B. durch Erhöhen der
Hilfspumpendrehzahl, das Druckbegrenzungsventil 18 öffnet.
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Das
Stelldruckregelventil 5 ist als 4/3-Wegeventil ausgeführt, welches
kontinuierlich verstellbar ist. Zum Einstellen einen bestimmten
Position wird das Stelldruckregelventil 5 ausgehend von
seiner Neutrallage, in der es durch Druckfedern gehalten wird, mit
einer in axialer Richtung wirkenden Kraft beaufschlagt. Diese Kraft
wird als Kraftdifferenz zwischen zwei Proportionalmagneten 20a und 20b erzeugt,
die mit jeweils einer Druckfeder gleichsinnig auf einen Ventilkolben
des Stelldruckregelventils 5 wirken. Die jeweils eingeregelte
Position des Stellkolbens 4 wird bei der Regelung des Stelldrucks
berücksichtigt,
indem eine Ventilhülse
des Stelldruckregelventils 5 mit dem Stellkolben 4 über eine
Koppelstange 21 verbunden ist.
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Um
die Stelldruckkammern mit einem Stelldruck beaufschlagen zu können, ist
das Stelldruckregelventil 5 über eine Stelldruckzuleitung 16 mit
der Speiseleitung 15 verbunden. Die Verstelleinrichtung 3 kann
damit beim Anfahren der Pumpe 2 ab dem Zeitpunkt betätigt werden,
zu dem die Hilfspumpe 9 einen Druck in der Speisedruckleitung 15 aufgebaut hat.
Die Verstelleinrichtung 3 kann damit unabhängig von
der von der Pumpe 2 in den ersten hydraulischen Kreislauf
bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf geförderten Druckmittelmenge betätigt werden.
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Die
Hilfspumpe 9 und die Pumpe 2 sind im dargestellten
Ausführungsbeispiel
durch eine gemeinsame Antriebswelle 22 angetrieben.
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In
dem in 2 dargestellten Längsschnitt der erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine ist gezeigt, wie die gemeinsame Antriebswelle 22 durch
ein Rollenlager 23 an einem Ende eines Pumpengehäuses 24 gelagert
ist. Zusätzlich
ist die gemeinsame Antriebswelle 22 in einem Gleitlager 26 gelagert,
welches in einer Anschlussplatte 25 angeordnet ist, die
das Pumpengehäuse 24 an
dem gegenüberliegenden
Ende verschließt.
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In
der Anschlussplatte 25 ist eine, die Anschlussplatte vollständig in
axialer Richtung durchdringende Ausnehmung 33 ausgebildet,
in der zum einen das Gleitlager 26 angeordnet ist und die
zum anderen von der gemeinsamen Antriebswelle 22 durchdrungen
ist. Auf der von dem Pumpengehäuse 24 abgewandten
Seite der Anschlussplatte 25 ist in eine radiale Erweiterung
der Ausnehmung 33 die Hilfspumpe 9 eingesetzt.
Zum Antreiben der Hilfspumpe 9 weist die gemeinsame Antriebswelle 22 eine
erste Verzahnung 27.1 und eine zweite Verzahnung 27.2 auf,
die mit entsprechenden Verzahnungen einer Hilfspumpenwelle 28 im
Eingriff sind. Die Hilfspumpenwelle 28 ist in der Ausnehmung 33 durch ein
erstes Hilfspumpengleitlager 34 und durch ein zweites Hilfspumpengleitlager 35 in
der Hilfspumpenanschlussplatte 31 gelagert.
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Auf
der Hilfspumpenwelle 28 ist ein Zahnrad 29 angeordnet,
welches im Eingriff mit einem Hohlrad 30 ist. Über das
Zahnrad 29 wird das Hohlrad 30, das drehbar in
der Hilfspumpenanschlussplatte 31 angeordnet ist, ebenfalls
von der Hilfspumpenwelle 28 und damit letztlich von der
gemeinsamen Antriebswelle 22 angetrieben. In der Hilfspumpenanschlussplatte 31 sind
der saug- und der druckseitige Anschluss für die Hilfspumpe 9 ausgebildet.
Die Hilfspumpe 9 wird durch einen Deckel 32, der
an der Anschlussplatte 25 montiert ist, in der radialen
Erweiterung der Ausnehmung 33 der Anschlussplatte 25 fixiert.
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Der
Innenring des Rollenlagers 23 ist in axialer Richtung auf
der gemeinsamen Antriebswelle 22 fixiert. Der Innenring
liegt einerseits an einem Bund 36 der gemeinsamen Antriebswelle 22 an
und ist auf der anderen Seite durch einen Sicherungsring 37 in dieser
axialen Position gehalten, der in einer Nut der gemeinsamen Antriebswelle 22 eingesetzt
ist. Die axiale Position des Rollenlagers 23 bezüglich des Pumpengehäuses 24 wird
durch eine Scheibe 38 bestimmt, die an einem Absatz einer
Wellenöffnung 39 in
dem Pumpengehäuse 24 anliegt.
