EP1945949A1

EP1945949A1 - Hydrostatische kolbenmaschine

Info

Publication number: EP1945949A1
Application number: EP06828992A
Authority: EP
Inventors: Marcus Herrmann; Werner Hörmann; Georg Jacobs
Original assignee: Brueninghaus Hydromatik GmbH
Current assignee: Brueninghaus Hydromatik GmbH
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-07-23
Also published as: US20080250920A1; WO2007054319A1; KR20080066910A; DE102005058938A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Kolbenmaschine (1) mit einer Triebwelle (2), die eine Zylindertrommeleinheit durchdringt. In der Zylindertrommeleinheit sind Zylinderausnehmungen (18, 19) angeordnet. Mit der Triebwelle (2) sind drehfest Kolben (16, 17) verbunden, welche in den Zylinderausnehmungen (18, 19) verschieblich angeordnet sind. Die Zylindertrommeleinheit ist auf einem an der Triebwelle (2) vorgesehenen Lager (32, 32') zentriert. Die Zylindertrommeleinheit besteht aus einer Zylindertrommel (20, 21) mit mehreren darin ausgebildeten Zylinderausnehmungen (18, 19).

Description

Hydrostatische Kolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Kolbenmaschine mit einer Zylindertrommeleinheit, die von einer Triebwelle durchdrungen wird, wobei an der Triebwelle drehfest Kolben angeordnet sind.

Aus der PCT/NL03/00017 ist eine hydrostatische Kolbenmaschine bekannt, bei der eine Triebwelle eine erste und eine zweite Zylindertrommeleinheit durchdringt. Symmetrisch zwischen den beiden Zylindertrommeleinheiten ist an der Triebwelle eine Trägerplatte fixiert. An der Trägerplatte sind einander gegenüberliegend Kolben angeordnet, die in Zylinderräumen der Zylindertrommeleinheiten verschieblich gelagert sind. Die Zylindertrommeleinheiten weisen jeweils einen Winkel ihrer Rotationsachse bezüglich des Winkels der Triebwelle auf. Auf diese Weise führen die mit der Triebwelle drehfest verbundenen Kolben in den Zylinderräumen eine Hubbewegung aus. Die Zylinderräume sind in einzelnen Zylindern ausgebildet, die sich auf einer gemeinsamen Trommelplatte abstützen und mit dieser eine Zylindereinheit bilden. Um ein Abheben der Zylinder von der Trommelplatte zu verhindern, ist eine Rückhaltevorrichtung ausgebildet, die eine radiale Bewegung der Zylinder erlaubt. Diese allseitig verschiebliche Anordnung ermöglicht eine Ausgleichsbewegung der Zylinder, die aufgrund der festen Anordnung der Kolben in der Trägerplatte und des Neigungswinkels der Zylindertrommeleinheit gegenüber der Triebwellenachse erforderlich ist.

Speziell bei hohen Drehzahlen hat die geschilderte Anordnung den Nachteil, dass die wirkenden Fliehkräfte zu einem Kippmoment seitens der Zylinder führen. Zwar werden die Zylinder einzeln über eine Rückhaltevorrichtung in Anlage mit der Tommelplatte gehalten, es kommt jedoch aufgrund der Vielzahl der relativ zueinander bewegten Teile zu einem erheblichen Verschleiß, da für die wirkenden Kräfte nur eine geringe Auflagefläche der Zylinder vorhanden ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine hydrostatische Kolbenmaschine zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile, die durch die Vielzahl der zusammenwirkenden Bauteile der Zylindertrommeleinheit entstehen, vermieden werden.

Bei der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1 ist ebenfalls die Zylindertrommeleinheit durch eine Triebwelle durchdrungen. Drehfest mit der Triebwelle verbunden sind Kolben, die in Zylinderausnehmungen der Zylindertrommeleinheit eintauchen. Im Unterschied zum Stand der Technik werden die Zylinderausnehmungen gemeinsam in einer Zylindertrommel angeordnet, die die Zylindertrommeleinheit bildet. Diese dadurch in kompakter Form ausgeführte Zylindertrommel ist insgesamt auf einem an der Triebwelle vorgesehenen Lager zentriert. Die einzelnen Zylinderausnehmungen der Zylindertrommel führen somit keine unabhängigen Bewegungen aus. Vielmehr ist eine Zentrierung der gesamten Zylindertrommel relativ zu der Rotationsachse der Triebwelle erreicht. Durch die einstückige Ausführung der Zylindertrommel selbst können auch die einzelnen Zylinderausnehmungen bei auftretenden Fliehkräften keine Kippbewegung ausführen.

