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WO2012034619A1 - Axialkolbenmaschine - Google Patents

Axialkolbenmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2012034619A1
WO2012034619A1 PCT/EP2011/003927 EP2011003927W WO2012034619A1 WO 2012034619 A1 WO2012034619 A1 WO 2012034619A1 EP 2011003927 W EP2011003927 W EP 2011003927W WO 2012034619 A1 WO2012034619 A1 WO 2012034619A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axial piston
piston machine
pressure
insert
machine according
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/003927
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Clemens Krebs
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN201180055285.3A priority Critical patent/CN103201515B/zh
Priority to US13/823,451 priority patent/US9341170B2/en
Publication of WO2012034619A1 publication Critical patent/WO2012034619A1/de

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014Details or component parts
    • F04B1/2042Valves
    • F04B1/205Cylindrical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014Details or component parts
    • F04B1/2021Details or component parts characterised by the contact area between cylinder barrel and valve plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014Details or component parts
    • F04B1/2042Valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/22Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00Pumping installations or systems
    • F04B23/04Combinations of two or more pumps
    • F04B23/08Combinations of two or more pumps the pumps being of different types
    • F04B23/14Combinations of two or more pumps the pumps being of different types at least one pump being of the non-positive-displacement type

Definitions

  • the invention relates to an axial piston machine according to the preamble of
  • An axial piston machine is known for example from DE 10 2006 062 065 A1 195 36 997 C1 and the data sheet RDE 93220-04-R / 02.08 Bosch Rexroth AG and can be designed as a single or double axial piston engine and as a pump or motor.
  • the axial piston machine is designed with a housing in which at least one cylinder drum is rotatably mounted with a plurality of each defining a working space piston. These pistons are each supported via a piston foot on a swash plate whose angle of attack determines the piston stroke.
  • the cylinder drum is rotatably connected to a drive shaft, which acts depending on the type of machine (motor, pump) either as an output shaft or drive shaft.
  • the housing has an approximately pot-shaped or double-cup-shaped housing part, in the bottom of the pot
  • High-pressure and low-pressure channels are formed, which are connectable via the stationary with respect to the rotating cylinder drum control disk sequentially with the working spaces of the cylinder drum.
  • each control disc In the control disk several lying on a common pitch circle, comparatively small pressure kidneys are formed, between each one Material web is arranged. Low pressure side is each control disc with a
  • Saugniere executed, which extends over a larger compared to the small print kidney peripheral angle range.
  • US Pat. No. 7,257,948 B1 shows a double-axial piston machine in which a charge pump designed as an internal geared machine is arranged between two pumping units.
  • the charge pump is arranged between two fixedly connected to the housing discs.
  • the discs have the above-described pressure kidneys and a suction kidney. and at the same time form in this area the housing of the axial piston machine, i. they are not radial from the case or one
  • Housing part includes. Drum side is each disc on the assigned
  • a Doppelaxialkolbenpumpe is shown with two pump units in swash plate design, in which the housing has a disk-shaped central housing part in which the two drive shafts of the two units are rotatably connected to each other. In this area between the two shafts an impeller or an impeller of a charge pump is mounted, via which the pressure medium on the low pressure side and for both units with a boost pressure can be acted upon.
  • the housing part is designed on the side of a first unit with an insert ring, which, after the impeller is inserted into the housing part, is mounted.
  • Circumferential angle range extends.
  • the two control discs are designed very thin and lie with a high-precision ground axial bearing surface on an equally precise axial contact surface of the insert ring and the middle housing part.
  • the control discs are also very precisely made and ground spherical convex.
  • the high-pressure channels in the middle housing part are subjected to comparatively high pressures in the region of the pressure kidneys and the adjoining material webs during operation of the axial piston machine.
  • the problem is that, as a rule, the housing part is made of ductile iron, and that exactly in this
  • control disc, the insert ring and the housing part on which rests the control disc in the required precision and pressure resistance are very expensive to manufacture and take up relatively much space in the axial direction.
  • the invention is based on the object to provide an axial piston machine with a shortened length, and simplified manufacturing, in which the risk of damage due to compressive stress is reduced.
  • This object is achieved by an axial piston machine having the features of patent claim 1.
  • the object is further achieved by an insert with the features of claim 19.
  • the axial piston machine has a housing part in which a cylinder drum connected in a rotationally fixed manner to a drive shaft is mounted.
  • the cylinder drum has a plurality of each limiting a working space and supported on a swash plate piston.
  • the working spaces are alternately connectable during a rotation of the drum via a high-pressure channel section and a low-pressure channel section of a housing-fixed or fixed in the housing insert part with a high-pressure and with a low-pressure channel, which run in the housing part.
  • the expression "extending in the housing part” includes in this case that the channels also run in other parts used in the housing part.
  • the insert part lies directly opposite a control surface of the cylinder drum, wherein the high-pressure channel section and the low-pressure channel section in the control surface have approximately kidney-shaped mouth regions. The insert is located directly on the
  • Cylinder drum if one considers the forming during operation lubricating film between insert and cylinder drum as not significant for the view.
  • the insert combines the function of an insert ring and the function of a
  • Control disc in a single and compact component by the rejuvenation in the insert of the high-pressure channel section undergoes a kidney-shaped mouth region to a circular cylindrical mouth and are brought by the insert part, the working spaces of the cylinder drum with the high-pressure channel and low-pressure channel in fluid communication.
