[0001] Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise gemäß der
im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
[0002] In der Praxis werden Axialkolbenmaschinen für den Antrieb verschiedenster hydraulisch
betätigbarer Einrichtungen und die Wandlung von Drehmoment verwendet. Dies resultiert
unter anderem aus der hohen Leistungsdichte von Axialkolbenmaschinen und der Möglichkeit,
das Schluckvolumen stufenlos verstellen zu können.
[0003] Axialkolbenmaschinen werden beispielsweise als hydraulische Antriebe für hydraulisch
betätigte Maschinen, wie Baggerarme und Baggerschaufeln, Ladeeinrichtungen von Radladern,
Telehändlern, Planierraupen, Lasthebevorrichtungen von Muldenkippern und dergleichen,
vorgesehen. Darüber hinaus ist es auch bekannt, Axialkolbenmaschinen in Fahrantriebe
solcher Maschinen zu integrieren, wobei die Axialkolbenmaschinen Teile hydrostatischer
Getriebe von Einzelradantrieben oder leistungsverzweigten stufenlosen Getrieben darstellen.
[0004] Dabei werden verstellbare Axialkolbenmaschinen bevorzugt in Schrägscheiben- oder
Schrägachsenbauweise verwendet, wobei bei als Schrägscheibenpumpen ausgeführten Axialkolbenmaschinen
bauartbedingt üblicherweise mit einem Verstellwinkel von maximal +/- 21 Grad realisiert
sind. Aufgrund des bauartbedingt eingeschränkten Verstellwinkelbereiches sind Schrägscheibenmaschinen
durch eine geringe Leistungsdichte gekennzeichnet und daher relativ groß auszuführen,
um eine entsprechende Leistung zur Verfügung stellen zu können oder in gewünschtem
Umfang wandeln zu können.
[0005] Des Weiteren weisen Schrägscheibenmaschinen auch geringe Wirkungsgrade auf, da Kolbenelemente
mittels Gleitschuhen auf einer Schrägscheibe gleiten und die Kolbenelemente dabei
mit Querkräften beaufschlagt werden. Die an den Kolbenelementen angreifenden Querkräfte
resultieren aus im Verbindungsbereich zwischen den Kolbenelementen und den den Kolbenelementen
jeweils zugeordneten Zylindern im Betrieb auftretenden Reibungskräften, die den Wirkungsgrad
nachteilig beeinflussen. Zusätzlich entstehen im Bereich von Spalten zwischen den
Kolbenelementen und den jeweils zugeordneten Zylindern Leckageströme, die den volumetrischen
Wirkungsgrad einer Schrägscheibenmaschine nachteilig beeinflussen.
[0006] Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauart sind im Vergleich zu Schrägscheibenmaschinen
mit höheren Wirkungsgraden betreibbar, wobei bei herkömmlich ausgeführten Schrägachseneinheiten
ein maximaler Verstellwinkel in etwa 25 Grad beträgt. Derartige Schrägachseneinheiten
sind üblicherweise jedoch nicht durchschwenkbar.
[0007] Werden Schrägachseneinheiten als Pumpen betrieben, werden diese üblicherweise in
offenen Kreisläufen eingesetzt. Um eine wechselnde Ölförderrichtung im Bereich einer
Schrägachseneinheit darstellen zu können, ist die Drehrichtung einer Schrägachseneinheit
zu ändern. Sind Axialkolbenpumpen in Schrägachsenbauart ohne ein einen Drehmoment
führenden Bereich und eine Zylindereinrichtung verbindendes Synchrongelenk ausgeführt,
sind von Kolbenelementen nachteilhafterweise Querkräfte zwischen der Zylindereinrichtung
und dem Drehmoment führenden Bereich zu übertragen, um zwischen der Zylindereinrichtung
und einer Ventilplatte auftretende Reibkräfte abstützen zu können. Kolbenenden der
Kolbenelemente sind meist in Kalotten gefangen und übertragen dort die Kolbenkraft
in eine Axialkraft und in eine Umfangskraft.
[0008] Obwohl die Wirkungsgrade solcher Schrägachseneinheiten höher als die Wirkungsgrade
der vorbeschriebenen Schrägscheibeneinheiten sind, liegt eine Leistungsdichte von
Schrägachseneinheiten aufgrund der nachfolgend kurz erläuterten konstruktiven Gegebenheiten
immer noch unterhalb eines gewünschten Bereiches.
