-
Die
Erfindung betrifft eine hydraulische Kolbenmaschine gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
In
der
DE 10 2004
060 954 A1 ist beispielsweise eine Doppeltaumelscheibenmaschine
gezeigt, bei der in einer feststehenden Trommel eine Vielzahl von
Kolben aufgenommen sind, die jeweils paarweise gegenläufig
in der Trommel geführt sind und einen gemeinsamen Arbeitsraum
begrenzen. Die Axialverschiebung der gegenläufigen Kolben
erfolgt über zwei beidseitig der Trommel angeordnete Taumelscheiben,
die drehfest mit einer Antriebswelle verbunden sind. Jeder Kolben
ist über einen mit einer Durchgangsbohrung versehenen Gleitschuh
an der ihm zugeordneten Taumelscheibe abgestützt, wobei der
Kolben von einem Kapillarrohr durchsetzt ist, über die
Druckmittel zur Gleitfläche des Gleitschuhs geführt
ist, so dass dieser hydrostatisch abgestützt wird. Bei
dieser bekannten Lösung erfolgt die Druckmittelzufuhr zu
den Arbeitsräumen jeweils durch ein an dem den Arbeitsräumen
zugewandten Endabschnitten der Kolben aufgenommenes Saugventil,
das jeweils einen Druckraum begrenzt, der über in den Kolbenfuß eingebrachte
Schrägbohrungen mit Sauganschlüssen der Axialkolbenmaschine
verbunden ist. Zur Druckmittelabfuhr sind zwischen dem Arbeitsraum
und einem Druckanschluss radial oder axial in der Kolbentrommel
angeordnete Druckventile vorgesehen.
-
Nachteilig
bei derartigen Kolbenmaschinen ist, dass die im Kolbenfuß zur
Druckmittelzufuhr vorgesehenen Schrägbohrungen lediglich
einen begrenzten Volumenstrom ermöglichen, so dass es, insbesondere
bei hohen Drehzahlen, zu Füllungsproblemen kommen kann.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Lösung besteht darin,
dass eine derartige Ventilkonstruktion aufgrund der Anordnung der Saug-
und Druckventile im Kolben bzw. im Arbeitsraum zwischen den Kolben äußerst
aufwendig ist und einen komplexen Gehäuseaufbau erfordert.
-
Demgegenüber
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Kolbenmaschine zu
schaffen, bei der die hydraulischen Verluste bei minimalem vorrichtungstechnischen
Aufwand minimiert sind.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine hydraulische Kolbenmaschine mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Erfindungsgemäß hat
die Kolbenmaschine eine Vielzahl von über eine An-/Abtriebswelle
angetriebene Kolben, die in einer Kolbentrommel eines Gehäuses
axial verschiebbar geführt sind und die jeweils einen Arbeitsraum
begrenzen, in den Druckmittel über ein Saugventil zuführbar
und aus dem Druckmittel über ein Druckventil abführbar
ist, wobei das Gehäuse zumindest ein weiteres sich stirnseitig
an die Kolbentrommel anschließendes Gehäuseteil
aufweist. Die Saugventile und Druckventile sind erfindungsgemäß etwa
achsparallel zur Längsachse der Kolbenmaschine im Bereich
einer Trennebene der Gehäuseteile in Gehäuseaufnahmen
angeordnet. Bei dieser Lösung erfolgt die Druckmittelzufuhr über axial
im Gehäuse angeordnete Saugventile, so dass die Druckmittelkanäle
auf einfache Weise entsprechend dem gewünschten Volumenstrom
der Kolbenmaschine ausgebildet werden können und Füllprobleme
der Kolbenmaschine wirkungsvoll verhindert sind. Dadurch entfällt
gegenüber dem Stand der Technik gemäß der
DE 10 2004 060 954
A1 die Notwendigkeit, eine Vielzahl von Schrägbohrungen,
wie beim eingangs genannten Stand der Technik, in die Kolben einzubringen.
Die Montage der Axialkolbenmaschine ist besonders einfach, da die
Ventile im Bereich der Trennebene in Aufnahmen der Gehäuseteile
eingesetzt werden.
