DE4040413C2 - Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise - Google Patents
Axialkolbenmaschine in SchrägscheibenbauweiseInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04B1/122—Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
- F04B1/124—Pistons
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
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- F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F04B1/2014—Details or component parts
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Description
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine in Schräg
scheibenbauweise, deren in einer Zylindertrommel längs
bewegliche Arbeitskolben mittels Gleitschuhen auf der
Schrägscheibe abgestützt sind, wobei die Gleitschuhe durch
eine drehsynchron mit der Zylindertrommel rotierende Rück
halteplatte gegen ungewolltes Abheben von der Schrägscheibe
gesichert sind und die axiale Beweglichkeit der Rückhalte
platte durch eine Rückhalte-Einrichtung behindert ist.
Eine derartige Axialkolbenmaschine ist aus der DE-OS 32 22 210
bekannt. Die darin beschriebene Rückhalteplatte ist durch
eine als federkraftbelastetes kugelkappenförmiges Bauteil
ausgebildete Rückhalte-Einrichtung beaufschlagt und ver
hindert somit, daß die Gleitschuhe bei einer Rotation
der Zylindertrommel unter der Wirkung der Massenträgheits
kräfte und der Saugkräfte am Kolben von der Schrägscheibe
abheben. Da bei einer solchen Bauweise allein die Federkraft
die sogenannte Abkippdrehzahl der Axialkolbenmaschine
begrenzt, muß die Federkraft auf die größten beim Betrieb
der Maschine auftretenden Kräfte ausgelegt sein, wirkt
aber auch in Betriebszuständen mit niedrigerer Belastung.
Dadurch ergibt sich im Normalbetrieb der Nachteil einer
hohen Reibung zwischen den Gleitschuhen und der Schrägscheibe,
insbesondere bei aus dem Stillstand anlaufender Maschine.
Zur Behebung dieses Nachteiles wird in der genannten Druck
schrift vorgeschlagen, die Niederhalteplatte bzw. das
diese federnd beaufschlagende Bauteil gegen einen mit der
Antriebswelle verbundenen Anschlag anliegen zu lassen,
wodurch die Kraft der Feder zumindest im Stillstand der
Maschine nicht auf die Gleitschuhe, sondern auf den Anschlag
übertragen werden soll. Erst bei einem Abheben der Gleit
schuhe über ein vorbestimmtes Maß hinaus soll die Feder
über das Bauteil und die Rückhalteplatte auf die Gleitschuhe
einwirken und ein weiteres Abheben derselben verhindern.
Um ein einwandfreies Funktionieren einer solcher Art aus
gebildeten Axialkolbenmaschine zu gewährleisten, ist es
erforderlich, sehr genaue Toleranzen bei der Fertigung
und der Montage der an der beschriebenen Vorrichtung be
teiligten Elemente einzuhalten.
In der Literaturstelle: Krausskopf-Taschenbücher "Ölhydraulik
und Pneumatik" Bauelemente der Ölhydraulik, TB 3, Teil I,
"Geräte zur Energieumwandlung" ist auf Seite 89, Bild 3,
eine andere Ausführung einer Rückhalte-Einrichtung gezeigt.
Bei der dort dargestellten Axialkolbenmaschine ist die
Rückhalteplatte durch ein mittels Schrauben an der Schräg
scheibe befestigtes, scheibenförmiges Bauteil gegen axiales
Abheben gesichert. Auch hier müssen allerdings enge
Toleranzen eingehalten werden. Zudem ist der Montageauf
wand hoch.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art zur
Verfügung zu stellen, deren Herstellungs- und Montagekosten
verringert sind.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rück
halte-Einrichtung formschlüssig im Sinne eines Bajonett
verschlusses in axialer Richtung verriegelbar ist. Der
erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, durch
besondere Formgebung der Rückhalte-Einrichtung und ent
sprechender Gegenflächen die Rückhalte-Einrichtung im
Sinne eines Bajonett-Verschlusses auszubilden. Dadurch
werden weniger Einzelteile benötigt, was die Herstellungs-
und Montagekosten der erfindungsgemäß gestalteten Axial
kolbenmaschine senkt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgegen
standes wird vorgeschlagen, daß die Rückhalte-Einrichtung
aus einem kreisringförmigen Rückhaltering besteht, dessen
Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser
der Rückhalteplatte und der am Außenumfang radiale Nasen
aufweist, die mit schrägscheibenseitigen oder maschinen
gehäuseseitigen, sich in Richtung der Mittelachse des
Rückhalterings erstreckenden Nasen, die gegenüber den
ringseitigen Nasen axial von der Schrägscheibe weg ver
setzt sind, durch Drehen des Rückhalterings um seine Mittel
achse um einen bestimmten Winkelbetrag zur Deckung bringbar
sind. Derartige Teile sind leicht herstellbar und gestatten
eine schnelle Montage. Der Rückhaltring übernimmt die
bei hohen Drehzahlen bzw. im Saugbetrieb auftretenden
Kolbenbeschleunigungskräfte und begrenzt das Abheben der
Gleitschuhe bis auf ein geringes restliches Axialspiel.