[0009] Bekannte Schrägachseneinheiten, insbesondere Schrägachsenpumpen, sind üblicherweise
mit feststehender Triebwellenachse und verschwenkbar ausgeführter Zylindereinrichtung
ausgeführt. Eine Ölführung zwischen einem stehenden Gehäuse und der verschwenkbar
ausgeführten Zylindereinrichtung erfolgt meist über einen Gleitschlitten. Um die Ölführung
mit möglichst geringen Leckagevolumenströmen gewährleisten zu können, ist eine entsprechende
Abdichtung vorzusehen. Die Abdichtung begrenzt jedoch einen maximalen Schwenkwinkel
der Zylindereinrichtung, von dem ein maximales Schluckvolumen und damit eine Leistungsdichte
einer Schrägachseneinheit abhängig ist, derart, dass eine Leistungsdichte gering ist.
[0010] Aus der
DE 10 2007 033 008 A1 ist eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauart bekannt, deren Gesamtschwenkwinkelbereich
90 Grad beträgt, wobei eine Zylindereinrichtung aus einer Nulllage heraus, in der
ein Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine gleich Null ist, jeweils um +/- 45 Grad
verschwenkbar ausgeführt ist. Die Zylindereinrichtung ist in einem schwenkbaren Jochgehäuse
gelagert. Der Zylindereinrichtung zuzuführendes und aus der Zylindereinrichtung abströmendes
Öl wird jeweils im Bereich einer Jochlagerung in aufwändiger Art und Weise einem gehäuseseitig
ausgebildetem Hydrauliksystem entnommen oder diesem zugeführt. Dabei ist das von Kolbenelementen
in der Zylindereinrichtung jeweils geförderte oder angesaugte Öl zwischen der Zylindereinrichtung
bzw. zwischen von der Zylindereinrichtung und den Kolbenelementen jeweils begrenzten
Kolbenräumen und einem Jochlager über relativ lange Ölkanäle zu führen, die jedoch
unerwünscht hohe Druckverluste verursachen und somit einen Wirkungsgrad verschlechtern.
[0011] Zusätzlich ist im Bereich der Schnittstelle zwischen dem schwenkenden Joch und einem
stehenden Lagerbügel, d. h. im Bereich der Jochlagereinrichtung, eine für hohe Betriebsdrücke
ausgelegte Dichtung vorzusehen, die eine Schwenkbewegung des Jochgehäuses und auch
der Zylindereinrichtung bzw. der Zylindertrommel gegenüber einem Drehmoment führenden
Bereich bzw. einem Triebflansch der Axialkolbenmaschine zulässt.
[0012] Derartige Schrägachseneinheiten weisen zwar bessere Wirkungsgrade als die mit einem
Schwenkwinkel von ca. 25 Grad ausgeführten Schrägachsenmaschinen auf, jedoch sind
die Fertigungskosten höher als die der wirkungsgradschlechteren Schrägachsenmaschinen.
[0013] Die
CH 228045 A offenbart eine Axialkolbenmaschine, wie im Oberbegriff von Patentanspruch 1 definiert
ist. Die
DE 26 12 270 A1 offenbart eine Regeleinrichtung für Axialkolbenpumpen und/oder Axialkolbenmotoren,
bei welchen das innere Drehmoment entweder durch die Axialkolben in den schwenkbaren
Träger oder das schwenkbare Gehäuse oder aber durch minestens einen Hilfskolben oder
Hilfszylinder in einen schwenkbaren Hilfsträger eingeleitet wird. Die
DE 10 2006 025 347 B3 offenbart ein Hydromodul mit zwei integrierten Schrägscheiben oder Schrägachsentriebwerken.
Die Schleifscheibentriebwerke sind in einem gemeinsamen Gehäuse mit parallelen Triebwellen
gelagert. Die Doppelschrägscheibe ist zur zwangsgekoppelten gemeinsamen Verstellung
des Volumenstroms beider Triebwerke ausgebildet.
[0014] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstig herstellbare
Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise zur Verfügung zu stellen, die mit hohem
Wirkungsgrad betreibbar ist und durch eine hohe Leistungsdichte gekennzeichnet ist.
[0015] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst.
[0016] Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise ist mit mehreren
in einer drehbaren Zylindereinrichtung längsbeweglich geführten Kolbenelementen und
mit einem mit den Kolbenelementen wirkverbundenen und drehmomentführenden Bereich
ausgeführt.