Durch das Verhindern der Kippbewegung der einzelnen Zylinder wird der sich einstellende Verschleiß reduziert.

Insbesondere wird auch ein Verkippen in Drehrichtung vermieden, wie es bei den einzelnen Zylindern auftreten kann, wenn die Drehbewegung der Zylindertrommeleinheit durch die in den Zylindern angeordneten Kolben bewirkt wird.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine dargestellt. Insbesondere ist es von Vorteil, die Kolben über eine Gelenkverbindung mit der Triebwelle zu verbinden. Die drehfeste Verbindung der Kolben mit der Triebwelle über eine Gelenkverbindung hat den Vorteil, dass ein allseitiger Ausgleich nicht durch eine Verschiebung der Zylinder erfolgen muss. Vielmehr wird durch eine unterschiedliche Neigung der Kolben relativ zur Triebwellenachse, welches die Gelenkverbindung ermöglicht, die Ausgleichsbewegung erreicht.

Weiterhin ist es vorteilhaft, den Kolben hierzu mit einem sphärischen Kopf zu versehen, der in eine korrespondierende sphärische Ausnehmung der Triebwelle bzw. einer mit der Triebwelle verbunden Trägerplatte eingreift. Die Trägerplatte kann dabei als radiale Erweiterung der Triebwelle selbst beispielsweise als einstückiges Schmiedeteil ausgeführt sein. Ebenso ist es denkbar, die Triebwelle mit einer Verzahnung zu versehen, die mit einer separat hergestellten Trägerplatte im Eingriff ist und so eine drehfeste Verbindung mit dieser eingeht. Durch das Ausbilden der Gelenkverbindung zwischen den Kolben und der Triebwelle ist ein Neigen der Kolbenachse bezüglich der Triebwellenachse möglich. Gleichzeitig wird durch die kugelgelenkförmige Fixierung der Kolben an der Trägerplatte eine unmittelbare, drehfeste Verbindung zwischen der Triebwelle und den Kolben erreicht.

Um bei einem Eintauchen der Kolben in die Zylinderausnehmungen eine Blockierung der Drehung durch eine Anlage des Kolbenschafts an der inneren Zylinderwand zu verhindern, ist zwischen einem Dichtabschnitt und der Gelenkverbindung an den Kolben ein kegelförmiger Abschnitt ausgebildet. Der Öffnungswinkel des kegelförmigen Abschnitts korrespondiert vorzugsweise mit dem vorgesehenen maximalen Neigungswinkel der Zylindertrommel.

Eine Zentrierung der Zylindertrommel wird vorzugsweise durch ein Lager erreicht, welches an der Triebwelle ausgebildet ist. Hierzu wirkt eine zentrale Durchgangsöffnung der Zylindertrommel, die vorzugsweise als Bohrung ausgeführt ist, mit einem an der Triebwelle angeordneten Lager zentrierend zusammen. Dabei ist das Lager seitens der Triebwelle vorzugsweise als sphärischer Triebwellenabschnitt ausgebildet.

Nach einer einfachen Ausführungsform kann das Drehmoment zwischen der Zylindertrommel und der Triebwelle durch die in den Zylinderausnehmungen angeordneten Kolben erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch zwischen dem sphärischen Triebwellenabschnitt und der Zylindertrommel ein Mitnahmeelement vorgesehen. Durch dieses Mitnahmeelement werden die Zylindertrommel sowie der sphärische Triebwellenabschnitt der Triebwelle drehfest miteinander verbunden. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass das Mitnahmeelement in der Triebwelle fixiert ist und in eine Mitnahmenut der Zylindertrommel eingreift. Durch das Ausbilden einer Mitnahmenut in der Durchgangsöffnung der Zylindertrommel wird gewährleistet, dass sich der Neigungswinkel der Zylindertrommelachse relativ zur Rotationsachse der Triebwelle verändern lässt.

Anstelle der Anordnung des Mitnahmeelements im Bereich des sphärischen Triebwellenabschnitts ist es auch denkbar, das Mitnahmeelement fest in der Zylindertrommel anzuordnen. Dementsprechend ist dann in dem sphärischen Triebwellenabschnitt eine Mitnahmenut angeordnet. Es können auch mehrere, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilte Mitnahmeelemente vorgesehen sein.

