DE102020201803A1

DE102020201803A1 - Hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise

Info

Publication number: DE102020201803A1
Application number: DE102020201803.0A
Authority: DE
Inventors: David Breuer; Timo Nafz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2021-08-19
Also published as: US20210254608A1; US11591910B2; CN113250921A

Abstract

Offenbart ist eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einem Anpressdruckraum für die Zylindertrommel, der aus einem kreisbogenfömigen Langloch einer Verteilerplatte oder aus mehreren Verbindungskanälen der Zylindertrommel mit Anpressdruck versorgt wird. Der Anpressdruckraum wird radial außen von der Zylindertrommel und radial innen von der Triebwelle begrenzt. Axial wird der Anpressdruckraum beidseitig von Dichtungen begrenzt, die beide zwischen der radial inneren drehenden Triebwelle und einem radial äußeren ruhenden Bauteil angeordnet sind. Das radial äußere Bauteil kann die Zylindertrommel oder im Falle der verteilerplattenseitigen Dichtung auch eine Spaltdichtung zwischen der Triebwelle und einer Lagerbuchse der Verteilerplatte sein. Beide Dichtungen sind mit Bezug zu einer Verzahnung oder einer Rückzugkugel verteilerplattenseitig angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Axialkolbenmaschinen ist es bekannt, dass eine Zylindertrommel mit einer Triebwelle drehfest gekoppelt ist, so dass diese gemeinsam rotieren. Entlang der Triebwelle erstrecken sind Zylinder in der Zylindertrommel, die am Umfang verteilt sind und in denen Kolben verschiebbar geführt sind. Die Kolben sind über jeweiligen Kolbenfüße und damit umlaufende Gleitschuhe an eine ruhende Schrägscheibe gekoppelt, die zur Triebwelle schräg angestellt ist. Daher führt jeder Kolben bei einem Umlauf um die Triebwelle einen Hub aus, dessen Größe von der Schrägstellung der Schrägscheibe abhängt.
Auf der der Schrägscheibe gegenüberliegenden Seite ist an einer Stirnseite der Zylindertrommel für jeden Zylinder eine Mündung vorgesehen, die über einen jeweiligen Verbindungskanal mit dem jeweiligen Zylinder verbunden ist. Da die Stirnseite der Zylindertrommel mit ihren Mündungen rotiert, laufen die Mündungen entlang einer Kreisbahn. Die Stirnseite ist mit ihren Mündungen gegen eine ruhende Verteilerplatte gespannt, so dass die Mündungen gedichtet über kreisbogen- bzw. nierenförmige Langlöcher der Verteilerplatte laufen. Genauer gesagt sind in der Verteilerplatte eine Hochdruckniere und eine Niederdruckniere vorgesehen.
Durch die Beaufschlagung der hochdruckseitigen Zylinder mit Druckmittel im wird die Zylindertrommel an ihrer Hochdruckseite gegen die Verteilerplatte gespannt. Dazu ist es aus dem Stand der Technik bekannt zur Erhöhung der Abhebdrehzahl und bei Axialkolbenpumpen zur Erhöhung der Selbstsaugdrehzahl einen weiteren Anpressdruckraum vorzusehen, der die genannte einseitige Anpressung ergänzt und vergleichmäßigt.
In der Druckschrift DE 10 2012 110 485 A1 ist ein Anpressdruckraum offenbart, über den die Zylindertrommel gegen die Verteilerplatte gespannt wird. Der Anpressdruckraum ist konzentrisch zur Triebwelle. Dabei ist der Anpressdruckraum radial innen von einer Hülse begrenzt, die am Außenumfang der Triebwelle angeordnet ist, während er radial außen von einem hülsenartigen gestuften Anpresskolben begrenzt ist, der am Innenumfang der Zylindertrommel angeordnet ist. Wenn der Anpressdruckraum mit Hochdruck beaufschlagt wird, spannt der Anpresskolben die Zylindertrommel indirekt über einen als Sicherungsring ausgebildeten Anschlag gegen die Verteilerplatte.
