EP1723335A1 - Axialkolbenmaschine - Google Patents

Axialkolbenmaschine

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Publication number
EP1723335A1
EP1723335A1 EP05715429A EP05715429A EP1723335A1 EP 1723335 A1 EP1723335 A1 EP 1723335A1 EP 05715429 A EP05715429 A EP 05715429A EP 05715429 A EP05715429 A EP 05715429A EP 1723335 A1 EP1723335 A1 EP 1723335A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
axial piston
piston machine
housing
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05715429A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Dantlgraber
Rudolf SCHÄFFER
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.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Bosch Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Rexroth AG filed Critical Bosch Rexroth AG
Publication of EP1723335A1 publication Critical patent/EP1723335A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F04B1/24—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 inclined to the main shaft axis

Definitions

  • the invention relates to an axial piston machine according to the preamble of patent claim 1.
  • Such, for example from WO 03/058034 AI known axial piston machines have two cylinder drums, in each of which a plurality of cylinders is formed.
  • the two cylinder drums are penetrated by a shaft which is connected in a rotationally fixed manner to a large number of pistons which each delimit a pressure space with the cylinders of the cylinder drums.
  • the cylinder drums are each supported on inclined surfaces, the inclination of which is selected such that the axis of rotation of the cylinder drums is set to the shaft axis.
  • the inclined surfaces supporting the cylinder drums do not rotate with the shaft or the cylinder drum, so that the pistons traverse an elliptical movement path with respect to the plane of the inclined surfaces supporting the cylinder drums.
  • the cylinder drums with the pistons lie between the two inclined surfaces, wherein these are each formed on control disks which are supported on the housing of the axial piston pump and via which the pressure medium supply and discharge takes place.
  • control disks which are supported on the housing of the axial piston pump and via which the pressure medium supply and discharge takes place.
  • the invention has for its object to provide an axial piston machine which is comparatively simple and in which the
  • two cylinder drums of the axial piston machine are each formed on an inclined surface, these inclined surfaces being in the center, i.e. are arranged in the area between the two cylinder drums and a pressure channel and a tank channel open into these inclined surfaces. Due to this central arrangement of the inclined surfaces, the ducting can be simplified considerably compared to conventional solutions, so that the costs for producing the axial piston machine are comparatively low.
  • the central arrangement means that the compressive forces acting on the two inclined surfaces essentially cancel each other out, so that the compressive forces introduced into the housing via the inclined surfaces are very low and, accordingly, the noise emissions are reduced, which is the case with conventional ones Solutions can take on an unacceptable level due to the forces introduced via the external control disks into the housing with its large noise-radiating surfaces.
  • the two end faces are formed on a control disk which is inserted centrally in the housing and which is penetrated by a shaft carrying the pistons.
  • control disk has an anti-rotation device, which is formed, for example, by a flattened portion.
  • the control disk has two control kidneys, one of which is assigned to a pressure connection and the other to a tank connection.
  • the channels connected to the pressure and tank connection open tangentially into the control kidneys.
  • the axial piston machine can also be operated as a hydraulic transformer. However, this presupposes that the control disk is rotatably received in the housing and that it has three control kidneys.
  • Figure 1 is a schematic longitudinal section through a first embodiment of an axial piston machine
  • FIG. 2 shows a simplified sectional illustration of the axial piston machine from FIG. 1;
  • Figure 3 is an enlarged detail view of the axial piston machine of Figure 1 and
  • Figures 4, 5 representations corresponding to Figures 1 and 2 of a second embodiment of an axial piston machine.
  • FIG. 1 shows a simplified longitudinal section through a first exemplary embodiment of an axial piston machine 1, for example a hydraulic pump.
  • FIG. 2 shows a geometrically imprecise section along the dash-dotted vertical line y in FIG. 1. Accordingly, the axial piston machine 1 has a housing 2 in which one
  • This shaft 6 (drive shaft for a pump) carries two cylinder drums 12, 14, the axes of rotation ZI and Z2 of which are inclined to the axis of rotation X of the shaft 6.
  • Cylinder drums 12, 14 are supported on a control disk 16 received in the center (view according to FIG. 1) in the housing 2.
  • the end faces of this control disc 16 are formed by two inclined surfaces 18, 20. According to FIG. 1, these inclined surfaces 18, 20 are set in relation to one another in such a way that the control disk 16 tapers conically downwards from the region of the housing 2 lying radially at the top.
