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Die
Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit einer ersten Gruppe
von Kolben zum Fördern
in einen ersten hydraulischen Kreislauf und mit einer zweiten Gruppe
von Kolben zum Fördern
in einen zweiten hydraulischen Kreislauf.
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Aus
der
DE 30 26 765 A1 ist
es bekannt, bei einer Axialkolbenmaschine eine erste Gruppe von Kolben
und eine zweite Gruppe von Kolben vorzusehen, die jeweils in einen
eigenen hydraulischen Kreislauf fördern. Um für den ersten hydraulischen Kreislauf
und für
den zweiten hydraulischen Kreislauf jeweils eine unterschiedliche
Fördermenge
einstellen zu können,
stützen
sich die Kolben der ersten Gruppe und die Kolben der zweiten Gruppe
jeweils auf einer eigenen Schrägscheibe
ab. Die beiden Schrägscheiben
sind über
jeweils eine eigene Stellvorrichtung in ihrem Neigungswinkel einstellbar.
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Die
Kolben der ersten Gruppe und die Kolben der zweiten Gruppe sind
auf jeweils einem eigenen Teilkreis angeordnet, wobei diejenigen
Kolben, die dem Teilkreis mit dem kleineren Durchmesser zugeordnet
sind, sich auf einer ersten Schrägscheibe abstützen, die
auf der von den Kolben abgewandten Seite halbkugelförmig ausgebildet
und in der zweiten Schrägscheibe
gelagert ist. Die erste und die zweite Schrägscheibe sind zum unabhängigen Einstellen der
Fördermengen
des ersten hydraulischen Kreislaufs und des zweiten hydraulischen
Kreislaufs getrennt um eine gemeinsame Achse schwenkbar, wobei zum
Verstellen der ersten Schrägscheibe
in der zweiten Schrägscheibe
eine Ausnehmung vorgesehen ist, durch die die Stellvorrichtung auf
die erste Schrägscheibe
zugreift. Die erste Schrägscheibe kann
außerdem
zum Ändern
der Totpunktlage geringfügig
um eine zweite Achse geneigt werden, die auf der eigentlichen Schwenkachse
senkrecht steht.
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Nachteilig
bei dieser Anordnung ist es, dass die zweite Schrägscheibe
zwar in bekannter Weise mit einer sphärischen Außenkontur gelagert werden kann,
die zweite Schrägscheibe
gleichzeitig jedoch als Lager für
die erste Schrägscheibe
ausgebildet sein muss. Weiterhin ist es nachteilig, dass zum Einstellen
des Schwenkwinkels der inneren Schrägscheibe eine Ausnehmung in
der zweiten Schrägscheibe
vorgesehen ist. Da die Schrägscheiben
erhebliche Druckkräfte
aufnehmen müssen,
kann die notwendige Ausnehmung weder beliebig gestaltet noch beliebig
positioniert werden. Dies führt
jedoch zu einer Einschränkung
hinsichtlich der Verstellmöglichkeit
der ersten Schrägscheibe,
wodurch auch das Fördervolumen
des entsprechenden hydraulischen Kreislaufs nur begrenzt veränderbar
ist.
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Außerdem wird
durch das Ineinanderlagern der beiden Schrägscheiben die axiale Baulänge der Axialkolbenmaschine
verlängert.
Ein Teil des Vorteils bei der Verwendung einer einzigen Axialkolbenmaschine
zum Fördern
in zwei hydraulische Kreisläufe geht
damit wieder verloren.
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Aus
der
DE 34 13 867 C2 ist
eine Axialkolbenmaschine bekannt, welche zum Fördern eines Druckmittels in
zwei getrennten Förderströmen vorgesehen
ist. Die beiden Förderströme werden
durch jeweils eine Gruppe von Kolben erzeugt, wobei sich eine erste
Gruppe von Kolben auf einem Schrägscheibenkörper aufstützt. Eine
zweite Gruppe von Kolben ist auf einem anderen Teilkreis in der
Axialkolbenmaschine angeordnet und stützt sich auf einem zweiten
Schrägscheibenkörper ab,
der auf einem zylinderförmigen
Halsteil der Axialkolbenmaschine mit einem festen Neigungswinkel
angeordnet ist. Eine individuelle Einstellung der beiden Förderströme ist damit
nicht möglich.
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In
der
DE 1 653 634 A1 ist
eine Axialkolbenmaschine gezeigt, die ebenfalls in zwei getrennte Druckmittelkreise
fördert.
