DE3526496A1 - Axialkolbenmaschine in schwenkschlittenbauform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine in Schwenk­ schlittenbauform, bei der das Zuführen und bzw. oder Ab­ führen des Druckmittels vom Gehäuse zum Schwenkschlitten bzw. umgekehrt durch ein mittels eines Gelenkes mit dem Schwenkschlitten verbundenes Posaunenrohr erfolgt. Eine solche Axialkolbenmaschine ist durch die GB-PS 15 03 470 bekannt. Unter Posaunenrohr wird hier die Gesamtheit von zwei Bauteilen verstanden, von denen eines teleskopisch in das andere eintaucht, so daß durch Verändern der Ein­ tauchtiefe der Abstand der äußeren Enden der beiden Bauteile voneinander veränderbar ist, wobei durch die ineinander dichtend angeordneten Rohre ein Fluid führbar ist. Bei der durch die genannte GB-PS bekannten Maschine bewegt sich das schwenkschlittenseitige Ende des inneren Rohr­ teiles des Posaunenrohres zusammen mit dem Schwenkschlitten auf einem Kreisbogen. Als zweites Bauteil ist eine gehäuse­ feste Bohrung vorgesehen. Das bedingt, daß das mit dem Schwenkschlitten verbundene Posaunenrohrteil gegenüber dieser Bohrung beim Verschwenken des Schwenkschlittens eine zu einer Abweichung von der koaxialen Lage führende Schwenkbewegung durchführt, so daß das mit dem Schwenk­ schlitten verbundene Posaunenrohrteil mit einer sphärischen Dichtung in der gehäusefesten Bohrung geführt werden muß.

Es ist weiterhin eine hydrostatische Pumpe bekannt, bei der das Zuführen und Abführen der Flüssigkeit durch Posaunen­ rohre erfolgt und die an diesen Posaunenrohren infolge des Flüssigkeitsdruckes auftretenden Kräfte zum Ausüben einer druckabhängigen Verstellkraft längs eines Verstell­ weges ausgenutzt werden (DE-GBM 68 12 549.5) Hier wird nur die Kraft ausgenutzt, die infolge des Flüssigkeits­ druckes die beiden Posaunenrohrenden auseinander drückt und es ist keine Schwenkschlittenmaschine vorgesehen. Andererseits ist bei einer Schwenkschlittenmaschine bekannt, die Stellkolben-Stellzylinder-Einrichtung posaunenrohrartig auszugestalten, wobei jedoch durch diese Posaunenrohre nicht die Flüssigkeit zum Schwenkschlitten geführt wird. Bei der gleichen Schwenkschlittenmaschine ist es aber auch bekannt, die Flüssigkeit zum Schwenkschlitten durch posaunenartige, teleskopisch kreisbogenförmige Verbindungs­ kanäle zu führen (DE-OS 26 55 071).

Ein Posaunenrohr kann immer nur in einem Zeitpunkt entweder zum Zuführen oder zum Abführen der Flüssigkeit dienen. Soll das Druckmittel durch gleichartige Bauteile zugeführt und abgeführt werden, müssen also an der Maschine zwei derartige Einrichtungen zweckmäßig parallel zueinander vorgesehen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche posaunenartige Flüssigkeitszuführungs- bzw. -abführungs­ einrichtung an einer Schwenkschlittenmaschine zu ver­ bessern. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Posaunenrohr als Stellzylinder ausge­ staltet ist bzw. daß beide Teile des Posaunenrohres mit dem jeweils zugeordneten Teil der Axialkolbenmaschine gelenkig verbunden sind und die beiden Teile des Posaunen­ rohres koaxial ineinander geführt sind. Vorzugsweise wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Posaunenrohr als Stell­ zylinder ausgestaltet ist, bei dem beide Teile mit dem zugehörigen Teil der Axialkolbenmaschine gelenkig verbunden sind und die beiden Teile des Posaunenrohres koaxial inein­ ander geführt sind.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltungsform taucht das mit dem Schwenkschlitten gelenkig verbundene Rohrteil des Posaunenrohrs in ein gelenkig mit dem Gehäuse verbun­ denes Zylinderrohr ein, wobei am gehäuseseitigen Ende des mit dem Schwenkschlitten verbundenen Teiles des Posaunen­ rohrs ein ringkolbenartiger Bundvorsprung angeordnet ist, der in der Innenbohrung des mit dem Gehäuse verbundenen Zylinderrohrteiles dichtend gleitet und wobei ferner am schwenkschlittenseitigen Ende der Zylinderbohrung des Zylinderrohres ein zylinderdeckelartiger Innenbund, durch den das mit dem Schwenkschlitten verbundene Posaunenrohr­ teil kolbenstangenartig hindurchgeführt ist, derart ange­ ordnet ist, daß in der Innenbohrung des mit dem Gehäuse verbundenen Posaunenrohrteiles zwischen dem kolbenartigen Bundvorsprung und den zylinderdeckelartigen Innenbund ein Zylinderraum gebildet ist, der mittels eines an sich bekannten Steuerorganes mit Druckmittel beaufschlagbar ist.