In der Druckschrift DE 10 2018 205 446 A1 wird ein Federraum im Innern einer Rückzugkugel als Anpressdruckraum genutzt. Außerdem wird vorgeschlagen, diesen Anpressdruckraum in Richtung zur Verteilerplatte mittels einer Druckmittelverbindung durch die zwischen Triebwelle und Zylindertrommel gebildete Verzahnung in Richtung zur Verteilerplatte zu verlängern. Somit erstreckt sich der Anpressdruckraum komplett durch die Zylindertrommel und auch durch die Verteilerplatte bis zu einer als Spaltdichtung ausgebildeten Lagerbuchse. Über diese Lagerbuchse ist auch die Triebwelle in einer Anschlussplatte gelagert. Als Druckflächen wirken an der Zylindertrommel in Richtung zur Verteilerplatte eine in der Rückzugkugel angeordnete Ringstirnfläche und eine Radialstufe am Innenumfang der Zylindertrommel. Damit ist der Anpressdruckraum von der Triebwelle, der Zylindertrommel und der Rückzugkugel begrenzt. Entsprechend sind zwischen Zylindertrommel und Triebwelle eine schrägscheibenseitige und eine verteilerplattenseitige Dichtung und weiterhin eine Dichtung zwischen der Rückzugkugel und der Zylindertrommel vorgesehen.
Nachteilig an den letztgenannten Axialkolbenmaschinen ist, dass der Anpressdruckraum von drei Dichtungen begrenzt ist, was einen hohen vorrichtungstechnischen und montagetechnischen Aufwand bedeutet.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Axialkolbenmaschine zu schaffen, deren Anpressdruckraum vorrichtungstechnisch und montagetechnisch einfacher ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die beanspruchte hydrostatische Axialkolbenmaschine hat mehrere Kolben, die in einer Zylindertrommel geführt und an eine Schrägscheibe gekoppelt sind. Die Zylindertrommel ist drehfest an eine Triebwelle gekoppelt und mittels einer hydrostatischen Anpressvorrichtung gegen eine gehäusefeste ruhende Verteilerplatte gespannt. Die Anpressvorrichtung weist einen Anpressdruckraum auf, der von der Triebwelle und der Zylindertrommel und weiterhin von einer schrägscheibenseitigen Dichtung und von einer verteilerplattenseitigen Dichtung begrenzt ist. Die beiden Dichtungen liegen mit ihren jeweiligen Innenseiten direkt an der Triebwelle an. Erfindungsgemäß ist zumindest die schrägscheibenseitige Dichtung direkt zwischen der Triebwelle und der Zylindertrommel angeordnet. Dabei ist keine dritte Dichtung vorgesehen. Damit ist der Anpressdruckraum vorrichtungstechnisch und montagetechnisch vereinfacht.
Wenn zwischen der Triebwelle und der Schrägscheibe eine Rückzugkugel angeordnet ist, sind beide Dichtungen und damit der gesamte Anpressdruckraum auf einer verteilerplattenseitigen Seite der Rückzugkugel angeordnet.
Wenn zwischen der Triebwelle und der Zylindertrommel zur drehfesten Koppelung eine Verzahnung gebildet ist, dann sind beide Dichtungen auf einer verteilerplattenseitigen Seite der Verzahnung angeordnet.
Besonders bevorzugt wird es, wenn beide Dichtungen einen Dichtdurchmesser haben, der kleiner als ein Fußkreisdurchmesser der Verzahnung ist. Damit muss keine der beiden Dichtungen bei der Montage der Axialkolbenmaschine über die Verzahnung geschoben werden. So wird eine Beschädigung vermieden.
Wenn zwischen den beiden Dichtungen ein Wellenabsatz an der Triebwelle vorgesehen ist, und dabei der Dichtdurchmesser der verteilerplattenseitigen Dichtung kleiner ist als der Dichtdurchmesser der schrägscheibenseitigen Dichtung, dann ist eine Differenzfläche geschaffen, die eine im Innern der Zylindertrommel angeordnete Anpressdruckfläche definiert.
