EP1671032B1 - Hydrostatische kolbenmaschine mit zwei hydraulischen kreisläufen - Google Patents

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EP1671032B1
EP1671032B1 EP04790263A EP04790263A EP1671032B1 EP 1671032 B1 EP1671032 B1 EP 1671032B1 EP 04790263 A EP04790263 A EP 04790263A EP 04790263 A EP04790263 A EP 04790263A EP 1671032 B1 EP1671032 B1 EP 1671032B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
group
cylinder drum
cylinder bores
piston machine
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP04790263A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1671032A1 (de
Inventor
Günter Wanschura
Jürgen GINTNER
Jerzy Kreja
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brueninghaus Hydromatik GmbH
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Brueninghaus Hydromatik GmbH filed Critical Brueninghaus Hydromatik GmbH
Publication of EP1671032A1 publication Critical patent/EP1671032A1/de
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Publication of EP1671032B1 publication Critical patent/EP1671032B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—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
    • 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
    • F04B1/22—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 having two or more sets of cylinders or pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—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
    • 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
    • F04B1/2035—Cylinder barrels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—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
    • 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
    • F04B1/2042—Valves

Definitions

  • the invention relates to a hydrostatic piston machine for simultaneous operation in a first and a second hydraulic circuit.
  • the hydrostatic piston machine comprises a cylinder drum, in which a first group of cylinder bores is introduced, which are connectable to a first hydraulic circuit. Furthermore, a second group cylinder bores is introduced into the cylinder drum, which are connectable to a second hydraulic circuit.
  • the cylinder bores of the first and the second group are introduced on a common pitch circle in the cylinder barrel. The outer diameter of the cylinder drum is not increased by a radial offset between the cylinder bores of the first group and the second group.
  • the minimum diameter on which the cylinder bores are arranged is determined exclusively by the required delivery volume and the maximum achievable setting angle of a swash plate.
  • the cylinder bores of the first group are connected by first connection channels to the first hydraulic circuit, wherein the first connection channels of second connection channels through the orifice on the front side of the cylinder drum differ at a different distance from the cylinder drum axis.
  • the assignment of the individual cylinder bores of the first group is thus carried out in each case by a first connecting channel, which opens at a first distance from the cylinder drum axis on the end face of the cylinder drum, while the assignment of the cylinder bores of the second group via one with a corresponding second distance from the cylinder drum axis ausmündenden second connection channel takes place.
  • a control plate In order to connect the cylinder bores via the first and second connecting channels in time with working lines of the first and second hydraulic circuit, respectively, a control plate is provided, in which at least a first control kidney and a second control kidney are arranged, wherein the first and the second control kidneys each along a circular arc ersdietrecken.
  • the radius of the respective circular arc corresponds to the distance from the cylinder drum axis, in which the first connection channels or the second connection channels open out at the end face of the cylinder drum.
  • the first or second hydraulic circuit is preferably associated with a respective further control kidneys. This is the first hydraulic circuit and the second Hydraulic circuit completely separated from each other and each have a separate pressure or suction port.
  • the third control kidney required for this purpose again extends along a circular arc whose radius corresponds to the radius of the circular arc along which the first control kidney extends. Accordingly, the fourth control kidney extends along a circular arc corresponding to the second control kidney.
  • the control plate is spherically formed on the cylinder drum side facing.
  • the spherical shape corresponds to a spherical depression formed in the end face of the cylinder drum. With the spherical recess, the cylinder barrel abuts the spherical shape of the control plate, thereby centering the cylinder barrel.
  • a defined leakage flow is generated by the outlets of the connection channels, whereby a hydrodynamic sliding bearing is formed between the contact surfaces of the control plate and the cylinder drum.
  • connection channels z. B. be introduced by milling in a particularly simple manner in the cylinder drum without having to span the workpiece or change the feed angle of the tool.
  • connection channels of the first or the second group of cylinder bores are introduced at a specific angle to the cylinder drum axis.
  • first and / or second connecting channels are introduced into the cylinder drum with a radial direction component, then it is particularly advantageous if those connecting channels which open at the smaller distance from the longitudinal axis of the cylinder drum on the end face of the cylinder drum, in the direction of the mouth on the Cylinder drum axis are oriented. Together with the spherical depression on the front side of the cylinder drum, this results in an exit angle of approximately a right angle. This is not only for the production of a simplification, but also leads to an increased durability of the reciprocating engine.
  • Another advantage with regard to the pulsation of the hydrostatic piston engine results when the number of cylinder bores of the first and the second group is identical. It is particularly advantageous if both the number of cylinder bores of the first group and the number of cylinder bores of the second group is an odd number. Along the common pitch circle, the cylinder bores of the first group and the second group are alternately arranged.
  • a particularly versatile hydrostatic piston engine results when the piston longitudinally displaceably arranged in the cylinder bores of the first and second groups are supported on a common swashplate, so that at a right angle of the swashplate with respect to the cylinder drum axis the stroke of all pistons is zero and the swashplate becomes zero from this position can be pivoted in both directions.
  • the hydrostatic piston machine 1 comprises a pump 2 for the parallel conveying of pressure medium into two separate, closed hydraulic circuits.
  • the delivery rate of the pump 2 can be changed together by an adjusting device 3 for both hydraulic circuits.
  • the adjusting device 3 consists of a cylinder and a control piston 4 arranged therein, which is acted upon in a known manner at opposite mutually oriented piston surfaces in each case a control pressure chamber with a control pressure.
  • the two control pressure chambers are connected via a respective control pressure line 6a, 6b with a control pressure control valve 5.
  • the first hydraulic circuit is formed from a first working line 7 and a second working line 8.
  • the pump 2 promotes either in the first working line 7 or the second working line 8. In a promotion in the first working line 7 takes place simultaneously due to the common adjustment of a promotion of pressure medium in a first working line 7 'of the second hydraulic circuit or, in promotion in the second working line 8 of the first hydraulic circuit in a second working line 8 'of the second hydraulic circuit.
  • the first hydraulic circuit consisting of the first working line 7 and the second working line 8 is hydraulically independent of the second hydraulic circuit, consisting of its first working line 7 'and its second working line 8'.
  • the auxiliary pump 9 When starting the pump 2, first the first hydraulic circuit and the second hydraulic circuit is fed by an auxiliary pump 9 with pressure medium.
  • the auxiliary pump 9 sucks pressure medium via a suction line 10 from a tank volume 11.
  • a filter 12 is arranged in the suction line 10 outside the housing of the hydrostatic piston machine 1, which frees the sucked pressure fluid from impurities.
  • a first high-pressure limiting valve 13 and a second high-pressure limiting valve 14 is provided, wherein the first high-pressure limiting valve 13 with the first working line 7 of the first hydraulic circuit and the second high-pressure limiting valve 14 with the second Working line 8 of the first hydraulic circuit is connected.
  • a third high pressure relief valve 13 ' is connected to the first working line 7' of the second hydraulic circuit and a fourth high pressure limiting valve 14 'is connected to the second working line 8' of the second hydraulic circuit.
  • the first to fourth high-pressure relief valves 13, 13 ', 14 and 14' are connected in common with a feed line 15, in which the auxiliary pump 9 promotes the sucked pressure medium.
  • a check valve 17 which, for supplying pressure medium, a flow path from the feed line 15 in the direction the respectively connected working line 7, 8, 7 'or 8' opens as long as the pressure in the feed line 15 is greater than the respective working pressure.
  • a pressure relief valve 18 in the high-pressure relief valves 13, 13 ', 14 and 14' is arranged, which opens at a critical pressure in the respective working line 7, 8, 7 ', or 8' in the direction of the feed line 15 is exceeded ,
  • the control pressure control valve 5 is designed as a 4/3-way valve, which is continuously adjustable. To set a specific position, the control pressure regulating valve 5 is acted upon by a force acting in the axial direction starting from its neutral position in which it is held by compression springs. This force is generated as a force difference between two proportional magnets 20a and 20b, which act in the same direction with a respective compression spring on a valve piston of the control pressure control valve 5. The respectively adjusted position of the control piston 4 is taken into account in the regulation of the control pressure by a valve sleeve of the control pressure control valve 5 is connected to the actuating piston 4 via a coupling rod 21.
  • control pressure control valve 5 In order to pressurize the control pressure chambers with a control pressure, the control pressure control valve 5 is connected via a control pressure supply line 16 to the feed line 15.
  • the adjusting device 3 can thus be actuated when starting the pump 2 from the time at which the auxiliary pump 9 has built a pressure in the feed pressure line 15.
  • the adjusting device 3 can thus be operated independently of the funded by the pump 2 in the first hydraulic circuit or second hydraulic circuit pressure medium quantity.
  • the auxiliary pump 9 and the pump 2 are driven in the illustrated embodiment by a common drive shaft 22.
  • Fig. 2 In the longitudinal section of the hydrostatic piston machine according to the invention shown in Fig. 2 it is shown how the common drive shaft 22 is supported by a roller bearing 23 at one end of a pump housing 24.
  • the common drive shaft 22 is mounted in a sliding bearing 26, which is arranged in a connection plate 25 which closes the pump housing 24 at the opposite end.
  • connection plate 25 is a, the connection plate completely penetrating in the axial direction recess 33 formed in the one hand, the sliding bearing 26 is arranged and the other is penetrated by the common drive shaft 22.
  • the auxiliary pump 9 is inserted into a radial extension of the recess 33.
  • the common drive shaft 22 has a first toothing 27.1 and a second toothing 27.2, which are in engagement with corresponding toothings of an auxiliary pump shaft 28.
  • the auxiliary pump shaft 28 is supported in the recess 33 by a first auxiliary pump sliding bearing 34 and by a second auxiliary pump sliding bearing 35 in the auxiliary pump connecting plate 31.
  • a gear 29 is arranged, which is in engagement with a ring gear 30.
  • the ring gear 30 which is rotatably arranged in the auxiliary pump connection plate 31, also driven by the auxiliary pump shaft 28 and thus ultimately by the common drive shaft 22.
  • the suction and the pressure-side connection for the auxiliary pump 9 are formed.
  • the auxiliary pump 9 is fixed by a cover 32, which is mounted on the connection plate 25, in the radial extension of the recess 33 of the connection plate 25.
  • the inner ring of the roller bearing 23 is fixed in the axial direction on the common drive shaft 22.
  • the inner ring rests on the one hand on a collar 36 of the common drive shaft 22 and is held on the other side by a locking ring 37 in this axial position, which is inserted in a groove of the common drive shaft 22.
  • the axial position of the roller bearing 23 with respect to the pump housing 24 is determined by a disc 38 which bears against a shoulder of a shaft opening 39 in the pump housing 24.
  • In Direction of the outside of the pump housing 24 is in the shaft opening 39 also has a sealing ring 40 and finally another locking ring 41 is arranged, wherein the retaining ring 41 is inserted into a circumferential groove of the shaft opening 39.