  • This one-piece design results in a lower production cost, since instead of the conventional insert ring with control disk now only one insert must be made and edited.
  • insert ring and the control disk are integrally designed as an insert, also eliminates the production of contact surfaces between the conventional two parts (insert ring, control disc). It is particularly advantageous that the difficult production or processing of the thin
  • Insert part against a directly adjacent to the housing control disc further contributes to a higher pressure resistance of the housing, as highly loaded
  • the high-pressure channel section has an approximately circular-cylindrical mouth at its end opposite the mouth region in the control surface.
  • the control surface of the insert part abuts on an end face of the cylinder drum in such a way that a planar contact between the insert part and the cylinder drum is formed and the work spaces can be connected via the mouth regions to the HD or ND channel section in the insert part in a pressure-tight manner.
  • the surface contact between the control and the end face is designed so that the cylinder drum can rotate together with the drive shaft without too much leakage between the cylinder drum and insert. It only builds up a respective lubricant film between the end face of the cylinder drum and the control surface of the insert part.
  • an orifice region or the mouth regions have a fine deflection geometry, in particular a reversing groove, which terminates in the control surface.
  • the groove extends advantageously along approximately one Partial circle, which can be covered during the rotation of the cylinder drum both from the mouth area and from the insert side openings of the work spaces. If the axial piston machine operates with different directions of rotation of the drive shafts, it is also advantageous if fine-turn control geometries are provided at the outlet areas for both directions of rotation.
  • control surface is spherical. It can be concave or convex. But it is also possible a plane control surface.
  • control surface is raised as a surface of the insert facing the rest of the cylinder drum
  • Lubricating film necessary leakage pressure-tight with the high-pressure or with the high-pressure and the low-pressure channel section in the insert part are connectable.
  • Mouth area of the high-pressure passage section or the low-pressure passage section one or more material webs (33) between the radially inner
  • an end face side surface of the material webs is downgraded relative to the control surface.
  • the surface of the material webs does not close flush with the control surface and the recesses or control kidneys adjacent to the material webs are in fluid communication with each other directly on the control surface.
  • the low-pressure channel section of the insert part towards the housing part preferably has an opening region in a peripheral surface.
  • the mouth of the high-pressure passage section is preferably formed in a circumferential surface on the insert part.
  • the structure of the axial piston machine can be simplified if a fitting receptacle is formed in the mouth of the high-pressure passage section, into which one into the
  • Insert part in the housing part changes. Through the socket and a position assurance of the insert is obtained with respect to the housing part. It is particularly advantageous if the pressure bush is stepped, so that such
  • Actuation surface for the high pressure is created, that on the pressure bush, a force in the direction of the insert is effective.
  • the insert In order to axially support the insert against the housing, the insert has a radial downgrading over which an axial abutment surface is formed to the housing. Via the radial downgrading, the insert part is also radially in the housing
  • a receptacle into which a sliding bearing or roller bearing is used, via which the drive shaft is mounted in the insert part and thus in the housing part.
  • the insert is a steel casting, preferably nitrided cast steel is used. It is also possible that the insert is a forged part or machined from solid material and nitrided. In principle, it is also possible, instead of a preferably used steel casting, a spheroidal graphite iron or gray cast iron, the housing of a
  • An axial piston machine with the features of claim 1 may in particular also be designed as a double axial piston machine with two housed in a common housing part units, which include at least one drive shaft and a cylinder drum, each unit is associated with an insert part in the sense of at least one of the preceding claims , If each cylinder drum is assigned in each case to a drive shaft, these are preferably connected to one another in a rotationally fixed manner at their opposite end sections via a coupling bushing, wherein the coupling bushing is preferably rotatably mounted via a rolling or slide bearing arranged in a receptacle of the two insert parts.
  • the drive shafts may have an outer toothing, which engages in an internal toothing of the coupling socket.
  • the end portions of the shafts are kept short, whereby bends of the drive shaft can be compensated and are transmitted only limited to the coupling socket. If the two drive shafts have identical end sections accommodated in the socket, the two units can be mounted in two variants (left / right).
  • a charge pump can be arranged, via which a pressure medium inflowing pressure medium can be acted upon with a boost pressure and wherein an impeller of the charge pump forms at least in sections with one or both inserts an axial gap seal.
  • impeller or Impellerrad is rotatably connected to the coupling socket. It may, for example, be made in one piece with the socket or molded onto the socket.
  • the insert according to the invention has a high-pressure channel section with an end-side mouth region and an approximately circular cylindrical radial orifice and is formed in one piece.
  • a blank of the insert part may be an integrally formed casting or blanks of an insert ring and a control plate, which are cohesively - for example, by melting or welding - are interconnected.
  • FIG. 1 shows a detailed representation in a partial section along the longitudinal axis of FIG
  • FIG. 2 shows a detailed representation of the double-axial piston pump according to FIG. 1 in an enlarged view
  • FIG. 3 shows a perspective view of a first insert part of the double-axial piston pump according to FIGS. 1 and 2,
  • FIGS. 4 and 5 are sectional views of the first insert part of the double axial piston pump according to FIG. 3,
  • FIGS. 6 shows a perspective view of a second insert part according to the invention of the double-axial piston pump according to FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 7 shows a sectional view of the second insert part of the double axial piston pump according to FIG. 6 and FIG.
  • Figure 8 is a valid for both inserts top view of a top of the insert.
  • the double-axial piston pump 1 according to FIG. 1 has a multi-part housing, of which only the middle double-head-like housing part 2 with housing sections 2 a, 2 b and 2 c is partially shown in FIG.
