Axialkolbenmaschine mit einer Zylindertrommel und einem Steuerkörper

Abstract

 Eine Axialkolbenmaschine (1) mit einer in einem Gehäuse (2, 3) drehbar gelagerten Zylindertrommel (4), in der eine Mehrzahl Kolben (8) in Kolbenbohrungen (5) verschieb­bar gelagert sind, Durchsatzkanälen (10), die an der Stirnseite der Zylindertrommel (4) münden, und einem zwischen der Zylindertrommel (4) und einem gehäuseseitigen Stützteil (3) angeordneten Steuerspiegel (9) mit Steuerka­nälen (11), die die Durchsatzkanäle (10) mit Zu- bzw. Abführungsleitungen (13, 14) verbinden, ist so auszugestal­ten, daß sie bei Gewährleistung einer guten Abdichtung mit einem geringeren Material- und Kostenaufwand herge­stellt bzw. betrieben werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß der Steuerspiegel (9) durch eine lose und drehgesichert eingelegte, aus einem Flachmaterial hergestellte Scheibe (16) gebildet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Diese Bauart, bei der die Steuerplatte durch Zentrierstifte an der zugehörigen Gehäusewand zentriert und drehgesichert ist, ist handelsüblich und deshalb allgemein bekannt. Diese bekannte Ausgestaltung hat sich auch in der Praxis bewährt. Allerdings ist sie aus mehreren Gründen verhält­nismäßig aufwendig, und sie führt zu verhältnismäßig großen Herstellungskosten. Dies ist zum einen dadurch bedingt, daß bei der bekannten Ausgestaltung der Steuer­körper aus einem verhältnismäßig massiven Körper von bei üblicher Baugröße etwa 6 bis 10 mm Dicke bestehen und deshalb ein verhältnismäßig großes bzw. dickes Bauteil darstellt. Als verhältnismäßig verschleißfeste Materialpaarung hat sich in der Praxis ein Buntmetall wie Bronze für die Zylindertrommel und durchgehärteter oder Oberflächengehärteter Stahl für den Steuerkörper bewährt.

[0003] Ein Nachteil der bekannten Ausgestaltung besteht darin, daß der Steuerkörper aufwendig und deshalb teuer in der Herstellung ist. Hiervon ist auch der Unterhalt der Axialkolbenmaschine betroffen, weil bei einem Austausch eines z.B. durch Kavitation beschädigten Steuerspiegels der massive Steuerspiegelkörper auszutauschen ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei der Ober­flächenbehandlung und beim Härten der Steuerplatte Verzugserscheinungen nicht auszuschließen sind, die sowohl die Abdichtung der Steuerkanäle als auch die Lagerung der Zylindertrommel wesentlich beeinträchtigen können. Ein solcher Verzug ist nur durch zusätzliche Nachbehandlung des Steuerspiegels, z.B. durch Schleifen, zu beseitigen. Es ist jedoch nicht auszuschließen, daß im Betrieb der Axialkolbenmaschine aufgrund Wärmeent­wicklung zusätzliche Verzugserscheinungen auftreten, die zu den vorbeschriebenen Problemen führen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolben­maschine der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß sie bei Gewährleistung einer guten Abdichtung mit einem geringen Material- und Kostenaufwand hergestellt bzw. betrieben werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0006] Bei der erfindungsgemäBen Ausgestaltung wird der Steuer­spiegel durch eine lose und drehgesichert eingelegte Scheibe aus einem dünnen Flachmaterial, wie Blech gebildet. Hierdurch wird nicht nur die angestrebte preiswertere Herstellung erreicht, weil der Steuerspiegel auf sehr einfache Weise, z.B. durch Stanzen, hergestellt werden kann, wodurch die Herstellungskosten wesentlich gesenkt werden können, sondern es wird auch der Materialaufwand wesentlich verringert, weil nur die dünne Scheibe aus verschleißfestem Material wie hochwertigem Stahl herge­stellt zu werden braucht und nicht der gesamte Steuerkör­per. Im Falle eines Austausches braucht auch nur die dünne Scheibe ausgetauscht zu werden und nicht der gesamte Steuerkörper. Ein weiterer Vorteil der erfindungs­ gemäßen Ausgestaltung besteht darin, daß aufgrund der geringen Dicke der Scheibe diese elastisch verformbar ist und deshalb ein bei der Herstellung, z.B. beim Härten der Scheibe auftretender Verzug unschädlich ist, weil ein solcher überdrückt werden kann, d.h. die Auswirkung des Verzugs auf die Dichtigkeit wird ganz erheblich gemindert, bzw. ein vorhandener Verzug ist unschädlich.

