DE19855899A1 - Axialkolbenmaschine - Google Patents

Axialkolbenmaschine

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine (1) mit einer um eine Drehachse (4) rotierenden Zylindertrommel (4) und mehreren in Zylinderbohrungen (5) der Zylindertrommel (3) angeordneten, längsverschiebbaren Arbeitskolben (6), die mit einer schräg zur Drehachse (4) positionierbaren Wirkfläche (8) in Wirkverbindung stehen, wobei die Zylinderbohrungen (5) der Zylindertrommel (3) mittels Verbindungsöffnungen (12) mit an einer gehäusefesten Steuerfläche (10) angeordneten Steuerkanälen (13, 14) in Verbindung bringbar sind und die Zylindertrommel (3) an einem von der Steuerfläche (10) axial beabstandeten Stützlager (24) radial abgestützt ist. Die Aufgabe, eine Axialkolbenmaschine zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Saugfähigkeit bei geringem Bauaufwand aufweist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine mit der Zylindertrommel (3) in Wirkverbindung stehende Zusatzeinrichtung (30) vorgesehen ist, die ein um das Stützlager (24) der Zylindertrommel (3) wirkendes Drehmoment (M¶Kmp¶) erzeugt, das einem aus der Auslegung der Steuerfläche (10) bewirkten Kippmoment entgegengerichtet ist und das Kippmoment kompensiert. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Zusatzeinrichtung (30) an der Zylindertrommel (3) im Bereich der Steuerfläche (10) angeordnet und weist mindestens einen Kompensationskolben (41; 41a) auf, der mit der Zylindertrommel (3) in Wirkverbindung steht und eine radiale Kraft (F¶Kmp¶) erzeugt. Hierbei kann jedem Arbeitskolben (6) ein Kompensationskolben ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit einer um eine Drehachse rotierenden Zylindertrommel und mehreren in Zylinderbohrungen der Zylindertrommel angeordneten, längsverschiebbaren Arbeitskolben, die mit einer schräg zur Drehachse positionierbaren Wirkfläche in Wirkverbindung stehen, wobei die Zylinderbohrungen der Zylindertrommel mittels Verbindungsöffnungen mit an einer gehäusefesten Steuerfläche angeordneten Steuerkanälen in Verbindung bring bar sind und die Zylindertrommel an einem von der Steuerfläche axial beabstandeten Stützlager radial abgestützt ist.
Derartige Axialkolbenmaschinen werden beispielsweise als Pumpen, insbesondere selbstansaugende Pumpen, verwendet, die Druckmittel aus einem Behälter ansaugen. Der Behälter steht hierbei unter Umgebungsdruck oder kann durch eine Vorspannung einen geringen über dem Umgebungsdruck liegenden Druck aufweisen. Beim Ansaugen aus dem Behälter entsteht durch Strömungsverluste in der Ansaugleitung und in der Pumpe ein Druckabfall, der zu einem Füllungsverlust der Pumpe führen kann. Zudem kann sich durch den Druckabfall aus dem Druckmittel Gas lösen oder ein Vakuum bilden, das zu Beschädigungen an der Pumpe führen kann.
Die Strömungsverluste der Pumpe hängen hierbei von der Gestaltung des Einströmbereichs der Arbeitskolben ab und nehmen mit zunehmender Förderleistung und somit Drehzahl der Pumpe zu. Beim Überschreiten einer entsprechenden Sauggrenzdrehzahl ist hierbei ein Betriebszustand erreicht, bei dem an den Arbeitskolben aufgrund einer Vakuumbildung ein Füllungsmangel auftritt, der zu einer Verminderung des Förderstroms der Pumpe und zu einer Schädigung der Pumpe durch Kavitationserosion im anschließenden Förderhub der Pumpe führt.
Um an der Pumpe eine hohe Sauggrenzdrehzahl zu erhalten, sind die Strömungsverluste im Einströmbereich der Arbeitskolben zu verringern. Der Einströmbereich der Arbeitskolben wird von der Steuerfläche und den daran gebildeten nierenförmigen Steuerkanälen sowie den die Steuerkanäle mit den Zylinderbohrungen verbindenden Verbindungsöffnungen der Zylindertrommel gebildet.
Die Form und Anordnung der Steuerkanäle sowie der Verbindungsöffnungen sind durch das Kräfte- und Momentengleichgewicht der zwischen der Zylindertrommel und der Steuerfläche auftretenden Kräfte festgelegt.
