DE4040413C2 - Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise - Google Patents

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.