-
Gemäß einem
besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
sind die Saug- und Druckventile zumindest abschnittsweise in jeweils eine
Aufnahme der Kolbentrommel eingesetzt. Hierbei sind die Druckventile
vorzugsweise auf einem Teilkreis mit gegenüber dem Teilkreis
der Saugventile vergrößertem Durchmesser angeordnet.
-
Vorzugsweise
ist das weitere Gehäuseteil als Anschlussteil mit zumindest
einem Saug- und Druckanschluss ausgebildet. Aufgrund der in einem gemeinsamen
Gehäuseteil angeordneten Saug- und Druckanschlüsse
ist die Anzahl komplexer Gehäuseteile minimiert.
-
Bei
einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
wird ein Schließkörper jedes Saugventils mittels
zumindest einer an der Kolbentrommel abgestützten Schließfeder
gegen einen Ventilsitz eines in eine Aufnahme der Kolbentrommel
eingesetzten Sitzringes vorgespannt, der an einer Stirnfläche
des Gehäuseteils abgestützt ist. Vorteilhaft ist,
dass die Sitzringe von dem Gehäuseteil jeweils in der Aufnahme
der Kolbentrommel gehalten sind, so dass keine weiteren Befestigungsmittel
erforderlich sind. Hierbei wird es bevorzugt, wenn die Schließfeder
an einer stufenförmig zurückgesetzten Stützfläche
der Kolbentrommel abgestützt ist.
-
Ein
Ventilkörper der Druckventile ist vorzugsweise mittels
einer, an einem abschnittsweise in die Aufnahme eingesetzten Federteller
abgestützten, Druckfeder gegen einen in der Aufnahme der
Kolbentrommel ausgebildeten Ventilsitz vorgespannt, wobei der Federteller
an einer Stützschulter des Gehäuseteils abgestützt
ist. Vorteilhaft ist, dass die Federteller von dem Gehäuseteil
jeweils in der Aufnahme der Kolbentrommel gehalten sind, so dass
keine weiteren Befestigungsmittel erforderlich sind.
-
Der
im Bereich der Trennebene der Gehäuseteile angeordnete
Federteller ist vorzugsweise als Dichtelement zwischen dem Anschlussteil
und der Kolbentrommel ausgebildet, so dass in diesem Bereich keine
weiteren Dichtungen vorzusehen sind. Der Federteller hat bei einer
bevorzugten Ausbildung zumindest eine einen Druckmittelströmungspfad ausbildende
Ausnehmung, beispielsweise eine Durchgangsbohrung.
-
Die
Schließ- und Ventilkörper sind vorzugsweise mit
einer zumindest abschnittsweise etwa halbkugelförmigen
Stirnfläche versehen. Aufgrund der gekrümmten
Stirnflächen wird in der Schließstellung der Ventile
eine gute Dichtwirkung und in ihrer Offenstellung ein erheblich
reduzierter Strömungswiderstand erreicht.
-
Vorzugsweise
haben die Schließ- und Ventilkörper zumindest
eine Ausnehmung. Gemäß eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung sind die Schließ- und Ventilkörper
mit einer etwa zylinderförmigen Ausnehmung versehen, in
die ein Endabschnitt der Schließ- bzw. Druckfeder eintaucht
und in dieser gehalten ist. Die zylinderförmige Ausnehmung
ist insbesondere etwas kleiner als der Federdurchmesser der Schließ-
bzw. Druckfedern ausgeführt, so dass die Schließ-
und Ventilkörper mittels einer Presspassung an der Feder
gehalten sind. Vorzugsweise bilden die Federn jeweils eine Führung
der Schließ- und Ventilkörper in der Aufnahme
der Kolbentrommel aus.
-
Bei
einer erfindungsgemäßen Variante weisen die Schließ-
und Ventilkörper einen zumindest abschnittsweise ringförmigen
Axialbund auf, der von dem Endabschnitt der Schließ- bzw.
Druckfeder umgriffen und in dieser gehalten ist. Der Ringbund ist vorzugsweise
etwas größer als der Federinnendurchmesser der
Schließ- bzw. Druckfedern ausgeführt, so dass
die Schließ- und Ventilkörper mittels einer Presspassung
an der Feder gehalten sind.
