Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einer hydrostatischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Bei einer derartigen bekannten hydrostatischen Maschine wird die auf den Rotor wirkende
Schubkraft dadurch aufgenommen, daß auf diesen druckbeaufschlagte Kolben einwirken,
welche in im Gehäusedeckel angeordneten Bohrungen gelagert sind, d. h. die Schubkraft
muß vom Gehäusedeckel aufgenommen werden. Das ist nicht sehr günstig, da der Gehäusedeckel
entsprechend stärker ausgebildet werden muß, um die Kräfte und vor allem die Kolben
auf zunehmen. Dadurch verteuert sich die Maschine (DE-OS 27 48 455).
Vorteile der Erfindung
[0002] Die erfindungsgemäße hydrostatische Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Schubkraft über die Welle der
Maschine kurzgeschlossen und auf das Gehäuse übertragen wird, was festigkeitsmäßig,
geräuschlich und räumlich günstiger ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.
Zeichnung
[0003] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung
näher erläutert. Letztere zeigt in den Figuren 1 bis 4 Längsschnitte durch Radialkolbenmaschinen.
Beschreibung der Erfindungsbeispiele
[0004] Die Radialkolbenmaschine weist ein Gehäuse 10 auf, das einen zylindrischen Innenraum
11 hat und durch einen Deckel 12 verschlossen ist. Im Innenraum ist ein Hubring 13
gelagert, an dessen gewölbter Innenseite 14 Gleitschuhe 15 von Kolben 16 gleiten,
welche in radialen Bohrungen 17 eines Rotors 18 angeordnet sind. Der Rotor ist einstückig
mit einer Welle 19 verbunden, welche in einer durchgehenden Bohrung 20 des Gehäuses
10 bzw. 21 des Deckels 12 gelagert ist. Die Welle 19 wird über eine Kupplungseinrichtung
22 angetrieben, und zwar über einen Antriebstutzen 23, welcher in einem im Deckel
12 angeordneten Doppelrollenlager 24 gelagert ist. In jede die Kolben 16 aufnehmenden
Bohrungen 17 mündet axial mindestens ein Schlitz 26, welche mit zwei etwa nierenförmigen
Mündungen 28A, 29A von im Gehäuse 10 ausgebildeten Einlaß- bzw. Auslaßkanälen 28,
29 in Verbindung bringbar sind. Der bisher beschriebene Aufbau der Radialkolbenmaschine
ist bekannt und deshalb ebenfalls nur kurz beschrieben.
[0005] Durch das im Auslaßkanal 29 unter Hochdruck stehende Druckmittel wird über den Schlitz
26 ein Axialschub auf den Rotor 18 samt Welle 19 ausgeübt, und zwar in Richtung zum
Antriebszapfen 23. Dieser Axialschub ist hoch und wird durch eine hydrostatische Einrichtung
31 zum Schubausgleich aufgenommen. Diese Einrichtung weist eine Scheibe 32 auf, welche
über einen Stift 33 drehfest mit der Welle 19 verbunden ist und sich dort an eine
Wellenschulter 34 anlegt. Sie wird festgespannt durch eine auf die Welle aufgeschraubte
Mutter 35. Die dort im Gehäuse 10 vorhandene Öffnung 36 ist durch einen Deckel 37
verschlossen. An die dem Rotor 18 zugewandte Seite der Scheibe 32 legen sich mehrere
Kölbchen 39 an, die abgedichtet in regelmäßig auf einem Kreisumfang verteilten Bohrungen
40 im Gehäuse 10 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind vier solcher Kölbchen
vorgesehen. Sie bestehen hier aus aus einem metallischen Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften,
z. B. Messing. Zusätzlich sind in der Bohrung noch Federn 41 vorgesehen, welche auf
die Kölbchen 39 drücken. Diese werden von der Hochdruckseite her über geeignete Bohrungen
und Kanäle, z. B. Kanal 42, mit Hochdruck beaufschlagt. Auf diese Weise wird eine
axiale Kraft auf die Scheibe 32 und damit auf die Welle 19 und den Rotor 18 ausgeübt,
welche der weiter oben genannten hydraulischen Kraft entgegenwirkt. Durch Bemessung
der Kölbchen kann diese Gegenkraft so bemessen werden, daß eine geringe Überschußkraft
an der Welle in Richtung zum Deckel 37 hin entsteht. Dadurch wird der Spalt zwischen
dem Rotor 18 und dem Gehäuse, welcher durch eine Metallscheibe 43 überbrückt ist,
auf alle Fälle dicht gehalten. Der Kräfteverlauf (Kraftschluß) zwischen Rotor 18,
Welle 19 und Einrichtung 31 zum Schubausgleich ist durch eine stark ausgezogene Linie
mit Pfeilen gekennzeichnet. Daraus ist zu erkennen, daß dieser Kraftausgleich kurzgeschlossen
ist, was eine besonders zweckmäßige Konstruktion ergibt.
