DE19837647C2 - Hydrostatische Maschine mit Verjüngung in der Kolbenwand oder der Laufbuchse - Google Patents
Hydrostatische Maschine mit Verjüngung in der Kolbenwand oder der LaufbuchseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Maschine nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 7.
Aus dem DE-GM 69 30 584 ist bereits eine hydrostatische
Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die
aus dieser Druckschrift hervorgehende hydrostatische Maschine
weist Kolben auf, die jeweils mit einem Hohlraum versehen
sind, der von einer dünnen Kolbenwandung umgeben ist. Die
Dichtung der Kolben in den Bohrungen der Zylindertrommel soll
entsprechend der dort vorgeschlagenen Lösung dadurch ver
bessert werden, daß auf die dünne Kolbenwandung einerseits in
radialer Richtung nach außen gerichtet der Druck in dem mit
dem Arbeitsraum verbundenen Hohlraum einwirkt und
andererseits in radialer Richtung nach innen gerichtet der
Druck in dem Leckspalt zwischen dem Kolben und der
Zylindertrommel. Der überlagerte Kräfteverlauf soll zu einer
Deformation der Kolbenwandung derart führen, daß die
Kolbenwandung im Übergangsbereich zwischen der Kolbenwandung
und dem massiven Hauptkörper radial nach außen deformiert
ist.
Die in dem DE-GM 69 30 584 vorgeschlagene Lösung hat sich
jedoch in der Praxis nicht durchgesetzt, da die Wandung mit
hohen Scherkräften belastet wird, was zu einer Ermüdung des
Kolbenmaterials führt. Andererseits muß der Hohlraum des
Kolbens bei dieser Lösung zwangsläufig mit dem Arbeitsraum in
Verbindung stehen, um die Kolbenwandung durch das sich in dem
Hohlraum befindliche Hydraulikmedium radial nach außen zu
deformieren. Dies ist jedoch insofern ungünstig, als daß das
in dem Hohlraum befindliche Volumen des Hydraulikmediums als
Totvolumen bei jedem Kompressionsvorgang mitkomprimiert
werden muß, was zusätzlicher Kompressionsarbeit bedarf. Es
hat sich daher allgemein als vorteilhaft erwiesen, den
Hohlraum der Kolben zu dem Arbeitsraum hin zu verschließen,
wobei dann jedoch die in dem DE-GM 69 30 584 vorgeschlagene
Lösung nicht mehr realisierbar ist.
Eine dem DE-GM 69 30 584 von der Funktionsweise vergleich
bare Lösung für eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsen-
Bauweise ist aus der DE 32 26 525 A1 bekannt.
Aus der DE-OS 24 44 504 ist es bekannt, einen als
Massivkolben ausgebildeten Kolben mit einer ringförmig
umlaufenden, zu dem Arbeitsraum hin geöffneten Kehle zu ver
sehen, die von einem dünnen Mantelbereich umgeben ist. Der
Arbeitsdruck greift an diesem Mantelbereich ähnlich wie bei
der DE-GM 69 30 584 in radialer Richtung an und deformiert
den Mantelbereich radial nach außen, um die Dichtung zu ver
bessern. Auch bei der aus diesen Druckschriften bekannten
Lösung hat es sich in der Praxis als nachteilig erwiesen, daß
die die Kehle umgebenden Mantelteile relativ rasch ermüden.
Ferner ist auch hier das - wenn auch geringere - Volumen der
Kehle bei jedem Kompressionsvorgang als Totvolumen
mitzukomprimieren.
Eine hydrostatische Maschine nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 7, d. h. mit einer in die Zylinderbohrungen einge
setzten Laufbuchse, in welcher die Kolben bewegbar sind, ist
beispielsweise aus der DE 44 23 023 A1 bekannt, wobei dort
jedoch keine besonderen Maßnahmen zur Verbesserung der
Dichtung zwischen den Kolben und der Zylindertrommel vorge
sehen sind.
In der DE-OS 27 39 745 ist eine Laufbuchse beschrieben, bei
der sich bei Druckbeanspruchung eine Spalthülsenverengung
zwischen dem Kolben und der Laufbuchse ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische
Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 7 so weiterzubilden, daß sich eine
verbesserte Dichtung zwischen den Kolben und der umgebenden
Zylindertrommel ergibt.
