DE3125264A1

DE3125264A1 - Schraegachsen-axialkolbenmaschine mit einer mitnahmeplatte fuer die zylindertrommel

Info

Publication number: DE3125264A1
Application number: DE19813125264
Authority: DE
Inventors: Rainer 7900 Ulm Stölzer
Original assignee: Hydromatik GmbH
Current assignee: Hydromatik GmbH
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE3125264C2; US4466338A; JPS588274A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schrägachsen-Axial kolbenmaschine mit gelenkig in einer mit der Triebwelle fest verbundenen Triebscheibe gelagerten Kolbenelementen, bei der die übertragung vom Drehmoment zwischen Triebwelle bzw. Triebscheibe und einer drehbar gelagerten und an einem. Steuerspi egel abgestützten Zylindertrommel, die axiale Zylinderbohrungen aufweist, in denen sich die Kolbenelemente hin- und herbewegen, ausschließlich durch Kolbenstangenteile der Kolbenelemente erfolgt, die sich in zumindest einer bestimmten Drehlage von Triebscheibe und Zylinderdrossel an die Kanten von schlitzförmigen Aussparungen einer mit der Zylindertrommel verbundenen Mitnahmeplatte anlegen, wobei die Aussparungen eine etwas geringere Weite haben als der Durchmesser der Zylinderbohrungen ist.

Bei moderneren, kompakt und leicht gebauten Axialkolbenmaschinen in Schrägsachsenbauweise erfolgt im allgemeinen die Mitnahme der Zylindertrommel unmittelbar durch die Kolbenstangen oder durch Mitnahmebereiche von Kolbenelementen, wenn Kolben und Kolbenstange als einstückiges

-δ-Kolbenelement ausgebildet sind.

Bei einer bekannten Lösung für eine derartige unmittelbare Mitnahme der Zylindertrommel legen sich die Kolbenstangen bzw. die Mitnahmezonen der Kolbenelemente direkt an die Innenwandung der Zylinderbohrungen an und übertragen so das erforderliche Mitnahmemoment für die Zylindertrommel. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß die Mitnahme an der Dichtfläche der Zylinderbohrungen erfolgt. Da die Mitnahme durch Anlegen der Kolbenstangen an die Zylinderbohrungen nur in bestimmten Drehstellungen erfolgt und aufgrund der kinematischen Ungleichförmigkeit der Kolbenbewegung kommt es zu Stoßen zwischen Kolbenstange bzw. Kolbenelement und Zylinderbohrung. Dies kann bei längerer Laufzeit der Maschine zu einer Beschädigung der Oberfläche der Zylinderbohrung führen und damit zur Beeinträchtigung der Kolbenabdichtung innerhalb der Zylinderbohrung (DE-AS 22 62 026 und DE-AS 23 58 870).

Bei einer aus der US-PS 11 37 282 (entspricht DE-PS 249 477) bekannt gewordenen Schrägachsen-Axial kolbenmaschine der eingangs genannten Art ist diese Gefahr dadurch vermieden, dass die Mitnahme der Zylinder-

²S trommel über eine getrennte, mit dem Zylinder jedoch fest verbundene Mitnahmeplatte erfolgt. Die Mitnahmeplatte ist auf der der Triebscheibe zugewandten Seite der Zylindertrommel angeordnet. Die Mitnahmeplatte ist als sternförmiges Bauteil mit sich nach außen öffnenden schlitzförmigen Aussparungen ausgebildet, wobei die Aussparungen eine etwas geringere lichte Weite haben als der Durchmesser der Zylinderbohrungen ist, jedoch eine größere Weite als die konischen Kolbenstangen, so daß diese sich in einer bestimmten Drehstellung an eine Innenkante der Aussparungen anlegen und die Zylinder-

-6-trommel mitnehmen.