Die verteilerplattenseitige Dichtung kann bei einer kürzeren Version der Anpressdruckraumes direkt zwischen der Triebwelle und der Zylindertrommel oder bei einer längeren Version der Anpressdruckraumes zwischen der Triebwelle und der Verteilerplatte angeordnet sein.
Vorzugsweise ist die verteilerplattenseitige Dichtung ein Dichtring z.B. ein O-Ring.
Wenn die verteilerplattenseitige Dichtung eine Spaltdichtung an einer Lagerbuchse ist, wird es besonders bevorzugt, wenn die Triebwelle beidseitig einen Durchtrieb bildet. Dazu erstrecht sich die Triebwelle auch verteilerplattenseitig durch ein Gehäuse der Axialkolbenmaschine, z.B. durch dessen Anschlussplatte.
Wenn kein Druckseitenwechsel gefordert ist, kann gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel eine Druckmittelverbindung zwischen einem mit Hochdruck beaufschlagten kreisbogenförmigen bzw. nierenförmigen Langloch der Verteilerplatte und dem Anpressdruckraum gebildet sein, die eine ruhende Radialnut der Verteilerplatte und eine ruhende Ringnut der Verteilerplatte und mindestens einen direkt mit der Ringnut verbundenen Axialkanal der Zylindertrommel aufweist. Der mindestens eine Axialkanal rotiert mit der Zylindertrommel. Wenn die Ringnut kreisförmig geschlossen ist, reicht ein Axialkanal in der Zylindertrommel. Wenn die Ringnut nicht kreisförmig geschlossen, also nur kreisbogenförmig ist, werden mehrere Axialkanäle in der Zylindertrommel benötigt.
Wenn kein Druckseitenwechsel gefordert ist, kann die Druckmittelverbindung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Langloch und dem Anpressdruckraum die ruhende Radialnut der Verteilerplatte und einen zwischen der Verteilerplatte und der Triebwelle gebildeten Zwischenraum und mindestens einen direkt mit dem Zwischenraum verbundenen Axialkanal der Zylindertrommel aufweisen. Der Axialkanal rotiert mit der Zylindertrommel. Da der Zwischenraum um die Triebwellen umlaufend geschlossen bzw. zylinderförmig ist, reicht ein Axialkanal in der Zylindertrommel um stets in Druckmittelkontakt mit dem Zwischenraum zu bleiben.
In einem Gehäuse, insbesondere in dessen Anschlussplatte können zwei Hauptkanäle für vorgesehen sein.
Wenn Druckseitenwechsel gefordert ist, kann die Druckmittelverbindung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zwischen (einerseits) den beiden Hauptkanälen und (andererseits) dem Anpressdruckraum ein Wechselventil aufweisen, das eingangsseitig mit den beiden Hauptkanälen und ausgangsseitig mit einer ruhenden Ringnut der Verteilerplatte verbunden ist. Die Ringnut ist direkt mit mindestens einem umlaufenden Axialkanal der Zylindertrommel verbunden. Wenn die Ringnut kreisförmig geschlossen ist, reicht ein Axialkanal in der Zylindertrommel. Wenn die Ringnut nicht kreisförmig geschlossen, also nur kreisbogenförmig ist, werden mehrere Axialkanäle in der Zylindertrommel benötigt.
Zwischen jedem Zylinder und einer jeweiligen an einer Stirnseite der Zylindertrommel angeordneten Mündung kann in der Zylindertrommel ein Verbindungskanal vorgesehen sein.
Wenn Druckseitenwechsel gefordert ist, kann die Druckmittelverbindung zwischen (einerseits) mehreren oder allen Zylindern bzw. Verbindungskanälen und (andererseits) dem Anpressdruckraum eine in der Zylindertrommel angeordnete Rückschlagventilanordnung aufweisen. Bei z.B. neun Zylindern sind mindestens drei Verbindungskanäle mit dem Anpressdruckraum über die Rückschlagventilanordnung verbunden.
Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel weist die Rückschlagventilanordnung mehrere Rückschlagventile auf, die jeweils einen Zylinder oder Verbindungskanal mit dem Anpressdruckraum verbinden. Vorzugsweise sind die Rückschlagventile gleichmäßig zwischen den Verbindungskanälen verteilt. Bei z.B. neun Zylindern sind mindestens drei Verbindungskanäle mit dem Anpressdruckraum über eine jeweilige Rückschlagventilanordnung verbunden. Oder alle Verbindungskanäle sind über ein jeweiliges Rückschlagventil mit dem Anpressdruckraum verbunden.
Gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel ist jeder Verbindungskanal über einen Verbindungszweigkanal und eine Zweigkanalmündung mit dem Anpressdruckraum verbunden, wobei die Rückschlagventilanordnung einen am Außenumfang des Anpressdruckraumes angeordneten elastischen Ring aufweist, der an den Zweigkanalmündungen abhebbar anliegt.
Der Anpressdruck in dem Anpressdruckraum muss sich über sehr kleine Leckagestellen abbauen um sich an einen sinkenden Hochdruck anpassen zu können. Dazu können definierte Leckagestellen an dem elastischen Ring gebildet sein.
Mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine sind in den Figuren dargestellt.
Es zeigen

1 in einem schematischen Längsschnitt eine Axialkolbenmaschine gemäß dem Stand der Technik, an der die Anpressdruckräume der folgenden Ausführungsbeispiele vorgesehen werden können,
2 in einem Längsschnitt einen Teil der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 in einer Ansicht eine Verteilerplatte aus 2,
4 in einem Längsschnitt einen Teil der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
5 in einer Ansicht eine Verteilerplatte aus 4,
6 in einem Längsschnitt einen Teil der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
7 in einer schematischen Ansicht eine Verteilerplatte und eine Anschlussplatte aus 6,
8 in einer Ansicht eine Zylindertrommel gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und
9 in einem Längsschnitt einen Teil der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.

1 zeigt wesentliche Teile einer Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise in einer schematischen geschnittenen Darstellung. Eine Zylindertrommel 1; 101; 201 ist mit einer Triebwelle 2 über eine Verzahnung 3 drehfest gekoppelt, so dass diese gemeinsam rotieren. Entlang der Triebwelle 2 erstrecken sind Zylinder 4 in der Zylindertrommel 1; 101; 201, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind, und in denen Kolben 6 verschiebbar geführt sind. Kolbenfüße der Kolben 6 sind über jeweiligen damit umlaufende Gleitschuhe 7 an eine ruhende Schrägscheibe 8 gekoppelt, die zur Triebwelle 2 schräg angestellt ist. Daher führt jeder Kolben 6 bei einem Umlauf um die Triebwelle 2 einen Hub aus, dessen Größe von der Schrägstellung der Schrägscheibe 8 abhängt.
An der der Schrägscheibe 8 gegenüberliegenden Stirnseite der Zylindertrommel 1; 101; 201 für jeden Zylinder 4 eine Mündung 10 vorgesehen, die über einen jeweiligen Verbindungskanal 11 mit dem jeweiligen Zylinder 4 verbunden ist. Die Stirnseite rotiert und ist mit ihren umlaufenden Mündungen 10 gegen eine ruhende Verteilerplatte 12; 112; 212; 312 gespannt, die an einer (nur angedeuteten) Anschlussplatte 13 eines (nicht näher gezeigten) Gehäuses der Axialkolbenmaschine festgelegt ist.
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele können an der in 1 gezeigten Axialkolbenmaschine vorgesehen werden, sind aber in der Darstellung gemäß 1 nicht ersichtlich.