Die Aufgabe wird sowohl durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 als auch durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 7 jeweils in Verbindung mit den gattungs
bildenden Merkmalen gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß aufgrund
einer Verjüngung in der Kolbenwandung oder der Laufbuchse
sich bei einer axialen Beanspruchung des Kolbens eine radiale
Auswölbung einstellt, die von der axialen Beanspruchung des
Kolbens bzw. der Laufbuchse und somit von dem Arbeitsdruck
des Hydraulikmediums abhängt. Dabei wird bei der Lösung nach
Anspruch 1 nicht der Hohlraum des Kolbens wie beim Stand der
Technik radial mit dem Hydraulikmedium beaufschlagt. Vielmehr
ist dieser Hohlraum vorzugsweise entsprechend Anspruch 6 von
dem Arbeitsraum getrennt. Die radiale Auswölbung des Kolbens
bzw. der Laufbuchse erfolgt vielmehr aufgrund der axialen
Beanspruchung des Kolbens bzw. der Laufbuchse.
Die Ansprüche 2 bis 6 beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen
des Anspruchs 1.
Die Verjüngung kann entsprechend Anspruch 2 durch eine an der
dem Hohlraum zugewandten Innenseite der Kolbenwandung vorge
sehene Ringnut gebildet sein. Gegenüber einer außenseitigen
Anordnung der Ringnut hat dies den Vorteil, daß die Laufober
fläche des Kolbens nicht durch die Ringnut beeinträchtigt
ist. Dabei ist es entsprechend Anspruch 3 vorteilhaft, wenn
die Ringnut keine Kanten, sondern durch Radien geschaffene
Übergangsbereiche aufweist. Aufgrund des stetigen
Formübergangs werden mechanische Spannungsspitzen vermieden.
Die Verjüngung ist in der Kolbenwandung entsprechend Anspruch
4 so anzuordnen, daß sie sich während des gesamten Kolbenhubs
stets innerhalb der Zylinderbohrung befindet. Die sich an der
Verjüngung einstellende, die Dichtstelle bildende Auswölbung
befindet sich daher über den gesamten Kolbenhub in Kontakt
mit der Wandung der Zylinderbohrung. Entsprechend Anspruch 5
ist die Verjüngung vorzugsweise so gestaltet, daß die radiale
Auswölbung mit zunehmendem Druck des Hydraulikmediums
zunimmt. Da die Kolben-Zylinderbohrung-Paarung insbesondere
bei niedrigen Arbeitsdrücken dazu neigt, sich festzufressen,
ist durch die druckabhängige Auswölbung sichergestellt, daß
bei niedrigen Arbeitsdrücken die Auswölbung entsprechend
geringer ist und somit einem Kolbenfressen entgegengewirkt
wird.
Die Ansprüche 8 bis 16 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen
des Anspruchs 7.
Die Verjüngung der Laufbuchse ist entsprechend Anspruch 8
vorzugsweise durch eine dem Kolben abgewandte Ringnut
gebildet. Dies hat den Vorteil, daß die Innenlauffläche der
Laufbuchse im drucklosen Zustand von der Verjüngung
unbeeinflußt ist. Auch hier ist es entsprechend Anspruch 9
vorteilhaft, wenn die Ringnut der Laufbuchse keine Kanten,
sondern durch Radien gebildete Übergangsbereiche aufweist. In
der Zylinderbohrung kann entsprechend Anspruch 10 vorteil
hafterweise eine der Verjüngung der zugeordneten Laufbuchse
gegenüberliegende Ringnut vorgesehen sein. Diese Ringnut
kann, wie auch die Ringnut an der Laufbuchse, entsprechend
Anspruch 11 durch einen Verbindungskanal mit dem Arbeitsraum
verbunden sein. Durch die Druckbeaufschlagung der Ringnut der
Laufbuchse und/oder der Ringnut der Zylinderbohrung ergibt
sich eine zusätzliche radiale Kraftkomponente, die die
Auswölbung der Laufbuchse unterstützt.
