DE9408860U1 - Axialkolbenmaschine - Google Patents
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Description
ANR 17 17 332
2623-ll-DE
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Axialkolbenmaschine
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Die Neuerung betrifft eine hydrostatische Pumpe oder Motor mit einer
An- oder Abtriebswelle, die in einem Gehäuse gelagert und drehfest mit
einem Zählkranz für eine Drehzahl- und/oder Positionsüberwachung verbunden ist, wobei der Zählkranz in einem mit Druckmittel oder
Schmieröl gefüllten Innenraum des Gehäuses rotiert.
Drehsensoranlagen zur berührungslosen Erfassung von Drehbewegungen,
bestehend aus einem Geber, einem Sensor und einer Vorrichtung zur Auswertung, sind seit langem bekannt. Diese Drehsensoren erfassen die
Drehzahl von einem drehenden Geber, d. h. einem Zählkranz und erzeugen entsprechende Ausgangssignale für Schaltungen oder Anzeigen. In diesem
Zusammenhang ist auch bekannt, daß bei Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise,
beispielsweise Hydraulikpumpen oder Hydraulikmotoren,
die sogenannte Hubscheibe, die über Kolben mit einer Zylindertrommel
in trieblicher Verbindung steht, mit einem Zählkranz ausgestattet ist. Dieser Zählkranz besteht aus einer Verzahnung. Bei Hydraulikpumpen
bzw. Hydraulikmotoren läuft dieser Zählkranz teilweise in einem Ölsumpf,
der für die Schmierung der zur Lagerung der Antriebswelle verwendeten Lager erforderlich ist. Nachteilig dabei ist, daß ein
derartiger Zählkranz mit seiner Verzahnung beim Eintauchen in das Öl eine Planscharbeit verrichtet, d. h. daß Öl aufwirbelt und dabei auch
Luft in das Öl mischt.
Nun sind zwar aus dem Bereich der Kfz-Technik Vorrichtungen zum Erfassen
der Winkelgeschwindigkeit eines um sein Zentrum laufenden Bauteiles bekannt, bei denen ein Zahnrad als Geberrad ausgebildet ist und
dessen Zahnlücken durch ein nichtleitendes Material, beispielsweise
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Kunstharz, ausgefüllt sind (DE 35 30 693 Al). Dieses Dokument liefert
jedoch keinen Hinweis auf eine mögliche Verwendung eines solchen Zählkranzes zur Beseitigung der Planscharbeit in Axialkolbenmaschinen.
Ziel dieser Entwicklung war es vielmehr, die beim Umlaufen des Zäh 1-kranzes
entstehenden Sirenengeräusche, die durch die dauernde Änderung der Spaltbreite entstehen, zu vermeiden.
Aufgabe der Neuerung ist es daher, einen Zählkranz für Axialkolbenmaschinen
so auszubilden, daß bei dessen Umlaufen in einem Ölsumpf Planscharbeit vermieden wird.
Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oberflächenkontur
des Zählkranzes so ausgebildet ist, daß er im Querschnitt gesehen an jeder Stelle seines Umfanges die gleiche radiale Ausdehnung
aufweist.
Mit der vorliegenden Neuerung wird erstmals ein Zählkranz für Axialkolbenmaschinen
vorgeschlagen, der aufgrund fehlender durchgehender Fenster bzw. andersartiger gestalteter Erhebungen oder Vertiefungen
beim Eintauchen in einen Ölsumpf dessen Verwirbeln weitestgehend vermeidet. Dadurch bedingt, daß der Zählkranz eine durchgehende Oberflächenkontur
aufweist, wird bei dessen Eintauchen in den Ölsumpf keine Luft mitgerissen und beim Verlassen des Ölsumpfes werden keine
Ölmengen emporgehoben.