In Richtung der Außenseite
des Pumpengehäuses 24 ist
in der Wellenöffnung 39 außerdem ein
Dichtring 40 und abschließend ein weiterer Sicherungsring 41 angeordnet,
wobei der Sicherungsring 41 in eine umlaufende Nut der
Wellenöffnung 39 eingesetzt
ist.
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An
dem aus dem Pumpengehäuse 24 herausragenden
Ende der gemeinsamen Antriebswelle 22 ist eine Antriebsverzahnung 42 ausgebildet, über die
die hydrostatische Kolbenmaschine durch eine nicht dargestellte
Antriebsmaschine angetrieben wird.
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Im
Inneren des Pumpengehäuses 24 ist
eine Zylindertrommel 43 angeordnet, die eine zentrale Durchgangsöffnung 44 aufweist,
welche von der gemeinsamen Antriebswelle 22 durchdrungen
wird. Über
eine weitere Antriebsverzahnung 45 ist die Zylindertrommel 43 verdrehgesichert,
aber in axialer Richtung verschiebbar mit der gemeinsamen Antriebswelle 22 verbunden,
so dass sich eine Drehbewegung der gemeinsamen Antriebswelle 22 auf
die Zylindertrommel 43 überträgt.
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In
eine in der zentralen Durchgangsöffnung 44 ausgebildeten
Nut ist ein weiterer Sicherungsring 46 eingesetzt, an dem
eine erste Stützscheibe 47 anliegt.
Die erste Stützscheibe 47 bildet
ein erstes Federlager für
eine Druckfeder 48 aus. Ein zweites Federlager für die Druckfeder 48 wird
durch eine zweite Stützscheibe 49 gebildet,
die sich an der Stirnseite der weiteren Antriebsverzahnung 45 abstützt. Die Druckfeder 48 übt damit
einerseits auf die gemeinsame Antriebswelle 42 und andererseits
auf die Zylindertrommel 43 jeweils eine Kraft in entgegengesetzt axialer
Richtung aus. Die gemeinsame Antriebswelle 22 wird so belastet,
dass der Außenring
des Rollenlagers 23 sich an der Scheibe 38 abstützt.
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In
entgegengesetzter Richtung wirkt die Druckfeder 48 auf
die Zylindertrommel 43, die mit einer an der Stirnseite
der Zylindertrommel 43 ausgebildeten sphärischen Vertiefung 51,
in Anlage an einer Steuerplatte 52 gehalten wird. Die Steuerplatte 52 liegt
wiederum mit der von der Zylindertrommel 43 abgewandten
Seite dichtend an der Anschlussplatte 25 an. Durch die
sphärische
Vertiefung 51, die mit einer entsprechenden sphärischen
Ausformung der Steuerplatte 52 korrespondiert, wird die
Zylindertrommel 43 zentriert.
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Die
Position der Steuerplatte 52 in radialer Richtung wird
durch den äußeren Umfang
des Gleitlagers 26 festgelegt. Das Gleitlager 26 ist
zu diesem Zweck nur zum Teil in die Ausnehmung 33 in der
Anschlussplatte 25 eingesetzt.
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In
die Zylindertrommel 43 sind über einen gemeinsamen Teilkreis
verteilt Zylinderbohrungen 53 eingebracht, in denen Kolben 54 angeordnet
sind, die in den Zylinderbohrungen 53 längsverschieblich sind. An dem
von der sphärischen
Vertiefung 51 abgewandten Ende ragen die Kolben 54 teilweise
aus der Zylindertrommel 43 heraus. An diesem Ende ist an den
Kolben 54 jeweils ein Gleitschuh 55 befestigt, über den
sich die Kolben 54 auf einer Lauffläche 56 einer Schwenkscheibe 57 abstützen.
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Zum
Erzeugen einer Hubbewegung der Kolben 54 ist der Winkel,
den die Lauffläche 56 der Schwenkscheibe 57 mit
der Mittelachse einschließt, veränderbar.
Die Schwenkscheibe 57 kann hierzu durch die Verstelleinrichtung 3 in
ihrer Neigung verstellt werden. Zum Aufnehmen der Kräfte, die
durch die Gleitschuhe 55 auf die Schwenkscheibe 57 übertragen
werden, ist die Schwenkscheibe 57 in dem Pumpengehäuse 24 rollengelagert.
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Zum
Anschließen
der hydrostatischen Kolbenmaschine 1 an einen ersten hydraulischen
Kreislauf und an einen zweiten hydraulischen Kreislauf sind in der
Anschlussplatte 25 schematisch ein erster Hochdruckanschluss 58 und
ein zweiter Hochdruckanschluss 58' dargestellt, die in nicht gezeigter
Weise über
die Steuerplatte 52 mit den Zylinderbohrungen 53 verbindbar
sind.