Die Kolben der Axialkolbenmaschine sind dabei in einer Zylindertrommel
auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnet. Um die jeweiligen Zylinderräume mit
dem ersten bzw. dem zweiten Druckmittelkreislauf zu verbinden, sind
in der Zylindertrommel radial unterschiedlich ausmündende Steuernieren
ausgebildet. Die auf einem gemeinsamen Teilkreis der Zylindertrommel
angeordneten Kolben stützen
sich auf einer gemeinsamen Schrägscheibe
ab. Eine individuelle Verstellung der beiden Förderströme ist nicht vorgesehen.
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Aus
der Druckschrift
DD
136 285 B5 ist weiterhin eine Axialkolbenmaschine bekannt,
die einen saugseitig gemeinsamen Steuerschlitz sowie förderseitig
zwei auf unterschiedlichen Teilkreisen angeordnete Steuerschlitze
in einem Steuerspiegel hat. Die den jeweils unterschiedlichen Steuerschlitzen
zugeordneten Gruppen von Kolben sind auf zwei unterschiedlichen
Teilkreisen in einer Zylindertrommel angeordnet. Die Kolben stützen sich
auf einer gemeinsamen Schrägscheibe
ab. Eine unabhängige
Veränderung
der Förderströme in die
beiden Kreisläufe
ist nicht vorgesehen.
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Aus
der
FR 1.340.850 sowie
der
US 1,714,148 sind
Axialkolbenmaschinen bekannt, bei denen sich jeweils eine Gruppe
von Kolben, die in einen bestimmten Kreislauf fördert, auf je einer Schrägscheibe
abstützen.
Die Schrägscheiben
der ersten und der zweiten Gruppe von Kolben sind dabei ineinanderliegend
angeordnet und über
jeweils einen eigenen Verstellmechanismus verschwenkbar. Eine individuelle
Einstellung des Hubvolumens von Kolben, die sich auf einer gemeinsamen
Schenkscheibe abstützen,
ist auch dort nicht gezeigt.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Axialkolbenmaschine zu schaffen,
welche zum Fördern
in zwei hydraulische Kreisläufe
geschaffen ist, deren Fördermenge
individuell einstellbar ist, wobei die Verstellbarkeit vereinfacht
ist.
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Die
Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine weist
eine erste Gruppe von Kolben zum Fördern eines Druckmittels in
einem ersten hydraulischen Kreislauf auf. Zum Einstellen des Fördervolumens
für den
ersten hydraulischen Kreislauf ist die Schrägscheibe, auf der sich die
Kolben der ersten Gruppe abstützen,
um eine erste Schwenkachse schwenkbar. Auf derselben Schrägscheibe
stützen
sich außerdem
auch die Kolben der zweiten Gruppe zum Fördern eines Druckmittels in
einen zweiten hydraulischen Kreislauf ab. Um das Fördervolumen
für den zweiten
hydraulischen Kreislauf einzustellen, ist die Schrägscheibe
um eine zweite Schwenkachse schwenkbar, durch die ein effektives
Hubvolumen der Kolben der zweiten Gruppe eingestellt wird.
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Durch
die Verwendung von zwei Schwenkachsen der Schrägscheibe kann das jeweils effektive Hubvolumen
für den
ersten hydraulischen Kreislauf und für den zweiten hydraulischen
Kreislauf individuell eingestellt werden. Die möglichen einstellbaren Schwenkwinkel
werden dabei nicht durch den jeweils bezüglich der anderen Schwenkachse
eingestellten Winkel begrenzt. Insbesondere ist es auch möglich, durch
das individuelle Verstellen des Fördervolumens mittels einer
einzigen auf die Kolben beider Gruppen wirkenden Schrägscheibe,
die Kolben beider Gruppen auf einem gemeinsamen Teilkreis anzuordnen
und dennoch eine individuelle Fördervolumeneinstellung
zu ermöglichen.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine
dargestellt.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, die beiden Schwenkachsen so anzuordnen, dass
sie sich gemeinsam mit der Mittelachse der Axialkolbenmaschine in
einem Punkt schneiden. Damit wird der Einsatzbereich der Kolbenmaschine
vergrößert, da eine
Umkehr der Förderrichtung
wegen der Symmetrie einfach möglich
ist. Besonders vorteilhaft ist es außerdem, wenn die beiden Schwenkachsen
sich nicht nur gemeinsam mit der Mittelachse der Axialkolbenmaschine
in einem Punkt schneiden, sondern die Schwenkachsen zueinander und
zur Mittelachse der Kolbenmaschine senkrecht stehen. Durch diesen größtmöglichen
Zwischenwinkel zwischen den beiden Schwenkachsen wird ein besonders
großer
individueller Verstellbereich für
die beiden hydraulischen Kreisläufe
ermöglicht.