  • the housing section 2b is a central part, from which the housing sections 2a and 2c protrude in opposite directions.
  • two pump units 66, 68 are arranged in the housing.
  • a drive shaft 4 of the pump unit 66 and in the housing section 2b and 2c a drive shaft 5 of the pump unit 68 is arranged and stored.
  • the approximately cylindrical housing sections 2a and 2c attached to the middle housing section 2b together with outer lids (not shown) form one
  • the drive shafts 4, 5 have a External teeth on which in a corresponding internal toothing (both not shown) in each case a cylinder drum 10, 1 1 engages.
  • the cylinder drums 10, 1 1 have a plurality of lying on a common pitch cylinder bores 12, in each of which a piston 14 is guided. This limits together with the cylinder bore 12 a working space 16 whose volume is dependent on the piston stroke.
  • a remote from the working space 16 piston foot (not shown) of each piston 14 is pivotally connected to a sliding block (not shown). This is located in each case one in the housing sections 2a and 2c rotatably mounted swash plate (also not shown), wherein the angle of attack of a contact surface on which the shoes can slide, determines the piston stroke.
  • Swashplates be made adjustable or invariable.
  • Each cylindrical drum 10, 1 1 has on its front side shown in Figure 1, an end wall 26 in which a plurality of lying on a common pitch channels 27 are formed, on the one hand in each case in one of the working spaces 16 and on the other hand in the outer end face 28 of Cylinder drums 10, 11 open. Both end faces 28 are concave spherical.
  • Each end face 28 of the cylinder drums 10, 11 of each pump unit 66, 68 is according to the invention slidably fixed to the housing fixed inserts 30, 31, in each of which compressive kidney 32 and a comparatively large suction kidney 34 are formed in a conventional manner.
  • the pressure kidneys 32 and the suction kidneys 34 are alternately in fluid communication with the work spaces 16 during the rotation of the cylinder drums 10, 11.
  • the construction according to the invention of the insert parts 30, 31 will be explained later with reference to FIGS.
  • the pump housing part 2 or more precisely the middle housing section 2b is subjected to considerable pressure forces during operation of the axial piston pump, in particular in the areas adjacent to the insert parts 30, 31. These are inventively absorbed by the inserts 30, 31, which are tuned with respect to their geometry and choice of material to this pressure load. That's it possible to design the middle housing portion 2b with a comparatively simple structure, which is easy to control casting technology.
  • the middle housing section 2b are two high-pressure ports P1, P2, wherein one pump unit of the high pressure port P1 and the other pump unit of the high-pressure port P2 is assigned.
  • a not shown in detail tank connection is common to both pump units.
  • the high-pressure port P1, P2 of a unit 66, 68 is connected via a respective high-pressure channel (HD channel) 46 and arranged in the insert part 30, 31 high-pressure channel section (HD channel section) 52 with the above-mentioned pressure kidney 32.
  • the low-pressure connection T of a unit 66, 68 is connected to the above-mentioned suction kidney 34 via a low-pressure channel (ND channel) (not shown) and a low-pressure channel section (ND channel section) 54 arranged in the insert part 30, 31.
  • ND channel low-pressure channel
  • ND channel section low-pressure channel section
  • Pressure bush 62 used.
  • the two pressure sockets 62 are step-shaped with a respective relief bore 113 relieved to the housing interior annular surface 114 at the stage and subjected to such high pressure that adjusts a radially into the interior of the Doppelaxialkolbenpumpe 1 acting Druckkraftrultultierende.
  • An end portion of the pressure bushes 62 located at the bottom in FIG. 1 lies snugly against a mating surface of the insert parts 30, 31, so that they are fixed in position relative to the angular position via the pressure bushes 62.
  • the drive shafts 4, 5 have at their end portions on external teeth 102 which mesh with an internal toothing of the coupling sleeve 80. In this way, the drive shafts 4, 5 are rotatably connected to each other via the coupling sleeve 80.
  • the coupling bushing 80 is radially mounted via two plain bearings 86, 87 in the two insert parts 30, 31. It also has two radially expanded annular webs 88, 89, of which the annular web 88 is axially supported on an annular shoulder 90 of the sliding bearing 87 and the annular web 89 on an annular shoulder 91 of the sliding bearing 86.
  • this charge pump 82 is formed by an impeller, which is rotatably connected via the coupling sleeve 80 with the drive shafts 4, 5 and on the suction side of the pressure medium is charged with a boost pressure.
  • An impeller 84 is integrally formed on the annular web 89 to the coupling sleeve 80. Via the impeller wheel 84 pressure medium is sucked from a suction chamber T and conveyed into a charge pressure chamber 104.
  • the boost pressure chamber 104 is connected via the suction-side ND channel sections 54 of the insert parts 30, 31 with their suction kidneys 34.
  • FIG. 2 shows an enlarged partial view of the exemplary embodiment according to FIG. 1 in the region of the two pressure sockets 62.
  • a part of the impeller wheel 84 and the coupling bush 80 are recognized.
  • the coupling bush 80 forms two hubs 100, 101 in the left and right in FIG the external teeth 102 of the drive shafts 4, 5 meshes with the internal teeth of the coupling sleeve 80.
  • the insert parts 30, 31 each have a peripheral to the impeller 84 projecting guide collar 108, 109 of each of the outer periphery of the impeller 84 partially covered and forms a sealing gap with this.