-
Als
besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Axialbund von
einer Vielzahl auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneter Axialvorsprünge
ausgebildet ist, die bei hohen Belastungen elastisch nach innen
verformbar sind. Dadurch können in den Schließ-
und Ventilkörpern auftretende Spannungen erheblich minimiert
werden, so dass auch bei hohen Drücken eine Rissbildung
verhindert ist.
-
Die
Kolbenmaschine hat bei einer erfindungsgemäßen
Ausführung gegenläufig bewegbare, einen gemeinsamen
Arbeitsraum begrenzende Kolben, die über zumindest eine
gemeinsame Spannfeder jeweils mit einem Gleitschuh gegen eine Schräg- oder
Taumelscheibe vorgespannt sind, wobei die Endabschnitte der Spannfeder
jeweils an einer Anschlagschulter eines Kolbeneinsatzes der Kolben
abgestützt sind. Die Kolbeneinsätze reduzieren
jeweils den Kolbeninnenraum der Kolben, so dass das Totvolumen minimiert
ist. Aufgrund der Spannfeder kann gegenüber dem Stand der
Technik gemäß der
DE 10 2004 060 954.3 auf federvorgespannte
Rückzugplatten zur Vorspannung der Gleitschuhe gegen die Schräg-
oder Taumelscheibe verzichtet werden.
-
Das
Gewicht der Kolbenmaschine lässt sich verringern, wenn
zumindest der Ventilkörper, der Schließkörper,
der Federteller, der Sitzring, die Kolben und/oder die Kolbeneinsätze
aus verschleißfestem Kunststoff, beispielsweise kohlefaserverstärktem
Kunststoff, hergestellt sind. Aufgrund der durch die Gewichtsoptimierung
reduzierten Massenträgheit ist der Wirkungsgrad der Kolbenmaschine
verbessert. Die relativ weich schaltenden Ventilelemente und ein
kleines Totvolumen ermöglichen weiterhin eine erhebliche
Geräuschreduzierung. Der im Bereich der Trennebene der
Gehäuseteile angeordnete, als Dichtelement zwischen dem
Anschlussteil und der Kolbentrommel ausgebildete Federteller ist
vorzugsweise aus unverstärktem Polyoxymethylen (POM) hergestellt,
das neben einer hohen Steifigkeit ein ausgezeichnetes Rückstellvermögen
und dadurch eine gute Dichtwirkung aufweist.
-
Als
fertigungstechnisch besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen,
wenn die Kunststoffbauteile der Kolbenmaschine durch Spritzgießen
hergestellt werden. Dadurch ist die mechanische Nacharbeit der Bauteile
auf ein Minimum reduziert oder kann entfallen, so dass eine kostengünstige
Herstellung der Kolbenmaschine ermöglicht ist.
-
Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die
Kolbenmaschine als Doppeltaumelscheibenmaschine oder Doppelschrägkolbenmaschine
ausgebildet, so dass die Axialkräfte ausgeglichen sind.
Die Kolbenmaschine kann vorteilhafterweise in beide Drehrichtungen
betrieben werden.
-
Sonstige
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer
Unteransprüche.
-
Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
-
1 einen
Längsschnitt durch eine ventilgesteuerte Doppeltaumelscheibenmaschine;
-
2 eine
Teildarstellung der Taumelscheibenpumpe aus 1;
-
3 einen
Schnitt entlang einer Linie B-B in 1;
-
4 eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A aus 1;
-
5 eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B aus 1;
-
6 eine
Einzeldarstellung eines Schließ- oder Ventilkörpers
gemäß eines zweiten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels;
-
7 eine
Einzeldarstellung der Kolbentrommel aus 1 und
-
8 eine
Einzeldarstellung des Anschlussteils aus 1.
-
In 1 ist
eine Doppeltaumelscheibenpumpe 1 im Längsschnitt
dargestellt. Eine derartige Pumpe 1 hat ein Gehäuse 2,
das im Wesentlichen aus einer feststehenden Kolbentrommel 4 und
einem weiteren sich stirnseitig an die Kolbentrommel 4 anschließenden
Gehäuseteil 6 besteht. Auf ihrer von dem Gehäuseteil 6 abgewandten
Stirnseite ist die Kolbentrommel 4 mit einem Gehäusedeckel 8 versehen.