Zum Erzielen einer möglichst guten Dichtwirkung werden vorzugsweise an den Kolben in einem Dichtabschnitt der Kolben Kolbenringe angeordnet. Die Kolbenringe sind z. B. als Stahlringe ausgeführt, welche in einer korrespondierenden Nut seitens der Kolben im Bereich des Dichtabschnitts eingesetzt sind. An ihrer Außenkontur sind die Kolbenringe vorzugsweise ebenfalls sphärisch ausgeführt. Eine weitere Möglichkeit, die Dichtwirkung zwischen den Kolben und der korrespondierenden Zylinderausnehmung zu verbessern ist es, im Bereich des Dichtabschnitts einen dünnwandigen Kolbenschaft auszubilden. Ein solcher dünnwandiger Kolbenschaft im Bereich des Dichtabschnitts ermöglicht dem im Inneren des Zylinders herrschenden Druck den Kolbenschaft elastisch aufzuweiten, wodurch seine äußere Kontur dichtend an die Zylinderausnehmung angelegt wird. In besonders einfacher Weise kann dies durch eine auf der von der Gelenkverbindung abgewandten Seite angebrachte Ausnehmung in dem Kolben ausgeführt werden.

Um ein Abheben der Kolben von der Trägerplatte während des Saughubs zu verhindern, wird vorzugsweise eine Rückzugscheibe vorgesehen, welche die Kolben an der Trägerplatte in axialer Richtung fixiert. Die Rückzugscheibe wird dabei so angeordnet, dass die Neigung der Kolben relativ zu der Trägerplatte nicht behindert wird. Die Rückzugscheibe umschließt die Kolben so, dass sie als Bestandteil der Gelenkverbindung wirkt. Hierzu sind Ausnehmungen der Rückzugscheibe vorgesehen, die den Kopf der Kolben fassen und eine sphärische Kontur aufweisen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine;

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine und

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung im Ausschnitt III der Fig. 2. Ein Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgeraäßen hydrostatischen Kolbenmaschine 1 ist in der Fig. 1 dargestellt. Die hydrostatische Kolbenmaschine 1 weist eine Triebwelle 2 auf, die in einem aus einer ersten Gehäusehälfte 3 und einer zweiten Gehäusehälfte 4 gebildeten Gehäuse gelagert ist. Die erste Gehäusehälfte 3 und die zweite Gehäusehälfte 4 sind näherungsweise topfförmig ausgebildet. Dabei ist in der ersten Gehäusehälfte 3 eine Durchgangsöffnung 5 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als gestufte Bohrung ausgeführt. Durch die Durchgangsöffnung 5 ragt ein mit einer Verzahnung 6 versehenes Ende der Triebwelle 2 heraus.

In der gestuften Durchgangsöffnung 5 ist ein erstes Triebwellenlager 7 angeordnet. Das erste Triebwellenlager 7 ist als Kegelrollenlager ausgeführt. Weiterhin ist in der gestuften Durchgangsöffnung 5 ein Dichtelement vorgesehen, welches die Triebwelle 2 gegenüber dem ersten Gehäuseteil 3 abdichtet.

An dem gegenüberliegenden Gehäuseende ist in dem zweiten Gehäuseteil 4 eine gestufte Sackbohrung 8 ausgebildet. In dem zum Innenraum des Gehäuses orientierten Teil der gestuften Sackbohrung 8 ist ein zweites Triebwellenlager 9 angeordnet, das ebenfalls als Kegelrollenlager ausgebildet ist .

Das erste Gehäuseteil 3 und das zweite Gehäuseteil 4 weisen jeweils einen umlaufenen Flansch 10 bzw. 11 auf. Das erste Gehäuseteil 3 und das zweite Gehäuseteil 4 werden mit Hilfe von Schrauben 12 an den Flanschen 10, 11 miteinander verschraubt.