  • a drive toothing 42 is formed, via which the hydrostatic piston engine is driven by a drive machine, not shown.
  • a cylinder drum 43 is arranged, which has a central passage opening 44, which is penetrated by the common drive shaft 22. Via a further drive toothing 45, the cylinder drum 43 is secured against rotation, but slidably connected in the axial direction with the common drive shaft 22, so that a rotational movement of the common drive shaft 22 transmits to the cylinder drum 43.
  • a further securing ring 46 is used, on which a first support plate 47 rests.
  • the first support disk 47 forms a first spring bearing for a compression spring 48.
  • a second spring bearing for the compression spring 48 is formed by a second support plate 49, which is supported on the end face of the further drive toothing 45.
  • the compression spring 48 thus exerts on the one hand on the common drive shaft 42 and on the other hand on the cylinder drum 43 in each case a force in the opposite axial direction.
  • the common drive shaft 22 is loaded so that the outer ring of the roller bearing 23 is supported on the disc 38.
  • the compression spring 48 acts on the cylindrical drum 43, which is formed with a formed on the end face of the cylindrical drum 43 spherical Well 51, is held in abutment on a control plate 52.
  • the control plate 52 in turn bears sealingly against the connection plate 25 with the side remote from the cylinder drum 43.
  • the cylinder drum 43 is centered.
  • the position of the control plate 52 in the radial direction is determined by the outer circumference of the sliding bearing 26.
  • the sliding bearing 26 is used for this purpose only partially in the recess 33 in the connection plate 25.
  • cylinder bores 53 are distributed over a common pitch circle introduced, in which pistons 54 are arranged, which are longitudinally displaceable in the cylinder bores 53.
  • the pistons 54 protrude partially out of the cylinder drum 43.
  • a respective sliding shoe 55 is attached to the piston 54, via which the piston 54 is supported on a running surface 56 of a swash plate 57.
  • the angle which the running surface 56 of the swashplate 57 encloses with the central axis can be changed.
  • the swash plate 57 can be adjusted by the adjusting device 3 in its inclination.
  • the swash plate 57 is roller-mounted in the pump housing 24.
  • connection plate 25 To connect the hydrostatic piston engine 1 to a first hydraulic circuit and to a second hydraulic circuit, a first high-pressure port 58 and a second high-pressure port 58 'are schematically shown in the connection plate 25, which can be connected in a manner not shown via the control plate 52 with the cylinder bores 53 ,
  • FIG. 3 An enlarged view of the cooperating in the interior of the pump housing 24 components is shown in Fig. 3.
  • the swash plate 57 On its side facing away from the running surface 56 side, the swash plate 57 is supported on a cylindrical roller bearing 58 whose cylindrical rollers are held by a bearing cage 59.
  • the bearing cage 59 is attached to a securing mechanism 60, through which the bearing cage 59 carries out a controlled movement during both pivoting and pivoting back.
  • the swash plate 57 is coupled to a sliding block 61, which rotates in a manner not shown, the swash plate 57 about an axis lying in the plane of the drawing.
  • the cylinder bores indicated generally at 53 in FIG. 2 are subdivided into a first group of cylinder bores 53. 1 and a second group of cylinder bores 53. 2.
  • a sliding shoe 55 is arranged on the end of the piston 54 facing away from the control plate 52.
  • the shoe 55 is secured with a recess on a spherical head of the piston 54 so that the shoe 55 is movably fixed to the piston 54 and tensile and compressive forces are transferable.
  • a sliding surface 62 is formed, with which the sliding shoe 55 and thus the piston 54 is supported on the running surface 56 of the swash plate 57.
  • lubricating oil grooves are formed, which are formed via a formed in the shoe 55 lubricating oil passage 63, in the piston 54 as a lubricating oil bore 63 '. is continued to be connected to the cylindrical bores 53 formed in the cylinder barrel 43.
  • the pistons 54 By supporting the sliding shoes 55 on the running surface 56, the pistons 54, upon rotation of the common drive shaft 22, perform a lifting movement, by means of which the pressure medium located in the cylinder chambers in the cylinder drum 43 is pressurized. A part of this pressure medium exits on the sliding surface 62 and thus forms on the running surface 56 a hydrodynamic bearing for the sliding shoe 55.
  • first connection channels 64.1 and second connection channels 64.2 are connected to the cylinder bores of the first group 53.1 and the cylinder bores of the second group 53.2.
  • the first and second connection channels 64.1 and 64.2 extend from the cylinder bores of the first group 53.1 and the cylinder bores of the second group 53.2 to the spherical recess 51 which is formed on an end face 65 of the cylinder drum 43.
  • a hardened portion 66 is formed on the cylinder barrel 43 to reduce wear.
  • a first Steueriere 67 and a second control kidney 68 is formed, which penetrate the control plate 52 in the axial direction.
  • a third control kidney 69 and a fourth control kidney 70 are formed. While the first and the third control kidneys 67 and 69 via the connection plate 25 with working lines 7 and 8 of the first hydraulic Similarly, the second control reindeer 68 and the fourth control reed 70 are connected to the working lines 7 'and 8', respectively, of the second hydraulic circuit.
  • the geometric configuration of the control kidneys 67 to 70 in the control plate 52 will be explained below with reference to FIGS. 8 to 10.
  • the first and third control kidneys 67 and 69 have an identical first distance R 1 'from the longitudinal axis 71 of the cylindrical drum 43, which is smaller than the second control reindeer 68 and the fourth control reindeer 70 identical second distance R 2 ' from the longitudinal axis 71.
  • the first connecting channels 64.1 are connected in alternation with the first control kidney 67 and the third control kidney 69, so that due to the lifting movement of the arranged in the cylinder bores 53.1 of the first group piston 54, the pressure medium z. B. is sucked in via the third control kidney 69 and pumped via the first control kidney 67 in the pressure-side working line 7 or 8 of the first hydraulic circuit.
  • the first connecting channels 64.1 open for this purpose on the end face 65 of the cylinder drum 43 at a first distance R 1 from the longitudinal axis 71 of the cylinder drum 43, the first distance R 1 'of the first and third control animals 67 and 69 from the longitudinal axis 71st the cylinder drum 43 corresponds.
  • the first connection channels 64.1 are arranged in the cylinder drum 43 so as to have a radial directional component, by which the first distance R 1 of the orifice at the end face 65 is smaller than the distance on the opposite side of the first connection channels 64.1. Accordingly, the second connection channels 64.2 terminate at the end face 65 of the cylinder drum 43 at a second distance D 2 which corresponds to a second distance D 2 'of the second and fourth control reed 68 and 70 from the longitudinal axis 71.
  • a hold-down plate 72 is provided, which engages around the sliding shoes 55 on a shoulder provided for this purpose.
  • the hold-down plate 72 has a spherical, central recess 73, with which it is supported on a support head 74, which is arranged at the end facing away from the end face 65 of the cylinder drum 43.
  • FIG. 4 shows a further section through a piston engine according to the invention.
  • the cutting plane does not coincide with the pivot axis of the swash plate 57.
  • the swash plate 57 is shown in a swung-out state. It follows directly that the funded volume is dependent on the angle of the swash plate 57 and the distance of the shoes 55 from the longitudinal axis 71 of the cylinder drum 43.
  • FIG. 5 shows an enlarged view of the cylindrical drum 43.
  • the cylindrical drum 43 is rotationally symmetrical with respect to its longitudinal axis 71.
  • the hardened region 66 can be seen in the region of the spherical depression 51 which is formed on the end face 65.
  • the first connection channels 64.1 open out, just like the second connection channels 64.2, in this hardened region 66 on the end face 65.
  • the first connection channels 64.1 open at the end face at a first distance R 1 from the longitudinal axis 71.
  • the second connecting channels 64.2 open out at the end face 65 at a second distance R 2 from the longitudinal axis 71, which is greater than the first distance R 1 .
  • the first connection channels 64.1 open at a third distance R 3 in the cylinder bores of the first group 53.1, wherein the third distance R 3 in the illustrated embodiment is identical to a fourth distance R 4 , in which the second connection channels 64.2 in the cylinder bores of the second group 53.2.
  • the different first and second distances R 1 and R 2 of the mouths of the first and second connection channels 64.1 and 64.2 on the end face 65 of the cylinder drum 43 is realized in that the first connection channels 64.1 a radial direction component exhibit.
  • the radial direction component is selected such that the first distance R 1 is smaller than the third distance R 3 .
  • the second distance R 2 may also be larger, in contrast to the representation of FIG. 5 are selected as the fourth distance R 4 , so that the second connection channels 64.2 have a radial direction component.
  • first connection channels 64.1 and the second connection channels 64.2 in each case parallel to the longitudinal axis 71.
  • first distance R 1 is identical to the third distance R 3 , wherein the first and third distances R 1 and R 3 are smaller than the second and fourth distances R 2 and R 4 , which in turn are identical.
  • Such an arrangement is advantageous when large diameters of the cylinder bores 53 are present, so that a sufficiently large offset between the first connection channels 64.1 and the second connection channels 64.2 can be achieved.
  • FIG. 5 also shows that liners 74 are respectively inserted into the cylinder bores of the first group 53.1 and into the cylinder bores of the second group 53.2.
  • the bushings 74 are made of a material which withstands a higher load than the material of the cylinder barrel 43.
  • the cylinder barrel 43 itself can be made from a material that is easy to process, which is not suitable for the immediate insertion of the piston 54.
  • the hardened area 66 is formed in the region of the system with the control plate 52, which can withstand the high pressure loads and the friction occurring there.
  • FIG. 6 shows a plan view of the cylinder drum 43 from the side of the swashplate 57.
  • the cylinder bores of the first group 53.1 and the cylinder bores of the second group 53.2 are uniformly distributed and arranged alternately over a common pitch circle 76.
  • the cylinder bores of the first group 53.1 and the cylinder bores of the second group 53.2 have an identical diameter.
  • ten cylinder bores 53 are introduced into the cylinder drum 43 in the illustrated embodiment.
  • five cylinder bores of the first group 53.1 and five cylinder bores of the second group 53.2 are respectively assigned.
  • the symmetrical arrangement and an identical one Number of cylinder bores of the first group 53.1 and cylinder bores of the second group 53.2 improve the pulsation behavior of the axial piston machine.
  • the end face 65 of the cylindrical drum 43 is shown as a plan view in FIG. 7.
  • the outlets of the first connection channels 64.1 are kidney-shaped and terminate in the region of the spherical recess 51 on a circle with the first radius R 1 .
  • the kidney-shaped outlets of the first connection channels 64.1 each have an identical geometry. They extend over a first length L 1 along a circular arc with the first radius R 1 , wherein the kidney-shaped outlets are arranged symmetrically with respect to the circular arc.
