DE102014215024A1 - Im Hubvolumen verstellbare hydrostatische Axialkolbenmaschine, inbesondere im Hubvolumen verstellbarer hydrostatischer Axialkobenmotor - Google Patents

Im Hubvolumen verstellbare hydrostatische Axialkolbenmaschine, inbesondere im Hubvolumen verstellbarer hydrostatischer Axialkobenmotor Download PDF

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Abstract

Offenbart ist eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einer Schrägscheibe, an der eine schräge Fläche gebildet ist, an der axial zu einer Triebwelle angeordnete Arbeitskolben umlaufen und sich abstützen. Zur Erzeugung eines Schwenkmoments und zum Verschwenken der Schrägscheibe um eine Schwenkachse ist an die Schrägscheibe ein Stellzylinder gekoppelt. Durch Verstellung des Schwenkwinkels der schrägen Fläche wird das Hubvolumen der Arbeitszylinder pro Umlauf um die Triebwelle eingestellt. Die Verstellung des Schwenkwinkels ist über null Grad möglich, so dass die Drehrichtung der Triebwelle einfach geändert werden kann. Da die Schwenkachse zu einer Drehachse einer Triebwelle einen Abstand aufweist, ergibt sich bei Druckbeaufschlagung der Arbeitskolben im Betrieb der Axialkolbenmaschine ein dem Schwenkmoment entgegen wirkendes internes Gegenschwenkmoment.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine im Hubvolumen verstellbare Axialkolbenmaschine, insbesondere einen im Hubvolumen verstellbaren hydrostatischen Axialkolbenmotor, in Schrägscheibenbauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. In der Ausbildung als Axialkolbenmotor wird eine derartige Axialkolbenmachine insbesondere auch zum Antrieb eines Lüfterrads, also als Lüftermotor verwendet. Hubvolumen ist dabei die pro Umdrehung einer triebwelle geförderte oder geschluckte Druckmittelmenge.
  • Bei derartigen hydrostatischen Axialkolbenmaschinen ist eine umlaufende Zylindertrommel vorgesehen, in der am Umfang verteilt eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen angeordnet ist, in denen jeweils ein Arbeitskolben geführt ist. Dabei erstrecken sich die Zylinderbohrungen und die Arbeitskolben etwa parallel zu einer Triebwelle der Axialkolbenmaschine. Da die Kolbenfüße an eine ruhende Fläche gekoppelt sind, die zu den Arbeitskolben schräg angestellt ist, ergibt sich bei Druckbeaufschlagung der Arbeitskolben (in Abhängigkeit Ihrer aktuellen Druckbeaufschlagung und Drehposition am Umfang der Zylindertrommel) eine Kraft in Umfangsrichtung der Zylindertrommel. Im Betrieb als Motor kann somit an der Triebwelle ein Abtriebsdrehmoment abgegriffen werden. Im Betrieb als Pumpe muss ein Antriebsdrehmoment aufgebracht werden.
  • Um das Hubvolumen der hydrostatischen Axialkolbenmaschine, ist die schräge Fläche an einer Schrägscheibe ausgebildet, deren Schwenkwinkel gegenüber der Längsrichtung der Arbeitskolben und gegenüber der Drehachse der Triebwelle einstellbar ist. Wegen der Verschwenkbarkeit wird die Schrägscheibe dann auch Schwenkwiege genannt. Das Verschwenken der Schwenkwiege erfolgt meistens über einen Stellkolben, der an einer von der Mittelachse der Triebwelle und von der Schwenkachse der Schwenkwiege entfernten Stelle am Rand der Schwenkwiege an der Schwenkwiege angreifen kann. Zum Zurückschwenken der Schwenkwiege wird aus einer Stellkammer am Stellkolben Druckmittel abgelassen, so dass z.B. ein kleinerer Gegenkolben, der an einem gegenüber liegenden Randabschnitt mit der Schwenkwiege gekoppelt ist, wirken kann.
  • Nachteilig an derartigen hydrostatischen Axialkolbenmaschinen ist der vorrichtungstechnische Aufwand für die Rückstellung der Schwenkwiege.