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Die
Kolben der ersten und der zweiten Gruppe sind jeweils in entsprechenden
ersten bzw. zweiten Zylinderbohrungen längsverschieblich angeordnet.
Die ersten bzw. zweiten Zylinderbohrungen sind jeweils über ein
Paar Steuernieren mit dem ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf
verbindbar. Jeweils ein Paar Steuernieren ist dabei zu der senkrechten
Projektion der entsprechenden Schwenkachse in die Ebene der Steuernieren
symmetrisch angeordnet.
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Weiterhin
ergibt sich eine besonders einfache Lagerung, die eine Neigung der
Schrägscheibe in
beliebiger Richtung ermöglicht,
durch eine halbkugelförmige
Geometrie der Schrägscheibe
auf der von der Lauffläche
abgewandten Seite.
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Ein
weiterer Vorteil ist es, die zum Fördern in den ersten hydraulischen
Kreislauf bzw. den zweiten hydraulischen Kreislauf vorgesehenen
Kolben der ersten bzw. zweiten Gruppe auf einem gemeinsamen Teilkreis
anzuordnen. Insbesondere ergibt sich daraus bei Verwendung desselben
Durchmessers der Zylinderbohrungen und der Kolben ein identisches Fördervolumen
in die beiden hydraulischen Kreisläufe. Ferner ergibt sich aus
der Anordnung sämtlicher Kolben
auf nur einem Teilkreis ein verbesserter Gleichlauf der Axialkolbenmaschine,
mit entsprechend geringeren Vibrationen und verringerter Geräuschentwicklung.
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Zum
gezielten Einstellen von unterschiedlichen Förderleistungen in dem ersten
und in dem zweiten hydraulischen Kreislauf kann es auch vorteilhaft
sein, die Kolben zwar auf einer gemeinsamen Schrägscheibe abzustützen, sie
dennoch auf unterschiedlichen Teilkreisen anzuordnen. Damit lässt sich
z. B. für
einen zweiten Förderkreis
gezielt die maximale Fördermenge
in einem bestimmten Verhältnis
zu dem anderen hydraulischen Kreislauf begrenzen. Die maximale Fördermenge
wird dabei nicht durch ein Verwenden lediglich eines begrenzten Schwenkwinkelbereichs
erreicht. Daraus ergibt sich eine entsprechend feine Abstufungsmöglichkeit
bei der Einstellung des Fördervolumens,
da der volle Verstellbereich für
den Neigungswinkel der Schrägscheibe
erhalten bleibt.
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Durch
die Verwendung einer einzigen Schrägscheibe ergibt sich außerdem die
Möglichkeit, entweder
durch zwei getrennt voneinander auf die einzige Schrägscheibe
wirkende Verstelleinrichtungen die Neigung der Schrägscheibe
jeweils bezüglich
einer Schwenkachse einzustellen oder aber es kann eine gemeinsame
Verstelleinrichtung vorgesehen werden, die die Schrägscheibe
entsprechend auf ihre resultierende Neigung einstellt. Durch die
Verwendung der gemeinsamen Schrägscheibe
für beide hydraulischen
Kreisläufe
werden damit außerdem Freiräume hinsichtlich
der konstruktiven Ausgestaltung ihrer Ansteuerung geschaffen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine
ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung einer Axialkolbenmaschine zum Fördern in
zwei hydraulische Kreisläufe;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
des Triebwerks der Axialkolbenmaschine nach 1;
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3 eine
schematische Darstellung mit einer um eine Schwenkachse geneigten
Schrägscheibe;
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4 eine
schematische Darstellung mit einer um eine andere Schwenkachse geneigten Schrägscheibe;
und
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5 eine
Draufsicht auf eine Steuerplatte der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine.
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In
dem in 1 dargestellten Längsschnitt einer erfindungsgemäßen hydrostatischen
Kolbenmaschine 1 ist gezeigt, wie eine gemeinsame Antriebswelle 2 durch
ein Rollenlager 3 an einem Ende eines Pumpengehäuses 4 gelagert
ist. Zusätzlich
ist die gemeinsame Antriebswelle 2 in einem Gleitlager 6 gelagert,
welches in einer Anschlussplatte 5 angeordnet ist, die
das Pumpengehäuse 4 an
dem gegenüberliegenden
Ende verschließt.
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In
der Anschlussplatte 5 ist eine, die Anschlussplatte 5 vollständig in
axialer Richtung durchdringende Ausnehmung 7 ausgebildet,
in der zum einen das Gleitlager 6 angeordnet ist und die
zum anderen von der gemeinsamen Antriebswelle 2 durchdrungen
ist. Auf der von dem Pumpengehäuse 4 abgewandten
Seite der Anschlussplatte 5 ist in eine radiale Erweiterung
der Ausnehmung 7 die Hilfspumpe 8 eingesetzt.
