WO2007140946A1 - Hydrostatische maschine mit keildämpfung - Google Patents

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WO2007140946A1
WO2007140946A1 PCT/EP2007/004885 EP2007004885W WO2007140946A1 WO 2007140946 A1 WO2007140946 A1 WO 2007140946A1 EP 2007004885 W EP2007004885 W EP 2007004885W WO 2007140946 A1 WO2007140946 A1 WO 2007140946A1
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hydrostatic machine
housing
machine according
hydrostatic
bearing
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PCT/EP2007/004885
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Inventor
Thomas Kunze
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik Gmbh
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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
    • F04B1/2014—Details or component parts
    • F04B1/2064—Housings
    • 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
    • F04B1/14—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 stationary cylinders
    • F04B1/141—Details or component parts
    • F04B1/145—Housings
    • 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
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections

Definitions

  • the invention relates to a hydrostatic machine, in particular an axial piston machine, according to the preamble of claim 1.
  • Axial piston machine with a housing known the housing interior comprises a leakage space and a lifting disk and a rotatably mounted cylinder drum with cylinders and reciprocating in these reciprocating piston receives, whose projecting from the cylinders ends are supported on the lifting disc.
  • the known axial piston machines have the disadvantage that often mutually noise-causing dynamic operating forces are insufficiently damped at force-transmitting coupling and connection points of the individual components.
  • Components have at least one common bearing surface, which are formed inclined relative to the longitudinal axis of the machine at an angle ⁇ .
  • the choice of the angle between 0 ° and 90 ° is advantageous.
  • the invention is suitable for the implementation of relative movements in the region of the housing in the Zubayung Gepurusebau- and -An gleich kind and for bearings of the drive shaft.
  • tapered bearing surfaces can be further reinforced by a suitable choice of materials and surface treatment, for example by Anrauung on.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a
  • FIG. 2A-B is a schematic representation of an exemplary bearing surface in an axial piston machine according to the prior art and in an embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a highly schematic overall view of an inventively designed axial piston machine with a plurality of inclined bearing surfaces.
  • the invention is illustrated below using the example of an axial piston machine. However, the invention is also suitable for other hydrostatic machines, in particular a radial piston, internal gear, simplifyenzahnrad- and vane cell machine.
  • Fig. 1 shows a better understanding of the measures according to the invention, first in a sectional view of an axial piston machine in swash plate design with adjustable displacement volume and a current direction according to the prior art.
  • the axial piston machine comprises in a known manner as essential components a hollow cylindrical housing 1 with a frontally open end, which is in Fig. 1 above, a fixed to the housing 1, the open end occlusive terminal block 2, a lifting or swash plate 3, a control body 4th , a drive shaft 5 and a cylinder drum 6th
  • the swash plate 3 is formed as a so-called pivoting cradle with a semi-cylindrical cross-section and is supported with two mutually spaced parallel to the pivot direction bearing surfaces under hydrostatic discharge to two correspondingly shaped bearing shells 8, which are fixed to the inner surface of the terminal block 2 opposite housing end wall 9 ,
  • the hydrostatic discharge takes place in a known manner via pressure pockets 10 which are in the
  • Bearing shells 8 are formed and are supplied via terminals 11 with pressure medium.
  • An accommodated in a bulge of the cylindrical housing wall 12 adjusting device 13 engages over a in the direction of Terminal block 2 extending arm 14 of the swash plate 3 and serves to pivot the same about a pivot axis perpendicular to the pivot axis.
  • the control body 4 is fixed to the housing interior facing the inner surface of the terminal block 2 and provided with two through openings 15 in the form of kidney-shaped control slots, which are connected via a pressure channel 16D or suction channel 16S in the terminal block 2 to a pressure and suction line, not shown are.
  • the pressure channel 16D has a smaller flow cross-section than the suction channel 16S.
  • the housing interior facing and spherically formed control surface of the control body 4 serves as a bearing surface for the cylinder drum. 6
  • the drive shaft 5 protrudes through a through hole in the housing end wall 9 in the housing 1 and is by means of a bearing 17 in this through hole and by means of another bearing 18 in a narrower
  • the drive shaft 5 passes through in the interior of the housing 1 further has a central through hole 21 in the swash plate 3, whose diameter is dimensioned according to the largest swing deflection of the swash plate 3, and a central through hole in the cylinder drum 6 with two bore sections.