Hierbei wirkt an der Zylindertrommel eine die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpressende Zylinderdruckkraft, die dadurch entsteht, daß die Verbindungsöffnungen der Zylinderbohrungen mit der Steuerfläche eine kleinere Fläche aufweisen als die Kreisringfläche der Zylinderbohrungen. Zudem ist es möglich, eine mit der Zylindertrommel in Wirkverbindung stehende Feder vorzusehen, die eine die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpressende Kraft erzeugt. Dieser die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpressenden Zylinderdruckkraft wirkt eine hydrostatische Entlastungskraft entgegen, die aus dem Druckfeld im konstruktiv bedingten Spalt zwischen der Zylindertrommel und der Steuerfläche resultiert. Die hydrostatische Entlastungskraft ist hierbei kleiner als die anpressende Zylinderdruckkraft, so daß die Zylindertrommel durch eine verbleibende axiale Anpresskraft an die Steuerfläche angepreßt wird. Die Form und Anordnung der Steuerkanäle der Steuerfläche muß hierbei unter Berücksichtigung des Momentengleichgewichts derart ausgelegt und abgestimmt werden, daß der Kraftangriffspunkt der verbleibenden axialen Anpresskraft innerhalb des Abstützdurchmesser der Zylindertrommel an der Steuerfläche angeordnet ist. Hierdurch wird ein Abkippen der Zylindertrommel von der Steuerfläche durch ein Kippmoment vermieden, das auftritt, wenn der Kraftangriffspunkt der verbleibenden axialen Anpresskraft außerhalb des Abstützdurchmessers der Zylindertrommel angeordnet ist. Bei einer Auslegung der Steuerfläche, bei der der Kraftangriffspunkt der verbleibenden axialen Anpresskraft innerhalb des Abstützdurchmesser der Zylindertrommel angeordnet ist, entstehen jedoch langgezogene Steuerkanäle mit einer geringen Breite, die auf einem relativ großen Teilkreis angeordnet sind. Derartige Steuerkanäle führen zu großen Strömungsverlusten, die die maximal zulässige Sauggrenzdrehzahl der Axialkolbenmaschine begrenzen.
Aus der DE 39 04 782 A1 ist eine als Schrägscheibenmaschine ausgebildete Axialkolbenmaschine bekannt, die zur Erhöhung der Saugfähigkeit und somit der maximal zulässigen Sauggrenzdrehzahl mit einer hydraulischen Zusatzvorrichtung versehen ist, die eine zusätzliche axiale Anpreßkraft der Zylindertrommel an die Steuerfläche erzeugt. Die Zusatzvorrichtung ist hierbei als mit Betriebsdruck beaufschlagbarer Kolben ausgebildet, der an der Triebwelle abgestützt ist und die Zylindertrommel durch die axiale Anpreßkraft in Richtung der Steuerfläche beaufschlagt. Die durch den Kolben erzeugte zusätzliche axiale Anpresskraft muß hierbei jedoch man der Lagerung der Triebwelle abgestützt werden, wodurch ein hoher Bauaufwand für die Axialkolbenmaschine mit erhöhter Saugfähigkeit entsteht. Da hierbei die Triebwelle und deren Lagerung gegenüber einer Axialkolbenmaschinen ohne Zusatzvorrichtung abgeändert werden muß, kommt es innerhalb einer Triebwerksfamilie, die Axialkolbenmaschinen mit und ohne Zusatzvorrichtung enthält, zu einem Verlust an Gleichteilen und somit zu einem hohen Bauaufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Saugfähigkeit bei geringem Bauaufwand aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine mit der Zylindertrommel in Wirkverbindung stehende Zusatzeinrichtung vorgesehen ist, die ein um das Stützlager der Zylindertrommel wirkendes Drehmoment erzeugt, das einem aus der Auslegung der Steuerfläche bewirkten Kippmoment entgegengerichtet ist und das Kippmoment kompensiert.