  • the outlets of the second connection channels 64: 2 are also kidney-shaped and extend with a second length L 2 each along a circular arc with the second radius R 2 .
  • the kidney-shaped outlets of the second connection channels 64.2 are also arranged symmetrically with respect to the circular arc with the second radius R 2 , wherein the width of the outlets in the radial direction is smaller than the width of the outlets of the first connection channels 64.1.
  • the second length L 2 of the outlets of the second connection channels 64.2 greater than the first length L 1 of the outlets of the first connection channels 64.1, so that the opening cross-section of the outlets of the first connection channels 64.1 is identical to the opening cross-section of the outlets of the second connection channels 64.2.
  • FIG. 8 shows a plan view of a control plate 52 of a hydrostatic piston machine 1 according to the invention.
  • two recesses 78.1 and 78.2 are provided on the outer circumference of the control plate.
  • the first control kidney 67 consists in the illustrated embodiment of a first portion 67 'and a second portion 67''.
  • Each of the two sections 67 'and 67 is kidney-shaped
  • the two kidney-shaped sections 67' and 67" each have an identical third length L 3 and extend along a circular arc with a first control radius R 1 'which is in particular identical to the first first radius R 1 of the mouths of the first connection channels 64.1.
  • a first divider 79 is formed between the first portion 67 'and the second portion 67 "of the first control kidneys 67.
  • the first portion 67' and the second portion 67" of the first control kidney 67 are symmetrical with respect to the arc with the first kidney control port radius R 1 "arranged. Depending on the angle of rotation of the common drive shaft 22 are therefore the mouths of the first connecting channels 64.1 to overlap with the first portion 67 'and the second portion 67" of the first kidney control port 67.
  • the second control kidney 68 is also formed by a first section 68 'and a second section 68 " second control kidneys 68 are in turn each kidney-shaped and are also separated from each other by the first divider 79.
  • the two sections 67 'and 67 "of the first control kidney 67 and the two sections 68' and 68" of the second control kidney 68 are each arranged symmetrically with respect to the separating web 79.
  • the portions 68 'and 68 "of the second control kidneys 68 extend along a circular arc with the second control radius R 2 ', their width being smaller than the width of the portions 67 'and 67" of the first control kidneys 67.
  • the kidney shaped portions 68' and 68 "of the circular arc with the second radius R 2 control kidneys are also symmetrical with respect to 'disposed.
  • the second kidney control port radius R 2' is preferably identical to the second radius R 2.
  • the width of the sections 68 'and 68 "of the second control kidneys 68 corresponding to the width of the outlets of the second connection channels 64.2, so that the second connection channels 64.2 also come in dependence on the angle of rotation of the common drive shaft 22 and the cylindrical drum 43 in full registration with the sections 68 'and 68 "of the second control reeds 68.
  • the first section 68' and the second section 68" of the second control reeds 68 extend with a fourth length L 4 along the arc with the second control radius R 2 '. Due to the selected lengths and the position of the kidney-shaped sections on the respective circular arcs, the control times of the axial piston machine are set.
  • a first portion 69 'and a second portion 69 "of the third control kidney 69 and a first portion 70' and a second portion 70" of the fourth control kidney 70 are inserted into the control plate 52.
  • the geometry and the arrangement of the third control kidneys 69 correspond to those of the first control kidneys 67 and the geometry and arrangement of the fourth Control kidney 70 corresponds to that of the second control reed 68.
  • a second divider 81 is formed between the first sections 69 ', 70' and the second sections 69 ", 70" of the third and fourth control screens 69 and 70, respectively To avoid repetition, a renewed, detailed explanation is omitted.
  • a circumferential groove 80 is inserted in the control plate 52.
  • return bores 82.1, 82.2, 82.3 and 82.4 are provided which serve the return transport of pressure medium, which passes from the hydrodynamic sliding bearing in the circumferential groove 80.
  • Fig. 9 is a section through a control plate 52 along the line IX-IX of Fig. 8 is shown.
  • the first sections 69 'and 70' of the third and fourth control screens 69 and 70 shown in FIG. 9 are arranged in a region with a spherical shape 83.
  • the circumferential groove 80 is arranged.
  • the region of the first recess 78.1 on the outer circumference of the control plate 52 is offset radially inwardly and from the side of the connection plate 26 from a center hole 84 introduced into the control plate 52, which serves to receive a centering pin, not shown.
  • an inner centering bore 87 is introduced into the control plate 52, which is designed in several stages. As has already been briefly indicated in the explanation of FIG. 2, protrudes into this inner centering hole 87 of the connecting plate 25 protruding part of the sliding bearing 26 inside. Due to the multi-stage design of the inner centering bore 87, an outer circumferential collar may be formed on the sliding bearing 26, which serves as a stop when inserted into the recess 33 of the connection plate 25.
  • a planar region 85 is formed on the control plate 52, through which the control plate 52 sealingly abuts a corresponding, planar surface of the connection plate 25 .
  • the flat portion 85 does not extend over the entire diameter of the control plate 52, but leaves in the radially outer region of the control plate 52 a recessed portion 86 free. In this region 86 recessed relative to the flat region 86, a gap is created between the control plate 52 and the connection plate 25, via which the pressure medium discharged through the return bores 82.1 to 82.4 flows into the interior of the pump housing 24.
  • a further circumferential groove 88 is arranged whose radius is identical to the radius of the circumferential groove 80.
  • the circumferential groove 80 and the further circumferential groove 88 are connected to each other via the return bores 82.1 to 82.4.
  • the exit of the return bores 82.1 to 82.4 in the further circumferential groove 88 shows the view of the control plate 52 from the side of the connection plate 25.
  • the first recess 78.1 and the second recess 78.2 which are arranged on the outer periphery of the control plate 52, extends a first Drain groove 89.1 and a second drain groove 89.2 in the radial direction to the inner center hole 87.
  • an extended area 90.1 or 90.2 educated. Due to the widened region 90.1 or the widened region 90.2, even if a centering pin is inserted into the centering bore 84 or a corresponding centering bore 84 ', a leakage path for the pressure medium is maintained.
  • a piston engine is used for a first and a separate second, closed hydraulic circuit, wherein the cylinder bores 53 are arranged on a single, common pitch circle 76 in the cylinder drum 43.
  • the assignment of the cylinder bores 53 to the first and second hydraulic circuit via first connecting channels 64.1 and second connecting channels 64.2, which are also arranged in the cylinder drum 43.
  • the outlets of the first connection channels 64.1 and the second connection channels 64.2 have a different distance from the longitudinal axis 71 of the Cylinder drum 43, wherein this different distance with the arrangement of the respective first and second hydraulic circuit associated first and third control kidneys 67 and 69 and second and fourth control reindeers 68 and 70 of a control plate 52 corresponds.
  • connection channels 64.1 and the second connection channels 64.2 can be either radially offset from each other, but arranged parallel to the longitudinal axis 72 in the cylindrical drum 43, or have a radial direction component.
  • those connecting channels 64.1 and 64.2 which open at a smaller distance from the longitudinal axis 72 on the end face 65 of the cylinder drum 43, a radial direction component, which are oriented to the control plate 52 in the direction of the longitudinal axis 72.
  • this results in an exit angle of approximately 90 ° for the first connection channels 64.1 and the second connection channels 64.2, which has a positive effect on the strength.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Kolbenmaschine zum gleichzeitigen Betrieb in einem ersten und einem zweiten hydraulischen Kreislauf.
  • Zum gleichzeitigen Betrieb einer hydrostatischen Kolbenmaschine in einem ersten Kreislauf und in einem zweiten hydraulischen Kreislauf ist es aus der US 3,188,963 bzw. DE-3127610-A1 bekannt, in eine Zylindertrommel eine erste Gruppe von Zylinderbohrungen und eine zweite Gruppe von Zylinderbohrungen einzubringen. Die erste Gruppe von Zylinderbohrungen wird dabei auf einem Teilkreis mit einem größeren Radius als der Teilkreis der zweiten Gruppe von Zylinderbohrungen angeordnet. Die in den Zylinderbohrungen der ersten und der zweiten Gruppe angeordneten Kolben stützen sich an dem von der Anschlussseite abgewandten Ende auf einer Schrägscheibe ab. Durch die unterschiedlichen Radien, auf denen die Zylinderbohrungen der ersten bzw. zweiten Gruppe angeordnet sind, führen die Kolben in den Zylinderbohrungen eine unterschiedlich große Hubbewegung aus.
  • Dabei ist es nicht nur nachteilig, dass durch den unterschiedlichen Abstand der Zylinderbohrungen von der Mittelachse und dem daraus resultierenden Aufstandspunkt der Kolben auf der Schrägscheibe Vibrationen entstehen, sondern auch, dass durch die versetzte Anordnung in der Zylindertrommel deren Außendurchmesser vergrößert ist. Der minimale Abstand von der Achse der Zylindertrommel wird unter anderem durch den benötigten Hub, sowie den Winkel der Schrägscheibe festgelegt. Eine weiter innen liegende Anordnung der inneren Zylinderbohrungen ist so nicht möglich.
  • Die dem anderen hydraulischen Kreislauf zugeordneten, radial nach außen versetzen Zylinderbohrungen vergrößern damit den gesamten Durchmesser der Zylindertrommel und in der Folge die Baugröße der gesamten Kolbenmaschine. Weiterhin ergibt sich als Nachteil, dass entweder eine unterschiedliche Anzahl von Zylinderbohrungen auf dem inneren und dem äußeren Teilkreis erforderlich ist, oder aber Zylinderbohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden müssen, um zwei sich hinsichtlich der Förderleistung entsprechende hydraulische Kreisläufe mit der Kolbenmaschine betreiben zu können.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine hydrostatische Kolbenmaschine zu schaffen, welche bei minimierten Bauraumanforderungen den Betrieb in zwei sich entsprechenden hydraulischen Kreisläufen ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine hydrostatische Kolbenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße hydrostatische Kolbenmaschine umfasst eine Zylindertrommel, in die eine erste Gruppe von Zylinderbohrungen eingebracht ist, welche mit einem ersten hydraulischen Kreislauf verbindbar sind. Weiterhin ist eine zweite Gruppe Zylinderbohrungen in die Zylindertrommel eingebracht, welche mit einem zweiten hydraulischen Kreislauf verbindbar sind. Die Zylinderbohrungen der ersten und der zweiten Gruppe sind auf einem gemeinsamen Teilkreis in die Zylindertrommel eingebracht. Der äußere Durchmesser der Zylindertrommel wird dabei nicht durch einen radialen Versatz zwischen den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe vergrößert.