Zum Antreiben der Hilfspumpe 8 weist die gemeinsame Antriebswelle 2 eine
Verzahnung 9 auf, die mit einer entsprechenden Verzahnung
einer Hilfspumpenwelle 10 im Eingriff ist. Die Hilfspumpenwelle 10 ist
in der Ausnehmung 7 durch ein erstes Hilfspumpengleitlager 11 und
durch ein zweites Hilfspumpengleitlager 12 in einer Hilfspumpenanschlussplatte 13 gelagert.
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Auf
der Hilfspumpenwelle 10 ist ein Zahnrad 14 angeordnet,
welches im Eingriff mit einem Hohlrad 15 ist. Über das Zahnrad 14 wird
das Hohlrad 15, das drehbar in der Hilfspumpenanschlussplatte 13 angeordnet
ist, ebenfalls von der Hilfspumpenwelle 10 und damit letztlich
von der gemeinsamen Antriebswelle 2 angetrieben. In der
Hilfspumpenanschlussplatte 13 sind der saug- und der druckseitige
Anschluss für
die Hilfspumpe 8 ausgebildet. Die Hilfspumpe 8 wird durch
einen Deckel 16, der an der Anschlussplatte 5 montiert
ist, in der radialen Erweiterung der Ausnehmung 7 der Anschlussplatte 5 fixiert.
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Der
Innenring des Rollenlagers 3 ist in axialer Richtung auf
der gemeinsamen Antriebswelle 2 fixiert. Der Innenring
liegt einerseits an einem Bund 17 der gemeinsamen Antriebswelle 2 an
und ist auf der anderen Seite durch einen Sicherungsring 18 in
dieser axialen Position gehalten, der in einer Nut der gemeinsamen
Antriebswelle 2 eingesetzt ist. Die axiale Position des
Rollenlagers 3 bezüglich
des Pumpengehäuses 4 wird
durch einen Sicherungsring 19 bestimmt, der in einer umlaufenden
Nut der Wellenöffnung 20 eingesetzt
ist. Auf der anderen Seite liegt das Rollenlager 3, an
einer nicht dargestellten Gehäuseschulter
des Pumpengehäuses 4 an.
In Richtung der Außenseite
des Pumpengehäuses 4 ist
in der Wellenöffnung 20 außerdem ein
Dichtring 21 und abschließend ein weiterer Sicherungsring 22 angeordnet,
wobei der Sicherungsring 22 in eine umlaufende Nut der
Wellenöffnung 20 eingesetzt
ist.
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An
dem aus dem Pumpengehäuse 4 herausragenden
Ende der gemeinsamen Antriebswelle 2 ist eine Antriebsverzahnung 23 ausgebildet, über die
die hydrostatische Kolbenmaschine durch eine nicht dargestellte
Antriebsmaschine angetrieben wird.
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Im
Inneren des Pumpengehäuses 4 ist
eine Zylindertrommel 24 angeordnet, die eine zentrale Durchgangsöffnung 25 aufweist,
welche von der gemeinsamen Antriebswelle 2 durchdrungen
wird. Über eine
Mitnahmeverzahnung 26 ist die Zylindertrommel 24 verdrehgesichert,
aber in axialer Richtung verschiebbar mit der gemeinsamen Antriebswelle 2 verbunden,
so dass sich eine Drehbewegung der gemeinsamen Antriebswelle 2 auf
die Zylindertrommel 24 überträgt.
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In
eine in der zentralen Durchgangsöffnung 25 ausgebildeten
umlaufenden Nut ist ein weiterer Sicherungsring 27 eingesetzt,
an dem eine erste Stützscheibe 28 anliegt.
Die erste Stützscheibe 28 bildet ein
erstes Federlager für
eine Druckfeder 29 aus. Ein zweites Federlager für die Druckfeder 29 wird
durch eine zweite Stützscheibe 30 gebildet,
die sich an der Stirnseite der Mitnahmeverzahnung 26 abstützt. Die Druckfeder 29 übt damit
einerseits auf die gemeinsame Antriebswelle 2 und andererseits
auf die Zylindertrommel 24 eine Kraft in jeweils entgegengesetzt
axialer Richtung aus. Die gemeinsame Antriebswelle 2 wird
so belastet, dass der Außenring
des Rollenlagers 3 sich an dem Sicherungsring 19 abstützt.