  • the boost pressure side of the imprinter is sealed on the one hand against a suction side of the imager and, on the other hand, against that in the interior of the housing in which the cylinder drum of the one unit is located.
  • the hubs 100 and 101 of the imager dip into the two slide bearings 86, 87, each fitted in a receptacle 148, 149 of the insert members 30, 31 and having an annular end surface 124, 125 of their annular shoulders 90, 91 in a radial extension of the receptacle 148th , 149 are axially supported.
  • the annular surfaces opposite the annular surfaces on the annular webs 88 and 89 serve as axial guidance of the coupling bushing together with the impeller. Otherwise, there is a certain amount of play between the axial end faces of the imprinter and the inserts 30,31.
  • the two identical pressure bushes 62 are acted on at an excess surface radially inwardly (in Figure 2 down) with the high pressure, so that they are always acted upon in the direction of the associated insert part 30, 31.
  • the one with Ring end face 126 executed end portion of the pressure bushing 62 dips into a corresponding radial fitting receptacle 130 of the insert parts 30 and 31, so that the insert parts 30, 31 are fixed in relation to the angular position.
  • Their radial centering is in each case via their circular cylindrical outer peripheral surfaces 166, 168, with which they are inserted into a continuous fitting bore 60 of the central housing portion 2b.
  • FIG. 3 shows an overview of the basic construction of the insert 30 and FIGS. 4 and 5 show the insert 30 in a section or in an enlarged section.
  • FIG. 6 shows the basic structure of the slightly larger insert part 31 and
  • FIG. 7 shows the insert part 31 in a section.
  • FIG. 8 shows a top view, which applies to both insert parts 30, 31 except for the arrangement of the reversing grooves 36.
  • the Um Tavernnuten are drawn as they are present in the insert part 30 of Figures 3 to 5.
  • the insert parts 30, 31 are formed of a comparatively high-strength material, for example of nitrided cast steel, while the housing part 2 of a material with comparatively lower compressive strength, for example
  • FIGS. 3 to 5 explain the structure of the insert part 30 of the unit 66 according to the invention in the following.
  • the insert part 30 is shown with a drum-side end section 140 and an impeller-side ring section 142, which is radially set back relative to the drum-side end section 140.
  • the fitting receptacle 130 for the pressure bushing 62 (see Fig. 1 or 2) is formed.
  • the axial HD orifice portion 56 and the axial ND orifice portion 58 are formed in the control surface 144. Separated by material webs 33, three pressure kidneys 32 are formed in the HD mouth region 56. A surface of the
  • Material webs 33 is slightly lowered relative to the control surface 144, whereby in operation all three pressure kidneys 32 of the insert member 30 with each other in
  • the ND mouth region 58 is formed by a large suction kidney 34.
  • Each mouth region 56, 58 each has a Um putnut 36, whereby
  • FIG. 4 shows a section of the insert part 30 according to FIG. 3 from which the course of the HD channel section 52 and of the N D channel section 54 opens very well.
  • both channel sections 52, 54 are designed to be angular, with the mouth regions 56, 58 each opening in the axial direction in the control surface 144 of the end section 140. It is clearly visible that the control surface 144 in the places of Mouth areas 56 and 58 is formed very narrow and also not parallel to the rest of the top 146 of the insert 30 is formed.
  • An orifice 132 oriented toward the pressure port P (see FIGS. 1 and 2) or an orifice region 134 oriented toward the suction port T open radially in a peripheral wall in the transition region between the control-side end section 140 and the radially-recessed annular section 142.
  • a receptacle 148 for the sliding bearing 86 according to FIGS. 1 and 2 in the insert part 30 is created. Furthermore, on the impeller side, there is provided a radial downgrading 150 of the receptacle 148, in which the annular shoulder 90 of the sliding bearing 86 (see FIGS. 1 and 2) can dip.
  • the radial gradation of the insert part 30 from the end section 140 to the ring section 142 is made normal to the central axis, whereby a contact surface in the form of an annular end face 141 is formed.
  • This system is just as the control surface 144 or the end face 28 (see Figure 1) precisely ground.
  • Housing section 2b radially centered and stored in the designated axial fitting bore 160.
  • FIG. 5 shows a section through the insert part 30 according to FIG. 4 in an enlarged view to better illustrate a region of the control surface 144.
  • a symmetrical middle part of the receptacle 148 according to FIG. 4 is cut away.
  • a semicolon curve A which touches the control surface 144, indicates that the control surface 144 has a section of a spherical or spherical surface.
  • the radius of the semicolon curve A corresponds to the radius of the corresponding sphere.
  • the ND-mouth portion 58 is formed by a large suction kidney 34 and has no such lowering.
  • Material webs 33 is planar and normal in the embodiment shown
  • this surface may be formed of a surface of slightly reduced radius concentric with the control surface 144.
  • the top 146 passes over a supporting annular step 120 in the wall of the control surface 144 on.
  • FIGS. 6 and 7 explain the structure of the insert part 31 of the unit 68 according to the invention in the following.
  • FIG. 6 shows the insertion part 31 of the unit 68, which in principle is similar to the insert part 30 of the unit 66 according to FIGS. 1 to 5. Equally formed features therefore bear the same reference numerals of the insert 30th
  • a drum-side end portion 140 has an HD mouth region 56 with a pressure kidney 32 reinforced by material webs 33 and an ND mouth region 58 with a suction kidney 34.
  • the annular spherical control surface 144 is slightly raised relative to the rest of the top 146 formed.