[0017] Erfindungsgemäß ist der Drehmoment führende Bereich um eine Schwenkachse verschwenkbar
ausgeführt und ein Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine variiert in Abhängigkeit
der Schwenkbewegung des drehmomentführenden Bereiches, womit einen Wirkungsgrad der
Axialkolbenmaschine beeinträchtigende Ölführungen und Fertigungskosten erhöhende Dichtmaßnahmen
bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine nicht vorzusehen sind. Dies resultiert
aus der Tatsache, dass zu- und abströmendes Öl zwischen der Zylindereinrichtung und
einem feststehenden Gehäuse ohne Zwischenschaltung langer und große Druckverluste
erzeugender Ölkanäle austauschbar ist und nicht über gegenüber dem feststehenden Gehäuse
drehbar ausgeführte Bauteilkomponenten, in deren Bereich dann aufwändige und kostenintensive
Abdichtmaßnahmen vorzusehen sind, auszutauschen ist.
[0018] Zusätzlich ist ein Schwenkwinkelbereich der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine
durch die nicht erforderliche aufwändige Dichtung in geringerem Umfang eingeschränkt,
womit die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine mit einer höheren Leistungsdichte ausführbar
ist als bekannte Axialkolbenmaschinen.
[0019] Bei einer konstruktiv einfachen sowie bauraum- und kostengünstigen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine ist der Drehmoment führende Bereich ein
Kegelrad, das mit einem weiteren Kegelrad in Eingriff bringbar ist.
[0020] Eine ebenfalls konstruktiv einfache und kostengünstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Axialkolbenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmoment führende Bereich
über eine Axial- und Radialkräfte aufnehmende Lagereinrichtung in einem um die Schwenkachse
schwenkbaren Käfig drehbar gelagert ist, in dessen Bereich vorzugsweise eine die Schwenkbewegung
generierende Einrichtung eine Schwenkkraft einleiten kann.
[0021] Bei weiteren bauraumgünstigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine
ist die Schwenkachse des Drehmoment führenden Bereiches senkrecht zu einer Drehachse
der Zylindereinrichtung angeordnet und/oder eine Drehachse des Drehmoment führenden
Bereiches bei einem Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine gleich Null in Deckung
mit der Drehachse der Zylindereinrichtung.
[0022] Ist die Zylindereinrichtung in einem Gehäuse über eine Axial- und Radialkräfte aufnehmende
Lagereinrichtung drehbar gelagert, ist die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine mit
einer wirkungsgradgünstigen Zwangsschmierung ausführbar, über welche lediglich begrenzte
Bereiche mit Schmier- und Kühlfluid zu versorgen sind. Damit ist die erfindungsgemäße
Axialkolbenmaschine im Vergleich zu bekannten Axialkolbenmaschinen, bei welchen rotierende
Bauteile komplett im Ölbad angeordnet sind, auf konstruktiv einfache Art und Weise
mit einem höheren Wirkungsgrad betreibbar.
[0023] Gehäuseseitige Hydraulikkanäle sind bei einer weiteren mit geringem Steuer- und Regelaufwand
betreibbaren Ausführungsform der Axialkolbenmaschine in Abhängigkeit der Drehbewegung
der Zylindereinrichtung jeweils von mit den Kolbenelementen und der Zylindereinrichtung
begrenzten Kolbenräumen in Wirkverbindung bringbar.
[0024] Ist der Drehmoment führende Bereich über Kolbenschuhe mit den Kolbenelementen verbunden
und sind die Kolbenelemente in den Kolbenschuhen schwenkbar gelagert, ist die erfindungsgemäße
Axialkolbenmaschine mit einem eine große Leistungsdichte ermöglichenden Schwenkwinkelbereich
ausführbar.
[0025] Sind der Drehmoment führende Bereich und die Zylindereinrichtung zur Drehzahlsynchronisierung
über ein wellenartiges Element gelenkig miteinander wirkverbunden, sind die Kolbenelemente
im Betrieb der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine im Wesentlichen frei von Querkräften,
womit eine hohe Dichtwirkung im Bereich zwischen den Kolbenelementen und der Zylindereinrichtung
bei gleichzeitig geringem Aufwand gewährleistbar ist.