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In
entgegengesetzter Richtung wirkt die Druckfeder 29 auf
die Zylindertrommel 24, die mit einer an der Stirnseite
der Zylindertrommel 24 ausgebildeten sphärischen
Vertiefung 31, in Anlage an einer Steuerplatte 32 gehalten
wird. Die Steuerplatte 32 liegt wiederum mit der von der
Zylindertrommel 24 abgewandten Seite dichtend an der Anschlussplatte 5 an.
Durch die sphärische
Vertiefung 31, die mit einer entsprechenden sphärischen
Ausformung der Steuerplatte 32 korrespondiert, wird die
Zylindertrommel 24 zentriert. Die Steuerplatte 32 kann
auch als ebene Scheibe ausgeführt
sein, wenn beispielsweise durch eine in anderer Weise realisierte
Zentrierung zusammen mit einer sphärischen Steuerplatte 32 zu
einer Überbestimmung
führen
würde.
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Die
Position der Steuerplatte 32 in radialer Richtung wird
durch den äußeren Umfang
des Gleitlagers 6 festgelegt. Das Gleitlager 6 ist
zu diesem Zweck nur zum Teil in die Ausnehmung in der Anschlussplatte 5 eingesetzt.
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In
die Zylindertrommel 24 sind über einen gemeinsamen Teilkreis
verteilt Zylinderbohrungen 33 eingebracht, in denen Kolben 34 angeordnet
sind, die in den Zylinderbohrungen 33 längsverschieblich sind. An dem
von der sphärischen
Vertiefung 31 abgewandten Ende ragen die Kolben 34 teilweise
aus der Zylindertrommel 24 heraus. An diesem Ende ist an den
Kolben 34 jeweils ein Gleitschuh 35 befestigt, über den
sich die Kolben 34 auf einer Lauffläche 36 einer Schrägscheibe 37 abstützen.
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Zum
Erzeugen einer Hubbewegung der Kolben 34 ist der Winkel,
den die Lauffläche 36 der Schrägscheibe 37 mit
einer Mittelachse 40 einschließt, veränderbar. Die Schrägscheibe 37 kann hierzu
durch eine Verstelleinrichtung 38 in ihrer Neigung verstellt
werden. Zum Aufnehmen der Kräfte, die
durch die Gleitschuhe 35 auf die Schrägscheibe 37 übertragen
werden, ist die Schrägscheibe 37 in dem
Pumpengehäuse 4 gelagert.
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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 5 schematisch ein erster Anschluss 39 und
ein zweiter Anschluss 39' dargestellt,
die in nicht gezeigter Weise über
die Steuerplatte 32 mit den Zylinderbohrungen 33 verbindbar sind.
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Eine
vergrößerte Darstellung
der im Inneren des Pumpengehäuses 4 zusammenwirkenden
Bauteile ist in 2 dargestellt.
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Zum
Ausführen
einer Schwenkbewegung ist die Schrägscheibe 37 an einen
Gleitstein 44 gekoppelt, der auf nicht dargestellte Weise
die Schrägscheibe
37 um eine in der Zeichenebene liegende Achse dreht.
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Die
in 1 allgemein mit 33 bezeichneten Zylinderbohrungen
unterteilen sich in eine erste Gruppe von Zylinderbohrungen 33.1 und
eine zweite Gruppe von Zylinderbohrungen 33.2. Wie es bei
den Ausführungen
zu 1 bereits kurz erläutert wurde, ist an dem von
der Steuerplatte 32 abgewandten Ende der Kolben 34 jeweils
ein Gleitschuh 35 angeordnet. Der Gleitschuh 35 ist
mit einer Ausnehmung an einem kugelförmigen Kopf des Kolbens 34 befestigt,
so dass der Gleitschuh 35 beweglich an dem Kolben 34 fixiert
ist und Zug- und Druckkräfte übertragbar
sind.
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An
dem Gleitschuh 35 ist eine Gleitfläche 45 ausgebildet,
mit der sich der Gleitschuh 35 und damit der Kolben 34 auf
der Lauffläche 36 der
Schrägscheibe 37 abstützt. In
der Gleitfläche 45 sind
Schmierölnuten
ausgebildet, die über
einen in dem Gleitschuh 35 ausgebildeten Schmierölkanal 46,
der in dem Kolben 34 als Schmierölbohrung 46' fortgesetzt
wird, mit den in der Zylindertrommel 24 ausgebildeten Zylinderbohrungen 33 verbunden
sind.
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Durch
das Abstützen
der Gleitschuhe 35 an der Lauffläche 36 führen die
Kolben 34 bei Rotation der gemeinsamen Antriebswelle 2 eine
Hubbewegung aus, durch die das in den Zylinderräumen in der Zylindertrommel 24 befindliche
Druckmittel unter Druck gesetzt wird. Die Gleitschuhe 35 sind
auf der Lauffläche 36 der
Schrägscheibe 37 hydrostatisch entlastet.