  • Each cylinder drum 12, 14 has a plurality of cylinders 22 and 24, in each of which a piston 26, 28 is immersed.
  • the pistons 26 and 28 assigned to the cylinder drums 12, 14 are each arranged axially parallel to the shaft axis X and fastened to a flange 30, 32 which is formed in one piece with the shaft 6 or is placed thereon.
  • the pistons 26, 28 each define a pressure chamber 34, 36 with the cylinders 22, 24, which - as described in more detail below - can be connected to a pressure port P or a tank port T.
  • the two connections T, P are arranged on the cylinder housing 2 in the central plane containing the central axis Y.
  • the two connections P, T are each connected to a control kidney (tank control kidney 42 and pressure control kidney 44) via a tank channel 38 and a pressure channel 40.
  • the two channels 38, 40 each open tangentially in the associated control kidneys 42 and 44.
  • the latter encompass the shaft 6 in sections, so that a web 46 is located between their end sections located at the top in FIG. 2 and their end sections located at the bottom in FIG. 2 , 48 of the control disk 16 remains.
  • the two control kidneys 42, 44 each open into the two inclined surfaces 18, 20.
  • Axial piston machine 1 has a structure which is symmetrical with respect to the axis Y, the control disk 16 being arranged in the center, on the inclined surfaces 18, 20 of which the two
  • Cylinder drums 12, 14 are supported. This Cylinder drums interact with the pistons 26, 28, which are connected to the shaft 6 in a rotationally fixed manner via the flange 30 and 32, respectively. Since the structure of the two cylinder drums 12, 14 is identical, the constructional details are explained below with reference to the enlarged illustration according to FIG. 3, which shows the cylinder drum 14. Accordingly, this has a drum plate 50, which is supported with its left-hand end face 52 in FIG. 3 on the inclined surface 20 of the control disk 16. The drum plate 50 has a fastening hub 54 which is supported on a spherical, ie convexly curved bearing section 59 of the shaft 6 via a self-aligning bearing 56 or the like.
  • This self-aligning bearing 56 enables the axis Z2 of the axis of rotation of the cylinder drum 14 to be inclined relative to the shaft axis X.
  • An annular drum body 60 on which the cylinders 24 of the cylinder drum 14 are formed, is supported on an annular end face 58 of the drum plate 50 delimited internally by the fastening hub 54.
  • This drum body 60 can be composed of a large number of individual elements. In the solution known from WO 03/058034 AI, this drum body 60 is formed, for example, from a multiplicity of cylinder sleeves which are connected to one another via a retaining ring. The cylinder sleeves can also be supported on the drum plate 50 via spring preload and a joint. In principle, the drum body 60 can also be formed in one piece.
  • the drum body 60 or its individual body that forms the cylinders 24 lies
  • Elements do not lie flat on the ring end face 58, but only via a contact section formed by a projection 62.
  • a multiplicity of cylinders 24 are formed in the drum body 60, into which the end sections of the pistons 28 are immersed, so that a pressure space 24, 36 is delimited by the cylinders 24 and the pistons 28.
  • the pressure chamber 36 located at the bottom in FIG. 3 has the maximum volume (piston at its outer dead center, while in the relative position between piston 28 and cylinder 24 shown in FIG. 3 above, the pressure chamber 36 has its minimum volume (piston at its inner dead center).
  • connection bushings 62 which penetrate the bottom of the cylinder spaces 24 and which are slidably supported with a radial projection 64 on the inner end face of the respective cylinder 24 of the drum body 60.
  • the end section of the connecting socket 62 which is removed from the radial projection 64 is inserted into a correspondingly designed receptacle 66 of the drum plate 50.
  • a connection channel 68 opens, which, depending on the rotational position of the cylinder drum 14, can be connected to the pressure control kidney 44 or the tank control kidney 42.
  • Each piston 28 has a fastening section 70, via which it is mounted in the flange 32 of the shaft 6. Following the fastening section 70, the piston 28 is set back radially and then merges into a conical section 72, through which the piston 28 is expanded up to its maximum cross section. This maximum cross section is provided with the reference symbol 74 in FIG. Following this maximum cross section 74, the piston is then somewhat tapered again. This waisted shape of the pistons 28 is required to be at the inner dead center (FIG. 3 above) do not collide with the cylinder walls. According to FIG. 3, the pistons 28 rest against the inner circumferential surfaces of the cylinders 24 along their maximum cross section. To improve the seal, a piston ring can be provided in each case on the outer circumference of the piston 28 in this contact area.
