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Hydrostatische Axialkolbenmaschine
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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Axialkolbenmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei der in der Hauptanmeldung beschriebenen und dargestellten Axialkolbenmaschine
ist der die Verstellbewegung des Stellgliedes in Richtung auf die Kolben begrenzende
Anschlag auf der dem Stellglied abgewandten Seite der Axialkolbenmaschine angeordnet.
Deshlab besteht die Möglichkeit, daß das Stellglied die Schiefscheibe von ihrem
Anschlag abzuheben vermag.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zuarunde, eine Fxialkolbenmaschine
der eingangs bezeichneten Bauart so auszugestalten, daß das Stellglied die Schiefscheibe
von ihrem Auflager nicht abzuheben vermag.
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Diese Aufhabe wird durch die im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst.
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Der durch die Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß der
betreffende Anschlag in der Wirkrichtung des Stellgliedes angeordnet werden kann,
so daß keine Drehmomente entstehen können, die die Schiefscheibe von ihrem Auflager
abheben. Dabei braucht der Anschlag nicht unbedingt in der Wirkrichtung angeordnet
zu sein.
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Stellungen des Anschlags zwischen der Wirkrichtung des Stellaliedes
und dem Auflager ergeben zwar auch auf die Schiefscheibe wirkende Drehmomente, jedoch
drücken solche Drehmomente die Schiefscheibe gegen das Auflager, und sie sind deshalb
unschädlich.
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Die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 2 bis 5 umfassen einfache
und deshalb vorteilhafte Ausführunosformen. Die Ausaestaltung nach Anspruch 3 erleichtert
die Montage
bzw. Demontage, weil der Anschlag nach der Montage der
Schiefscheibe in Arbeitsposition gebracht werden kann.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß verstellbare Anschläge verwirklicht
werden können, z.B. dadurch, daß die Schraube oder der drehbare Nocken exzentrische
Anschlagflächen aufweisen oder die Schraube einen konischen Anschlagabschnitt aufweist
oder die Schraube schräg angeordnet ist, so daß eine gegenüber der Axialkolbenmaschine
axiale Verstellung der Schraube möglich ist. Auch die Ausgestaltung nach Anspruch
4 ermöglicht eine einfache Montage der Schiefscheibe.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 ist aus funktionellen Gründen vorteilhaft.
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Die Ausbildung nach Anspruch 6 führt zu einer Vereinfachung der Axialkolbenmaschine
auch im Hinblick auf die Baugröße. Es wird zur Einstellung des minimalen oder maximalen
Schluckvolumens lediglich ein einfaches Schaltventil zur Verstellung des Kolbens
in seine Hubendstellung benötigt.
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Aufgrund der Ausgestaltung nach Anspruch 7 ist die in Betrieb fortwährende
Belastung der Schiefscheibe mit einem Drehmoment gewährleistet, das die Schiefscheibe
sowohl gegen das Auflager als auch gegen das Stellglied belastet. Es bedarf deshalb
keiner besonderen Rückzugseinrichtung für die Schiefscheibe.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer
Zeichnung näher beschrieben.
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Es zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Axialkolbenmaschine
im Längsschnitt; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
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Die in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete Axialkolbenmaschine weist
ein zweiteiliges, aus einem topfförmigen Gehäuseteil 2 und einem Gehäusedeckel 3
bestehendes Gehäuse auf, in dem eine sich längs der Mittelachse 4 erstreckende Antriebswelle
5 in Wälzlagern 6,7 gelagert ist. Auf der Antriebswelle 5 ist auf einem mit 8 bezeichneten
Vielkeilabschnitt eine Zylindertrommel 9 gelagert, die auf einem Teilkreis gleichmäßig
verteilt eine Mehrzahl Zylinderbohrungen 11 aufweist, in denen Kolben 12 aufgenommen
sind. Die Kolben 12 weisen Kugel köpfe 13 auf, die Gleitschuhe 14 hinterfassen,
die an der Gleitfläche 15 einer Schiefscheibe 16 anliegen. Die Anlage an der Gleitfläche
15 wird durch eine Rückzugplatte 17 bewerkstelligt, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
mit einer kugelabschnittförmigen Aus nehmung auf einem kugelkopfförmigen Trägerstück-18
gelagert ist. Das Trägerstück 18 ist längs verschieblich auf der Antriebswelle 5
gelagert und wird mittels einer andeutungsweise dargestellten Druckfeder 19, die
an der Zylindertrommel 9 abgestützt ist, in Richtung auf die Schiefscheibe 16 beaufschlagt.