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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 33.1 bzw.
den Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 33.2 jeweils erste
Verbindungskanäle 47.1 bzw.
zweite Verbindungskanäle 47.2 verbunden.
Die ersten und zweiten Verbindungskanäle 47.1 und 47.2 verlaufen
von den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 33.1 bzw. den
Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 33.2 zu der sphärischen
Vertiefung 31, die an einer Stirnseite 48 der
Zylindertrommel 24 ausgebildet ist.
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In
der verdrehgesichert mit der Anschlussplatte 5 verbundenen
Steuerplatte 32 sind eine erste Steuerniere 50 und
eine zweite Steuerniere 51 ausgebildet, die die Steuerplatte 32 in
axialer Richtung durchdringen.
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Weiterhin
ist in der Steuerplatte 32 vorzugsweise eine dritte Steuerniere
und eine vierte Steuerniere ausgebildet, die wegen der Lage der
Schnittebene in der 2 nicht erkennbar sind. Während die erste
und die zweite Steuerniere 50 bzw. 51 über die Anschlusssplatte 5 mit
den Arbeitsleitungen des ersten hydraulischen Kreislaufs verbunden
sind, sind in entsprechender Weise die dritte Steuerniere und die vierte
Steuerniere mit den Arbeitsleitungen des zweiten hydraulischen Kreislauf
verbunden. Die geometrische Ausgestaltung der Steuernieren in der
Steuerplatte 32 wird nachfolgend noch anhand der 5 erläutert.
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Die
erste und zweite Steuerniere 50 und 51 weisen
einen identischen ersten Abstand R1 von
der Mittelachse 40 der Zylindertrommel 24 auf,
der größer ist
als der wiederum für
die dritte und vierte Steuerniere identische Abstand R2.
Während
einer Umdrehung der gemeinsamen Antriebswelle 2 werden die
ersten Verbindungskanäle 47.1 im
Wechsel mit der ersten Steuerniere 50 und der zweiten Steuerniere 51 verbunden,
so dass aufgrund der Hubbewegung der in den Zylinderbohrungen 33.1 der
ersten Gruppe angeordneten Kolben 34 das Druckmittel z. B. über die
zweite Steuerniere 51 angesaugt und über die erste Steuerniere 50 in
die druckseitige Arbeitsleitung des ersten hydraulischen Kreislaufs
gepumpt wird.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die ersten Verbindungskanäle 47.1 so
in der Zylindertrommel 24 angeordnet, dass der erste Abstand R1 der Ausmündung an der Stirnseite 48 größer ist als
der zweite Abstand R2, in dem die zweiten
Verbindungskanäle 47.2 an
der Stirnseite 48 ausmünden. Die
zweiten Verbindungskanäle 47.2 weisen
eine radiale Richtungskomponente auf und münden dementsprechend an der
Stirnseite 48 der Zylindertrommel 24 mit dem zweiten
Abstand R2 aus, der mit dem Abstand der
dritten und vierten Steuerniere von der Mittelachse 40 korrespondiert.
Während
einer Umdrehung der gemeinsamen Antriebswelle 2 werden damit
die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 33.2 über die
zweiten Verbindungskanäle 47.2 abwechselnd
mit der dritten und vierten Steuerniere verbunden.
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Um
während
eines Saughubs ein Abheben der Gleitschuhe 35 von der Lauffläche 36 der
Schrägscheibe 37 zu
verhindern, ist eine Rückzugplatte 52 vorgesehen,
welche die Gleitschuhe 35 an einem hierfür vorgesehenen
Absatz umgreift. Die Rückzugplatte 52 weist
z. B. eine kugelförmige,
zentrale Ausnehmung 53 auf, mit der sie sich an einer Rückzugkugel 54 abstützt, die
an dem von der Stirnseite 48 abgewandten Ende der Zylindertrommel 24 angeordnet
ist.
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In 3 ist
gezeigt, wie ausgehend von einer Axialkolbenmaschine der 1 und 2,
mit einer Schrägscheibe 37' eine unabhängige Einstellung
der Fördermengen
für die
beiden hydraulischen Kreisläufe
erreicht werden kann.
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Die
Schrägscheibe 37' ist um eine
erste Schwenkachse 55 und um eine zweite Schwenkachse 56 neigbar.
Die erste und die zweite Schwenkachse 55 und 56 liegen
in der Ebene der Lauffläche 36 der
Schrägscheibe 37 und
schließen,
wenn die Axialkolbenmaschine auf Nullfördervolumen in beiden hydraulischen
Kreisläufen
eingestellt ist, mit der Mittelachse 40 einen Winkel von
90° ein.