  • the pistons 26, 28 rotate about the shaft axis X, while the two cylinder drums 12, 14 rotate about their axis ZI and Z2.
  • the cylinder drums are supported on the central control disk 16. Due to the inclined position of the cylinder drums 12, 14, the pressure space at the top in FIG. 3 is enlarged during further rotation (suction), while the pressure chamber 36 at the bottom is reduced (pressure build-up).
  • the control disk 16 is arranged such that the tank kidney 42 is connected to the increasing pressure chambers and the pressure control kidney 44 is connected to the decreasing pressure chambers. In the area of the dead centers (FIG.
  • the connection to the two connections P, T is blocked off via the webs 46, 48, so that a switchover between the pressure connection and the tank connection and vice versa can take place.
  • the pistons 26, 28 Due to the inclined position of the cylinder drums 12, 14, the pistons 26, 28 pass through an elliptical orbit with reference to the assigned inclined surfaces 18, 20.
  • the drum body 60 is designed such that the elements forming the cylinders can slide somewhat along the ring end face 58 in order to compensate for these relative movements.
  • the noise emission during the operation of the axial piston machine can be further improved with the exemplary embodiment explained with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the exemplary embodiment shown in FIGS. 4 and 5 differs from the previously described exemplary embodiment essentially only in the configuration of the control disk 16 and the channel guide in the control disk 16.
  • the structure of the cylinder drum 12, 14 and the shaft 6 is identical to the previously described exemplary embodiment, so that only the differences are discussed below.
  • the control disk 16 is not fastened directly in the housing 2 or is formed integrally therewith, but is designed as a separate component, an insulating layer being formed between the housing 2 and the control disk 16 in the assembled state.
  • This can for example consist of an elastic Be made of plastic material that has soundproofing properties.
  • control disk 16 To prevent the control disk 16 from rotating, it is provided with a flattened portion 78, and a receptacle 80 of the housing 2 is designed accordingly.
  • the elastic insulating layer 76 is inserted into this receptacle 80 and encompasses the outer circumference of the control disk 16.
  • the control disk 16 is decoupled from the housing 2, the noise emissions can be reduced further, but in unfavorable operating conditions, it can be flattened due to the elasticity of the insulating layer 76 come to a relative rotation between the control disk 16 and the housing 2.
  • the connections T, P are placed in such a way that the pressure forces acting on the control disk 16 via the two connections T, P (in particular P) can compensate for this torque.
  • the center distance a and the cross-sectional area of the pressure channel 40 are selected, for example, such that the pressure force FH transmitted to the control disk 16 via the pressure medium at the control port P generates a torque (FH xa) which the radial force and which acts on the control disk 16 during operation the resulting torque is compensated.
  • FH xa a torque which the radial force and which acts on the control disk 16 during operation the resulting torque is compensated.
  • other measures for torque support can also be provided.
  • an axial piston machine with two cylinder drums guided in a housing, each of which can be rotated about a drum axis and which are each supported on an inclined surface which is set to a shaft axis of rotation.
  • these inclined surfaces are arranged in the area between the two cylinder drums and the channels for pressure medium supply and pressure medium discharge open into these two inclined surfaces, ie pressure medium supply and discharge occur in the center.

Landscapes

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Abstract

Offenbart ist eine Axialkolbenmaschine mit zwei in einem Gehäuse geführten Zylindertrommeln, die jeweils um eine Trommelachse drehbar sind und die jeweils an einer zu einer Wellendrehachse angestellten Schrägfläche abgestützt sind. Erfindungsgemäß sind diese Schrägflächen im Bereich zwischen den beiden Zylindertrommeln angeordnet und die Kanäle zur Druckmittelzufuhr und Druckmittelabfuhr münden in diesen beiden Schrägflächen, d.h. Druckmittelzufuhr und -abfuhr erfolgen mittig.

