DE19947321A1 - Axialkolbenmaschine mit einer Rückzugeinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine (1) mit einem Gehäuse (2), in dessen durch einen Deckel (23) verschließbaren Gehäuseinnenraum (3) eine Zylindertrommel (5) um eine Drehachse (4d) drehbar gelagert ist, in welcher mehrere, etwa axial verlaufende Zylinderbohrungen (6) ausgebildet sind, in welchen Kolben (7) bewegbar geführt sind, die sich über Gleitschuhe (8) an einer Schrägfläche (11) abstützen. Es ist eine Rückzugeinrichtung (12) vorgesehen, an welcher sich die Gleitschuhe (8) bei der Rückzugbewegung der Kolben (7) abstützen, wobei die Rückzugeinrichtung (12) wenigstens ein im Gehäuse (2) angeordnetes und daran befestigtes Stützteil (31), das eine die Gleitschuhe (8) hintergreifende Rückzugscheibe (16) hintergreift. Zwecks Gewährleistung einer einfachen Bauweise und Montage ist das Stützteil (21) durch eine bezüglich der Drehachse (4d) längs angeordnet und in eine Gewindebohrung (26) im Gehäuse (2) angeschraubte Schraube (25) an einer Anlagefläche (11a) des Gehäuses befestigt, wobei die Anlagefläche (11a) und die Gewindebohrung (26) dem Deckel (23) zugewandt sind und die Schraube (25) bei geöffnetem Deckel (23) durch einen zwischen Gehäuseumfangswand (2a) und Zylindertrommel (5) angeordneten Spalt (28) zugänglich ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer Axialkolbenmaschine wirken dann, wenn die Kolben Saughübe ausführen, axiale Kräfte an den Kolben, die die Kolben einschließlich den zugehörigen Gleitschuhen von der Schrägfläche abheben. Da diese axialen Kräfte beträchtlich sein können, ist den Gleitschuhen eine Rückzugeinrichtung zugeordnet, die den Rückzug der Kolben gewährleistet.

Bei einer in der DE 42 25 381 A1 beschriebenen Axialkolbenmaschine der eingangs angegebenen Art ist eine solche Rückzugeinrichtung durch eine die Gleitschuhe hintergreifende Loch- bzw. Rückzugscheibe gebildet, die von einem Sicherungsring hintergriffen ist, der in einer Innennut im Gehäuse sitzt (Fig. 3). Bei dieser vorbekannten Ausgestaltung ist die Montage des Sicherungsringes problematisch. Da letzterer die Rückzugscheibe hintergreift, ist es erforderlich, den Sicherungsring nach dem Ansetzen der die Zylindertrommel, die Kolben, die Gleitschuhe und die Rückzugscheibe umfassenden Baueinheit zu montieren. Auf welche Weise dies bei der bekannten Ausgestaltung möglich sein soll, ist in dieser Druckschrift nicht beschrieben.