Auch bei der Anordnung der Verjüngung an der Laufbuchse ist
es vorteilhaft, wenn die durch die Verjüngung geschaffene
Dichtstelle sich während des gesamten Kolbenhubs entsprechend
Anspruch 12 in Kontakt mit der Lauffläche der Kolben befindet
und die radiale Auswölbung der Verjüngung mit zunehmendem
Druck des Hydraulikmediums entsprechend Anspruch 13 zunimmt.
Entsprechend Anspruch 14 sollte die Laufbuchse in einem sich
von der Verjüngung in Richtung auf den durch den Kolben ver
schlossenen Arbeitsraum erstreckenden Bereich gegenüber der
Zylindertrommel beweglich und in einem sich von der Ver
jüngung von dem Arbeitsraum weg erstreckenden Bereich mit der
Zylindertrommel verbunden sein. Dadurch ist sichergestellt,
daß sich die Laufbuchse an der Verjüngung aufgrund der
axialen Druckbeaufschlagung deformieren kann. Entsprechend
Anspruch 15 kann vorteilhaft in dem sich von der Verjüngung
in Richtung auf den Arbeitsraum erstreckenden Bereich der
Laufbuchse eine Dichtung vorgesehen sein, die einen Spalt
zwischen der Laufbuchse und der Zylindertrommel zu dem
Arbeitsraum hin abdichtet. Dadurch wird verhindert, daß das
hydraulische Medium in den Bereich zwischen der Laufbuchse
und der Zylindertrommel eindringt und die Zylindertrommel in
ungewollter Weise radial deformiert. Ferner wird der Leckage
verlust des Hydraulikmediums verringert. Zum Abführen der
dennoch nicht ganz unvermeidlichen Leckageverluste kann ent
sprechend Anspruch 16 ein Leckkanal in der Zylinderbohrung
vorgesehen sein, der sich von der Verjüngung der Laufbuchse
bis zu einem Leckraum erstreckt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach
folgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine bekannte Ausgestaltung einer hydrostatischen
Maschine in Form einer Axialkolbenmaschine in
Schrägscheiben-Bauweise in einer geschnittenen
Darstellung;
Fig. 2 eine auszugsweise Schnittdarstellung eines Kolbens
und der umgebenden Zylindertrommel entsprechend
einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im
drucklosen Zustand;
Fig. 3 das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel bei
Beaufschlagung mit einem Arbeitsdruck;
Fig. 4 eine auszugsweise Schnittdarstellung eines Kolbens
und der umgebenden Zylindertrommel entsprechend
einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
und
Fig. 5 eine auszugsweise Schnittdarstellung eines Kolbens
und der umgebenden Zylindertrommel entsprechend
einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in Fig. 1 eine
Axialkolbenmaschine in Schrägscheiben-Bauweise in einer
üblichen Bauart dargestellt.
In einem Gehäuse 2 ist eine mit einer Welle 4 drehfest
verbundene Zylindertrommel 3 drehbar angeordnet. Die Welle 4
ist an einem ersten Wälzlager 5 und an einem zweiten
Wälzlager 6 gelagert. Zwischen einem Anschlußblock 7 und der
Zylindertrommel 3 befindet sich ein Steuerkörper 8, der
Steuernieren 9 zur zyklischen Verbindung eines
Niederdruckanschlusses 10 und eines Hochdruckanschlusses 18
mit in der Zylindertrommel 3 vorgesehenen Zylinderbohrungen
11 aufweist. In den Zylinderbohrungen 11 sind Kolben 12 im
wesentlichen axial beweglich. Die Kugelköpfe 13 der Kolben 12
stützen sich über Gleitschuhe 14 an einer Schrägscheibe 15
ab. Bei Schrägstellung der Schrägscheibe 15 führen die Kolben
12 bei jeder Umdrehung der Welle 4 und der Zylindertrommel 3
einen Kolbenhub innerhalb der Zylinderbohrungen 11 aus, so
daß bei der Arbeitsweise der hydrostatischen Maschine 1 als
Axialkolbenpumpe das sich in dem durch die Kolben 12
verschlossenen Arbeitsraum 16 befindliche Hydraulikmedium mit
einem Arbeitsdruck pHD beaufschlagt wird.