Durch den in dem Posaunenrohr anstehenden Druck wird auf den Schwenkschlitten eine Kraft ausgeübt. Vorzugsweise wird das Posaunenrohr auf der Seite angeordnet, zu der die Zylindertrommel von der zur Triebflanschachse koaxialen Lage hin schwenkt. Das hat die Folge, daß die in dem Po­ saunenrohr erzeugte Kraft auf den Schwenkschlitten in Richtung einer Verschiebung desselben zu kleinerem Hub­ volumen wirkt. Es ist auch bereits bekannt, die Schwenk­ achse einer Axialkolbenmaschine nicht durch den Schnittpunkt der Triebwellenachse und der Zylindertrommelachse gehen zu lassen, sondern in einigem Abstand neben der Triebwellen­ achse anzuordnen (FR-PS 21 99 811/73.29 921). Durch die in den Zylindern in der Zylindertrommel wirkenden Kräfte wird infolge dieser Anordnung der Schwenkachse ein Moment um diese erzeugt, welches die Zylindertrommel auf einen größeren Winkel gegenüber der koaxialen Lage, das heißt in Richtung auf größeres Hubvolumen pro Umdrehung zu schwenken sucht. Durch Wahl der Durchmesser des Posaunen­ rohres kann also die Größe des Momentes bestimmt werden, welches auf den Schwenkschlitten in Richtung Verkleinerung des Hubvolumens wirkt und durch Abstand der Schwenkachse von der Triebwellenachse kann das Moment bestimmt werden, welches in Richtung von Vergrößerung des Hubvolumens wirkt, jeweils bezogen auf einen beliebigen bestimmten Druck. Durch Bemessung dieser konstruktiven Größen kann somit vorgewählt werden, ob ein Moment in der einen Richtung oder in der anderen Richtung erzeugt werden soll, jedoch kann gesichert werden, daß dieses Moment nicht im Betrieb bei einer bestimmten Lage umkehrt. Durch die Größe der Differenz kann die Größe der erforderlichen Stellkraft bestimmt werden. Die Größe der erforderlichen Stellkraft ist weiterhin davon abhängig, ob die Achse des Posaunen­ rohres tangential zur Schwenkachse der Zylindertrommel angeordnet ist oder einen mehr oder minder großen Winkel mit dieser tangentialen Lage einschließt. Wird eine An­ ordnung in einem Winkel gewählt, derart, daß das Posaunen­ rohr näher an die Zylindertrommel heranrückt, kann das erforderliche Gesamtbauvolumen verkleinert werden.

Es ist möglich, das Posaunenrohr am Schwenkschlitten an der Seite desselben anzulenken, nach der die Zylinder­ trommel gegenüber der zur Triebwellenachse koaxialen Lage schwenkt, wobei das Posaunenrohr sich in der gleichen Richtung erstreckt. Das Posaunenrohr kann aber auch auf der entgegengesetzten Seite des Schwenkschlittens angeord­ net sein und sich sodann in entgegengesetzter Richtung erstrecken. Das Gesamtbauvolumen in Richtung der Schwenk­ ebene kann verkleinert werden, wenn das Posaunenrohr an einer Seite des Schwenkschlittens angreift, die in einer zur Schwenkebene parallelen Ebene neben dem Schwenkschlitten angeordnet ist und sich in der entgegengesetzten Richtung erstreckt wie die Seite des Schwenkschlittens, an der das Posaunenrohr angeordnet ist. Dabei ergibt sich aller­ dings eine größere Breite der Axiakolbenmaschine in Richtung senkrecht zur Schwenkebene und die Flüssigkeit muß zwischen Schwenkschlitten und Posaunenrohr um 180° umgelenkt werden, während sich bei der zuerst genannten Anordnung in Bezug auf die Strömung die geradlinigste Führung ergibt.