  • Der minimale Durchmesser, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind, wird ausschließlich durch das geforderte Fördervolumen sowie den maximal realisierbaren Einstellwinkel einer Schwenkscheibe bestimmt. Neben der verbesserten Raumausnutzung ist es ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine, dass sich sämtliche Kolben, die in den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe angeordnet sind, mit lediglich einem einheitlichen Abstand von der Zylindertrommelachse auf der Schwenkscheibe abstützen, wodurch sich eine gleichmäßigere Belastung und ein verbessertes Schwingungsverhalten ergibt.
  • Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine.
  • Die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe werden durch erste Verbindungskanäle mit dem ersten hydraulischen Kreislauf verbunden, wobei sich die ersten Verbindungskanäle von zweiten Verbindungskanälen durch die Ausmündung auf der Stirnseite der Zylindertrommel in einem anderen Abstand von der Zylindertrommelachse unterscheiden. Die Zuordnung der einzelnen Zylinderbohrungen der ersten Gruppe erfolgt damit durch jeweils einen ersten Verbindungskanal, der in einem ersten Abstand von der Zylindertrommelachse an der Stirnseite der Zylindertrommel ausmündet, während die Zuordnung der Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe über jeweils einen mit einem entsprechenden zweiten Abstand von der Zylindertrommelachse ausmündenden zweiten Verbindungskanal erfolgt.
  • Um die Zylinderbohrungen über die ersten bzw. zweiten Verbindungskanäle zeitlich korrekt mit Arbeitsleitungen des ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislaufs zu verbinden, ist eine Steuerplatte vorgesehen, in der zumindest eine erste Steuerniere und eine zweite Steuerniere angeordnet sind, wobei sich die erste und die zweite Steuerniere jeweils entlang eines Kreisbogens ersdietrecken. Der Radius des jeweiligen Kreisbogens entspricht dabei dem Abstand von der Zylindertrommelachse, in dem die ersten Verbindungskanäle bzw. die zweiten Verbindungskanäle an der Stirnseite der Zylindertrommel ausmünden.
  • Dem ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf ist vorzugsweise jeweils eine weitere Steuerniere zugeordnet. Damit sind der erste hydraulische Kreislauf und der zweite hydraulische Kreislauf vollständig voneinander getrennt und weisen jeweils einen separaten Druck- bzw. Sauganschluss auf. Die hierzu erforderliche dritte Steuerniere erstreckt sich wiederum entlang eines Kreisbogens, dessen Radius dem Radius des Kreisbogens entspricht, an dem entlang sich die erste Steuerniere erstreckt. Dementsprechend erstreckt sich die vierte Steuerniere entlang eines der zweiten Steuerniere entsprechenden Kreisbogens.
  • Zur Zentrierung der Zylindertrommel sowie zum Ausbilden eines hydrodynamischen Gleitlagers an der Stirnseite der Zylindertrommel ist die Steuerplatte auf der der Zylindertrommel zugewandten Seite sphärisch ausgeformt. Die sphärische Ausformung korrespondiert mit einer in der Stirnseite der Zylindertrommel eingebrachten sphärischen Vertiefung. Mit der sphärischen Vertiefung liegt die Zylindertrommel an der sphärischen Ausformung der Steuerplatte an, wodurch die Zylindertrommel zentriert wird. Zum Reduzieren der Reibung zwischen der Zylindertrommel und der Steuerplatte wird ein definierter Leckagestrom von den Ausmündungen der Verbindungskanäle erzeugt, wodurch zwischen den Anlageflächen der Steuerplatte und der Zylindertrommel ein hydrodynamisches Gleitlager ausgebildet wird.
  • Zum Einbringen der Verbindungskanäle ist es vorteilhaft, wenn sowohl die ersten Verbindungskanäle als auch die zweiten Verbindungskanäle sich parallel zu der Zylindertrommelachse erstrecken. Damit können die Verbindungskanäle z. B. durch Fräsen in besonders einfacher Weise in die Zylindertrommel eingebracht werden, ohne das Werkstück umspannen zu müssen oder den Zustellwinkel des Werkzeugs verändern zu müssen.
  • Bei Zylinderbohrungen mit einem geringen Durchmesser ist es dagegen besonders vorteilhaft, den unterschiedlichen Abstand der Ausmündungen von der Zylindertrommelachse an der Stirnseite der Zylindertrommel dadurch zu erzeugen, dass zumindest die Verbindungskanäle der ersten oder der zweiten Gruppe von Zylinderbohrungen in einem bestimmten Winkel zu der Zylindertrommelachse eingebracht werden. Durch solche Verbindungskanäle mit einer radialen Richtungskomponente lassen sich auch für kleine Durchmesser der Zylinderbohrungen die Abstände der Ausmündungen der ersten und der zweiten Verbindungskanäle in einem weiten Bereich variieren. Damit kann die Steuerplatte weitgehend unabhängig von den Abmessungen der Zylindertrommel gestaltet werden und insbesondere bezüglich der Anschlussplatte und der Festigkeit optimiert werden.
  • Werden die ersten und/oder zweiten Verbindungskanäle mit einer radialen Richtungskomponente in die Zylindertrommel eingebracht, so ist es besonders vorteilhaft, wenn diejenigen Verbindungskanäle, die mit dem geringeren Abstand von der Längsachse der Zylindertrommel an der Stirnseite der Zylindertrommel ausmünden, in Richtung der Ausmündung auf die Zylindertrommelachse orientiert werden. Zusammen mit der sphärischen Vertiefung an der Stirnseite der Zylindertrommel ergibt sich dadurch ein Austrittswinkel von näherungsweise einem rechten Winkel. Das stellt nicht nur für die Herstellung eine Vereinfachung dar, sondern führt auch zu einer erhöhten Dauerhaltbarkeit der Kolbenmaschine.
  • Ein weiterer Vorteil im Hinblick auf die Pulsation der hydrostatischen Kolbenmaschine ergibt sich, wenn die Anzahl der Zylinderbohrungen der ersten und der zweiten Gruppe identisch ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn sowohl die Anzahl der Zylinderbohrungen der ersten Gruppe als auch die Anzahl der Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe jeweils eine ungerade Zahl ist. Entlang des gemeinsamen Teilkreises sind die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe im Wechsel angeordnet.
  • Eine besonders vielseitige hydrostatische Kolbenmaschine ergibt sich, wenn sich die in den Zylinderbohrungen der ersten und der zweiten Gruppe längsverschieblich angeordneten Kolben auf einer gemeinsamen Schwenkscheibe abstützen, so dass bei einem rechten Winkel der Schwenkscheibe bezüglich der Zylindertrommelachse der Hub aller Kolben Null ist und sich die Schwenkscheibe aus dieser Position in beiden Richtungen verschwenken lässt.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine,
    Fig. 2
    einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße hydrostatische Kolbenmaschine,
    Fig. 3
    eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des Längsschnitts der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine,
    Fig. 4
    eine vergrößerte Darstellung eines zweiten Ausschnitts des Längsschnitts der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine,
    Fig. 5
    eine Schnittdarstellung einer Zylindertrommel der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine,
    Fig. 6
    eine Draufsicht auf die Zylindertrommel,
    Fig. 7
    eine erste Ansicht der stirnseite der Zylindertrommel,
    Fig. 8
    eine erste Ansicht einer Steuerplatte der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine,
    Fig. 9
    eine Schnittdarstellung der Steuerplatte der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine und
    Fig. 10
    eine zweite Ansicht der Steuerplatte der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine.
  • Bevor auf die konstruktive Ausgestaltung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine 1 ausführlich eingegangen wird, soll zunächst der prinzipielle Aufbau einer an zwei hydrostatischen Kreisläufen betriebenen Kolbenmaschine 1 anhand des hydraulischen Schaltplans in Fig. 1 erläutert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die hydrostatische Kolbenmaschine 1 eine Pumpe 2 zum parallelen Fördern von Druckmittel in zwei getrennte, geschlossene hydraulische Kreisläufe.
  • Die Fördermenge der Pumpe 2 ist durch eine Verstelleinrichtung 3 für beide hydraulische Kreisläufe gemeinsam veränderbar. Die Verstelleinrichtung 3 besteht aus einem Zylinder und einem darin angeordneten Stellkolben 4, der in bekannter Weise an entgegengesetzt zueinander orientierten Kolbenflächen in jeweils einer Stelldruckkammer mit einem Stelldruck beaufschlagt wird. Die beiden Stelldruckkammern sind über jeweils eine Stelldruckleitung 6a, 6b mit einem Stelldruckregelventil 5 verbunden.
  • Durch Beaufschlagen der einen Stelldruckkammer und Entlasten der anderen Stelldruckkammer wirkt auf den Stellkolben 4 ein Differenzdrück, durch den der Stellkolben 4 aus seiner Mittellage ausgelenkt wird, in der er durch zwei Zentrierfedern gehalten wird. Durch die Auslenkung des Stellkolbens 4 wird die Pumpe 2 auf ein verändertes Fördervolumen eingestellt. Die Verstellung wirkt gleichermaßen auf den ersten und den zweiten hydraulischen Kreislauf.
  • Der erste hydraulische Kreislauf wird aus einer ersten Arbeitsleitung 7 und einer zweiten Arbeitsleitung 8 gebildet. Die Pumpe 2 fördert entweder in die erste Arbeitsleitung 7 oder die zweite Arbeitsleitung 8. Bei einer Förderung in die erste Arbeitsleitung 7 erfolgt gleichzeitig aufgrund der gemeinsamen Verstellung eine Förderung von Druckmittel in eine erste Arbeitsleitung 7' des zweiten hydraulischen Kreislaufs oder, bei Förderung in die zweite Arbeitsleitung 8 des ersten hydraulischen Kreislaufs in eine zweite Arbeitsleitung 8' des zweiten hydraulischen Kreislaufs.
  • Der erste hydraulische Kreislauf, bestehend aus dessen erster Arbeitsleitung 7 und dessen zweiter Arbeitsleitung 8, ist hydraulisch von dem zweiten hydraulischen Kreislauf, bestehend aus dessen erster Arbeitsleitung 7' und dessen zweiter Arbeitsleitung 8', unabhängig.
  • Beim Anfahren der Pumpe 2 wird zunächst der erste hydraulische Kreislauf und der zweite hydraulische Kreislauf durch eine Hilfspumpe 9 mit Druckmittel gespeist. Die Hilfspumpe 9 saugt hierzu über eine Saugleitung 10 aus einem Tankvolumen 11 Druckmittel an. Zum Filtern des Druckmittels ist in der Saugleitung 10 außerhalb des Gehäuses der hydrostatischen Kolbenmaschine 1 ein Filter 12 angeordnet, das das angesaugte Druckmittel von Verunreinigungen befreit.