Bei der in Fig. 1 dargestellten konventionellen Bauweise
einer hydrostatischen Maschine in Axialkolben-Bauweise
befindet sich zwischen den Kolben 12 und der umgebenden
Zylindertrommel 3 ein nicht unwesentlicher Führungsspalt. Die
Paarung Zylinderbohrung 11 - Kolben 12 hat insbesondere bei
niedrigen Betriebsdrücken pHD, großen Drehzahlen der
Zylindertrommel 3 und kleinen Kolbenhüben eine verstärkte
Neigung zum Kolbenfressen. Aus diesem Grund ist es nicht
möglich, den Führungsspalt zwischen dem Kolben 12 und den
Zylinderbohrungen 11 kleiner auszulegen, um den in Fig. 1
verdeutlichten Leckölstrom QZK durch diesen Führungsspalt in
den Leckraum 17 zu verringern und dadurch die Leckageverluste
zu vermindern. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der
Leckölstrom QZK mit ansteigendem Betriebsdruck pHD aufgrund
des damit verbundenen Anstiegs des Druckabfalls an dem
Führungsspalt ansteigt und weiterhin überproportional von der
Spaltbreite zwischen dem Kolben 12 und der umgebenden
Zylindertrommel 3 abhängig ist.
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an der Paarung
zwischen den Kolben 12 und den Zylinderbohrungen 11.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
wobei ein Kolben 12 und die umgebende Zylindertrommel 3 sowie
der zugehörige Gleitschuh 14 dargestellt sind. Der Kolben 12
ist als Hohlkolben ausgebildet und weist einen von dem
Arbeitsraum 16 getrennten Hohlraum 20 auf. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der Kolben 12 durch ein Reibschweiß
verfahren hergestellt und weist ein Innenrohr 21 auf. Durch
den Endbereich 22, das Innenrohr 21 und den Kugelkopf 13 ist
eine Längsbohrung 23 über einer Drosselstelle 24 zu einem
trichterförmigen Auslaß 25 geführt, dem ein trichterförmiger
Einlaß einer Durchgangsbohrung 26 des Gleitschuhs 14 gegen
überliegt. Die Längsbohrung 23 in dem Kolben 12 und die
Längsbohrung 26 in dem Gleitschuh 14 dienen der hydraulischen
Entlastung und Schmierung des Gleitschuhs 14.
Der das Innenrohr 21 ringförmig umgebende Hohlraum 20 des
Kolbens 12 ist von einer Kolbenwandung 27 umgeben, die sich
zwischen dem Endbereich 22 und einem Halsbereich 28 des
Kolbens 12 erstreckt. Erfindungsgemäß hat die Kolbenwandung
27 eine Verjüngung 29. An der Verjüngung 29 weist die Kolben
wandung 27 eine verminderte Wandstärke auf. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Verjüngung dadurch gebildet, daß
eine an der dem Hohlraum 20 zugewandten Innenseite der
Kolbenwandung 27 ausgebildete Ringnut 30 vorgesehen ist. In
dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die
Ringnut keinerlei Kanten oder andere abrupte Formübergänge
auf, sondern durch Radien 31 bis 33 geschaffene Übergangs
bereiche, die einen stetigen, kontinuierlichen Formübergang
schaffen. An den durch die erfindungsgemäße Formgebung ver
miedenen Kanten könnten bei der noch zu beschreibenden
axialen Beanspruchung des Kolbens 12 hohe mechanische
Spannungsspitzen auftreten, die zu einer Materialermüdung und
somit zu einem vorzeitigen Ausfall des Kolbens 12 führen
könnten. Zwischen der Kolbenwandung 27 und der Zylinder
bohrung 11 befindet sich ein in Fig. 2 übertrieben
gezeichneter Führungsspalt 34. Der Führungsspalt 34 muß eine
bestimmte Mindestspaltbreite aufweisen, da es ansonsten bei
niedrigen Betriebsdrücken, hohen Drehzahlen und einem kleinen
Kolbenhub zum Kolbenfressen kommen könnte. Bei hohen
Betriebsdrücken pHD hingegen kommt es aufgrund des Führungs
spalts zu einem nicht unerheblichen Leckölstrom QZK, der
durch die erfindungsgemäße Maßnahme verringert wird.
