Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialkolbenmaschine nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2.
Eine Axialkolbenmaschine dieser Art ist in der
DE-OS 21 01 213 beschrieben. Bei dieser vorbekannten
Axialkolbenmaschine ist die Rückhalteeinrichtung zum Stützen
der Rückzugeinrichtung durch Haltestößel gebildet, die in
radialen Führungslöchern im Gehäuse radial verschiebbar
gelagert und durch Federn radial einwärts vorgespannt sind,
wobei sie an ihren inneren Enden Schrägflächen aufweisen,
die bezüglich der zugehörigen Radialebene zur benachbarten
Rückzugeinrichtung hin geneigt sind und mit diesen
Schrägflächen den äußeren Rand einer die Rückzugeinrichtung
bildenden Lochscheibe hintergreifen. Diese bekannte
Rückhalteeinrichtung ist aufgrund der Schrägflächen mit
folgenden Nachteilen behaftet. Wenn die Neigung der
Schrägflächen zu groß ist, besteht die Gefahr, daß die
Lochscheibe die Haltestößel aufgrund der axialen Zugkraft
der Kolben nach außen drückt, wodurch die Haltestößel ihre
Stabilität verlieren und keine oder nur eine verminderte
Rückhaltekraft auf die Lochscheibe ausüben können. In einem
solchen Fall besteht die Gefahr, daß die Lochscheibe durch
die axiale Zugkraft der Kolben überbeansprucht und z. B.
verbogen wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß aufgrund
von im Funktionsbetrieb der Axialkolbenmaschine vorhandenen
Vibrationen und den an den Schrägflächen wirksamen
Radialkraftkomponenten die Haltestößel besonders geneigt
sind, radial nach außen auszuweichen. Wenn dagegen die
Neigung der Schrägflächen zu gering ist, besteht die Gefahr,
daß die Haltestößel an der Lochscheibe verklemmen, wodurch
der Drehbetrieb beeinträchtigt wäre und wegen Verschleiß mit
einer unzureichenden Lebensdauer zu rechnen wäre.
Ein anderer wesentlicher Nachteil der bekannten
Axialkolbenmaschine besteht darin, daß die Haltestößel
aufgrund ihres Vorsprungs in den Gehäuseinnenraum die
Montage oder Demontage der im Gehäuseinnenraum angeordneten
Bauteile beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Rückhalteeinrichtung der Eingangs angegebenen Art so
auszugestalten, daß eine sichere Funktion und eine lange
Lebensdauer erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2
gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nach Anspruch 1
wirkt die Rückhalteeinrichtung mit einem nicht rotierenden
Bauteil, nämlich der Schrägscheibe zusammen, wobei die
Rückzugeinrichtung mit einer sie hintergreifenden
Stützeinrichtung zusammenwirkt, die mit der Schrägscheibe
verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine andere Abstützung
für die Rückzugeinrichtung, nämlich an der Schrägscheibe, an
der sich eine gegenseitige Abstützung in einfacher und
stabiler Weise mit verhältnismäßig großen Stützflächen
verwirklichen läßt, wodurch auch bei einer rotierenden
Rückzugeinrichtung ein geringer Verschleiß bei sicherer
Abstützung gewährleistet ist.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist die
Rückhalteeinrichtung nicht am Gehäuse, sondern an der
Schrägscheibe gelagert. Hierdurch lassen sich ebenfalls die
vorbeschriebenen Vorteile erreichen, wobei außerdem eine
einfache Herstellung möglich ist, weil die
Ausgestaltungsmerkmale für die Anordnung und Lagerung der
Rückhalteeinrichtung an der Schrägscheibe sich an letzterer
einfach und kostengünstig ausbilden lassen. Dies ist nicht
nur darauf zurückzuführen, daß es sich bei der Schrägscheibe
um ein verhältnismäßig kleines Bauteil handelt, sondern es
handelt sich auch um ein Bauteil mit hohem Bearbeitungsgrad,
an dem sich die zusätzlichen Merkmale zur Anordnung der
Rückhalteeinrichtung in einem Zuge rationell realisieren
lassen.
Die Ansprüche 3 bis 25 beinhalten vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die
Rückhalteeinrichtung im Funktionsbetrieb der
Axialkolbenmaschine selbsttätig bzw. automatisch aus einer
die Rückzugeinrichtung freigebenden Freigabestellung in eine
die Rückzugeinrichtung hintergreifende Arbeitsstellung
verschoben und nach Abschaltung des Funktionsbetriebs
automatisch wieder in ihre Freigabestellung verschoben,
wobei die Verschiebung in die Arbeitsstellung durch den
Druck von einem vorhandenen, angrenzenden oder benachbarten
Druckraum oder einer Druckleitung erfolgt und die
Verschiebung in die Freigabestellung durch die Kraft einer
Feder erfolgt. Durch die Beaufschlagung der
Rückhalteeinrichtung mit einem im Funktionsbetrieb der
Axialkolbenmaschine vorhandenen Eigendruck oder einem
Fremddruck, z. B. von einer benachbarten
Axialkolbenmaschine, läßt sich in einfacher Weise eine
Einschubkraft erzeugen, die größer ist als die erforderliche
Rückzug- oder Anschubkraft, so daß im Funktionsbetrieb die
Stellung der Rückhalteeinrichtung in ihrer Arbeitsstellung
sicher gewährleistet ist. Aufgrund der automatischen
Verstellung der Rückhalteeinrichtung in ihre
Freigabestellung muß bei einer Montage bzw. Demontage keine
besondere Aufmerksamkeit und auch keine Verstellarbeit
aufgebracht werden, um die Rückhalteeinrichtung in ihre
Freigabestellung zu bewegen. Hierdurch ist bei
Gewährleistung einer stabilisierten Rückzugeinrichtung und
eines sicheren Funktionsbetriebs eine einfache und schnelle
Montage bzw. Demontage gewährleistet.