Einstückige Kolbenelemente wie auch aus Kolbenteil und Kolbenstange zusammengesetzte Kolbenelemente moderner Axialkolbenmaschinen sind nicht demontierbar. Dies bedeutet, daß für die Montage der Mitnahmeplatte deren Aussparungen radial offen sein müssen, so daß die Kolbenelemente bzw. Kolbenstangen eingesetzt werden können. Durch diese radial offenen Aussparungen wird die Mitnahmeplatte stark geschwächt oder die Mitnahmeplatte muß so dick ausgebildet werden, daß sie ein unerwünscht hohes zusätzliches Gewicht erzeugt, welches zusammen mit der Zylindertrommel während des Betriebes der Maschine gedreht werden muß. Bei den heutzutage erreichbaren hohen Lebensdauern für Kolben und Kolbenstangen entstehen für die Mitnahmeplatte mit radial offenen Aussparungen Festigkeitsprobleme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mitnahme- ²® platte der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie leicht gebaut werden kann und in Anbetracht der dynamischen Stoßbelastungen eine hohe Lebensdauer erreicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schrägachsen-Axial kolbenmaschine ,der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die Mitnahmeplatte mit einem Schließteil fest verbindbar ist, welches die Aussparungen jeweils zur Bildung einer allseits umschlossenen öffnung eraänzt,derart, daß die Mitnahmeplatte mit dem Schließteil eine stabile Mitnahmescheibe bildet. In zweckmässiger Ausgestaltung erstreckt sich das Schließteil in der gleichen Ebene wie die Mitnahmeplatte und hat die gleiche Dicke wie diese.

Es entsteht somit eine stabile Mitnahmescheibe, die 35

relativ dünn ausgebildet werden kann, da das Schließteil

durch das Verschließen der zunächst radial offenen Aussparungen der Mitnahmeplatte diese versteift. Sie ist dadurch wesentlich besser geeignet, Drehmoment zu übertragen als die sternförmige Mitnahmeplatte mit radial offenen Aussparungen bekannter Art.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist das Schließteil mit der Mitnahmeplatte drehfest verzahnt.

Bei Ausbildung der Mitnahmeplatte als etwa sternförmiges Bauteil mit radial nach außen sich· öffnenden Aussparungen ist in zweckmässiger Ausgestaltung das Schließteil ein die Mitnahmeplatte umgebender Außenring. Dabei kann die Verzahnung entweder durch von dem Außenring '

radial nach innen vorstehende Vorsprünge, die in Aus- ,

nehmungen am Umfang der Mitnahmeplatte ragen, gebildet ,*

sein, oder durch von dem Außenring radial nach innen ;

vorstehende Vorsprünge, die sich radial von außen in die schlitzförmigen Aussparungen der Mitnahmeplatte einpassen. Dadurch ist eine gegenseitige Abstützung der Flanken der Aussparungen gegeben, welche zu einer besonders günstigen Konstruktion für die Drehmomentübertragung durch die Mitnahmescheibe führt.

Bei Ausbildung der Mitnahmeplatte als Ringbauteil mit radial nach innen sich öffnenden Aussparungen ist das Schließteil in zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung als Innenring ausgebildet. Dabei ist die Verzahnung durch von dem Innenring radial nach außen vorstehende Vor- _;

sprünge gebildet, die sich radial von innen in die Aus- i

sparungen der Mitnahmeplatte einpassen. Auch hierdurch ?

ist eine leicht bauende Mitnahmescheibe für die über- I

tragung hoher Drehmomente geschaffen. ]

-δι Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine Schrägachsen-Axialkolben-

maschine im Schnitt;

Fig. 2 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform

der erfindungsgemässen Mitnahmescheibe; IO

Fig. 3 in Ansicht eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mitnahmescheibe; und

Fig. 4 in Ansicht eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mitnahmescheibe, wobei

die Schraffuren in den Fig. 2 bis 4 keine Schnittdarstellung bedeuten sondern lediglich zur Verdeutlichung der Bauteile angebracht sind.
20

Die in Fig. 1 dargestellte Axialkolbenmaschine weist eine über nicht dargestellte Kugellager in einem Gehäuse 2 gelagerte Triebwelle 1 auf, die einstückig eine Triebscheibe 3 trägt. An der Triebscheibe 3 sind über Gelenkkugeln 10 Kolbenelemente 4 kugelgelenkig gelagert. Die gezeigten Kolbenelemente 4 sind einstückig, können aber auch aus Kolben mit daran gelenkig befestigten Kolbenstangen bestehen, wobei die Kolbenstangen die Gelenkkugeln 10 tragen. Die Kolbenelemente 4 bewegen sich in Zylinderbohrungen 5 einer Zylindertrommel 6. Die Zylindertrommel 6 wird von der Triebwelle 1 über die Triebscheibe 3 und die Kolbenelemente 4 in Drehung versetzt. Der Hub der Kolbenelemente 4 richtet sich nach dem Schrägwinkel der Zylindertrommelachse 7 zur Drehachse der Triebwelle 1. Die Zylindertrommel 6 wird durch einen