In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungs­ formen angegeben.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine Axialkolben­ maschine in der Ebene der Triebwellenachse und der Zylindertrommelachse.

Die Triebwelle 1 ist mittels der Wälzlager 60 und 61 in dem Gehäuse 2 gelagert, auf das in nicht näher darge­ stellter Weise ein Gehäusedeckel 3 geschraubt ist, der an seiner Innenseite eine hohlzylindrische Fläche 4 auf­ weist, gegen die mit einer zylindrischen Fläche gleichen Krümmungshalbmessers ein Schwenkschlitten 6 abgestützt ist, gegen den wiederum eine Zylindertrommel 7 abgestützt ist, die auf einem Mittelzapfen 8 gelagert ist, der mittels eines homokinetischen Gelenkes 9 mit der Triebwelle 1 verbunden ist. In der Zylindertrommel 7 sind Zylinder­ bohrungen 10 vorgesehen, wobei in jeder Zylinderbohrung 10 ein Kolben 11 verschiebbar ist, der mit einer Kolben­ stange 12 verbunden ist, die mittels einer Gelenkkugel 13 im Triebflansch 14 abgestützt ist.

Am Schwenkschlitten 6 ist eine sphärische Fläche 15 gebil­ det, gegen die die Zylindertrommel 7 mit einer hohl­ sphärischen Fläche unter der Kraft einer Feder 16 anliegt. In der hohlzylindrischen Fläche sind Mündungsbohrungen 17 vorgesehen, die mit jeweils einem Zylinder 10 in Ver­ bindung stehen. Im Schwenkschlitten 6 sind zwei annähernd halbkreisförmige Kanäle ("Nieren") vorgesehen, von denen jede an einen innerhalb des Schwenkschlittens 6 gebildeten Kanal 18 angeschlossen ist. Der unten links befindliche Teil der Zeichnung beginnend an der Bruchlinie 19 ist in einer anderen Ebene geschnitten wie der bisher beschrie­ bene Teil, wobei diese Schnittebene jedoch parallel zu der Schnittebene des bisher beschriebenen Teiles liegt.

Jeder Kanal 18 im Schwenkschlitten 6 mündet in eine sphärische Bohrung 20, in der ein Kugelkopf 21 mit einem Dichtring 22 angeordnet ist und durch einen Haltering 23 gehalten wird, wobei der Haltering 23 seinerseits mittels Schrauben 24 gegen den Schwenkschlitten 6 befestigt ist.

Der Kugelkopf 21 ist Teil des inneren Posaunenrohrteils 25, das an seinem vom Schwenkschlitten 6 entfernten Ende einen kolbenartigen Bund 26 mit einem Dichtring 27 aufweist, der in einer Innenbohrung 28 des äußeren Posaunenrohrteils 29 dichtend gleitet. Dieses äußere Posaunenrohrteil 29 ist mit einem Kugelkopf 30 versehen, an dem zwei Dichtringe 31 vorgesehen sind, wobei dieses Kugelkopfteil 30 einerseits in eine hohlkugelige Fläche 32 anliegt und andererseits in einer Hohlkugelfläche 33, die in einem Posaunenrohr­ deckel 34 gebildet ist, der in nicht näher dargestellter Weise gegen das Gehäuse 1 geschraubt ist. An seinem schwenk­ schlittenartigen Ende ist das äußere Posaunenrohrteil 29 mit einem Innenbund 36 versehen, der mit einem Dichtring 37 versehen ist und mit diesem dichtend auf dem äußeren Um­ fang des inneren Posaunenrohrteiles 25 gleitet. Somit ist zwischen diesem äußeren Umfang des inneren Posaunen­ rohrteiles 25 und der Innenbohrung 28 des äußeren Posaunen­ rohrteiles 29 und dem Bundvorsprung 26 und dem Innen­ bund 36 ein Stellzylinderraum 38 gebildet.