  • Die Druckschrift US 4,581,980 zeigt eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einer Schwenkwiege, deren Schwenkwinkel über einen Stellkolben eingestellt werden kann. Der Stellkolben kann ein Schwenkmoment um die Schwenkachse der Schwenkwiege erzeugen, das in Richtung einer Verkleinerung des Schwenkwinkels wirkt. Dem entgegen liegt stets ein Gegen-Schwenkmoment beziehungsweise ein Rückschwenkmoment an der Schwenkwiege an, das kleiner ist als das durch den Stellkolben aufbringbare Schwenkmoment. Das Gegen-Schwenkmoment wird dadurch erzeugt, dass die Schwenkachse nicht mittig zur Schwenkwiege angeordnet ist, sondern exzentrisch. Die Schwenkachse hat einen Abstand von der Drehachse der Triebwelle und verläuft in einer senkrecht auf der Drehachse der Triebwelle stehenden Ebene. Von der Schwenkachse werden zwei ungleich große Umfangsabschnitte der Schrägscheibe definiert, so dass sich stets mehr Arbeitskolben (über ihre Kolbenfüße) an dem größeren Umfangsabschnitt der Schwenkwiege abstützen als an dem verbleibenden kleineren Umfangsabschnitt. Somit entsteht in der Summe der Stützkräfte ein Ungleichgewicht, das als internes Gegen-Schwenkmoment wirkt. Insbesondere bei einer Ausbildung als Motor kann bei einer solchen Axialkolbenmaschine auf zusätzliche Gegenschwenkeinrichtung verzichtet werden, da sich am Motor durch Zufuhr von Druckmittel von einer Druckmittelquelle ein Druck und damit ein Gegen-Schwenkmoment aufbaut, dass die Schwenkwiege in die eine Richtung zu verschwenken sucht. Es kann aber auch eine zusätzliche Gegenschwenkeinrichtung vorhanden sein.
  • Nachteilig an derartigen Axialkolbenmaschine ist, dass in einem Betrieb als Pumpe zur Umkehrung der Förderrichtung eine Umkehrung der Drehrichtung der Triebwelle und in einem Betrieb als Motor zur Umkehrung der Drehrichtung der Triebwelle ein Wechsel des Hoch- und des Niederdruck-Arbeitsanschlusses nötig ist. Für letzteres ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein Wegeventil vorzusehen, das eine Druckmittelquelle, zum Beispiel eine Pumpe, wechselweise mit dem einen oder dem anderen Arbeitsanschluss des Motors verbinden kann. Nachteilig an derartigen Axialkolbenmotoren ist ihr vorrichtungstechnischer Aufwand, der sich aus dem Wegeventil selbst und den beiden hochdruckfesten Anschlüssen und Arbeitsleitungen ergibt, über die das Wegeventil mit den beiden Arbeitsanschlüssen verbunden sein muss.
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine verstellbare hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einer exzentrisch gelagerten Schrägscheibe zu schaffen, deren Förderrichtung oder Drehrichtung vorrichtungstechnisch einfach umkehrbar ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Die beanspruchte hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise hat eine Schwenkwiege, an der eine schräge Fläche gebildet ist und an die eine Verstelleinrichtung gekoppelt ist. Diese dient zur Erzeugung eines Schwenkmoments um eine Schwenkachse der Schwenkwiege. An der schrägen Fläche der Schwenkwiege laufen die wenigstens annähern axial zu einer Triebwelle angeordneten Arbeitskolben um und stützen sich daran ab. Durch Verstellung des Schwenkwinkels über die Verstelleinrichtung werden der Schwenkwinkel der schrägen Fläche und damit das Hubvolumen verändert. Da die Schwenkachse exzentrisch zur Längsachse der Triebwelle angeordnet ist, ergibt sich beim bestimmungsgemäßen Gebrauch und bei Druckbeaufschlagung des erfindungsgemäßen Axialkolbenmotors ein dem Schwenkmoment entgegen wirkendes Rückschwenkmoment. Erfindungsgemäß ist die Schwenkwiege über null, das heißt über eine Position hinweg, in der die schräge Fläche senkrecht zur Drehachse der Triebwelle steht, verstellbar. Damit ist eine Drehrichtungsumkehr der Triebwelle eines Axialkolbenmotors auf einfache Weise möglich, da kein Wechsel der Hochdruckseite und der Niederdruckseite nötig ist. Weiterhin ist kein Wegeventil nötig, um die Drehrichtungsumkehr zu erreichen.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Verstelleinrichtung einen hydrostatischen Stellzylinder auf, dessen Stellkolben an die Schwenkwiege gekoppelt ist.