Fig. 3 zeigt das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel
im Gegensatz zu Fig. 2 nicht im drucklosen Zustand, sondern
in einem druckbeaufschlagten Zustand, bei welchem in dem
Arbeitsraum 16 der Arbeitsdruck pHD herrscht. Aufgrund des
Druckgefälles zwischen dem Arbeitsdruck pHD in dem Arbeits
raum 16 und dem in dem Leckraum 17 herrschenden Leckdruck
erfährt der Kolben eine axiale Beaufschlagung, die an der
Verjüngung 29 zu einer geringfügigen elastischen Stauchung
des Kolbens 12 und einer radial nach außen gerichteten
elastischen Auswölbung 35 führt, die in Fig. 3 übertrieben
dargestellt ist. Diese Auswölbung 35 verringert die Spalt
breite des Führungsspalts 34 und dichtet den Führungsspalt 34
weitgehend ab, so daß der Leckölstrom QZK gegenüber der
konventionellen Ausgestaltung des Kolbens ohne der Verjüngung
29 erheblich verringert ist. Die Verringerung des
Leckageverlustes führt zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades
der hydrostatischen Maschine 1.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Auswölbung 35
mit zunehmendem Arbeitsdruck pHD in dem Arbeitsraum 16
vergrößert wird, so daß die durch die Auswölbung 35 bewirkte
Abdichtung insbesondere bei großen Arbeitsdrücken pHD
besonders effektiv ist. Der Führungsspalt 34 wird daher
erfindungsgemäß bei hohem Betriebsdruck pHD klein und bei
niedrigem Betriebsdruck pHD groß gehalten. Da bei hohen
Arbeitsdrücken die Gefahr eines Kolbenfressens gegenüber
niedrigen Arbeitsdrücken vermindert ist, führt die mit der
Auswölbung 35 einhergehende Verringerung der Spaltbreite 34
nicht zu einer Schädigung der Kolben 12 oder der
Zylinderbohrungen 11.
Die Verjüngung 29 ist dabei axial so positioniert, daß sie
sich während des gesamten Kolbenhubs stets innerhalb der
Zylinderbohrung 11 befindet und den Führungsspalt 34
abdichtet.
In Fig. 4 ist in einer auszugsweisen, geschnittenen
Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in
einem druckbeaufschlagten Zustand dargestellt. Ähnlich wie in
Fig. 3 ist der Kolben 12, der Gleitschuh 14 und der den
Kolben 12 umgebende Bereich der Zylindertrommel 3
dargestellt. Bereits beschriebene Elemente sind mit
übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, um die Zuordnung zu
erleichtern.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
Kolben 12 nicht unmittelbar in der Zylinderbohrung 11,
sondern in einer in die Zylinderbohrung 11 eingesetzten
Laufbuchse 40 geführt. Im Gegensatz zu dem in den Fig. 2 und
3 dargestellten Ausführungsbeispiel, weist nicht die Wandung
27 des Kolbens 12, sondern die Laufbuchse 40 eine Verjüngung
41 auf. Ein sich von der Verjüngung 41 in Richtung auf den
Leckraum 17, also von dem Arbeitsraum 16 weg, erstreckender
Bereich 42 ist beispielsweise mittels einer Schweißnaht 43 an
der Zylindertrommel 3 arretiert. Dagegen ist ein sich von der
Verjüngung 41 in Richtung auf den Arbeitsraum 16
erstreckender Bereich 44 gegenüber der Zylindertrommel 3
bewegbar, d. h. an der Zylindertrommel 3 nicht unmittelbar
arretiert.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Beaufschlagung des Kolbens 12
mit einem in dem Arbeitsraum 16 herrschenden Arbeitsdruck pHD
greift der Arbeitsdruck pHD an der Stirnfläche 45 der
Laufbuchse 40 an und beaufschlagt diese axial. Dies führt an
der Verjüngung 41 zu einer in Fig. 4 übertrieben
dargestellten Auswölbung 46 der Laufbuchse 42 radial nach
innen, so daß ein zwischen der Laufbuchse 40 und dem Kolben
12 gebildeter Führungsspalt 34 verschmälert und somit die
Leckölströmung QZK verringert wird. Dabei nimmt die radiale
Auswölbung 46 der Verjüngung 41 mit zunehmendem Druck pHD des
Hydraulikmediums in dem Arbeitsraum 16 zu.