In der DE 198 00 631 A1 ist eine Axialkolbenmaschine der Schwenkscheibenbauart einstellbaren Durchsatzvolumens beschrieben. Bei dieser nicht gattungsgemäßen Bauart sind zur Sicherung der an der Schwenkscheibe gleitenden Gleitschuhe eine Rückzugeinrichtung und zusätzlich eine Rückhalteeinrichtung vorgesehen. Die Rückzugeinrichtung umfaßt eine schwenkbare axiale Abstützung einer die Gleitschuhe hintergreifenden Rückzugscheibe an der Triebwelle. Hierzu dient ein auf die Triebwelle aufgeschraubter Stützring mit einer konvexen kugelabschnittsförmigen Mantelfläche, an der die Rückzugscheibe mit einer entsprechend konkav kugelabschnittsförmigen Innenmantelfläche schwenkbar abgestützt ist. Die zusätzlich vorhandene Rückhalteeinrichtung ist durch wenigstens ein Stützteil gebildet, das auf der Seite der Axialkolbenmaschine, auf der die Kolben Saughub ausführen, an der Gehäuseumfangswand in einer Position verschraubt ist, in der es in der Nähe einer die Schwenkachse enthaltenen Längsmittelebene angeordnet ist und die Rückzugscheibe mit einem in Richtung auf die Zylindertrommel gerichteten axialen Abstand hintergreift. Der axiale Abstand ist nur so groß, daß die Rückzugscheibe bei einer axialen Überlastung gegen das Stützteil stößt, bevor sie über ihre Elastizitätsgrenze hinaus verformt oder verbogen wird. Die Rückhalteeinrichtung bildet somit eine Sicherheitsvorrichtung, die in Funktion tritt, wenn die Rückkzugeinrichtung überlastet wird. Im Normalbetrieb, d. h. dann, wenn keine Überlastung vorliegt, besteht aufgrund des axialen Abstandes kein Kontakt zwischen der Rückzugeinrichtung und der Rückhalteeinrichtung, d. h. im vorliegenden Fall zwischen der Rückzugscheibe und dem Stützteil. Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist das Stützteil an der Innenmantelfläche der Gehäuseumfangswand durch eine Schraube befestigt, die die Gehäuseumfangswand von außen in einem Durchgangsloch durchfaßt und in ein Gewindeloch im Stützteil einfaßt. Bei dieser vorbekannten Ausgestaltung ist die Schraube zwar von außen zugänglich, jedoch besteht die Gefahr eines Undichtwerdens an der Schraube und außerdem die Gefahr, daß eine z. B. aus Unkenntnis falsche Lösung der Schraube im Funktionsbetrieb der Axialkolbenmaschine zu einer Beschädigung und Blockade führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine der eingangs angegebenen Art bzw. die Rückzugeinrichtung so weiterzubilden, daß bei Gewährleistung einer einfachen Bauweise eine einfache Montage bzw. Demontage möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine ist das Stützteil durch wenigstens eine bezüglich der Drehachse längs angeordnete und in das Gehäuse von dessen Innenraum her in eine nach außen geschlossene Gewindebohrung eingeschraubte Schraube befestigt, deren Drehangriffselement bei geöffnetem Deckel durch einen Spalt zwischen der Zylindertrommel und der Gehäuseumfangswand zugänglich ist. Bei dieser Ausgestaltung sind Abdichtungsprobleme im Bereich der Schraube sowie eine Fehlbetätigung der Schraube, z. B. eine unbeabsichtigte Lösung, von außen vermieden. Die Schraube ist bei demontierten Deckel durch den zwischen der Gehäuseumfangswand und der Zylindertrommel vorhandenen Spalt hindurch handhabungsfreundlich zugänglich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Gehäuse der Axialkolbenmaschine durch die axiale Gewindebohrung weniger geschwächt wird als eine Gehäuseumfangswand quer durchsetzende Durchgangsbohrung. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung trägt somit auch zur Stabilisierung des Gehäuses der Axialkolbenmaschine bei.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, das Stützteil an seiner der Rückzugeinrichtung zugewandten Seite mit einer ebenen Gleitfläche auszubilden, wodurch im Funktionsbetrieb der Axialkolbenmaschine die Flächenpressung sowie der Verschleiß vermindert und die Lebensdauer der Rückzugseinrichtung verlängert werden. Dabei kann das Stützteil in Form eines Segments ausgebildet sein, das sich z. B. bogenförmig gekrümmt am Umfangsrand des Innenraumes des Gehäuses erstreckt.

Es ist außerdem vorteilhaft, das Stützteil bezüglich einer Längsmittelebene, die sich rechtwinklig zu einer den ausgeschobenen und den eingeschobenen Hubendpunkt der Kolben enthaltenen Längsmittelebene erstreckt, zu der Seite hin versetzt anzuordnen, auf der sich der ausgeschobene Hubendpunkt befindet. Bei dieser Ausgestaltung befindet sich das Stützteil in einem Bereich, der dem im Funktionsbetrieb auftretenden Belastungsbereich besser entspricht, wodurch die Abstützung verbessert wird.

Ein längliches bzw. segmentförmiges Abstützteil ermöglicht es auch, mehrere Befestigungsschrauben vorzusehen, wodurch die Befestigung stabilisiert wird.

Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie erzielbare Vorteile anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine im axialen Schnitt;

Fig. 2 eine Teilansicht in der durch den Pfeil A verdeutlichten Blickrichtung auf eine Rückzugeinrichtung der Axialkolbenmaschine;

Fig. 3 den Teilschnitt III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine im axialen Schnitt in abgewandelter Ausgestaltung;

Fig. 5 den Teilschnitt V-V in Fig. 4.