  • Um Bewegungen eines Koppelpunktes zwischen der Schwenkwiege und der Verstelleinrichtung zu ermöglichen, wird gemäß einer ersten Variante eine Stellkolbenstange gelenkig im Stellkolben und gelenkig in der Schwenkwiege gelagert.
  • Wenn der Stellkolben einstückig mit einer Stellkolbenstange gebildet ist, wird gemäß einer zweiten Variante die Bewegung des Koppelpunktes ermöglicht, in dem der Stellkolben gelenkig im Stellzylinder und die Stellkolbenstange gelenkig in der Schwenkwiege gelagert sind.
  • Bei einem besonders bevorzugten Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine ist diese ein Lüftermotor. Dann kann die Triebwelle, die in diesem Fall Abtriebswelle ist, an ein Lüfterrad gekoppelt sein. Über die erfindungsgemäß einfach realisierte Drehrichtungsumkehr können Kühlrippen ausgeblasen werden. Gegenüber bekannten Lösungen ist kein Schaltventil zur Drehrichtungsumkehr des Lüfterrades notwendig. Es wird ein Druckverlust am Schaltventil vermieden. Der Drehrichtungswechsel erfolgt sanft und schnell und nicht hart wie bei einem Schaltventil.
  • Bei einer besonders flexibel einsetzbaren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine sind die maximalen Schwenkwinkel in beide Schwenkrichtungen gleich groß – „Schwenkwinkel +100%/–100%“.
  • Zur Unterstützung des durch die exzentrische Schwenkachse möglichen internen Gegenschwenkmoments kann ein der Verstelleinrichtung entgegen wirkender hydrostatischer Gegenkolben vorgesehen sein, dessen Kraft in Richtung des Gegenschwenkmoments wirkt. Eine Druckkammer am Gegenkolben kann zum Beispiel dauerhaft mit der Hochdruckseite der Maschine verbunden sein und dabei kleiner sein als der Stellkolben der Verstelleinrichtung.
  • Zur Unterstützung des durch die exzentrische Schwenkachse möglichen internen Gegenschwenkmoments kann alternativ oder in Ergänzung zum hydrostatischen Gegenkolben eine der Verstelleinrichtung entgegen wirkende Feder vorgesehen werden, deren Kraft in Richtung des Gegenschwenkmoments wirkt.
  • Diese der Verstelleinrichtung entgegenwirkenden Einrichtungen sind aber nicht in jedem Fall notwendig, da durch die exzentrisch angeordnete Lagerung der Schwenkwiege durch die mit Druck beaufschlagten Arbeitskolben ein internes Gegenschwenkmoment erzeugt wird. Insbesondere bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine als Motor kann es sein, dass durch das interne Gegenschwenkmoment die Verstellung der Schwenkwiege in die eine Richtung sicher gewährleistet ist.
  • Die Feder kann vorrichtungstechnisch einfach direkt an die Schwenkwiege gekoppelt sein. Dazu kann eine als zapfenartiger Vorsprung gebildete Federaufnahme an der Schwenkwiege angeformt sein.
  • Wenn die Feder mit Bezug zur Triebwelle auf der gleichen Seite wie die Verstelleinrichtung an der Schwenkwiege gekoppelt ist, kann sie an einer von der schrägen Fläche abgewandten Rückseite der Schwenkwiege angeordnet sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wirkt die Feder über einen in einem Gegenstellzylinder geführten mechanischen Gegenkoben indirekt auf die Schwenkwiege.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung hat der Rückstellkoben einen Fortsatz, der in Anlage mit einem Boden des Gegenstellzylinders gebracht werden kann. Der Fortsatz definiert dann einen Schwenkwinkel, der das maximale Hubvolumen der Axialkolbenmaschine in die eine Richtung bestimmt. Bei einem Motor, dem eine bestimmte Druckmittelmenge zufließt, bedeutet dies, minimale Drehzahl der Abtriebswelle. Bei einem Lüftermotor, der mit einem bestimmten Hochdruck beaufschlagt ist, bedeutet maximales Hubvolumen maximale Drehzahl.
  • Vorrichtungstechnisch einfach kann die Feder den Fortsatz umgeben. Vorzugsweise erstreckt sich die Feder konzentrisch entlang des Fortsatzes.
  • Wenn die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine eine Rückzugplatte hat, über die an den Arbeitskolben angelenkte Kolbenschuhe in Anlage an der schrägen Fläche der Schwenkwiegegehalten werden, wird benachbart zum Rand oder am Rand der Rückzugplatte eine umlaufende Fase bevorzugt. Damit kann die Rückzugplatte ohne Kollision weiter verschwenkt werden um so größeres Schluckvolumen zu erreichen.