In einem Wulst 39 des äußeren Rohrteiles 29 ist eine Längs­ bohrung 40 vorgesehen, die durch einen Stopfen 41 abge­ schlossen ist und mittels einer Querbohrung 42, die durch einen Stopfen 43 abgeschlossen ist, in den Zylinderraum 38 mündet. Auf der anderen Seite mündet in die Bohrung 40 eine Verbindungsbohrung 44, die in eine Bohrung 45 in den Deckel 34 mündet, die ihrerseits an ein Steueror­ gan 46 angeschlossen ist, das durch eine Verbindungs­ bohrung 47 von der Bohrung 48 her mit Druckmittel ver­ sorgt wird, die in dem Deckel 34 vorgesehen ist. In dem Kugelteil 30 ist ein Schlitz 49 vorgesehen, in den ein Stift 50 eingreift, der in eine Bohrung des Deckels 34 eingepaßt ist und sichert, daß sich das äußere Rohr­ teil 29 nicht verdreht.

Die Wirkungsweise ist folgende: Das durch einen Kolben 11 aus einem Zylinder 10 verdrängte Druckmittel fließt durch die Mündungsbohrung 17 in einen Kanal 18 und von hier aus in die Innenbohrung des inneren Posaunenrohrteiles 25 und von hier aus durch die Bohrung 48 in eine angeschlossene, in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Förderleitung.

Infolge des auf die Stirnfläche des inneren Rohrteils 25 wirkenden Flüssigkeitsdruckes wird auf den Schwenkschlit­ ten 6 eine Kraft in Richtung Verschwenkung zu kleinerem Hubvolumen pro Umdrehung, das heißt in Richtung zu der Lage, in der die Achse der Zylindertrommel 7 und die Achse der Triebwelle 1 koaxial zueinander sind, ausgeübt. Unter Wirkung dieser Kraft steht die Flüssigkeit in dem Ring­ raum 38 unter Druck. Soll die Zylindertrommel in Richtung auf kleineres Hubvolumen eingestellt werden, wird durch das Steuerorgan 46 über die Bohrungen 45, 40, 42 Druck­ mittel aus diesem Innenraum 38 abgelassen. Soll dann das Hubvolumen pro Umdrehung wieder vergrößert werden, wird über das Steuerorgan 46 Druckmittel, das in der Bohrung 48 ansteht, über die Bohrung 47 und die Bohrungen 45, 44, 40 und 42 in den Innenraum eingelassen und damit das innere Rohrteil 25 wieder mehr in das äußere Rohrteil hinein verschoben.

Bei normalen Schwenkschlittenmaschinen, bei denen das Abführen des Druckmittels durch die zylindrische Fläche des Schwenkschlittens erfolgt, ergeben sich bei großem Schwenkwinkel Schwierigkeiten, weil die Mündung des Kanals im Schwenkschlitten sich gegenüber der Mündung des Kanals im Gehäuse immer weiter verschiebt, so daß der Flüssig­ keitsstrom stark gedrosselt wird. Demgegenüber ermöglicht die Ausgestaltung gemäß der Erfindung, eine Schwenkschlitten­ maschine mit großem Schwenkwinkel zu schaffen, bei der bei jedem Schwenkwinkel ein gleichgroßer freier Durch­ trittsquerschnitt für den Flüssigkeitsstrom zur Verfügung steht, wobei die Strömung relativ geradlinig verläuft und somit geringe Strömungsverluste auftreten.

In der Zeichnung ist nur der Kanal dargestellt, durch den das Druckmittel abgeführt wird. Parallel dazu in einer zweiten parallelen Ebene ist ein zweites gleichartiges Organ für das Zuführen der Flüssigkeit vorgesehen. Genügen die mit einer Vorrichtung erzeugten Stellkräfte, so braucht an der zweiten Einrichtung keine Stelleinrichtung vorge­ sehen sein, das heißt der Innenraum 38 kann einfach mit der Umgebung verbunden sein, so daß die Rohre 25 und 29 nur als Posaunenrohr wirken. Wird jedoch gewünscht, daß an beiden Stelleinrichtungen Stellkräfte erzeugt werden, sind beide an das gleiche Steuerorgan 46 angeschlossen.