  • Zum Einspeisen in den ersten hydraulischen Kreislauf ist ein erstes Hochdruckbegrenzungsventil 13 und ein zweites Hochdruckbegrenzungsventil 14 vorgesehen, wobei das erste Hochdruckbegrenzungsventil 13 mit der ersten Arbeitsleitung 7 des ersten hydraulischen Kreislaufs und das zweite Hochdruckbegrenzungsventil 14 mit der zweiten Arbeitsleitung 8 des ersten hydraulischen Kreislaufs verbunden ist. Analog dazu ist ein drittes Hochdruckbegrenzungsventil 13' mit der ersten Arbeitsleitung 7' des zweiten hydraulischen Kreislaufs und ein viertes Hochdruckbegrenzungsventil 14' mit der zweiten Arbeitsleitung 8' des zweiten hydraulischen Kreislaufs verbunden.
  • Das erste bis vierte Hochdruckbegrenzungsventil 13, 13', 14 und 14' sind gemeinsam mit einer Speiseleitung 15 verbunden, in die die Hilfspumpe 9 das angesaugte Druckmittel fördert. In bekannter Weise ist, wie es in der Fig. 1 lediglich bei dem vierten Hochdruckbegrenzungsventil 14' mit Bezugszeichen illustriert ist, in den Hochdruckbegrenzungsventilen 13 bis 14' jeweils ein Rückschlagventil 17 angeordnet, welches zum Einspeisen von Druckmittel einen Strömungsweg von der Speiseleitung 15 in Richtung der jeweils angeschlossenen Arbeitsleitung 7, 8, 7' oder 8' öffnet, solange der Druck in der Speiseleitung 15 größer ist als der jeweilige Arbeitsdruck. Parallel zu dem Rückschlagventil 17 ist jeweils ein Druckbegrenzungsventil 18 in den Hochdruckbegrenzungsventilen 13, 13', 14 und 14' angeordnet, welches bei Überschreiten eines kritischen Drucks in der jeweiligen Arbeitsleitung 7, 8, 7', oder 8' in Richtung der Speiseleitung 15 öffnet.
  • Steigt z. B. beim Öffnen eines solchen Druckbegrenzungsventils 18 der Druck in der Speiseleitung 15 an, so wird oberhalb eines Grenzwertes für den Speiseleitungsdruck ein weiteres Druckbegrenzungsventil 19 geöffnet, durch welches die Speiseleitung 15 in das Tankvolumen 11 entspannt wird. Damit wird in der Speiseleitung 15 ein definiertes Druckniveau aufrechterhalten, da auch bei gestiegener Förderleistung z. B. durch Erhöhen der Hilfspumpendrehzahl, das Druckbegrenzungsventil 18 öffnet.
  • Das Stelldruckregelventil 5 ist als 4/3-Wegeventil ausgeführt, welches kontinuierlich verstellbar ist. Zum Einstellen einen bestimmten Position wird das Stelldruckregelventil 5 ausgehend von seiner Neutrallage, in der es durch Druckfedern gehalten wird, mit einer in axialer Richtung wirkenden Kraft beaufschlagt. Diese Kraft wird als Kraftdifferenz zwischen zwei Proportionalmagneten 20a und 20b erzeugt, die mit jeweils einer Druckfeder gleichsinnig auf einen Ventilkolben des Stelldruckregelventils 5 wirken. Die jeweils eingeregelte Position des Stellkolbens 4 wird bei der Regelung des Stelldrucks berücksichtigt, indem eine Ventilhülse des Stelldruckregelventils 5 mit dem Stellkolben 4 über eine Koppelstange 21 verbunden ist.
  • Um die Stelldruckkammern mit einem Stelldruck beaufschlagen zu können, ist das Stelldruckregelventil 5 über eine Stelldruckzuleitung 16 mit der Speiseleitung 15 verbunden. Die Verstelleinrichtung 3 kann damit beim Anfahren der Pumpe 2 ab dem Zeitpunkt betätigt werden, zu dem die Hilfspumpe 9 einen Druck in der Speisedruckleitung 15 aufgebaut hat. Die Verstelleinrichtung 3 kann damit unabhängig von der von der Pumpe 2 in den ersten hydraulischen Kreislauf bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf geförderten Druckmittelmenge betätigt werden.
  • Die Hilfspumpe 9 und die Pumpe 2 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine gemeinsame Antriebswelle 22 angetrieben.
  • In dem in Fig. 2 dargestellten Längsschnitt der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine ist gezeigt, wie die gemeinsame Antriebswelle 22 durch ein Rollenlager 23 an einem Ende eines Pumpengehäuses 24 gelagert ist. Zusätzlich ist die gemeinsame Antriebswelle 22 in einem Gleitlager 26 gelagert, welches in einer Anschlussplatte 25 angeordnet ist, die das Pumpengehäuse 24 an dem gegenüberliegenden Ende verschließt.
  • In der Anschlussplatte 25 ist eine, die Anschlussplatte vollständig in axialer Richtung durchdringende Ausnehmung 33 ausgebildet, in der zum einen das Gleitlager 26 angeordnet ist und die zum anderen von der gemeinsamen Antriebswelle 22 durchdrungen ist. Auf der von dem Pumpengehäuse 24 abgewandten Seite der Anschlussplatte 25 ist in eine radiale Erweiterung der Ausnehmung 33 die Hilfspumpe 9 eingesetzt. Zum Antreiben der Hilfspumpe 9 weist die gemeinsame Antriebswelle 22 eine erste Verzahnung 27.1 und eine zweite Verzahnung 27.2 auf, die mit entsprechenden Verzahnungen einer Hilfspumpenwelle 28 im Eingriff sind. Die Hilfspumpenwelle 28 ist in der Ausnehmung 33 durch ein erstes Hilfspumpengleitlager 34 und durch ein zweites Hilfspumpengleitlager 35 in der Hilfspumpenanschlussplatte 31 gelagert.
  • Auf der Hilfspumpenwelle 28 ist ein Zahnrad 29 angeordnet, welches im Eingriff mit einem Hohlrad 30 ist. Über das Zahnrad 29 wird das Hohlrad 30, das drehbar in der Hilfspumpenanschlussplatte 31 angeordnet ist, ebenfalls von der Hilfspumpenwelle 28 und damit letztlich von der gemeinsamen Antriebswelle 22 angetrieben. In der Hilfspumpenanschlussplatte 31 sind der saug- und der druckseitige Anschluss für die Hilfspumpe 9 ausgebildet. Die Hilfspumpe 9 wird durch einen Deckel 32, der an der Anschlussplatte 25 montiert ist, in der radialen Erweiterung der Ausnehmung 33 der Anschlussplatte 25 fixiert.
  • Der Innenring des Rollenlagers 23 ist in axialer Richtung auf der gemeinsamen Antriebswelle 22 fixiert. Der Innenring liegt einerseits an einem Bund 36 der gemeinsamen Antriebswelle 22 an und ist auf der anderen Seite durch einen Sicherungsring 37 in dieser axialen Position gehalten, der in einer Nut der gemeinsamen Antriebswelle 22 eingesetzt ist. Die axiale Position des Rollenlagers 23 bezüglich des Pumpengehäuses 24 wird durch eine Scheibe 38 bestimmt, die an einem Absatz einer Wellenöffnung 39 in dem Pumpengehäuse 24 anliegt. In Richtung der Außenseite des Pumpengehäuses 24 ist in der Wellenöffnung 39 außerdem ein Dichtring 40 und abschließend ein weiterer Sicherungsring 41 angeordnet, wobei der Sicherungsring 41 in eine umlaufende Nut der Wellenöffnung 39 eingesetzt ist.
  • An dem aus dem Pumpengehäuse 24 herausragenden Ende der gemeinsamen Antriebswelle 22 ist eine Antriebsverzahnung 42 ausgebildet, über die die hydrostatische Kolbenmaschine durch eine nicht dargestellte Antriebsmaschine angetrieben wird.
  • Im Inneren des Pumpengehäuses 24 ist eine Zylindertrommel 43 angeordnet, die eine zentrale Durchgangsöffnung 44 aufweist, welche von der gemeinsamen Antriebswelle 22 durchdrungen wird. Über eine weitere Antriebsverzahnung 45 ist die Zylindertrommel 43 verdrehgesichert, aber in axialer Richtung verschiebbar mit der gemeinsamen Antriebswelle 22 verbunden, so dass sich eine Drehbewegung der gemeinsamen Antriebswelle 22 auf die Zylindertrommel 43 überträgt.
  • In eine in der zentralen Durchgangsöffnung 44 ausgebildeten Nut ist ein weiterer Sicherungsring 46 eingesetzt, an dem eine erste Stützscheibe 47 anliegt. Die erste Stützscheibe 47 bildet ein erstes Federlager für eine Druckfeder 48 aus. Ein zweites Federlager für die Druckfeder 48 wird durch eine zweite Stützscheibe 49 gebildet, die sich an der Stirnseite der weiteren Antriebsverzahnung 45 abstützt. Die Druckfeder 48 übt damit einerseits auf die gemeinsame Antriebswelle 42 und andererseits auf die Zylindertrommel 43 jeweils eine Kraft in entgegengesetzt axialer Richtung aus. Die gemeinsame Antriebswelle 22 wird so belastet, dass der Außenring des Rollenlagers 23 sich an der Scheibe 38 abstützt.
  • In entgegengesetzter Richtung wirkt die Druckfeder 48 auf die Zylindertrommel 43, die mit einer an der Stirnseite der Zylindertrommel 43 ausgebildeten sphärischen Vertiefung 51, in Anlage an einer Steuerplatte 52 gehalten wird. Die Steuerplatte 52 liegt wiederum mit der von der Zylindertrommel 43 abgewandten Seite dichtend an der Anschlussplatte 25 an. Durch die sphärische Vertiefung 51, die mit einer entsprechenden sphärischen Ausformung der Steuerplatte 52 korrespondiert, wird die Zylindertrommel 43 zentriert.
  • Die Position der Steuerplatte 52 in radialer Richtung wird durch den äußeren Umfang des Gleitlagers 26 festgelegt. Das Gleitlager 26 ist zu diesem Zweck nur zum Teil in die Ausnehmung 33 in der Anschlussplatte 25 eingesetzt.
  • In die Zylindertrommel 43 sind über einen gemeinsamen Teilkreis verteilt Zylinderbohrungen 53 eingebracht, in denen Kolben 54 angeordnet sind, die in den Zylinderbohrungen 53 längsverschieblich sind. An dem von der sphärischen Vertiefung 51 abgewandten Ende ragen die Kolben 54 teilweise aus der Zylindertrommel 43 heraus. An diesem Ende ist an den Kolben 54 jeweils ein Gleitschuh 55 befestigt, über den sich die Kolben 54 auf einer Lauffläche 56 einer Schwenkscheibe 57 abstützen.