2 zeigt in einem Längsschnitt einen Teil der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist der verteilerplattenseitige Bereich der Triebwelle 2 und eine Seite der Zylindertrommel 1. Die Zylindertrommel 1 wird (in 2 nach rechts) gegen die Verteilerplatte 112 durch den Hochdruck in den Zylindern 4 gepresst. Um diese einseitig wirkende Anpresskraft zu vergleichsmäßigen und zu erhöhen ist ein Anpressdruckraum 14 vorgesehen, der radial innen von der Triebwelle 2 und radial außen von der Zylindertrommel 1 begrenzt ist. Axial entlang einer Rotationsachse 16 der Triebwelle 2 und der Zylindertrommel 1 betrachtet ist der Anpressdruckraum 14 einerseits durch eine verzahnungsseitige bzw. schrägscheibenseitige Dichtung 18 und andererseits durch eine verteilerplattenseitige Dichtung 20 begrenzt (die Schrägscheibe ist in 2 links angeordnet und nur in 1 dargestellt).
Von der Schrägscheibe in Richtung zur Verteilerplatte 112 (in 2 von links nach rechts) sind entlang der Rotationsachse 16 zunächst die Verzahnung 3 mit einem Fußkreisdurchmesser D₃ , dann eine Durchmesserverringerung der Triebwelle 2 auf einen Dichtdurchmesser D₁₈ , an dessen Außenumfang die als O-Ring ausgebildete schrägscheibenseitige Dichtung 18 angeordnet ist, dann eine weitere Durchmesserverringerung der Triebwelle 2 auf einen Dichtdurchmesser D₂₀ , an dessen Außenumfang die verteilerplattenseitige Dichtung 20 angeordnet ist, vorgesehen. Die Durchmesserdifferenz D₁₈ - D₂₀ der beiden Dichtungen 18, 20 definiert eine Differenzfläche, die im Inneren der Zylindertrommel 1 an dieser in Richtung zur Verteilerplatte 112 (in 2 von links nach rechts) als Anpresskraft wirkt.
Erfindungsgemäß werden beide Dichtungen 18, 20 bei der Montage der gezeigten Baugruppe zusammen mit der Zylindertrommel 1 (in 2 von rechts nach links) auf das gezeigte Ende der Triebwelle aufgeschoben. Dabei entsteht keinerlei Kontakt auch der schrägscheibenseitigen Dichtung 18 mit der Verzahnung 3. Da auch kein weiteres Bauteil, wie z. B. eine Rückzugkugel, von dem Anpressdruckraum 14 betroffen ist, sind auch keine weiteren Dichtungen nötig.
3 zeigt eine Ansicht (gemäß 2 von links nach rechts) auf die Verteilerplatte 112 des ersten Ausführungsbeispiels aus 2. Da bei der gezeigten Axialkolbenmaschine kein Druckseitenwechsel nötig ist, ist stets eines von zwei kreisbogenförmigen Langlöchern 22 mit Hochdruck HD beaufschlagt. Radial innerhalb der beiden Langlöcher 22 ist eine kreisförmig umlaufende Ringnut 24 in die gezeigte der Zylindertrommel 1 zugewandte Oberfläche der Verteilerplatte 112 eingebracht. Weiterhin ist zwischen dem mit Hochdruck HD beaufschlagten Langloch 22 und der Ringnut 24 eine Radialnut 26 in die gezeigte der Zylindertrommel 1 zugewandte Oberfläche der Verteilerplatte 112 eingebracht.
Mit Blick auf 2 ist zu erkennen, dass die Ringnut 24 der Verteilerplatte 112 mit einem Axialkanal 28 der Zylindertrommel 1 verbunden ist. Der Axialkanal 28 rotiert zusammen mit der Zylindertrommel 1 um die Rotationsachse 16 und wird somit auf einer Kreisbahn entlang der Ringnut 24 bewegt. Der Axialkanal 28 mündet schließlich in den Anpressdruckraum 14. Somit ist eine ständige Druckmittelverbindung des mit Hochdruck HD beaufschlagten Langlochs 22 mit dem Anpressdruckraum 14 realisiert.