Das Steuerorgan 46 kann ein manuell betätigter Steuer­ schieber sein, es kann aber auch jedes an sich bekannte Regel- oder Steuerorgan, wie Druckregler, Hochdruckbe­ grenzungsventil, Nullschieber oder dergleichen eingebaut werden.

Da das unter Druck stehende Druckmittel nicht mehr durch den Gehäusedeckel 3 geführt zu werden braucht, also in diesem keine von Hochdruck beaufschlagten Kanäle vorge­ sehen sind, kann der Deckel 3 aus einem einfacherem, billigerem Werkstoff bestehen, wie in dem Falle, daß der­ artige druckführende Kanäle im Deckel vorgesehen sind.

Claims (8)

1. Axialkolbenmaschine in Schwenkschlittenbauform mit Zuführung bzw. Abführung des Druckmittels vom Gehäuse zum Schwenkschlitten bzw. vom Schwenkschlitten zum Gehäuse mittels eines mittels eines Gelenkes mit dem Schwenkschlitten verbundenen Posaunenrohres, dadurch gekennzeichnet, daß das Posaunenrohr (25, 29) als Stellzylinder ausge­ staltet ist.

2. Axialkolbenmaschine in Schwenkschlittenbauform, insbe­ sondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teile (25 und 29) des Posaunenrohrs (25, 29) mit dem zugeordneten Teil (6 bzw. 3) gelenkig ver­ bunden sind und die beiden Teile (25 und 29) des Posaunenrohrs (25, 29) koaxial ineinander geführt sind.

3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das mit dem Schwenkschlitten (6) ver­ bundene Rohrteil (25) des Posaunenrohrs (25, 27) in ein gelenkig mit dem Gehäuse (2, 3) verbundenes Zy­ linderrohr (29) eintaucht, wobei das gehäuseseitige Ende des mit dem Schwenkschlitten (6) verbundenen inneren Rohrteiles (25) mit einem ringkolbenartigen Bundvorsprung (26) versehen ist, der in der Innen­ bohrung (28) des äußeren Rohrteiles (29) (Zylinderrohr) dichtend gleitet und daß am schwenkschlittenseitigen Ende der Zylinderbohrung (28) des äußeren Rohrteiles (29) ein zylinderdeckelartiger Innenbund (36), durch den das mit dem Schwenkschlitten verbundene Rohrteil (25) kolbenstangenartig hindurchgeführt ist, angeordnet ist und der Raum innerhalb der Bohrung (28) zwischen dem Bundvorsprung (26) und dem Innenbund (36) mittels eines Steuerorganes mit Steuerdruckmittel beaufschlag­ bar ist.

4. Axialkolbenmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse für die Zylindertrommel (7) in Abstand von der Dreh­ achse der Triebflanschwelle (1) auf der Seite derselben angeordnet ist, zu der die Zylindertrommel (7) schwenk­ bar ist.

5. Axialkolbenmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer­ organ (46) im Gehäuse (3) im Bereich der gehäuseseitigen Anlenkung des Posaunenrohres (25, 29) angeordnet ist.

6. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (46) in dem dem Posaunenrohr (25, 29) zugeordneten Deckel (34) angeordnet ist.

7. Axialkolbenmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Posaunen­ rohr (25, 29) an der Seite des Schwenkschlittens ange­ ordnet ist, zu der hin die Schwenkbewegung der Zylinder­ trommel (7) erfolgt.

8. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Posaunenrohr neben dem Schwenkschlitten angeordnet ist und die Verbindung zwischen Kanal im Schwenkschlitten und Posaunenrohr an einem Ende des Schwenkschlittens vorgesehen ist, während das Posaunenrohr in der Nähe des anderen Endes des Schwenkschlittens am Gehäuse gelagert ist, (wobei als Ende des Schwenkschlittens die Endteile in Richtung der Schwenkbewegung zu betrachten sind).