Nach Anspruch 2 der Neuerung ist vorgesehen, daß der Zählkranz aus
einem metallischen Werkstoff gefertigt und mit einem polymeren Werkstoff umspritzt ist. Der Zählkranz kann dabei die unterschiedlichsten
Formen annehmen. So ist es denkbar, daß er als ein Zahnrad ausgebildet oder nach der Art eines Wälzlagerkäfigs gefertigt ist. In beiden
Fällen werden die, die Planscharbeit verursachenden Zwischenräume, d. h. die Zahnlücken oder die Fenster, mit polymeren! Werkstoff umspritzt,
so daß der Zählkranz über seinem gesamten Umfang die gleiche radiale Ausdehnung aufweist, d. h. die Abfolge von Zahn und Zahnlücke bzw.
Steg und Fenster aufgehoben ist.
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In Umkehrung des Prinzipes kann nach Anspruch 3 der Zählkranz auch aus
einem polymeren Werkstoff gefertigt sein, der in gleichmäßigen Abständen
um seinem Umfang verteilt mit metallischen Einlagen versehen ist.
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Auch ist es nach Anspruch 4 möglich, daß der Zählkranz aus unterschiedlichen
polymeren Werkstoffen durch Zwei-Komponenten-Spritztechnik gefertigt ist, wobei eine Komponente metallische Eigenschaften
aufweisen muß.
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Die Neuerung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenpumpe in Schrägachsenbauart
Fig.2a,2b,2c eine Draufsicht auf einen neuerungsgemäßen Zählkranz,
teilweise geschnitten
Fig. 3a,3b eine teilweise Draufsicht auf einen neuerungsgemäßen
Zählkranz
Fig. 3c einen Ausschnitt aus einem Querschnitt eines neuerungsgemäßen
Zählkranzes.
Die Schrägachsen-Axialkolbenmaschine wird bei einer Verwendung als
Pumpe über eine in einem Lagergehäuse 1 gelagerte Triebwelle 2 durch
einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben. Die Triebwelle 2 geht
in eine Hubscheibe 3 über, die das Lager für eine auf einem Mittelzapfen
4 gelagerte Zylindertrommel 5 und Kolbenstangen 6 bildet, deren
Kolben 7 in Zylinderbohrungen 8 der Trommel 5 geführt sind. Aufgrund
der Neigung der Trommel 5 gegen eine Drehachse 9 der Antriebswelle 2 werden die unter Druck stehenden Kolben 7 bei jeder Umdrehung der
Antriebswelle 2 einmal auf- und abbewegt. Auf der von der Hubscheibe 3 abgewandten Seite läuft die Zylindertrommel 5 auf einem Steuerspiegelkörper
10, durch welchen die Zylinderräume 8 je nach Drehstellung
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der Zylindertrommel 5 mit dem druck- bzw. saugseitigen Druckflüssigkeitskanälen
10 und 11 verbunden sind.
Die Antriebswelle 2 ist in dem Lagergehäuse 1 antriebsseitig durch ein
Zylinderrollenlager 14 und kolbenseitig durch zwei Schrägschulterkugellager
13 gelagert. Die Hubscheibe 3 ist mit einem Zählkranz 15 versehen, der mit Hilfe eines nicht dargestellten Sensors über eine
Bohrung 16 im Gehäuse 1 abgetastet wird. Zur Schmierung der Lager 13 und 14 sowie der in der Hubscheibe 3 beweglich gelagerten Kolbenstangen
6 ist im Gehäuse 1 ein nicht näher bezeichneter Ölsumpf vorhanden, der unterhalb der Drehachse 9 der Antriebswelle 2 liegt. Bei rotierender
Antriebswelle 2 taucht der Zählkranz 15 unterhalb der Drehachse 9
in den Ölsumpf ein bzw. aus und verursacht dabei die als nachteilig angesehene Planscharbeit.