  • a surface of the material webs 33 is slightly lowered relative to the control surface 44, whereby the pressure kidney 32 of the insert member 31 is not interrupted directly in the control surface.
  • the ND mouth portion 58 is formed by a large suction kidney 34.
  • Mouth area 56, 58 also has one analogous to the insert 30 each
  • fitting receptacle 130 for the pressure bush 62 of the unit 68 can be seen (see FIG. 2).
  • This fitting receptacle 130 opens into a, relative to the insert member 30 significantly longer annular portion 154 which is set back relative to the end portion 140 of the insert member 31 in the radial direction.
  • control surface 144 of the insert part 31 rests against the end face 28 of the cylindrical drum 11 in the mounted state of the insert part 31 (see FIGS. 1 and 2). This results in the same advantages over the prior art as in the description of Figure 3 already set out with respect to the insert 30.
  • Impeller wheel 84 (see Fig. 1 and 2) can flow.
  • the impeller wheel side again has an end recess whose circumferential walls form the guide collar 109 for a section of the impeller wheel 84, so that this - as already mentioned - by the guide collar 108 on the insert part 30 and forms the guide collar 109 on the insert 31 in the radial direction of a sealing gap.
  • An axial through bore forms a receptacle 149 for the slide bearing 87 (see FIG. 2) in the insert part 31.
  • a radial downgrading 151 of the receptacle 149 is provided on the impeller side, wherein the annular shoulder 91 of the sliding bearing 87 (see FIG.
  • the radial gradation of the insert part 31 from the end section 140 to the ring section 154 is made normal to the central axis, whereby a contact surface in the form of an annular end face 141 is formed analogous to the insert part 30 of the unit 66.
  • This system like the control surface 144 or the end face 28 of the cylindrical drum 11 of the unit 68 (see FIG. According to Figure 2, the insert member 31 is located with its annular end face 141 on the housing part 2. Via an outer circumferential surface 166, the insert part 31 according to FIG. 2 is radially centered and mounted in the housing section 2b in the axial fitting bore 160 provided for this purpose.
  • Figure 8 shows a valid for both inserts 30, 31 top view of the top of the insert parts 30, 31, which faces the respective end faces 28 of the cylinder drums 10 and 11.
  • the control surface 144, the axially slightly back-stepped remaining top 146, the mouth areas 56 and 58, the pressure kidney 32 and material webs 33, the Um bruisenuten 36 and the suction kidney 34 are shown.
  • the Um bellenuten are dependent on the direction of rotation in each case at the end of the
  • an axial piston machine with a housing, and a cylindrical drum, wherein in the housing an insert part is arranged with an HD channel section, which merges from an approximately kidney-shaped drum-side HD-mouth region in an approximately circular cylindrical Gezzauseiteittge muzzle, wherein the insert member bears directly against the cylinder drum , Furthermore, an insert part for such an axial piston machine is disclosed.

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Abstract

Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuseteil (2), mit einer Triebwelle (4, 5), die in dem Gehäuseteil gelagert ist, mit einer Zylindertrommel (10, 11), die drehfest mit der Triebwelle (4, 5) verbunden ist und die eine Vielzahl von jeweils einen Arbeitsraum (16) begrenzenden und an einer Schrägscheibe abgestützten Kolben (14) aufnimmt. Die Arbeitsräume (16) sind alternierend mit einem Hochdruckkanal (46) und mit einem Niederdruckkanal verbindbar, die in dem Gehäuseteil (2) verlaufen. In das Gehäuseteil (2) ist ein Einsatzteil (30, 31) fest eingesetzt, das mit einer Steuerfläche (144) der Zylindertrommel (10, 11) unmittelbar gegenüberliegt. Das Einsatzteil (30, 31) weist einen Hochdruck- (52) und einen Niederdruckkanalabschnitt (54) auf, die in der Steuerfläche etwa nierenförmige Mündungsbereiche (56, 58) aufweisen. Die gegenüber dem Mündungsbereich in der Steuerfläche (144) anderen Mündungen (132, 134) der Hochdruck und Niederdruckkanalabschnitte sind radial am Einsatzteil ausgebildet.

Description

Axialkolbenmaschine
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1 und ein für eine derartige Axialkolbenmaschine geeignetes
Einsatzteil.
Eine Axialkolbenmaschine ist beispielsweise aus der DE 10 2006 062 065 A1 195 36 997 C1 und dem Datenblatt RDE 93220-04-R/02.08 der Bosch Rexroth AG bekannt und kann als Einfach- oder Doppelaxialkolbenmaschine und als Pumpe oder Motor ausgeführt sein. Bei diesen bekannten Lösungen ist die Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse ausgeführt, in dem zumindest eine Zylindertrommel mit einer Vielzahl von jeweils einen Arbeitsraum begrenzenden Kolben drehbar gelagert ist. Diese Kolben sind jeweils über einen Kolbenfuß an einer Schrägscheibe abgestützt, deren Anstellwinkel den Kolbenhub bestimmt.
Der jeweils von einem Kolben begrenzte Arbeitsraum ist über eine stirnseitig im
Gehäuse angeordnete Steuerscheibe alternierend mit einem Hochdruck- und einem Niederdruckkanal verbindbar. Die Zylindertrommel ist drehfest mit einer Triebwelle verbunden, die je nach Maschinenart (Motor, Pumpe) entweder als Abtriebswelle oder als Antriebswelle wirkt.