Die Kolbentrommel 4 ist mit einer Vielzahl von auf einem
gemeinsamen Teilkreis liegenden achsparallelen Zylinderbohrungen 10 durchsetzt,
die jeweils in den Stirnflächen der Kolbentrommel 4 münden
und jeweils zwei gegenläufig bewegbare Kolben 12, 14 aufnehmen.
Diese ragen mit einem Kolbenfuß 16, 18 aus
der jeweiligen Stirnfläche der Kolbentrommel 4 heraus.
Die Kolbenfüße 16, 18 sind kugelig
ausgebildet und tragen jeweils einen Gleitschuh 20, 22. Über die
Gleitschuhe 20 sind die in 1 aus der
linken Stirnfläche der Kolbentrommel 4 vorstehenden
Kolben 12 an einer ersten Taumelscheibe 24 und über die
Gleitschuhe 22 die aus der rechten Stirnfläche vorstehenden
Kolben 14 an einer zweiten Taumelscheibe 26 abgestützt.
Die Taumelscheibe 24 ist in einem Saugraum 28 des
als Anschlussteil 6 ausgebildeten weiteren Gehäuseteils
angeordnet, der über einen Saugkanal 30 in einen
Sauganschluss 32 mündet. Das Anschlussteil 6 ist
weiterhin mit einem Druckanschluss 34 versehen, der über
einen Druckkanal 36 in einen Druckraum 38 mündet.
Aufgrund der in einem gemeinsamen Anschlussteil 6 angeordneten
Saug- und Druckanschlüsse 32, 34 ist
die Anzahl komplexer Gehäuseteile minimiert. Die Taumelscheiben 24, 26 sind
drehfest mit einer Antriebswelle 40 der Taumelscheibenpumpe 1 verbunden,
die über jeweils eine Axial-/Radiallagerung 42 im
Anschlussteil 6 und dem Gehäusedeckel 8 gelagert
ist. Bei einer derartigen Konstruktion mit symmetrisch angeordneten
Taumelscheiben 24, 26 werden die auftretenden
Axialkräfte symmetrisch in die Antriebswelle 40 eingeleitet
und von dieser getragen, so dass das Gehäuse 2 und
die Lagerung 42 der beweglichen Teile entlastet sind und
somit kleiner ausgelegt werden können als es bei einer
einfachen Taumelscheibenpumpe mit nur einer Taumelscheibe der Fall
ist.
-
Von
den einander zuweisenden Endabschnitten der jeweils in einer Zylinderbohrung 10 aufgenommenen
Kolben 12, 14, wird ein sich durch die gegenläufige
Kolbenbewegung während des Saughubs vergrößernder
und während des Druckhubs verkleinernder Arbeitsraum 44 in
Axialrichtung begrenzt, in den Druckmittel über ein Saugventil 46 zuführbar
und aus dem Druckmittel über ein Druckventil 48 abführbar
ist. Die Druckventile 48 und Saugventile 46 sind – wie
im Folgenden noch näher ausgeführt – achsparallel
zur Längsachse der Taumelscheibenpumpe 1 im Bereich
einer Trennebene 50 der Gehäuseteile 4, 6 in
Gehäuseaufnahmen 52, 54 angeordnet. Bei
dieser Lösung erfolgt die Druckmittelzufuhr über
die achsparallel zur Gehäuselängsachse angeordneten
Saugventile 46 über die Saugkanäle 30 und
den Saugraum 28, die entsprechend dem gewünschten
Volumenstrom der Kolbenmaschine 1 ausgebildet werden können,
so dass Füllprobleme wirkungsvoll verhindert sind. Die
Montage der Pumpe 1 ist besonders einfach, da die Ventile 46, 48 im
Bereich der Trennebene 50 in jeweils eine mit dem Arbeitsraum 44 verbundene
Aufnahme 52, 54 der Kolbentrommel 4 eingesetzt
werden.