Die 4 und 5 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, das dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3 ähnlich ist. Im Folgenden werden nur die Unterschiede des zweiten Ausführungsbeispiels zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben:

Da die Triebwelle 2 nicht nur schrägscheibenseitig, sondern auch verteilerplattenseitig einen Durchtrieb 30 bildet, ist die verteilerplattenseitige Dichtung 120 von einer Spaltdichtung gebildet, die zwischen einer Lagerbuchse 32 und der Triebwelle 2 gebildet ist, wobei die Lagerbuchse 32 in die Verteilerplatte 212 und in die Anschlussplatte 13 eingesetzt ist.

Mit Blick auf 5 ist zu erkennen, dass die Radialnut 26 der Verteilerplatte 212 (statt in eine Ringnut 24) in einen Zwischenraum 124 mündet, der zwischen der Triebwelle 2 und der Verteilerplatte 212 gebildet ist.
Mit Blick auf 4 ist zu erkennen, dass dieser vollumfänglich kreisförmig umlaufende Zwischenraum 124 einerseits (in 4 rechts) von der Lagerbuchse 32 begrenzt ist, andererseits ist der Zwischenraum 124 (vergleichbar mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3) über einen Axialkanal 28, der in der Zylindertrommel 1 gebildet ist, mit dem Anpressdruckraum 14 verbunden.
Schließlich ist noch im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 unterschiedlich, dass der Axialkanal 28 nicht komplett in der Zylindertrommel ausgebildet ist, radial innen von der Triebwelle 2 begrenzt ist.
Die folgenden drei Ausführungsbeispiele gemäß den 6 bis 9 zeigen Möglichkeiten, den erfindungsgemäß gestalteten Anpressdruckraum 14 auch dann stets mit Hochdruck HD zu versorgen, wenn bei der Axialkolbenmaschine ein Druckseitenwechsel möglich ist.
Die 6 und 7 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem der angesprochene Druckseitenwechsel möglich ist. Die Zylindertrommel 1 und die Triebwelle 2 mit dem dazwischen gebildeten Anpressdruckraum 14 und den beiden Dichtungen 18, 20 entsprechen denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 2 und 3.
Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel weist die ständige Druckmittelverbindung zur Versorgung des Anpressdruckraums 14 mit Hochdruck HD zwei sich durch die Anschlussplatte 13 erstreckende Hauptkanäle 34 auf, die über ein ebenfalls in der Anschlussplatte 13 integriertes Wechselventil 36 mit dem Anpressdruckraum 14 verbunden sind. Genauer gesagt ist ein Ausgang des Wechselventils 36 über einen in der Anschlussplatte 13 gebildeten Kanalabschnitt und über einen in der Verteilerplatte 312 gebildeten Kanalabschnitt mit einer Ringnut 24 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (aus den 2 und 3) verbunden.
7 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ansicht der Verteilerplatte 312 mit ihren Langlöchern 22 und der Ringnut 24 zusammen mit dem in der Anschlussplatte 13 angeordneten Wechselventil 36.
8 zeigt lediglich die Zylindertrommel 101 mit der Triebwelle 2 eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine in einer geschnittenen Darstellung, wobei die Axialkolbenmaschine ebenfalls für einen Druckseitenwechsel ausgelegt ist.
Von den gleichmäßig am Umfang der Zylindertrommel 101 verteilten Zylindern 4 sind lediglich zwei dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Zylinder 4 über ein jeweiliges Rückschlagventil 38 mit dem zwischen der Zylindertrommel 101 und der Triebwelle 2 gebildeten Anpressdruckraum 14 verbunden sind. Dabei können die Rückschlagventile 38 auch an die Verbindungskanäle 11 (vergleiche 1) angeschlossen sein.
Dabei reicht es, wenn lediglich eine gleichmäßig am Umfang verteilte Teilmenge aller Zylinder 4 über ein derartiges Rückschlagventil 38 mit dem Anpressdruckraum 14 verbunden ist, um sicher zu stellen, dass stets einer der mit Hochdruck HD beaufschlagten Zylinder 4 über sein Rückschlagventil 38 mit dem Anpressdruckraum 14 verbunden ist.