Bei den oben genannten Axialkolbenmaschinen weist das Gehäuse ein in etwa topfförmiges oder doppeltopfförmiges Gehäuseteil auf, in dessen Topfboden die
Hochdruck- und Niederdruckkanäle ausgebildet sind, die über die mit Bezug zur rotierenden Zylindertrommel feststehende Steuerscheibe aufeinander folgend mit den Arbeitsräumen der Zylindertrommel verbindbar sind. Bei anderen Axialkolbenmaschinen kann der Teil des Gehäuses, in dem die Druckkanäle ausgebildet sind, auch
plattenförmig ausgebildet sein.
In der Steuerscheibe sind mehrere auf einem gemeinsamen Teilkreis liegende, vergleichsweise kleine Drucknieren ausgebildet, zwischen denen jeweils ein Materialsteg angeordnet ist. Niederdruckseitig ist jede Steuerscheibe mit einer
Saugniere ausgeführt, die sich über einen im Vergleich zu den kleinen Drucknieren größeren Umfangswinkelbereich erstreckt.
Die US 7,257,948 B1 zeigt eine Doppelaxialkolbenmaschine, bei der zwischen zwei Pumpeinheiten eine als Innenzahnradmaschine ausgeführte Ladepumpe angeordnet ist. Die Ladepumpe ist dabei zwischen zwei fest mit dem Gehäuse verbundenen Scheiben angeordnet. Die Scheiben weisen dabei die oben beschriebenen Drucknieren und eine Saugniere auf. und bilden in diesem Bereich zugleich das Gehäuse der Axialkolbenmaschine aus, d.h. sie sind radial nicht vom Gehäuse oder einem
Gehäuseteil umfasst. Trommelseitig liegt jede Scheibe an der zugeordneten
Zylindertrommel an.
Nachteilig daran ist, dass die Scheiben nicht von einem Gehäuse umfasst sind, so dass Anlageflächen der Scheiben mit der Ladepumpe gefährdet gegenüber
Verschmutzungen sind.
In der DE 195 36 997 C1 ist eine Doppelaxialkolbenpumpe mit zwei Pumpeinheiten in Schrägscheibenbauweise dargestellt, bei der das Gehäuse einen scheibenförmigen mittleren Gehäuseteil aufweist, in dem die beiden Triebwellen der beiden Einheiten drehfest miteinander verbunden sind. In diesem Bereich zwischen den beiden Wellen ist ein Laufrad bzw. ein Impeller einer Ladepumpe gelagert, über die das Druckmittel niederdruckseitig und für beide Einheiten mit einem Ladedruck beaufschlagbar ist. Zur Montage des Laufrads ist das Gehäuseteil auf der Seite einer ersten Einheit mit einem Einsatzring ausgeführt, der, nachdem das Laufrad ins Gehäuseteil eingesetzt ist, montiert wird. In diesem Einsatzring sind der Zylindertrommel der ersten Einheit zugeordnete Hochdruck- und Niederdruckkanalabschnitte ausgeführt, die auf der Seite des mittleren Gehäuseteils mit einem im Gehäuseteil angeordneten Hochdruck- und einem Niederdruckkanal in Druckmittelverbindung stehen. Bei der zweiten Pumpeinheit sind diese Hochdruck- und Niederdruckkanalabschnitte in der Wandung des
Gehäuseteils ausgebildet. Arbeitsräume der beiden Zylindertrommeln sind über eine stirnseitig am mittleren Gehäuseteil (zweite Pumpeinheit) bzw. stirnseitig am Einsatzring (erste Pumpeinheit) angeordnete Steuerscheibe alternierend mit dem Hochdruck- und dem Niederdruckkanalabschnitt des Gehäuses bzw. des Einsatzringes verbindbar. In der Steuerscheibe sind hochdruckseitig mehrere auf einem gemeinsamen Teilkreis liegende, vergleichsweise kleine Drucknieren ausgebildet, zwischen denen jeweils ein Materialsteg angeordnet ist. Niederdruckseitig ist jede Steuerscheibe mit einer Saugniere ausgeführt, die sich über einen im Vergleich zu den kleinen Drucknieren größeren
Umfangswinkelbereich erstreckt.
Die beiden Steuerscheiben sind dabei sehr dünn ausgeführt und liegen mit einer hochpräzise geschliffenen axialen Anlagefläche an einer ebenso präzisen axialen Anlagefläche des Einsatzrings bzw. des mittleren Gehäuseteils an. Trommelseitig sind die Steuerscheiben ebenso sehr präzise sphärisch konvex gefertigt und geschliffen.
Die Hochdruckkanäle im mittleren Gehäuseteil sind im Bereich der Drucknieren und der an diese angrenzenden Materialstege beim Betrieb der Axialkolbenmaschine mit vergleichsweise hohen Drücken beaufschlagt. Problematisch ist dabei, dass in der Regel der Gehäuseteil aus Sphäroguss hergestellt ist, und dass genau in diesem
Bereich eine im Hinblick auf den Gießfrontverlauf problematische Zone vorliegt, in der während der Gusserstarrung Lunkerstellen auftreten können. Bei hohen Belastungen aufgrund eines hohen hydraulischen Drucks kann es dann im Bereich vorhandener Lunker zu Beschädigungen oder Deformationen des Gehäuseteils kommen, so dass die Laufzeit der Axialkolbenmaschine verringert ist.