Erfindungsgemäß ist somit die Steuerfläche derart ausgelegt, daß die verbleibende axiale Anpresskraft außerhalb des Abstützdurchmessers der Zylindertrommel angreift und somit ein die Zylindertrommel von der Steuerfläche abkippendes Kippmoment entsteht. Dadurch können strömungsgünstige Steuerkanäle und Verbindungsöffnungen mit geringen Strömungsverlusten vorgesehen werden, die eine große Breite aufweisen und auf einem Teilkreis mit geringem Durchmesser angeordnet sind. Das von der Zusatzeinrichtung erzeugte Drehmoment ist hierbei dem aus der Auslegung der Steuerfläche und somit der Steuerkanäle sich ergebende Kippmoment entgegengerichtet und kompensiert dieses derart, daß ein Abkippen der Zylindertrommel von der Steuerfläche verhindert wird. Dadurch kann die Saugfähigkeit und somit die maximal zulässige Sauggrenzdrehzahl der Axialkolbenmaschine erhöht werden. Das von der Zusatzeinrichtung erzeugte Drehmoment wird hierbei innerhalb der Zylindertrommel abgestützt, so daß an der Lagerung der Triebwelle keine zusätzlichen Kräfte abgestützt werden müssen, wodurch sich ein geringer Bauaufwand ergibt. Da hierbei für eine Axialkolbenmaschine mit Zusatzeinrichtung an der Triebwelle und deren Lagerung keine Veränderungen gegenüber einer Axialkolbenmaschine ohne Zusatzeinrichtung erforderlich sind, führt dies innerhalb einer Triebwerksfamilie zu einer Erhöhung der Gleichteile und somit einem geringen Herstellaufwand.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Zusatzeinrichtung an der Zylindertrommel im Bereich der Steuerfläche angeordnet und weist mindestens einen Kompensationskolben auf, der mit der Zylindertrommel in Wirkverbindung steht und eine radiale Kraft erzeugt. Die Zusatzeinrichtung ist somit vom Stützlager der Zylindertrommel axialbeabstandet. Dadurch kann auf einfache Weise durch mindestens einen Kompensationskolben, der eine radiale Kraft erzeugt, ein an der Zylindertrommel angreifendes Drehmoment erzeugt werden, das einem aus der Auslegung der Steuerfläche sich ergebenden Kippmoment entgegengerichtet ist und dieses derart ausgleicht, daß ein Abkippen der Zylindertrommel von der Steuerfläche verhindert wird.
Mit besonderem Vorteil ist der Kompensationskolben mit Betriebsdruck beaufschlagbar. Dadurch kann das von der Zusatzeinrichtung erzeugte Drehmoment in Abhängigkeit der Belastung der Axialkolbenmaschine gesteuert werden.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn jedem Arbeitskolben ein Kompensationskolben zugeordnet ist. Die Kompensationskolben sind hierbei jeweils einem Arbeitskolben zugeordnet und mittels diesem mit Betriebsdruck beaufschlagbar. Dadurch kann auf einfache Weise die Beaufschlagung der Kompensationskolben mit Betriebsdruck gesteuert werden. Hierbei erzeugen jeweils nur diejenigen Kompensationskolben eine radiale Kraft, die an die Arbeitskolben angeschlossen sind, die mit dem an die Förderleitung angeschlossenen Steuerkanal in Verbindung stehen. Dadurch kann auf einfache Weise ein Drehmoment erzeugt werden, das ein aus der Auslegung der Steuerfläche bewirktes Kippmoment ausgleicht.
Bei einer Axialkolbenmaschine, bei der eine die Zylindertrommel zentrisch durchsetzende Triebwelle vorgesehen ist, auf der die Zylindertrommel mittels des Stützlagers abgestützt ist, ergibt sich ein besonders geringer Bauaufwand, wenn die Zusatzeinrichtung in einem zwischen der Triebwelle und der Zylindertrommel gebildeten Hohlraum angeordnet ist. Die Zusatzeinrichtung ist somit innerhalb der Zylindertrommel angeordnet, wodurch die Zusatzeinrichtung keinen zusätzlichen Bauraum benötigt.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Kompensationskolben an der Triebwelle abgestützt und mittels jeweils eines Federelements in Richtung zur Triebwelle beaufschlagbar sind. Die Kompensationskolben stützen sich hierbei an der Triebwelle ab und erzeugen bei einer Beaufschlagung mit Betriebsdruck radiale Kräfte, die ein um das Stützlager der Zylindertrommel wirkendes, dem Kippmoment entgegengerichtetes Drehmoment erzeugen. Durch die Federelemente können die Kompensationskolben mit geringem Aufwand bei rotierender Zylindertrommel entgegen der Fliehkraft und den Saugkräften während der Verbindung der Kompensationskolben über die Arbeitskolben mit dem an den Behälter angeschlossenen Steuerkanal in Anlage an die Triebwelle gehalten werden.