Description

Beschreibung
Axialkolbenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige, beispielsweise aus der WO 03/058034 AI bekannte Axialkolbenmaschinen haben zwei Zylindertrommeln, in denen jeweils eine Vielzahl von Zylindern ausgebildet ist. Die beiden Zylindertrommeln werden von einer Welle durchsetzt, die drehfest mit einer Vielzahl von Kolben verbunden ist, die mit den Zylindern der Zylindertrommeln jeweils einen Druckraum begrenzen. Die Zylindertrommeln sind jeweils an Schrägflächen abgestützt, deren Neigung so gewählt ist, dass die Drehachse der Zylindertrommeln zur Wellenachse angestellt ist. Die die Zylindertrommeln abstützenden Schrägflächen drehen nicht mit der Welle oder der Zylindertrommel mit, so dass die Kolben mit Bezug zur Ebene der die Zylindertrommeln abstützenden Schrägflächen eine elliptische Bewegungsbahn durchfahren. Bei den bekannten Lösungen liegen die Zylindertrommeln mit den Kolben zwischen den beiden Schrägflächen, wobei diese jeweils an Steuerscheiben ausgebildet sind, die am Gehäuse der Axialkolbenpumpe abgestützt sind und über die die Druckmittelzufuhr und -abfuhr erfolgt. Bei der Erprobung der bekannten Axialkolbenmaschinen zeigte es sich, dass im Betrieb der Axialkolbenmaschine die Geräuschemission relativ groß ist, so dass Dämmmaßnahmen vorgesehen werden müssen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen besteht darin, dass die Druckmittelzufuhr über die beiden außenliegenden Steuerscheiben eine vergleichsweise komplexe Ausgestaltung der Druck- und Tankkanäle erfordert.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine zu schaffen, die vergleichsweise einfach aufgebaut ist und bei der die
Geräuschemission gegenüber herkömmlichen Lösungen verringert ist. Diese Aufgabe wird durch eine Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß sind zwei Zylindertrommeln der Axialkolbenmaschine an jeweils einer Schrägfläche ausgebildet, wobei diese Schrägflächen mittig, d.h. im Bereich zwischen den beiden Zylindertrommeln angeordnet sind und ein Druckkanal und ein Tankkanal in diesen Schrägflächen münden. Durch diese zentrale Anordnung der Schrägflächen kann die Kanalführung gegenüber den herkömmlichen Lösungen ganz erheblich vereinfacht werden, so dass die Kosten zur Herstellung der Axialkolbenmaschine vergleichsweise gering sind. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass sich durch die zentrale Anordnung die auf die beiden Schrägflächen wirkenden Druckkräfte gegenseitig im wesentlichen aufheben, so dass die über die Schrägflächen in das Gehäuse eingeleiteten Druckkräfte sehr gering sind und entsprechend auch die Geräuschemission abgesenkt wird, die bei den herkömmlichen Lösungen durch die über die außen liegenden SteuerScheiben in das Gehäuse mit seinen großen geräuschabstrahlenden Flächen eingeleiteten Kräfte ein nicht akzeptables Maß annehmen können.
Bei einer besonders kompakt aufgebauten Variante sind die beiden Stirnflächen an einer Steuerscheibe ausgebildet, die zentral in das Gehäuse eingesetzt ist und die von einer die Kolben tragenden Welle durchsetzt ist .
Zur weiteren Absenkung der Geräuschemission kann zwischen Steuerscheibe und Gehäuse eine Dämmschicht vorgesehen werden. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel wird es bevorzugt, wenn die Steuerscheibe eine Verdrehsicherung aufweist, die beispielsweise durch eine Abflachung ausgebildet ist.
Um eine Relativverdrehung der elastisch abgestützten Steuerscheibe innerhalb des Gehäuses zu verhindern, wird es bei dieser Lösung bevorzugt, die zentralen Druckanschlüsse so anzuordnen und auszubilden, dass die über die Druckanschlüsse, insbesondere den Druckanschluss auf die Steuerscheibe wirkenden Kräfte so groß sind, dass die durch die Rotation der Zylindertrommel auf die Steuerscheibe übertragenen Drehmomente im wesentlichen kompensiert sind.