  • Wenn am Umfang der Rückzugplatte verteilte Ausnehmungen vorgesehen sind, in die jeweils ein Kolbenschuh eingesetzt ist, wird es bevorzugt, wenn die Ränder der Ausnehmungen als Kragen ausgebildet sind.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Axialkolbenmaschine sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 in einem Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel bei einem Schwenkwinkel von –100%,
  • 2 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einem Längsschnitt bei einem Schwenkwinkel von +100%,
  • 3 eine Rückzugplatte des ersten Ausführungsbeispiels in einer Ansicht,
  • 4 die Rückzugplatte gemäß 3 in einer seitlichen Ansicht,
  • 5 einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels,
  • 6 einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels und
  • 7 einen Ausschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels.
  • Die gezeigten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Axialkolbenmaschine sind in erster Linie für den Betrieb als Hydromotoren ausgebildet. Ein Betrieb als Pumpe ist jedoch nicht ausgeschlossen.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Axialkolbenmotors in einem Längsschnitt. In seinem Gehäuse 1 ist eine Abtriebswelle 2 gelagert. Diese ist drehfest mit einer Zylindertrommel 4 verbunden, die die Abtriebswelle 2 rotationssymmetrisch umfasst. Gleichmäßig am Umfang der Zylindertrommel 4 sind mehrere Arbeitszylinder vorgesehen, von denen in 1 nur ein Arbeitszylinder 6 dargestellt ist. In jedem Arbeitszylinder 6 ist ein Arbeitskolben 8 geführt, der über einen jeweiligen Kolbenfuß 10 an einem jeweiligen Gleitschuh 12 angelenkt ist. Die Gleitschuhe 12 sind über eine Rückzugplatte 14, die mit Bezug zu den 3 und 4 näher erläutert wird, gegen eine schräge Fläche 16 gehalten. Die schräge Fläche 16 ist an einer Schwenkwiege 18 ausgebildet, die über ein Schwenklager im Gehäuse 1 gelagert ist. Das Schwenklager ist durch einen Kreis 20 und der Radius des Schwenklagers ist durch einen Pfeil 22 symbolisiert. Damit ist die schräge Fläche 16 mit der Schwenkwiege 18 um eine Schwenkachse S verschwenkbar, die senkrecht zur Schnittebene und damit zur Zeichenebene der 1 angeordnet ist. Die Schwenkachse S weist eine Exzentrizität oder eine Abstand e einerseits zur Drehachse 24 der Abtriebswelle 2 und andererseits zu einer (nicht näher gezeigten) Mittelachse der schrägen Fläche 16 auf. Die Mittelachse verläuft parallel zur Schwenkachse S. Außerdem liegt die Schwenkachse S in einer senkrecht auf der Drehachse 24 stehenden Ebene.
  • Auf der gleichen Seite der Drehachse 24, auf der sich auch die Schwenkachse S befindet (in 1 die obere Seite) ist über ein Kugelgelenk 26 eine Stellkolbenstange 28 eines Stellzylinders 30 an die Schwenkwiege 18 angelenkt. Einstückig an die Stellkolbenstange 28 ist ein Stellkolben 32 angeformt, der über eine Gleitringdichtung 34 im Stellzylinder 30 geführt ist. Die Gleitringdichtung ist vorteilhafterweise mit einer radialen Kraft nach außen vorgespannt. Dadurch und durch eine ballige Formgebung des Stellkolbens 32 kann ein geringes Verkippen der Stellkolbenstange 28 mit dem Stellkolben 32 toleriert werden, das sich beim Verschwenken der Schwenkwiege 18 ergibt. Durch die Gleitringdichtung 34 wird die Leckage aus der Stellkammer hinter dem Stellkolben 32 in das Gehäuseinnere gering gehalten.
  • In dem in 1 gezeigten Betriebszustand ist die Schwenkwiege 18 von einer Neutral- oder Nullstellung, in der die schräge Fläche 16 senkrecht auf der Drehachse 14 steht, in die eine Richtung maximal ausgeschwenkt. Dazu ist die Stellkolbenstange 28 und Stellkolben maximal ausgefahren. Üblicherweise wird ein Ausschwenken in diese Richtung als negativ bezeichnet, so dass in 1 die Schwenkwiege den maximalen negativen Schwenkwinkel einnimmt (–100%).
