DE2116210B2 - Hydraulische oder pneumatische Axialkolbenmaschine mit Winkeltrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische oder pneumatische Axialkolbenmaschine mit Winkeltrieb nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei bekannten Maschinen dieser Art müssen zur Erzielung eines synchronen Gleichlaufs von Steuerplatte und Spurplatte die Steuerplatte und die Spurplatte durch ein drehmomentübertragendes Universal- oder Kardangelenk miteinander verbunden sein. Derartige Gelenke müssen unter Einhaltung genauer Toleranzen hergestellt werden und sind daher teuer. Darüber hinaus unterliegen sie einem beträchtlichen Verschleiß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Gleichlauf zwischen Steuerplatte und Spurplatte durch eine einfach und billig herzustellende sowie verschleißarme Konstruktion verwirklicht wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß dem Patentanspruch 1.

Es ergibt sich eine sehr einfache und besonders robuste Drehverbindung, die sowohl verschleißarm arbeitet als auch, da keine genauen Toleranzen bei der Herstellung eingehalten werden müssen, billig in der Herstellung ist. Die Mitnehmer, die das Kardangelenk ersetzen, füllen darüber hinaus den toten Raum in den büchsenförmigen Kolben-Zylinder-Gruppen aus und eliminieren dadurch die durch die Elastizität des Arbeitsmittels ansonsten verursachten Störungen. Insbesondere bei Hochdruckmaschinen, bei denen durch die Kombination aus totem Raum und Kompressibilität des Arbeitsmittels Elastizitätsverluste verursacht werden, machen sich die Vorteile der neuen Konstruktion durch Verminderung des toten Raumes besonders bemerkbar.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in

F i g. 1 einen Achsschnitt durch eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine und

Fig.2 einen Schnitt durch die Kolben-Zylinder-Gruppen der Fig. 1 mit eingreifenden Mitnehmern in einer zur Ebene der Fig. 1 und zur Spurplattenachse senkrechten Ebene.

Gemäß Fig. 1 weist die Axialkolbenmaschine ein Gehäuse 42a und einen daraufgeschraubten Deckel 426 auf. In dem Gehäuse 42a ist eine Spurpialte 40 mittels

ίο eines Gleitlagers 32,33 gelagert, während im Deckel 426 eine Steuerplatte 44 mittels eines Wälzlagers, im dargestellten Beispiel mittels eines Rollenlagers 48, gelagert ist. Die Rotationsachse 52 der Spurplatte 40 und die Rotationsachse 54 der Steuerplatte 44 schließen

is miteinander den Winkel λι ein.

Die Steuerplatte 44 treibt ihrerseits über eine Wellenverbindung in Form eines Wellenkeils eine Abtriebswelle 46 an, oder wird bei umgekehrtem Leistungsfluß von ihr getrieben. Die Abtriebswelle 46 ist

mittels eines Wälzlagers, im dargestellten Beispiel eines Kugellagers 50, im Deckel 426gelagert.

Die Steuerplatte 44 trägt auf einem zu ihrer Rotationsachse 54 konzentrischen Kreis angeordnet Auflagekörper 18 mit kugeligen Sit7tlächen 22. In

ähnlicher Weise trägt die Spurplatte 40 auf einem konzentrisch zu ihrer Rotationsachse 52 verlaufenden Kreis angeordnete Auflagekörper 20 mit kugeligen Sitzflächen 24. Zwischen dem Auflagekö.v.r 20 der Spurplatte 40 und dem Auflagekörper 18 der Steuer-

platte 44 stützen sich teleskopische Kolben-Zylinder-Gruppen mit Hilfe von Sitzflächen ab, wobei die Kolben-Zylinder-Gruppen so ausgebildet sind, daß ein büchsenförmiger Kolben 12 in einem büchsenförmigen Zylinder 10 gleitend aufgenommen ist. In diese büchsenförmigen Kolben-Zylinder-Gruppen kann durch die Auflagekörper 18 der Steuerplatte, die durchbohrt sind, und entsprechende Zu- und Ableitungen in dem Deckel 426 das Arbeitsmittel in das Innere der büclisenförmigen Kolben-Zylinder-Gruppen eintreten, so daß Kolben 12 bzw. Zylinder 10 mit ihren jeweiligen Sitzflächen gegen die Sitzflächen 24 des der Spurplatte 40 angehörenden Auflagekörpers 20 bzw. die Sitzflächen 22 der der Steuerplatte 44 angehörenden Auflagekörper 18 gedrückt werden.

Von den Auflagekörpern 20 an der Spurplatte 40 stehen Mitnehmer 23 in die büchsenförmigen Kolben 12 vor, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildet sind und deren Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der büchsenförmigen Kolben 12. Durch ihre Formgebung nehmen diese Mitnehmer 23 fast den gesamten toten Raum in dem büchsenförmigen Kolben 12 bei zusammengeschobener Kolben-Zylinder-Gruppe ein (vgl. F i g. 1 unten), so daß Elastizitätsverluste, die durch die Kombination aus totem Raum und Kompressibilität des Arbeitsmittels ansonsten verursacht würden, merklich vermindert werden, insbesondere bei Hochdruckmaschinen, bei denen sich Elastizitätsverluste besonders unangenehm bemerkbar machen.