In einer Ausführungsform sind die Kompensationskolben in Bohrungen eines in dem Hohlraum der Zylindertrommel angeordneten ringförmigen Bauelements längsverschiebbar gelagert, wobei jede Bohrung mittels jeweils eines in der Zylindertrommel angeordneten Verbindungskanals mit der entsprechenden Zylinderbohrung in Verbindung steht. Die Zusatzeinrichtung besteht somit aus dem ringförmigen Bauelement, in dem die Kompensationskolben angeordnet sind. Eine derartige Zusatzeinrichtung kann mit geringem Bauaufwand ohne zusätzlichen Bauraumbedarf in eine Axialkolbenmaschine integriert werden und somit die Sauggrenzdrehzahl der Axialkolbenmaschine erhöht werden.
Zweckmäßigerweise ist das ringförmige Bauelement mit der Zylindertrommel drehfest verbunden. Dadurch wird auf einfache Weise beim Betrieb der Axialkolbenmaschine sichergestellt, daß die Bohrungen des ringförmigen Bauelements mit den Verbindungskanälen in Verbindung stehen.
Bei einer Axialkolbenmaschine, bei der die Zylindertrommel mittels einer im Hohlraum angeordneten, an der Triebwelle abgestützten Feder in Richtung der Steuerfläche beaufschlagbar ist, ergibt sich ein besonders geringer Bauaufwand, wenn das ringförmige Bauelement an der Zylindertrommel axial abgestützt ist und mit der Feder in Wirkverbindung steht. Das ringförmige Bauelement der Zusatzeinrichtung bildet somit das Widerlager für die Feder, die bei geringem Betriebsdruck die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpresst.
In einer Ausgestaltungsform sind die Kompensationskolben senkrecht zur Drehachse angeordnet. Bei einer Beaufschlagung mit Betriebsdruck erzeugen die Kompensationskolben somit radiale Kräfte, die ein um das Stützlager der Zylindertrommel wirkendes Drehmoment bewirken, das dem aus der Auslegung der Steuerfläche sich ergebenden Kippmoment entgegengerichtet ist und dieses ausgleicht.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Kompensationskolben in Richtung zur Steuerfläche geneigt. Die bei einer Beaufschlagung mit Betriebsdruck von den Kompensationskolben erzeugten Kräfte weisen radiale Kraftanteile, die ein Drehmoment um das Stützlager erzeugen, und axiale Kraftanteile auf, die eine zusätzliche die Zylindertrommel an die Steuerfläche anpressende Axialkraft bewirken. Durch die zusätzliche axiale Anpressung der Zylindertrommel an die Steuerfläche kann die Breite der Steuerkanäle und der Verbindungsöffnungen weiter vergrößert werden, wodurch sich die Strömungsverluste im Einströmbereich der Arbeitskolben weiter verringern und somit die Sauggrenzdrehzahl erhöht.
Zweckmäßigerweise ist hierbei die Triebwelle im Bereich der Kompensationskolben mit einer kegelförmigen Wirkfläche, insbesondere einem Absatz, versehen. Dadurch kann mit geringem baulichem Aufwand bei in Richtung zur Steuerfläche geneigten Kompensationskolben an der Triebwelle eine Anlagefläche für die Kompensationskolben gebildet werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B der Fig. 1,
Fig. 4 einen Teilbereich des Axialschnitts gemäß der Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung und
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine in einer Darstellung gemäß der Fig. 4.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine Axialkolbenmaschine 1 mit einer in einem Gehäuse 2 angeordneten Zylindertrommel 3, die um eine Drehachse 4 drehbar gelagert ist. In der Zylindertrommel 3 sind mehrere Zylinderbohrungen 5 vorgesehen, in denen jeweils ein Arbeitskolben 6 längsverschiebbar gelagert ist. Die Zylinderbohrungen 5 sind hierbei konzentrisch zur Drehachse 4 auf einem Teilkreis mit dem Durchmesser dtk angeordnet. Die Arbeitskolben 6 sind in dem aus der Zylindertrommel 3 herausragenden Bereich mittels jeweils eines Gleitschuhs 7 an einer schräg zur Drehachse 4 positionierbaren Wirkfläche 8 abgestützt. Die Wirkfläche 8 kann hierbei am Gehäuse 2 oder an einem eigenständigen Schwenkkörper, beispielsweise einer Schrägscheibe, angeordnet werden, dessen Neigung gegenüber der Drehachse veränderbar sein kann.