  • Auf der mit Bezug zur Drehachse 24 gegenüber liegenden (in 1 unteren) Seite des Axialkolbenmotors ist ein Gegenkolben 36 eines Gegenzylinders 38 in Anlage mit der Schwenkwiege 18. Bei dem in 1 gezeigten maximalen Schwenkwinkel der Schwenkwiege 18 ist der Gegenkolben 36 vom Stellkolben 32 maximal zurückgedrückt und eingefahren. Der Stellzylinder 30 und der Gegenzylinder 38 sind schräg zur Längsachse 24 angestellt.
  • Zum Zurückschwenken der Schwenkwiege 18 auf 0° (in 1 senkrecht) oder zum Durchschwenken der Schwenkwiege 18 zu einem positiven Schwenkwinkel wird Druckmittel aus dem Stellzylinder 30 entlassen.
  • 2 zeigt den Axialkolbenmotor gemäß 1 in einem Betriebszustand, bei dem die Schwenkwiege 18 gegenüber 1 durchgeschwenkt wurde, so dass der Schwenkwinkel +100% beträgt. Dazu wurde Druckmittel aus dem Stellzylinder 30 entlassen. Die Schwenkwiege wurde aufgrund der exzentrischen Lagerung unter Wirkung der Triebwerkskräfte von der in 1 gezeigten Lage über die Nulllage in die in 2 gezeigte Lage durchgeschwenkt, wobei die Triebwerkskräfte durch die beiden konzentrisch zueinander angeordneten, sich entspannenden Federn 40a und 40b über den Gegenkolben 36 unterstützt wurden.
  • Der Gegenkolben 36 hat einen Radialbund 42, auf dem die Federn 40a und 40b aufliegen. Geführt ist der Gegenkolben 36 im Gehäuse 1. Auf der von der Schwenkwiege 18 abgewandten Seite des Radialbundes 42 erstreckt sich ein Fortsatz 44 in Richtung zu einem Zylinderboden 46. Auf dem Fortsatz 44 ist ein Zwischenfederteller 48 geführt Die beiden Federn 40a und 40b sind zwischen dem Radialbund 42 und dem Zwischenfederteller 48 eingespannt, der wiederum durch zwei weitere Federn, die gleich den Federn 40a und 40b sind, am Zylinderboden 46 abgestützt ist. Der maximale negative Schwenkwinkel ist durch Anstoßen des Fortsatzes 44 an den Zylinderboden 46 bestimmt, wie dies aus 1 ersichtlich ist. Wenn der maximale negative Wert des Schwenkwinkels veränderbar sein soll, so kann der Zylinderboden mit einem Innengewinde versehen sein, so dass man eine Einstellschraube eindrehen kann, an der der Fortsatz 44 anschlägt.
  • Die beiden Federn 40a, 40b sind konzentrisch zu dem Fortsatz 44 und konzentrisch zueinander im Gegenzylinder 38 aufgenommen. In dem in 2 gezeigten Betriebszustand sind die beiden Federn 40a, 40b maximal entspannt und der Rückstellkolben 36 ist maximal ausgefahren, während der Stellkolben 32 des Stellzylinders 30 an einem in diesen eingeschraubten Deckel 50 anliegt.
  • Auf Grund der exzentrischen Lagerung der Schwenkwiege 18 stützen sich stets mehr Arbeitskolben 8 an der Seite der schrägen Fläche 16 ab, die auf der gleichen Seite wie der Gegenzylinder 38 liegt. Dadurch wirkt neben der Kraft des Gegenzylinders 38 beziehungsweise seiner Federn 40a, 40b ein weiteres Gegenstellmoment, das sich durch den Abstand e der Schwenkachse S von der Drehachse 24 und den Arbeitsdruck ergibt. Bei üblichen Arbeitsdrücken von 50 bis 250 bar ist das weitere Gegenstellmoment wesentlich größer als das von den Federn erzeugte Moment.
  • 3 zeigt die Rückzugplatte 14 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den beiden vorhergehenden Figuren. Sie hat gleichmäßig am Umfang verteilte Ausnehmungen 52, in die jeweils ein Gleitschuh 12 eingesetzt wird. Dabei ist am Rand jeder Ausnehmung 52 ein umlaufender Kragen 53 gebildet.