Wie aus F i g. 2 deutlich zu sehen ist, liegen die Mitnehmer 23 längs einer Mantellinie an der Innenseite der büchsenförmigen Kolben 12 an und stellen somit über die Kolben-Zylinder-Gruppe eine Antriebsverbindung zwischen der Steuerplatte 44 und der Spurplatte 40 her. Demzufolge ist ein diese beiden Platten verbindendes Kardangelenk überflüssig.

Die Mitnehmer 23 sind so konstruiert, daß sie, nachdem sie die erforderliche Winkelbewegung der

büchsenförmigen Kolben 12 relativ zu den Sitzilächen 24 der Auflagekörper 20 der Spurplane 40 ermöglicht haben, in Kontakt mit der Innenseite der Kolben 12 treten und als Antrieb wirken. Beginnt sich die Abtriebswelle 46 zu drehen, dann werden die Abtriebswelle sowie die Spurplatte 40 zunächst etwas gegeneinander verdreht, bis jeder Mitnehmer 23 längs einer Mantellinie 30 an der Innenseite des ihm zugeordneten büchsenförmigen Kolbens 12 anliegt.

Die Mitnehmer 23 müssen nicht notwendig zylindrisch ausgebildet sein, sondern können beispielsweise auch Kegelstumpfform haben.

Da die Mitnehmer 23 in den büchsenförmigen Kolben 12 ohnehin ein alle Fertigungstoleranzen weit überschreitendes Spiel haben, ist die zwischen der Innenfläche der büchsenförmigen Kolben 12 und der Außenfläche der Mitnehmer 23 einzuhaltende Toleranz kein Problem, so daß in diesem Punkt die Herstellung sehr billig ist. Darüber hinaus schadet auch kein Verschleiß der büchsenförmigen Kolben 12 an ihrer Innenfläche, da, wie schon gesagt, genaue Toleranzen nicht eingehalten werden müssen.

Um einen möglichst vollständigen Ausgleich der Druckmittelkräfte zu verwirklichen, so daß geringstmögliche mechanische Andruckkräfte zwischen stationären und beweglichen Maschinenteilen erzeugt weiden, werden die auf die Steuerplatte 44 einwirkenden axialen Kräfte durch geeignete Dimensionierung der

S Öffnungen für die Zu- und Ableitungen in dem Deckel 42Z> und der Spalte zwischen der Steuerplatte 44 und dem Deckel 42ö abgeglichen. Um eine ähnliche Abgleichung der axialen Kräfte bei der Spurplatte 40 zu ermöglichen, weisen die Mitnehmer 23 Bohrungen 21

ίο auf, so daß das Arbeitsmittel durch diese Bohrungen 21 und durch Bohrungen in den Auflagekörpern 20 und in der Spurplatte 40 zu Aussparungen 70 an der Rückseite der Spurplatte 40 gelangen kann. Durch das Arbeitsmittel wird dann zwischen dem Gehäuse 42a und den Aussparungen 70 ein Druckausgleich der axialen Kräfte geschaffen, der durch Bemessung der Aussparungen 70 genau abgestimmt werden kann. Es gelingt also, die axialen Kräfte zu beiden Seiten der Kofben-Zylinder-Gruppe in einfacher Weise durch das Druckmittel auszugleichen. Hierdurch werden die bei bekannten Maschinen dieser Art erforderlichen axialen Wälzlager, und damit Herstellungskosten und Maschinengewicht eingespart, und es wird die Lebensdauer verlängert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulische oder pneumatische Axialkolbenmaschine mit Winkeltrieb, deren mit der An- oder Abtriebswelle umlaufende Steuerplatte über einzelne teleskopische, auf einem zur Rotationsachse der Spurplatte konzentrischen Kreis angeordnete Kolben-Zylinder-Gruppen mit in büchsenförmigen Zylindern gleitend aufgenommenen, büciisenförniigen Kolben mit der Spurplatte verbunden ist, wobei jede Kolben-Zylinder-Gruppe mit an wenigstens einem ihrer Enden ausgebildeten, kugeligen Sitzflächen zwischen an der Spurplatte und/oder der Steuerplatte ausgebildeten, die Reaktionskräfte aufnehmenden, kugeligen Sitzflächen aufgenommen wird und Kolben und Zylinder einer Gruppe durch Federelemente auseinander und gegen die Sitzflächen gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spurplatte (40) weiter als die Sitzflächen (24) in die Kolben (12) hineinragende und diese innen berührende Mitnehmer (23) ausgebildet sind.

2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (23) den toten Raum im Inneren der Kolben-Zylinder-Gruppe (Teile 12,10) fast ausfüllen.