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Eine
vergrößerte Darstellung
der im Inneren des Pumpengehäuses 24 zusammenwirkenden
Bauteile ist in 3 dargestellt.
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Auf
ihrer von der Lauffläche 56 abgewandten Seite
stützt
sich die Schwenkscheibe 57 auf einem Zylinderrollenlager 58 ab,
dessen Zylinderrollen von einem Lagerkäfig 59 gehalten werden.
Um eine sichere Rückkehr
der Zylinderrollen nach jeder Schwenkbewegung in ihre Ausgangslage
sicherzustellen, ist der Lagerkäfig 59 an
einem Sicherungsmechanismus 60 befestigt, durch den der
Lagerkäfig 59 eine
kontrollierte Bewegung sowohl beim Ausschwenken als auch beim Zurückschwenken
ausführt.
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Zum
Ausführen
einer Schwenkbewegung ist die Schwenkscheibe 57 an einen
Gleitstein 61 gekoppelt, der auf nicht dargestellte Weise
die Schwenkscheibe 57 um eine in der Zeichenebene liegende
Achse dreht.
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Die
in 2 allgemein mit 53 bezeichneten Zylinderbohrungen
unterteilen sich in eine erste Gruppe von Zylinderbohrungen 53.1 und
eine zweite Gruppe von Zylinderbohrungen 53.2. Wie es bei
den Ausführungen
zu 2 bereits kurz erläutert wurde, ist an dem von
der Steuerplatte 52 abgewandten Ende der Kolben 54 jeweils
ein Gleitschuh 55 angeordnet. Der Gleitschuh 55 ist
mit einer Ausnehmung an einem kugelförmigen Kopf des Kolbens 54 befestigt,
so dass der Gleitschuh 55 beweglich an dem Kolben 54 fixiert
ist und Zug- und Druckkräfte übertragbar
sind.
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An
dem Gleitschuh 55 ist eine Gleitfläche 62 ausgebildet,
mit der sich der Gleitschuh 55 und damit der Kolben 54 auf
der Lauffläche 56 der
Schwenkscheibe 57 abstützt.
In der Gleitfläche 62 sind Schmierölnuten ausgebildet,
die über
einen in dem Gleitschuh 55 ausgebildeten Schmierölkanal 63,
der in dem Kolben 54 als Schmierölbohrung 63' fortgesetzt
wird, mit den in der Zylindertrommel 43 ausgebildeten Zylinderbohrungen 53 verbunden
sind.
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Durch
das Abstützen
der Gleitschuhe 55 an der Lauffläche 56 führen die
Kolben 54 bei Rotation der gemeinsamen Antriebswelle 22 eine
Hubbewegung aus, durch die das in den Zylinderräumen in der Zylindertrommel 43 befindliche
Druckmittel unter Druck gesetzt wird. Ein Teil dieses Druckmittels
tritt an der Gleitfläche 62 aus
und bildet so auf der Lauffläche 56 ein
hydrodynamisches Lager für
den Gleitschuh 55.
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Um
das Druckmittel aus den Zylinderräumen in den ersten bzw. zweiten
hydraulischen Kreislauf zu fördern,
sind mit den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 bzw.
den Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 jeweils erste
Verbindungskanäle 64.1 bzw.
zweite Verbindungskanäle 64.2 verbunden.
Die ersten und zweiten Verbindungskanäle 64.1 und 64.2 verlaufen
von den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 bzw. den
Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 zu der sphärischen
Vertiefung 51, die an einer Stirnseite 65 der
Zylindertrommel 43 ausgebildet ist.
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Entlang
der Kontaktfläche
zwischen der sphärischen
Vertiefung 51 der Zylindertrommel 43 und der entsprechenden
sphärischen
Ausformung der Steuerplatte 52 ist zur Verringerung des
Verschleißes
beispielsweise ein gehärteter
Bereich 66 an der Zylindertrommel 43 ausgebildet.
In der verdrehgesichert mit der Anschlussplatte 25 verbundenen
Steuerplatte 52 ist eine erste Steuerniere 67 und eine
zweite Steuerniere 68 ausgebildet, die die Steuerplatte 52 in
axialer Richtung durchdringen.
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Weiterhin
ist in der Steuerplatte 52 vorzugsweise eine dritte Steuerniere 69 und
eine vierte Steuerniere 70 ausgebildet. Während die
erste und die dritte Steuerniere 67 bzw. 69 über die
Anschlusssplatte 25 mit Arbeitsleitungen 7 bzw. 8 des
ersten hydraulischen Kreislaufs verbunden sind, sind in entsprechender
Weise die zweite Steuerniere 68 und die vierte Steuerniere 70 mit
den Arbeitsleitungen 7' bzw. 8' des zweiten
hydraulischen Kreislauf verbunden. Die geometrische Ausgestaltung
der Steuernieren 67 bis 70 in der Steuerplatte 52 wird
nachfolgend noch anhand der 8 bis 10 erläutert.