  • Zum Erzeugen einer Hubbewegung der Kolben 54 ist der Winkel, den die Lauffläche 56 der Schwenkscheibe 57 mit der Mittelachse einschließt, veränderbar. Die Schwenkscheibe 57 kann hierzu durch die Verstelleinrichtung 3 in ihrer Neigung verstellt werden. Zum Aufnehmen der Kräfte, die durch die Gleitschuhe 55 auf die Schwenkscheibe 57 übertragen werden, ist die Schwenkscheibe 57 in dem Pumpengehäuse 24 rollengelagert.
  • Zum Anschließen der hydrostatischen Kolbenmaschine 1 an einen ersten hydraulischen Kreislauf und an einen zweiten hydraulischen Kreislauf sind in der Anschlussplatte 25 schematisch ein erster Hochdruckanschluss 58 und ein zweiter Hochdruckanschluss 58' dargestellt, die in nicht gezeigter Weise über die Steuerplatte 52 mit den Zylinderbohrungen 53 verbindbar sind.
  • Eine vergrößerte Darstellung der im Inneren des Pumpengehäuses 24 zusammenwirkenden Bauteile ist in Fig. 3 dargestellt.
  • Auf ihrer von der Lauffläche 56 abgewandten Seite stützt sich die Schwenkscheibe 57 auf einem Zylinderrollenlager 58 ab, dessen Zylinderrollen von einem Lagerkäfig 59 gehalten werden. Um eine sichere Rückkehr der Zylinderrollen nach jeder Schwenkbewegung in ihre Ausgangslage sicherzustellen, ist der Lagerkäfig 59 an einem Sicherungsmechanismus 60 befestigt, durch den der Lagerkäfig 59 eine kontrollierte Bewegung sowohl beim Ausschwenken als auch beim Zurückschwenken ausführt.
  • Zum Ausführen einer Schwenkbewegung ist die Schwenkscheibe 57 an einen Gleitstein 61 gekoppelt, der auf nicht dargestellte Weise die Schwenkscheibe 57 um eine in der Zeichenebene liegende Achse dreht.
  • Die in Fig. 2 allgemein mit 53 bezeichneten Zylinderbohrungen unterteilen sich in eine erste Gruppe von Zylinderbohrungen 53.1 und eine zweite Gruppe von Zylinderbohrungen 53.2. Wie es bei den Ausführungen zu Fig. 2 bereits kurz erläutert wurde, ist an dem von der Steuerplatte 52 abgewandten Ende der Kolben 54 jeweils ein Gleitschuh 55 angeordnet. Der Gleitschuh 55 ist mit einer Ausnehmung an einem kugelförmigen Kopf des Kolbens 54 befestigt, so dass der Gleitschuh 55 beweglich an dem Kolben 54 fixiert ist und Zug- und Druckkräfte übertragbar sind.
  • An dem Gleitschuh 55 ist eine Gleitfläche 62 ausgebildet, mit der sich der Gleitschuh 55 und damit der Kolben 54 auf der Lauffläche 56 der Schwenkscheibe 57 abstützt. In der Gleitfläche 62 sind Schmierölnuten ausgebildet, die über einen in dem Gleitschuh 55 ausgebildeten Schmierölkanal 63, der in dem Kolben 54 als Schmierölbohrung 63' fortgesetzt wird, mit den in der Zylindertrommel 43 ausgebildeten Zylinderbohrungen 53 verbunden sind.
  • Durch das Abstützen der Gleitschuhe 55 an der Lauffläche 56 führen die Kolben 54 bei Rotation der gemeinsamen Antriebswelle 22 eine Hubbewegung aus, durch die das in den Zylinderräumen in der Zylindertrommel 43 befindliche Druckmittel unter Druck gesetzt wird. Ein Teil dieses Druckmittels tritt an der Gleitfläche 62 aus und bildet so auf der Lauffläche 56 ein hydrodynamisches Lager für den Gleitschuh 55.
  • Um das Druckmittel aus den Zylinderräumen in den ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf zu fördern, sind mit den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 bzw. den Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 jeweils erste Verbindungskanäle 64.1 bzw. zweite Verbindungskanäle 64.2 verbunden. Die ersten und zweiten Verbindungskanäle 64.1 und 64.2 verlaufen von den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 bzw. den Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 zu der sphärischen Vertiefung 51, die an einer Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 ausgebildet ist.
  • Entlang der Kontaktfläche zwischen der sphärischen Vertiefung 51 der Zylindertrommel 43 und der entsprechenden sphärischen Ausformung der Steuerplatte 52 ist zur Verringerung des Verschleißes beispielsweise ein gehärteter Bereich 66 an der Zylindertrommel 43 ausgebildet. In der verdrehgesichert mit der Anschlussplatte 25 verbundenen Steuerplatte 52 ist eine erste Steuerniere 67 und eine zweite Steuerniere 68 ausgebildet, die die Steuerplatte 52 in axialer Richtung durchdringen.
  • Weiterhin ist in der Steuerplatte 52 vorzugsweise eine dritte Steuerniere 69 und eine vierte Steuerniere 70 ausgebildet. Während die erste und die dritte Steuerniere 67 bzw. 69 über die Anschlusssplatte 25 mit Arbeitsleitungen 7 bzw. 8 des ersten hydraulischen Kreislaufs verbunden sind, sind in entsprechender Weise die zweite Steuerniere 68 und die vierte Steuerniere 70 mit den Arbeitsleitungen 7' bzw. 8' des zweiten hydraulischen Kreislauf verbunden. Die geometrische Ausgestaltung der Steuernieren 67 bis 70 in der Steuerplatte 52 wird nachfolgend noch anhand der Fig. 8 bis 10 erläutert.
  • Die erste und dritte Steuerniere 67 und 69 weisen einen identischen ersten Abstand R1' von der Längsachse 71 der Zylindertrommel 43 auf, der kleiner ist als der wiederum für die zweite Steuerniere 68 und die vierte Steuerniere 70 identische zweite Abstand R2' von der Längsachse 71. Während einer Umdrehung der gemeinsamen Antriebswelle 22 werden die ersten Verbindungskanäle 64.1 im Wechsel mit der ersten Steuerniere 67 und der dritten Steuerniere 69 verbunden, so dass aufgrund der Hubbewegung der in den Zylinderbohrungen 53.1 der ersten Gruppe angeordneten Kolben 54 das Druckmittel z. B. über die dritte Steuerniere 69 angesaugt und über die erste Steuerniere 67 in die druckseitige Arbeitsleitung 7 oder 8 des ersten hydraulischen Kreislaufs gepumpt wird. Die ersten Verbindungskanäle 64.1 münden hierzu an der Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 in einem ersten Abstand R1 von der Längsachse 71 der Zylindertrommel 43 aus, der dem ersten Abstand R1' der ersten bzw. 3. Steuerniere 67 bzw. 69 von der Längsachse 71 der Zylindertrommel 43 entspricht.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten Verbindungskanäle 64.1 so in der Zylindertrommel 43 angeordnet, dass sie eine radiale Richtungskomponente aufweisen, durch die der erste Abstand R1 der Ausmündung an der Stirnseite 65 kleiner ist als der Abstand auf der entgegengesetzten Seite der ersten Verbindungskanäle 64.1. Die zweiten Verbindungskanäle 64.2 münden dementsprechend an der Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 mit einem zweiten Abstand D2 aus, der mit einem zweiten Abstand D2' der zweiten und vierten Steuerniere 68 und 70 von der Längsachse 71 korrespondiert. Während einer Umdrehung der gemeinsamen Antriebswelle 22 werden damit die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 über die zweiten Verbindungskanäle 64.2 abwechselnd mit der zweiten und vierten Steuerniere 68 und 70 verbunden.
  • Um während eines Saughubs ein Abheben der Gleitschuhe 55 von der Lauffläche 56 der Schwenkscheibe 57 zu verhindern, ist eine Niederhalteplatte 72 vorgesehen, welche die Gleitschuhe 55 an einem hierfür vorgesehenen Absatz umgreift. Die Niederhalteplatte 72 weist eine kugelförmige, zentrale Ausnehmung 73 auf, mit der sie sich an einem Stützkopf 74 abstützt, der an dem von der Stirnseite 65 abgewandten Ende der Zylindertrommel 43 angeordnet ist.
  • In Fig. 4 ist ein weiterer Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kolbenmaschine dargestellt. Im Unterschied zu den Figuren 2 und 3 fällt die Schnittebene nicht mit der Schwenkachse der Schwenkscheibe 57 zusammen. Die Schwenkscheibe 57 ist in einem ausgeschwenkten Zustand dargestellt. Daraus ergibt sich unmittelbar, dass das geförderte Volumen abhängig von dem Winkel der Schwenkscheibe 57 sowie dem Abstand der Gleitschuhe 55 von der Längsachse 71 der Zylindertrommel 43 ist.
  • Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Zylindertrommel 43. Die Zylindertrommel 43 ist rotationssymmetrisch zu ihrer Längsachse 71. In dem Bereich der sphärischen Vertiefung 51, die an der Stirnseite 65 ausgebildet ist, ist der gehärtete Bereich 66 zu erkennen. Die ersten Verbindungskanäle 64.1 münden ebenso wie die zweiten Verbindungskanäle 64.2 in diesem gehärteten Bereich 66 an der Stirnseite 65 aus.
  • Die ersten Verbindungskanäle 64.1 münden an der Stirnseite in einem ersten Abstand R1 von der Längsachse 71 aus. Die zweiten Verbindungskanäle 64.2 münden dagegen an der Stirnseite 65 in einem zweiten Abstand R2 von der Längsachse 71 aus, der größer ist als der erste Abstand R1. Die ersten Verbindungskanäle 64.1 münden mit einem dritten Abstand R3 in die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1, wobei der dritte Abstand R3 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel identisch mit einem vierten Abstand R4 ist, in dem die zweiten Verbindungskanäle 64.2 in die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 ausmünden.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wird der unterschiedliche erste und zweite Abstand R1 und R2 der Ausmündungen der ersten bzw. zweiten Verbindungskanäle 64.1 bzw. 64.2 an der Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 dadurch realisiert, dass die ersten Verbindungskanäle 64.1 eine radiale Richtungskomponente aufweisen. Die radiale Richtungskomponente ist dabei so gewählt, dass der erste Abstand R1 kleiner ist als der dritte Abstand R3.
  • Ist aufgrund der Geometrie der Steuerplatte 52, die auch eben ausgeführt sein kann, ein größerer Unterschied zwischen dem ersten Abstand R1 und dem zweiten Abstand R2 erforderlich, so kann im Unterschied zu der Darstellung der Fig. 5 der zweite Abstand R2 auch größer als der vierte Abstand R4 gewählt werden, so dass auch die zweiten Verbindungskanäle 64.2 eine radiale Richtungskomponente aufweisen.