Nachteilig an der Lösung ist, dass die Steuerscheibe, der Einsatzring und der Gehäuseteil, an dem die Steuerscheibe anliegt, in der geforderten Präzision und Druckfestigkeit nur sehr aufwändig zu fertigen sind und in axialer Richtung verhältnismäßig viel Platz beanspruchen.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Axialkolbenmaschine mit verkürzter Baulänge, und vereinfachter Fertigung zu schaffen, bei der die Gefahr einer Beschädigung durch Druckbeanspruchung verringert ist. Diese Aufgabe wird durch eine Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein Einsatzteil mit den Merkmalen des Patentanspruches 19 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine hat ein Gehäuseteil, in dem eine drehfest mit einer Triebwelle verbundene Zylindertrommel gelagert ist. Die Zylindertrommel hat eine Vielzahl von jeweils einen Arbeitsraum begrenzenden und an einer Schrägscheibe abgestützten Kolben. Die Arbeitsräume sind dabei während einer Rotation der Trommel alternierend über einen Hochdruckkanalabschnitt und einen Niederdruckkanalabschnitt eines gehäusefesten oder fest im Gehäuse angeordneten Einsatzteils mit einem Hochdruck- und mit einem Niederdruckkanal, die im Gehäuseteil verlaufen, verbindbar. Der Ausdruck "im Gehäuseteil verlaufen" schließt dabei mit ein, dass die Kanäle auch in in das Gehäuseteil eingesetzten weiteren Teilen verlaufen. Erfindungsgemäß liegt das Einsatzteil mit einer Steuerfläche der Zylindertrommel unmittelbar gegenüber, wobei der Hochdruckkanalabschnitt und der Niederdruckkanalabschnitt in der Steuerfläche etwa nierenförmige Mündungsbereiche haben. Das Einsatzteil liegt direkt an der
Zylindertrommel an, wenn man den sich im Betrieb bildenden Schmierfilm zwischen Einsatzteil und Zylindertrommel als nicht beachtlich für die Betrachtungsweise ansieht.
Das Einsatzteil vereint die Funktion eines Einsatzringes und die Funktion einer
Steuerscheibe in einem einzigen und kompakten Bauteil, indem im Einsatzteil der Hochdruckkanalabschnitt seine Verjüngung von einem nierenförmigen Mündungsbereich zu einer kreiszylindrischen Mündung erfährt und indem über das Einsatzteil die Arbeitsräume der Zylindertrommel mit dem Hochdruckkanal und Niederdruckkanal in Druckmittelverbindung gebracht werden. Diese einteilige Ausführung resultiert in einem geringeren Fertigungsaufwand, da anstatt des herkömmlichen Einsatzringes mit Steuerscheibe nun nur noch ein Einsatzteil gefertigt und bearbeitet werden muss.
Dadurch, dass der Einsatzring und die Steuerscheibe einstückig als Einsatzteil ausgeführt sind, entfällt auch die Fertigung von Anlageflächen zwischen den herkömmlichen beiden Teilen (Einsatzring, Steuerscheibe). Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die schwierige Fertigung beziehungsweise Bearbeitung der dünnen
Steuerscheibe entfällt. Die Verwendung eines derart einstückig ausgebildeten
Einsatzteils gegenüber einer direkt am Gehäuse anliegenden Steuerscheibe trägt weiterhin zu einer höheren Druckfestigkeit des Gehäuses bei, da hoch belastete
Bereiche um die Hochdruckanbindung erfindungsgemäß nicht im Gehäuse oder Gehäuseteil sondern im Einsatzteil ausgeführt sind und das Einsatzteil urform- bzw. umformtechnisch wesentlich besser zu beherrschen ist. Diese Bauweise ermöglicht es schließlich, das Gehäuseteil vergleichsweise dünnwandig auszuführen, während das Gehäuseteil im Bereich der mit Hochdruck belasteten Zonen durch das Einsatzteil ausgebildet ist. Bei gleicher Druckfestigkeit sind somit auch größere Kanalquerschnitte möglich, was die Strömungsbedingungen in der Maschine und den Wirkungsgrad der Maschine positiv beeinflussen. Die genannten Vorteile führen dazu, dass der Bauraum und insbesondere die Baulänge der gesamten Axialkolbenmaschine, gegenüber den herkömmlichen Lösungen verkürzt werden, da diese sehr voluminöse Gehäuse benötigten, um die erforderliche Druckfestigkeit bereit zu stellen.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung hat der Hochdruckkanalabschnitt an seinem gegenüber dem Mündungsbereich in der Steuerfläche anderen Ende eine etwa kreiszylindrische Mündung.
Die Steuerfläche des Einsatzteils liegt so an einer Stirnfläche der Zylindertrommel an, dass ein flächiger Kontakt zwischen dem Einsatzteil und der Zylindertrommel ausgebildet ist und die Arbeitsräume über die Mündungsbereiche druckmitteldicht mit dem HD- oder mit dem ND-Kanalabschnitt im Einsatzteil verbindbar sind. Der flächige Kontakt zwischen der Steuer- und der Stirnfläche ist dabei so ausgebildet, dass die Zylindertrommel mit der Triebwelle ohne zuviel Leckage zwischen Zylindertrommel und Einsatzteil zusammen rotieren kann. Es baut sich nur jeweils ein Schmierfilm zwischen der Stirnfläche der Zylindertrommel und der Steuerfläche des Einsatzteils auf.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weisen ein Mündungsbereich oder die Mündungsbereiche eine Feinumsteuergeometrie, insbesondere eine Umsteuernut auf, die in der Steuerfläche ausläuft. Die Nut verläuft dabei vorteilhafter Weise etwa entlang eines Teilkreises, der während der Rotation der Zylindertrommel sowohl vom Mündungsbereich als auch von einsatzteilseitigen Öffnungen der Arbeitsräume abdeckbar ist. Arbeitet die Axialkolbenmaschine mit unterschiedlichen Drehrichtungen der Triebwellen, ist es zudem von Vorteil, wenn an den Mündungsbereichen für beide Drehrichtungen Feinumsteuergeometrien vorgesehen sind.