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Die
erste und dritte Steuerniere 67 und 69 weisen
einen identischen ersten Abstand R1' von der Längsachse 71 der
Zylindertrommel 43 auf, der kleiner ist als der wiederum
für die
zweite Steuerniere 68 und die vierte Steuerniere 70 identische
zweite Abstand R2' von der Längsachse 71. Während einer Umdrehung
der gemeinsamen Antriebswelle 22 werden die ersten Verbindungskanäle 64.1 im
Wechsel mit der ersten Steuerniere 67 und der dritten Steuerniere 69 verbunden,
so dass aufgrund der Hubbewegung der in den Zylinderbohrungen 53.1 der
ersten Gruppe angeordneten Kolben 54 das Druckmittel z. B. über die
dritte Steuerniere 69 angesaugt und über die erste Steuerniere 67 in
die druckseitige Arbeitsleitung 7 oder 8 des ersten
hydraulischen Kreislaufs gepumpt wird. Die ersten Verbindungskanäle 64.1 münden hierzu
an der Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 in
einem ersten Abstand R1 von der Längsachse 71 der
Zylindertrommel 43 aus, der dem ersten Abstand R1' der
ersten bzw. dritten Steuerniere 67 bzw. 69 von
der Längsachse 71 der
Zylindertrommel 43 entspricht.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die ersten Verbindungskanäle 64.1 so
in der Zylindertrommel 43 angeordnet, dass sie eine radiale Richtungskomponente
aufweisen, durch die der erste Abstand R1 der
Ausmündung
an der Stirnseite 65 kleiner ist als der Abstand auf der
entgegengesetzten Seite der ersten Verbindungskanäle 64.1.
Die zweiten Verbindungskanäle 64.2 münden dementsprechend
an der Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 mit
einem zweiten Abstand R2 aus, der mit dem
zweiten Abstand R2' der zweiten und vierten Steuerniere 68 und 70 von
der Längsachse 71 korrespondiert. Während einer
Umdrehung der gemeinsamen Antriebswelle 22 werden damit
die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 über die
zweiten Verbindungskanäle 64.2 abwechselnd
mit der zweiten und vierten Steuerniere 68 und 70 verbunden.
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Um
während
eines Saughubs ein Abheben der Gleitschuhe 55 von der Lauffläche 56 der Schwenkscheibe 57 zu
verhindern, ist eine Niederhalteplatte 72 vorgesehen, welche
die Gleitschuhe 55 an einem hierfür vorgesehenen Absatz umgreift. Die
Niederhalteplatte 72 weist eine kugelförmige, zentrale Ausnehmung 73 auf,
mit der sie sich an einem Stützkopf 74 abstützt, der
an dem von der Stirnseite 65 abgewandten Ende der Zylindertrommel 43 angeordnet
ist.
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In 4 ist
ein weiterer Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kolbenmaschine dargestellt.
Im Unterschied zu den 2 und 3 fällt die
Schnittebene nicht mit der Schwenkachse der Schwenkscheibe 57 zusammen.
Die Schwenkscheibe 57 ist in einem ausgeschwenkten Zustand
dargestellt. Daraus ergibt sich unmittelbar, dass das geförderte Volumen
abhängig
von dem Winkel der Schwenkscheibe 57 sowie dem Abstand
der Gleitschuhe 55 von der Längsachse 71 der Zylindertrommel 43 ist.
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5 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
der Zylindertrommel 43. Die Zylindertrommel 43 ist
rotationssymmetrisch zu ihrer Längsachse 71.
In dem Bereich der sphärischen
Vertiefung 51, die an der Stirnseite 65 ausgebildet
ist, ist der gehärtete
Bereich 66 zu erkennen. Die ersten Verbindungskanäle 64.1 münden ebenso
wie die zweiten Verbindungskanäle 64.2 in
diesem gehärteten
Bereich 66 an der Stirnseite 65 aus.
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Die
ersten Verbindungskanäle 64.1 münden an
der Stirnseite in einem ersten Abstand R1 von
der Längsachse 71 aus.
Die zweiten Verbindungskanäle 64.2 münden dagegen
an der Stirnseite 65 in einem zweiten Abstand R2 von der Längsachse 71 aus, der größer ist
als der erste Abstand R1. Die ersten Verbindungskanäle 64.1 münden mit
einem dritten Abstand R3 in die Zylinderbohrungen
der ersten Gruppe 53.1, wobei der dritte Abstand R3 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
identisch mit einem vierten Abstand R4 ist,
in dem die zweiten Verbindungskanäle 64.2 in die Zylinderbohrungen
der zweiten Gruppe 53.2 ausmünden.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 5 wird
der unterschiedliche erste und zweite Abstand R1 und
R2 der Ausmündungen der ersten bzw. zweiten
Verbindungskanäle 64.1 bzw. 64.2 an der
Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 dadurch realisiert,
dass die ersten Verbindungskanäle 64.1 eine
radiale Richtungskomponente aufweisen. Die radiale Richtungskomponente
ist dabei so gewählt, dass
der erste Abstand R1 kleiner ist als der
dritte Abstand R3.