[0007] Zu einer einfachen und preiswerten Herstellung trägt auch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 bei und zwar insbesondere dann, wenn ein Bandmaterial als vorgefertigtes Halbzeug verwendet wird, an dem die angestrebte Ober­flächengüte sehr preiswert vorgefertigt ist. Als sehr vorteilhaftes Material hat sich Federstahl erwiesen.

[0008] Die Ausbildung nach Anspruch 5 führt zu einer wesentlichen Verringerung der Baugröße und auch zu einer Verringerung des Materialaufwandes, weil der übliche zusätzliche Steuerspiegelträger entfällt.

[0009] Die Ansprüche 6 bis 10 enthalten Drehsicherungsmerkmale und umfassen praktische Ausgestaltungen, die ebenfalls zu einer preiswerten und kostengünstigen Herstellung einschließlich Montage beitragen.

[0010] Gemäß Anspruch 11 wird gleichzeitig eine Gehäuseentlüftung erreicht.

[0011] Die im Anspruch 12 enthaltenen Merkmale dienen einer vorteilhaften Zentrierung der Scheibe.

[0012] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in vereinfachten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Axialkolben­maschine im axialen Schnitt;

Fig. 2 den Schnitt A-B in Fig. 1;

Fig. 3 ein der Fig. 2 entsprechender Schnitt bei einer abgewandelten Ausgestaltung.

[0013] Die wesentlichen Teile der allgemein mit 1 bezeichneten Axialkolbenmaschine sind ein aus einem topfförmigen Gehäuseteil 2 und einem Gehäusedeckel 3 gebildetes Gehäuse, eine darin drehbar gelagerte Zylindertrommel 4 mit axialen Kolbenbohrungen 5, in denen durch eine Schiefscheibe 6 antreibbare, mit Gleitschuhen 7 versehene Kolben 8 verschiebbar gelagert sind, ein allgemein mit 9 bezeichneter Steuerspiegel mit zugehörigen Steuerka­nälen 11, 12, die die Kolbenbohrungen mit Zuführungs- bzw. Abführungsleitungen 13, 14 verbinden und eine die Zylindertrommel 4 durchfassende Antriebswelle 15, die die Zylindertrommel 4 antreibt und auf der diese radial gelagert ist.

[0014] Der Steuerspiegel 9 wird durch eine dünne Scheibe 16 gebildet, die aus hartem bzw. gehärtetem Stahlblech, vorzugsweise aus Federstahl besteht. Die dünne Scheibe 16 bzw. dünne Platte wird vorzugsweise aus einem vorgefer­tigten Flachmaterial, insbesondere Bandmaterial gefertigt, welches in einer für den vorliegenden Lagerungs- bzw. Dichtungszweck ausreichenden Härte und Oberflächengüte auf dem Markt erhältlich ist, und aus dem die Scheibe 16 durch spanlose Fertigung wie Stanzen, Laserschneiden herausgearbeitet werden kann. Hierdurch ist eine einfache und preiswerte Herstellung möglich, weil zum einen das Flachmaterial insbesondere in Form eines Bandmaterials preiswert erhältlich ist und zum anderen ein preiswertes Ausschneiden möglich ist, da nach dem Ausschneiden eine Oberflächenbehandlung hinsichtlich der Oberflächengüte an der Scheibe 16 nicht erforderlich ist.