Etwa mittig im Inneren des Gehäuses ist an der Triebwelle 2 eine Trägerplatte 13 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Trägerplatte 13 einteilig mit der Triebwelle 2 ausgeführt. In die Trägerplatte 13 sind auf beiden Seiten sphärische Ausnehmungen 14, 15 als Gelenkpfannen eingebracht. In die sphärischen Ausnehmungen 14, 15 sind Kolben 16, 17 mit an den Kolbenenden angeordneten kugelförmigen Köpfen eingesetzt. Die so entstandene Gelenkverbindung zwischen den Kolben und der Trägerplatte 13 wird nachfolgend noch unter Bezugnahme auf Fig. 3 ausführlich erläutert. Die Kolben 16 und 17 sind identisch ausgeführt. Mit den Bezugszeichen 16 bzw. 17 ist der Übersichtlichkeit wegen lediglich jeweils ein Kolben der Gruppe von Kolben, die mit einer Zylindertrommel 20, 21 zusammenwirken bezeichnet.

Mit ihrem von der Gelenkverbindung zwischen den Kolben 16, 17 und der Trägerplatte 13 abgewandten Ende ragen die Kolben 16, 17 in Zylinderausnehmungen 18, 19 einer ersten Zylindertrommel 20 bzw. einer zweiten Zylindertrommel 21. In den Zylindertrommeln 20, 21 sind parallel zueinander eine Mehrzahl von Zylinderausnehmungen 18 bzw. 19 auf einem ersten bzw. zweiten Umfangskreis angeordnet. Der gemeinsame Umfangskreis der ersten Zylindertrommel 20 und der gemeinsame Umfangskreis der zweiten Zylindertrommel 21 sind vorzugsweise identisch und entsprechen den Umfangskreisen auf denen die sphärischen Ausnehmungen 14, 15 an der Trägerplatte 13 angeordnet sind.

Zwischen den Zylinderausnehmungen 18 bzw. 19 auf je einem gemeinsamen Umfangskreis sowie den korrespondierenden, darin angeordneten Kolben 16, 17 ist jeweils ein Zylindervolumen eingeschlossen. Die Zylindertrommeln 20, 21 sind gegenüber der Rotationsachse der Triebwelle 2 geneigt angeordnet. Bei einer Rotation der Zylindertrommeln 20, 21 sowie der Triebwelle 2 führen die Kolben 16 bzw. 17 in den entsprechenden Zylinderausnehmungen 18 bzw. 19 eine Hubbewegung aus und verkleinern und vergrößern zyklisch damit das eingeschlossene Zylindervolumen. Die Zylindertrommeln 20 bzw. 21 stützen sich auf je einer Schrägscheibe 22 bzw. 23 ab. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schrägscheiben 22, 23 fest angeordnet, so dass sich ein konstanter Neigungswinkel der ersten und zweiten Zylindertrommel 20, 21 gegenüber der Achse der Triebwelle 2 einstellt. Es ist jedoch ebenso möglich, die Zylindertrommeln 20, 21 an je einer verstellbaren Schrägscheibe abzustützen und somit das Hubvolumen einstellbar auszuführen. Dabei ist es insbesondere möglich, eine unabhängige Verstellung der Neigungen der ersten Zylindertrommel und der zweiten Zylindertrommel 20 bzw. 21 vorzusehen. Eine weitere Möglichkeit ist es, eine der Zylindertrommeln 20 bzw. 21 mit einem fest eingestellten Winkel vorzusehen und die jeweils andere Zylindertrommel 21, 20 mit einem änderbaren Schwenkwinkel vorzusehen.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele betreffen jeweils Doppelpumpen bzw. Doppelmotoren. Merkmale, die lediglich für eine Seite erläutert werden, sind in den Figuren auf der gegenüberliegenden Seite mit einem entsprechenden, gestrichenen Bezugszeichen versehen.

Die nachfolgenden Ausführungen betreffen die in der Fig. 1 auf der linken Seite dargestellte Maschineneinheit bestehend aus der Schrägscheibe 22, der ersten Zylindertrommel 20 sowie den darin eine Hubbewegung ausführenden Kolben 16. Die Ausführungen treffen in analoger Weise auf die zweite Maschineneinheit zu, die in der Fig. 1 rechts dargestellt ist. Die jeweils korrespondierenden Bauelemente sind bezüglich einer Mittelebene 26 symmetrisch angeordnet.