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Ist
aufgrund der Geometrie der Steuerplatte 52, die auch eben
ausgeführt
sein kann, ein größerer Unterschied
zwischen dem ersten Abstand R1 und dem zweiten
Abstand R2 erforderlich, so kann im Unterschied
zu der Darstellung der 5 der zweite Abstand R2 auch größer als
der vierte Abstand R4 gewählt werden,
so dass auch die zweiten Verbindungskanäle 64.2 eine radiale
Richtungskomponente aufweisen.
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Eine
weitere Maßnahme,
um einen größeren Spielraum
bezüglich
des Abstands der Ausmündungen
der ersten bzw. zweiten Verbindungskanäle 64.1 bzw. 64.2 von
der Längsachse 71 zu
erreichen, ist es, die ersten Verbindungskanäle 64.1 und die zweiten Verbindungskanäle 64.2 mit
unterschiedlichen Abständen
R3 und R4 von der
Längsachse 71 in
die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 bzw. in die Zylinderbohrungen
der zweiten Gruppe 53.2 ausmünden zu lassen.
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Alternativ
ist es auch möglich,
die ersten Verbindungskanäle 64.1 und
die zweiten Verbindungskanäle 64.2 jeweils
parallel zu der Längsachse 71 auszubilden.
In diesem Fall ist dann der erste Abstand R1 identisch
mit dem dritten Abstand R3, wobei der erste
und dritte Abstand R1 und R3 kleiner
sind als der zweite und vierte Abstand R2 und
R4, die ihrerseits wieder identisch sind.
Eine solche Anordnung ist dann vorteilhaft, wenn große Durchmesser
der Zylinderbohrungen 53 vorhanden sind, so dass ein ausreichend
großer
Versatz zwischen den ersten Verbindungskanälen 64.1 und den zweiten
Verbindungskanäle 64.2 erreicht
werden kann.
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In
der 5 ist weiterhin zu erkennen, dass in die Zylinderbohrungen
der ersten Gruppe 53.1 so wie in die Zylinderbohrungen
der zweiten Gruppe 53.2 jeweils Laufbuchsen 74 eingesetzt
sind. Die Laufbuchsen 74 sind aus einem Material, welches
einer höheren
Belastung standhält,
als das Material der Zylindertrommel 43. Damit kann die
Zylindertrommel 43 selbst aus einem einfach zu verarbeitenden
Material erzeugt werden, welches zum unmittelbaren Einsetzen der
Kolben 54 nicht geeignet ist. An der Stirnseite 65 ist
im Bereich der Anlage mit der Steuerplatte 52 der gehärtete Bereich 66 ausgebildet,
der die dort auftretenden hohen Druckbelastungen und die Reibung
aushält.
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In 6 ist
eine Draufsicht auf die Zylindertrommel 43 von der Seite
der Schwenkscheibe 57 her gezeigt. Die Zylinderbohrungen
der ersten Gruppe 53.1 und die Zylinderbohrungen der zweiten
Gruppe 53.2 sind gleichmäßig verteilt und im Wechsel über einen
gemeinsamen Teilkreis 76 angeordnet. Die Zylinderbohrungen
der ersten Gruppe 53.1 und die Zylinderbohrungen der zweiten
Gruppe 53.2 weisen einen identischen Durchmesser auf.
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Insgesamt
sind in die Zylindertrommel 43 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
zehn Zylinderbohrungen 53 eingebracht. Von den insgesamt zehn
Zylinderbohrungen 53 sind jeweils fünf Zylinderbohrungen der ersten
Gruppe 53.1 und fünf
Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 zugeordnet. Die
symmetrische Anordnung und eine identische Anzahl von Zylinderbohrungen
der ersten Gruppe 53.1 und Zylinderbohrungen der zweiten
Gruppe 53.2 verbessern das Pulsationsverhalten der Axialkolbenmaschine.
Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn in der ersten Gruppe
und in der zweiten Gruppe eine identische, ungerade Anzahl von Zylinderbohrungen 53 enthalten
ist.
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Ebenfalls
gleichmäßig über einen
gemeinsamen weiteren Teilkreis 77 verteilt sind drei Ablaufbohrungen 75.1, 75.2 und 75.3 angeordnet, über die
in die zentrale Durchgangsöffnung 44 der
Zylindertrommel 43 abgelaufenes Druckmittel in das Innere
des Pumpengehäuses 24 abläuft. Damit
wird ein Druckaufbau durch das zwischen der Stirnseite 65 der
Zylindertrommel 43 und der Steuerplatte 52 in
die zentrale Durchgangsöffnung 44 eintretende
Druckmittel verhindert.