[0006] Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind sowohl die Radialkolbenmaschine wie auch
der Schubausgleich anders gestaltet. Gleichgeblieben ist im wesentlichen der Gesamtaufbau,
jedoch ist nunmehr der Rotor - bezeichnet mit 50 - ein separates Teil auf der Welle
51. Er ist über eine Vielkeilverzahnung mit der Welle 51 drehfest verbunden. Die
Einrichtung zum Schubausgleich ist nun mit 52 bezeichnet und weist wiederum eine Scheibe
53 auf, welche fest auf der Welle 51 zwischen dem Rotor 50 und dem Deckel 12 angeordnet
ist. Sie stützt sich dort an einer Wellenschulter 54 ab. An der der Scheibe 53 zugewandten
Seite des Rotors 50 sind in diesem zylindrische Aus nehmungen 55 ausgebildet, in
welchen Kölbchen 39 dicht angeordnet sind und sich mit ihren Böden an die Scheibe
53 unter Flüssigkeitsdruck anlegen, welcher wiederum von der Hochdruckseite stammt.
Da der Rotor 50 nur drehfest mit der Welle verbunden ist, ist eine zusätzliche Einrichtung
notwendig, welche eine Scheibe 57 aufweist, die wiederum am Ende der Welle 51 drehfest
und axial unverschiebbar befestigt ist, und zwar durch eine Mutter 58, welche die
Scheibe gegen eine Wellenschulter 59 drückt. Zwischen der Scheibe 57 und einer ihr
zugewandten Fläche 60 am Gehäuse befindet sich eine Gleitscheibe 61, welche durch
einen Stift 62 gegen Verdrehen gesichert ist. Es ist noch zu bemerken, daß die Welle
51 nunmehr unmittelbar angetrieben wird. Die Kölbchen 39 bestehen in diesem Fall aus
Kunststoff, da sie nicht an der Scheibe 53 gleiten.
[0007] Der in der Maschine herrschende Flüssigkeitsdruck erzeugt wiederum eine Schubkraft
am Rotor 50, die an der Scheibe 53 aufgenommen wird. Diese Kraft wird über die Welle
weitergeleitet auf die Scheibe 57, die sich über die Scheibe 61 am Gehäuse abstützt.
Der kurzgeschlossene Kraftverlauf ist wiederum durch eine dick ausgezogene Linie
gekennzeichnet.
[0008] Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 unterscheidet sich von demjenigen nach Figur
2 dadurch, daß nunmehr auf die Welle 50 mit ihrem Fortsatz 65A eine Flanschhülse 65
aufgeschrumpft ist, welche die Funktion der Scheibe 53 nach dem Ausführungsbeispiel
der Figur 2 übernimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sitzt der Rotor 50 nicht drehfest
auf der Welle 51, sondern wird durch einen Bolzen 66 in Rotation versetzt, welcher
in der Flanschhülse 60 befestigt ist. Der Kraftfluß für den Schubausgleich ist wiederum
derselbe wie beim vorigen Ausführungsbeispiel.