über eine Kugel 9 an der Triebscheibe 3 gelagerten Mittel zapfen 11 zentriert und stützt sieh - im belasteten Zustand der Maschine unter der Wirkung der öldruckkräfte und im unbelasteten Zustand der Maschine nur unter der Kraft der zwischen Zapfen 11 und Zylindertrommel β vorgesehenen Druckfeder - auf einem Steuerspiegelkörper 13 ab, der seinerseits auf einer zylindrischen Führungsbahn 14 des Maschinengehäuseteiles 15 abgestützt ist, Zur Änderung des Schrägwinkels der

¹^ Achse 7 der Zylindertrommel 6 gegenüber der Achse 8 der Triebwelle 1 und damit der Änderung des Hubvolumens der Kolbenelemente 4 in den Zylinderbohrungen 5 greift an dem Steuerspiegelkörper 13 ein Verstell zapfen 16 an, der mit einer Stellstange 17 fest verbunden ist, die

IS -jhpgpgg-j t§ verschieb! ich in dem Maschinengehä'useteil 15 in einer Bohrung 18 gelagert ist. An der Stellstange 17 greift ein Verstellmechanismus an, durch den die Stellstange 17 in Längsrichtung verschoben wird, so daß der Zapfen 16 den Steuerspiegel körper 13 in der zylindrischen

*^w Führungsflä'che 14 unter Schwenkung der Zylindertrommel 6 um die Schwenkachse 19 verschiebt. In dem Steuerspiegelkörper 13 sind die aus Fig, I nicht ersichtlichen Zu- und Abflußbohrungen (Steuernieren) vorgesehen, die die Zylinderbohrungen β jeweils entsprechend der Drehstellung

" "

der Zylindertrommel 6 mit dem ebenfalls nicht dargestellten Zu» bzw, Abflußanschluß an dem Gehäuseteil 15 verbinden.

An der der Triebscheibe 3 zugewandten Seite der Zylindertrommel 6 ist eine Mitnahmescheibe 20 befestigt, die Aussparungen 21 für den Durchtritt des konischen Kolbenstangenbereiches der Kolbenelemente 4 hat, Oe nach Drehstellung der Triebscheibe und Zylindertrommel legt sich ein Kolbenstangenbereich an eine Innenkante einer Aussparung 21 an und überträgt dadurch Drehmoment von der Triebscheibe 3 auf die Zylindertrommel 6 und nimmt diese

3125264 -ιοί mit. Die Aussparungen 21 haben eine geringere Weite als der Durchmesser der Zylinderbohrungen 5 ist, so daß sich die Kolbenstangenteile jeweils nur an die Mitnahmeplatte 20, nicht aber an die Zylinderbohrungen 5 anlegen.

Ausbildung der Mitnahmeplatte 20 sind in den Fig. 2 bis dargestellt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht die Mitnahmescheibe 20 aus einer Mitnahmeplatte 22 mit Aussparungen 21, welche radial nach innen offen sind, und einem als Innenring ausgebildeten Schließteil 23, welches sternförmig radial nach außen ragende Vorsprünge 24 aufweist, welche sich in die radial nach innen offenen Aussparungen 21 einpassen.·

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besteht die Mitnahmescheibe 20 aus einer Mitnahmeplatte 25, die als sternförmiges inneres Bauteil mit radial nach außen sich öffnenden Aussparungen 26 ausgebildet ist, und einem Schließteil 27, das aus einem Außenring besteht. Dieser Außenring verschließt die Aussparungen 26 nach außen. Durch radial nach innen ragende Vorsprünge 28 des Schließteiles 27, welche in entsprechende Aussparungen 29 der Mitnahmeplatte 25 ragen, ist eine drehfeste Verzahnung zwischen Mitnahmeplatte 25 und Schließteil 27 geschaffen...·

Die Ausführungsform nach Fig. 4 stimmt hinsichtlich der Ausbildung der Mitnahmeplatte 25 mit der Ausbildung nach Fig. 3 überein und ist entsprechend mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Das Schließteil 30 ist hier wiederum als Außenring ausgebildet und trägt zur drehfesten Verzahnung mit der Mitnahmeplatte 25 radial nach innen vorstehende Vorsprünge 31, welche sich in die radial nach außen öffnenden Aussparungen 26 einpassen.