Die in den Figur 2ä bis 3c dargestellten Zählkränze zeichnen sich
neuerungsgemäß dadurch aus, daß deren Oberflächenkontur so ausgebildet
ist, daß sie im Querschnitt gesehen an jeder Stelle ihres Umfangs die
gleiche radiale Ausdehnung aufweisen, d. h. ihre Mantelfläche in Umfangsrichtung gesehen nicht strukturiert ist, so daß der Zählkranz
ohne nennenswerten Widerstand in den Ölsumpf ein- bzw. auftauchen kann.
Der in den Figur 2a und 2b dargestellte Zählkranz 15 besteht aus einem
mit Aussparungen 17 versehenen Metallband, das zu einem Kreisring gebogen und zusammengeschweißt wurde. Die Fenster 17 wurden mit einem
polymeren Werkstoff 18 ausgefüllt bzw. die gesamte äußere Mantelfläche des Metallbandes mit dem polymeren Werkstoff 18 umhüllt.
Der in Figur 2c dargestellte Zählkranz 15 zeichnet sich dadurch aus,
daß das gesamte Gerüst aus dem polymeren Werkstoff 18 gefertigt ist, und als impulsgebende Zählabschnitte gleichmäßig um den Umfang verteilt
ein metallischer Werkstoff 19, beispielsweise eine Lagernadel oder ein Stahl streifen, eingebracht wurde.
Der in den Figuren 3a bis 3c dargestellte Zählkranz 15 besteht aus
zwei polymeren Werkstoffen 18 und 20 und wurde durch eine Zwei-Kom-
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ponenten-Spritztechnik gefertigt. Um jedoch eine Erfassung der Winkelgeschwindigkeit
des Zählkranzes 15 überhaupt vornehmen zu können, muß entweder der polymere Werkstoff 18 oder der polymere Werkstoff 20
metallische Eigenschaften aufweisen.
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Der in Figur 3a dargestellte Zählkranz 15 ist aus zwei kammartig ineinandergreifenden Hälften zusammengesetzt, während der in den
Figuren 3b und 3c dargestellte Zählkranz 15 aus einem Grundgerüst besteht, in das gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Einlagen
eingespritzt werden.
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Bezugszahlenliste
I Lagergehäuse 2 Antriebswelle
3 Hubscheibe
4 Mittelzapfen
5 Zylindertrommel
6 Kolbenstange 7 Kolben
8 Zylinderbohrung
9 Drehachse
10 Steuerspiegelkörper
II Kanal
12 Kanal
12 Kanal
13 Schrägschulterkugellager
14 Zylinderrollenlager
15 Zählkranz
16 Bohrung
17 Aussparung
18 polymerer Werkstoff
19 metallischer Werkstoff
20 polymerer Werkstoff
Claims (4)
1. Hydrostatische Pumpe oder Motor mit einer An- oder Abtriebswelle
(2), die in einem Gehäuse (1) gelagert und drehfest mit einem Zählkranz (15) für eine Drehzahl- und/oder Positionsüberwachung verbunden
ist, wobei der Zählkranz (15) in einem mit Druckmittel oder Schmieröl gefüllten Innenraum des Gehäuses (1) rotiert, dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberflächenkontur des Zählkranzes (15) so ausgebildet ist, daß
er im Querschnitt gesehen an jeder Stelle seines Umfanges die gleiche
radiale Ausdehnung aufweist.
2. Hydrostatische Pumpe oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Zählkranz (15) aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und mit einem polymeren Werkstoff (18) umspritzt ist.
3. Hydrostatische Pumpe oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Zählkranz (15) aus einem polymeren Werkstoff (18) gefertigt ist, der in gleichmäßigen Abständen um seinen Umfang verteilt
mit metallischen Einlagen (19) versehen ist.
4. Hydrostatische Pumpe oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Zählkranz (15) aus unterschiedlichen polymeren
Werkstoffen (18, 20) durch Zwei-Komponenten-Spritztechnik gefertigt
ist, wobei eine Komponente (20) metallische Eigenschaften aufweist.
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