Bei einer Axialkolbenmaschine der vorliegenden Art wirken im
Pumpenbetrieb oder dann, wenn die Axialkolbenmaschine im
Motorbetrieb eine Bremsfunktion ausführt, an den Kolben
Saugkräfte, die die Gleitschuhe und somit die
Rückzugeinrichtung von der Schrägscheibe abzuheben suchen.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind solche
Axialbelastungen selbst dann unschädlich, wenn Sie die
Rückzugeinrichtung überlasten, da letztere an der
Rückhalteeinrichtung eine zusätzliche Abstützung und
Stabilisierung findet und die Belastungen unschädlich
aufzunehmen vermag.
Die Rückzugeinrichtung ist im Bereich der Seitenhälfte der
Axialkolbenmaschine anzuordnen, in deren Bereich die Kolben
einen Saughub ausführen, wobei dieser Bereich sich annähernd
über 180° erstreckt. Eine im Bereich dieser Seitenhälfte,
vorzugsweise mittig angeordnete Rückhalteeinrichtung, oder
mehrere auf dieser Seitenhälfte angeordnete
Rückhalteeinrichtungen sind bei einer für den Pumpenbetrieb
eingerichteten Axialkolbenmaschine auch dann funktionsfähig,
wenn die Axialkolbenmaschine aufgrund einer Bremsfunktion
einen Motorbetrieb ausführt. Bei in beide Drehrichtungen
verstellbaren Axialkolbenmaschinen sind jeweils eine oder
mehrere Rückhalteeinrichtungen im Bereich beider
Seitenhälften anzuordnen.
Es ergibt sich eine besonders stabile Abstützung für die
Rückzugeinrichtung, wenn die für die Abstützung vorgesehene
Fläche an der Rückhalteeinrichtung eine bezüglich der
Drehachse der Axialkolbenmaschine radiale Fläche ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform für eine
Rückhalteeinrichtung ist ein im Querschnitt vorzugsweise
kreisrunder Anschlagzapfen, der in einem radialen
Führungsloch im Gehäuse zwischen der Arbeitsstellung und der
Freigabestellung verschiebbar gelagert ist. Es ist
vorteilhaft, den Stift in seinem äußeren Endbereich mit
einem Flansch zu versehen, an den eine zwischen letzterem
und einer inneren Lochschulter angeordnete Feder,
insbesondere eine Wendelfeder, anzugreifen und den
Anschlagzapfen in seine Freigabestellung zu beaufschlagen
vermag. Zur pneumatischen oder hydraulischen Verschiebung
des Stiftes in seine Arbeitsstellung kann der bezüglich des
Anschlagzapfens radial außen gelegene Lochraum durch einen
Kanal mit dem Gehäuseinnenraum oder mit einem im
Funktionsbetrieb der Axialkolbenmaschine einen Druck
aufweisenden Raum verbunden sein. Dann, wenn der Lochraum
mit dem Gehäuseinnenraum verbunden ist, kann der Kanal in
der Gehäusewand oder längs im Anschlagzapfen verlaufen. Um
eine doppelte Funktionssicherheit vorzugeben oder um den
Lochraum wahlweise entweder mit dem Gehäuseinnenraum oder
mit dem Druckraum verbinden zu können, ist es vorteilhaft,
zwei entsprechende Kanäle vorzusehen, in denen jeweils ein
Rückschlagventil angeordnet ist, das unter der Wirkung des
sich jeweils im Druckraum einstellenden Druckes oder einer
Schließfeder selbsttätig schließt.
Es ist im weiteren vorteilhaft, auf der betreffenden
Seitenhälfte oder auf beiden Seitenhälften der
Axialkolbenmaschine jeweils nur einen Anschlagzapfen
parallel zur Schwenkachse der Schrägscheibe anzuordnen. Eine
solche Gehäuseausbildung kann wahlweise für unverstellbare
oder verstellbare Schrägscheiben benutzt werden. Dabei ist
es auch vorteilhaft, den Anschlagzapfen an seiner der
Rückzugeinrichtung zugewandten Seite konvex zu runden, damit
bei einer verschwenkbaren Schrägscheibe keine Zwängungen
entstehen.
Es ist auch vorteilhaft, den Anschlagzapfen so anzuordnen,
daß zwischen ihm und der Rückzugeinrichtung ein kleiner
Abstand besteht, der nur so groß bemessen ist, daß bei einer
Überlastung und Verformung der Rückzugeinrichtung in ihrem
elastischen Bereich die Rückzugeinrichtung am Anschlagzapfen
anschlägt, bevor sie über ihre Streckgrenze hinaus verformt
wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Stützeinrichtung von der
Rückhalteeinrichtung so betätigt wird, daß die
Stützeinrichtung die Rückzugeinrichtung nur dann
hintergreift, wenn sich die Rückhalteeinrichtung in ihrer
Arbeitsstellung befindet, und ansonsten freigibt. Beim
Betätigen der Rückhalteeinrichtung wird deshalb nicht nur
die Schrägscheibe in dem Gehäuse verankert, sondern
zusätzlich gewährleistet, daß die Rückzugeinrichtung an der
Schrägscheibe gesichert ist. In der Demontagestellung, bei
welcher die Rückhalteeinrichtung nicht betätigt ist, wird
dann nicht nur die Schrägscheibe bezüglich dem Gehäuse
freigegeben, sondern zusätzlich die Sicherung der
Rückzugeinrichtung gegenüber der Schrägscheibe freigegeben.
Auf diese Weise kann die Demontage problemlos erfolgen. Bei
dieser Ausgestaltung kann die Stützeinrichtung
beispielsweise eine mit der Rückhalteeinrichtung verzahnte
Drehachse aufweisen, die beim Betätigen der
Rückhalteeinrichtung gedreht wird. An der Drehachse kann ein
exzentrischer Fortsatz angeordnet sein, der je nach
Drehstellung der Drehachse die Rückzugeinrichtung
hintergreift oder freigibt.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie
erzielbare Vorteile anhand von mehreren vorteilhaften
Ausführungsbeispielen und vereinfachten Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine im
axialen Teilschnitt;
- Fig. 2
- eine erfindungsgemäße Axialkolbemaschine in
abgewandelter Ausgestaltung im axialen
Teilschnitt;
- Fig. 3
- den Schnitt III-III in Fig. 2;
- Fig. 4
- den Teilschnitt IV-IV in Fig. 3;
- Fig. 5
- einen hydraulischen Schaltplan für eine Einzelheit
der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine;
- Fig. 6
- eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine in
weiter abgewandelter Ausgestaltung im axialen
Teilschnitt;
- Fig. 7
- den Schnitt VII-VII in Fig. 6;
- Fig. 8
- den Teilschnitt VIII-VIII in Fig. 7;
- Fig. 9
- den Ausschnitt IX in Fig. 8 in einer vergrößerten
Darstellung; und
- Fig. 10
- den Ausschnitt X in Fig. 7 in einer vergrößerten
Darstellung.