-πι Die Befestigung der Mitnahmeplatte bzw. der Schließteile verschiedener Ausführungsformen an der Zylindertrommel 6 kann auf geeignete, nicht näher dargestellte Weise erfolgen. Beispielsweise ist eine Befestigung durch Verschrauben denkbar. Entsprechende Schraubenbohrungen sind mit 32 bezeichnet. Im übrigen wird die aus Mitnahmeplatte und Schließteil zusammengesetzte Mitnahmescheibe 20 durch eine zentrale Bohrung 33 im Schließteil 23 bzw. der Mitnahmeplatte 26 an dem Mittelzapfen 11 (Fig. 1) der Axialkolbenmaschine zentriert.

Der Patentanwalt

Leerseite

Claims

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH Ü-8UU0 MÜNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr.rer. nat. W. KÖRBER ^ ⁽⁰⁸⁹> '&<***

Dipl.-I ng. J. SCHMIDT-EVERS

Patentanwälte 26. Juni 1981

Dr.Kö/lö

Hydromatik GmbH
Liststraße 3

7900 Ulm

ANSPRÜCHE

fO:

../Schrägachsen-Axial kolbenmaschine mit gelenkig in einer mit der Triebwelle fest verbundenen Triebscheibe gelagerten Kolbenelementen, bei der die übertragung von Drehmoment zwischen Triebwelle bzw. Triebscheibe und einer drehbar gelagerten und an einem Steuerspiegel abgestützten ZyIindertrommel, die axiale Zylinderbohrungen aufweist, in denen sich die Kolbenelemente hin- und herbewegen, ausschließlich durch Kolbenstangenteile der Kolbenelemente erfolgt, die sich in zumindest einer bestimmten Drehlage von Triebscheibe und Zylindertrommel an die Kanten von schlitzförmigen Aussparungen einer mit der Zylindertrommel verbundenen Mitnahmeplatte anlegen, wobei die Aussparungen eine etwas geringere Weite haben als der Durchmesser der Zylinderbohrungen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeplatte (22, 25) mit einem Schließteil (23; 27; 30) fest verbindbar ist, welches die Aussparungen (21; 26) jeweils zur Bildung einer al!seitsumschlossenen öffnung ergänzt, derart daß die Mitnahmeplatte mit dem Schließteil eine stabile Mitnahmescheibe (20) bildet.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließteil (23;27;30) sich in der gleichen J-bene wie die Mitnahmeplatte (22;25) erstreckt und gleiche Dicke hat.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließteil (23; 27;30) mit der Mitnahmepiatte (22;25) drehfest verzahnt ist.
4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Mitnahmeplatte (25) als etwa Itjernförmi ges Bauteil mit radial nach außen sich öffnemjden Aussparungen (26) das Schließteil (27;30) als die Mit'nahmeplatte umgebender Außenring ausgebildet ist.
5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung durch von dem Außenring (27) radial nach innen vorstehende Vorsprünge (28), die in Ausnehmungen (29) am Umfang der Mitnahmeplatte (25) ragen, gebildet ist.
6. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung durch von dem Außenring

(30) radial nach innen vorstehende Vorsprünge (31) gebildet sind, die sich radial von außen in die schlitzförmigen Aussparungen (26) der Mitnahmeplatte (25) einpassen.
7. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Mitnahmeplatte (22) als Ringbauteil mit radial nach innen sich öffnenden Aussparungen (21) das Schließteil (23) als Innenring ausgebildet ist.

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8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung durch von dem Innenring (23) radial nach außen vorstehende Vorsprünge (24) gebildet ist, die sich radial von innen in die Aus-

5 sparungen (21) der Mitnahmeplatte (22) einpassen.