9 zeigt wesentlichen Teile eines fünften, ebenfalls für den Druckseitenwechsel ausgelegten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine. Die Zylindertrommel 201 hatfür jeden Verbindungskanal 11 einen sich in Richtung zum Anpressdruckraum 14 erstreckenden Verbindungszweigkanal 40. Die entsprechenden am Innenumfang der Zylindertrommel 201 gebildeten Zweigkanalmündungen sind gemeinsam über einen radial nach außen gespannten elastischen Ring 42 abgedeckt. Somit ist eine vorrichtungstechnisch einfache Rückschlagventilanordnung gebildet, die sicherstellt, dass stets nur Druckmittel von dem mit Hochdruck HD beaufschlagten Zylindern 4 über deren Verbindungskanäle 11 und deren Verbindungszweigkanäle 40 zur Versorgung des Anpressdruckraums 14 mit diesem verbunden werden.
Offenbart ist eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einem Anpressdruckraum für die Zylindertrommel, der aus einem kreisbogenfömigen Langloch einer Verteilerplatte oder aus mehreren Verbindungskanälen der Zylindertrommel mit Anpressdruck versorgt wird. Der Anpressdruckraum wird radial außen von der Zylindertrommel und radial innen von der Triebwelle begrenzt. Axial wird der Anpressdruckraum beidseitig von Dichtungen begrenzt, die beide zwischen der radial inneren drehenden Triebwelle und einem radial äußeren ruhenden Bauteil angeordnet sind. Das radial äußere Bauteil kann die Zylindertrommel oder im Falle der verteilerplattenseitigen Dichtung auch eine Spaltdichtung zwischen der Triebwelle und einer Lagerbuchse der Verteilerplatte sein. Beide Dichtungen sind mit Bezug zu einer Verzahnung oder einer Rückzugkugel verteilerplattenseitig angeordnet.
Bezugszeichenliste

1; 101; 201: Zylindertrommel
2: Triebwelle
3: Verzahnung
4: Zylinder
6: Kolben
7: Gleitschuh
8: Schrägscheibe
10: Mündung
11: Verbindungskanal
12; 112; 212; 312: Verteilerplatte
13: Abschlussplatte
14: Anpressdruckraum
16: Rotationsachse
18: schrägscheibenseitige Dichtung
20; 120: verteilerplattenseitige Dichtung
22: kreisbogenförmiges Langloch
24: Ringnut
26: Radialnut
28: Axialkanal
30: Durchtrieb
32: Lagerbuchse
34: Hauptkanal
36: Wechselventil
38: Rückschlagventil
40: Verbindungszweigkanal
42: elastischer Ring
120: verteilerplattenseitige Spaltdichtung
124: Zwischenraum
D3: Fußkreisdurchmesser
D18: Dichtdurchmesser
D20: Dichtdurchmesser
D120: Dichtdurchmesser
HD: Hochdruck
ND: Niederdruck

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012110485 A1 [0005]
DE 102018205446 A1 [0006]

Claims

Hydrostatische Axialkolbenmaschine, deren Kolben in einer Zylindertrommel (1; 101; 201) geführt und an eine Schrägscheibe (8) gekoppelt sind, wobei die Zylindertrommel (1; 101; 201) drehfest an eine Triebwelle (2) gekoppelt ist, und wobei die Zylindertrommel (1; 101; 201) mittels einer hydrostatischen Anpressvorrichtung gegen eine ruhende Verteilerplatte (12; 112; 212; 312) gespannt ist, wobei die Anpressvorrichtung einen Anpressdruckraum (14) aufweist, der von der Triebwelle (2) und der Zylindertrommel (1; 101; 201) und von einer schrägscheibenseitigen Dichtung (18) und von einer verteilerplattenseitigen Dichtung (20; 120) begrenzt ist, wobei beide Dichtungen (18, 20; 120) direkt an der Triebwelle (2) anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die schrägscheibenseitige Dichtung (18) direkt zwischen der Triebwelle (2) und der Zylindertrommel (1; 101) angeordnet ist.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, wobei zwischen der Triebwelle (2) und der Zylindertrommel (1; 101; 201) eine Verzahnung (3) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass beide Dichtungen (18, 20; 120) auf einer verteilerplattenseitigen Seite der Verzahnung (3) angeordnet sind.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, wobei beide Dichtungen (18, 20; 120) einen Dichtdurchmesser (D₁₈, D₂₀; D₁₂₀) haben, der kleiner ist als ein Fußkreisdurchmesser (D₃) der Verzahnung (3).