[0026] Liegt die Zylindereinrichtung mit einer dem Drehmoment führenden Bereich abgewandten
Seite an einer gehäuseseitig festgelegten Ventilplatte an, in deren Bereich die Hydraulikkanäle
jeweils in vorzugsweise nierenförmige Bereiche münden, ist die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine
mit hohem Wirkungsgrad betreibbar, da die Zylindereinrichtung über einen zwischen
der Ventilplatte und der Zylindereinrichtung sich im Betrieb der Axialkolbenmaschine
einstellenden dünnen Ölfilm mit geringen Reibkräften gegenüber der Ventilplatte drehbar
ist.
[0027] Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine angegebenen Merkmale
sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet,
den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen
stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung
dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
[0028] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine
ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
[0029] Es zeigt:
- Fig. 1
- eine stark schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen
Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise in einem ersten Betriebszustand; und
- Fig. 2
- eine Fig. 1 entsprechende Darstellung der Axialkolbenmaschine in einem zweiten verschwenkten
Betriebszustand eines drehmomentführenden Bereiches.
[0030] Fig. 1 zeigt ein Funktionsschema einer Ausführungsform einer verstellbaren Axialkolbenmaschine
1 in Schrägachsenbauweise. Die Axialkolbenmaschine 1 ist mit mehreren in einer drehbaren
Zylindereinrichtung 2 längsbeweglich geführten Kolbenelementen 3 und mit einem mit
den Kolbenelementen 3 wirkverbunderien und Drehmoment führenden Bereich 4 ausgeführt.
Die Kolbenelemente 3 sind in der Zylindereinrichtung 2 durch geeignete Dichtungen
abgedichtet. Die Axialkolbenmaschine 1 ist vorliegend als Axialkolbenpumpe in Schrägachsenbauweise
ausgebildet, die in einem geschlossenen Kreislauf zu betreiben ist. Die Zylindereinrichtung
2 ist um eine Drehachse 5 drehbar in einem Gehäuse 6 gelagert, wobei die Zylindereinrichtung
2 in dem Gehäuse 6 über eine Axial- und Radialkräfte aufnehmende Lagereinrichtung
7 drehbar gelagert ist. Die Axialkräfte der Zylindereinrichtung 2 werden zum Gehäuse
6 übertragen. Die Lagereinrichtung 7 ist vorliegend radial zwischen von den Kolbenelementen
3 und der Zylindereinrichtung 2 begrenzten Kolbenräumen 8 auf günstige Art und Weise
angeordnet.
[0031] Der Drehmoment führende Bereich 4 ist vorliegend als ein Kegelrad ausgeführt, das
mit einem weiteren Kegelrad 9 kämmt und um eine Schwenkachse 10 aus der in Fig. 1
dargestellten Nulllage in eine erste in Fig. 2, die die Axialkolbenmaschine 1 aus
einer in Fig. 1 durch den Pfeil II näher gekennzeichneten Ansicht darstellt, gezeigte
Schwenklage verschwenkbar ist. In der Nulllage des Tellerrades 4 ist ein Hub der Kolbenelemente
3 in der Zylindereinrichtung 2 und ein Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine 1 im
Wesentlichen gleich Null. Ein Schwenkwinkel zwischen der Drehachse 5 der Zylindereinrichtung
2 und einer Drehachse 11 des drehmomentführenden Bereiches 4 entspricht in dem in
Fig. 2 dargestellten Betriebszustand der Axialkolbenmaschine 1 im Wesentlichen etwa
+ 45 Grad.
[0032] Darüber hinaus ist der Drehmoment führende Bereich 4 um die Schwenkachse 10 aus der
in Fig. 1 dargestellten Nulllage in eine zweite in der Zeichnung nicht gezeigte Schwenklage
um einen Schwenkwinkel von -45 Grad verschwenkbar.
[0033] Des Weiteren ist der Drehmoment führende Bereich bzw. das Kegelrad 4 über eine Axial-
und Radialkräfte aufnehmende Lagereinrichtung 12 in einem um die Schwenkachse 10 schwenkbaren
Käfig 13 drehbar gelagert, wobei die Lagereinrichtung 12 vorliegend ein Kegelrollenlager
14 und ein Zylinderrollenlager 15 umfasst.
[0034] In der in Fig. 1 näher dargestellten Nulllage des Drehmoment führenden Bereiches
4 und des Käfigs 13 sind die Drehachse 5 der Zylindereinrichtung 2 und die Drehachse
11 des Drehmoment führenden Bereiches 4 in Deckung bzw. verlaufen in gleicher Richtung.