Die Verjüngung 41 kann durch eine dem zugehörigen Kolben 12
abgewandte Ringnut 50 an der Laufbuchse 40 gebildet sein.
Vorzugsweise weist auch die Ringnut 50 der Laufbuchse 40
keine Kanten, sondern durch Radien 47, 48 und 59 geschaffene
Übergangsbereiche mit einem stetigen Formübergang auf, so daß
mechanische Spannungsspitzen in diesem Bereich vermieden
werden.
Ein Dichtring 51 dichtet den Bereich zwischen der Laufbuchse
40 und der Zylindertrommel 3 ab. Vorzugsweise ist ein
Leckkanal 52 vorgesehen, der das Hydraulikmedium zu dem
Leckraum 17 hin abführt, das trotz des Dichtrings 51 in den
Bereich zwischen der Laufbuchse 40 und der Zylindertrommel 3
eindringt.
Die Verjüngung 41 ist axial so in der Laufbuchse 40
angeordnet, daß sie während des gesamten Kolbenhubs stets der
Lauffläche 53 des Kolbens 12 gegenüberliegt und deshalb ihre
Dichtfunktion über den gesamten Kolbenhub hinweg ausüben
kann.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
wobei auch hier der Kolben 12, der zugehörige Gleitschuh 14
und der den Kolben 12 umgebende Bereich der Zylindertrommel 3
dargestellt sind. Bereits anhand der Fig. 2 bis 4
beschriebene Elemente sind mit übereinstimmenden
Bezugszeichen versehen, so daß sich insoweit eine
wiederholende Beschreibung erübrigt.
In ähnlicher Weise, wie bei dem in Fig. 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist auch bei dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 5 eine Laufbuchse 40 in die Zylinderbohrung 11
eingesetzt. Im Gegensatz zu der Darstellung der Fig. 4, bei
welcher die Laufbuchse 40 im mit dem Arbeitsdruck pHD
beaufschlagten Zustand dargestellt ist, ist in Fig. 5 der
drucklose Zustand dargestellt. Die Laufbuchse 40 ist deshalb
nicht nach innen ausgewölbt. Erkennbar ist die durch die
Ringnut 50 geschaffene Verjüngung 41 der Laufbuchse 40.
Erkennbar ist weiterhin eine der Verjüngung 46 der Laufbuchse
40 gegenüberliegende Ringnut 60, die in der Zylinderbohrung
11 ausgebildet ist. Durch die beiden Ringnuten 50 und 60 wird
ein Hohlraum geschaffen, der über einen Verbindungskanal 61
mit dem Arbeitsraum 16 verbunden ist. Wenn in dem Arbeitsraum
16 ein Arbeitsdruck pHD herrscht, so wird über den
Verbindungskanal 61 die Laufbuchse 40 an der Stelle der
Verjüngung 41 mit einer radialen Kraftkomponente
beaufschlagt, die die Auswölbung der Laufbuchse 40 aufgrund
der axialen Beaufschlagung an der Stirnfläche 45 unterstützt.
Zu betonen ist jedoch, daß die wesentliche Verformungskraft
durch die an der Stirnfläche 45 der Laufbuchse 40 angreifende
axiale Kraftkomponente hervorgerufen wird.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungs
beispiele beschränkt. Insbesondere kann die Verjüngung 29 des
Kolbens 12 und die Verjüngung 41 der Laufbuchse 40 auch in
anderer Weise ausgestaltet sein oder es können andere
Bauformen der Kolben 12 oder der Laufbuchsen 40 zum Einsatz
kommen.