Die Hauptteile der allgemein mit 1 bezeichneten Axialkolbenmaschine sind: ein Gehäuse 2 mit einer in der Zeichnung im Schnitt sichtbaren Umfangswand 2a und einer Stirnwand 2b, die einen Gehäuseinnenraum 3 umschließen, eine Welle 4, eine Zylindertrommel 5 mit mehreren, vorzugsweise auf einem Teilkreis verteilt und längs gerichteten Zylinderbohrungen 6, mehrere Kolben 7, die in den Zylinderbohrungen 6 axial gelagert sind, mehrere Gleitschuhe 8, die jeweils einen kugelförmigen Gelenkkopf 9 aufweisen und damit schwenkbar, jedoch axial fixiert mit dem einen Ende des zugehörigen Kolbens 7 verbunden sind, eine Schrägfläche 11, an der die Gleitschuhe 8 anliegen und axial abgestützt sind, wobei die Schrägfläche 11 an der Innenseite der Stirnwand 2b ausgebildet sein kann, eine Rückzugeinrichtung 12 für die Gleitschuhe 8 und eine Steuerscheibe 13, die an der der Schrägfläche 11 abgewandten Seite der Zylindertrommel 5 anliegt und mittels in der Steuerscheibe 13 angeordneten, nicht dargestellten Steuerschlitzen sowie damit zusammenwirkenden Zylinderbohrungslöchern 14 in der Zylindertrommel 5 die Förderung des hydraulischen Mediums der Axialkolbenmaschine 1 steuert. Durch eine die Zylindertrommel 5 gegen die Steuerscheibe 13 vorspannende Feder 15 ist eine dichte Anlage zwischen der Zylindertrommel 5 und der Steuerscheibe 13 gewährleistet. Die Schrägfläche 11 hat gegenüber der Längsachse bzw. Drehachse 4d einen festen, nicht variablen Neigungswinkel.

Die Welle 4 durchsetzt die Stirnwand 2b in einer Lagerbohrung 4a, in die sie in einem Wälzlager 4b gelagert und durch eine Ringdichtung 4c abgedichtet ist.

Die Rückzugeinrichtung 12 ist durch eine Loch- bzw. Rückzugscheibe 16 mit in der Anzahl der Gleitschuhe 8 vorhandenen Löchern 17 gebildet, deren Lochränder die Gleitschuhe 8 im Bereich von verjüngten Gleitschuhköpfen mit Bewegungsspiel umgeben und mit ihrer der Schrägfläche 11 zugewandten Seite an einem Fußflansch 18 des zugehörigen Gleitschuhs 8 anliegen, so daß der Fußflansch 18 mit geringem Bewegungsspiel zwischen der Schrägfläche 11 und der Lochscheibe 16 gehalten ist.

Die Rückzugeinrichtung 12 ist durch ein oder zwei einander spiegelbildlich gegenüberliegend angeordneten und ausgebildeten Stützteilen 21 gebildet, die im Gehäuseinnenraum 3 angeordnet sind, am Gehäuse 2 lösbar befestigt sind und die Rückzugscheibe 16 auf ihrer der Schrägfläche 11 abgewandten Seite mit einem Stützrand 21a mit geringem Bewegungsspiel hintergreifen und dadurch die Gleitschuhe 8 mittelbar durch die Rückzugscheibe 16 an der Schrägfläche 11 sichern. Für eine Axialkolbenmaschine 1, deren Funktion auf eine Dreh- bzw. Durchsatzrichtung in nur einer Richtung beschränkt ist, genügt nur ein Stützteil 21, das auf der Seite der Axialkolbenmaschine 1 angeordnet ist, auf der die Kolben 7 einen Saughub ausführen und deshalb aufgrund des in den Arbeitskammern erzeugten Unterdrucks die zugehörigen Gleitschuhe 8 von der Schrägfläche 11 abzuheben suchen, was durch das Stützteil 21 verhindert wird. Für eine Axialkolbenmaschine 1, deren Funktion für beide Drehrichtungen bestimmt ist, sind zwei Stützteile 21 spiegelbildlich auszubilden und einander gegenüberliegend anzuordnen, wobei jeweils ein Stützteil 21 die Rückzugfunktion erfüllt. Das oder die Stützteile 21 sind in oder in der Nähe einer Längsmittelebene E1 angeordnet, die sich rechtwinklig zu einer den maximalen und minimalen Hubendpunkt der Kolben 7 enthaltenen Längsmittelebene E2 erstreckt.