Die erste Zylindertrommel 20 weist eine Lauffläche 25 auf, mit der sie sich an einer Stützfläche 24 der Schrägscheibe 22 abstützt. Um die Schrägscheibe 22 gegen ein Verdrehen zu sichern, ist sie mit einem Passstift 27 in dem ersten, topfförmigen Gehäuseteil 3 an dessen Boden 30 fixiert. Die Zylinderausnehmungen 18 sind über Zylinderöffnungen 28 bei einer Rotation der Zylindertrommel 20 zyklisch mit nicht dargestellten Steueröffnungen in der Schrägscheibe 22 verbindbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist sowohl für die erste Schrägscheibe 22 als auch für die zweite Schrägscheibe 23 ein jeweils fest eingestellter Schwenkwinkel für die erste Zylindertrommel 20 und die zweite Zylindertrommel 21 vorgesehen. Der Neigungswinkel der Zylindertrommeln 20, 21 gegenüber der Achse der Triebwelle 2 wird durch eine Keilform der Schrägscheiben 22, 23 festgelegt. Die Schrägscheibe 22 weist eine Auflagefläche 29 auf, mit der sie an dem Boden 30 des ersten Gehäuseteils 3 aufliegt.

Die erste Zylindertrommel 20 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 31 auf, die als zylindrische Bohrung ausgeführt ist. Mit der zentralen Durchgangsöffnung 31 stützt sich die erste Zylindertrommel 20 an einem Lager der Triebwelle 2 ab. Das Lager der Triebwelle 2 ist als sphärische Ausformung 32 der Außenkontur der Triebwelle 2 ausgebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die sphärische Ausformung 32 unmittelbar durch die Formgebung der Triebwelle 2 selbst realisiert. Ebensogut kann ein aufgesetztes Element als Lager verwendet werden, welches eine sphärische Außenkontur hat. In diesem Fall können zur Ausbildung des Lagers und für die Triebwelle 2 selbst unterschiedliche Materialien verwendet werden, um beispielsweise verbesserte Notlaufeigenschaften bei mangelnder Schmierung zu erreichen.

Um ein Abheben der Zylindertrommel 20 von der Schrägscheibe 22 zu verhindern, ist eine Feder 33 vorgesehen, welche sich über einem Stützkörper 34 ebenfalls an dem Lager der Triebwelle 2 abstützt. Der Stützkörper 34 weist hierzu eine sphärische Ausnehmung im Bereich seiner Anlage an dem Lager der Triebwelle 2 auf, die mit der sphärischen Ausformung 32 des Lagers der Triebwelle 2 korrespondiert. Der Außendurchmesser des als Ring ausgebildeten Stützkörpers 34 entspricht dem Innendurchmesser der zentralen Durchgangsöffnung 31 der ersten Zylindertrommel 20. An der dem Stützkörper 34 gegenüberliegenden Seite stützt sich die Feder 33 an einen Seegerring 35 ab, der in eine Nut der Zylindertrommel 20 eingesetzt ist. Durch die Feder 33 wird eine axiale Kraft in Richtung der Zylindertrommelachse erzeugt, welche die Lauffläche 25 der Zylindertrommel 20 gegen die Stützfläche 24 der Schrägscheibe 22 drückt.

Um während eines Saughubs das Abheben der Kolben 16 aus den sphärischen Ausnehmungen 14 der Trägerplatte 13 zu verhindern, ist eine Rückzugscheibe 36 vorgesehen. Die Rückzugscheibe 36 wird beispielsweise mit der Trägerplatte 13 verschraubt und fixiert die kugelförmigen Köpfe 43 der Kolben 16 in den jeweiligen sphärischen Ausnehmungen 14. Die Rückzugscheibe 36 weist hierzu eine mit der Anzahl der Kolben 16 übereinstimmende Anzahl von Öffnungen 37 auf, die ebenfalls sphärisch ausgeformt sind und mit der Außenkontur des kugelförmigen Kopfes 43 der Kolben 16 entsprechen. Der Kolben 16 ist hierzu auch in seinem über die sphärische Ausnehmung 14 herausragend im Bereich kugelförmig.

Die Kolben 16 weisen eine Schmierölbohrung 38 auf, welche sich von einem Kolbenboden 39 bis zu einem gegenüberliegenden abgeflachten Ende 40 an dem kugelförmigen Kopf 43 des Kolbens 16 erstreckt. Durch die Schmierölbohrung 38 wird eine hydrostatische Entlastung des Kolbens 16 in der Gelenkverbindung erreicht.