  • Eine weitere Maßnahme, um einen größeren Spielraum bezüglich des Abstands der Ausmündungen der ersten bzw. zweiten Verbindungskanäle 64.1 bzw. 64.2 von der Längsachse 71 zu erreichen, ist es, die ersten Verbindungskanäle 64.1 und die zweiten Verbindungskanäle 64.2 mit unterschiedlichen Abständen R3 und R4 von der Längsachse 71 in die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 bzw. in die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 ausmünden zu lassen.
  • Alternativ ist es auch möglich, die ersten Verbindungskanäle 64.1 und die zweiten Verbindungskanäle 64.2 jeweils parallel zu der Längsachse 71 auszubilden. In diesem Fall ist dann der erste Abstand R1 identisch mit dem dritten Abstand R3, wobei der erste und dritte Abstand R1 und R3 kleiner sind als der zweite und vierte Abstand R2 und R4, die ihrerseits wieder identisch sind. Eine solche Anordnung ist dann vorteilhaft, wenn große Durchmesser der Zylinderbohrungen 53 vorhanden sind, so dass ein ausreichend großer Versatz zwischen den ersten Verbindungskanälen 64.1 und den zweiten Verbindungskanäle 64.2 erreicht werden kann.
  • In der Fig. 5 ist weiterhin zu erkennen, dass in die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 so wie in die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 jeweils Laufbuchsen 74 eingesetzt sind. Die Laufbuchsen 74 sind aus einem Material, welches einer höheren Belastung standhält, als das Material der Zylindertrommel 43. Damit kann die Zylindertrommel 43 selbst aus einem einfach zu verarbeitenden Material erzeugt werden, welches zum unmittelbaren Einsetzen der Kolben 54 nicht geeignet ist. An der Stirnseite 65 ist im Bereich der Anlage mit der Steuerplatte 52 der gehärtete Bereich 66 ausgebildet, der die dort auftretenden hohen Druckbelastungen und die Reibung aushält.
  • In Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die Zylindertrommel 43 von der Seite der Schwenkscheibe 57 her gezeigt. Die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 und die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 sind gleichmäßig verteilt und im Wechsel über einen gemeinsamen Teilkreis 76 angeordnet. Die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 und die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 weisen einen identischen Durchmesser auf.
  • Insgesamt sind in die Zylindertrommel 43 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zehn Zylinderbohrungen 53 eingebracht. Von den insgesamt zehn Zylinderbohrungen 53 sind jeweils fünf Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 und fünf Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 zugeordnet. Die symmetrische Anordnung und eine identische Anzahl von Zylinderbohrungen der ersten Gruppe 53.1 und Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe 53.2 verbessern das Pulsationsverhalten der Axialkolbenmaschine. Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn in der ersten Gruppe und in der zweiten Gruppe eine identische, ungerade Anzahl von Zylinderbohrungen 53 enthalten ist.
  • Ebenfalls gleichmäßig über einen gemeinsamen weiteren Teilkreis 77 verteilt sind drei Ablaufbohrungen 75.1, 75.2 und 75.3 angeordnet, über die in die zentrale Durchgangsöffnung 44 der Zylindertrommel 43 abgelaufenes Druckmittel in das Innere des Pumpengehäuses 24 abläuft. Damit wird ein Druckaufbau durch das zwischen der Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 und der Steuerplatte 52 in die zentrale Durchgangsöffnung 44 eintretende Druckmittel verhindert.
  • Die Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 ist als Draufsicht in der Fig. 7 dargestellt. Die Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1 sind nierenförmig ausgebildet und münden in dem Bereich der sphärischen Vertiefung 51 auf einem Kreis mit dem ersten Radius R1 aus. Die nierenförmigen Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1 weisen jeweils eine identische Geometrie auf. Sie erstrecken sich dabei über eine erste Länge L1 entlang eines Kreisbogens mit dem ersten Radius R1, wobei die nierenförmigen Ausmündungen symmetrisch bezüglich des Kreisbogens angeordnet sind.
  • Die Ausmündungen der zweiten Verbindungskanäle 64:2 sind ebenfalls nierenförmig ausgebildet und erstrecken sich mit einer zweiten Länge L2 jeweils entlang eines Kreisbogens mit dem zweiten Radius R2. Die nierenförmigen Ausmündungen der zweiten Verbindungskanäle 64.2 sind ebenfalls bezüglich des Kreisbogens mit dem zweiten Radius R2 symmetrisch angeordnet, wobei die Breite der Ausmündungen in radialer Richtung kleiner ist als die Breite der Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1. Gleichzeitig ist die zweite Länge L2 der Ausmündungen der zweiten Verbindungskanäle 64.2 größer als die erste Länge L1 der Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1, so dass der Öffnungsquerschnitt der Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1 identisch mit dem Öffnungsquerschnitt der Ausmündungen der zweiten Verbindungskanäle 64.2 ist.
  • In Fig. 8 ist eine Draufsicht auf eine Steuerplatte 52 einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine 1 gezeigt. Zum Sicherstellen eines bezüglich der Lage der Steuerplatte 52 korrekten Einbaus in eine erfindungsgemäße Kolbenmaschine sind an dem äußeren Umfang der Steuerplatte 52 zwei Ausnehmungen 78.1 und 78.2 vorgesehen.
  • Die erste Steuerniere 67 besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem ersten Abschnitt 67' und einem zweiten Abschnitt 67''. Jeder der beiden Abschnitte 67' und 67" ist nierenförmig ausgebildet. Die beiden nierenförmigen Abschnitte 67' und 67" weisen je eine identische dritte Länge L3 auf und erstrecken sich entlang eines Kreisbogens mit einem ersten Steuernierenradius R1', der insbesondere identisch mit dem ersten Radius R1 der Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1 ist. Aus Gründen der Festigkeit ist zwischen dem ersten Abschnitt 67' und dem zweiten Abschnitt 67" der ersten Steuerniere 67 ein erster Trennsteg 79 ausgebildet. Hinsichtlich ihrer Breite sind der erste Abschnitt 67' und der zweite Abschnitt 67" der ersten Steuerniere 67 symmetrisch bezüglich des Kreisbogens mit dem ersten Steuernierenradius R1" angeordnet. Abhängig von dem Drehwinkel der gemeinsamen Antriebswelle 22 sind daher die Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1 in Überdeckung mit dem ersten Abschnitt 67' oder dem zweiten Abschnitt 67" der ersten Steuerniere 67.
  • Analog zu der Ausgestaltung der ersten Steuerniere 67 ist auch die zweite Steuerniere 68 durch einen ersten Abschnitt 68' und einen zweiten Abschnitt 68" ausgebildet. Die beiden Abschnitte 68' und 68" der zweiten Steuerniere 68 sind wiederum jeweils nierenförmig ausgebildet und werden ebenfalls von dem ersten Trennsteg 79 voneinander getrennt. Die beiden Abschnitte 67' und 67" der ersten Steuerniere 67 bzw. die beiden Abschnitte 68' und 68" der zweiten Steuerniere 68 sind jeweils bezüglich des Trennstegs 79 symmetrisch angeordnet.
  • Die Abschnitte 68' und 68" der zweiten Steuerniere 68 erstrecken sich entlang eines Kreisbogens mit dem zweiten Steuernierenradius R2', wobei ihre Breite kleiner ist als die Breite der Abschnitte 67' und 67" der ersten Steuerniere 67. Die nierenförmigen Abschnitte 68' und 68" sind ebenfalls symmetrisch bezüglich des Kreisbogens mit dem zweiten Steuernierenradius R2' angeordnet. Der zweite Steuernierenradius R2' ist vorzugsweise identisch mit dem zweiten Radius R2.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, die Breite der Abschnitte 68' und 68" der zweiten Steuerniere 68 entsprechend der Breite der Ausmündungen der zweiten Verbindungskanäle 64.2 zu wählen. Damit kommen auch die zweiten Verbindungskanäle 64.2 in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der gemeinsamen Antriebswelle 22 und der Zylindertrommel 43 in vollständige Überdeckung mit den Abschnitten 68' und 68" der zweiten Steuerniere 68. Der erste Abschnitt 68' und der zweite Abschnitt 68" der zweiten Steuerniere 68 erstrecken sich mit einer vierten Länge L4 entlang des Kreisbogens mit dem zweiten Steuernierenradius R2'. Durch die gewählten Längen und die Lage der nierenförmigen Abschnitte auf den jeweiligen Kreisbögen werden die Steuerzeiten der Axialkolbenmaschine eingestellt.
  • Diametral gegenüberliegend sind in die Steuerplatte 52 ein erster Abschnitt 69' und ein zweiter Abschnitt 69" der dritten Steuerniere 69 sowie ein erster Abschnitt 70' und ein zweiter Abschnitt 70" der vierten Steuerniere 70 eingebracht . Die Geometrie und die Anordnung der dritten Steuerniere 69 entspricht der der ersten Steuerniere 67 und die Geometrie und die Anordnung der vierten Steuerniere 70 entspricht der der zweiten Steuerniere 68. Ebenfalls diametral zu dem ersten Trennsteg 79 ist zwischen den ersten Abschnitten 69', 70' und den zweiten Abschnitten 69", 70" der dritten bzw. vierten Steuerniere 69 bzw. 70 ein zweiter Trennsteg 81 ausgebildet Um Wiederholungen zu vermeiden wird auf eine erneute, detaillierte Erläuterung verzichtet.
  • Zwischen der ersten Steuerniere 67 und der zweiten Steuerniere 68 bzw. der dritten und der vierten Steuerniere 69 und 70 ist eine umlaufende Nut 80 in die Steuerplatte 52 eingebracht. In der umlaufenden Nut 80 sind Rücklaufbohrungen 82.1, 82.2, 82.3 und 82.4 vorgesehen, die dem Rücktransport von Druckmittel dienen, das aus dem hydrodynamischen Gleitlager in die umlaufende Nut 80 gelangt. Durch die umlaufende Nut 80 erfolgt eine voneinander unabhängige hydraulische Entlastung der sphärischen Ausformung der Steuerplatte 52 in dem Bereich der ersten und dritten Steuerniere 67 und 69 sowie der zweiten und vierten Steuerniere 68 und 70.
  • Damit wird für jeden hydraulischen Kreislauf ein separates hydrodynamisches Gleitlager zwischen der Zylindertrommel 43 und der Steuerplatte 52 ausgebildet. Über die Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 wird auf der von der Zylindertrommel 43 abgewandten Seite das Druckmittel ebenfalls in das Innere des Pumpengehäuses 24 zurückgeführt.