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Die
Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 ist als Draufsicht
in der 7 dargestellt. Die Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1 sind
nierenförmig
ausgebildet und münden
in dem Bereich der sphärischen
Vertiefung 51 auf einem Kreis mit dem ersten Radius R1 aus. Die nierenförmigen Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1 weisen
jeweils eine identische Geometrie auf. Sie erstrecken sich dabei über eine
erste Länge
L1 entlang eines Kreisbogens mit dem ersten
Radius R1, wobei die nierenförmigen Ausmündungen
symmetrisch bezüglich
des Kreisbogens angeordnet sind.
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Die
Ausmündungen
der zweiten Verbindungskanäle 64.2 sind
ebenfalls nierenförmig
ausgebildet und erstrecken sich mit einer zweiten Länge L2 jeweils entlang eines Kreisbogens mit dem
zweiten Radius R2. Die nierenförmigen Ausmündungen
der zweiten Verbindungskanäle 64.2 sind
ebenfalls bezüglich
des Kreisbogens mit dem zweiten Radius R2 symmetrisch
angeordnet, wobei die Breite der Ausmündungen in radialer Richtung
kleiner ist als die Breite der Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1.
Gleichzeitig ist die zweite Länge
L2 der Ausmündungen der zweiten Verbindungskanäle 64.2 größer als
die erste Länge
L1 der Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1,
so dass der Öffnungsquerschnitt
der Ausmündungen
der ersten Verbindungskanäle 64.1 identisch
mit dem Öffnungsquerschnitt
der Ausmündungen
der zweiten Verbindungskanäle 64.2 ist.
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In 8 ist
eine Draufsicht auf eine Steuerplatte 52 einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine 1 gezeigt.
Zum Sicherstellen eines bezüglich
der Lage der Steuerplatte 52 korrekten Einbaus in eine
erfindungsgemäße Kolbenmaschine sind
an dem äußeren Umfang
der Steuerplatte 52 zwei Ausnehmungen 78.1 und 78.2 vorgesehen.
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Die
erste Steuerniere 67 besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem ersten Abschnitt 67' und einem zweiten Abschnitt 67'' . Jeder der beiden Abschnitte 67' und 67'' ist nierenförmig ausgebildet. Die beiden
nierenförmigen
Abschnitte 67' und 67'' weisen je eine identische dritte
Länge L3 auf und erstrecken sich entlang eines Kreisbogens mit
einem ersten Steuernierenradius R1', der insbesondere
identisch mit dem ersten Radius R1 der Ausmündungen
der ersten Verbindungskanäle 64.1 ist. Aus
Gründen
der Festigkeit ist zwischen dem ersten Abschnitt 67' und dem zweiten
Abschnitt 67'' der ersten
Steuerniere 67 ein erster Trennsteg 79 ausgebildet.
Hinsichtlich ihrer Breite sind der erste Abschnitt 67' und der zweite
Abschnitt 67'' der ersten
Steuerniere 67 symmetrisch bezüglich des Kreisbogens mit dem
ersten Steuernierenradius R1' angeordnet. Abhängig von
dem Drehwinkel der gemeinsamen Antriebswelle 22 sind daher
die Ausmündungen
der ersten Verbindungskanäle 64.1 in Überdeckung
mit dem ersten Abschnitt 67' oder
dem zweiten Abschnitt 67'' der ersten
Steuerniere 67.
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Analog
zu der Ausgestaltung der ersten Steuerniere 67 ist auch
die zweite Steuerniere 68 durch einen ersten Abschnitt 68' und einen zweiten Abschnitt 68'' ausgebildet. Die beiden Abschnitte 68' und 68'' der zweiten Steuerniere 68 sind
wiederum jeweils nierenförmig
ausgebildet und werden ebenfalls von dem ersten Trennsteg 79 voneinander
getrennt. Die beiden Abschnitte 67' und 67'' der
ersten Steuerniere 67 bzw. die beiden Abschnitte 68' und 68'' der zweiten Steuerniere 68 sind
jeweils bezüglich des
Trennstegs 79 symmetrisch angeordnet.
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Die
Abschnitte 68' und 68'' der zweiten Steuerniere 68 erstrecken
sich entlang eines Kreisbogens mit dem zweiten Steuernierenradius
R2',
wobei ihre Breite kleiner ist als die Breite der Abschnitte 67' und 67'' der ersten Steuerniere 67.
Die nierenförmigen Abschnitte 68' und 68'' sind ebenfalls symmetrisch bezüglich des
Kreisbogens mit dem zweiten Steuernierenradius R2' angeordnet. Der
zweite Steuernierenradius R2' ist vorzugsweise
identisch mit dem zweiten Radius R2.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, die Breite der Abschnitte 68' und 68'' der zweiten Steuerniere 68 entsprechend
der Breite der Ausmündungen
der zweiten Verbindungskanäle 64.2 zu
wählen.