Die Hauptteile der allgemein mit 1 bezeichneten
Axialkolbenmaschine sind ein Gehäuse 2 mit einer in der
Zeichnung im Schnitt sichtbaren Gehäusewand 2a, die einen
Gehäuseinnenraum 3 umschließt, in dem auf einer Welle 4 eine
Zylindertrommel 5 mit mehreren, vorzugsweise auf einem
Teilkreis verteilten und längs gerichteten Zylinderbohrungen
6 angeordnet sind, mit mehreren Kolben 7, die in den
Zylinderbohrungen 6 axial verschiebbar gelagert sind,
mehreren Gleitschuhe 8, die schwenkbar, jedoch axial fixiert
mit kugelförmigen Kolbenköpfen 9 am einen Ende der Kolben 7
verbunden sind, mit einer Schrägscheibe 11, an deren
Schrägfläche 12 die Gleitschuhe 8 anliegen und axial
abgestützt sind, wobei die Schrägscheibe 11 um eine
rechtwinklig zur Längsmittelachse der Axialkolbenmaschine 1
oder der Drehachse 13 der Welle 4 verlaufenden Schwenkachse
14 in einem nicht dargestellten Schwenklager schwenkbar
gelagert und in der jeweiligen Schwenkstellung feststellbar
ist, mit einer Rückzugeinrichtung 15, deren Zweck es ist,
die Anlage der Gleitschuhe 8 an der Schrägfläche 12 zu
sichern, eine Rückhalteeinrichtung 16, die zur
Stabilisierung der Rückzugeinrichtung 15 vorgesehen ist und
mit einer Steuerscheibe 17, die an der der Schrägscheibe 11
abgewandten Seite an der Zylindertrommel 5 anliegt und
mittels in der Steuerscheibe 17 angeordneten Steuerschlitzen
18 sowie damit zusammenwirkenden Zylinderbohrungslöchern 19
in der Zylindertrommel 5 die Förderung des im vorliegenden
Falle hydraulischen Mediums der Axialkolbenmaschine 1
steuert. Durch eine die Zylindertrommel 5 gegen die
Steuerscheibe 17 vorspannende Feder 21 ist eine dichte
Anlage zwischen der Zylindertrommel 5 und der Steuerscheibe
17 gewährleistet.
Die Rückzugeinrichtung 15 ist durch eine Lochscheibe 22 mit
für die Gleitschuhe 8 vorhandenen Löchern 23 gebildet, deren
Lochränder die Gleitschuhe im Bereich von verjüngten
Gleitschuhköpfen mit Bewegungsspiel umgeben und mit ihrer
der Schrägscheibe 11 zugewandten Seite an einem Fußflansch
24 des zugehörigen Gleitschuhs 8 anliegen, so daß der
Fußflansch 24 mit geringem Bewegungsspiel zwischen der
Schrägfläche 12 und der Lochscheibe 22 gehalten ist. Die
Lochscheibe 22 selbst liegt an ihrer der Schrägscheibe 11
abgewandten Seite an einer Schulterfläche der Welle 4 oder
eines Anbauteils oder der Zylindertrommel 5 an, wodurch sie
in der der Schrägscheibe 11 abgewandten Achsrichtung
abgestützt ist. Die Schulterfläche 25 kann auch an einem auf
der Welle 4 fixierten Stützring 26 ausgebildet sein. Bei
einer schwenkbar gelagerten Schrägscheibe 11 ist die
Schulterfläche 25 eine kugelringabschnittförmige Fläche, an
der die Lochscheibe 22 mit einem inneren Stützring 27
abgestützt ist, der mit einer tangentialen oder konkaven
kugelringabschnittsförmigen Anlagefläche an der
Schulterfläche 25 anliegt.