  • 4 zeigt die Rückzugplatte 14 gemäß 3 in einer seitlichen Ansicht. An einem äußeren Rand der Rückzugplatte 14 ist eine umlaufende Fase 54 gebildet, um so Raum für die beiden maximalen Schwenkwinkel (+100% und –100%) gegenüber der Zylindertrommel 4 (vgl. 1 oder 2) zu schaffen.
  • 5 zeigt einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Axialkolbenmotors. Dabei ist eine weitere Ausführungsform eines hydrostatischen Gegenzylinders 138 mit einem entsprechenden hydrostatischen Gegenkolben 136 gezeigt. Dieser hat keinen Fortsatz und ist bei dem gezeigten Schwenkwinkel von –100% maximal in den Zylinder 138 eingefahren, während der nicht gezeigte Stellkolben maximal ausgefahren ist.
  • Wie auch bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel hat der Gegenkolben 136 eine stirnseitige Anlagefläche, die an einer balligen Anlage am Rand der Schwenkwiege 18 anliegt. Damit können die beiden Anlagen bei einem Verschwenken der Schwenkwiege 18 (in engen Grenzen) quer zur Verfahrrichtung des Gegenkolbens 136 gleiten.
  • 6 zeigt einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Axialkolbenmotors. In dem in das Gehäuse 1 eingesetzten Stellzylinder 230 ist ein als Hohlkolben ausgebildeter Stellkolben 232 geführt, der über ein Kugelgelenk 226 an die Schwenkwiege 18 gekoppelt ist. Mit Bezug zur (in 6 nicht gezeigten) Drehachse 24 auf der gleichen Seite des Axialkolbenmotors ist an der Schwenkwiege 18 eine als Gegenfeder wirkende Feder 240 vorgesehen. Diese stützt sich in 6 links am Gehäuse 1 ab und spannt die Schwenkwiege 18 in Richtung des Gegenschwenkmoments. Zur Aufnahme und Fixierung des schwenkwiegenseitigen Endabschnitts der Feder 240 hat die Schwenkwiege 18 an ihrer Rückseite einen zapfenartigen Vorsprung 256.
  • 7 zeigt einen Ausschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Axialkolbenmotors. Dabei entsprechen die Feder 240 und der Vorsprung 256 denjenigen des dritten Ausführungsbeispiels gemäß 6. Der Stellzylinder 30 mit dem Deckel 50 entspricht denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den 1 und 2. Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel sind die Stellkolbenstange 328 und der Stellkolben 332 nicht einstückig ausgebildet, sondern sind über ein Kugelgelenk 26 aneinander gekoppelt, das etwa dem Kugelgelenk 26 zwischen der Stellkolbenstange 328 und der Schwenkwiege 18 entspricht. Damit ist keine Verkippung des Stellkolbens 332 im Stellzylinder 30 nötig.
  • Offenbart ist eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einer Schrägscheibe, an der eine schräge Fläche gebildet ist, an der wenigstens annähernd axial zu einer Triebwelle angeordnete Arbeitskolben umlaufen und sich abstützen. Zur Erzeugung eines Schwenkmoments und zum Verschwenken der Schrägscheibe um eine Schwenkachse ist an die Schrägscheibe ein Stellkolben eines Stellzylinders gekoppelt. Durch Verstellung des Schwenkwinkels der schrägen Fläche wird das Hubvolumen der Maschine pro Umlauf um die Triebwelle eingestellt. Die Verstellung des Schwenkwinkels ist über eine Nulllage, in der die schräge Fläche senkrecht zur Drehachse der Triebwelle steht, möglich, so dass die Drehrichtung der Triebwelle oder die Förderrichtung einfach geändert werden können. Da die Schwenkachse beabstandet zu der Drehachse der Triebwelle angeordnet ist, ergibt sich bei Druckbeaufschlagung der Arbeitskolben im Betrieb der Axialkolbenmaschine ein dem Schwenkmoment entgegen wirkendes Gegenschwenkmoment.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gehäuse
    2
    Triebwelle
    4
    Zylindertrommel
    6
    Arbeitszylinder
    8
    Arbeitskolben
    10
    Kolbenfuß
    12
    Gleitschuh
    14
    Rückzugplatte
    16
    schräge Fläche
    18
    Schwenkwiege
    20
    Kreis
    22
    Pfeil
    24
    Drehachse
    26
    Kugelgelenk
    28
    Stellkolbenstange
    30
    Stellzylinder
    32
    Stellkolben
    34
    Gleitringdichtung
    36
    Gegenkolben
    38
    Gegenzylinder
    40a
    Feder
    40b
    Feder
    42
    Radialbund
    44
    Fortsatz
    46
    Zylinderboden
    48