-
2 zeigt
eine Teildarstellung der Taumelscheibenpumpe 1 aus 1 mit
den beiden in einer Zylinderbohrung 10 aufgenommenen Kolben 12, 14, wobei
diese in ihrem inneren Totpunkt dargestellt sind, und einem Druckventil 48,
das in seiner Schließstellung dargestellt ist. Jeder Kolben 12, 14 hat
einen etwa zylinderförmigen Kolbenmantel 56, der über
eine Einschnürung 58 in den kugelförmigen Kolbenfuß 16 übergeht
(die Kolben der anderen Seite sind identisch aufgebaut, so dass
auf eine eigene Beschreibung verzichtet wird). Dieser steht in kugelgelenkartigem
Eingriff mit dem zugeordneten Gleitschuh 20, der seinerseits
mit seiner Gleitfläche 60 an der Stirnfläche
der Taumelscheibe 24 anliegt. Die Kolben 12, 14 sind über
zumindest eine gemeinsame Spannfeder 62 jeweils mit einem
der Gleitschuhe 20, 22 gegen die Taumelscheiben 24, 26 vorgespannt,
so dass die Gleitschuhe 20, 22 während
des Saughubs nicht von der zugeordneten Taumelscheibe 24, 26 abheben.
Die Endabschnitte der Spannfeder 62 sind jeweils an einer
axial zurückgestuften Anschlagschulter 64 eines
Kolbeneinsatzes 66 der Kolben 12, 14 abgestützt.
Die Kolbeneinsätze 66 sind abschnittsweise an
den Innendurchmesser des zylinderförmigen Kolbenmantels 56 angepasst
und schließen arbeitsraumseitig bündig mit einer
Stirnflächenebene 68 der Kolben 12, 14 ab,
so dass diese jeweils den Kolbeninnenraum der Kolben 12, 14 und damit
das Totvolumen reduzieren. Zur Verringerung der Reibung und zur
hydrostatischen Abstützung der Gleitschuhe 20, 22 sind
der Kolbeneinsatz 66, die Kolben 12, 14 und
die Gleitschuhe 20, 22 jeweils von einer Druckmittelbohrung 70 durchsetzt,
die einerseits im Arbeitsraum 44 und andererseits in der
Gleitfläche 60 in einer trichterförmigen
Erweiterung mündet. Diese ist erforderlich, um die Druckmittelverbindung
zur Gleitfläche 60 auch während der in 2 dargestellten
Relativverschwenkung zwischen Gleitschuh 20, 22 und
Kolben 12, 14 aufrechtzuerhalten.
-
3 zeigt
einen Schnitt entlang einer Linie B-B in 1, gemäß dem
die Druckventile 48 auf einem gemeinsamen Teilkreis 72 mit
gegenüber einem gemeinsamen Teilkreis 74 der Saugventile 46 vergrößertem
Durchmesser angeordnet sind. Der Teilkreis 75 der Kolben 12 liegt
zwischen der Antriebswelle 40 und dem Teilkreis 74 der
Saugventile 46. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind jedem Arbeitsraum 44 ein Saugventil 46 und
ein Druckventil 48 zugeordnet. Das Anschlussteil 6 ist
mit zwei diametral gegenüberliegenden Flanschen 76, 78 zur
Befestigung der Taumelscheibenpumpe 1 versehen
-
Gemäß 4,
die eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts
A aus 1 zeigt, haben die Saugventile 46 jeweils
einen Schließkörper 80 der mittels einer
an der Kolbentrommel 4 abgestützten Schließfeder 82 gegen
einen Ventilsitz 84 eines in die Aufnahme 52 der
Kolbentrommel 4 eingesetzten Sitzringes 86 vorgespannt
ist. Hierzu ist die Aufnahme 52 stufenförmig ausgebildet,
wobei die Geometrie eines Stufenabsatzes 88 so gewählt
ist, dass der Sitzring 86 etwa bündig mit einer
stirnseitigen Anlagefläche 90 der Kolbentrommel 4 verläuft
und an einer Stirnfläche 92 des Anschlussteils 6 abgestützt und über
dieses in der Aufnahme 52 gehalten ist, so dass keine weiteren
Befestigungsmittel erforderlich sind. Die Schließfeder 82 ist
mit einem ersten Endabschnitt 94 an einer stufenförmig
zurückgesetzten Stützfläche 96 der
Kolbentrommel 4 abgestützt. Der Schließkörper 80 ist
mittels einer etwa halbkugelförmigen Stirnfläche 98 durch
die Kraft der Schließfeder 82 gegen den Ventilsitz 84 vorgespannt.
