DE102008034337A1 - Auf Kugeln gelagerte Schwenkscheibe für Axialkolbenhydraulikmaschinen - Google Patents
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Abstract
Description
- STAND DER TECHNIK
- Diese Erfindung betrifft Axialkolbenhydraulikmaschinen. Sie betrifft insbesondere eine Axialkolbenhydraulikmaschine mit einer auf Kugeln gelagerten Schwenkscheibe.
- In vielen vorhandenen Motor/Getriebe-Kombinationen für Gleiskettenantriebe bei Baumaschinen kommt eine Axialkolbenhydraulikmaschine mit einer Schwenkscheibe zum Einsatz, deren Schwenkbewegung auf zwei in Kugeltaschen hinten an der Schwenkscheibe und im Stützgehäuse befindlichen Kugeln erfolgt. In diesen Ausführungen sind die Lagerkugeln direkt hinter der Kolbenlauffläche der Schwenkscheibe platziert. Folglich befindet sich die Schwenkscheibenschwenkachse in einer wesentlichen Distanz hinter der durch die Mittelpunkte der Kolben/Gleitschuh-Kugelgelenke verlaufenden Ebene. Wenn die Schwenkachse der Schwenkscheibe nicht in der Nähe der durch die Mittelpunkte der Kolben/Gleitschuh-Kugelgelenke verlaufenden Ebene liegt, können die auf die Schwenkscheibe einwirkenden Momente wesentlich variieren, so dass es schwierig ist, die Position der Schwenkscheibe zu steuern. Insbesondere in Zwischenpositionen ergeben sich, bedingt durch variierende Drücke und Drehzahlen, stark variierende Schwenkscheibenmomente. Gleichermaßen bewirkt die Variation zwischen dem Pumpen- und dem Motormodus wesentliche Schwenkscheibenmomente.
- Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Axialkolbenpumpe bereitzustellen, die eine verbesserte Steuerung der Schwenkscheibe ermöglicht.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Variabilität der auf die Schwenkscheibe einwirkenden Momente zu minimieren.
- Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die axiale Länge einer Motor- oder einer Getriebebaugruppe zu reduzieren.
- Diese und andere Aufgaben, Merkmale oder Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen.
- KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Eine Axialkolbenhydraulikmaschine mit einem Gehäuse, das einen Zylinderblock mit einer Vielzahl darin befindlichen Hubkolben umschließt. Die Hydraulikmaschine hat zusätzlich eine Schwenkscheibe, die drehbar mit der Vielzahl der Hubkolben verbunden ist, wobei eine Welle durch die Schwenkscheibe und den Zylinderblock innerhalb des Gehäuses verläuft, so dass sich der Zylinderblock um eine Drehachse der Welle dreht. Eine erste und eine zweite Lagerkugel sind radial zu den Hubkolben vorgesehen und werden von der Schwenkscheibe und dem Gehäuse aufgenommen. Jede Lagerkugel hat insbesondere einen Mittelpunkt, wobei sich eine Schwenkachse, die durch die Mittelpunkte der ersten und der zweiten Lagerkugel verläuft, in der Ebene der Kolben/Gleitschuh-Kugelgelenke befindet.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Axialkolbenhydraulikmaschine mit einer Schwenkscheibe in einem Maximalwinkel; -
2 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Axialkolbenhydraulikmaschine mit einer Schwenkscheibe in einem Minimalwinkel; und -
3 ist eine geschnittene Draufsicht einer Axialkolbenhydraulikmaschine. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
- Die Figuren zeigen eine Axialkolbenhydraulikmaschine
10 mit einem Gehäuse12 , das an einem Endgehäuse14 befestigt ist. - Die Axialhydraulikmaschine
10 kann, obwohl sie als eine zweiteilige Konstruktion, die ein Gehäuse12 und ein Endgehäuse14 umfasst, dargestellt ist, in einer anderen Ausführungsform auch als eine einteilige Konstruktion ausgeführt sein. - Ein Zylinderblock
16 befindet sich innerhalb des Gehäuses12 . Der Zylinderblock16 hat eine Vielzahl darin befindlicher Hubkolben18 . Die Vielzahl der Hubkolben18 haben Körper20 , die einen Hohlraum aufweisen können. Die Kolbenkörper20 in der in den Figuren dargestellten Ausführungsform haben Gelenkkugeln22 , die drehbar mit aufnehmenden Gleitschuhen24 verbunden sind. Obwohl als Gelenkkugeln22 mit aufnehmenden Gleitschuhen24 dargestellt, kann das Gelenk auch aus einem Kolbenkörper20 mit einem aufnehmenden Ende bestehen, das das entsprechend ausgebildete Ende eines Gleitschuhs24 aufnimmt. Unabhängig davon hat jedes Gleitschuh/Kugel-Verbindung einen Kolbenverbindungsmittelpunkt26 , wobei die durch diese Mittelpunkte verlaufende Ebene die Gelenkebene27 ist. Zusätzlich hat jeder der Kolben18 eine Kolbenachse28 , die axial entlang der Mitte eines jeden Kolbens verläuft. - Eine Schwenkscheibe