In dem Fall, in dem die Axialkolbenmaschine als Pumpe oder Hydromotor betrieben werden soll, hat die Steuerscheibe zwei Steuernieren, von denen- eine einem Druckanschluss und die andere einem Tankanschluss zugeordnet ist. Bei einer Variante der Erfindung wird es bevorzugt, wenn die mit dem Druck- und Tankanschluss verbundenen Kanäle tangential in die Steuernieren einmünden. Prinzipiell kann die Axialkolbenmaschine auch als Hydrotransformator betrieben werden. Dies setzt allerdings voraus, dass die Steuerscheibe drehbar im Gehäuse aufgenommen ist und dass sie drei Steuernieren aufweist . Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen schematisierten Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine;
Figur 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung der Axialkolbenmaschine aus Figur 1 ;
Figur 3 eine vergrößerte Detaildarstellung der Axialkolbenmaschine aus Figur 1 und
Figuren 4, 5 den Figuren 1 und 2 entsprechende Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Axialkolbenmaschine .
In Figur 1 ist ein vereinfachter Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine 1, beispielsweise einer Hydropumpe dargestellt. Figur 2 zeigt einen geometrisch nicht exakten Schnitt entlang der strichpunktierten Vertikallinie y in Figur 1. Demgemäß hat die Axialkolbenmaschine 1 ein Gehäuse 2, in dem eine
Wellenbohrung 4 ausgebildet ist. In dieser ist eine Welle
6 über zwei Wellenlager 8, 10 abgestützt. Diese Welle 6 (Antriebswelle bei einer Pumpe) trägt zwei Zylindertrommeln 12, 14, deren Drehachsen ZI und Z2 schräg zur Drehachse X der Welle 6 angestellt sind.
Die beiden schräg zueinander angestellten
Zylindertrommeln 12, 14 sind an einer mittig (Ansicht nach Figur 1) im Gehäuse 2 aufgenommenen Steuerscheibe 16 abgestützt. Die Stirnflächen dieser Steuerscheibe 16 sind durch zwei Schrägflächen 18, 20 gebildet. Gemäß Figur 1 sind diese Schrägflächen 18, 20 derart zueinander angestellt, dass sich die Steuerscheibe 16 von dem radial oben liegenden Bereich des Gehäuses 2 nach unten hin konisch verjüngt.
Jede Zylindertrommel 12, 14 hat eine Vielzahl von Zylindern 22 bzw. 24, in die jeweils ein Kolben 26, 28 eintaucht. Die den Zylindertrommeln 12, 14 zugeordneten Kolben 26 bzw. 28 sind jeweils achsparallel zur Wellenachse X angeordnet und an einem Flansch 30, 32 befestigt, der einstückig mit der Welle 6 ausgebildet oder auf diese aufgesetzt ist. Die Kolben 26, 28 begrenzen mit den Zylindern 22, 24 jeweils einen Druckraum 34, 36, der - wie im Folgenden näher beschrieben - mit einem Druckanschluss P oder einem Tankanschluss T verbindbar ist . In der Schnittdarstellung in Figur 2 sind die beiden Anschlüsse T, P am Zylindergehäuse 2 in der die Mittelachse Y enthaltenden Mittelebene angeordnet. Die beiden Anschlüsse P, T sind über einen Tankkanal 38 bzw. einem Druckkanal 40 jeweils mit einer Steuerniere (Tanksteuerniere 42 und Drucksteuerniere 44) verbunden. Gemäß Figur 2 münden die beiden Kanäle 38, 40 jeweils tangential in der zugeordneten Steuerniere 42 bzw. 44. Letztere umgreifen die Welle 6 abschnittsweise, so dass zwischen ihren in Figur 2 oben liegenden Endabschnitten und ihren in Figur 2 unten liegenden Endabschnitten jeweils ein Steg 46, 48 der Steuerscheibe 16 verbleibt. Die beiden Steuernieren 42, 44 münden jeweils in den beiden Schrägflächen 18, 20.