An einer der Wirkfläche 8 gegenüberliegenden Stirnseite weist die Zylindertrommel 3 eine Abstützfläche 9 auf, mit der die Zylindertrommel 3 an einer Steuerfläche 10 eines Steuerspiegel 11 anliegt, der an einem mit dem Gehäuse 2 fest verbundenen Gehäusebauteil 2a drehfest angeordnet ist. Mittels in der Zylindertrommel 3 im Bereich der Anlagefläche 9 angeordneten Verbindungsöffnungen 12 sind die Zylinderbohrungen 5 bei einer Rotation der Zylindertrommel 3 um die Drehachse 4 an nierenförmig ausgebildete Steuerkanäle 13, 14 der Steuerfläche 11 anschließbar. Die Steuerkanäle 13, 14 und die Verbindungsbohrungen 12 sind konzentrisch zur Drehachse 4 auf einem Teilkreis mit dem Durchmesser dtn angeordnet und weisen eine Breite bn auf. Die Verbindungsbohrungen 12 sind hierbei kleiner als die Zylinderbohrungen 5, wodurch in Abhängigkeit des in den Zylinderbohrungen 5 anstehenden Betriebsdrucks die Zylindertrommel 3 durch Zylinderdruckkräfte an die Steuerfläche 10 angepresst wird. Hierbei ist beispielsweise der Steuerkanal 13 an eine Förderleitung angeschlossen und bildet eine Hochdruckseite und der Steuerkanal 14 an einen Behälter angeschlossen, wobei der Steuerkanal 14 die Saugseite der Axialkolbenmaschine 1 bildet.
Die Zylindertrommel 3 ist von einer zentrischen Bohrung 20 durchsetzt, durch die eine konzentrisch zur Drehachse 4 angeordneten Triebwelle 21 durch die Zylindertrommel 3 geführt ist. Die Triebwelle 21 ist mittels Lagerungen 22, 23 im Gehäuse 2 bzw. dem Gehäusebauteil 2a drehbar gelagert. In einem von der Steuerfläche 10 axial beabstandetem Bereich ist die Zylindertrommel 3 mittels eines Stützlagers 24 an der Triebwelle 21 in radialer Richtung abgestützt. Das Stützlager 24 ist beispielsweise als Keilwellenverzahnung 25 ausgebildet, wodurch die Zylindertrommel 3 auf der Triebwelle 21 längsverschiebbar angeordnet ist.
In einem zwischen der Zylindertrommel 3 und der Triebwelle 21 gebildeten, ringförmigen Hohlraum 26 ist eine Feder 27, beispielsweise eine Druckfeder, koaxial zur Drehachse 4 angeordnet, die an ihrem in der Fig. 1 linken Ende an der Triebwelle 21 mittels eines Stützringes 28 abgestützt ist. An dem rechten Ende stützt sich die Feder 27 über eine in dem Hohlraum 26 angeordneten Zusatzeinrichtung 30 an einem an der Zylindertrommel 3 befestigten Sicherungsring 31 axial ab. Durch die Feder 27 wird somit eine axiale Kraft erzeugt, die die Zylindertrommel 3 in Richtung des Steuerspiegels 10 vorspannt, wodurch im drucklosen Zustand oder bei geringem Betriebsdruck eine Anpressung der Zylindertrommel 3 an die Steuerfläche 10 erzielt werden kann. Die Zusatzeinrichtung 30 ist hierbei in axialer Richtung von dem Stützlager 24 der Zylindertrommel 3 um das Maß skmp beabstandet.