Bei drehendem Tellerrad 4 und damit verbundener Kolbenschuhe 16, in deren Bereich
die Kolbenelemente 3 mit dem Tellerrad 4 verbunden und schwenkbar gelagert sind, wird
die Zylindereinrichtung 2 über ein wellenartiges Element 17 bzw. ein Synchrongelenk
mitgenommen, über das der Drehmoment führende Bereich 4 und die Zylindereinrichtung
2 zur Drehzahlsynchronisierung gelenkig miteinander wirkverbunden sind.
[0035] Das wellenartige Element 17 bzw. das Synchrongelenk, das zur Drehzahlsynchronisierung
zwischen dem Tellerrad 4 mit den Kolbenschuhen 16 und der Zylindereinrichtung 2 vorgesehen
ist, hilft im Bereich zwischen der gehäuseseitig festgelegten Ventilplatte 18 und
der Zylindereinrichtung 2 auftretende Reibkräfte abzustützen und die Kolbenelemente
3 in der Zylindereinrichtung 2 im Wesentlichen querkraftfrei zu bewegen. Das bedeutet,
dass über das wellenartige Element 17 vorliegend lediglich eine zwischen der Zylindereinrichtung
2 und einer gehäuseseitig festgelegten Ventilplatte 18 im Betrieb der Axialkolbenmaschine
1 wirkende Reibkraft überwunden wird, an der die Zylindereinrichtung 2 mit einer den
Drehmoment führenden Bereich 4 abgewandten Seite 19 an der gehäuseseitig festgelegten
Ventilplatte 18 anliegt, in deren Bereich gehäuseseitige Hydraulikkanäle 20 in nierenförmigen
Bereichen 21 münden.
[0036] Die Ventilplatte 18 ist drehfest zum Gehäuse 6 wirkverbunden.
[0037] Die Ventilplatte 18 ist vorliegend als Gleit- und Dichtfläche vorgesehen, wobei der
Ölfluss zwischen dem Gehäuse 6 und der Zylindereinrichtung 2 über die beiden zumindest
bereichsweise nierenförmig ausgeführten ventilplattenseitigen Bereiche 21 und die
Hydraulikkanäle 20 erfolgt. In dem vorliegend stehend ausgeführten Gehäuse 6 sind
die Hydraulikkanäle 26 und 27 hinsichtlich eines geringen Druckverlustes optimal ausführbar.
Die ventilplattenseitigen Hydraulikkanäle 20 stehen in Abhängigkeit der Drehbewegung
der Zylindereinrichtung 2 jeweils mit den von den Kolbenelementen 3 und der Zylindereinrichtung
2 begrenzten Kolbenräumen 8 wechselweise in Wirkverbindung, um beispielsweise einen
hydraulisch betätigbaren Baggerarm in gewünschtem Umfang mit Hydraulikdruck zu versorgen.
[0038] Wird das Tellerrad 4 ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Nulllage in Richtung
der ersten in Fig. 2 gezeigten maximalen Schwenkstellung um die Schwenkachse 2 herum
verschwenkt, vergrößert sich ein Hub der Kolbenelemente 3 in der Zylindereinrichtung
2 bis hin zu einem maximalen Hubwert, der äquivalent zu einem maximalen Schluckvolumen
der Axialkolbenmaschine 1 ist. In der in Fig. 2 gezeigten ausgeschwenkten Stellung
des Käfigs 13 und auch des Tellerades 4 schließen die Drehachse 5 der Zylindereinrichtung
2 und die Drehachse 12 des Drehmoment führenden Bereiches 4 bzw. des Tellerrades einen
Winkel von 45 Grad ein. Bei drehendem Tellerrad 4 und der damit verbundenen Kolbenschuhe
16 wird die Zylindertrommel 2 durch das wellenartige Element 17 mitgenommen und die
Kolbenelemente 3 führen über der Drehbewegung ihren maximalen Hub aus.
[0039] Die Schwenkachse 10 des Tellerrades 4 und auch des Käfigs 13 steht senkrecht zur
Drehachse 5 der Zylindereinrichtung 2. In der Darstellung gemäß Fig. 1 entspricht
die Schwenkachse 10 des Tellerades 4 gleichzeitig einer Drehachse des weiteren Tellerades
9 bzw. einer damit drehfest verbundenen Welle 22, die mit einem nicht näher dargestellten
mechanischen Getriebe über ein Stirnrad 23 verbunden ist und die vorliegend in einem
Hauptgehäuse 24 über eine ebenfalls Axial- und Radialkräfte aufnehmende Lagereinrichtung
25 drehbar gelagert ist.