    Zwischenfederteller
    52
    Ausnehmung
    53
    Kragen
    54
    Fase
    136
    Gegenkolben
    138
    Gegenzylinder
    226
    Kugelgelenk
    230
    Stellzylinder
    232
    Stellkolben
    240
    Feder
    256
    Vorsprung
    328
    Stellkolbenstange
    332
    Stellkolben
    S
    Schwenkachse
    e
    Abstand
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4581980 [0005]

Claims (14)

  1. Hydrostatische Axialkolbenmaschine, insbesondere hydrostatischer Axialkolbenmotor, in Schrägscheibenbauweise mit einer Triebwelle (2), mit einer Schwenkwiege (18) und mit einer daran gekoppelten Verstelleinrichtung zur Erzeugung eines Schwenkmoments zur Verschwenkung der Schwenkwiege (18) um eine Schwenkachse (S) in eine erste Richtung, mit einer Zylindertrommel (4), die mit der Triebwelle (2) verdrehgesichert umläuft und in der Arbeitskolben (8) geführt sind, die sich an der Schwenkwiege (18) abstützen, wobei die Schwenkachse (S) der Schwenkwiege (18) zu einer Drehachse der Triebwelle (2) einen Abstand (e) aufweist, wodurch an der Schwenkwiege (18) durch die Abstützung der Arbeitskolben (8) ein Gegenschwenkmoment erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkwiege (18) von positiven Schwenkwinkeln über einen Schwenkwinkel von 0 Grad zu negativen Schwenkwinkeln durchschwenkbar ist.
  2. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, wobei die Verstelleinrichtung einen Stellzylinder (30; 230) aufweist, dessen Stellkolben (32; 232; 332) an die Schwenkwiege (18) gekoppelt ist.
  3. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, wobei eine Stellkolbenstange (328) gelenkig am Stellkolben (332) und gelenkig an der Schwenkwiege (18) gelagert ist.
  4. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, wobei der Stellkolben (32) einstückig mit einer Stellkolbenstange (28) gebildet ist und wobei der Stellkolben (32) gelenkig im Stellzylinder (30) und die Stellkolbenstange (28) gelenkig an der Schwenkwiege (18) gelagert sind.
  5. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche in der Verwendung als Lüftermotor ist.
  6. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vom Schwenkwinkel 0 Grad aus die maximalen Schwenkwinkel in beide Schwenkrichtungen gleich sind.
  7. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem der Verstelleinrichtung entgegen wirkenden hydrostatischen Gegenzylinder (138), dessen Kraft in Richtung des Gegenschwenkmoments wirkt.
  8. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer der Verstelleinrichtung entgegen wirkenden Feder (40a, 40b; 240), deren Kraft in Richtung des Gegenschwenkmoments wirkt.
  9. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8, wobei die Feder (240) direkt an die Schwenkwiege (18) angesetzt ist.
  10. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Feder (240) mit Bezug zur Triebwelle (2) auf der gleichen Seite wie die Verstelleinrichtung an einer Rückseite der Schwenkwiege (18) angeordnet ist.
  11. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8, wobei die Feder (40a, 40b) über einen in einen Gegenzylinder (38) eintauchenden Gegenkolben (36) indirekt auf die Schwenkwiege (18) wirkt.
  12. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 11, wobei der Gegenkolben (36) einen Fortsatz (44), der in Anlage mit einem Boden (46) des Gegenzylinders (38) bringbar ist, und wobei die Feder (40a, 40b) den Fortsatz (44) umgibt.
  13. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Rückzugplatte (14), über die an den Arbeitskolben (8) angelenkte Gleitschuhe (12) in Anlage an der schrägen Fläche (16) der Schwenkwiege (18) haltbar sind, wobei benachbart zum Rand oder am Rand der Rückzugplatte (14) eine umlaufende Fase (54) vorgesehen ist.
  14. Hydrostatische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 14, wobei am Umfang der Rückzugplatte (14) verteilte Ausnehmungen (52) vorgesehen sind, über die die Kolbenschuhe (12) in Anlage an der schrägen Fläche (16) haltbar sind, wobei die Ränder der Ausnehmungen (52) als Kragen (53) ausgebildet sind.
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