30 greift an einem ersten Ende32 in die Vielzahl der Gleitschuhe24 ein und erstreckt sich zu einem zweiten Ende34 . Das zweite Ende34 nimmt die erste und die zweite Lagerkugel36 ,38 auf, die beide in das Gehäuse12 eingreifen. Jede Lagerkugel36 ,38 hat einen Mittelpunkt40 ,42 , wobei eine Schwenkachse der Lagerung44 durch den ersten und den zweiten Mittelpunkt40 ,42 verläuft. Die Schwenkscheibe24 ist außerdem mit einem zusätzlichen Kolben46 verbunden, der sich innerhalb des Endgehäuses14 hin- und herbewegt. - Eine Welle
48 erstreckt sich innerhalb des Gehäuses12 durch die Schwenkscheibe30 und den Zylinderblock16 in das Endgehäuse14 hinein. Die Welle48 dreht sich um eine Drehachse50 , um den Zylinderblock16 in Drehung zu versetzen. Für den Fachmann auf diesem Gebiet versteht es sich, dass der Punkt, an dem die Gelenkebene27 die Drehachse50 der Welle48 schneidet, als der zentrale Punkt der rotatorischen Axialkolbenbaugruppe anzusehen ist. Wenn der zentrale Punkt des Axialkolbentriebwerks und die Schwenkachse der Schwenkscheibe nicht in der gleichen Ebene liegen, variieren die auf die Schwenkscheibe einwirkenden Momente in unerwünschter Weise, da sich die Schwenkposition der Schwenkscheibe ändert. - In der in den
1 –3 dargestellten Axialkolbenhydraulikmaschine sind die erste und die zweite Stützkugel36 und38 im Verhältnis zum Zylinderblock16 so positioniert, dass die Gelenkebene27 und die Schwenkachse der Lagerung44 in der gleichen Ebene liegen, wodurch die Variabilität der Schwenkscheibenmomente minimiert wird. Alternativ kann die Axialkolbenhydraulikmaschine so ausgeführt sein, dass die Gelenkebene27 und die Schwenkachse der Lagerung44 nahe beieinander liegen, um so die Variabilität der Schwenkscheibenmomente zu reduzieren. Die Schwenkachse der Lagerung44 kann beispielsweise die Vielzahl der Kolben, einschließlich des Gleitschuhs24 , schneiden. Alternativ kann die Schwenkachse der Lagerung44 die Schwenkscheibe30 schneiden. In diesen Ausführungsformen liegen die Gelenkebene27 und die Schwenkachse der Lagerung44 nicht in der gleichen Ebene, sondern sind eng beieinander vorgesehen, um so die Variabilität der Schwenkscheibenmomente zu reduzieren. Zusätzlich, als eine Folge der weiten Positionierung der ersten und der zweiten Lagerkugel36 und38 , ist die radiale Distanz zwischen der Drehachse50 der Welle48 und den Lagerkugeln36 ,38 wesentlich größer als die radiale Distanz zwischen der Drehachse50 der Welle48 und der Kolbenachse28 . Insbesondere, wie aus3 ersichtlich, entspricht die radiale Distanz von der Drehachse50 der Welle48 und der Kolbenachse28 einer ersten radialen Distanz X. Gleichermaßen entspricht die radiale Distanz von jedem Mittelpunkt40 ,42 zur Drehachse50 der Welle48 einer zweiten radialen Distanz Y, wobei die zweite radiale Distanz Y wesentlich größer als die erste radiale Distanz X ist. - Somit ist die beschriebene Axialkolbenhydraulikmaschine
10 insbesondere so ausgeführt, dass die erste und die zweite Lagerkugel36 ,38 radial neben oder nahe den Kolben/Gleitschuh-Kugelgelenken22 , anstatt hinter der Schwenkscheibe30 , vorgesehen sind. Als eine Folge davon liegt die Schwenkachse der Lagerung44 entweder in der gleichen Ebene oder nahe an der gleichen Ebene wie die Kugelgelenkebene27 . Indem die Schwenkachse der Lagerung44 und die Kugelgelenkebene27 entweder koplanar oder nahezu koplanar vorgesehen sind, wird die Variabilität der Schwenkscheibenmomente minimiert. Dadurch wird nicht nur die axiale Länge der Axialhydraulikmaschine10 verringert, sondern die Ausführung lässt auch eine bessere Steuerung der Schwenkscheibe30 zu. Somit werden allermindestens alle angegebenen Aufgaben erfüllt. - Für den Fachmann auf diesem Gebiet versteht es sich, dass verschiedene andere Modifizierungen an der Vorrichtung durchgeführt werden können, ohne vom Geist und Schutzbereich dieser Erfindung abzuweichen. Alle derartigen Modifizierungen und Änderungen fallen unter den Schutzbereich der Ansprüche und sollen von diesen abgedeckt werden.