Die Zusatzeinrichtung 30 weist ein koaxial zur Drehachse 4 angeordnetes ringförmiges Bauelement 32 auf, das in der Bohrung 20 dichtend angeordnet ist beispielsweise in die Bohrung 20 eingepresst ist. Das ringförmige Bauelement 32 ist mit mehreren Bohrungen 40 vorgesehen, die strahlenförmig um die Drehachse 4 und senkrecht zur Drehachse 4 angeordnet sind. In den Bohrungen 40 ist jeweils ein Kompensationskolben 41 längsverschiebbar angeordnet, der mit der Außenfläche der Triebwelle 21 in Wirkverbindung steht. Die Anzahl der Bohrungen 40 und somit der Kompensationskolben 41 entspricht hierbei der Anzahl der Zylinderbohrungen 5 und somit der Arbeitskolben 6. Die Bohrungen 40 sind über jeweils eine in der Zylindertrommel 3 angeordneten Verbindungskanal 42 an die entsprechende Zylinderbohrung 5 bzw. Verbindungsöffnung 12 angeschlossen, wobei der Durchmesser des Verbindungskanals 42 geringer als der Durchmesser der Bohrung 40 ist. Die Kompensationskolben 41 sind durch jeweils ein in der Bohrung 40 angeordnetes Federelement 43 in Richtung zur Triebwelle 21 beaufschlagt. Mittels einer Verdrehsicherung 33 ist das ringförmige Bauelement 32 drehfest mit der Zylindertrommel 3 verbunden.
Beim Betrieb der Axialkolbenmaschine 1 treten zwischen der Zylindertrommel 3 und der Steuerfläche 10 die in der Fig. 3 schematisch dargestellten Kräfte auf. Die Zylinderräume 5 gelangen beim Betrieb der Axialkolbenmaschine über die Verbindungsöffnungen 12 abwechselnd mit dem die Hochdruckseite bildenden Steuerkanal 13 und dem die Saugseite bildenden Steuerkanal 14 in Verbindung. Hierbei wird die Zylindertrommel 3 durch eine resultierende Zylinderdruckkraft FZ, die durch das Flächenverhältnis der Zylinderbohrungen 5 und der Verbindungsöffnungen 12 entsteht, an die Steuerfläche 10 angepresst. Die Zylinderdruckkraft FZ ist hierbei von einer Kippachse 50 der Zylindertrommel 3 um das Maß eFz beabstandet. Die Kippachse 50 liegt hierbei in der Ebene der Steuerfläche 10 und schneidet die Drehachse 4 in der Längsmittelebene der Axialkolbenmaschine 1.
Der Zylinderdruckkraft FZ wirkt eine hydrostatische Entlastungskraft Fe entgegen, die aus dem Druckfeld im Spalt zwischen der Abstützfläche 9 der Zylindertrommel 3 und der Steuerfläche 10 entsteht. Die hydrostatische Entlastungskraft Fe ist hierbei von der Kippachse 50 um das Maß eFe beabstandet. Die Zylinderdruckkraft FZ ist größer als die hydrostatische Entlastungskraft Fe, so daß eine resultierende axiale Anpresskraft Fr den Zylinderblock 3 an die Steuerfläche 10 anpresst. Bei der in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Auslegung der Steuerfläche 10 und somit Ausgestaltung und Anordnung der Steuerkanäle 13, 14 mit der Breite bn und dem Teilkreisdurchmesser dtn ergibt sich unter Beachtung des Momentengleichgewichts für die resultierende Kraft Fr ein von der Kippachse 50 um das Maß eFr* beabstandeter Hebelarm, der außerhalb des Abstützdurchmessers da der Zylindertrommel 3 ist. Die resultierende Kraft Fr erzeugt somit ein Kippmoment, wodurch die Zylindertrommel 3 ohne Zusatzmaßnahmen von dem Steuerkanal 14 um die Kippachse 50 abkippen würde.
Die in Fig. 2 auf der linken Seite dargestellten Kompensationskolben 41 der Zusatzeinrichtung 30, die den mit dem Steuerkanal 13 und somit der Hochdruckseite in Verbindung stehenden Zylinderräumen 5 zugeordnet sind, werden hierbei über die Verbindungsbohrungen 42 mit Betriebsdruck beaufschlagt und erzeugen jeweils eine radiale Kraft FKmp. Diese radialen Kräfte FKmp bewirken mit dem Hebelarm skmp ein Drehmoment MKmp um eine Achse 51, die parallel zur Kippachse 50 angeordnet ist und die Drehachse 4 im Bereich des Stützlagers 24 schneidet. Das Drehmoment MKmp ist hierbei dem aus der Anpresskraft Fr und dem Hebelarm eFr* entstehenden Kippmoment entgegenwirkt und kompensiert dieses derart, daß sich bei gleichbleibender Größe der resultierenden Kraft Fr ein Hebelarm eFr ergibt, der innerhalb des Abstützdurchmessers da der Zylindertrommel 3 angeordnet ist. Durch die Zusatzeinrichtung 30 wird somit ein Drehmoment MKmp erzeugt, das das Kippmoment derart kompensiert, daß ein Abkippen der Zylindertrommel 3 von der Steuerfläche 10 verhindert wird.