Die Rückhalteeinrichtung 16 ist durch einen zylindrischen
oder stufenzylindrischen Anschlagsstift oder -zapfen 31
gebildet, der mit geringem Bewegungsspiel in einem radialen
Führungsloch oder einer Führungsbohrung 32 in der
Gehäusewand 2a radial verschiebbar gelagert ist, deren
radiale Mittelachse 33 rechtwinklig zur Drehachse 13 und
parallel zur Schwenkachse 14 verläuft und bezüglich
letzterer zur der Steuerscheibe 17 gegenüberliegenden Seite
versetzt ist. Der Anschlagzapfen 31 ist zwischen einer
radial eingeschobenen und in der Zeichnung dargestellten
Arbeitsstellung, in der sein radial inneres Stiftende 34
eine der Steuerscheibe 17 zugewandte Schulterfläche 11a an
der Schrägscheibe 11 überlappt und somit die Schrägscheibe
11 axial zu stützen vermag, und einer radial ausgeschobenen
Freigabestellung, in der das Stiftende 34 aus dem
Gehäuseinnenraum 3 herausgeschoben ist oder die
Schrägscheibe 22 zur axialen Montage oder Demontage
freigibt, verstellbar. Die radiale Schulterfläche 11a wird
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Ausnehmung
11b, hier eine Sackbohrung, in der Schrägscheibe 11
gebildet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet
sich die Ausnehmung 11b im mittleren Bereich der
Schrägscheibe 11, wobei die Tiefe t der Ausnehmung 11b
einige Millimeter, z. B. etwa 3 bis 5 mm, betragen kann. Die
Querschnittsgröße der Ausnehmung 11b ist unter
Berücksichtigung eines Bewegungsspiels b größer bemessen,
als die Querschnittsgröße des Anschlagzapfens 31, so daß
dieser mit Bewegungsspiel b in die Ausnehmung 11b einfaßt,
wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Vorzugsweise ist die
Mittelachse 33 des Anschlagzapfens 31 koaxial zur
Schwenkachse 14 angeordnet, wobei die Ausnehmung 11b
kreisrund ausgebildet werden kann. Wenn die Mittelachse 33
bezüglich der Schwenkachse 14 axial und ggf. auch radial
versetzt ist, bedarf es einer kreisbogenförmig um die
Schwenkachse 14 gekrümmten Form der Schulterfläche 11a,
wobei die Ausnehmung 11b durch ein kreisbogenförmig
gekrümmtes Langloch gebildet sein kann. In der
eingeschobenen Arbeitsstellung kann der Anschlagzapfen 31
mit seiner Stirnfläche am Grund der Ausnehmung 11b anliegen
und dadurch die Schrägscheibe 11 radial stützen oder einen
kleinen Abstand im Sinne eines Bewegungsspiels davon
aufweisen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, bei der die
Rückhalteeinrichtung 16 die Schrägscheibe 11 direkt stützt
und an der Schrägscheibe 11 direkt angreift, bedarf es einer
Fixierung der Lochscheibe 22 an der Schrägscheibe 11, um die
Rückhaltewirkung der Rückhalteeinrichtung 16 auch auf die
Gleitschuhe 8 wirksam werden zu lassen. Bei der vorliegenden
Ausgestaltung ist deshalb zur Fixierung der Gleitschuhe 8 an
der Schrägscheibe 11 eine zusätzliche Rückhalteeinrichtung,
nämlich eine Stützeinrichtung 16a vorgesehen, die die
Lochscheibe 22 unter Berücksichtigung eines Bewegungsspiels
a formschlüssig daran hindert, von der Gleitfläche 12
abzuheben. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die
Stützeinrichtung 16a durch zwei einander diametral
gegenüberliegend, spiegelbildlich angeordnete und mit der
Schrägscheibe 11 verbundene Stützteile 16b gebildet, die
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem axialen
Stützteilschenkel 16c, der radial neben der
Rückzugeinrichtung 15 bzw. neben der Lochscheibe 22
angeordnet ist, und einem vom Stützteilschenkel 16c radial
nach innen ragenden Stützteilschenkel 16d gebildet, die
einteilig miteinander verbunden sind. Die Stützteile 16b
können auch einteilig mit der Schrägscheibe 11 verbunden
sein und von dieser z. B. axial vorragen. Bei der
vorliegenden Ausgestaltung sind die Stützteile 16b separate
Teile, die mit einer ebenen Grundfläche 16e an der ebenen
Gleitfläche 12 der Schrägscheibe 11 anliegen und durch
Kopfschrauben 16f mit der Schrägscheibe 11 verschraubt sind,
die jeweils den Stützteilschenkel 16c in einem
Durchgangsloch durchfassen und in ein Gewindeloch in der
Schrägscheibe 11 einfassen. Die radialen Abstände zwischen
dem Stützteilschenkel 16c und der Lochscheibe 22 einerseits
sowie der Gehäusewand 2a andererseits sind jeweils so groß
zu bemessen, daß auch in Schräglagen der Schrägscheibe 11
jeweils ein radialer Abstand vorhanden ist. Zwischen dem
Stützteilschenkel 16d und der Rückzugeinrichtung 15, hier
der Lochscheibe 22, ist ein kleiner axialer Abstand a
vorhanden. Die Anlagefläche des Stützteilschenkels ist eine
ebene Fläche, wodurch eine geringe Flächenpressung und ein
geringer Verschleiß sowie eine lange Lebensdauer
gewährleistet sind.
Wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, können die Stützteile 16b -
längs der Drehachse 13 gesehen - entsprechend dem
Umfangsrand der runden Lochscheibe 22 gekrümmt sein, wodurch
eine größere Übergriffsfläche am Stützteilschenkel 16d
erreicht wird. Aus Fig. 3 läßt sich auch entnehmen, daß
jedes Stützteil 16b mit mehreren, insbesondere zwei,
Kopfschrauben 16f verschraubt sein kann.
Die radial einwärts gerichteten Bewegungen des
Anschlagzapfens 31 sind durch einen Anschlag 35 begrenzt.
Diese Arbeitsstellung ist durch eine Stufenfläche 37 der
stufenförmig ausgebildeten Führungsbohrung 32 und einer
Stufenfläche 38 des radial auswärts divergent stufenförmig
ausgebildeten Anschlagszapfens 31 bestimmt. Ein
Verschlußstopfen 39 ist in die von außen eingearbeitete
Führungsbohrung 32 eingeschraubt und abgedichtet. Zur
Abdichtung des Anschlagzapfens 31 ist eine oder sind zwei
Ringdichtungen 41 vorgesehen, die zwischen der Wandung der
Führungsbohrung 32 und der Außenmantelfläche des
Anschlagzapfens 31 in einer Ringnut auf einer oder auf
beiden Seiten der Stufenflächen 37, 38 angeordnet und
wirksam sind.
Der Anschlagzapfen 31 ist durch die Kraft einer Feder 40 in
seine Freigabestellung vorgespannt, die beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel durch eine Wendelfeder gebildet ist, die
an einem Flansch 31a am äußeren Ende des Anschlagzapfens 31
angreift und die an einer Stufenfläche 32a einer äußeren
Bohrungserweiterung 32b der Führungsbohrung 32 anliegt.