Die erfindungsgemäße hydrostatische Kolbenmaschine 1 ist sowohl als Pumpe wie auch als Motor einsetzbar. Im Falle der Verwendung als Pumpe erfolgt der Antrieb der Zylindertrommeln 20, 21 über die Verzahnung 6. Durch die mittels der Verzahnung 6 auf die Triebwelle 2 übertragene Drehbewegung wird die Trägerplatte 13, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit der Triebwelle 2 ausgeführt ist, in Rotation versetzt. Die bezüglich einer Drehung um die Achse der Triebwelle 2 drehfest mit der Trägerplatte 13 verbundenen Kolben 16, 17 führen so ebenfalls eine Rotation um die Achse der Triebwelle 2 aus. Über die Kolben 16, 17 wird ein Drehmoment auf die erste Zylindertrommel 20 bzw. die zweite Zylindertrommel 21 übertragen. Die Zylindertrommeln 20, 21 führen somit eine rotierende Bewegung um ihre gegenüber der Achse der Triebwelle 2 geneigten Zylindertrommelachsen aus. Durch die Feder 33, 33' wird die Zylindertrommel 20 bzw. 21 dabei jeweils in Anlage mit der Schrägscheibe 22 bzw. 23 gehalten. Aufgrund der Neigung der Drehachsen der Triebwelle 2 zu den Zylindertrommeln 20, 21 führen die Kolben 16, 17 in den korrespondierenden Zylinderausnehmungen 18, 19 Hubbewegungen aus, wobei das durch das veränderliche Zylindervolumen während eines Umlaufs geförderte Druckmittel in den selben oder unterschiedliche hydraulische Kreisläufe gefördert werden kann.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird das erforderliche Drehmoment zum Drehen der Zylindertrommeln 20, 21 durch die Kolben 16 bzw. 17 von der Trägerplatte 13 auf die Zylindertrommeln 20, 21 übertragen. Dabei führen die Kolben 16, 17 eine Neigungsbewegung aus, bis ein zwischen einem Dichtabschnitt 41 bzw. 42 der Kolben 16 bzw. 17 und dem kugelförmigen Kopf 43 bzw. 44 der Kolben 16, 17 liegender kegelförmiger Abschnitt 45 bzw. 46 in Anlage mit den Zylinderausnehmungen 18 bzw. 19 ist.

Angrenzend an den Kolbenboden weist der Kolben 16 einen Dichtabschnitt 41 auf. Der Dichtabschnitt 41 ist dünnwandig ausgebildet. Die dünnwandige Ausführung des Dichtabschnitts 41 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Ausnehmung 65 erreicht, die von Seiten des Kolbenbodens her in den Kolben 16 eingebracht ist. Der Kolben 16 ist in seinem Dichtabschnitt 41 an seinem äußeren Umfang sphärisch ausgeführt. Eine solche sphärische Außenkontur kann beispielsweise durch das Einbringen einer zylindrischen Ausnehmung 65 in den Kolbenboden erfolgen, woraufhin der dünnwandige Wandabschnitt 66 zum Erreichen der sphärischen Außenkontur ausgeformt wird. Eine Alternative zur Übertragung des Drehmoments zwischen der Triebwelle 2 und den Zylindertrommeln 20, 21 ist in der Fig. 2 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der Fig. 2 die schon aus der Fig. 1 bekannten Merkmale. Um eine unnötige Wiederholung zu verhindern, wird auf eine detaillierte erneute Beschreibung der gesamten Kolbenmaschine 1' verzichtet.

Zur Übertragung eines Drehmoments zwischen der Triebwelle 2 und den Zylindertrommeln 20, 21 sind bei dem

Ausführungsbeispiel der Fig. 2 Mitnahmeelemente 50, 51 vorgesehen. Die Mitnahmeelemente 50, 51 sind gleich ausgeführt und wirken in gleicher Weise zwischen der

Triebwelle 2 und den Zylindertrommeln 20, 21 als Drehmomentübertragungseinrichtung. Die nachfolgenden

Ausführungen beschränken sich daher auf das in der Fig. 2 links dargestellte Mitnahmeelement 50.

Das Mitnahmeelement 50 weist einen zylindrischen Abschnitt 52 auf. Der zylindrische Abschnitt 52 ist in einer Ausnehmung 53 eingesetzt. Die Tiefe der Ausnehmung 53 ist dabei größer als die Länge des zylindrischen Abschnitts 52 des Mitnahmeelements 50. Das Mitnahmeelement 50 ragt über die sphärische Ausformung 32 des Lagers der Triebwelle 2 radial heraus, wobei der herausragende Teil als radial erweiterter Bereich 54 ausgebildet ist. Eine an dem erweiterten Bereich 54 ausgebildete Stirnseite 55 des Mitnahmeelements 50 ist ebenfalls sphärisch ausgeformt. In Richtung der Längsachse des Mitnahmeelements 50 könnte die Stirnseite 55 mit dem entgegengesetzten Ende des Mitnahmeelements 50 durch einen Kanal 57 verbunden sein. Der radial erweiterte Bereich 54 greift in eine Nut 56 der Zylindertrommel 20 ein.