[0009] Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 entspricht wiederum weitestgehend demjenigen
nach Figur 3, jedoch mit dem Unterschied, daß nunmehr an der Flanschhülse 65 ein Schlitz
63 ausgebildet ist, in welchen ein Fortsatz 64 am Rotor 150 eingreift.
[0010] Für alle Ausführungsbeispiele gilt, daß durch die verschiebliche Anordnung der Kölbchen
39 eine Nachstellmöglichkeit gegeben ist. Durch die Kraftleitung über die Welle und
das Gehäuse (nicht über den Deckel) wird die Dehnungsmöglichkeit eingeschränkt. Das
hat den Vorteil, daß der Materialeinsatz, der zu einer sicheren Funktion der Pumpe
nötig ist, verringert werden kann. Außerdem entfällt eine Anregung durch den Lagerdeckel
bei Druckschwankungen bei Kolbenwechsel, so daß sich ein günstigeres Geräuschverhalten
ergibt.
1. Hydrostatische Maschine mit einem auf einer Welle (19) drehfest angeordneten Rotor
(18) mit in radial verlaufenden Bohrungen (17) angeordneten Kolben (16), die mit ihren
aus den Bohrungen ragenden Enden - gegebenenfalls über Gleitschuhe (15) - an einer
Hubkurve (14) gleiten, wobei die Bohrungen über Steuerschlitze (26) seitlich am Rotor
mündenden Kanälen (28, 29) (Hochdruck/Niederdruck) zwecks Steuerung des Druckmittels
in Verbindung stehen, sowie mit einer Einrichtung (31) zum Ausgleich des vom Druckmittel
auf den Rotor ausgeübten Axialschubs, welche druckmittelbeaufschlagte Kolben (39)
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (31) eine fest auf der Welle
(19) angeordnete Scheibe (32) aufweist, an der die Kolben (39) anliegen, welche in
Bohrungen (40) des Gehäuses (10) angeordnet sind, und daß Welle und Rotor einstückig
ausgebildet sind.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die die Kolben aufnehmenden
Bohrungen (40) in regelmäßigen, auf einem Kreis liegenden Abständen befinden.
3. Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben aus
einem metallischen Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften bestehen.
4. Hydrostatische Maschine mit einem auf einer Welle (51) drehfest oder lose angeordneten
Rotor (50) mit in radial verlaufenden Bohrungen (17) angeordneten Kolben (16), die
mit ihren aus den Bohrungen ragenden Enden - gegebenenfalls über Gleitschuhe (15)
- an einer Hubkurve (14) gleiten, wobei die Bohrungen über Steuerschlitze (26) mit
seitlich am Rotor mündenden Kanälen (28, 29) zwecks Steuerung des Druckmittels in
Verbindung stehen, sowie mit einer Einrichtung (52) zum Ausgleich des vom Druckmittel
auf den Rotor ausgeübten Axialschubs, welche druckmittelbeaufschlagte Kolben (40A)
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (52) eine fest auf der Welle
(51) angeordnete erste Scheibe (53) aufweist, an der in Ausnehmungen (55) des Rotors
(50) angeordnete, druckbeaufschlagte Kolben (39A) anliegen, daß auf der Welle (51)
eine ein mechanisches Axiallager bildende zweite Scheibe (57) fest angeordnet ist,
die sich an einer am Gehäuse der Maschine ebenfalls drehfest angeordneten Gleitscheibe
(61) abstützt, und daß der Rotor ein separates Teil bildet (Figur 2).
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Kolben (39A)
in Wirkverbindung stehende erste Scheibe (65) einen zylindrischen Fortsatz (65A) aufweist,
mit dem sie auf die Welle (50) aufgeschrumpft ist (Figur 3).
6. Maschine nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe
(65) zum Antrieb des verdrehbar auf der Welle sitzenden Rotors (150) dient (Figur
4).
7. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die druckmittelbeaufschlagten
Kolben (39A) aus Kunststoff bestehen und in in regelmäßigen Abständen liegenden Ausnehmungen
(55) an der Stirnseite des Rotors (50) angeordnet sind.