Dieses verbleibende Axialspiel wird durch zweckentsprechende
Paarung der Einzelteile Gleitschuhe, Rückhalteplatte,
Rückhaltering und gegebenenfalls einer zwischen Schrägschei
benoberfläche und den Gleitschuhen angeordneten Laufscheibe
begrenzt. Es ist jedoch auch möglich, eines dieser Teile
in der Dicke zu stufen und so das Axialspiel über den
Einbau dieses mit einer entsprechenden Dicke gewählten
Teiles zu bestimmen.
Die Gleitschuhrückhaltung erfolgt somit formschlüssig.
Die mit den ringseitigen Nasen im Sinne eines Bajonett
verschlusses zusammenwirkenden Nasen sind bei einer Axial
kolbenmaschine mit konstantem Fördervolumen bevorzugt
an der Innenwandung des Maschinengehäuses angebracht.
Bei Axialkolbenmaschinen mit veränderbarem Hubvolumen
sind die Nasen zweckmäßigerweise an der Schrägscheibe
angeordnet, beispielsweise in einer ringförmigen Wandung
an Außenumfang der Schrägscheibe, die dann ähnlich ausge
bildet ist wie die Schrägscheibe einer Axialkolbenmaschine
gemäß der eingangs angeführten Literaturstelle Krausskopf-
Taschenbücher. Es ist aber auch möglich, die Nasen am
Innenbereich der Schrägscheibe, das heißt der Antriebswelle
unmittelbar benachbart vorzusehen.
In einer günstigen Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes
sind die schrägscheibenseitigen oder maschinengehäuseseitigen
Nasen in denjenigen Umfangsbereichen der Schrägscheibe
angeordnet, in denen die Bewegungsumkehr der Arbeitskolben
stattfindet. Dadurch werden die Rückhaltekräfte im Bereich
der Totpunkte der Arbeitskolben aufgenommen, in denen
die größten Beschleunigungskräfte auftreten. Die Rückhalte
platte wird daher allenfalls geringfügig verformt.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn bei einer Axialkolben
maschine mit konstantem Schrägscheibenwinkel der größte
Außendurchmesser des Rückhalterings kleiner ist als die
lichte Gehäuseweite im Bereich der Aussparungen zwischen
den maschinengehäuseseitigen Nasen und die Abmessungen
der ringseitigen Nasen in Umfangsrichtung geringer sind
als der Abstand zwischen zwei benachbarten maschinengehäuse
seitigen Nasen. Dadurch kann die Rückhalte-Einrichtung
sehr leicht montiert werden. Der Rückhaltering wird beim
Einlegen so verdreht, daß die ringseitigen Nasen innerhalb
der Aussparungen zwischen den gehäuseseitigen Nasen ange
ordnet sind. Anschließend an das Einführen in das Maschinen
gehäuse erfolgt eine Drehung um die Mittelachse um einen
bestimmten Winkelbetrag, so daß die Nasen von Ring und
Gehäuse überlappen und der Rückhaltering verriegelt ist.
Um die Rückhaltekräfte gleichmäßig in das Maschinengehäuse
einleiten zu können, ist es zweckmäßig, am Rückhaltering
und im Maschinengehäuse jeweils vier Nasen vorzusehen,
die im Schnitt senkrecht zur Mittelachse des Rückhalte
rings gesehen in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander
beabstandet sind.