Es ist der Zweck der Rückhalteeinrichtung 16 und der
Stützeinrichtung 16a, die Rückzugeinrichtung 15 gegen
Überlastungen axial zu stützen, die aus in der Zeichnung
nach rechts gerichteten Zugkräften resultieren, die die
Kolben 7 bei einem Saughub erzeugen und deren Resultierende
mit dem Pfeil Fr verdeutlicht ist. Für eine hinreichende
Abstützung reicht es deshalb aus, wenn die
Rückhalteeinrichtung 16 - axial gesehen - auf der Seite der
Axialkolbenmaschine 1 angeordnet ist, auf der die Kolben 7
die Saughübe ausführen. Bei einer Axialkolbenmaschine 1 mit
einer schwenkbaren Schrägscheibe 11, wie es beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist, ist die
Rückhalteeinrichtung 16, hier der Anschlagzapfen 31 - längs
der Drehachse 13 gesehen - im Bereich der Schwenkachse 14
angeordnet. Dabei kann sich die in der Arbeitsstellung des
Anschlagsstifts 31 der Rückzugeinrichtung 15
gegenüberliegende und sich vorzugsweise bezüglich der
Drehachse 13 radial erstreckende Stützfläche 31b am
Anschlagzapfen 31 in Flucht mit der Schwenkachse 14
befinden. Um beim Schwenken der Schrägscheibe 11 Zwängungen
am Anschlagsstift 31 zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die
Stützfläche 31b bezüglich der Mittelachse 33 des
Anschlagsstifts 31 konvex zu runden. Diese Merkmale erfüllt
eine zylindrische Form des Anschlagsstifts 31 in einfacher
Weise sehr vorteilhaft. Die axiale Stützkraft des Gehäuses
ist mit Fg bezeichnet.
Im Rahmen der Erfindung kann der Abstand b auch entfallen,
da keine wesentliche Relativbewegung zwischen den
Schrägscheiben 11 und dem Anschlagzapfen 31 stattfindet. Der
Abstand a und/oder b ist maximal so groß, daß bei einer
großen axialen Belastung die Rückzugeinrichtung 15 gegen die
Stützfläche 31b stößt und die Schulterfläche 11a gegen den
Anschlagstift 31 stößt, bevor die Rückzugeinrichtung 15 über
ihren elastischen Verformungsbereich hinaus bzw. über ihre
Streckgrenze hinaus verformt wird. Hierdurch ist
gewährleistet, daß nur bei Belastungsspitzen die
Rückzugeinrichtung 15, hier die Lochscheibe 22, in Kontakt
mit dem Stützteilschenkel 16d und mittelbar über die
Schrägscheibe 11 in Kontakt mit der Stützfläche 31b kommen
und dann wirksam über den Anschlagzapfen 31 am Gehäuse 2
abgestützt werden kann. Wenn die Überlastung aufhört, kehrt
die Rückzugeinrichtung 15 aufgrund ihrer Elastizität wieder
in ihre Ausgangsstellung zurück. Hierdurch ist jeweils eine
Reibung insbesondere zwischen der Rückzugeinrichtung 15 und
dem Stützteilschenkel 16d und zwischen der Schulterfläche
11a und der Stützfläche 31b bei normalen Belastungen der
Axialkolbenmaschine 1 vermieden, wodurch Reibungsverschleiß
vermindert oder dann, wenn Belastungsspitzen nicht
auftreten, vermieden wird.
Bei einer Axialkolbenmaschine 1 deren Schrägscheibe 11 über
die Nullstellung hinaus verschwenkbar ist, ist auf der
gegenüberliegenden Seite eine Rückhalteeinrichtung 16
entsprechend spiegelbildlich anzuordnen, die bei
Drehrichtungsumkehr in Funktion kommt.
Der radial außen vom Anschlagzapfen 31 befindliche Lochraum
bildet im Funktionsbetrieb der Axialkolbenmaschine 1 einen
sekundären Druckraum 42, der durch einen Kanal 43, 44 mit
einem primären Druckraum verbunden ist, in dem im
Funktionsbetrieb der Axialkolbenmaschine 1 ein Druck
herrscht, der sich durch den Kanal 43, 44 in den Druckraum
42 fortpflanzt und am äußeren Ende des Anschlagzapfens 31
eine radial einwärts gerichtete Schubkraft erzeugt, die die
Kraft der Feder 40 überwindet und den Anschlagzapfen 31 in
seine Arbeitsstellung verschiebt.
Bei dem primären Druckraum kann es sich z. B. um den
Gehäuseinnenraum 3 handeln, in dem sich im Funktionsbetrieb
der Axialkolbenmaschine 1 ein ausreichender Leckdruck
einstellt, der die vorgenannte Schubkraft zu erzeugen
vermag. Dabei ist zu berücksichtigen, daß dieser
Innenraumdruck an der Stirnfläche des Stiftendes 34 eine
Gegenkraft erzeugt und deshalb die wirksame Differenzfläche
zwischen der äußeren und der inneren Stirnfläche des
Anschlagstiftes 31 oder der Innenraumdruck entsprechend groß
zu bemessen ist. In diesem Falle bedarf es einer
Kanalverbindung zwischen dem sekundären Druckraum 42 und dem
Gehäuseinnenraum 3, die durch einen in der Gehäusewand 2a
verlaufenden Kanal oder durch eine längs durch den
Anschlagzapfen 31 verlaufende Bohrung 43a gebildet sein
kann. Bei einer anderen Ausgestaltung kann der Druckraum 42
durch einen in der Gehäusewand 2a verlaufenden, z. B. durch
eine Längsbohrung gebildeten Kanal 44 mit einer im
Funktionsbetrieb einen Arbeits- oder Steuerdruck
aufweisenden Druckleitung der Axialkolbenmaschine oder einem
benachbarten hydraulischen Aggregat (Fremddruck) verbunden
sein, wobei auch dieser Arbeits- oder Steuerdruck oder
Fremddruck so groß sein soll, daß er die die Kraft der Feder
40 überwindende Schubkraft erzeugt. Auch in diesem Fall ist
die vom Innenraumdruck an der inneren Stirnfläche des
Anschlagzapfens 31 erzeugte Gegenkraft zu berücksichtigen
und die Differenzfläche zwischen der äußeren und inneren
Stirnfläche des Anschlagzapfens 31 oder der Arbeits- oder
Steuer- oder Fremddruck entsprechend groß zu bemessen.