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3, wobei der Dichtdurchmesser (D₂₀; D₁₂₀) der verteilerplattenseitigen Dichtung (20; 120) kleiner ist als der der Dichtdurchmesser (D₁₈) der schrägscheibenseitigen Dichtung (18).
Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auch die verteilerplattenseitige Dichtung (20) direkt zwischen der Zylindertrommel (1 ; 101; 201) und der Triebwelle (2) angeordnet ist.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die verteilerplattenseitige Dichtung (120) zwischen der Verteilerplatte (212) und der Triebwelle (2) angeordnet ist.
Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die verteilerplattenseitige Dichtung (20) ein Dichtring ist.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die verteilerplattenseitige Dichtung eine Spaltdichtung(120) an einer Lagerbuchse (32) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebwelle (2) verteilerplattenseitig einen Durchtrieb (30) bildet.
Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Druckmittelverbindung zwischen einem mit Hochdruck (HD) beaufschlagten kreisbogenförmigen Langloch (22) der Verteilerplatte (112) und dem Anpressdruckraum (14) eine Radialnut (26) der Verteilerplatte (112) und eine Ringnut (24) der Verteilerplatte (112) und mindestens einen direkt mit der Ringnut (24) verbundenen Axialkanal (28) der Zylindertrommel (1) aufweist.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Druckmittelverbindung zwischen einem mit Hochdruck (HD) beaufschlagten kreisbogenförmigen Langloch (22) der Verteilerplatte (212) und dem Anpressdruckraum (14) eine Radialnut (26) der Verteilerplatte (212) und einen zwischen der Verteilerplatte (212) und der Triebwelle (2) gebildeten Zwischenraum (124) und mindestens einen direkt mit dem Zwischenraum () verbundenen Axialkanal (28) der Zylindertrommel (1) aufweist.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in einer Anschlussplatte (13) eines Gehäuses zwei Hauptkanäle (34) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmittelverbindung zwischen den beiden Hauptkanälen (34) und dem Anpressdruckraum (14) ein Wechselventil (36) aufweist, das eingangsseitig mit den beiden Hauptkanälen (34) und ausgangsseitig mit einer Ringnut (24) der Verteilerplatte (312) verbunden ist, wobei die Ringnut (24) direkt mit mindestens einem umlaufenden Axialkanal (28) der Zylindertrommel (1) verbunden ist.
Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zwischen jedem Zylinder (4) und einer jeweiligen an einer Stirnseite der Zylindertrommel (101) angeordneten Mündung (10) ein Verbindungskanal (11) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmittelverbindung zwischen mehreren oder allen Verbindungskanälen (11) und dem Anpressdruckraum (14) eine in der Zylindertrommel (101; 201) angeordnete Rückschlagventilanordnung aufweist.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 12, wobei die Rückschlagventilanordnung mehrere Rückschlagventile (38) aufweist, die jeweils einen Zylinder (4) oder einen Verbindungskanal (11) mit dem Anpressdruckraum (14) verbinden.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 12, wobei jeder Verbindungskanal (11) über einen Verbindungszweigkanal (40) und eine Zweigkanalmündung mit dem Anpressdruckraum (14) verbunden ist, wobei die Rückschlagventilanordnung einen am Außenumfang des Anpressdruckraumes (14) angeordneten elastischen Ring (42) aufweist, der an den Zweigkanalmündungen anlegbar ist und von diesen abhebbar ist.