DE19513669A1

DE19513669A1 - Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE19513669A1
Application number: DE19513669A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Becker; Wolfgang Dipl Ing Schnapp
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1995-12-07
Also published as: DE9408860U1

Description

Die Neuerung betrifft eine hydrostatische Pumpe oder Motor mit einer An- oder Abtriebswelle, die in einem Gehäuse gelagert und drehfest mit einem Zählkranz für eine Drehzahl- und/oder Positionsüberwachung verbunden ist, wobei der Zählkranz in einem mit Druckmittel oder Schmieröl gefüllten Innenraum des Gehäuses rotiert.

Drehsensoranlagen zur berührungslosen Erfassung von Drehbewegungen, beste hend aus einem Geber, einem Sensor und einer Vorrichtung zur Auswertung, sind seit langem bekannt. Diese Drehsensoren erfassen die Drehzahl von einem drehenden Geber, d. h. einem Zählkranz und erzeugen entsprechende Aus gangssignale für Schaltungen oder Anzeigen. In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, daß bei Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise, beispielsweise Hydraulikpumpen oder Hydraulikmotoren, die sogenannte Hubscheibe, die über Kolben mit einer Zylindertrommel in trieblicher Ver bindung steht, mit einem Zählkranz ausgestallet ist. Dieser Zählkranz besteht aus einer Verzahnung. Bei Hydraulikpumpen bzw. Hydraulikmotoren läuft dieser Zählkranz teilweise in einem Ölsumpf, der für die Schmierung der zur Lagerung der Antriebswelle verwendeten Lager erforderlich ist. Nachteilig dabei ist, daß ein derartiger Zählkranz mit seiner Verzahnung beim Eintauchen in das Öl eine Planscharbeit verrichtet, d. h. daß Öl aufwirbelt und dabei auch Luft in das Öl mischt.

Nun sind zwar aus dem Bereich der Kfz-Technik Vorrichtungen zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit eines um sein Zentrum laufenden Bauteiles bekannt, bei denen ein Zahnrad als Geberrad ausgebildet ist und dessen Zahnlücken durch ein nichtleitendes Material, beispielsweise Kunstharz, ausgefüllt sind (DE 35 30 693 A1). Dieses Dokument liefert jedoch keinen Hinweis auf eine mögliche Verwendung eines solchen Zählkranzes zur Beseitigung der Plansch arbeit in Axialkolbenmaschinen. Ziel dieser Entwicklung war es vielmehr, die beim Umlaufen des Zählkranzes entstehenden Sirenengeräusche, die durch die dauernde Änderung der Spaltbreite entstehen, zu vermeiden.

Aufgabe der Neuerung ist es daher, einen Zählkranz für Axialkolbenmaschinen so auszubilden, daß bei dessen Umlaufen in einem Ölsumpf Planscharbeit vermieden wird.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oberflächen kontur des Zählkranzes so ausgebildet ist, daß er im Querschnitt gesehen an jeder Stelle seines Umfanges die gleiche radiale Ausdehnung aufweist.

Mit der vorliegenden Neuerung wird erstmals ein Zählkranz für Axialkolbenma schinen vorgeschlagen, der aufgrund fehlender durchgehender Fenster bzw. andersartiger gestalteter Erhebungen oder Vertiefungen beim Eintauchen in einen Ölsumpf dessen Verwirbeln weitestgehend vermeidet. Dadurch bedingt, daß der Zählkranz eine durchgehende Oberflächenkontur aufweist, wird bei dessen Eintauchen in den Ölsumpf keine Luft mitgerissen und beim Verlassen des Ölsumpfes werden keine Ölmengen emporgehoben.

Nach Anspruch 2 der Neuerung ist vorgesehen, daß der Zählkranz aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und mit einem polymeren Werkstoff umspritzt ist. Der Zählkranz kann dabei die unterschiedlichsten Formen annehmen. So ist es denkbar, daß er als ein Zahnrad ausgebildet oder nach der Art eines Wälz lagerkäfigs gefertigt ist. In beiden Fällen werden die, die Planscharbeit ver ursachenden Zwischenräume, d. h. die Zahnlücken oder die Fenster, mit poly merem Werkstoff umspritzt, so daß der Zählkranz über seinem gesamten Um fang die gleiche radiale Ausdehnung aufweist, d. h. die Abfolge von Zahn und Zahnlücke bzw. Steg und Fenster aufgehoben ist.

In Umkehrung des Prinzipes kann nach Anspruch 3 der Zählkranz auch aus einem polymeren Werkstoff gefertigt sein, der in gleichmäßigen Abständen um seinem Umfang verteilt mit metallischen Einlagen versehen ist.

Auch ist es nach Anspruch 4 möglich, daß der Zählkranz aus unterschiedlichen polymeren Werkstoffen durch Zwei-Komponenten-Spritztechnik gefertigt ist, wobei eine Komponente metallische Eigenschaften aufweisen muß.

Die Neuerung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenpumpe in Schrägachsenbauart,

Fig. 2a, 2b, 2c eine Draufsicht auf einen neuerungsgemäßen Zählkranz, teilweise geschnitten,

Fig. 3a, 3b eine teilweise Draufsicht auf einen neuerungsgemäßen Zählkranz,

Fig. 3c einen Ausschnitt aus einem Querschnitt eines neuerungs gemäßen Zählkranzes.