Der Schließkörper 80 hat rückseitig
eine etwa zylinderförmige Ausnehmung 100, in die
ein zweiter Endabschnitt 102 der Schließfeder 82 eintaucht
und in dieser gehalten ist. Der Durchmesser der zylinderförmigen Ausnehmung 100 ist
etwas kleiner als der Federdurchmesser der Schließfeder 82 ausgeführt,
so dass der Schließkörper 80 mittels
einer Presspassung an der Schließfeder 82 gehalten
und in der Aufnahme 52 der Kolbentrommel 4 geführt
ist. Der Sitzring 86 ist mit einer umlaufenden etwa U-förmigen Ringnut 104 zur
Aufnahme einer nicht dargestellten Dichtung versehen.
-
Wie
insbesondere 5 zu entnehmen ist, die eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B aus 1 zeigt,
sind die Druckventile 48 ebenfalls als Sitzventile ausgebildet,
wobei ein Ventilkörper 106 der Druckventile 48 mittels
einer an einem abschnittsweise in die Aufnahme 54 eingesetzten
Federteller 108 mit einem ersten Endabschnitt 110 abgestützten
Druckfeder 112 gegen einen in der stufenförmigen
Aufnahme 54 der Kolbentrommel 4 ausgebildeten
Ventilsitz 114 vorgespannt ist. Dadurch wird eine Rückströmung
von dem Druckanschluss 34 über den Druckkanal 36 zum
Arbeitsraum 44 verhindert. Der Federteller 108 ist
an einer Stützschulter 116 des Anschlussteils 6 abgestützt,
so dass dieser von dem Anschlussteil 6 gegen die Kraft
der Druckfeder 112 in der Aufnahme 54 der Kolbentrommel 4 gehalten
ist. Der im Bereich der Trennebene 50 der Gehäuseteile 4, 6 angeordnete
Federteller 108 ist als Dichtelement ausgebildet, so dass
in diesem Bereich keine weiteren Dichtungen erforderlich sind. Der
Federteller 108 hat zumindest zwei einen Druckmittelströmungspfad
ausbildende Ausnehmungen 118, 120, beispiels weise
Durchgangsbohrungen. Der Ventilkörper 106 ist
mit einer etwa halbkugelförmigen Stirnfläche 122 versehen
und hat rückseitig eine etwa zylinderförmige Ausnehmung 124,
in die ein zweiter Endabschnitt 126 der Druckfeder 112 eintaucht
und in dieser gehalten ist. Der Durchmesser der zylinderförmigen
Ausnehmung 124 ist etwas kleiner als der Federdurchmesser
der Druckfeder 112 ausgeführt, so dass der Ventilkörper 106 mittels
einer Presspassung an der Druckfeder 112 gehalten und in
der Aufnahme 54 der Kolbentrommel 4 geführt
ist. Aufgrund der gekrümmten Stirnflächen 122 wird
in der Schließstellung der Druckventile 48 eine
gute Dichtwirkung und in ihrer Offenstellung ein erheblich reduzierter Strömungswiderstand
erreicht.
-
Gemäß 6,
die eine Einzeldarstellung eines Schließkörpers 80 bzw.