Für einen sicheren Funktionsbetrieb reicht jeweils einer der
beiden Kanäle 43, 44 aus. Zwecks Verbesserung der
Anpaßbarkeit der Axialkolbenmaschine 1 an beide vorgenannten
Druckquellen, können beide Kanäle 43, 44 zugleich vorhanden
sein, wobei nur einer oder beide Kanäle an die zugehörige
Druckquelle angeschlossen sein können. Im letzteren Fall ist
in beiden Kanälen 43, 44 ein Rückschlagventil 45, 46
anzuordnen, dessen Ventilkörper 47, 48 in Richtung auf die
zugehörige Druckquelle schließt. Die Ventilkörper 47, 48
können durch eine Feder in ihre Schließstellung vorgespannt
sein oder sie können ohne Feder frei beweglich angeordnet
sein.
Wenn der Kanal 44 nicht angeschlossen ist und der
Gehäuseinnenraum 3 als primärer Druckraum 49 benutzt wird,
pflanzt sich im Funktionsbetrieb der im Gehäuseinnenraum 3
vorhandene Druck durch den Kanal 43 in den sekundären
Druckraum 42 fort, wo er am äußeren Ende des Anschlagzapfens
31 die Einschubkraft zum Verschieben des Anschlagzapfens 31
in seine Arbeitsstellung erzeugt. Dabei schließt das
Rückschlagventil 46 selbsttätig, indem sein Ventilkörper 48
sich unter dem vorhandenen Druck gegen den zugehörigen
Ventilsitz 51 bewegt. Ist dagegen der Kanal 44 an einen
primären Druckraum angeschlossen, dann wird der
Anschlagzapfen 31 durch diesen Druck in seine
Arbeitsstellung verschoben, wobei der Ventilkörper 47 des
Rückschlagventils 45 am zugehörigen Ventilsitz 52
selbsttätig schließt, wodurch der Druck im Gehäuseinnenraum
3 unbeeinträchtigt bleibt und keine Leckverluste auftreten.
Die Rückschlagventile 45, 46 begrenzen ein geschlossenes
Druckraumsystem, in dem der Druck entspannt werden muß,
bevor z. B. für eine Demontage der Schrägscheibe 11 oder der
Rückzugeinrichtung 15 der Anschlagstift 31 in seine
Freigabestellung verschiebbar ist. Dies kann z. B. durch ein
wenigstens geringfügiges Öffnen des Verschlußstopfens 39
erfolgen. Eine andere Maßnahme zum selbsttätigen Entspannen
bzw. verzögerten Entspannen des Druckraumsystems besteht
darin, das Druckraumsystem durch einen kleinen oder
gedrosselten Kanal mit dem Rücklaufsystem oder dem Tank zu
verbinden, wobei die Drossel zwecks Vermeidung von
Leistungsverlusten möglichst klein bemessen sein soll. Ein
solcher Entspannungskanal 53 mit einer Drossel 54 kann z. B.
im Verschlußstopfen 39 angeordnet sein, wie es die Zeichnung
andeutungsweise zeigt.
Es ist im übrigen insbesondere bei einem größeren
Bewegungshub des Anschlagstifts 31 vorteilhaft, den Ringraum
zwischen den Stufenflächen 37, 38 zu be- und entlüften oder
durch einen Kanal mit einer im wesentlichen drucklosen
Leitung für das hydraulische Medium zu verbinden. Dies kann
durch einen andeutungsweise dargestellten Kanal 55 erfolgen,
der sich vom Ringraum z. B. zum Tank für das hydraulische
Medium erstreckt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, bei dem gleiche oder
vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind, ist die Stützeinrichtung 16a gleich ausgebildet wie
beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, jedoch ist die
Rückhalteeinrichtung 16 im Unterschied zur Fig. 1 nicht am
Gehäuse 2, sondern an der Schrägscheibe 11 angeordnet und
zwischen einer radial eingeschobenen Freigabestellung und
einer radial ausgeschobenen Arbeitsstellung, in der der
Anschlagzapfen 31 eine Schulterfläche 2b am Gehäuse 2
hintergreift und dadurch axial in Richtung auf die Kolben 7
abgestützt ist, verschiebbar gelagert. Auch hier ist der
wenigstens eine Anschlagzapfen 31 durch eine Feder 40 in
seine Freigabestellung vorgespannt und durch einen Druck in
einem an den Anschlagzapfen 31 angrenzenden Druckraum 42 in
seine Arbeitsstellung beaufschlagbar. Auch bei dieser
Ausgestaltung ist der runde Anschlagzapfen 31 mit einem
Kolben 56 und einem von diesem radial nach außen ragenden
Kolbenschaft 57 als Stufenkolben ausgebildet. Der Kolben 56
ist in einer etwa radial und im mittleren Bereich der
Schrägscheibe 11 angeordneten sowie an deren Umfangsfläche
austretenden Sackbohrung 58 verschiebbar gelagert und
jeweils durch die als den Kolbenschaft 57 umgebende
Wendelfeder ausgebildete Feder 40 in Richtung auf den Grund
der Sackbohrung 58 vorgespannt. Die Feder 40 wirkt
einerseits gegen die Kolbenringfläche und andererseits gegen
eine Widerlagerschulter 59, die z. B. durch einen
Sicherungsring gebildet sein kann, der in eine Innennut in
der Wandung der Sackbohrung 58 eingesetzt ist. Die Tiefe der
Sackbohrung 58 und die Längen des Kolbens 56 und des
Kolbenschaftes 57 sind so aufeinander abgestimmt, daß in der
eingeschobenen Freigabestellung (Fig. 3 oben) der
Anschlagzapfen 31 einen Abstand von der Innenfläche der
Gehäusewand 2a aufweist und in der ausgeschobenen
Arbeitsstellung der Anschlagzapfen 31 eine etwa radiale
Schulterfläche 2b hintergreift, die den Kolben 7 in axialer
Richtung abgewandt ist und dadurch ein die Stützkraft Fg
bereitstellendes Widerlager für die Kolbenkräfte Fr bilden
kann. Auch bei dieser Ausgestaltung kann die Schulterfläche
2b durch eine Ausnehmung 2c bzw. Sackbohrung in der
Innenmantelfläche der Gehäusewand 2a gebildet sein. Wie
bereits beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist auch bei
der Ausgestaltung nach Fig. 2 bis 4 die Stützkraft des
Gehäuses 2 mit F bezeichnet, die aufgrund der
Übertragungswirkung der Stützeinrichtung 16a auch am
Stützteilschenkels 16d wirksam ist.