  • One of these bore sections is formed in a sleeve-shaped extension 23 projecting beyond the swashplate 3 facing the cylinder drum 6, via which the cylinder drum 6 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 5 by means of a splined connection 24.
  • the remaining hole section is formed with a conical shape, it tapers from his Cross-section of largest diameter near the first bore portion to its cross-section smallest diameter near the voltage applied to the control body 4 Stirnoder bearing surface of the cylinder drum 6.
  • the defined by the drive shaft 5 and this conical bore portion annular space is designated by the reference numeral 25.
  • the cylinder drum 6 has generally axially extending, stepped cylinder bores 26 which are arranged uniformly on a pitch circle axis to the drive shaft axis, on the cylinder drum end face 22 directly and on the control body 4 facing Zylindertrommel- bearing surface via mouth channels 27 on the same pitch circle as the Open control slots.
  • a bushing 28 is used in each of the cylinder drum end face 22 directly opening cylinder bore portions of larger diameter a bushing 28 is used.
  • the cylinder bores 26 including the liners 28 are referred to herein as cylinders.
  • pistons 29 are provided at their swash plate 3 facing the ends with ball heads 30 which are mounted in sliding blocks 31 and are hydrostatically mounted on this attached to the swash plate 5 annular sliding disk 32.
  • Each slide shoe 31 is provided on its sliding disk 32 facing sliding surface, each with a pressure pocket, not shown, which is connected via a through hole 33 in the shoe 31 to a stepped axial passage 34 in the piston 29 and in this way with the piston 29
  • Cylinder bore 26 delimited working space of the cylinder is connected.
  • a throttle is formed in the region of the associated ball head 30.
  • An arranged by means of the spline connection 24 axially slidably mounted on the drive shaft 5 and acted upon by a spring 35 in the direction of the swash plate 3 hold-down 36 holds the shoes 31 in abutment against the sliding disk 32nd The in the housing interior of the recorded therein components 3 to 6, etc.
  • not occupied space serves as a leak chamber 37, the in operation of the axial piston machine through all the gaps, such as between the cylinders 26, 28 and the piston 29, the control body 4 and the cylinder drum 6, the swash plate 3 and the sliding disk 32 and the bearing shells 8, etc., absorbs leaking leakage fluid.
  • Axial piston machine is well known and limited in the following description when used as a pump to the essentials.
  • the axial piston machine is intended for operation with oil as a fluid.
  • the cylinder drum 6 is rotated together with the piston 29 in rotation. If the swashplate 3 is pivoted into an inclined position relative to the cylinder drum 6 by actuation of the adjusting device 13, then all pistons 29 perform lifting movements.
  • each piston 29 undergoes a suction and a compression stroke, with corresponding oil flows are generated, the supply and discharge via the orifice channels 27, the control slots 15 and the pressure and suction channel 16 D and 16 S done. It runs during the compression stroke of each piston 29 pressure oil from the respective cylinder 26, 28 via the axial passage 34 and the through hole 33 in the associated shoe 31 in the pressure pocket and builds a pressure field between the
  • the operating force F (t) acts in the direction of the arrow on the internal component A and exerts a compressive force, which is also transmitted to the component B, which is not converted into frictional force, since no lateral force component is available.
  • a frictional force has a dampening effect.
  • the invention provides, as shown schematically in Fig. 2B, to provide various components with inclined to the force bearing surfaces C.
  • An angle ⁇ between the direction of action of the operating force F (t) and the normal force F N (t), which always acts perpendicular to bearing surface C, or between a longitudinal axis of the axial piston machine and the respective bearing surfaces C is between 0 ° and 90 °. This skew leads to frictional forces between the components A and B and can therefore be used advantageously for noise reduction.
  • Fig. 3 shows very schematically different connection or coupling points in a hydrostatic
  • Axial piston machine which may be embodied in its construction and function, for example, as shown in FIG. 1 and described above axial piston machine.
  • a first inclined bearing mating exists between the housing 1 of the axial piston machine and a pivot bearing block 40, on which the swash plate 3 is supported. Due to the pivoting of the swash plate 3 in operation with a change in the delivery volume and by the inclination occur here at a bevel of the bearing surface I sufficient transverse forces to allow damping of the operating noise by frictional force.
  • the bearing surfaces II and III are formed between the housing 1 and the first bearing of the drive shaft 5 and between the connection cover 2 and the second bearing 18 of the drive shaft 5.
  • the drive shaft 5 is naturally one of those components which generates strong operating noise, which is why damping in the region of the bearings 17, 18 has a very advantageous effect.
  • the designated IV between the housing 1 and the end cover 2 is due to vibrations of the
  • the damping can be further optimized via the parameters angle ⁇ , size and material properties of the contact surfaces, surface treatment such as roughening etc.
  • the compensation of the statically acting force via a hydrostatic discharge is also possible.
  • the invention is not limited to the fits shown and for any other components of a Hydrostatic machine and for any applications in the field of mechanical engineering suitable. All features of the invention can be combined with one another as desired.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Eine Axialkolbenmaschine umfaßt ein Gehäuse (1), dessen Gehäuse-Innenraum eine Hubscheibe (3) sowie eine drehbar gelagerte, durch eine Triebwelle (5) abgetriebene Zylindertrommel (6) mit Zylindern (26, 28) und in diesen hin- und herbewegbare Kolben (29) aufnimmt, sowie einen Anschlussdeckel (2), der das Gehäuse (1) abschließt. Bauteile (A), welche eine Betriebskrafteinleitung (F(t) ) senkrecht zu einer Längsachse der Axialkolbenmaschine erfahren, weisen mit zugepaarten Bauteilen (B) zumindest eine gemeinsame Lagerfläche (C) auf, welche gegenüber der Längsachse der Axialkolbenmaschine unter einem Winkel (α) geneigt ausgebildet sind.

Description

Hydrostatische Maschine mit Keildämpfung
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Maschine, insbesondere eine Axialkolbenmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beispielsweise ist aus der DE 44 23 023 Al eine
Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse bekannt, dessen Gehäuse-Innenraum einen Leckraum umfaßt und eine Hubscheibe sowie eine drehbar gelagerte Zylindertrommel mit Zylindern und in diesen hin- und herbewegbare Kolben aufnimmt, deren aus den Zylindern herausragenden Enden sich an der Hubscheibe abstützen.
Die bekannten Axialkolbenmaschinen haben dabei den Nachteil, dass an kraftübertragenden Koppel- und Verbindungsstellen der einzelnen Bauteile zueinander geräuschverursachende dynamische Betriebskräfte oft nur unzureichend gedämpft werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydrostatische Maschine, insbesondere eine
Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art, so weiterzubilden, dass die Koppel- und Verbindungsstellen der hydrostatischen Maschine so ausgebildet werden, dass eine zufriedenstellende Dämpfung der Betriebsgeräusche erfolgt.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Relativbewegung der Bauteile zueinander und damit die Reibleistung vergrößert wird, indem Bauteile, welche eine Betriebskrafteinleitung F(t) senkrecht zu einer Längsachse der hydrostatischen Maschine erfahren, mit zugepaarten
Bauteilen zumindest eine gemeinsame Lagerfläche aufweisen, welche gegenüber der Längsachse der Maschine unter einem Winkel α geneigt ausgebildet sind.
Dadurch kann die Bewegung der Bauteile gegeneinander in eine schräg verlaufende Relativbewegung umgesetzt werden, welche in einer Erhöhung der Reibkraft resultiert und dadurch zur Dämpfung der Betriebsgeräusche führt.
Vorteilhaft ist dabei insbesondere die Wahl des Winkels zwischen 0° und 90°.
Vorteilhafterweise eignet sich die Erfindung zur Umsetzung von Relativbewegungen im Bereich des Gehäuses bei der Zupaarung von Gehäusebau- und -Anschlussteilen sowie für Lager der Triebwelle.
Die vorteilhafte Wirkung der angeschrägten Lagerflächen ist durch eine geeignete Wahl der Werkstoffe und der Oberflächenbearbeitung beispielweise durch Anrauung weiter verstärkbar.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer
Axialkolbenmaschine gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2A-B eine schematische Darstellung einer beispielhaften Lagerfläche in einer Axialkolbenmaschine gemäß dem Stand der Technik und in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung, und Fig. 3 eine stark schematisierte Gesamtansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Axialkolbenmaschine mit mehreren schrägen Lagerflächen.
Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einer Axialkolbenmaschine verdeutlicht. Die Erfindung eignet sich jedoch auch für andere hydrostatische Maschinen, insbesondere eine Radialkolben-, Innenzahnrad-, Außenzahnrad- und Flügelzellenmaschine.
Fig. 1 zeigt zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Maßnahmen zunächst in einer Schnittdarstellung eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit verstellbaren Verdrängungsvolumen und einer Stromrichtung gemäß dem Stand der Technik. Die Axialkolbenmaschine umfaßt in bekannter Weise als wesentliche Bauteile ein hohlzylindrisches Gehäuse 1 mit einem stirnseitig offenen Ende, welches in Fig. 1 oben ist, einen am Gehäuse 1 befestigten, dessen offenes Ende verschließenden Anschlussblock 2, eine Hub- oder Schrägscheibe 3, einen Steuerkörper 4, eine Triebwelle 5 und eine Zylindertrommel 6.
Die Schrägscheibe 3 ist als sogenannte Schwenkwiege mit halbzylindrischem Querschnitt ausgebildet und stützt sich mit zwei unter gegenseitigem Abstand parallel zur Schwenkrichtung verlaufenden Lagerflächen unter hydrostatischer Entlastung an zwei entsprechend geformten Lagerschalen 8 ab, die an der Innenfläche der dem Anschlussblock 2 gegenüberliegenden Gehäuse-Stirnwand 9 befestigt sind. Die hydrostatische Entlastung erfolgt in bekannter Weise über Drucktaschen 10, die in den
Lagerschalen 8 ausgebildet sind und über Anschlüsse 11 mit Druckmittel versorgt werden. Eine in einer Ausbuchtung der zylindrischen Gehäusewandung 12 untergebrachte Stelleinrichtung 13 greift über einen sich in Richtung des Anschlussblocks 2 erstreckenden Arm 14 der Schrägscheibe 3 an und dient zum Verschwenken derselben um eine zur Schwenkrichtung senkrechte Schwenkachse.
Der Steuerkörper 4 ist an der dem Gehäuse-Innenraum zugewandten Innenfläche des Anschlussblocks 2 befestigt und mit zwei durchgehenden Öffnungen 15 in Form von nierenförmigen Steuerschlitzen versehen, die über einen Druckkanal 16D bzw. Saugkanal 16S im Anschlussblock 2 an eine nicht dargestellte Druck- und Saugleitung angeschlossen sind. Der Druckkanal 16D weist einen kleineren Strömungsquerschnitt als der Saugkanals 16S auf. Die dem Gehäuse-Innenraum zugewandte und sphärisch ausgebildete Steuerfläche des Steuerkörper 4 dient als Lagerfläche für die Zylindertrommel 6.
Die Triebwelle 5 ragt durch eine Durchgangsbohrung in der Gehäuse-Stirnwand 9 in das Gehäuse 1 hinein und ist mittels eines Lagers 17 in dieser Durchgangsbohrung sowie mittels eines weiteren Lagers 18 in einem engeren
Bohrungsabschnitt einer endseitig erweiterten Sackbohrung 19 im Anschlussblock 2 und einem an diesen engeren Bohrungsabschnitt angrenzenden Bereich einer zentrischen Durchgangsbohrung 20 im Steuerkörper 4 drehbar gelagert. Die Triebwelle 5 durchsetzt im Inneren des Gehäuses 1 weiterhin eine zentrische Durchgangsbohrung 21 in der Schrägscheibe 3, deren Durchmesser entsprechend dem größten Schwenkausschlag der Schrägscheibe 3 bemessen ist, sowie eine zentrische Durchgangsbohrung in der Zylindertrommel 6 mit zwei Bohrungsabschnitten.
Einer dieser Bohrungsabschnitte ist in einer an der Zylindertrommel 6 angeformten, über deren der Schrägscheibe 3 zugewandte Stirnseite 22 hinausragenden hülsenförmigen Verlängerung 23 ausgebildet, über die die Zylindertrommel 6 mittels einer Keilnut-Verbindung 24 drehfest mit der Treibwelle 5 verbunden ist. Der verbleibende Bohrungsabschnitt ist mit konischem Verlauf ausgebildet, er verjüngt sich ausgehend von seinem Querschnitt größten Durchmessers nahe dem ersten Bohrungsabschnitt bis zu seinem Querschnitt kleinsten Durchmessers nahe der am Steuerkörper 4 anliegenden Stirnoder Lagerfläche der Zylindertrommel 6. Der von der Triebwelle 5 und diesem konischen Bohrungsabschnitt definierte ringförmige Raum ist mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet .
Die Zylindertrommel 6 weist allgemein axial verlaufende, abgestufte Zylinderbohrungen 26 auf, die gleichmäßig auf einem zur Triebwellenachse koaxialen Teilkreis angeordnet sind, an der Zylindertrommel-Stirnseite 22 direkt und an der dem Steuerkörper 4 zugewandten Zylindertrommel- Lagerfläche über Mündungskanäle 27 auf dem gleichen Teilkreis wie die Steuerschlitze ausmünden. In die an der Zylindertrommel-Stirnseite 22 direkt ausmündenden Zylinderbohrungsabschnitte größeren Durchmessers ist je eine Laufbuchse 28 eingesetzt. Die Zylinderbohrungen 26 einschließlich der Laufbuchsen 28 sind hier als Zylinder bezeichnet. Innerhalb dieser Zylinder 26, 28 verschiebbar angeordnete Kolben 29 sind an ihren der Schrägscheibe 3 zugewandten Enden mit Kugelköpfen 30 versehen, die in Gleitschuhen 31 gelagert und über diese an einer an der Schrägscheibe 5 befestigten ringförmigen Gleitscheibe 32 hydrostatisch gelagert sind. Jeder Gleitschuh 31 ist an seiner der Gleitscheibe 32 zugewandten Gleitfläche mit je einer nicht gezeigten Drucktasche versehen, die über einer Durchgangsbohrung 33 im Gleitschuh 31 an einen abgestuften axialen Durchgangskanal 34 im Kolben 29 angeschlossen und auf diese Weise mit dem vom Kolben 29 in der
Zylinderbohrung 26 abgegrenzten Arbeitsraum des Zylinders verbunden ist. In jedem axialen Durchgangskanal 34 ist im Bereich des zugeordneten Kugelkopfes 30 eine Drossel ausgebildet. Ein mittels der Keilnut-Verbindung 24 axial verschiebbar auf der Triebwelle 5 angeordneter und durch eine Feder 35 in Richtung der Schrägscheibe 3 beaufschlagter Niederhalter 36 hält die Gleitschuhe 31 in Anlage an der Gleitscheibe 32. Der im Gehäuse-Innenraum von den darin aufgenommenen Bauteilen 3 bis 6 etc. nicht eingenommene Bauraum dient als Leckraum 37, der das im Betrieb der Axialkolbenmaschine durch sämtliche Spalte, wie z.B. zwischen den Zylindern 26, 28 und den Kolben 29, dem Steuerkörper 4 und der Zylindertrommel 6, der Schrägscheibe 3 und der Gleitscheibe 32 sowie den Lagerschalen 8 etc., austretende Leckfluid aufnimmt.
Die Funktion der vorstehend beschriebenen
Axialkolbenmaschine ist allgemein bekannt und in nachstehender Beschreibung bei Einsatz als Pumpe auf das Wesentliche beschränkt.
Die Axialkolbenmaschine ist für den Betrieb mit Öl als Fluid vorgesehen. Über die Treibwelle 5 wird die Zylindertrommel 6 mitsamt den Kolben 29 in Drehung versetzt. Wenn durch Betätigung der Stelleinrichtung 13 die Schrägscheibe 3 in eine Schrägstellung gegenüber der Zylindertrommel 6 verschwenkt ist, so vollführen sämtliche Kolben 29 Hubbewegungen. Bei Drehung der Zylindertrommel 6 um 360° durchläuft jeder Kolben 29 einen Saug- und einen Kompressionshub, wobei entsprechende Ölströme erzeugt werden, deren Zu- und Abführung über die Mündungskanäle 27, die Steuerschlitze 15 und den Druck- und Saugkanal 16D und 16S erfolgen. Dabei läuft während des Kompressionshubs jedes Kolbens 29 Drucköl von dem betreffenden Zylinder 26, 28 über den axialen Durchgangskanal 34 und die Durchgangsbohrung 33 im zugeordneten Gleitschuh 31 in dessen Drucktasche und baut ein Druckfeld zwischen der
Gleitscheibe 32 und dem jeweiligen Gleitschuh 31 auf, das als hydrostatisches Lager für letzteren dient. Ferner wird Drucköl über die Anschlüsse 11 den Drucktaschen 10 in den Lagerschalen 8 zur hydrostatischen Abstützung der Schrägscheibe 3 zugeführt.
Wie bereits weiter oben erwähnt, sind in einer Axialkolbenmaschine wie beispielsweise der in Fig. 1 beschriebenen verschiedene Gehäuseteile und andere Bauteile so aneinander gelagert und/oder gekoppelt, dass sich geräuschverursachende dynamische Betriebskräfte, die während des Betriebs einer Axialkolbenmaschine entstehen, an kraftübertragenden Koppelungs- und Verbindungsstellen ungedämpft fortsetzen, da an senkrechten
Verbindungsflächen keine wesentliche Relativbewegung und somit kaum Reibung in Kraftrichtung entsteht. Eine derartige Koppelungsstelle ist beispielhaft in Fig. 2A dargestellt. Die Betriebskraft F(t) wirkt in Pfeilrichtung auf das innenliegende Bauteil A und übt eine Druckkraft aus, die auch auf das Bauteil B übertragen wird, die jedoch nicht in Reibkraft umgesetzt wird, da keine Querkraftkomponente zur Verfügung steht.
Eine Reibkraft wirkt sich dämpfend aus. Um eine
Vergrößerung der Reibleistung zu erzielen, muss die Reibkraft und/oder der Reibweg vergrößert werden. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, wie in Fig. 2B schematisch dargestellt, diverse Bauteile mit zur Kraftwirkung schräggestellten Lagerflächen C zu versehen. Ein Winkel α zwischen der Wirkungsrichtung der Betriebskraft F(t) und der Normalkraft FN (t), welche stets senkrecht zu Lagerfläche C wirkt, bzw. zwischen einer Längsachse der Axialkolbenmaschine und den jeweiligen Lagerflächen C liegt dabei zwischen 0° und 90°. Diese Schräglage führt zu Reibkräften zwischen den Bauteilen A und B und kann daher vorteilhaft zur Geräuschreduzierung eingesetzt werden.
Fig. 3 zeigt stark schematisiert verschiedene Verbindungs- bzw. Koppelungsstellen in einer hydrostatischen
Axialkolbenmaschine, welche in ihrer Bauweise und Funktion beispielsweise wie die in Fig. 1 dargestellte und vorstehend beschriebene Axialkolbenmaschine ausgeführt sein kann.
Zur Wahrung der Übersichtlichkeit wurde darauf verzichtet, alle Bezugszeichen aus Fig. 1 in Fig. 3 zu übernehmen, es wurden lediglich die erfindungsrelevanten Bauteile bezeichnet. Die Möglichkeit, verschiedene Bauteile mit schrägen Lagerflächen aneinanderzulagern, wird anhand einiger Beispiele im Folgenden erläutert.
Eine erste schräggelagerte Paarung besteht zwischen dem Gehäuse 1 der Axialkolbenmaschine und einem Schwenklagerbock 40, an welchem sich die Schrägscheibe 3 abstützt. Bedingt durch das Verschwenken der Schrägscheibe 3 im Betrieb bei einer Änderung des Fördervolumens und durch die Schrägstellung treten hier bei einer Anschrägung der Lagerfläche I in ausreichendem Maß Querkräfte auf, um eine Dämpfung der Betriebsgeräusche durch Reibkraft zu ermöglichen.