Der Innendurchmesser des Rückhalterings ist geringfügig
größer als der Außendurchmesser der Zylindertrommel. Bei
schräg gestelltem Rückhaltering müsste daher ein bestimmter
axialer Abstand des Rückhalteringes von der Zylindertrommel
eingehalten werden. Deshalb wird gemäß einer vorteilhaften
Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes vorgeschlagen,
daß die Mittelachse des Rückhalterings zur Mittelachse
der Zylindertrommel exzentrisch versetzt ist. Auf diese
Weise wird genügend Freigang zur Zylindertrommel erreicht.
Die Arbeitskolben müssen daher nicht so weit aus den Zylinder
bohrungen austauchen wie bei einem zentrisch angeordneten
Rückhaltering. Dadurch wird die Kantenbelastung der Führungs
buchsen in den Zylinderbohrungen gering gehalten. Auch
die Baulänge der Maschine bleibt klein.
Zur Sicherstellung der Position der Rückhalte-Einrichtung
im eingebauten Zustand wird vorgeschlagen, daß bei ver
riegelter Rückhalte-Einrichtung eine Verdrehsicherung
in Eingriff bringbar ist. Diese kann gemäß einer zweck
mäßigen Ausbildung aus einem von außerhalb des Maschinen
gehäuses einbringbaren Bolzen bestehen, der parallel zur
Mittelachse des Rückhalteringes zwei übereinanderliegende
Nasen von Rückhaltering und Maschinengehäuse durchdringt.
Auf diese Weise kann die Verdrehsicherung sehr einfach
montiert werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden
anhand eines in den Figuren schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise
mit konstanter Schrägstellung der Schrägscheibe
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1
bei verriegelter Rückhalte-Einrichtung.
Eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit
konstantem Verdrängungsvolumen weist ein Maschinengehäuse 1
auf, in dem in Lagern 2 und 3 eine Antriebswelle 4 gelagert
ist. Mit der Antriebswelle 4 ist verdrehfest eine Zylinder
trommel 5 verbunden, die eine Mehrzahl von Zylinder
bohrungen 6 aufweist. In den Zylinderbohrungen 6 sind
Führungsbuchsen 7 befestigt, in denen Arbeitskolben 8
längsbeweglich sind. Die Arbeitskolben 8 stützen sich
über hydrostatisch entlastete Gleitschuhe 9 unter Zwischen
schaltung einer Laufscheibe 10 auf einer Schrägscheibe 11
ab, die in diesem Beispiel durch entsprechend geformte
schräge Flächen im Maschinengehäuse 1 gebildet ist. Ein
Abheben der Gleitschuhe 9 von der Laufscheibe 10 der Schräg
scheibe 11 wird durch eine kreisringförmige Rückhalte
platte 12 verhindert, die mit Ausnehmungen 13 zur Aufnahme
der Gleitschuh-Hälse versehen ist. Gegen die Rückhalte
platte 12 liegt ein ebenfalls kreisringförmiger Rückhalte
ring 14 an, der am Außenumfang mit vier gleichmäßig vonein
ander beabstandeten radialen Nasen 15 versehen ist. Die
Form des Rückhalterings 14 ist aus Fig. 2 ersichtlich.