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Die Schiefscheibe 16 ist um eine Schwenkachse 21 in einem Schwenklager
gelagert, das durch zwei längs der Schwenkachse 21 hintereinanderliegende, allgemein
mit 22 bezeichnete Auflager gebildet wird, bestehend aus zwei Kugeln 23, die in
sphärischen Ausnehmungen 24 im topfförmigen Gehäuseteil 2 und in sphärischen Ausnehmungen
25 in der Schiefscheibe 16 lagern. Die den Kolben zugewandten Flächen der Kugeln
23 und die sphärischen Flächen der Ausnehmungen 25 in der Schiefscheibe 16 bilden
somit die gehäuseseitigen und schiefscheibenseitigen Lagerflächen 26,27.
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Die Verstellung der Schiefscheibe 16 erfolgt durch einen hydraulischen
Kolben 28, der parallel zur Antriebswelle 5
im Flanschteil des topfförmigen
Gehäuseteils 2 verschiebbar geführt und in Richtung des Pfeils 29 hydraulisch ausfahrbar
ist. In der dargestellten Position befindet sich die Schiefscheibe 16 in ihrer Position
maximalen Kolbenhubs. Durch ein Ausfahren des hydraulischen Kolbens 28 kann die
Schiefscheibe 16 um die Schwenkachse 21 verstellt werden bis sie gegen einen Anschlag
31 stößt, der durch eine Gewindeschraube gebildet ist, die seitlich in das Gehäuse
2 eingeschraubt ist. In der Anschlagstellung ist die Axialkolbenmaschine auf minimalen
Kolbenhub eingestellt. Um die dargestellte Schiefstellung zu ermöglichen, ist die
Schiefscheibe 16 auf ihrer den Auflagern 22 zugewandten Seite abgeschrägt.
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Diese Schrägfläche ist mit 32 bezeichnet.
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Die Auflager 22 und der Kolben 28 stellen drei Abstützungspunkte dar
(siehe Fig. 2), die eine Abstützungsebene E definieren, die in der in Fig. 1 dargestellten
Position etwa rechtwinklig zur Antriebswelle 5 gerichtet ist.
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Die Kugeln 23 sind durch in sie und in das Gehäuseteil 2 einfassende
Stifte 33 gegen Verdrehen um die Schwenkachse 21 gesichert. Die sphärischen Ausnehmungen
25 in der Schiefscheibe 16 sind in kugelförmigen Lagerschalen 34 eingearbeitet,
die mit einem Kragen 35 an der den Auflagern 22 zugewandten Seite der Schiefscheibe
16 anliegen.
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Die Auflager 22 sind durch Leitungen 36 mit dem öl führenden System
der Axialkolbenmaschine 1 verbunden und somit ölgeschmiert.
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Es ist der Zweck der Druckfeder 19 die Schiefscheibe 16 in Anlage
an den Auflagern 22 zu halten. Der gleiche Zweck könnte in vorteilhafter Weise durch
Druckfedern erreicht werden, die in den Zylinderbohrungen 11 angeordnet sein könnten
und die Kolben 12 in Richtung auf die Schiefscheibe 16 beaufschlagen.