Claims (5)
- Axialhydraulikmaschine, aufweisend: – ein Gehäuse; – einen innerhalb des Gehäuses vorgesehenen Zylinderblock mit einer Vielzahl darin befindlicher Hubkolben; – eine Schwenkscheibe mit einem ersten Ende, das drehbar mit der Vielzahl der Hubkolben verbunden ist; – eine innerhalb des Gehäuses durch die Schwenkscheibe und den Zylinderblock verlaufende Welle, um eine Drehbewegung des Zylinderblocks zu ermöglichen; – eine erste Lagerkugel mit einem ersten Mittelpunkt, die von einem zweiten Ende der Schwenkscheibe aufgenommen wird; – eine zweite Lagerkugel mit einem zweiten Mittelpunkt, die vom zweiten Ende der Schwenkscheibe aufgenommen wird; – eine sich vom ersten Mittelpunkt zum zweiten Mittelpunkt erstreckende Schwenkachse der Lagerung; wobei die Schwenkachse der Lagerung mindestens einen der mehreren Hubkolben schneidet.
- Maschine nach Anspruch 1, bei der die Vielzahl der Hubkolben eine Vielzahl von Kolbenkörpern und Gleitschuhen umfasst, und wobei die Schwenkachse der Lagerung zumindest einen Hubkolben an einem Gleitschuh schneidet.
- Maschine nach Anspruch 1, bei der die Vielzahl der Hubkolben eine Gelenkebene neben der Schwenkscheibe hat, und wobei die Schwenkachse der Lagerung und die Gelenkachse in der gleichen Ebene liegen.
- Axialhydraulikmaschine, aufweisend: – ein Gehäuse; – einen innerhalb des Gehäuses vorgesehenen Zylinderblock mit einer Vielzahl darin befindlicher Hubkolben; – eine Schwenkscheibe mit einem ersten Ende, das drehbar mit der Vielzahl der Hubkolben verbunden ist; – eine innerhalb des Gehäuses durch die Schwenkscheibe und den Zylinderblock verlaufende Welle, um eine Drehbewegung des Zylinderblocks zu ermöglichen; – eine erste Lagerkugel mit einem ersten Mittelpunkt, die von einem zweiten Ende der Schwenkscheibe aufgenommen wird; – eine zweite Lagerkugel mit einem zweiten Mittelpunkt, die vom zweiten Ende der Schwenkscheibe aufgenommen wird; – eine sich vom ersten Mittelpunkt zum zweiten Mittelpunkt erstreckende Schwenkachse der Lagerung; wobei die Schwenkachse der Lagerung mindestens einen Abschnitt der Schwenkscheibe schneidet.
- Axialkolbenhydraulikmaschine, aufweisend: – ein Gehäuse; – einen innerhalb des Gehäuses vorgesehenen Zylinderblock mit einer Vielzahl darin befindlicher Hubkolben; wobei die Vielzahl der Hubkolben eine Vielzahl von Gleitschuhe aufweist; – eine Schwenkscheibe mit einem ersten Ende, das in die Vielzahl der Gleitschuhe eingreift, sowie mit einem zweiten Ende, das die erste und die zweite Lagerkugel aufnimmt; – eine innerhalb des Gehäuses durch die Schwenkscheibe und den Zylinderblock verlaufende Welle, um eine Drehbewegung des Zylinderblocks um eine Drehachse der Welle zu ermöglichen; wobei jeder der Vielzahl der Kolben eine Kolbenachse aufweist, die parallel zur Drehachse der Welle mit einer ersten radialen Distanz von der Drehachse der Welle verläuft; wobei die erste Lagerkugel einen ersten Mittelpunkt hat, wobei eine zweite radiale Distanz von der Drehachse der Welle zum ersten Mittelpunkt definiert ist; und wobei die zweite radiale Distanz größer als die erste radiale Distanz ist.
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