Die restlichen in Fig. 2 auf der rechten Seite befindlichen Kompensationskolben 41, die mit den Zylinderräumen 5 in Verbindung stehen, die an den die Saugseite bildenden Steuerkanal 14 angeschlossen sind, werden entgegen der Fliehkraft und dem Unterdruck während des Saughubs von dem Federelement 43 in Anlage an die Triebwelle 21 gehalten.
Das ringförmige Bauelement 32 und die Kompensationskolben 41 bilden somit eine Zusatzeinrichtung 30, die ein um das Stützlager 24 wirkendes Drehmoment MKmp erzeugt, das ein Abkippen des Zylinderblocks 3 von der Steuerfläche 10 aufgrund eines durch die Auslegung der Steuerkanäle 13, 14 der Steuerfläche 10 bewirkten Kippmoments verhindert.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1, bei der die Kompensationskolben 41a der Zusatzeinrichtung 30 in Richtung zur Steuerfläche 10 um den Winkel α geneigt sind. Die Kompensationskolben 41a sind hierbei in Bohrungen 40a des ringförmigen Bauelements 32 angeordnet, wobei die Bohrungen 40a strahlenförmig um die Drehachse 4 angeordnet sind und in Richtung zur Steuerfläche 10 um den Winkel α geneigt sind. An der Triebwelle 21 ist eine kegelförmigen Wirkfläche 50 vorgesehen, die beispielsweise von einem Absatz der Triebwelle 21 gebildet werden kann, wobei an der Wirkfläche 50 die Kompensationskolben 42a abgestützt sind. Durch die schräge Anordnung der Kompensationskolben 42a kann die aus dem Betriebsdruck in Längsrichtung der Kolben 41a wirkende Kraft F in eine radiale Kraft und eine axiale Kraft zerlegt werden. Neben einem durch die radialen Kräfte bewirktem Drehmoment MKmp, das dem durch die Auslegung der Steuerfläche 10 bewirkten Kippmoment entgegengerichtet ist und dieses kompensiert, kann durch eine schräge Abstützung der Kompensationskolben 41a somit eine in axiale Richtung wirkende Kraft erzeugt werden, die zusätzlich zur Zylinderdruckkraft Fz die Zylindertrommel 3 an die Steuerfläche 10 anpresst.
Die Axialkolbenmaschine kann hierbei als Pumpe oder Motor mit einem konstantem oder veränderbarem Fördervolumen ausgebildet sein. Neben einer Verwendung im offenen Kreislauf ist ebenfalls eine Verwendung der Axialkolbenmaschine im geschlossenen Kreislauf möglich, bei der aus konstruktiven Gründen Steuerkanäle erforderlich sind, die auf einem Teilkreis mit einem kleinen Durchmesser angeordnet sind.

Claims (12)

1. Axialkolbenmaschine mit einer um eine Drehachse rotierenden Zylindertrommel und mehreren in Zylinderbohrungen der Zylindertrommel angeordneten, längsverschiebbaren Arbeitskolben, die mit einer schräg zur Drehachse positionierbaren Wirkfläche in Wirkverbindung stehen, wobei die Zylinderbohrungen der Zylindertrommel mittels Verbindungsöffnungen mit an einer gehäusefesten Steuerfläche angeordneten Steuerkanälen in Verbindung bringbar sind und die Zylindertrommel an einem von der Steuerfläche axial beabstandeten Stützlager radial abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Zylindertrommel (3) in Wirkverbindung stehende Zusatzeinrichtung (30) vorgesehen ist, die ein um das Stützlager (24) der Zylindertrommel (3) wirkendes Drehmoment (MKmp) erzeugt, das einem aus der Auslegung der Steuerfläche (10) bewirkten Kippmoment entgegengerichtet ist und das Kippmoment kompensiert.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeinrichtung (30) an der Zylindertrommel (3) im Bereich der Steuerfläche (10) angeordnet ist und mindestens einen Kompensationskolben (41; 41a) aufweist, der mit der Zylindertrommel (3) in Wirkverbindung steht und eine radiale Kraft (FKmp) erzeugt.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationskolben (41; 41a) mit Betriebsdruck beaufschlagbar ist.