Die Rückkzugscheibe 16 zugewandte Fläche des Stützrandes 21a ist eine ebene Gleitfläche 21b, die sich parallel zur der Zylindertrommel 5 zugewandten Seitenfläche der Rückzugscheibe 16 oder parallel zur Schrägfläche 11 erstreckt. Je größer die Gleitfläche 21b ist, desto geringer ist die Flächenpressung zwischen der Rückzugscheibe 16 und dem Stützrand 21a während einer Belastung. Es ist deshalb vorteilhaft, das Stützteil 21a in Umfangsrichtung des Gehäuseinnenraumes 3 länglich auszubilden, insbesondere in einer um die Drehachse 4d der Welle 4 gekrümmten Form, wobei sich das Stützteil 21 über einen Winkelbereich w von mehr als 30°, vorzugsweise in einem Winkelbereich w von 45 bis 90°, erstreckt. Es ist im weiteren vorteilhaft, das oder die Stützteile 21 bezüglich der Längsmittelebene E1 zu der Seite der Axialkolbenmaschine 1 hin zu versetzen (siehe Versetzungsmaß v in Fig. 2), auf der sich der ausgeschobene Hubendpunkt der Kolben 7 befindet. Durch diesen Versatz v ist das Stützteil 21 in den im Funktionsbetrieb auftretenden Hauptbelastungsbereich verlagert, der zwischen den beiden Hubendpunkten zu der Seite hin verlagert ist, auf der sich der ausgeschobene Hubendpunkt befindet. Dies ist dadurch bedingt, daß im Funktionsbetrieb mit größer werdender Ausschubbewegung der Kolben 7 die Rückzugkraft zunimmt.

Das Stützteil 21 ist vorzugsweise an einer sich quer zur Drehachse 4d erstreckenden Anlagefläche befestigt, die in axialer Richtung zur der Stirnwand 2b abgewandten Seite hin weist, auf der das mit der Umfangswand 2a und der Stirnwand 2b topfförmige Gehäuse 2 eine Öffnung 22 aufweist, die durch einen Deckel 23 verschlossen ist, an dessen Innenseite die Steuerscheibe 13 gelagert ist, in dem das zugehörige Ende der Welle 4 in Wälzlagern 24 gelagert ist und in dem nicht dargestellte Zu- und Abführungsleitungen für das hydraulische Medium verlaufen, die aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt sind.

Das Stützteil 21 ist durch wenigstens eine Schraube 25 befestigt, die sich in eine ein Sackloch bildende Gewindebohrung 26 in dem die Anlagefläche für das Stützteil 21 aufweisenden Wandabschnitt des Gehäuses 2 befindet und ebenfalls zur Öffnung 22 hin offen ist. Die Schraube 25 ist bezüglich ihres an einem Schraubenkopf angeordneten Drehangriffselements 27 für einen Schraubendreher von der Öffnung 22 her zugänglich und zwar durch einen Spalt 28, vorzugsweise einen Ringspalt, zwischen der Umfangswand 2a und der Zylindertrommel 5. Durch diesen Spalt 28 hindurch läßt sich auch die Schraube 25 montieren. Im Rahmen der Erfindung kann der Spalt 28 so groß bemessen sein, daß sich auch das Stützteil 21 durch ihn hindurch bewegen und somit montieren läßt.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anlagefläche 11a für das Stützteil 21 durch einen Außenabschnitt der Schrägfläche 11 gebildet, die sich mit dem Außenabschnitt 11a quer zur Drehachse 4d weiter erstreckt, als es für die Gleitschuhe 8 erforderlich ist. Hierdurch entfällt die Herstellung einer zusätzlichen Anlagefläche. Das Stützteil 21 ist durch eine im vorbeschriebenen Sinne gegebenenfalls gekrümmte Leiste gebildet, mit einem mit einer ebenen Grundfläche 21c an der Anlagefläche 11a anliegenden Stützsteg 21d, von dem seitlich der bereits beschriebene Stützrand 21a absteht. Koaxial mit der Gewindebohrung 26 ist im Stützteil 21 ein Durchgangsloch 29 für die Schraube 25 vorgesehen. Das Stützteil 21 kann mit seiner Außenseite an der Umfangswand 2a oder beim vorliegenden Ausführungsbeispiel an einer Stufenfläche 31 anliegen und dadurch radial gestützt und stabilisiert sein, deren Krümmung in Umfangsrichtung der Krümmung der Außenseite des Stützteils 21 bzw. des Stützteils 21 insgesamt entspricht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mehrere Schrauben 25 zur Befestigung des Stützteils 21 vorgesehen, die sich bei dessen länglicher Ausbildung in einer in Umfangsrichtung erstreckenden Reihe angeordnet sind. Es können z. B. drei Schrauben 25 zur Befestigung des Stützteils 21 vorgesehen sein.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, unterscheidet sich vom vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Gleitfläche 11 nicht direkt am Gehäuse 2 sondern an einer Grundplatte 32 angeordnet ist, die an der Stirnwand 2b befestigt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, nur die verhältnismäßig kleine Grundplatte 32 aus hochwertigem Material mit guter Gleiteigenschaft und langer Lebensdauer zu fertigen, z. B. aus legiertem Stahl oder aus einem Gleitmaterial, ohne daß das Gehäuse 2 insgesamt aus einem solchen teuren Material gefertigt werden muß. Bei dieser Ausgestaltung kann die Grundplatte 32 die Gleitschuhe 8 radial überragen und im überragenden Bereich die Anlagefläche 11a für das Stützteil 21 bilden, so das letzteres an der Innenseite der Grundplatte 32 angeordnet ist und durch die wenigstens eine in die Grundplatte 32 einfassende Schraube 25 befestigt ist. Vorzugsweise ist die Schraube 25 so lang bemessen, daß sie das Stützteil 21 und die Grundplatte 32 in einem Durchgangsloch durchfaßt und in die dazu koaxial angeordnete Gewindebohrung 26 in der Stirnwand 2b einfaßt. Auf diese Weise läßt sich das Stützteil 21 und die Grundplatte 32 mit ein und derselben Schraube 25 oder mit ein und denselben Schrauben 25 befestigen.