Wie insbesondere aus Figur 1 hervorgeht, hat die
Axialkolbenmaschine 1 einen bezüglich der Achse Y symmetrischen Aufbau, wobei mittig die Steuerscheibe 16 angeordnet ist, an deren Schrägflächen 18, 20 die beiden
Zylindertrommeln 12, 14 abgestützt sind. Diese Zylindertrommeln wirken mit den Kolben 26, 28 zusammen, die über den Flansch 30 bzw. 32 drehfest mit der Welle 6 verbunden sind. Da der Aufbau der beiden Zylindertrommeln 12, 14 identisch ist, werden konstruktive Details im Folgenden anhand der vergrößerten Darstellung gemäß Figur 3 erläutert, die die Zylindertrommel 14 zeigt. Demgemäß hat diese eine Trommelplatte 50, die mit ihrer in Figur 3 linken Stirnfläche 52 auf der Schrägfläche 20 der Steuerscheibe 16 gleitend abgestützt ist. Die Trommelplatte 50 hat eine Befestigungsnabe 54, die über ein Pendellager 56 oder ähnliches an einem balligen, d.h. konvex gekrümmten Lagerabschnitt 59 der Welle 6 abgestützt ist. Dieses Pendellager 56 ermöglicht die Schräganstellung der Achse Z2 der Drehachse der Zylindertrommel 14 gegenüber der Wellenachse X. Auf einer innen von der Befestigungsnabe 54 begrenzten Ringstirnfläche 58 der Trommelplatte 50 ist ein ringförmiger Trommelkörper 60 abgestützt, an dem die Zylinder 24 der Zylindertrommel 14 ausgebildet sind. Dieser Trommelkörper 60 kann aus einer Vielzahl von Einzelelementen zusammengesetzt werden. Bei der aus der WO 03/058034 AI bekannten Lösung ist dieser Trommelkörper 60 beispielsweise aus einer Vielzahl von Zylinderhülsen gebildet, die über einen Haltering miteinander verbunden sind. Die Zylinderhülsen können auch über Federvorspannung und ein Gelenk an der Trommelplatte 50 abgestützt werden. Prinzipiell kann der Trommelkörper 60 auch einstückig ausgebildet werden.
Wie in Figur 3 angedeutet, liegt der Trommelkörper 60 oder dessen einzelne, die Zylinder 24 ausbildenden
Elemente nicht flächig- an der Ringstirnfläche 58 an, sondern nur über einen durch einen Vorsprung 62 gebildeten Anlageabschnitt. Wie vorstehend erwähnt, sind im Trommelkörper 60 eine Vielzahl von Zylindern 24 ausgebildet, in die die Endabschnitte der Kolben 28 eintauchen, so dass durch die Zylinder 24 und die Kolben 28 jeweils ein Druckraum 24, 36 begrenzt ist. Der in Figur 3 unten liegende Druckraum 36 hat das Maximalvolumen (Kolben in seinem äussen Totpunkt, während in der in Figur 3 oben dargestellten Relativposition zwischen Kolben 28 und Zylinder 24 der Druckraum 36 sein minimales Volumen aufweist (Kolben in seinem inneren Totpunkt) .
Die Druckmittelzufuhr in diese Druckräume 36 der Zylinder 24 erfolgt über Anschlussbuchsen 62, die den Boden der Zylinderräume 24 durchsetzen und die mit einem Radialvorsprung 64 an der Innenstirnfläche des jeweiligen Zylinders 24 des Trommelkörpers 60 gleitend abgestützt sind. Der vom Radialvorsprung 64 entfernte Endabschnitt der Anschlussbuchse 62 ist in eine entsprechend ausgebildete Aufnahme 66 der Trommelplatte 50 eingesetzt. In dieser Aufnahme 66 mündet ein Anschlusskanal 68, der je nach Drehposition der Zylindertrommel 14 mit der Drucksteuerniere 44 oder der Tanksteuerniere 42 verbindbar ist.
Jeder Kolben 28 hat einen Befestigungsabschnitt 70, über den er im Flansch 32 der Welle 6 gelagert ist. Im Anschluss an den Befestigungsabschnitt 70 ist der Kolben 28 radial zurückgesetzt und geht dann in einen konischen Abschnitt 72 über, durch den der Kolben 28 bis zu seinem Maximalquerschnitt erweitert ist. Dieser Maximalquerschnitt ist in der Figur 3 mit dem Bezugszeichen 74 versehen. Im Anschluss an diesen maximalen Querschnitt 74 ist der Kolben dann wieder etwas verjüngt. Diese taillierte Form der Kolben 28 ist erforderlich, dass diese im inneren Totpunkt (Fig. 3 oben) nicht mit den Zylinderwandungen kollidieren. Gemäß Figur 3 liegen die Kolben 28 entlang ihres maximalen Querschnitts an den Innenumfangsflachen der Zylinder 24 an. Zur Verbesserung der Abdichtung kann in diesem Anlagebereich am Außenumfang der Kolben 28 jeweils ein Kolbenring vorgesehen werden.