  • In Fig. 9 ist ein Schnitt durch eine Steuerplatte 52 entlang der Linie IX-IX der Fig. 8 gezeigt. Dort ist zu erkennen, dass die in der Fig. 9 dargestellten ersten Abschnitte 69' und 70' der dritten bzw. vierten Steuerniere 69 bzw. 70 in einem Bereich mit einer sphärischen Ausformung 83 angeordnet sind. Dazwischen liegend ist die umlaufende Nut 80 angeordnet. In dem Bereich der ersten Ausnehmung 78.1 an dem äußeren Umfang der Steuerplatte 52 ist radial nach innen versetzt und von der Seite der Anschlussplatte 26 aus eine Zentrierbohrung 84 in die Steuerplatte 52 eingebracht, die der Aufnahme eines nicht dargestellten Zentrierstifts dient.
  • Um eine richtige Lage hinsichtlich der Längsachse 72 der Axialkolbenmaschine sicherzustellen, ist in die Steuerplatte 52 eine innere Zentrierbohrung 87 eingebracht, die mehrstufig ausgeführt ist. Wie es bereits kurz bei der Erläuterung der Fig. 2 angegeben wurde, ragt in diese innere Zentrierbohrung 87 der aus der Anschlussplatte 25 hervorstehende Teil des Gleitlagers 26 hinein. Durch die mehrstufige Ausführung der inneren Zentrierbohrung 87 kann an dem Gleitlager 26 ein außen umlaufender Bund ausgebildet sein, der als Anschlag beim Einsetzen in die Ausnehmung 33 der Anschlussplatte 25 dient.
  • Von dem äußeren Umfang der inneren Zentrierbohrung 87 auf der von der Zylindertrommel 43 abgewandten Seite ausgehend, sich radial nach außen erstreckend ist ein ebener Bereich 85 an der Steuerplatte 52 ausgebildet, durch den die Steuerplatte 52 an einer entsprechenden, ebenen Fläche der Anschlussplatte 25 dichtend anliegt. Der ebene Bereich 85 erstreckt sich nicht über den gesamten Durchmesser der Steuerplatte 52, sondern lässt in dem radial äußeren Bereich der Steuerplatte 52 einen zurückversetzten Bereich 86 frei. In diesem gegenüber dem ebenen Bereich 85 zurückversetzten Bereich 86 entsteht ein Spalt zwischen der Steuerplatte 52 und der Anschlussplatte 25, über den das durch die Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 abgeführte Druckmittel in das Innere des Pumpengehäuses 24 abfließt.
  • In dem ebenen Bereich 85 ist eine weitere umlaufende Nut 88 angeordnet, deren Radius identisch mit dem Radius der umlaufende Nut 80 ist. Damit sind die umlaufende Nut 80 und die weitere umlaufende Nut 88 über die Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 miteinander verbunden.
  • Den Austritt der Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 in die weitere umlaufende Nut 88 zeigt die Ansicht der Steuerplatte 52 von Seiten der Anschlussplatte 25. Von der ersten Ausnehmung 78.1 und der zweiten Ausnehmung 78.2, die an dem äußeren Umfang der Steuerplatte 52 angeordnet sind, verläuft eine erste Ablaufnut 89.1 und eine zweite Ablaufnut 89.2 in radialer Richtung zu der inneren Zentrierbohrung 87. In dem Bereich, in dem sich die erste Ablaufnut 89.1 bzw. die zweite Ablaufnut 89.2 mit der weiteren umlaufenden Nut 88 kreuzen, ist jeweils ein erweiterter Bereich 90.1 bzw. 90.2 ausgebildet. Durch den erweiterten Bereich 90.1 bzw. den erweiterten Bereich 90.2 bleibt auch dann, wenn in die Zentrierbohrung 84 bzw. eine entsprechende Zentrierbohrung 84' ein Zentrierstift eingesetzt ist, eine Leckageweg für das Druckmittel erhalten.
  • Das über die umlaufende Nut 80 und die Rücklaufbohrungen 82.1 bis 82.4 in die weitere umlaufende Nut 88 abfließende Druckmittel wird damit über den erweiterten Bereich 90.1 oder den erweiterten Bereich 90.2 und die sich daran anschließenden Ablaufnuten 89.1 bzw. 89.2 in den Außenbereich der Steuerplatte 52 und damit das Innere des Pumpengehäuses 24 abgeführt.
  • Bei der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine wird eine Kolbenmaschine für einen ersten und einen davon getrennten zweiten, geschlossenen hydraulischen Kreislauf verwendet, wobei die Zylinderbohrungen 53 auf einem einzigen, gemeinsamen Teilkreis 76 in der Zylindertrommel 43 angeordnet sind. Die Zuordnung der Zylinderbohrungen 53 zu dem ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf erfolgt über erste Verbindungskanäle 64.1 bzw. zweite Verbindungskanäle 64.2, die ebenfalls in der Zylindertrommel 43 angeordnet sind.
  • Die Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1 und der zweiten Verbindungskanäle 64.2 besitzen einen unterschiedlichen Abstand von der Längsachse 71 der Zylindertrommel 43, wobei dieser unterschiedliche Abstand mit der Anordnung der zu dem jeweiligen ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf gehörenden ersten und dritten Steuerniere 67 und 69 bzw. zweiten und vierten Steuerniere 68 und 70 einer Steuerplatte 52 korrespondiert.
  • Zum Verringern von Pulsationen der Kolbenmaschine 1 sind vorzugsweise jedem hydraulischen Kreislauf dieselbe ungerade Anzahl von Zylinderbohrungen 53 zugeordnet. Zum Erzeugen des notwendigen unterschiedlichen Abstands der Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle 64.1 und der zweiten Verbindungskanäle 64.2 können die Verbindungskanäle entweder radial versetzt zueinander, jedoch parallel zu der Längsachse 72 in der Zylindertrommel 43 angeordnet sein, oder aber eine radiale Richtungskomponente aufweisen.
  • Vorzugsweise weisen dabei diejenigen Verbindungskanäle 64.1 bzw. 64.2, die mit einem geringeren Abstand von der Längsachse 72 an der Stirnseite 65 der Zylindertrommel 43 ausmünden, eine radiale Richtungskomponente auf, die auf die Steuerplatte 52 in Richtung auf die Längsachse 72 zu orientiert sind. Zusammen mit der sphärischen Ausformung 83 der Steuerplatte 52 und der korrespondierenden sphärischen Vertiefung 51 der Zylindertrommel 43 ergibt sich dadurch für die ersten Verbindungskanäle 64.1 und die zweiten Verbindungskanäle 64.2 ein Austrittswinkel von näherungsweise 90°, was sich positiv auf die Festigkeit auswirkt.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sämtliche beschriebene Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar.

Claims (12)

  1. Hydrostatische Kolbenmaschine mit einer Zylindertrommel (43), in die eine erste Gruppe Zylinderbohrungen (53.1) und eine zweite Gruppe Zylinderbohrungen (53.2) eingebracht sind, wobei die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe (53.1) mit einem ersten hydraulischen Kreislauf und die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe (53.2) mit einem zweiten hydraulischen Kreislauf verbindbar sind,
    wobei die Zylindertrommel (43) zur Übertragung einer Drehbewegung mit einer Antriebswelle (22) verdrehgesichert verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe (53.1) und die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe (53.2) auf einem gemeinsamen Teilkreis (76) in die Zylindertrommel (43) eingebracht sind.
  2. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zylinderbohrungen der ersten Gruppe (53.1) über erste Verbindungskanäle (64.1), die an einer Stirnseite (65) der Zylindertrommel (43) mit einem ersten Abstand (R1) von der Längsachse (71) der Zylindertrommel (43) ausmünden, und die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe (53.2) über zweite Verbindungskanäle (64.2), die an der Stirnseite (65) der Zylindertrommel (43) mit einem anderen, zweiten Abstand (R2) von der Längsachse (71) der Zylindertrommel (43) ausmünden, mit dem ersten bzw. zweiten hydraulischen Kreislauf verbindbar sind.
  3. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in eine Steuerplatte (52) eine mit dem ersten hydraulischen Kreislauf verbundene erste Steuerniere (67) eingebracht ist, die sich entlang eines Kreisbogens mit einem ersten Radius (R1') erstreckt, der mit dem ersten Abstand (R1) der Ausmündungen der ersten Verbindungskanäle (64.1) von der Längsachse (71) der Zylindertrommel (43) korrespondiert und
    dass in die Steuerplatte (52) eine mit dem zweiten hydraulischen Kreislauf verbundene zweite Steuerniere (68) eingebracht ist, die sich entlang eines Kreisbogens mit einem anderen, zweiten Radius (R2') erstreckt, der mit dem zweiten Abstand (R2) der Ausmündungen der zweiten Verbindungskanäle (64.2) von der Längsachse (71) der Zylindertrommel (43) korrespondiert.
  4. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in die Steuerplatte (52) eine mit dem ersten Kreislauf verbundene dritte Steuerniere (69) eingebracht ist, die sich entlang des Kreisbogens mit dem ersten Radius (R1') erstreckt, und
    dass in die Steuerniere (52) eine mit dem zweiten Kreislauf verbundene vierte Steuerniere (70) eingebracht ist, die sich entlang des Kreisbogens mit dem zweiten Radius (R2') erstreckt.
  5. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerplatte (52) eine sphärische Ausformung (83) aufweist und an einer korrespondierenden sphärischen Vertiefung (51) der Stirnseite (64) der Zylindertrommel (43) anliegt.
  6. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die ersten und zweiten Verbindungskanäle (64.1, 64.2) parallel zu der Längsachse (71) der Zylindertrommel (43) verlaufen.
  7. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die ersten und/oder die zweiten Verbindungskanäle (64.1, 64.2) eine radiale Richtungskomponente bezüglich der Längsachse (71) der Zylindertrommel (43) aufweisen.
  8. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mit dem geringeren Abstand (R1) von der Längsachse (71) der Zylindertrommel (43) an der Stirnseite (65) der Zylindertrommel (43) ausmündenden Verbindungskanäle (64.1) eine in Richtung zur Stirnseite (65) auf die Längsachse (71) der Zylindertrommel (43) hin gerichtete radiale Richtungskomponente aufweisen.
  9. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anzahl der auf dem gemeinsamen Teilkreis (76) in die Zylindertrommel (43) eingebrachten Zylinderbohrungen (53) gerade ist.
  10. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anzahl von Zylinderbohrungen der ersten Gruppe (53.1) identisch mit der Anzahl von Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe (53.2) ist.
  11. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste Gruppe und die zweite Gruppe jeweils eine ungerade Anzahl von Zylinderbohrungen (53.1, 53.2) aufweisen.
  12. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in den Zylinderbohrungen der ersten Gruppe (53.1) und in den Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe (53.2) jeweils Kolben (54) längsverschieblich angeordnet sind und die Kolben (54) sich auf einer Schwenkscheibe (57) abstützen, die zur Umkehr der Arbeitsrichtung der Kolbenmaschine (1) ausgehend von einer rechtwinkligen Lage bezüglich der Längsachse (71) der Zylindertrommel (43) in zwei Richtungen verschwenkbar ist.
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