DE3803944A1 - Hydraulische axialkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Axialkolbenmaschine ist aus der DE-OS 32 09 640 bekannt.

Bei dieser bekannten Axialkolbenmaschine befindet sich das Radiallager für die fliegende Lagerung der Zylindertrommel zwischen dem Tragrohr und der Zylindertrommel, d.h. der Außenring des Radiallagers stützt sich an der Zylinder­ trommel und der Innenring an dem Tragrohr ab. Hierdurch hat die Zylindertrommel, d.h. der Teilkreisdurchmesser der Kolben, einen verhältnismäßig großen Durchmesser. Hierdurch treten hinsichtlich Verformung, Verschleiß und Lebensdauer, insbesondere auch hinsichtlich Geräuscherzeugung, Probleme bei hohen Betriebsdrücken im Bereich von über 200 bar auf. Da die Zylindertrommel aus verhältnismäßig weichem Material, beispielsweise aus Bronze, hergestellt wird, treten Probleme ab Übergang von Zylindertrommel zum Lager auf, da die hier zu übertragenden großen Kräfte zu einer Verformung und damit zu einem entsprechenden Verschleiß des verhältnismäßig weichen Materiales sorgen. Dieses hat einen entsprechend nachteiligen Einfluß auf die Lebensdauer. Auch dieses führt dazu, daß eine solche Pumpe für nicht zu hohe Betriebsdrücke einsetzbar ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Axialkolbenmaschine, d.h. einen Motor oder eine Pumpe zu schaffen, die mit sehr hohen Betriebsdrücken betrieben werden kann und dennoch eine hohe Lebensdauer aufweist, d.h. an den kritischen Lagerstellen nicht zur Verformung neigt und keinen entsprechenden Verschleiß aufweist.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Dadurch, daß das Radiallager nicht am Außendurchmesser des Tragrohres sondern an seinem Innendurchmesser, d.h. zwischen Tragrohr und Welle angeordnet ist, kann der Teilkreisdurch­ messer für die Kolben der Zylindertrommel entsprechend gering sein, so daß die bei den hohen Drehzahlen erzeugten Kräfte entsprechend geringer sind. Wesentlich ist aber, daß das Tragrohr aus einem hochfesten Material hergestellt werden kann, das zur Aufnahme und Übertragung der Kräfte besonders gut geeignet ist. Das Radiallager stützt sich nicht mehr an der Zylindertrommel, die aus verhältnismäßig weichem Material besteht, ab, sondern an dem Tragrohr und an der Welle. Diese beiden Teile können aus einem hochfesten Material hergestellt werden, das zur Abstützung der Lager und zur Aufnahme und zur Übertragung der Lagerkräfte be­ sonders geeignet ist. Dieses ist hinsichtlich der Zylinder­ trommel nicht möglich, da diese aus einem verhältnismäßig weichen Material bestehen muß, das die entsprechenden Eigen­ schaften zur Führung der Kolben aufweist. Erfindungsgemäß wird also eine hydraulische Axialkolben­ maschine geschaffen, die bei hohen Betriebsdrücken bis in einen Bereich von 350 bar eine hohe Lebensdauer aufweist.

In vorteilhafter Weise ist die hydraulische Axialkolben­ maschine so ausgestaltet wie in Anspruch 2 angegeben. Dieses zweite Lager kann für geringere Kräfte ausgelegt sein, da es lediglich Führungskräfte aufnehmen soll und keine betriebsbedingten größeren Seitenkräfte zu übertragen hat. Das "Hauptradiallager" liegt bereits im Zentrum der Summe aller Seitenkräfte.

In besonders vorteilhafter Weise kann das Axiallager zur axialen Abstützung der Zylindertrommel gestaltet sein, wie in Anspruch 5 unter Schutz gestellt. Da sich dieses Axiallager ebenfalls an dem Tragrohr abstützt, können die guten Materialeigenschaften des Tragrohres hinsichtlich der Aufnahme und Übertragung der Lagerkräfte entsprechend ausgenutzt werden. Die Stirnfläche kann in vorteilhafter Weise gehärtet sein.

Es sind grundsätzlich zwei Ausführungsformen hinsichtlich der Ausbildung des Befestigungsflansches denkbar. In dem einen Falle ist der Befestigungsflansch gleichzeitig Pumpenflansch, d.h. er dient der Anbringung der Pumpe - wenn es sich um eine Pumpe und nicht um einen Motor handelt - an dem entsprechenden Bauteil. Bei der anderen Ausführungsform ist der Befestigungsflansch mit dem getrennt ausgebildeten Pumpenflansch, der dann Teil des Pumpengehäuses ist, verschraubt.

Vorstehend wurde bewußt das Wort "Pumpe" gewählt, obwohl es sich ebenso um einen Motor handeln kann.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch zwei geringfügig voneinander verschiedene Ausführungsformen einer Axialkolbenpumpe nach der Erfindung. Der obere Teil der Fig. 1 stellt die eine Ausführungsform, der untere Teil die andere Ausführungsform dar.

Fig. 2 zeigt einen um 90° gedrehten Längsschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte obere Ausführungsform.

Die in der Zeichnung dargestellte Axialkolbenpumpe ist grundsätzlich herkömmlicher Bauart. Sie besteht aus einem abgebrochen dargestellten Gehäuse 13, in dem die Zylindertrommel 1 fliegend gelagert ist. Die Kolben 2 sind bei dieser Ausführungsform geneigt angeordnet, obwohl auch eine zur Achse B-B parallele Anordnung möglich ist. Die Steuerscheibe ist mit 3 bezeichnet. Die Zylindertrommel 1 ist mit Hilfe einer Befestigung 4 auf einer Welle 5 befestigt, die als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Innenverzahnung 17 aufweist, um das Antriebsmoment zu übertragen. Dichtungen verhindern den Austritt der Betriebsflüssigkeit.