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Im Betrieb wird die Zylindertrommel 9 durch die Antriebswelle 5 in
Rotation versetzt. Dabei geraten die Zylinderbohrungen 11 wechselweise mit auf dem
Umfang nierenförmigen Steueröffnungen 37 in einer Steuerplatte 38 in Verbindung,
von denen eine mit einer Zuführungsleitung und die andere mit einer Abführungsleitung
für das hydraulische Medium verbunden sind. Die Strömungsrichtung des hydraulischen
Mediums ist für Pumpbetrieb mit dem Pfeil 39 und für Motorbetrieb mit dem Pfeil
40 gekennzeichnet. Die Abdichtung zwischen der Zylindertrommel 9 und der Steuerplatte
38 ist durch eine Druckfeder 41 gewährleistet, die sich an der Antriebswelle 5 abstützt
und die Zylindertrommel 9 gegen die Steuerplatte 38 beaufschlagt. Dabei greift die
Druckfeder 41 an einem Innenring 42 an. Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht
auch darin, gleichzeitig auch die Schiefscheibe 16 mittelbar oder unmittelbar durch
die Druckfeder 41 gegen die Auflager 22 zu beaufschlagen. Hierdurch käme die Druckfeder
19 in Fortfall. Die Druckfeder 41 kann dabei gegen das Trägerstück 18 wirken.
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Die Schwenkachse 21 befindet sich in einem Abstand a von der Wirklinie
der aus den Kräften der wirksamen Kolben 12 resultierenden Kolbenkraft 44. Die Schwenkachse
21 ist zur dem Kolben 28 abgewandten Seite hin zur resultierenden Kolbenkraft 44
versetzt. Der Abstand a beträgt etwa 16 mm. Die resultierende Kolbenkraft 44 wird
von den sich auf der Druckseite 43 befindlichen Kolben 12 erzeugt.
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Aufgrund des Abstands a wird die Schiefscheibe 16 mit einem Drehmoment
im Gegen-Uhrzeigersinn belastet. Hierdurch ist die Anlage der Schiefscheibe 16 am
als Stellglied fungierenden Kolben 28 gewährleistet.
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Es bedarf einer genauen Übereinstimmung des in Fig. 2 mit b bezeichneten
Abstandes zwischen den Auflagern 22 und des gleichen Abstandes zwischen den Ausnehmungen
25 in der Schiefscheibe 16. Da eine genaue Übereinstimmung aus herstellungstechnischen
Gründen nur mit einem sehr
großen Aufwand erreicht werden kann,
kann zur Vermeidung diesesAufwandes ein Auflager 22 als ein sog. Loslager ausgebildet
werden, was in Fig. 2 dargestellt ist. Die in Fig. 2 rechte Kugel 23 ist in einer
bevorzugt runden Längsnut 45 aufgenommen, die sich zur linken Kugel 23 hin erstreckt.
Die rechte Kugel 23 ist somit längs der Schwenkachse 21 beweglich gehalten, wodurch
geringe Maßtoleranzen im Abstand b unschädlich sind.
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Die Montage bzw. Demontage der Schiefscheibe ist sehr einfach, weil
sie sowohl einzeln als auch schon auf der Antriebswelle 5 montiert von der offenen
Seite her in das Gehäuseteil 2 eingesetzt und in entgegengesetzter Richtung auch
wieder entnommen werden kann.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Axialkolbenmaschine 1 besteht
darin, ihr Schluckvolumen nur einstufig zu verstellen. D.h., die Möglichkeit der
Einstellung auf minimales und maximales Schluckvolumen zu beschränken.
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Hierzu dient ein nicht dargestelltes Schaltventil, mit dem der Kolben
28 entweder in seine rechte Hubendstellung, in der die Schiefscheibe 16 am Anschlag
31 anliegt (minimales Schluckvolumen) oder in seine linke Hubendstellung zu verschieben,
in der er an einer gehäuseseitigen Anschlagfläche 47 anliegt (maximales Schluckvolumen).
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- L e e r s e i t e -