Beim Antrieb der Welle 6 drehen die Kolben 26, 28 um die Wellenachse X, während die beiden Zylindertrommeln 12, 14 um ihre Achse ZI bzw. Z2 drehen. Während dieser Drehbewegung sind die Zylindertrommeln an der mittigen Steuerscheibe 16 abgestützt. Durch die Schräganstellung der Zylindertrommeln 12, 14 wird der in Figur 3 oben liegende Druckraum bei der weiteren Drehung vergrößert (Ansaugen) , während sich der unten liegende Druckraum 36 verkleinert (Druckaufbau) . Die Steuerscheibe 16 ist so angeordnet, dass die Tankniere 42 mit den sich vergrößernden Druckräumen und die Drucksteuerniere 44 mit den sich verkleinernden Druckräumen verbunden ist. Im Bereich der Totpunkte (Figur 3) ist die Verbindung zu den beiden Anschlüssen P, T über die Stege 46, 48 abgesperrt, so dass ein Umschalten zwischen Druckanschluss und Tankanschluss und umgekehrt erfolgen kann. Aufgrund der Schräganstellung der Zylindertrommeln 12, 14 durchlaufen die Kolben 26, 28 mit Bezug zu den zugeordneten Schrägflächen 18, 20 eine elliptische Umlaufbahn. Der Trommelkörper 60 ist dabei so ausgebildet, dass die die Zylinder ausbildenden Elemente etwas entlang der Ringstirnfläche 58 abgleiten können, um diese Relativbewegungen auszugleichen.
Der wesentliche Unterschied zwischen der erfindungsgemäßen Lösung und den eingangs beschriebenen bekannten Lösungen besteht darin, dass die
Druckmittelzufuhr mittig über die Steuerscheibe 16 erfolgt und dass durch die symmetrische mittige Ausgestaltung der Steuerscheibe 16, die über die beiden Zylindertrommeln 12, 14 übertragenen Druckkräfte sich weitestgehend aufheben. Die auf die Kolben 26, 28 wirkenden Druckkräfte werden über die Flansche 30, 32 in die Welle 6 eingeleitet, d.h. die Druckkräfte werden nicht über das Gehäuse mit seinen großen geräuschabstrahlenden Flächen geführt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die mittig gelegenen Anschlüsse die Druckmittelkanäle sehr einfach und auf engsten Raum angeordnet werden können, so dass der Aufbau der Axialkolbenmaschine gegenüber den bekannten Lösungen wesentlich vereinfacht ist.
Die Geräuschabstrahlung während des Betriebs der Axialkolbenmaschine lässt sich mit dem anhand der Figuren 4 und 5 erläuterten Ausführungsbeispiel noch weiter verbessern.
Das in den Figuren 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel im Wesentlichen lediglich durch die Ausgestaltung der Steuerscheibe 16 und die Kanalführung in der Steuerscheibe 16. Der Aufbau der Zylindertrommel 12, 14 und der Welle 6 ist identisch zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Bei dem in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuerscheibe 16 nicht direkt im Gehäuse 2 befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet, sondern ist als gesondertes Bauteil ausgeführt, wobei im montierten Zustand zwischen Gehäuse 2 und Steuerscheibe 16 eine Dämmschicht ausgebildet ist. Diese kann beispielsweise aus einem elastischen Kunststoffmaterial gefertigt sein, das schalldämmende Eigenschaften aufweist . Zur Verdrehsicherung der Steuerscheibe 16 ist diese mit einer Abflachung 78 versehen, eine Aufnahme 80 des Gehäuses 2 ist entsprechend ausgebildet. Die elastische Dämmschicht 76 ist in diese Aufnahme 80 eingesetzt und umgreift den Außenumfang der Steuerscheibe 16. Durch diese Entkopplung der Steuerscheibe 16 vom Gehäuse 2 lassen sich die Geräuschemissionen zwar weiter verringern, es kann jedoch bei ungünstigen Betriebszuständen trotz der Abflachung durch die Elastitzität der Dämmschicht 76 zu einer Relativverdrehung zwischen der Steuerscheibe 16 und dem Gehäuse 2 kommen. Um dies zu verhindern, werden die Anschlüsse T, P so gelegt, dass die über die beiden Anschlüsse T, P (insbesondere P) auf die Steuerscheibe 16 wirkenden Druckkräfte dieses Drehmoment kompensieren können. D.h. der Achsabstand a und die Querschnittsfläche des Druckkanals 40 wird beispielsweise so gewählt, dass die über das Druckmittel am Steueranschluss P auf die Steuerscheibe 16 übertragene Druckkraft FH ein Drehmoment (FH x a) erzeugt, das die während des Betriebs auf die Steuerscheibe 16 wirkende Radialkraft und das daraus resultierende Drehmoment kompensiert. Selbstverständlich können auch andere Maßnahmen zur Drehmomentabstützung vorgesehen werden.