4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Arbeitskolben (6) ein Kompensationskolben (41; 41a) zugeordnet ist.
5. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine die Zylindertrommel (3) zentrisch durchsetzende Triebwelle (21) vorgesehen ist, auf der die Zylindertrommel (3) mittels des Stützlagers (24) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeinrichtung (30) in einem zwischen der Triebwelle (21) und der Zylindertrommel (3) gebildeten Hohlraum (26) angeordnet ist.
6. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationskolben (41; 41a) an der Triebwelle (21) abgestützt sind und mittels jeweils eines Federelements (43) in Richtung zur Triebwelle (21) beaufschlagbar sind.
7. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationskolben (41; 41a) in Bohrungen (40; 40a) eines in dem Hohlraum (26) angeordneten ringförmigen Bauelements (32) längsverschiebbar gelagert sind, wobei jede Bohrung (40; 40a) mittels jeweils eines in der Zylindertrommel (3) angeordneten Verbindungskanals (42) mit der entsprechenden Zylinderbohrung (5) in Verbindung steht.
8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Bauelement (32) mit der Zylindertrommel (3) drehfest verbunden ist.
9. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Zylindertrommel (3) mittels einer im Hohlraum (26) angeordneten, an der Triebwelle (21) abgestützten Feder (27) in Richtung der Steuerfläche (10) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Bauelement (32) an der Zylindertrommel (3) axial abgestützt ist und mit der Feder (27) in Wirkverbindung steht.
10. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationskolben (41) senkrecht zur Drehachse (4) angeordnet ist.
11. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationskolben (41a) in Richtung zur Steuerfläche (10) geneigt ist.
12. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebwelle (21) im Bereich des Kompensationskolbens (41a) mit einer kegelförmigen Wirkfläche (50), insbesondere einem Absatz, versehen ist.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008027698A1 (de) 2008-06-11 2009-12-17 Linde Material Handling Gmbh Gleitlagerbauteil mit einer aufgebrachten Lagerschicht und Verfahren zum Aufbringen einer Lagerschicht
DE102008027700A1 (de) 2008-06-11 2009-12-17 Linde Material Handling Gmbh Verfahren zum Aufbringen einer Lagerschicht auf ein Gleitlagerbauteil und Gleitlagerbauteil mit Lagerschicht
DE10251552C5 (de) * 2002-11-05 2010-07-15 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Axialkolbenmaschine und Steuerplatte für eine Axialkolbenmaschine
DE102009039828A1 (de) 2009-09-02 2011-03-03 Linde Material Handling Gmbh Hydrostatische Axialkolbenpumpe
WO2011095280A3 (de) * 2010-02-05 2012-03-08 Robert Bosch Gmbh Axialkolbenmaschine und steuerspiegel
WO2015036176A1 (de) * 2013-09-11 2015-03-19 Robert Bosch Gmbh Schrägscheibenmaschine als axialkolbenpumpe und/oder axialkolbenmotor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012105302A1 (de) 2012-06-19 2013-12-19 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatische Axialkolbenmaschine

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2503273B1 (fr) * 1981-04-02 1986-02-21 Messier Hispano Sa Pompe hydraulique
DE3904782A1 (de) * 1989-02-17 1990-08-23 Linde Ag Axialkolbenmaschine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10251552C5 (de) * 2002-11-05 2010-07-15 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Axialkolbenmaschine und Steuerplatte für eine Axialkolbenmaschine
DE102008027698A1 (de) 2008-06-11 2009-12-17 Linde Material Handling Gmbh Gleitlagerbauteil mit einer aufgebrachten Lagerschicht und Verfahren zum Aufbringen einer Lagerschicht
DE102008027700A1 (de) 2008-06-11 2009-12-17 Linde Material Handling Gmbh Verfahren zum Aufbringen einer Lagerschicht auf ein Gleitlagerbauteil und Gleitlagerbauteil mit Lagerschicht
DE102009039828A1 (de) 2009-09-02 2011-03-03 Linde Material Handling Gmbh Hydrostatische Axialkolbenpumpe
WO2011095280A3 (de) * 2010-02-05 2012-03-08 Robert Bosch Gmbh Axialkolbenmaschine und steuerspiegel
WO2015036176A1 (de) * 2013-09-11 2015-03-19 Robert Bosch Gmbh Schrägscheibenmaschine als axialkolbenpumpe und/oder axialkolbenmotor

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