Damit kommen auch die zweiten Verbindungskanäle 64.2 in Abhängigkeit
von dem Drehwinkel der gemeinsamen Antriebswelle 22 und
der Zylindertrommel 43 in vollständige Überdeckung mit den Abschnitten 68' und 68'' der zweiten Steuerniere 68.
Der erste Abschnitt 68' und
der zweite Abschnitt 68'' der zweiten
Steuerniere 68 erstrecken sich mit einer vierten Länge L4 entlang des Kreisbogens mit dem zweiten
Steuernierenradius R2'. Durch die gewählten Längen und die Lage der nierenförmigen Abschnitte
auf den jeweiligen Kreisbögen
werden die Steuerzeiten der Axialkolbenmaschine eingestellt.
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Diametral
gegenüberliegend
sind in die Steuerplatte 52 ein erster Abschnitt 69' und ein zweiter
Abschnitt 69'' der dritten
Steuerniere 69 sowie ein erster Abschnitt 70' und ein zweiter
Abschnitt 70'' der vierten
Steuerniere 70 eingebracht. Die Geometrie und die Anordnung
der dritten Steuerniere 69 entspricht der der ersten Steuerniere 67 und
die Geometrie und die Anordnung der vierten Steuerniere 70 entspricht
der der zweiten Steuerniere 68. Ebenfalls diametral zu
dem ersten Trennsteg 79 ist zwischen den ersten Abschnitten 69', 70' und den zweiten
Abschnitten 69'', 70'' der dritten bzw. vierten Steuerniere 69 bzw. 70 ein
zweiter Trennsteg 81 ausgebildet Um Wiederholungen zu vermeiden
wird auf eine erneute, detaillierte Erläuterung verzichtet.
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Zwischen
der ersten Steuerniere 67 und der zweiten Steuerniere 68 bzw.
der dritten und der vierten Steuerniere 69 und 70 ist
eine umlaufende Nut 80 in die Steuerplatte 52 eingebracht.
In der umlaufenden Nut 80 sind Rücklaufbohrungen 82.1, 82.2, 82.3 und 82.4 vorgesehen,
die dem Rücktransport
von Druckmittel dienen, das aus dem hydrodynamischen Gleitlager
in die umlaufende Nut 80 gelangt. Durch die umlaufende
Nut 80 erfolgt eine voneinander unabhängige hydraulische Entlastung
der sphärischen Ausformung
der Steuerplatte 52 in dem Bereich der ersten und dritten
Steuerniere 67 und 69 sowie der zweiten und vierten
Steuerniere 68 und 70.
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Damit
wird für
jeden hydraulischen Kreislauf ein separates hydrodynamisches Gleitlager
zwischen der Zylindertrommel 43 und der Steuerplatte 52 ausgebildet. Über die
Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 wird
auf der von der Zylindertrommel 43 abgewandten Seite das
Druckmittel ebenfalls in das Innere des Pumpengehäuses 24 zurückgeführt.
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In 9 ist
ein Schnitt durch eine Steuerplatte 52 entlang der Linie
IX-IX der 8 gezeigt. Dort ist zu erkennen,
dass die in der 9 dargestellten ersten Abschnitte 69' und 70' der dritten
bzw. vierten Steuerniere 69 bzw. 70 in einem Bereich
mit einer sphärischen
Ausformung 83 angeordnet sind. Dazwischen liegend ist die
umlaufende Nut 80 angeordnet. In dem Bereich der ersten
Ausnehmung 78.1 an dem äußeren Umfang
der Steuerplatte 52 ist radial nach innen versetzt und
von der Seite der Anschlussplatte 26 aus eine Zentrierbohrung 84 in
die Steuerplatte 52 eingebracht, die der Aufnahme eines
nicht dargestellten Zentrierstifts dient.
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Um
eine richtige Lage hinsichtlich der Längsachse 72 der Axialkolbenmaschine
sicherzustellen, ist in die Steuerplatte 52 eine innere
Zentrierbohrung 87 eingebracht, die mehrstufig ausgeführt ist.
Wie es bereits kurz bei der Erläuterung
der 2 angegeben wurde, ragt in diese innere Zentrierbohrung 87 der
aus der Anschlussplatte 25 hervorstehende Teil des Gleitlagers 26 hinein.
Durch die mehrstufige Ausführung
der inneren Zentrierbohrung 87 kann an dem Gleitlager 26 ein
außen
umlaufender Bund ausgebildet sein, der als Anschlag beim Einsetzen
in die Ausnehmung 33 der Anschlussplatte 25 dient.
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Von
dem äußeren Umfang
der inneren Zentrierbohrung 87 auf der von der Zylindertrommel 43 abgewandten
Seite ausgehend, sich radial nach außen erstreckend ist ein ebener
Bereich 85 an der Steuerplatte 52 ausgebildet,
durch den die Steuerplatte 52 an einer entsprechenden,
ebenen Fläche der
Anschlussplatte 25 dichtend anliegt. Der ebene Bereich 85 erstreckt
sich nicht über
den gesamten Durchmesser der Steuerplatte 52, sondern lässt in dem
radial äußeren Bereich
der Steuerplatte 52 einen zurückversetzten Bereich 86 frei.