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In
der 3 ist dargestellt, dass die Schrägscheibe 37' um die zweite
Schwenkachse 56 geneigt ist. Damit wird ein effektiver
Hub zum Fördern
von Druckmittel in den zweiten hydraulischen Kreislauf erzeugt.
Als effektiver Hub wird dabei eine Bewegung der Kolben 34 bezeichnet,
die zu einem tatsächlichen Fördern von
Druckmittel führt.
Um also das Einstellen von zwei Fördermengen für den ersten
hydraulischen Kreislauf und den zweiten hydraulischen Kreislauf unabhängig voneinander
zu ermöglichen,
sind die dritte Steuerniere 57 und die vierte Steuerniere 58 jeweils
symmetrisch bezüglich
einer senkrechten Projektion 56' der zweiten Schwenkachse 56 in
die Ebene der Steuernieren angeordnet.
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Damit
bewegen sich die zweiten Verbindungskanäle 47.2 während einer
halben Umdrehung der Zylindertrommel 24 von dem unteren
Totpunkt zu dem oberen Totpunkt im wesentlichen entlang der dritten
Steuerniere 57, so dass das Druckmittel über die
dritte Steuerniere 57 in die druckseitige Arbeitsleitung
des zweiten hydraulischen Kreislaufs gedrückt wird. Während der zweiten Hälfte eines
Umlaufs der Zylindertrommel 24 bewegen sich dementsprechend die
zweiten Verbindungskanäle 47.2 auf
dem Weg von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt im wesentlichen
entlang der vierten Steuerniere 58 und führen einen
Saughub aus.
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Wie
es in der 3 bereits zu erkennen ist, sind
die erste Steuerniere 50 und die zweite Steuerniere 51 ihrerseits
symmetrisch zu einer senkrechten Projektion 55' der ersten
Schwenkachse 55 in die Ebene der Steuernieren ausgebildet.
In der dargestellten, bevorzugten Ausführungform sind die erste Schwenkachse 55 und
die zweite Schwenkachse 56 in einem rechten Winkel zueinander
angeordnet. Dementsprechend sind die erste und zweite Steuerniere 50 und 51 sowie
die dritte und vierte Steuerniere 57 und 58 in
der Steuerplatte 32 ebenfalls um 90° verdreht zueinander angeordnet.
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Eine
Förderung
in den ersten hydraulischen Kreislauf findet bei der gezeigten Auslenkung
der Schrägscheibe 37' nicht statt.
Die Lage der ersten und zweiten Steuerniere 50 und 51 ist
symmetrisch bezüglich
der Lage des oberen bzw. unteren Totpunkts, so dass trotz der Verwendung
der gemeinsamen Schrägscheibe 37' in dem ersten
hydraulischen Kreislauf lediglich eine geringe Pulsation erzeugt wird,
solange die Schrägscheibe 37' nicht zusätzlich um
die erste Schwenkachse 55 geneigt wird. Die Anordnung der
ersten bis vierten Steuerniere 50, 51, 57 und 58 in
der Steuerplatte 32 wird bei der Beschreibung zu 5 noch
einmal erläutert.
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In
der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die erste Schwenkachse 55 und
die zweite Schwenkachse 56 im rechten Winkel zueinander
angeordnet, wobei beide Schwenkachsen 55 und 56 in
der Ebene der Lauffläche 36 liegen.
Der Schnittpunkt der ersten Schwenkachse 55 mit der zweiten Schwenkachse 56 fällt mit
dem Schnittpunkt beider Schwenkachsen 55 und 56 mit
der Mittelachse 40 zusammen.
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Auf
ihrer von der Lauffläche 36 abgewandten Seite
ist die Schrägscheibe 37' zumindest in
einem an die Lauffläche 36 angrenzenden
Bereich 59 halbkugelförmig
ausgestaltet. Als Lager kann ein Kugellager oder ein Gleitlager
vorgesehen werden, um die Schrägscheibe
abzustützen
und ihre Drehung zu ermöglichen.
Um die axiale Baulänge
der Axialkolbenmaschine so niedrig wie möglich zu halten, ist der halbkugelförmige Bereich 59 durch
eine vorzugsweise parallel zu der Lauffläche 36 ausgebildete
Abflachung 63 begrenzt.
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Das
Einstellen der Neigung der Schrägscheibe 37' kann entweder über eine
separate Verstelleinrichtung für
jede Schwenkachse 55 und 56 erfolgen, wobei in 1 nur
die Verstelleinrichtung für
die Schwenkachse 55 dargestellt ist und die Verstelleinrichtung
für die
Schwenkachse 56 in der Schnittdarstellung nicht zu erkennen
ist, oder aber über
eine gemeinsame Verstelleinrichtung, über die ein resultierender
Neigungswinkel der Schrägscheibe 37' eingestellt
wird.