[0015] Am Steuerspiegel 9 bzw. an der Scheibe 16 sind lediglich die üblichen nierenförmigen Steuerkanäle 11 und ein Drehsicherungsteil zur Drehsicherung auszubilden, die bei der erfindungsgemäBen Ausgestaltung im Zuge der Herstellung der Scheibe 16 gleichzeitig herausgearbeitet werden können. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist eine innere Drehsicherungsnase 17 am durch eine zentrale Ausnehmung 18 gebildeten inneren Rand 19 der Scheibe 16 ausgebildet, d.h. die Drehsicherungsnase 17 erstreckt sich radial einwärts. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine sich in der Ebene der Scheibe 16 radial auswärts erstreckende und somit vom Umfang der Scheibe 16 vorspringende Drehsicherungsnase 21 angeformt bzw. angeordnet. Die Drehsicherung ist dadurch bewirkt, daß beide Drehsicherungsnasen 17, 21 mit möglichst geringem Bewegungsspiel in eine Ausnehmung 22 bzw. 23 einfassen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist die Drehsicherungsnase 17 quer zur Ebene der Scheibe 16 und zur der Zylindertrommel 4 abgewandten Seite ausgebogen und sie faßt in eine die axialen Begren­zungswände 24 der allgemein mit 25 bezeichneten Drehsiche­rung bildende Bohrung 26 im Gehäusedeckel 3 ein. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die die Drehsiche­rungsnase 21 aufnehmende Ausnehmung 23 durch axiale Stege 27 an der inneren Mantelfläche 28 des Gehäuses gebildet.

[0016] Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen liegt die Scheibe 16 unmittelbar an der Innenwand des Gehäusedeckels 3 an, wobei sie zwischen dieser mit 29 bezeichneten Innenwand und der mit 31 bezeichneten Stirnfläche der Zylindertrommel 4 axial abgestützt ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht außerdem die Zylindertrommel 4 aus Bronze und der Steuerspiegel 9 bzw. die Scheibe 16 aus einem hochwertigem Stahl, nämlich Federstahl. Der Gehäusedeckel 3 kann dagegen aus einem verhältnismäßig minderwertigen und preiswertigen Stahl oder Gußmaterial hergestellt werden.

[0017] Aufgrund der verhältnismäßig geringen Dicke d der Scheibe 16, die vorzugsweise etwa 0,5 bis 2 mm beträgt, ist es zwecks Schaffung eines ausreichenden Strömungsquer­schnitts erforderlich, die sich zwischen den nierenförmigen Steuerkanälen 11 in der Scheibe 16 und den Zuführungs- bzw. Abführungsleitungen 13, 14 erstreckenden Steuerkanäle 12 im Gehäusedeckel 3 ebenfalls nierenförmig wie die Steuerkanäle 11 anzuordnen. Die die Kolbenbohrungen 5 mit den Steuerkanälen 11, 12 verbindenden Steuerkanäle 10 in der Stirnwand der Zylindertrommel 4 sind übliche axiale Kanäle in Form von Bohrungen.

[0018] Die Montage des Steuerspiegels 9 bzw. der Scheibe 16 erfolgt durch einfaches Einlegen zwischen die Zylinder­trommel 4 und den Gehäusedeckel 3.

[0019] Auf eine Funktionsbeschreibung der Axialkolbenmaschine kann verzichtet werden, weil diese allgemein bekannt ist.

[0020] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 mündet die eine Ausnehmung 22 für die Drehsicherungsnase 17 bildende Bohrung 26 einerseits in der Zuführungsleitung 13 und andererseits in den zwischen dem Gehäusedeckel 3 und der Zylindertrommel 4 aufgrund der Zwischenlage der Scheibe 16 vorhandenen Spalt 32, der zum Hohlraum 33 der Zylindertrommel 4 offen ist und der durch einen Freistich 34 an der Stirnfläche 31 der Zylindertrommel 4 vergrößert sein kann. Die Ausnehmung 22 bzw. der Spalt 32 ist weiter über das Spiel der Verzahnung 35 zwischen Antriebswelle 15 und Zylindertrommel 4 mit dem äußeren Gehäuseraum 36 verbunden. Die Ausnehmung 22 erfüllt somit eine weitere Funktion, nämlich Gehäuse­entlüftung bzw. Abführung von Lecköl.