Wesentlich für die Erfindung ist die Anordnung und Aus­ bildung eines Tragrohres 6, das die Welle 5 umgibt und einstückig mit einem Befestigungsflansch 21 (obere Ausführungs­ form) bzw. einem Befestigungsflansch 24 (untere Ausführungs­ form in Fig. 1) ausgebildet ist. Zwischen dem Tragrohr 6 und der Hohlwelle 5 ist in der durch die Achse A-A (Fig. 1) angedeuteten Ebene ein Radiallager 7 angeordnet, das das Hauptradiallager darstellt. Dieses kann ein Gleitlager oder auch ein Nadellager sein. Dieses Radiallager stützt sich also mit seinem Außendurchmesser an der Innenseite des Tragflansches 6 und mit seinem Innendurchmesser am Außen­ umfang der Welle 5 ab. Hierdurch kann der Teilkreisdurch­ messer der Kolben 2 gering gehalten werden und gleichzeitig stützt sich das Radiallager 7 nur an solchen Bauteilen ab, die aus hochfestem, vorzugsweise an den Lagerstellen ge­ härtetem, Stahl hergestellt sind.

Zusätzlich ist ein weiteres Radiallager 8 auf der der Zylindertrommel abgelegenen Seite zwischen Tragrohr 6 und Welle 5 vorgesehen, um Führungskräfte auszubilden. Zwischen den beiden Radiallagern 7 und 8 befinden sich Abstandsringe 11, die federbelastet sind. Auf der den Abstandsringen 11 abgelegenen Seite des weiteren Radiallagers 8 befindet sich ein ebenfalls federbelasteter Anlaufring 12.

Das die wesentlichen Axialkräfte aus der Schrägscheiben- Lagerung aufnehmende Axiallager 19 ist zwischen dem Be­ festigungsflansch 21 bzw. 24 und der Schrägscheibe 14 an­ geordnet. Die Schrägscheibe 14 ist in Radiallagern 15 ge­ lagert und mit einem Verstellmechanismus versehen (nicht dargestellt).

Ein Sicherungsstift ist mit 20 bezeichnet.

Bei der in Fig. 1 oben dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse 13 mit Hilfe von Schrauben 22 direkt mit dem Be­ festigungsflansch 21 verschraubt, so daß Befestigungsflansch gleich Pumpenflansch ist. Befestigungs- oder Pumpenflansch 21 sind einstückig mit dem Tragrohr 6, so daß die von der Zylindertrommel über die Welle und das Radiallager übertragenen Kräfte gut aufgenommen werden können. Der Deckel ist mit 23 bezeichnet.

Bei der unten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der einstückig mit dem Tragrohr 6 ausgebildete Befestigungs­ flansch 24 von innen durch Schrauben 26 mit dem Pumpen­ flansch 25 verschraubt, der Teil des Pumpengehäuses ist.

Die Lagerstellen, auch die Stirnfläche 9, des Tragrohres 6 sind gehärtet. An der Stirnfläche 9 stützt sich ein Axiallager 10 ab, das ein Gleitlager oder auch ein Nadellager sein kann. Sämtliche Lager werden durch die Hydraulikflüssigkeit der Pumpe geschmiert.

In den Fig. 1 und 2 ist eine regelbare Axialkolbenpumpe dargestellt. Die Erfindung ist selbstverständlich auch für nichtregelbare Pumpen und Motore einsetzbar.

Bezugszeichenliste

 1 Zylindertrommel
 2 Kolben
 3 Steuerscheibe
 4 Befestigung
 5 Welle
 6 Tragrohr
 7 Radiallager
 8 weiteres Radiallager
 9 Stirnfläche
10 Axiallager für Zylindertrommel
11 Abstandsringe
12 Anlaufring
13 Gehäuse
14 Schrägscheibe
15 Lager für 14 (zweimal vorhanden)
17 Innenverzahnung
19 Axiallager für Schrägscheibe
20 Sicherungsstift
21 Befestigungsflansch
22 Schraube
23 Deckel
24 Befestigungsflansch (alternative Ausführung)
25 Pumpenflansch
26 Schraube

Claims (9)

1. Hydraulische Axialkolbenmaschine mit einer auf einer Welle (5) befestigten Zylindertrommel (1) in "fliegender" Anordnung, wobei im Zentrum der Summe aller Seitenkräfte die Welle (5) mittels eines Radiallagers (7) gegen ein Tragrohr (6) abgestützt ist, das die Welle um­ mantelt und einstückig mit einem Befestigungsflansch (21 bzw. 24) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallager (7) sich mit seinem Außendurchmesser gegen das Tragrohr (6) und mit seinem Innendurchmesser gegen die Welle (5) abstützt.

2. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Zylindertrommel (1) abgelegenen Seite des Radiallagers (7) ein weiteres Radiallager (8) zwischen dem Tragrohr (6) und der Welle (5) angeordnet ist.

3. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiallager (7 und 8) Nadellager oder Gleitlager sind.

4. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Radiallagern (7 und 8) federbelastete Abstandsringe (11 und 12) angeordnet sind.

5. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zylindertrommel (1) und der Stirnfläche (9) des Tragrohres (6) ein Axiallager (10) zur Abstützung der Zylindertrommel angeordnet ist.

6. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Axiallager (19) für die Lagerung der Schrägscheibe (14) sich an dem Befestigungsflansch (21) oder (24) ab­ stützt.

7. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsflansch (21) gleichzeitig Pumpenflansch ist.

8. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Tragrohr (6) und Befestigungsflansch (21 oder 24) aus hochfestem, härtbarem Stahl hergestellt sind.

9. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle und das Tragrohr an den Lagerstellen gehärtet sind.