Wie es später unter Bezugnahme Fig. 3 noch einmal verdeutlicht wird, könnte als Alternative der Kanal 57 über einen Verbindungskanal 58 mit einem in der sphärischen Ausnehmung 14 durch das abgeflachte Ende 40 des Kolbens 16 gebildeten Volumen verbunden. In gleicher Weise könnte ein Kanal 60 des Mitnahmeelements 51 über einen Verbindungskanal 59 mit dem entsprechenden Volumen, welches hinter dem Kolben 17 in der sphärischen Ausnehmung 15 eingeschlossen ist, verbunden sein.

In der Fig. 3 ist eine zweite, alternative Ausführungsform für einen Dichtabschnitt 41', 42' der Kolben 16, 17 dargestellt. In dem Dichtabschnitt 42' ist der Kolben 17 als Vollkolben 17' ausgebildet. Der Vollkolben 17' weist an seinem in die Zylinderausnehmung 19 hineinragenden Ende ebenfalls eine sphärische Außenkontur 67 auf. Beim Übergang zu einem kegeligen Abschnitt 46 ist in den Dichtabschnitt 42' des Vollkolbens 17' eine Nut 68 eingebracht. In die Nut 68 ist ein Dichtring 69 eingesetzt, der dichtend mit der Wandung der Zylinderausnehmung 19 zusammenwirkt. Der Kolbenring 69 ist vorzugsweise beispielsweise aus Stahl gefertigt. An seiner mit der Zylinderausnehmung 19 zusammenwirkenden äußeren Fläche 70 ist der Kolbenring 69 vorzugsweise ebenfalls sphärisch ausgeformt.

Bei der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine 1, 1' ist es vorteilhaft, dass die Zylindertrommeln 20, 21 jeweils einteilig ausgeführt sind. Dadurch sind die Anteile der relativ zueinander bewegten Teile drastisch reduziert und die hohe Steifigkeit der Zylindertrommeln 20, 21 führt zu einer guten Aufnahme der seitlichen Kräfte, die sowohl aufgrund der Fliehkräfte als auch aufgrund des Innendrucks in den Zylinderausnehmungen 18, 19 auftreten. Die Ausgleichsbewegung der Kolben 16, 17, die aufgrund der ellipsoiden Bewegung der Dichtabschnitte 41, 41', 42, 42' der Kolben 16 bzw. 17 erforderlich ist, wird in einfacher Weise durch eine Gelenkverbindung zwischen der Trägerplatte 13 und den Kolben 16, 17 bewirkt. Hierzu sind die Kolben 16, 17 mit einer kugelgelenkartigen Verbindung in der Trägerplatte 13 angeordnet und werden an dieser zum Verhindern einer axialen Bewegung während des Saughubs durch jeweils eine Rückzugscheibe 36 bzw. 36' fixiert. Die Rückzugscheibe 36, 36' bildet dabei ihrerseits einen Teil der Gelenkverbindung, indem die Ausnehmungen 37, 37' der Rückzugscheiben 36, 36' ihrerseits mit dem kugelförmigen Kopf 43 bzw. 44 der Kolben 16 bzw. 17 zusammenwirken. Um eine leichte Neigung der Kolben 16, 17 und damit eine Drehung des kugelförmigen Kopfs 43 bzw. 44 in der sphärischen Ausnehmung 14 bzw. 15 zu ermöglichen, ist eine hydrostatische Entlastung der Gelenkverbindungen der Kolben 16, 17 vorgesehen.

Als weitere Alternative könnten die flächigen Seiten des radial erweiterten Bereichs 54 des Mitnahmeelements 50, 51 die in die Nut 56, 56' der Zylindertrommel 20, 21 eingreifen, druckgeschmiert sein.