[0040] Das bedeutet, dass im Pumpenbetrieb der Axialkolbenmaschine 1 über die Welle 22 mechanische
Leistung bzw. Drehmoment auf das Tellerrad 4 geführt wird und in einem motorischen
Betrieb der Axialkolbenmaschine über die Welle 22 mechanische Leistung entnommen wird.
[0041] Dadurch, dass der Käfig 13 um die Schwenkachse 10 verschwenkbar ausgeführt ist und
die Drehachse der Welle 22, mit der das weitere Tellerrad 9 drehfest verbunden ist,
der Schwenkachse 10 entspricht, ist der Antrieb des Tellerades 4 durch das weitere
Tellerrad 9 ohne Beeinträchtigung der Kraftübertragung über die Zähne des Tellerrades
4 und des weiteren Tellerrades 9 auch beim Verschwenken des Käfigs 13 durchführbar.
[0042] In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht auch die Möglichkeit,
anstatt des Stirnrades 23 eine andere geeignete Wellenverbindung, wie eine Flanschverbindung
oder dergleichen, vorzusehen, um ein am Tellerrand 4 anliegendes Drehmoment in das
mechanische Getriebe einzuleiten oder vom mechanischen Getriebe auf das Tellerrad
4 zu übertragen.
[0043] Die Umfangskraft im Zahneingriff der beiden Kegelräder 4 und 9 ist durch die Verstelleinrichtung
des Käfigs 13 abzustützen. Außer dieser Umfangskraft muss die Verstelleinrichtung
auch die nicht zu 100 % ausgeglichenen Kolbenkräfte abstützen.
Bezugszeichen
[0044]
- 1
- Axialkolbenmaschine
- 2
- Zylindereinrichtung
- 3
- Kolbenelement
- 4
- Drehmoment führender Bereich, Kegelrad
- 5
- Drehachse der Zylindereinrichtung
- 6
- Gehäuse
- 7
- Lagereinrichtung
- 8
- Kolbenraum
- 9
- weiteres Kegelrad
- 10
- Schwenkachse des Drehmoment führenden Bereiches
- 11
- Drehachse des Drehmoment führenden Bereiches
- 12
- Lagereinrichtung des Drehmoment führenden Bereiches
- 13
- Käfig
- 14
- Kegelrollenlager
- 15
- Zylinderrollenlager
- 16
- Kolbenschuh
- 17
- wellenartiges Element, Synchrongelenk
- 18
- Ventilplatte
- 19
- Seite der Zylindereinrichtung
- 20
- Hydraulikkanal
- 21
- nierenförmiger Bereich
- 22
- Welle
- 23
- Stirnrad
- 24
- Hauptgehäuse
- 25
- Lagereinrichtung
- 26
- nierenförmiger Bereich gehäuseseitig
- 27
- Hydraulikkanal gehäuseseitig
1. Axialkolbenmaschine (1) in Schrägachsenbauweise mit mehreren in einer drehbaren Zylindereinrichtung
(2) längsbeweglich geführten Kolbenelementen (3) und mit einem mit den Kolbenelementen
(3) wirkverbundenen und Drehmoment führenden Bereich (4), wobei der Drehmoment führende
Bereich (4) um eine Schwenkachse (10) verschwenkbar ausgeführt ist und ein Schluckvolumen
der Axialkolbenmaschine (1) in Abhängigkeit der Schwenkbewegung des Drehmoment führenden
Bereiches (4) variiert und die Zylindereinrichtung (2) in einem Gehäuse (6) über eine
Axial- und Radialkräfte aufnehmende erste Lagereinrichtung (7) drehbar gelagert ist,
wobei die Axialkräfte der Zylindereinrichtung (2) vom Gehäuse (6) aufgenommen werden,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Axial- und Radialkräfte aufnehmende zweite Lagereinrichtung (12) des Drehmoment
führenden Bereiches (4) ein Kegelrollenlager (14) und ein Zylinderrollenlager (15)
umfasst, wobei das Kegelrollenlager (14) und das Zylinderrollenlager (15) entlang
einer Drehachse (11) des Drehmoment führenden Bereiches (4) beginnend an einem Schnittpunkt
der Drehachse (11) mit der Schwenkachse (10) des Drehmoment führenden Bereiphs (4)
in der Reihenfolge Kegelrollenlager (14), Zylinderrollenlager (15) angeordnet sind
und lediglich begrenzte Bereiche mit Schmier- und Kühlfluid mittels einer Zwangsschmierung
versorgt sind, wodurch rotierende Bauteile nicht komplett im Ölbad angeordnet sind.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmoment führende Bereich (4) ein Kegelrad ist, das mit einem weiteren Kegelrad
(9) in Eingriff bringbar ist.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmoment führende Bereich (4) über eine Axial- und Radialkräfte aufnehmende
zweite Lagereinrichtung (12) in einem um die Schwenkachse (10) schwenkbaren Käfig
(13) drehbar gelagert ist.
4. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (10) des Drehmoment führenden Bereiches (4) senkrecht zu einer Drehachse
(5) der Zylindereinrichtung (2) angeordnet ist.
5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehachse (11) des Drehmoment führenden Bereiches (4) bei einem Schluckvolumen
der Axialkolbenmaschine (1) gleich Null in Deckung mit der Drehachse (5) der Zylindereinrichtung
(2) ist.
6. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ventilplattenseitige Kanäle (20) in Abhängigkeit der Drehbewegung der Zylindereinrichtung
(2) jeweils mit von den Kolbenelementen (3) und der Zylindereinrichtung (2) begrenzten
Kolbenräumen (8) in Wirkverbindung bringbar sind.
7. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmoment führende Bereich (4) über Kolbenschuhe (16) mit dem Kolbenelementen
(3) verbunden ist, wobei die Kolbenelemente (3) in den Kolbenschuhen (16) schwenkbar
gelagert sind.
8. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmoment führende Bereich (4) und die Zylindereinrichtung (2) zur Drehzahlsynchronisierung
über ein wellenartiges Element (17) gelenkig miteinander wirkverbunden sind.
9. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindereinrichtung (2) mit einer dem Drehmoment führenden Bereich (4) abgewandten
Seite an einer gehäuseseitig festgelegten Ventilplatte (18) anliegt, in deren Bereich
die Hydraulikkanäle (20) jeweils in vorzugsweise nierenförmige Bereiche (21) münden.
1. Axial piston machine (1) of oblique axis construction, having multiple piston elements
(3) which are guided in longitudinally movable fashion in a rotatable cylinder device
(2) and having a torque-conducting region (4) which is operatively connected to the
piston elements (3), wherein the torque-conducting region (4) is designed to be pivotable
about a pivot axis (10) and varies a swept volume of the axial piston machine (1)
in a manner dependent on the pivoting movement of the torque-conducting region (4),
and the cylinder device (2) is mounted rotatably in a housing (6) by means of a first
bearing device (7) which absorbs axial and radial forces, wherein the axial forces
of the cylinder device (2) are absorbed by the housing (6), characterized in that a second bearing device (12), which absorbs axial and radial forces, of the torque-conducting
region (4) comprises a tapered-roller bearing (14) and a cylindrical-roller bearing
(15), wherein the tapered-roller bearing (14) and the cylindrical-roller bearing (15)
are arranged along an axis of rotation (11) of the torque-conducting region (4), starting
at a point of intersection of the axis of rotation (11) with the pivot axis (10) of
the torque-conducting region (4), in the sequence tapered-roller bearing (14) then
cylindrical-roller bearing (15), and only restricted regions are supplied with lubricating
and cooling fluid by forced lubrication, whereby rotating components are not arranged
completely in the oil bath.
2. Axial piston machine according to Claim 1, characterized in that the torque-conducting region (4) is a bevel gear which can be placed in engagement
with a further bevel gear (9).
3. Axial piston machine according to Claim 1 or 2, characterized in that the torque-conducting region (4) is, by means of a second bearing device (12), which
absorbs axial and radial forces, mounted rotatably in a cage (13) which is pivotable
about the pivot axis (10).
4. Axial piston machine according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the pivot axis (10) of the torque-conducting region (4) is arranged perpendicular
to an axis of rotation (5) of the cylinder device (2).
5. Axial piston machine according to Claim 4, characterized in that an axis of rotation (11) of the torque-conducting region (4) coincides with the axis
of rotation (5) of the cylinder device (2) when a swept volume of the axial piston
machine (1) is equal to zero.