Der im Grund der Sackbohrung 58 angeordnete sekundäre
Druckraum 42 ist durch wenigstens einen oder bei der
vorliegenden Ausgestaltung ebenfalls zwei Kanäle 61, 62
jeweils mit einem primären Druckraum verbunden. Es erstreckt
sich ein für beide vorgenannten Kanäle 61, 62 gemeinsamer
Kanal 63 z. B. sekantial durch die Schrägscheibe 11, wobei
dieser Kanal einen erweiterten quer bzw. axial verlaufenden
Kanalabschnitt 64 schneidet, in den eine Ventilpatrone 65
fest eingesetzt ist, z. B. eingeschraubt ist. Die Kanäle 61,
62 erstrecken sich einander entgegengesetzt vom Ventilraum
eines Wechselventils 66, in dem ein Ventilkörper, z. B. eine
Ventilkugel 67, koaxial zu den Kanälen 61, 62 bewegbar
gelagert ist und deren Öffnungen zu den Kanälen 61, 62
wechselseitig zu schließen und zu öffnen vermag. Der mit 61
bezeichnete Kanal mündet in den Gehäuseinnenraum 3, während
der mit 62 bezeichnete Kanal durch eine gedrosselte
Kanalverbindung 68, die einen zugehörigen Gleitschuh 8 und
einen Kolbenkopf 9 axial durchsetzt, mit dem zugehörigen
Kolbenraum und somit mit einer an sich bekannten
hydrostatischen Druckentlastung für den Gleitschuh 8 und den
zugehörigen Kolbenkopf 9 verbunden ist. Die Kolben 7 sind
vorzugsweise als Hohlkolben ausgebildet. Bei der
vorbeschriebenen Ausgestaltung kann der Anschlagzapfen 31
sowohl vom Arbeitsdruck als auch vom Gehäuseinnenraumdruck
wahlweise beaufschlagt und in seine Arbeitsstellung
ausgeschoben werden, wobei der Ventilkörper 67 jeweils den
einen niedrigeren Druck enthaltenden Kanal 61, 62
selbsttätig schließt. Im Funktionsbetrieb kann der
Arbeitsdruck die Beaufschlagung des Druckraums 42
übernehmen. Dagegen kann der Gehäuseinnenraumdruck die
Beaufschlagung übernehmen, wenn der Arbeitsdruck abfällt, z.
B. unmittelbar nach einer Abschaltung der
Axialkolbenmaschine 1, wobei ein auch nach Abschaltung eine
gewisse Zeit noch bestehender Gehäuseinnenraumdruck den
Anschlagzapfen 31 in seiner ausgeschobenen Arbeitsstellung
halten kann.
In der ausgeschobenen Arbeitsstellung ist die
Ausschubbewegung des oder der Anschlagzapfen 31 durch
Anschlag am Widerlager 59 so begrenzt, das die
Anschlagzapfen 31 einen radialen Abstand c vom Grund der
Ausnehmung 2b aufweist und somit keine radialen Spannungen
zwischen der Schrägscheibe 11 und der Gehäusewand 2b
bestehen.
Nach längerer Stillstandszeit oder im Fall einer Demontage
der Axialkolbenmaschine 1 kann die Feder 40 den
Anschlagszapfen 31 in seine Freigabestellung verschieben, in
der die Schrägscheibe 11 problemlos demontierbar ist.
Wie bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels bereits
erklärt, reicht es für eine wirksame axiale Rückhalterung
der Rückzugeinrichtung 15 aus, wenn ein Anschlagszapfen 31
vorzugsweise im mittleren Bereich des Saug- bzw.
Druckhubabschnitts der Kolben 7 vorhanden ist. Zwecks
symmetrischer Abstützung oder bei solchen
Axialkolbenmaschinen, bei denen die Schrägscheibe 11 über
ihre O-Stellung hinaus verstellbar ist, z. B. zwecks
Drehrichtungsumkehr, ist es vorteilhaft, zu beiden Seiten
der Drehachse 13 eine Rückhalteeinrichtung 16 und auch eine
Stützeinrichtung 16a vorzusehen, wie es in Fig. 2
dargestellt ist. In diesem Falle schneiden beide Kanäle 63
den die Ventilpatrone 65 enthaltenden Kanal 64 zwecks
Verbindung mit den Kanälen 61, 62. Die Ventilpatrone 65
weist im Bereich des Ventilraums ein oder mehrere radiale
Verbindungslöcher auf, die in den bzw. die Kanäle 63 münden.
Fig. 5 zeigt die hydraulische Steuerung des oder der
Rückhaltevorrichtungen schematisch, wobei in den Kanälen 61,
62 jeweils eine Drossel 69, 71 zwecks Drosselung des
Arbeitsdrucks oder des Gehäuseinnendrucks angeordnet ist.
Im Rahmen der Erfindung kann die Rückhalteeinrichtung 16
oder können die Rückhalteeinrichtungen 16 mittig oder - wie
aus Fig. 3 zu entnehmen ist - um ein Maß d versetzt und
somit außermittig angeordnet sein. Dabei ist es im Rahmen
der Erfindung auch möglich, daß die Schwenkachse 14 und die
Mittelachse 31 der Rückhalteeinrichtung 16 koaxial
zueinander angeordnet sind (nicht dargestellt). Des weiteren
ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, daß zwei
einander gegenüberliegend angeordnete runde Anschlagszapfen
31 das Schwenklager der Schrägscheibe 11 bilden können, wenn
die die Anschlagzapfen 31 aufnehmenden Ausnehmungen 2c, 11b
Lagerausnehmungen sind und insbesondere durch Lagerbohrungen
gebildet sind. Dies gilt sowohl für die Ausgestaltung nach
Fig. 1 als auch für die nach Fig. 2 bis 4.
Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich (Fig. 3), das
von der Welle 4 durchfaßte Loch 66 in der Schrägscheibe 11
zu der Seite exzentrisch siehe (c) im Gehäuse 2 anzuordnen,
zu der die Schwenkachse 14 und/oder die Mittelachse 31
versetzt ist. Dabei kann diese Exzentrizität c kleiner als
das Versatzmaß d sein und vorzugsweise etwa halb so groß
sein.
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 4 weist die Schrägscheibe 11
auf ihrer Rückseite 2 einen stumpfen Winkel W miteinander
einschließende Anlageflächen 11c, 11d auf, die vorzugsweise
eben sind, und mit denen sie in ihrer Stellung minimalen und
maximalen Schwenkwinkels an der gegenüberliegenden Stirnwand
2d des Gehäuses 2 anliegt. Dabei kann die Schrägscheibe 11
nicht nur in ihren Schwenkendstellungen, sondern mit dem
Scheitel 67 auch in wahlweisen Zwischenstellungen an der
Stirnwand 2d anliegen und axial abgestützt sein, wodurch das
Schwenklager gebildet oder die zu beiden Seiten vorhandenen
Schwenklager der Schrägscheibe 11 entlastet sind und somit
weniger stabil ausgebildet werden können. Die Anlage der
Anlageflächen 11c, 11d ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn zwei Anschlagzapfen 31 das Schwenklager bilden, wie es
Fig. 4 andeutungsweise zeigt.
Die Fig. 6 bis 10 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1. Dieses
Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend mit dem anhand der
Fig. 2 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiele überein. Für
gleiche oder gleichwirkende Teile wurden übereinstimmende
Bezugszeichen vergeben, so daß sich insoweit eine
wiederholende Beschreibung erübrigt.
Der Unterschied zu dem anhand der Fig. 2 bis 4 erläuterten
Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die Stützeinrichtung
16a die Rückzugeinrichtung 15 nicht fortwährend
hintergreift, sondern nur dann hintergreift, wenn sich die
Rückhalteeinrichtung 16 in ihrer ausgefahrenen
Arbeitsstellung befindet. Wenn sich die Rückhalteeinrichtung
16 hingegen in ihrer nicht ausgefahrenen Grundstellung
befindet, gibt die Stützeinrichtung 16a die
Rückzugeinrichtung 15 frei. Dies erleichtert die Demontage
der Axialkolbenmaschine 1 wesentlich.
Bei dem in den Fig. 6 bis 10 dargestellten
Ausführungsbeispiel umfaßt die Stützeinrichtung 16a jeweils
eine Drehwelle 80. An der Drehwelle 80 ist ein
exzentrischer, im Ausführungsbeispiel plattenförmiger,
Fortsatz 81 angeordnet bzw. einstückig mit der Drehwelle 80
ausgebildet. Die Drehwelle 80 befindet sich im Eingriff mit
dem Anschlagzapfen 31 der Rückhalteeinrichtung 16. Wenn der
Anschlagzapfen 31 von der in Fig. 7 dargestellten
Grundstellung in die in Fig. 6 dargestellte Arbeitsstellung
verschoben wird, so bewirkt diese Translationsbewegung des
Anschlagzapfens 31 eine Drehbewegung der Drehwelle 80 und
somit eine Drehung des exzentrischen Fortsatzes 81 an jeder
Drehwelle 80. Der exzentrische Fortsatz 81 ist dabei so
angeordnet, daß er nur dann die Rückzugeinrichtung 15
hintergreift, wenn sich der Anschlagzapfen 31 der
Rückhalteeinrichtung 16 in seiner Arbeitsstellung befindet,
so wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn sich der
Anschlagzapfen 31 hingegen in seiner in Fig. 7 dargestellten
Grundstellung befindet, so hintergreift der exzentrische
Fortsatz 81 der beiden Drehwellen 80 die Rückzugeinrichtung
15 nicht, so daß die Rückzugeinrichtung 15 und die damit
verbundenen Bauteile problemlos demontiert werden können.
Wie sich dies sowohl aus der Fig. 9, die den Ausschnitt IX
in Fig. 8 vergrößert darstellt, als auch aus Fig. 10, die
den Ausschnitt X in Fig. 7 vergrößer darstellt, ergibt, hat
der Anschlagzapfen 31 eine Verzahnung 82, die mit einer
Verzahnung 83 an der Drehwelle 80 kämmt. Im
Ausführungsbeispiel ist die Verzahnung 82 des
Anschlagzapfens 31 an einer Abflachung 84 des
Anschlagzapfens 31 in Art einer Zahnstange ausgebildet. Die
Verzahnung 82 könnte alternativ jedoch auch durch an der
Mantelfläche des Anschlagzapfens 31 umlaufende Nuten
ausgebildet sein. Die Drehwelle 80 ist in dem Bereich, in
welchem sie im Eingriff mit dem Anschlagzapfen 31 steht, als
Zahnrad mit umfänglich verteilt angeordneten Zähnen 85
ausgebildet. Durch die Verzahnung 83 steht die Drehwelle 80
mit dem zugeordneten Anschlagzapfen 31 so in Wirkverbindung,
daß bei einer Verschiebung bzw. Translationsbewegung des
Anschlagzapfens 31 die Drehwelle 80 eine Drehbewegung
ausführt.
Bei dem anhand der Fig. 6 bis 10 beschriebenen
Ausführungsbeispielen ist besonders vorteilhaft, daß durch
die Betätigung der Rückhalteeinrichtung 16 sowohl eine
Verankerung der Schrägscheibe 11 an dem Gehäuse 2, als auch
der Rückzugeinrichtung 15 an der Schrägscheibe 11
automatisch bzw. selbsttätig bewirkt wird. Sobald sich in
dem Gehäuseinnenraum 3 ein Gehäuseinnendruck einstellt oder
über die Kanalverbindung 68 ein Systemdruck ansteht, wird
die erfindungsgemäße Rückhalteeinrichtung 16 betätigt und
bewirkt die beschriebene Verankerung. Bei der Demontage wird
diese Verankerung automatisch zurückgesetzt, wodurch
Wartungsarbeiten erheblich vereinfacht werden.