Durch abgeflachte Enden 40 bzw. 40' an den Kolben 16, 17 wird in den sphärischen Ausnehmungen 14, 15 in der Trägerplatte 13 jeweils ein Volumen gebildet, welches mit Druckmittel gefüllt ist. Über die Verbindungskanäle 58, 59 wird dieses Druckmittel den Kanälen 57, 60 der Mitnahmeelemente 50, 51 zugeführt. An einer Ausmündung der Verbindungskanäle 58, 59 ist in die Mitnahmeelemente 50, 51 jeweils eine umlaufende Versorgungsnut 71 eingearbeitet. Über die umlaufende Versorgungsnut 71 wird sichergestellt, dass der in den Mitnahmeelementen 50 bzw. 51 vorgesehene Kanalabschnitt 72 in Verbindung mit den Verbindungskanälen 58 bzw. 59 steht. Es können beispielsweise über den Umfang der Mitnahmeelemente 50, 51 verteilt mehrere Kanalabschnitte 72 in den Mitnahmeelementen 50, 51 vorgesehen sein, welche die umlaufende Nut 71 mit dem Kanal 57 bzw. 60 verbinden. Bei dieser Alternative sind die Kanäle 57, 60 der Mitnahmeelemente 50, 51 gegenüber der Stirnfläche 55, 55' verschlossen. Das über den Verbindungskanal 59 dem Kanal 60 zugeführte Druckmittel tritt aus der Bohrung 73 des erweiterten Bereichs 54' des Mitnahmeelements 51 aus und sorgt für druckgeschmierte Anlageflächen des Mitnahmeelements 51 in der Nut 56' der Zylindertrommel 21. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten

Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist es insbesondere möglich, die einzelnen Merkmale der

Ausführungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise miteinander zu kombinieren.

Claims

Ansprüche

1. Hydrostatische Kolbenmaschine mit einer Triebwelle (2), die eine Zylindertrommeleinheit durchdringt, in der Zylinderausnehmungen (18, 19) angeordnet sind, in denen drehfest mit der Triebwelle (2) verbundene Kolben (16, 17) angeordnet sind, wobei die Zylindertrommeleinheit auf einem an der Triebwelle vorgesehenen Lager (32) zentriert ist, dadurch gekennzeichnet:, dass die Zylindertrommeleinheit als Zylindertrommel (20, 21) mit mehreren darin ausgebildeten Zylinderausnehmungen (18, 19) ausgebildet ist.

2. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (16, 17) über eine Gelenkverbindung (14, 43; 15, 44) mit der Triebwelle (2) verbunden sind.

3. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (16, 17) einen sphärischen Kopf (43, 44) aufweisen, die in einer korrespondierenden sphärischen Ausnehmung (14, 15) einer mit der Triebwelle (2) verbundenen Trägerplatte (13) angeordnet sind.

4. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (16, 17) einen zwischen einem Dichtabschnitt (41, 42) ihrer Verbindung zu der Triebwelle (2) angeordneten kegeligen Abschnitt (16, 17) aufweisen.

5. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (20, 21) eine zentrale

Durchgangsöffnung (31, 31') aufweist, die mit dem Lager

(32, 32') der Triebwelle (2) zentrierend zusammenwirkt.

6. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (32, 32') der Triebwelle (2) als sphärischer Triebwellenabschnitt ausgebildet ist.

7. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich des sphärischen Triebwellenabschnitts (32, 32') zumindest ein Mitnahmeelement (50, 51) vorgesehen ist, durch welches die Triebwelle (2) und die Zylindertrommel (20, 21) drehfest miteinander verbunden sind.

8. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeelement (50, 51) in der Triebwelle (2) fixiert ist und in eine Mitnahmenut (56, 56') der Zylindertrommel (20, 21) eingreift.

9. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeelement (50, 51) in der Zylindertrommel (20, 21) fixiert ist und in eine Mitnahmenut (56, 56') der Triebwelle (2) eingreift.

10. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kolben (16, 17) ein Dichtabschnitt (41, 42) mit einem Kolbenring ausgebildet ist.

11. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (16, 17) im Bereich ihres Dichtabschnitts (41, 42) eine sphärische Außenkontur aufweisen.

12. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (16, 17) im Bereich ihres Dichtabschnitts (41, 42) einen dünnwandigen Kolbenschaft aufweisen, der durch den Zylinderinnendruck elastisch aufweitbar ist.

13. Hydrostatische Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (16, 17) durch eine Rückzugscheibe (36, 36' ) in axialer Richtung fixiert sind.