In diesem gegenüber
dem ebenen Bereich 85 zurückversetzten Bereich 86 entsteht
ein Spalt zwischen der Steuerplatte 52 und der Anschlussplatte 25, über den
das durch die Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 abgeführte Druckmittel
in das Innere des Pumpengehäuses 24 abfließt.
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In
dem ebenen Bereich 85 ist eine weitere umlaufende Nut 88 angeordnet,
deren Radius identisch mit dem Radius der umlaufende Nut 80 ist.
Damit sind die umlaufende Nut 80 und die weitere umlaufende
Nut 88 über
die Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 miteinander
verbunden.
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Den
Austritt der Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 in
die weitere umlaufende Nut 88 zeigt die Ansicht der Steuerplatte 52 von
Seiten der Anschlussplatte 25. Von der ersten Ausnehmung 78.1 und
der zweiten Ausnehmung 78.2, die an dem äußeren Umfang
der Steuerplatte 52 angeordnet sind, verläuft eine
erste Ablaufnut 89.1 und eine zweite Ablaufnut 89.2 in
radialer Richtung zu der inneren Zentrierbohrung 87. In
dem Bereich, in dem sich die erste Ablaufnut 89.1 bzw.
die zweite Ablaufnut 89.2 mit der weiteren umlaufenden
Nut 88 kreuzen, ist jeweils ein erweiterter Bereich 90.1 bzw. 90.2 ausgebildet.
Durch den erweiterten Bereich 90.1 bzw. den erweiterten Bereich 90.2 bleibt
auch dann, wenn in die Zentrierbohrung 84 bzw. eine entsprechende
Zentrierbohrung 84' ein
Zentrierstift eingesetzt ist, eine Leckageweg für das Druckmittel erhalten.
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Das über die
umlaufende Nut 80 und die Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 in
die weitere umlaufende Nut 88 abfließende Druckmittel wird damit über den
erweiterten Bereich 90.1 oder den erweiterten Bereich 90.2 und
die sich daran anschließenden Ablaufnuten 89.1 bzw. 89.2 in
den Außenbereich
der Steuerplatte 52 und damit das Innere des Pumpengehäuses 24 abgeführt.
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Bei
der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine
wird eine Kolbenmaschine für
einen ersten und einen davon getrennten zweiten, geschlossenen hydraulischen
Kreislauf verwendet, wobei die Zylinderbohrungen 53 auf
einem einzigen, gemeinsamen Teilkreis 76 in der Zylindertrommel 43 angeordnet
sind. Die Zuordnung der Zylinderbohrungen 53 zu dem ersten
bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf erfolgt über erste Verbindungskanäle 64.1 bzw.
zweite Verbindungskanäle 64.2,
die ebenfalls in der Zylindertrommel 43 angeordnet sind.
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Die
Ausmündungen
der ersten Verbindungskanäle 64.1 und
der zweiten Verbindungskanäle 64.2 besitzen
einen unterschiedlichen Abstand von der Längsachse 71 der Zylindertrommel 43,
wobei dieser unterschiedliche Abstand mit der Anordnung der zu dem
jeweiligen ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf gehörenden ersten
und dritten Steuerniere 67 und 69 bzw. zweiten
und vierten Steuerniere 68 und 70 einer Steuerplatte 52 korrespondiert.
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Zum
Verringern von Pulsationen der Kolbenmaschine 1 sind vorzugsweise
jedem hydraulischen Kreislauf dieselbe ungerade Anzahl von Zylinderbohrungen 53 zugeordnet.
Zum Erzeugen des notwendigen unterschiedlichen Abstands der Ausmündungen der
ersten Verbindungskanäle 64.1 und
der zweiten Verbindungskanäle 64.2 können die
Verbindungskanäle
entweder radial versetzt zueinander, jedoch parallel zu der Längsachse 72 in
der Zylindertrommel 43 angeordnet sein, oder aber eine
radiale Richtungskomponente aufweisen.
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Vorzugsweise
weisen dabei diejenigen Verbindungskanäle 64.1 bzw. 64.2,
die mit einem geringeren Abstand von der Längsachse 72 an der
Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 ausmünden, eine
radiale Richtungskomponente auf, die auf die Steuerplatte 52 in
Richtung auf die Längsachse 72 zu
orientiert sind. Zusammen mit der sphärischen Ausformung 83 der
Steuerplatte 52 und der korrespondierenden sphärischen
Vertiefung 51 der Zylindertrommel 43 ergibt sich
dadurch für
die ersten Verbindungskanäle 64.1 und
die zweiten Verbindungskanäle 64.2 ein
Austrittswinkel von näherungsweise
90°, was
sich positiv auf die Festigkeit auswirkt.
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Die
Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sämtliche
beschriebene Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar.