WO2008080445A1

WO2008080445A1 - Hydraulische kolbenmaschine

Info

Publication number: WO2008080445A1
Application number: PCT/EP2007/009392
Authority: WO
Inventors: Thomas Seufert; Brian Kane
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2008-07-10
Also published as: US8262368B2; CN101573533A; US20100068076A1; DE102007001793A1

Abstract

Offenbart ist eine hydraulische Kolbenmaschine mit einer Vielzahl von über eine An-/Abtriebswelle angetriebene Kolben, die in einer Kolbentrommel eines Gehäuses axial verschiebbar geführt sind und die jeweils einen Arbeitsraum begrenzen, in den Druckmittel über ein Saugventil zuführbar und aus dem Druckmittel über ein Druckventil abführbar ist, wobei das Gehäuse zumindest ein weiteres sich stirnseitig an die Kolbentrommel anschließendes Gehäuseteil aufweist. Erfindungsgemäß sind die Druckventile und Saugventile etwa achsparallel zur Längsachse der Kolbenmaschine im Bereich einer Trennebene der Gehäuseteile in Gehäuseaufnahmen angeordnet.

Description

Beschreibung

Hydraulische Kolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE 10 2004 060 954 A1 ist beispielsweise eine Doppeltaumel- scheibenmaschine gezeigt, bei der in einer feststehenden Trommel eine Vielzahl von Kolben aufgenommen sind, die jeweils paarweise gegenläufig in der Trommel geführt sind und einen gemeinsamen Arbeitsraum begrenzen. Die Axialverschiebung der gegenläufigen Kolben erfolgt über zwei beidseitig der Trommel angeordnete Taumelscheiben, die drehfest mit einer Antriebswelle verbunden sind. Jeder Kolben ist über einen mit einer Durchgangsbohrung versehenen Gleitschuh an der ihm zugeordneten Taumelscheibe abgestützt, wobei der Kolben von einem Kapillarrohr durchsetzt ist, über die Druckmittel zur Gleitfläche des Gleitschuhs geführt ist, so dass dieser hydrostatisch abgestützt wird. Bei dieser bekannten Lösung erfolgt die Druckmittelzufuhr zu den Arbeitsräumen jeweils durch ein an dem den Arbeitsräumen zugewandten Endabschnitten der Kolben aufgenommenes Saugventil, das jeweils einen Druckraum begrenzt, der über in den Kolbenfuß eingebrachte Schrägbohrungen mit Sauganschlüssen der Axialkolbenmaschine verbunden ist. Zur Druckmittelabfuhr sind zwischen dem Arbeitsraum und einem Druckanschluss radial oder axial in der Kolbentrommel angeordnete Druckventile vorgesehen.

Nachteilig bei derartigen Kolbenmaschinen ist, dass die im Kolbenfuß zur Druckmittelzufuhr vorgesehenen Schrägbohrungen lediglich einen begrenzten Volumenstrom ermöglichen, so dass es, insbesondere bei hohen Drehzahlen, zu Füllungsproblemen kommen kann. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Lösung besteht darin, dass eine derartige Ventilkonstruktion aufgrund der An- Ordnung der Saug- und Druckventile im Kolben bzw. im Arbeitsraum zwischen den Kolben äußerst aufwendig ist und einen komplexen Gehäuseaufbau erfordert.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Kolbenmaschine zu schaffen, bei der die hydraulischen Verluste bei minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand minimiert sind.

Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Kolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß hat die Kolbenmaschine eine Vielzahl von über eine An-/Abtriebswelle angetriebene Kolben, die in einer Kolbentrommel eines Gehäuses axial verschiebbar geführt sind und die jeweils einen Arbeitsraum begrenzen, in den Druckmittel über ein Saugventil zuführbar und aus dem Druckmittel über ein Druckventil abführbar ist, wobei das Gehäuse zumindest ein weiteres sich stirnseitig an die Kolbentrommel anschließendes Gehäuseteil aufweist. Die Saugventile und Druckventile sind erfindungsgemäß etwa achsparallel zur Längsachse der Kolbenmaschine im Bereich einer Trennebene der Gehäuseteile in Gehäuseaufnahmen angeordnet. Bei dieser Lösung erfolgt die Druckmittelzufuhr über axial im Gehäuse angeordnete Saugventile, so dass die Druckmittelkanäle auf einfache Weise entsprechend dem gewünschten Volumenstrom der Kolbenmaschine ausgebildet werden können und Füllprobleme der Kolbenmaschine wirkungsvoll verhindert sind. Dadurch entfällt gegenüber dem Stand der Technik gemäß der DE 10 2004 060 954 A1 die Notwendigkeit, eine Vielzahl von Schrägbohrungen, wie beim eingangs genannten Stand der Technik, in die Kolben einzubringen. Die Montage der Axialkolbenmaschine ist besonders einfach, da die Ventile im Bereich der Trennebene in Aufnahmen der Gehäuseteile eingesetzt werden.

Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Saug- und Druckventile zumindest abschnittsweise in jeweils eine Aufnahme der Kolbentrommel eingesetzt. Hierbei sind die Druckventile vorzugsweise auf einem Teilkreis mit gegenüber dem Teilkreis der Saugventile vergrößertem Durchmesser angeordnet.

Vorzugsweise ist das weitere Gehäuseteil als Anschlussteil mit zumindest einem Saug- und Druckanschluss ausgebildet. Aufgrund der in einem gemeinsamen Gehäuseteil angeordneten Saug- und Druckanschlüsse ist die Anzahl komplexer Gehäuseteile minimiert.

Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird ein Schließkörper jedes Saugventils mittels zumindest einer an der Kolbentrommel abgestützten Schließfeder gegen einen Ventilsitz eines in eine Aufnahme der Kolbentrommel eingesetzten Sitzringes vorgespannt, der an einer Stirnfläche des Gehäuseteils abgestützt ist. Vorteilhaft ist, dass die Sitzringe von dem Gehäuseteil jeweils in der Aufnahme der Kolbentrommel gehalten sind, so dass keine weiteren Befestigungsmittel erforderlich sind. Hierbei wird es bevorzugt, wenn die Schließfeder an einer stufenförmig zurückgesetzten Stützfläche der Kolbentrommel abgestützt ist.

Ein Ventilkörper der Druckventile ist vorzugsweise mittels einer, an einem abschnittsweise in die Aufnahme eingesetzten Federteller abgestützten, Druckfeder gegen einen in der Aufnahme der Kolbentrommel ausgebildeten Ventilsitz vorgespannt, wobei der Federteller an einer Stützschulter des Gehäuseteils abgestützt ist. Vorteilhaft ist, dass die Federteller von dem Gehäuseteil jeweils in der Aufnahme der Kolbentrommel gehalten sind, so dass keine weiteren Befestigungsmittel erforderlich sind.

Der im Bereich der Trennebene der Gehäuseteile angeordnete Federteller ist vorzugsweise als Dichtelement zwischen dem Anschlussteil und der Kolbentrommel ausgebildet, so dass in diesem Bereich keine weiteren Dichtungen vorzusehen sind. Der Federteller hat bei einer bevorzugten Aus- bildung zumindest eine einen Druckmittelströmungspfad ausbildende Ausnehmung, beispielsweise eine Durchgangsbohrung.

Die Schließ- und Ventilkörper sind vorzugsweise mit einer zumindest abschnittsweise etwa halbkugelförmigen Stirnfläche versehen. Aufgrund der gekrümmten Stirnflächen wird in der Schließstellung der Ventile eine gute Dichtwirkung und in ihrer Offenstellung ein erheblich reduzierter Strömungswiderstand erreicht.

Vorzugsweise haben die Schließ- und Ventilkörper zumindest eine Ausnehmung. Gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung sind die Schließ- und Ventilkörper mit einer etwa zylinderförmigen Ausnehmung versehen, in die ein Endabschnitt der Schließ- bzw. Druckfeder eintaucht und in dieser gehalten ist. Die zylinderförmige Ausnehmung ist insbesondere etwas kleiner als der Federdurchmesser der Schließ- bzw. Druckfedern ausgeführt, so dass die Schließ- und Ventilkörper mittels einer Presspassung an der Feder gehalten sind. Vorzugsweise bilden die Federn jeweils eine Führung der Schließ- und Ventilkörper in der Aufnahme der Kolbentrommel aus.

Bei einer erfindungsgemäßen Variante weisen die Schließ- und Ventilkörper einen zumindest abschnittsweise ringförmigen Axialbund auf, der von dem Endabschnitt der Schließ- bzw. Druckfeder umgriffen und in dieser gehalten ist. Der Ringbund ist vorzugsweise etwas größer als der Federinnendurchmesser der Schließ- bzw. Druckfedern ausgeführt, so dass die Schließ- und Ventilkörper mittels einer Presspassung an der Feder gehalten sind.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Axialbund von einer Vielzahl auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneter Axialvorsprünge ausgebildet ist, die bei hohen Belastungen elastisch nach innen verformbar sind. Dadurch können in den Schließ- und Ventilkörpern auftretende Spannungen erheblich minimiert werden, so dass auch bei hohen Drücken eine Rissbildung verhindert ist. Die Kolbenmaschine hat bei einer erfindungsgemäßen Ausführung gegenläufig bewegbare, einen gemeinsamen Arbeitsraum begrenzende Kolben, die über zumindest eine gemeinsame Spannfeder jeweils mit einem Gleitschuh gegen eine Schräg- oder Taumelscheibe vorgespannt sind, wobei die Endabschnitte der Spannfeder jeweils an einer Anschlagschulter eines Kolbeneinsatzes der Kolben abgestützt sind. Die Kolbeneinsätze reduzieren jeweils den Kolbeninnenraum der Kolben, so dass das Totvolumen minimiert ist. Aufgrund der Spannfeder kann gegenüber dem Stand der Technik gemäß der DE 10 2004 060 954.3 auf federvorgespannte Rückzugplatten zur Vorspannung der Gleitschuhe gegen die Schräg- oder Taumelscheibe verzichtet werden.

Das Gewicht der Kolbenmaschine lässt sich verringern, wenn zumindest der Ventilkörper, der Schließkörper, der Federteller, der Sitzring, die Kolben und/oder die Kolbeneinsätze aus verschleißfestem Kunststoff, beispielsweise kohlefaserverstärktem Kunststoff, hergestellt sind. Aufgrund der durch die Gewichtsoptimierung reduzierten Massenträgheit ist der Wirkungsgrad der Kolbenmaschine verbessert. Die relativ weich schaltenden Ventilelemente und ein kleines Totvolumen ermöglichen weiterhin eine erhebliche Geräuschreduzierung. Der im Bereich der Trennebene der Gehäuseteile angeordnete, als Dichtelement zwischen dem Anschlussteil und der Kolbentrommel ausgebildete Federteller ist vorzugsweise aus unverstärktem Polyoxymethylen (POM) hergestellt, das neben einer hohen Steifigkeit ein ausgezeichnetes Rückstellvermögen und dadurch eine gute Dichtwirkung aufweist.

Als fertigungstechnisch besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Kunststoffbauteile der Kolbenmaschine durch Spritzgießen hergestellt werden. Dadurch ist die mechanische Nacharbeit der Bauteile auf ein Minimum reduziert oder kann entfallen, so dass eine kostengünstige Herstellung der Kolbenmaschine ermöglicht ist. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kolbenmaschine als Doppeltaumelscheibenmaschine oder Doppelschrägkolbenmaschine ausgebildet, so dass die Axialkräfte ausgeglichen sind. Die Kolbenmaschine kann vorteilhafterweise in beide Drehrichtungen betrieben werden.

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 Längsschnitt durch eine ventilgesteuerte Doppeltaumelscheibenmaschine;

Figur 2 eine Teildarstellung der Taumelscheibenpumpe aus Figur 1 ;

Figur 3 einen Schnitt entlang einer Linie B-B in Figur 1 ;

Figur 4 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A aus Figur 1 ;

Figur 5 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B aus Figur 1 ;

N

Figur 6 eine Einzeldarstellung eines Schließ- oder Ventilkörpers gemäß eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Figur 7 eine Einzeldarstellung der Kolbentrommel aus Figur 1 und

Figur 8 eine Einzeldarstellung des Anschlussteils aus Figur 1.

In Figur 1 ist eine Doppeltaumelscheibenpumpe 1 im Längsschnitt dargestellt. Eine derartige Pumpe 1 hat ein Gehäuse 2, das im Wesentlichen aus einer feststehenden Kolbentrommel 4 und einem weiteren sich stirnseitig an die Kolbentrommel 4 anschließenden Gehäuseteil 6 besteht. Auf ihrer von dem Gehäuseteil 6 abgewandten Stirnseite ist die Kolbentrommel 4 mit einem Gehäusedeckel 8 versehen. Die Kolbentrommel 4 ist mit einer Vielzahl von auf einem gemeinsamen Teilkreis liegenden achsparallelen Zylinderbohrungen 10 durchsetzt, die jeweils in den Stirnflächen der Kolbentrommel 4 münden und jeweils zwei gegenläufig bewegbare Kolben 12, 14 aufnehmen. Diese ragen mit einem Kolbenfuß 16, 18 aus der jeweiligen Stirnfläche der Kolbentrommel 4 heraus. Die Kolbenfüße 16, 18 sind kugelig ausgebildet und tragen jeweils einen Gleitschuh 20, 22. Über die Gleitschuhe 20 sind die in Figur 1 aus der linken Stirnfläche der Kolbentrommel 4 vorstehenden Kolben 12 an einer ersten Taumelscheibe 24 und über die Gleitschuhe 22 die aus der rechten Stirnfläche vorstehenden Kolben 14 an einer zweiten Taumelscheibe 26 abgestützt. Die Taumelscheibe 24 ist in einem Saugraum 28 des als Anschlussteil 6 ausgebildeten weiteren Gehäuseteils angeordnet, der über einen Saugkanal 30 in einen Sauganschluss 32 mündet. Das Anschlussteil 6 ist weiterhin mit einem Druckanschluss 34 versehen, der über einen Druckkanal 36 in einen Druckraum 38 mündet. Aufgrund der in einem gemeinsamen Anschlussteil 6 angeordneten Saug- und Druckanschlüsse 32, 34 ist die Anzahl komplexer Gehäuseteile minimiert. Die Taumelscheiben 24, 26 sind drehfest mit einer Antriebswelle 40 der Taumelscheibenpumpe 1 verbunden, die über jeweils eine AxialVRadiallagerung 42 im Anschlussteil 6 und dem Gehäusedeckel 8 gelagert ist. Bei einer derartigen Konstruktion mit symmetrisch angeordneten Taumelscheiben 24, 26 werden die auftretenden Axialkräfte symmetrisch in die Antriebswelle 40 eingeleitet und von dieser getragen, so dass das Gehäuse 2 und die Lagerung 42 der beweglichen Teile entlastet sind und somit kleiner ausgelegt werden können als es bei einer einfachen Taumelscheibenpumpe mit nur einer Taumelscheibe der Fall ist.

Von den einander zuweisenden Endabschnitten der jeweils in einer Zylinderbohrung 10 aufgenommenen Kolben 12, 14, wird ein sich durch die gegenläufige Kolbenbewegung während des Saughubs vergrößernder und während des Druckhubs verkleinernder Arbeitsraum 44 in Axialrichtung begrenzt, in den Druckmittel über ein Saugventil 46 zuführbar und aus dem Druckmittel über ein Druckventil 48 abführbar ist. Die Druckventile 48 und Saugventile 46 sind - wie im Folgenden noch näher ausgeführt - achsparallel zur Längsachse der Taumelscheibenpumpe 1 im Bereich einer Trennebene 50 der Gehäuseteile 4, 6 in Gehäuseaufnahmen 52, 54 angeordnet. Bei dieser Lösung erfolgt die Druckmittelzufuhr über die achsparallel zur Gehäuselängsachse angeordneten Saugventile 46 über die Saugkanäle 30 und den Saugraum 28, die entsprechend dem gewünschten Volumenstrom der Kolbenmaschine 1 ausgebildet werden können, so dass Füllprobleme wirkungsvoll verhindert sind. Die Montage der Pumpe 1 ist besonders einfach, da die Ventile 46, 48 im Bereich der Trennebene 50 in jeweils eine mit dem Arbeitsraum 44 verbundene Aufnahme 52, 54 der Kolbentrommel 4 eingesetzt werden.

Figur 2 zeigt eine Teildarstellung der Taumelscheibenpumpe 1 aus Figur 1 mit den beiden in einer Zylinderbohrung 10 aufgenommenen Kolben 12, 14, wobei diese in ihrem inneren Totpunkt dargestellt sind, und einem Druckventil 48, das in seiner Schließstellung dargestellt ist. Jeder Kolben 12, 14 hat einen etwa zylinderförmigen Kolbenmantel 56, der über eine Einschnürung 58 in den kugelförmigen Kolbenfuß 16 übergeht (die Kolben der anderen Seite sind identisch aufgebaut, so dass auf eine eigene Beschreibung verzichtet wird). Dieser steht in kugelgelenkartigem Eingriff mit dem zugeordneten Gleitschuh 20, der seinerseits mit seiner Gleitfläche 60 an der Stirnfläche der Taumelscheibe 24 anliegt. Die Kolben 12, 14 sind über zumindest eine gemeinsame Spannfeder 62 jeweils mit einem der Gleitschuhe 20, 22 gegen die Taumelscheiben 24, 26 vorgespannt, so dass die Gleitschuhe 20, 22 während des Saughubs nicht von der zugeordneten Taumelscheibe 24, 26 abheben. Die Endabschnitte der Spannfeder 62 sind jeweils an einer axial zurückgestuften Anschlagschulter 64 eines Kolbeneinsatzes 66 der Kolben 12, 14 abgestützt. Die Kolbeneinsätze 66 sind abschnittsweise an den Innendurchmesser des zylinderförmigen Kolbenmantels 56 angepasst und schließen arbeitsraumseitig bündig mit einer Stirnflächenebene 68 der Kolben 12, 14 ab, so dass diese jeweils den Kolbeninnenraum der Kolben 12, 14 und damit das Totvolumen reduzieren. Zur Verringerung der Reibung und zur hydrostatischen Abstützung der Gleitschuhe 20, 22 sind der Kolbeneinsatz 66, die Kolben 12, 14 und die Gleitschuhe 20, 22 jeweils von einer Druckmittelbohrung 70 durchsetzt, die einerseits im Arbeitsraum 44 und andererseits in der Gleitfläche 60 in einer trichterförmigen Erweiterung mündet. Diese ist erforderlich, um die Druckmittelverbindung zur Gleitfläche 60 auch während der in Figur 2 dargestellten Relativverschwenkung zwischen Gleitschuh 20, 22 und Kolben 12, 14 aufrechtzuerhalten.

Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang einer Linie B-B in Figur 1 , gemäß dem die Druckventile 48 auf einem gemeinsamen Teilkreis 72 mit gegenüber einem gemeinsamen Teilkreis 74 der Saugventile 46 vergrößertem Durchmesser angeordnet sind. Der Teilkreis 75 der Kolben 12 liegt zwischen der Antriebswelle 40 und dem Teilkreis 74 der Saugventile 46. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind jedem Arbeitsraum 44 ein Saugventil 46 und ein Druckventil 48 zugeordnet. Das Anschlussteil 6 ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Flanschen 76, 78 zur Befestigung der Taumelscheibenpumpe 1 versehen

Gemäß Figur 4, die eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A aus Figur 1 zeigt, haben die Saugventile 46 jeweils einen Schließkörper 80 der mittels einer an der Kolbentrommel 4 abgestützten Schließfeder 82 gegen einen Ventilsitz 84 eines in die Aufnahme 52 der Kolbentrommel 4 eingesetzten Sitzringes 86 vorgespannt ist., Hierzu ist die Aufnahme 52 stufenförmig ausgebildet, wobei die Geometrie eines Stufenabsatzes 88 so gewählt ist, dass der Sitzring 86 etwa bündig mit einer stirnseitigen Anlagefläche 90 der Kolbentrommel 4 verläuft und an einer Stirnfläche 92 des Anschlussteils 6 abgestützt und über dieses in der Aufnahme 52 gehalten ist, so dass keine weiteren Befestigungsmittel erforderlich sind. Die Schließfeder 82 ist mit einem ersten Endabschnitt 94 an einer stufenförmig zurückgesetzten Stützfläche 96 der Kolbentrommel 4 abgestützt. Der Schließkörper 80 ist mittels einer etwa halbkugelförmigen Stirnfläche 98 durch die Kraft der Schließfeder 82 gegen den Ventilsitz 84 vorgespannt. Der Schließkörper 80 hat rückseitig eine etwa zylinderförmige Ausnehmung 100, in die ein zweiter Endabschnitt 102 der Schließfeder 82 eintaucht und in dieser gehalten ist. Der Durchmesser der zylinderförmigen Ausnehmung 100 ist etwas kleiner als der Federdurchmesser der Schließfeder 82 ausgeführt, so dass der Schließkörper 80 mittels einer Presspassung an der Schließfeder 82 gehalten und in der Aufnahme 52 der Kolbentrommel 4 geführt ist. Der Sitzring 86 ist mit einer umlaufenden etwa U- förmigen Ringnut 104 zur Aufnahme einer nicht dargestellten Dichtung versehen.

Wie insbesondere Figur 5 zu entnehmen ist, die eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B aus Figur 1 zeigt, sind die Druckventile 48 ebenfalls als Sitzventile ausgebildet, wobei ein Ventilkörper 106 der Druckventile 48 mittels einer an einem abschnittsweise in die Aufnahme 54 eingesetzten Federteller 108 mit einem ersten Endabschnitt 110 abgestützten Druckfeder 112 gegen einen in der stufenförmigen Aufnahme 54 der Kolbentrommel 4 ausgebildeten Ventilsitz 114 vorgespannt ist. Dadurch wird eine Rückströmung von dem Druckanschluss 34 über den Druckkanal 36 zum Arbeitsraum 44 verhindert. Der Federteller 108 ist an einer Stützschulter 116 des Anschlussteils 6 abgestützt, so dass dieser von dem Anschlussteil 6 gegen die Kraft der Druckfeder 112 in der Aufnahme 54 der Kolbentrommel 4 gehalten ist. Der im Bereich der Trennebene 50 der Gehäuseteile 4, 6 angeordnete Federteller 108 ist als Dichtelement ausgebildet, so dass in diesem Bereich keine weiteren Dichtungen erforderlich sind. Der Federteller 108 hat zumindest zwei einen Druckmittelströmungspfad ausbildende Ausnehmungen 118, 120, beispielsweise Durchgangsbohrungen. Der Ventilkörper 106 ist mit einer etwa halbkugelförmigen Stirnfläche 122 versehen und hat rückseitig eine etwa zylinderförmige Ausnehmung 124, in die ein zweiter Endabschnitt 126 der Druckfeder 112 eintaucht und in dieser gehalten ist. Der Durchmesser der zylinderförmigen Ausnehmung 124 ist etwas kleiner als der Federdurchmesser der Druckfeder 112 ausgeführt, so dass der Ventilkörper 106 mittels einer Presspassung an der Druckfeder 112 gehalten und in der Aufnahme 54 der Kolbentrommel 4 geführt ist. Aufgrund der gekrümmten Stirnflächen 122 wird in der Schließstellung der Druckventile 48 eine gute Dichtwirkung und in ihrer Offenstellung ein erheblich reduzierter Strömungswiderstand erreicht.

Gemäß Figur 6, die eine Einzeldarstellung eines Schließkörpers 80 bzw. Ventilkörpers 106 gemäß eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zeigt, sind diese rückseitig mit einer etwa halbkugelförmigen Ausnehmung 123 und einem abschnittsweise ringförmigen Axialbund 125 versehen, der von dem Endabschnitt 102, 126 der Schließ- bzw. Druckfeder 82, 112 (siehe Figur 4 bzw. Figur 5) umgriffen und in dieser gehalten ist. Der Durchmesser des Ringbundes 125 ist hierzu etwas größer als der Federinnendurchmesser der Druckfeder 82, 1 12 ausgeführt, so dass der Schließkörper 80 bzw. der Ventilkörper 106 mittels einer Presspassung an der Druckfeder 82, 1 12 gehalten und in der Aufnahme der Kolbentrommel 4 geführt ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Axialbund 125 von einer Vielzahl von auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneter fingerförmiger Axialvorsprünge 127 ausgebildet ist, die wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet bei hohen Belastungen des Schließ- bzw. Ventilkörpers 80, 106 elastisch nach innen verformbar sind. Dadurch können auch bei hohen Drücken die in den Schließ- und Ventilkörpern 80, 106 auftretenden Spannungen erheblich minimiert werden, so dass eine Rissbildung wirkungsvoll verhindert ist. Die Axialvorsprünge sind zur Erleichterung der Federmontage jeweils mit einer außenliegenden Einführschräge 129 versehen.

Gemäß Figur 7, die eine Einzeldarstellung der Kolbentrommel 4 aus Figur 1 zeigt, hat diese einen im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper, der einen Axialbund 128 aufweist, in dem die Zylinderbohrungen 10 ausgebildet sind. Der Axialbund 128 ist am Rand mit Bohrungsabschnitten 130 durchsetzt, die ein Aufschieben der Sitzringe 86 der Saugventile 46 in die stufenförmigen Aufnahmen 52 ermöglichen und sich mit einem Bohrungsteil 132 des Anschlussteils 6 (siehe Figur 8) zu einem Teil des Saugkanals 30 (siehe Figur 1 ) ergänzen. An ihrem Außenumfang ist die Kolbentrommel 4 mit Befestigungslaschen 136 zur Aufnahme von zur Befestigung der Kolben- trommel 4 an dem Anschlussteils 6 vorgesehenen Befestigungsschrauben 138 (siehe Figur 3) versehen.

Figur 8 zeigt eine Einzeldarstellung des Anschlussteils 6 aus Figur 1 , wobei der Saugraum 28 an seiner Innenumfangswandung mit Bohrungsteilen 132 durchsetzt ist, die sich mit den Bohrungsabschnitten 130 (siehe Figur 7) zu einem Teilbereich des Saugkanals 30 ergänzen und mit der Stirnfläche 92 die Sitzringe 86 der Saugventile 46 und die Federteller 108 der Druckventile 48 in der Aufnahme 52, 54 der Kolbentrommel 4 halten (siehe Figur 4 und Figur 5). Zur Befestigung der Kolbentrommel 4 ist das Anschlussteil 6 an seinem Außenumfang mit Befestigungslaschen 140 zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 138 (siehe Figur 3) versehen.

Eine Besonderheit der beschriebenen Lösung besteht darin, dass zumindest der Schließkörper 80, der Ventilkörper 106, der Federteller 108, der Sitzring 86, die Kolben 12, 14 und auch die Kolbeneinsätze 66 aus verschleißfestem Kunststoff, beispielsweise kohlefaserverstärktem PEEK hergestellt sind, so dass die Doppeltaumelscheibenpumpe 1 mit minimalem Gewicht und minimalen bewegten Massen ausgeführt ist. Die vorgenannten Bauelemente werden vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt, wobei die Gleitschuhe 20, 22 direkt an den zugeordneten Kolben 12, 14 angespritzt werden können. Die erfindungsgemäße Ausführung mit aus Kunststoff hergestellten Bauelementen vereinfacht die Herstellung der Pumpe 1 , da für diese Bauelemente praktisch keine Nachbearbeitung erforderlich ist. Die relativ weich schaltenden Ventilelemente und ein kleines Totvolumen ermöglichen weiterhin eine erhebliche Geräuschreduzierung. Die vorbeschriebene Doppeltaumelscheibenpumpe 1 kann ohne Umbau in beiden Drehrichtungen betrieben werden.

Die erfindungsgemäße Kolbenmaschine 1 ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr kann die Arbeitsmaschine 1 als Ein- scheibentaumelpumpe ausgeführt werden, wobei in der Kolbentrommel 4 nur die Kolben 12 axialverschiebbar geführt sind und über die Gleitschuhe 20 an der einzigen Taumelscheibe 24 anliegen. Bei einer derartigen Lösung wird das Gehäuse 2 einseitig mit Druckkräften beaufschlagt, Vorteil ist jedoch, dass die Pumpe 1 in Axialrichtung kürzer baut.

Offenbart ist eine hydraulische Kolbenmaschine 1 mit einer Vielzahl von über eine An-/Abtriebswelle 40 angetriebene Kolben 12, 14, die in einer Kolbentrommel 4 eines Gehäuses 2 axial verschiebbar geführt sind und die jeweils einen Arbeitsraum 44 begrenzen, in den Druckmittel über ein Saugventil 46 zuführbar und aus dem Druckmittel über ein Druckventil 48 abführbar ist, wobei das Gehäuse 2 zumindest ein weiteres sich stirnseitig an die Kolbentrommel 4 anschließendes Gehäuseteil 6 aufweist. Erfindungsgemäß sind die Saugventile 46 und Druckventile 48 etwa achsparallel zur Längsachse der Kolbenmaschine 1 im Bereich einer Trennebene 50 der Gehäuseteile 4, 6 in Gehäuseaufnahmen 52, 54 angeordnet.

Claims

Patentansprüche

1. Hydraulische Kolbenmaschine mit einer Vielzahl von über eine An-/Abtriebswelle (40) angetriebene Kolben (12, 14), die in einer Kolbentrommel (4) eines Gehäuses (2) axial verschiebbar geführt sind und die jeweils einen Arbeitsraum (44) begrenzen, in den Druckmittel über ein Saugventil (46) zuführbar und aus dem Druckmittel über ein Druckventil (48) abführbar ist, wobei das Gehäuse (2) zumindest ein weiteres sich stirnseitig an die Kolbentrommel (4) anschließendes Gehäuseteil (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventile (46) und Druckventile (48) etwa achsparallel zur Längsachse der Kolbenmaschine im Bereich einer Trennebene (50) der Gehäuseteile (4, 6) in Gehäuseaufnahmen (52, 54) angeordnet sind.

2. Kolbenmaschine nach Patentanspruch 1 , wobei die Saug- und Druckventile (46, 48) zumindest abschnittsweise in jeweils eine Aufnahme (52, 54) der Kolbentrommel (4) eingesetzt sind.

3. Kolbenmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Druckventile (48) auf einem Teilkreis (72) mit gegenüber einem Teilkreis (74) der Saugventile (46) vergrößertem Durchmesser in der Kolbentrommel (4) angeordnet sind.

4. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Gehäuseteil (6) als Anschlussteil ausgebildet ist und zumindest einen Saug- und Druckanschluss (32, 34) aufweist.

5. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei ein Schließkörper (80) jedes Saugventils (46) mittels zumindest einer an der Kolbentrommel (4) abgestützten Schließfeder (82) gegen einen Ventilsitz (84) eines in die Kolbentrommel (4) eingesetzten Sitz- ringes (86) vorgespannt ist, der an einer Stirnfläche (92) des Gehäuseteils (6) abgestützt ist.

6. Kolbenmaschine nach Patentanspruch 5, wobei die Schließfeder (82) an einer stufenförmig zurückgesetzten Stützfläche (96) der Kolbentrommel (4) abgestützt ist.

7. Kolbenmaschine nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, wobei ein Ventilkörper (106) der Druckventile (48) mittels zumindest einer an einem zumindest abschnittsweise in die Aufnahme (54) eingesetzten Federteller (108) abgestützten Druckfeder (112) gegen einen in der Aufnahme (54) der Kolbentrommel (4) ausgebildeten Ventilsitz (114) vorgespannt ist, wobei der Federteller (108) an einer Stützschulter (116) des Gehäuseteils (6) abgestützt ist.

8. Kolbenmaschine nach Patentanspruch 7, wobei der Federteller (108) als Dichtung in der Trennebene (50) liegt.

9. Kolbenmaschine nach Patentanspruch 7 oder 8, wobei der Federteller (108) zumindest eine einen Druckmittelströmungspfad ausbildende Ausnehmung (118, 120), insbesondere eine Durchgangsbohrung aufweist.

10. Kolbenmaschine nach einem der Patentansprüche 5 bis 9, wobei die Schließ- und/oder Ventilkörper (80, 106) eine zumindest abschnittsweise etwa halbkugelförmige Stirnfläche (98, 122) aufweisen.

11. Kolbenmaschine nach einem der Patentansprüche 5 bis 10, wobei die Schließ- und/oder Ventilkörper (80, 106) zumindest eine Ausnehmung (100, 123, 124) aufweisen.

12. Kolbenmaschine nach Patentanspruch 11 , mit einer etwa zylinderförmigen Ausnehmung (100, 124), wobei ein Endabschnitt (102, 126) der Schließ- bzw. Druckfeder (82, 112) in die Ausnehmung (100, 124) eintaucht und in dieser gehalten ist.

13. Kolbenmaschine nach einem der Patentansprüche 5 bis 11 , wobei die Schließ- und/oder Ventilkörper (80, 106) einen zumindest abschnittsweise ringförmigen Axialbund (125) aufweisen, der von einem Endabschnitt (102, 126) der Schließ- bzw. Druckfeder (82, 112) umgriffen und in dieser gehalten ist.

14. Kolbenmaschine nach Patentanspruch 13, wobei der Axialbund (125) von einer Vielzahl auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneter Axialvorsprünge (127) ausgebildet ist.

15. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit gegenläufig bewegbaren den gemeinsamen Arbeitsraum (44) begrenzenden Kolben (12, 14), die über zumindest eine gemeinsame Spannfeder (62) jeweils mit einem Gleitschuh (20, 22) gegen eine Schräg- oder Taumelscheibe (24, 26) vorgespannt sind, wobei die Endabschnitte der Spannfeder (62) jeweils an einer Anschlagschulter (64) eines Kolbeneinsatzes (66) der Kolben (12, 14) abgestützt ist.

16. Kolbenmaschine nach einem der Patentansprüche 5 bis 15, wobei zumindest der Ventilkörper (106), der Schließkörper (80), der Federteller (108), der Sitzring (86), die Kolben (12, 14) und/oder die Kolbeneinsätze (66) aus Kunststoff, insbesondere aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt sind.

17. Kolbenmaschine nach Patentanspruch 16, wobei die Federteller (108) aus unverstärktem Polyoxymethylen (POM) hergestellt sind.

18. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die im Anspruch 16 genannten Bauteile (106, 80, 108, 86, 12, 14, 66) durch Spritzgießen hergestellt sind.