Offenbart ist eine Axialkolbenmaschine mit zwei in einem Gehäuse geführten Zylindertrommeln, die jeweils um eine Trommelachse drehbar sind und die jeweils an einer zu einer Wellendrehachse angestellten Schrägfläche abgestützt sind. Erfindungsgemäß sind diese Schrägflächen im Bereich zwischen den beiden Zylindertrommeln angeordnet und die Kanäle zur Druckmittelzufuhr und Druckmittelabfuhr münden in diesen beiden Schrägflächen, d.h. Druckmittelzufuhr und -abfuhr erfolgen mittig. Bezugszeichenliste :
1 Axialkolbenmaschine
2 Gehäuse
4 Wellenbohrung
6 Welle
8 Wellenlager
10 Wellenlager
12 Zylindertrommel
14 Zylindertrommel
16 Steuerscheibe
18 Schrägfläche
20 Schrägfläche
22 Zylinder
24 Zylinder
26 Kolben
28 Kolben
30 Flansch
32 Flansch
34 Druckraum
36 Druckraum
38 Tankkanal
40 Druckkanal
42 Tanksteuerniere
44 Drucksteuerniere
46 Steg
48 Steg
50 Trommelplatte
52 Stirnfläche
54 Befestigungsnabe
56 Pendelachse
58 Ringstirnfläche
59 Lagerabschnitt
60 Trommelkörper
62 Anschussbuchse
64 Radialvorsprung Aufnahme Anschlusskanal Befestigungsabschnitt konischer Abschnitt maximaler Querschnitt Dämmschicht Abflachung Aufnahme

Claims

Patentansprüche
1. Axialkolbenmaschine mit zwei in einem Gehäuse (2) gelagerten Zylindertrommeln (12, 14), die jeweils um eine Trommelachse (ZI, Z2) drehbar und an einer Schrägfläche (18, 20) abgestützt sind, wobei jeder Zylindertrommel (12, 14) Kolben (26, 28) zugeordnet sind, die um eine zu den Trommelachsen (ZI, Z2) angestellte Wellenachse (X) drehbar sind, wobei durch Zylinder (22, 24) der Zylindertrommeln (12, 14) und die Kolben (26, 28) Druckräume (34, 36) begrenzt sind, die über Druck- und Tankkanäle (38, 42; 40, 44; 68) mit einem Druck- bzw. einem Tankanschluss (P, T) des Gehäuses (2) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägflächen (18, 20) im Bereich zwischen den beiden Zylindertrommeln (12, 14) angeordnet sind und dass die Kanäle (38, 42; 40, 44) in den Schrägflächen (18, 20) münden.
Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 1, wobei die Schrägflächen (18, 20) an Stirnflächen einer Steuerscheibe (16) ausgebildet sind, die von einer An- oder Abtriebswelle (6) durchsetzt ist.
Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 2, wobei zwischen Steuerscheibe (16) und Gehäuse (2) eine Dämmschicht (76) ausgebildet ist.
4. /Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei die Steuerscheibe (16) eine Abflachung (78) als Verdrehsicherung aufweist.
5. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 4, wobei ein Achsabstand (a) einer Mittelachse des Druckanschlusses (P) und die Querschnittsfläche des Druckkanals (40) im Übergangsbereich zwischen dem Gehäuse (2) und der Steuerscheibe (16) so gewählt sind, dass die auf die Steuerscheibe (16) wirkende Radialkraft und das daraus resultierende Drehmoment durch die über den Druckanschluss (P) auf die Steuerscheibe (16) wirkenden Druckkräfte kompensierbar ist .
6. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Steuerscheibe (16) auf einem gemeinsamen Teilkreis liegende Steuernieren (42, 44) hat, in die der Druck- bzw. Tankanschluss (P, T) einmünden.
7. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei diese als Hydropumpe oder Hydromotor betrieben ist .
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