Ventilkörpers 106 gemäß eines
zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
zeigt, sind diese rückseitig mit einer etwa halbkugelförmigen
Ausnehmung 123 und einem abschnittsweise ringförmigen
Axialbund 125 versehen, der von dem Endabschnitt 102, 126 der
Schließ- bzw. Druckfeder 82, 112 (siehe 4 bzw. 5)
umgriffen und in dieser gehalten ist. Der Durchmesser des Ringbundes 125 ist
hierzu etwas größer als der Federinnendurchmesser
der Druckfeder 82, 112 ausgeführt, so
dass der Schließkörper 80 bzw. der Ventilkörper 106 mittels
einer Presspassung an der Druckfeder 82, 112 gehalten
und in der Aufnahme der Kolbentrommel 4 geführt
ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Axialbund 125 von
einer Vielzahl von auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneter
fingerförmiger Axialvorsprünge 127 ausgebildet
ist, die wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet bei hohen
Belastungen des Schließ- bzw. Ventilkörpers 80, 106 elastisch
nach innen verformbar sind. Dadurch können auch bei hohen
Drücken die in den Schließ- und Ventilkörpern 80, 106 auftretenden
Spannungen erheblich minimiert werden, so dass eine Rissbildung
wirkungsvoll verhindert ist. Die Axialvorsprünge sind zur
Erleichterung der Federmontage jeweils mit einer außenliegenden
Einführschräge 129 versehen.
-
Gemäß 7,
die eine Einzeldarstellung der Kolbentrommel 4 aus 1 zeigt,
hat diese einen im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper,
der einen Axialbund 128 aufweist, in dem die Zylinderbohrungen 10 ausgebildet
sind. Der Axialbund 128 ist am Rand mit Bohrungsabschnitten 130 durchsetzt,
die ein Aufschieben der Sitzringe 86 der Saugventile 46 in
die stufenförmigen Aufnahmen 52 ermöglichen und
sich mit einem Bohrungsteil 132 des Anschlussteils 6 (siehe 8)
zu einem Teil des Saugkanals 30 (siehe 1)
ergänzen. An ihrem Außenumfang ist die Kolbentrommel 4 mit
Befestigungslaschen 136 zur Aufnahme von zur Befestigung
der Kolbentrommel 4 an dem Anschlussteils 6 vorgesehenen
Befestigungsschrauben 138 (siehe 3) versehen.
-
8 zeigt
eine Einzeldarstellung des Anschlussteils 6 aus 1,
wobei der Saugraum 28 an seiner Innenumfangswandung mit
Bohrungsteilen 132 durchsetzt ist, die sich mit den Bohrungsabschnitten 130 (siehe 7)
zu einem Teilbereich des Saugkanals 30 ergänzen
und mit der Stirnfläche 92 die Sitzringe 86 der
Saugventile 46 und die Federteller 108 der Druckventile 48 in
der Aufnahme 52, 54 der Kolbentrommel 4 halten
(siehe 4 und 5). Zur Befestigung der Kolbentrommel 4 ist
das Anschlussteil 6 an seinem Außenumfang mit
Befestigungslaschen 140 zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 138 (siehe 3)
versehen.
-
Eine
Besonderheit der beschriebenen Lösung besteht darin, dass
zumindest der Schließkörper 80, der Ventilkörper 106,
der Federteller 108, der Sitzring 86, die Kolben 12, 14 und
auch die Kolbeneinsätze 66 aus verschleißfestem
Kunststoff, beispielsweise kohlefaserverstärktem PEEK hergestellt sind,
so dass die Doppeltaumelscheibenpumpe 1 mit minimalem Gewicht
und minimalen bewegten Massen ausgeführt ist. Die vorgenannten
Bauelemente werden vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt, wobei
die Gleitschuhe 20, 22 direkt an den zugeordneten
Kolben 12, 14 angespritzt werden können.
Die erfindungsgemäße Ausführung mit aus
Kunststoff herge stellten Bauelementen vereinfacht die Herstellung
der Pumpe 1, da für diese Bauelemente praktisch
keine Nachbearbeitung erforderlich ist. Die relativ weich schaltenden
Ventilelemente und ein kleines Totvolumen ermöglichen weiterhin
eine erhebliche Geräuschreduzierung. Die vorbeschriebene
Doppeltaumelscheibenpumpe 1 kann ohne Umbau in beiden Drehrichtungen
betrieben werden.