Claims (12)

1. Axialkolbenmaschine (1) mit einem Gehäuse (2), in dessen durch einen Deckel (23) verschließbaren Gehäuseinnenraum (3) eine Zylindertrommel (5) um eine Drehachse (4d) drehbar gelagert ist, in welcher mehrere, etwa axial verlaufende Zylinderbohrungen (6) ausgebildet sind, in welchen Kolben (7) bewegbar geführt sind, die sich über Gleitschuhe (8) an einer Schrägfläche (11) abstützen, und mit einer Rückzugeinrichtung (12) an welcher sich die Gleitschuhe (8) bei der Rückzugbewegung der Kolben (7) abstützen, wobei die Rückzugeinrichtung (12) wenigstens ein im Gehäuse (2) angeordnetes und daran befestigtes Stützteil (31) aufweist, das eine die Gleitschuhe (8) hintergreifende Rückzugscheibe (16) hintergreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (21) durch zumindest eine bezüglich der Drehachse (4d) längs angeordnete und in eine Gewindebohrung (26) eingeschraubte Schraube (25) an einer Anlagefläche (11a) des Gehäuses (2) befestigt ist, wobei die Anlagefläche (11a) und die Gewindebohrung (26) dem Deckel (23) zugewandt sind und die Schraube (25) bei geöffnetem Deckel (23) durch einen zwischen der Gehäuseumfangswand (2a) und Zylindertrommel (5) angeordneten Spalt (28) zugänglich ist.

2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (11a) an einer dem Deckel (23) gegenüberliegenden Stirnwand (2b) angeordnet ist.

3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (11a) durch einen sich über die Gleitschuhe (8) hinaus erstreckenden Flächenabschnitt der Schrägfläche (11) gebildet ist.

4. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (11) an einer Grundplatte (32) angeordnet ist, die an einer den Deckel (23) gegenüberliegenden Stirnwand (2b) des Gehäuses (2) befestigt ist.

5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (32) sich quer zur Drehachse (4a) über die Gleitschuhe (8) hinaus erstreckt und das Stützteil (21) an der die Gleitschuhe (8) überragenden Innenfläche der Grundplatte (32) befestigt ist.

6. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (21) durch einen Steg (21d) gebildet ist, von dem in einem Abstand von seiner an der Anlagefläche (11a) anliegenden Grundfläche (21c) ein Stützrand (21a) absteht.

7. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (21) in der Umfangsrichtung der Axialkolbenmaschine (1) länglich ist.

8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stützteil (21) in der Umfangsrichtung gekrümmt erstreckt.

9. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stützteil (21) über einen Winkelbereich (w) von etwa 30° und mehr erstreckt, insbesondere über einen Winkelbereich von etwa 45 bis 90°.

10. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (21) durch mehrere Schrauben (25) befestigt ist, die in einer sich in der Umfangsrichtung erstreckenden Reihe angeordnet sind.

11. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (21) bezüglich einer Längsmittelebene (E1), die sich rechtwinklig zu einer den maximalen und den minimalen Hubendpunkt der Kolben (7) enthaltenen Längsmittelebene (E2) erstreckt, zu der Seite hin versetzt angeordnet ist, auf der sich der maximale Hubendpunkt befindet.

12. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich einer Längsmittelebene (E2), in der der maximale und minimale Hubendpunkt der Kolben (7) angeordnet ist, ein Stützteil (21) spiegelbildlich auf beiden Seiten der Axialkolbenmaschine (1) angeordnet ist.