[0021] Die Zentrierung der Scheibe 16 erfolgt beim Ausführungsbei­spiel gemäß Fig. 1 und 2 an ihrem kreisrunden Außenumfang 38, mit dem sie an der wenigstens in diesem Bereich zylindrischen Innenwand 39 des topfförmigen Gehäuseteils 2 unter Berücksichtigung eines notwendigen Montagespiels anliegt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine solche Zentrierung ebenfalls möglich. Die Scheibe 16 kann aber auch an ihrem kreisrunden Innenumfang bzw. inneren Rand 19 zentriert sein. Hierzu kann eine Schulter oder ein Absatz bzw. Vorsprung am Gehäusedeckel 3 dienen.

Ansprüche

1. Axialkolbenmaschine mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Zylindertrommel, in der eine Mehrzahl Kolben in Kolbenbohrungen verschiebbar gelagert sind, Durchsatzkanälen, die an der Stirnseite der Zylindertrommel münden und einem zwischen der Zylinder­trommel und einem gehäuseseitigen Stützteil angeordneten Steuerspiegel mit Steuerkanälen, die die Durchsatzkanäle mit Zu- bzw. Abführungsleitungen verbinden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerspiegel (9) durch eine, vorzugsweise lose und drehgesichert eingelegte, aus einem Flachmate­rial hergestellte Scheibe (16) gebildet ist.

2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die der Zylindertrommel (4) zugewandte Oberfläche der Scheibe (16) hinsichtlich ihrer Güte, insbesondere Härte und Feinbearbeitung, am Flachmaterial vorzugsweise in Form eines Bandmaterials vorgefertigt ist.

3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (16) spanlos aus dem Flach- bzw. Bandmaterial herausgearbeitet, vorzugsweise gestanzt oder durch Laserstrahlen ausgeschnitten ist.

4. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (16) aus durchgehärtetem Stahl, vorzugsweise aus Federstahl besteht.

5. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (16) unmittelbar an der das Stützteil bildenden Gehäusewand (3) angeordnet ist und die nierenförmigen Steuerkanäle (12) auch in der Gehäusewand (3) angeordnet sind.

6. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehsicherung (25) wenigstens eine an der Scheibe (16) einstückig ausgeformte Drehsicherungsnase (17; 21) aufweist, die mit möglichst geringem Bewegungs­spiel in eine Ausnehmung (22; 23) in der Gehäuse­wand (3) oder einem Anbauteil derselben einfaßt.

7. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehsicherungsnase (17; 21) am Außenumfang der Scheibe (16) oder an einem durch eine mittige Ausnehmung (18) gebildeten Innenumfang der Scheibe (16) angeordnet ist.

8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehsicherungsnase (17) quer zur Ebene der Scheibe (16), vorzugsweise zur der Zylindertrommel (4) abgewandten Seite hin ausgebogen ist.

9. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Drehsicherungsnase (17; 21) aufnehmende Ausnehmung durch eine Bohrung (28) vorzugsweise in der Gehäusewand (3) gebildet ist.

10. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Drehsicherungsnase (21) aufnehmende Ausnehmung (23) durch zwei voneinander beabstandete Ansätze vorzugsweise in Form von axialen Stegen (27) an der inneren Mantelfläche (28) des Gehäuses gebildet ist.

11. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung Teil eines die Zuführungsleitung (13) mit dem Hohlraum des Gehäuses, insbesondere einem zentralen Hohlraum (33) der Zylindertrommel (4) verbindender Kanal ist.

12. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (16) einen vorzugsweise kreisrunden Außen- und/oder Innenumfang (38, 39) aufweist und mit dem Außen- oder Innenumfang (38, 39) an einer Schulter bzw. einem Ansatz des Gehäuses (2), insbeson­dere am Innenumfang 839) des Gehäuses (2), zentriert ist.

Zeichnung