-
Die
erfindungsgemäße Kolbenmaschine 1 ist nicht
auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt,
vielmehr kann die Arbeitsmaschine 1 als Einscheibentaumelpumpe
ausgeführt werden, wobei in der Kolbentrommel 4 nur
die Kolben 12 axialverschiebbar geführt sind und über
die Gleitschuhe 20 an der einzigen Taumelscheibe 24 anliegen.
Bei einer derartigen Lösung wird das Gehäuse 2 einseitig
mit Druckkräften beaufschlagt, Vorteil ist jedoch, dass die
Pumpe 1 in Axialrichtung kürzer baut.
-
Offenbart
ist eine hydraulische Kolbenmaschine 1 mit einer Vielzahl
von über eine An-/Abtriebswelle 40 angetriebene
Kolben 12, 14, die in einer Kolbentrommel 4 eines
Gehäuses 2 axial verschiebbar geführt
sind und die jeweils einen Arbeitsraum 44 begrenzen, in
den Druckmittel über ein Saugventil 46 zuführbar
und aus dem Druckmittel über ein Druckventil 48 abführbar
ist, wobei das Gehäuse 2 zumindest ein weiteres
sich stirnseitig an die Kolbentrommel 4 anschließendes
Gehäuseteil 6 aufweist. Erfindungsgemäß sind
die Saugventile 46 und Druckventile 48 etwa achsparallel
zur Längsachse der Kolbenmaschine 1 im Bereich
einer Trennebene 50 der Gehäuseteile 4, 6 in
Gehäuseaufnahmen 52, 54 angeordnet.
-
- 1
- Doppeltaumelscheibenpumpe
- 2
- Gehäuse
- 4
- Kolbentrommel
- 6
- Gehäuseteil
- 8
- Gehäusedeckel
- 10
- Zylinderbohrung
- 12
- Kolben
- 14
- Kolben
- 16
- Kolbenfuß
- 18
- Kolbenfuß
- 20
- Gleitschuh
- 22
- Gleitschuh
- 24
- Taumelscheibe
- 26
- Taumelscheibe
- 28
- Saugraum
- 30
- Saugkanal
- 32
- Sauganschluss
- 34
- Druckanschluss
- 36
- Druckkanal
- 38
- Druckraum
- 40
- Antriebswelle
- 42
- Lagerung
- 44
- Arbeitsraum
- 46
- Saugventil
- 48
- Druckventil
- 50
- Trennebene
- 52
- Gehäuseaufnahme
- 54
- Gehäuseaufnahme
- 56
- Kolbenmantel
- 58
- Einschnürung
- 60
- Gleitfläche
- 62
- Spannfeder
- 64
- Anschlagschulter
- 66
- Kolbeneinsatz
- 68
- Stirnflächenebene
- 70
- Druckmittelbohrung
- 72
- Teilkreis
- 74
- Teilkreis
- 75
- Teilkreis
- 76
- Flansch
- 78
- Flansch
- 80
- Schließkörper
- 82
- Schließfeder
- 84
- Ventilsitz
(Saugventil)
- 86
- Sitzring
- 88
- Stufenabsatz
- 90
- Anlagefläche
- 92
- Stirnfläche
- 94
- erster
Endabschnitt
- 96
- Stützfläche
- 98
- halbkugelförmige
Stirnfläche
- 100
- Ausnehmung
- 102
- zweiter
Endabschnitt
- 104
- Ringnut
- 106
- Ventilkörper
- 108
- Federteller
- 110
- erster
Endabschnitt
- 112
- Druckfeder
- 114
- Ventilsitz
- 116
- Stützschulter
- 118
- Ausnehmung
- 120
- Ausnehmung
- 122
- halbkugelförmige
Stirnfläche
- 123
- Ausnehmung
- 124
- Ausnehmung
- 125
- Axialbund
- 126
- zweiter
Endabschnitt
- 127
- Axialvorsprung
- 128
- Axialbund
- 129
- Einführschräge
- 130
- Bohrungsabschnitt
- 132
- Bohrungsteil
- 134
- Bohrungsabschnitt
- 136
- Befestigungslasche
- 138
- Befestigungsschraube
- 140
- Befestigungslasche
-
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
-
- - DE 102004060954
A1 [0002, 0006]
- - DE 1020040609543 [0016]