6. Axial piston machine according to one of Claims 1 to 5, characterized in that ducts (20) in a valve plate can be operatively connected, in a manner dependent on
the rotational movement of the cylinder device (2), in each case to piston chambers
(8) that are delimited by the piston elements (3) and the cylinder device (2).
7. Axial piston machine according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the torque-conducting region (4) is connected to the piston elements (3) by means
of piston shoes (16), wherein the piston elements (3) are mounted pivotably in the
piston shoes (16).
8. Axial piston machine according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the torque-conducting region (4) and the cylinder device (2) are, for rotational
speed synchronization, articulatedly operatively connected to one another by means
of a shaft-like element (17).
9. Axial piston machine according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the cylinder device (2) bears, by way of a side facing away from the torque-conducting
region (4), against a valve plate (18) which is fixed to the housing and in the region
of which the hydraulic ducts (20) issue in each case into preferably kidney-shaped
regions (21).
1. Machine à pistons axiaux (1) du type à axe oblique comprenant plusieurs éléments de
piston (3) guidés de manière déplaçable longitudinalement dans un système de cylindres
rotatif (2) et une région (4) en liaison fonctionnelle avec les éléments de piston
(3) et guidant le couple, la région (4) guidant le couple étant réalisée de manière
à pouvoir pivoter autour d'un axe de pivotement (10) et un volume d'absorption de
la machine à pistons axiaux (1) variant en fonction du mouvement de pivotement de
la région (4) guidant le couple et le système de cylindres (2) étant monté à rotation
dans un boîtier (6) par le biais d'un premier système de paliers (7) recevant des
forces axiales et radiales, les forces axiales du système de cylindres (2) étant reçues
par le boîtier (6), caractérisée en ce qu'un deuxième système de paliers (12) recevant des forces axiales et radiales de la
région (4) guidant le couple comprend un palier à rouleaux coniques (14) et un palier
à rouleaux cylindriques (15), le palier à rouleaux coniques (14) et le palier à rouleaux
cylindriques (15) étant disposés le long d'un axe de rotation (11) de la région (4)
guidant le couple en commençant au niveau d'un point d'intersection de l'axe de rotation
(11) avec l'axe de pivotement (10) de la région (4) guidant le couple dans l'ordre
de succession palier à rouleaux coniques (14), palier à rouleaux cylindriques (15),
et seulement des régions limitées étant alimentées en fluide de lubrification et de
refroidissement au moyen d'une lubrification forcée, de sorte que des composants rotatifs
ne soient pas complètement disposés dans un bain d'huile.
2. Machine à pistons axiaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que la région (4) guidant le couple est un pignon conique qui peut être amené en prise
avec un pignon conique supplémentaire (9).
3. Machine à pistons axiaux selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la région (4) guidant le couple est montée à rotation par le biais d'un deuxième
système de paliers (12) recevant des forces axiales et radiales dans une cage (13)
pouvant pivoter autour de l'axe de pivotement (10).
4. Machine à pistons axiaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'axe de pivotement (10) de la région (4) guidant le couple est disposé perpendiculairement
à un axe de rotation (5) du système de cylindres (2).
5. Machine à pistons axiaux selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un axe de rotation (11) de la région (4) guidant le couple, lorsque le volume d'absorption
de la machine à pistons axiaux (1) est nul, est en coïncidence avec l'axe de rotation
(5) du système de cylindres (2).
6. Machine à pistons axiaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que des canaux (20) du côté de la platine de soupape peuvent être amenés en liaison fonctionnelle,
en fonction du mouvement de rotation du système de cylindres (2), à chaque fois avec
des espaces de piston (8) limités par les éléments de piston (3) et le système de
cylindres (2).
7. Machine à pistons axiaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la région (4) guidant le couple est connectée aux éléments de piston (3) par le biais
de sabots de piston (16), les éléments de piston (3) étant montés de manière pivotante
dans les sabots de piston (16).
8. Machine à pistons axiaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la région (4) guidant le couple et le système de cylindres (2) sont en liaison fonctionnelle
de manière articulée l'un à l'autre par le biais d'un élément de type arbre (17) en
vue de la synchronisation des vitesses de rotation.
9. Machine à pistons axiaux selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le système de cylindres (2) s'applique avec un côté opposé à la région (4) guidant
le couple contre une platine de soupape (18) fixée du côté du boîtier, dans la région
de laquelle les canaux hydrauliques (20) débouchent à chaque fois dans des régions
(21) de préférence en forme de haricot.