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In 4 ist
gezeigt, dass die Schrägscheibe 37' sich bezüglich der
zweiten Schwenkachse 56 in ihrer neutralen Position befindet,
bezüglich
ihrer ersten Schwenkachse 55 dagegen geneigt ist. Damit wird
ein effektiver Hub lediglich für
diejenigen Kolben 34 erzeugt, welche über die ersten Verbindungskanäle 47.1 während eines
Umlaufs der Zylindertrommel 24 abwechselnd mit der ersten
Steuerniere 50 und der zweiten Steuerniere 51 verbunden
werden.
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Diejenigen
Kolben dagegen, welche über
die zweiten Verbindungskanäle 47.2 mit
der dritten Steuerniere 57 bzw. der vierten Steuerniere 58 verbindbar sind,
führen
in dem Bereich, in dem eine Verbindung mit dem jeweiligen hydraulischen
Kreislauf hergestellt ist, lediglich eine geringe Bewegung um den
unteren Totpunkt bzw. um dem oberen Totpunkt aus, die wiederum lediglich
eine geringe Pulsation in den Arbeitsleitungen des zweiten hydraulischen
Kreislauf erzeugt.
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In 5 ist
die Steuerplatte 32 in einer Draufsicht gezeigt. Bei dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
stehen die erste Schwenkachse 55 und die zweite Schwenkachse 56 senkrecht
aufeinander. Die in der 5 dargestellten senkrechten
Projektionen 55' und 56' bilden dabei
jeweils eine Symmetrieachse für
die erste und die zweite Steuerniere 50 und 51 und
für die
dritte und die vierte Steuerniere 57 und 58.
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Die
Steuerplatte 32 weist mittig eine Zentrieröffnung 62 auf,
mit der die Lage der Steuerplatte in der Axialkolbenmaschine 1 definiert
wird. Die Zentrieröffnung 62 zentriert
die Steuerplatte hierzu an dem Gleitlager 6. Entlang der
Projektion 55' der
ersten Schwenkachse 55 erstreckt sich in radialer Richtung
von der Zentrieröffnung 62 ausgehend
jeweils eine Nut 63.1 und 63.2. Jeweils eine weitere
Nut 64.1 und 64.2 erstreckt sich analog entlang
der Projektion 56' der
weiteren Schwenkachse 56. Die vier Nuten 63.1, 63.2, 64.1 und 64.2 sind über eine
Ringnut 60 miteinander verbunden.
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Die
Ringnut 60 selbst ist konzentrisch zu der Zentrieröffnung 62 und
den Steuernieren angeordnet. Die Steuernieren 50 und 51 erstrecken
sich dabei entlang einer Kreislinie mit einem Radius, der größer ist
als der Radius derjenigen Kreislinie, an der entlang sich die dritte
und vierte Steuerniere 57 und 58 erstrecken. In
der dazwischen verlaufenden Ringnut 60 sind vier Bohrungen 61.1 bis 61.4 gleichmäßig verteilt
angeordnet. Die Bohrungen 61.1 bis 61.4 verbinden
die Ringnut 60 mit der der Zylindertrommel 24 zugewandten
Seite der Steuerplatte 32. Damit kann Leckagedruckmittel
in den Innenraum der Axialkolbenmaschine 1 abgeführt werden.
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Die
Erzeugung eines effektiven Hubs zum Fördern von Druckmittel in einen
ersten und in einen zweiten hydraulischen Kreislauf durch das Verschwenken
der Schrägscheibe 37' ist nicht auf
Axialkolbenmaschinen beschränkt,
bei denen die Kolben 34.1 der ersten Gruppe und die Kolben 34.2 der
zweiten Gruppe auf einem einzigen, gemeinsamen Teilkreis angeordnet
sind. Ebensogut können
die beiden Gruppen von Kolben und Zylinderbohrungen in einer Zylindertrommel,
jedoch auf zwei unterschiedlichen Teilkreisen angeordnet sein.
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Neben
der in den Figuren dargestellten Axialkolbenmaschine für zwei getrennte,
geschlossene Kreisläufe
kann auch eine Axialkolbenmaschine für zwei offene Kreisläufe oder
einen geschlossenen und einen offenen Kreislauf mit der erfindungsgemäßen Verstellung
des Fördervolumens
vorgesehen werden. Auch sind mehr als zwei Kreisläufe ohne
weiteres denkbar.