Die Schrägachsen-Axialkolbenmaschine wird bei einer Verwendung als Pumpe über eine in einem Lagergehäuse 1 gelagerte Triebwelle 2 durch einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben. Die Triebwelle 2 geht in eine Hubscheibe 3 über, die das Lager für eine auf einem Mittelzapfen 4 gelagerte Zylindertrommel 5 und Kolbenstangen 6 bildet, deren Kolben 7 in Zylinderbohrungen 8 der Trommel 5 geführt sind. Aufgrund der Neigung der Trommel 5 gegen eine Drehachse 9 der Antriebswelle 2 werden die unter Druck stehenden Kolben 7 bei jeder Umdrehung der Antriebswelle 2 einmal auf- und abbewegt. Auf der von der Hubscheibe 3 abgewandten Seite läuft die Zylindertrommel 5 auf einem Steuerspiegelkörper 10, durch welchen die Zylinderräume 8 je nach Drehstellung der Zylindertrommel 5 mit dem druck- bzw. saugseitigen Druck flüssigkeitskanälen 10 und 11 verbunden sind.

Die Antriebswelle 2 ist in dem Lagergehäuse 1 antriebsseitig durch ein Zylin derrollenlager 14 und kolbenseitig durch zwei Schrägschulterkugellager 13 gelagert. Die Hubscheibe 3 ist mit einem Zählkranz 15 versehen, der mit Hilfe eines nicht dargestellten Sensors über eine Bohrung 16 im Gehäuse 1 abgetastet wird. Zur Schmierung der Lager 13 und 14 sowie der in der Hubscheibe 3 beweglich gelagerten Kolbenstangen 6 ist im Gehäuse 1 ein nicht näher be zeichneter Ölsumpf vorhanden, der unterhalb der Drehachse 9 der Antriebs welle 2 liegt. Bei rotierender Antriebswelle 2 taucht der Zählkranz 15 unterhalb der Drehachse 9 in den Ölsumpf ein bzw. aus und verursacht dabei die als nachteilig angesehene Planscharbeit.

Die in den Fig. 2a bis 3c dargestellten Zählkränze zeichnen sich neuerungs gemäß dadurch aus, daß deren Oberflächenkontur so ausgebildet ist, daß sie im Querschnitt gesehen an jeder Stelle ihres Umfangs die gleiche radiale Aus dehnung aufweisen, d. h. ihre Mantelfläche in Umfangsrichtung gesehen nicht strukturiert ist, so daß der Zählkranz ohne nennenswerten Widerstand in den Ölsumpf ein- bzw. auftauchen kann.

Der in den Fig. 2a und 2b dargestellte Zählkranz 15 besteht aus einem mit Aussparungen 17 versehenen Metallband, das zu einem Kreisring gebogen und zusammengeschweißt wurde. Die Fenster 17 wurden mit einem polymeren Werkstoff 18 ausgefüllt bzw. die gesamte äußere Mantelfläche des Metallbandes mit dem polymeren Werkstoff 18 umhüllt.

Der in Fig. 2c dargestellte Zählkranz 15 zeichnet sich dadurch aus, daß das gesamte Gerüst aus dem polymeren Werkstoff 18 gefertigt ist, und als impuls gebende Zählabschnitte gleichmäßig um den Umfang verteilt ein metallischer Werkstoff 19, beispielsweise eine Lagernadel oder ein Stahlstreifen, eingebracht wurde.

Der in den Fig. 3a bis 3c dargestellte Zählkranz 15 besteht aus zwei poly meren Werkstoffen 18 und 20 und wurde durch eine Zwei-Komponenten- Spritztechnik gefertigt. Um jedoch eine Erfassung der Winkelgeschwindigkeit des Zählkranzes 15 überhaupt vornehmen zu können, muß entweder der polymere Werkstoff 18 oder der polymere Werkstoff 20 metallische Eigen schaften aufweisen.

Der in Fig. 3a dargestellte Zählkranz 15 ist aus zwei kammartig ineinander greifenden Hälften zusammengesetzt, während der in den Fig. 3b und 3c dargestellte Zählkranz 15 aus einem Grundgerüst besteht, in das gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Einlagen eingespritzt werden.

Bezugszeichenliste

1 Lagergehäuse
2 Antriebswelle
3 Hubscheibe
4 Mittelzapfen
5 Zylindertrommel
6 Kolbenstange
7 Kolben
8 Zylinderbohrung
9 Drehachse
10 Steuerspiegelkörper
11 Kanal
12 Kanal
13 Schrägschulterkugellager
14 Zylinderrollenlager
15 Zählkranz
16 Bohrung
17 Aussparung
18 polymerer Werkstoff
19 metallischer Werkstoff
20 polymerer Werkstoff

Claims

1. Hydrostatische Pumpe oder Motor mit einer An- oder Abtriebswelle (2), die in einem Gehäuse (1) gelagert und drehfest mit einem Zählkranz (15) für eine Drehzahl- und/oder Positionsüberwachung verbunden ist, wobei der Zählkranz (15) in einem mit Druckmittel oder Schmieröl gefüllten Innenraum des Gehäu ses (1) rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenkontur des Zähl kranzes (15) so ausgebildet ist, daß er im Querschnitt gesehen an jeder Stelle seines Umfanges die gleiche radiale Ausdehnung aufweist.

2. Hydrostatische Pumpe oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Zählkranz (15) aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und mit einem polymeren Werkstoff (18) umspritzt ist.

3. Hydrostatische Pumpe oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Zählkranz (15) aus einem polymeren Werkstoff (18) gefertigt ist, der in gleichmäßigen Abständen um seinen Umfang verteilt mit metallischen Einlagen (19) versehen ist.

4. Hydrostatische Pumpe oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Zählkranz (15) aus unterschiedlichen polymeren Werkstoffen (18, 20) durch Zwei-Komponenten-Spritztechnik gefertigt ist, wobei eine Komponen te (20) metallische Eigenschaften aufweist.