Der Innendurchmesser des Rückhalterings 14 ist kleiner
als der Außendurchmesser der Rückhalteplatte 12. Auch
im Inneren des Maschinengehäuses 1 sind vier gleichmäßig
voneinander beabstandete Nasen vorhanden. Diese sich in
Richtung zur Mittelachse des Rückhalteringes erstreckenden
Nasen 16 sind in Axialrichtung um mindestens die Dicke
der Nasen 15 weiter von der Schrägscheibe entfernt als
die ringseitigen Nasen 15. Die Nasen 15 des Rückhalte
ringes 14 und die Nasen 16 des Maschinengehäuses 1 wirken
im Sinne eines Bajonettverschlusses. Zwischen den Nasen 16
des Maschinengehäuses 1 sind Aussparungen 17 angeordnet,
die groß genug sind, um die Nasen 15 des Rückhalterings 14
aufnehmen zu können. In dieser Stellung die in Fig. 2
dargestellt ist, wird der Rückhaltering 14 in das Maschinen
gehäuse 1 eingebracht. Daran anschließend wird der Rück
haltering 14 um einen bestimmten Winkelbetrag um seine
Mittelachse gedreht, (in diesem Beispiel um ca. 45° ent
gegen dem Uhrzeigersinn) so daß der Rückhaltering 14 sowie
die Rückhalteplatte 12 und damit die Gleitschuhe 9 gegen
Abheben von der Laufscheibe 10 über ein bestimmtes Axial
spiel hinaus gesichert sind. Diese Position ist in Fig. 3
dargestellt sowie in Fig. 1. Die Fixierung dieser Position
erfolgt durch einen Bolzen 18, der von außerhalb des
Maschinengehäuses 1 eingebracht wird und sowohl eine der
maschinengehäuseseitigen Nasen 16 als auch die dazu korres
pondierende Nase 15 durchdringt. Wie aus der Zusammenschau
von Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, ist die Mittelachse
des Rückhalteringes 14 zur Mittelachse 20 der Zylinder
trommel 5 um ein Maß "e" exzentrisch versetzt, wodurch
die Zylindertrommel 5 in die Innenbohrung des Rückhalte
ringes 14 eintauchen kann (dargestellt in Fig. 1, rechte
Seite).
Claims (8)
1. Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, deren
in einer Zylindertrommel längsbewegliche Arbeitskolben
mittels Gleitschuhen auf der Schrägscheibe abgestützt
sind, wobei die Gleitschuhe durch eine drehsynchron
mit der Zylindertrommel rotierende Rückhalteplatte
gegen ungewolltes Abheben von der Schrägscheibe ge
sichert sind und die axiale Beweglichkeit der Rückhalte
platte durch eine Rückhalte-Einrichtung behindert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhalte-Einrichtung
formschlüssig im Sinne eines Bajonettverschlusses in
axialer Richtung verriegelbar ist.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Rückhalte-Einrichtung aus einem kreisring
förmigen Rückhaltering (14) besteht, dessen Innendurch
messer kleiner ist als der Außendurchmesser der Rück
halteplatte (12) und der am Außenumfang radiale Nasen (15)
aufweist, die mit schrägscheibenseitigen oder maschinen
gehäuseseitigen, sich in Richtung der Mittelachse (19)
des Rückhalterings (14) erstreckenden Nasen (16), die
gegenüber den ringseitigen Nasen (15) axial von der
Schrägscheibe weg versetzt sind, durch Drehen des
Rückhalteringes (14) um seine Mittelachse (19) um einen
bestimmten Winkelbetrag zur Deckung bringbar sind.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die schrägscheibenseitigen oder maschinengehäuse
seitigen Nasen (16) in denjenigen Umfangsbereichen
der Schrägscheibe angeordnet sind, in denen die Bewegungs
umkehr der Arbeitskolben (8) stattfindet.
4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2 oder 3 mit einem
konstanten Schrägscheibenwinkel, dadurch gekennzeichnet,
daß der größte Außendurchmesser des Rückhalterings (14)
kleiner ist als die lichte Gehäuseweite im Bereich
der Aussparungen (17) zwischen den maschinengehäuseseitigen
Nasen (16) und die Abmessungen der ringseitigen Nasen (15)
in Umfangsrichtung geringer sind als der Abstand zwischen
zwei benachbarten maschinengehäuseseitigen Nasen (16).
5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß am Rückhaltering (14) und im Maschinengehäuse (1)
jeweils vier Nasen (15, 16) vorgesehen sind, die im
Schnitt senkrecht zur Mittelachse (19) des Rückhalte
rings (14) gesehen in Umfangsrichtung gleichmäßig von
einander beabstandet sind.
6. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (19) des
Rückhalterings (14) zur Mittelachse (20) der Zylinder
trommel (5) exzentrisch versetzt ist.
7. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei verriegelter Rückhalte-
Einrichtung eine Verdrehsicherung in Eingriff bringbar
ist.
8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 7 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung aus einem
von außerhalb des Maschinengehäuses einbringbaren
Bolzen (18) besteht, der parallel zur Mittelachse (19)
des Rückhalterings (14) zwei übereinanderliegende
Nasen (15, 16) von Rückhaltering (14) und Maschinen
gehäuse (1) durchdringt.
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