Claims (16)
1. Hydrostatische Maschine (1) mit einer Zylindertrommel (3)
und in der Zylindertrommel (3) ausgebildeten
Zylinderbohrungen (11), in welchen Kolben (12) bewegbar sind,
die jeweils einen Hohlraum (20) aufweisen, der von einer
Kolbenwandung (27) umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kolbenwandung (27) eine Verjüngung (29) aufweist, die
sich bei einer axialen Beanspruchung des Kolbens (12) radial
nach außen elastisch auswölbt.
2. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verjüngung (29) durch eine an der dem Hohlraum (20)
zugewandten Innenseite der Kolbenwandung (27) vorgesehene
Ringnut (30) gebildet ist.
3. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringnut (30) keine Kanten, sondern durch Radien (31,
32, 33) geschaffene Übergangsbereiche aufweist.
4. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verjüngung (29) axial so in der Kolbenwandung (27)
angeordnet ist, daß sie sich während des gesamten Kolbenhubs
stets innerhalb der zugeordneten Zylinderbohrung (11)
befindet.
5. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die radiale Auswölbung (35) der Verjüngung (29) mit
zunehmenden Druck (pHD) eines Hydraulikmediums, das sich in
einem durch den Kolben (12) verschlossenen Arbeitsraum (16)
befindet, zunimmt.
6. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlraum (20) des Kolbens (12) von dem durch den
Kolben (12) verschlossenen Arbeitsraum (16) getrennt ist.
7. Hydrostatische Maschine (1) mit einer Zylindertrommel (3)
und in der Zylindertrommel (3) ausgebildeten
Zylinderbohrungen (11), in welchen Kolben (12) in in die
Zylinderbohrungen (11) eingesetzten Laufbuchsen (40) bewegbar
sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Laufbuchse (40) eine Verjüngung (41) aufweist, die
sich bei einer axialen Beanspruchung der Laufbuchse (40)
radial nach innen elastisch auswölbt.
8. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verjüngung (41) durch eine dem zugehörigen Kolben
(12) abgewandte Ringnut (50) an der Laufbuchse (40) gebildet
ist.
9. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringnut (50) der Laufbuchse (40) keine Kanten,
sondern durch Radien (47, 48, 49) geschaffene
Übergangsbereiche aufweist.
10. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß an jeder Zylinderbohrung (11) eine der Verjüngung (41)
der zugeordneten Laufbuchse (40) gegenüberliegende Ringnut
(60) ausgebildet ist.
11. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis
10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringnut (50) an der Laufbuchse (40) und/oder die
Ringnut (60) an der Zylinderbohrung (11) über einen
Verbindungskanal (61) mit einem durch den zugeordneten Kolben
(12) verschlossenen Arbeitsraum (16) verbunden ist bzw. sind.
12. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis
11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verjüngung (41) axial so in der Laufbuchse (40)
angeordnet ist, daß sie während des gesamten Kolbenhubs stets
einer Lauffläche (53) des zugeordneten Kolben (12)
gegenüberliegt.
13. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis
12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die radiale Auswölbung der Verjüngung (41) mit
zunehmenden Druck (pHD) eines Hydraulikmediums, das sich in
einem durch den Kolben (12) verschlossenen Arbeitsraum (16)
befindet, zunimmt.
14. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis
13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufbuchse (40) in einem sich von der Verjüngung (41)
in Richtung auf den durch den Kolben (12) verschlossenen
Arbeitsraum (16) erstreckenden Bereich (44) gegenüber der
Zylindertrommel (3) beweglich und in einem sich von der
Verjüngung (41) von dem Arbeitsraum (16) weg erstreckenden
Bereich (42) mit der Zylindertrommel (3) verbunden ist.
15. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem sich von der Verjüngung (41) in Richtung auf den
Arbeitsraum (16) erstreckenden Bereich (44) der Laufbuchse
(40) eine Dichtung (51) vorgesehen ist, die einen Spalt
zwischen der Laufbuchse (40) und der Zylindertrommel (3) zu
dem Arbeitsraum (16) hin abdichtet.
16. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis
15,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Zylinderbohrung (11) ein Leckkanal (52) vorgesehen
ist, der sich von der Verjüngung (41) der Laufbuchse (40) bis
zu einem Leckraum (17) erstreckt.
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