Die Lagerflächen II und III sind zwischen dem Gehäuse 1 und dem ersten Lager der Triebwelle 5 sowie zwischen dem Anschlussdeckel 2 und dem zweiten Lager 18 der Triebwelle 5 ausgebildet. Die Triebwelle 5 ist naturgemäß eines derjenigen Bauteile, welches starke Betriebsgeräusche erzeugt, weshalb sich eine Dämpfung im Bereich der Lager 17, 18 sehr vorteilhaft auswirkt.
Auch die mit IV bezeichnete Passung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Abschlussdeckel 2 ist durch Vibrationen der
Bauteile für Geräuschentwicklung anfällig, ebenso wie eine zweite Passung V zwischen zwei separaten Teilen des Gehäuses 1.
Die Dämpfung kann dabei über die Parameter Winkel α, Größe und werkstoffliche Beschaffenheit der Kontaktflächen, Oberflächenbearbeitung wie Anrauung etc. weiter optimiert werden. Zur Anpassung an unterschiedliche statische Betriebskräfte ist zudem die Kompensation der statisch wirkenden Kraft über eine hydrostatische Entlastung möglich.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Passungen beschränkt und für beliebige weitere Bauteile einer hydrostatischen Maschine sowie für beliebige Anwendungen im Bereich des Maschinenbaus geeignet. Alle Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Hydrostatische Maschine mit einem Gehäuse (1) sowie mit einem Anschlussdeckel (2), der das Gehäuse (1) abschließt, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile (A) , welche eine Betriebskrafteinleitung (F(t)) senkrecht zu einer Längsachse der hydrostatischen Maschine erfahren, mit zugepaarten Bauteilen (B) zumindest eine gemeinsame Lagerfläche (C) aufweisen, welche gegenüber der Längsachse der hydrostatischen Maschine unter einem Winkel (α) geneigt ausgebildet sind.
2. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen 0° und 90° beträgt.
3. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Neigung der Lagerfläche (C) unter dem
Winkel (α) eine Aufspaltung der Betriebskraft (F(t)) in eine Tangentialkraft-Komponente (F(t)') und eine Normalkraft-Komponente (FN(t)) erfolgt.
4. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Normalkraftkomponente (FN(t)) senkrecht auf der Lagerfläche (C) steht.
5. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Normalkraftkomponente (FN(t)) durch den Winkel (α) , die Größe der Lagerfläche (C) , die Werkstoffe der zugepaarten Bauteile (A, B) und deren
Oberflächenbeschaffenheit beeinflussbar ist.
6. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der hydrostatischen Maschine um eine Radialkolben-, Innenzahnrad-, Außenzahnrad- und Flügelzellenmaschine handelt.
7. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der hydrostatischen Maschine um eine Axialkolbenmaschine handelt, wobei deren Gehäuse-Innenraum eine Hubscheibe (3) sowie eine drehbar gelagerte, durch eine Triebwelle (5) abgetriebene Zylindertrommel (6) mit Zylindern (26, 28) und in diesen hin- und herbewegbare Kolben (29) aufnimmt.
8. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Lagerpaarung (I) zwischen dem Gehäuse (1) und einem Schwenklagerbock (40) ausgebildet ist.
9. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Lagerpaarung (II) zwischen einem ersten Lager (17) der Triebwelle (5) und dem Gehäuse (1) ausgebildet ist.
10. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Lagerpaarung (III) zwischen einem zweiten Lager (18) der Triebwelle (5) und dem Anschlussdeckel (2) ausgebildet ist.
11. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Lagerpaarung (IV) zwischen dem Gehäuse (1) und dem Anschlussdeckel (2) ausgebildet ist.
12. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass eine fünfte Lagerpaarung (V) zwischen verschiedenen Abschnitten des Gehäuses (1) ausgebildet ist.
PCT/EP2007/004885 2006-06-02 2007-06-01 Hydrostatische maschine mit keildämpfung WO2007140946A1 (de)

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DE102006025971.8 2006-06-02
DE200610025971 DE102006025971A1 (de) 2006-06-02 2006-06-02 Axialkolbenmaschine mit Keildämpfung

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