Vorzugsweise ist die Steuerfläche sphärisch ausgebildet. Sie kann dabei konkav oder konvex ausgebildet sein. Möglich ist aber auch eine plane Steuerfläche.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuerfläche als eine gegenüber einer übrigen der Zylindertrommel zugekehrten Oberfläche des Einsatzteils erhabene
Ringfläche ausgebildet, in der sich die Mündungsbereiche befinden. Somit liegt nur eine kleine und definierte Fläche an der Zylindertrommel an, wodurch die Arbeitsräume besonders zuverlässig und gut kontrollierbar und bis auf die zum Aufbau des
Schmierfilms notwendige Leckage druckmitteldicht mit dem Hochdruck- oder mit dem Hochdruck- und dem Niederdruckkanalabschnitt im Einsatzteil verbindbar sind.
Um Druckschäden am Einsatzteil beziehungsweise an den Mündungsbereichen zu verhindern, verlaufen in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung im
Mündungsbereich des Hochdruckkanalabschnittes oder des Niederdruckkanalabschnittes ein oder mehrere Materialstege (33) zwischen der radial inneren
Begrenzung und der radial äußeren Begrenzung.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist eine stirnflächenseitige Oberfläche der Materialstege gegenüber der Steuerfläche zurückgestuft ist. Auf diese Weise schließt die Oberfläche der Materialstege nicht bündig mit der Steuerfläche ab und die den Materialstegen benachbarten Ausnehmungen oder Steuernieren stehen unmittelbar an der Steuerfläche miteinander in Druckmittelverbindung.
Vorzugsweise weist der Niederdruckkanalabschnitt des Einsatzteils zum Gehäuseteil hin einen Mündungsbereich in einer Umfangsfläche auf. Die Mündung des Hochdruckkanalabschnittes ist bevorzugt in einer Umfangsfläche am Einsatzteil ausgebildet.
Der Aufbau der Axialkolbenmaschine lässt sich vereinfachen, wenn in der Mündung des Hochdruckkanalabschnitts eine Passaufnahme ausgebildet ist, in die eine in das
Gehäuseteil reichende Druckbuchse eingesetzt, in der der Hochdruckkanal vom
Einsatzteil in das Gehäuseteil wechselt. Durch die Buchse wird auch eine Lagesicherung des Einsatzteils bezüglich des Gehäuseteils erhalten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Druckbuchse dabei abgestuft ist, so dass eine solche
Beaufschlagungsfläche für den Hochdruck geschaffen wird, dass an der Druckbuchse eine Kraft in Richtung auf das Einsatzteil wirksam ist.
Um das Einsatzteil gegen das Gehäuse axial abzustützen, weist das Einsatzteil eine radiale Rückstufung auf, über die eine axiale Anlagefläche zum Gehäuse ausgebildet ist. Über die radiale Rückstufung ist das Einsatzteil zudem radial im Gehäuse
zentrierbar.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn im Einsatzteil eine Aufnahme ausgebildet, in die ein Gleitlager oder Wälzlager eingesetzt, über das die Triebwelle im Einsatzteil und damit im Gehäuseteil gelagert ist.
Bei einer besonderen Ausführung der Erfindung ist das Einsatzteil ein Stahlgussteil, wobei vorzugsweise nitrierter Stahlguss verwendet wird. Möglich ist auch, dass das Einsatzteil ein Schmiedeteil ist oder aus massivem Material spanend herausgearbeitet und nitriert ist. Prinzipiell ist es auch möglich, anstelle eines bevorzugt verwendeten Stahlgusses, eines Sphärogusses oder Graugusses das Gehäuse aus einem
einfacheren Material, beispielsweise aus Leichtmetall herzustellen.
Eine Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen aus dem Patentanspruch 1 kann insbesondere auch als Doppelaxialkolbenmaschine ausgeführt sein mit zwei in einem gemeinsamen Gehäuseteil aufgenommenen Einheiten, zu denen zumindest eine Triebwelle und jeweils eine Zylindertrommel gehören, wobei jeder Einheit ein Einsatzteil im Sinne zumindest eines der vorhergehenden Ansprüche zugeordnet ist. Ist jeder Zylindertrommel jeweils eine Triebwelle zugeordnet, sind diese bevorzugt an ihren gegenüberliegenden Endabschnitten über eine Kupplungsbuchse drehfest miteinander verbunden, wobei die Kupplungsbuchse bevorzugt über ein in einer Aufnahme der beiden Einsatzteile angeordnetes Wälz- oder Gleitlager drehbar gelagert ist. Dabei können die Triebwellen eine Außenverzahnung aufweisen, die in eine Innenverzahnung der Kupplungsbuchse eingreift. Bevorzugt sind die Endabschnitte der Wellen dabei kurz gehalten, wodurch Biegungen der Triebwelle ausgeglichen werden können und nur begrenzt auf die Kupplungsbuchse übertragen werden. Weisen die beiden Triebwellen identische in der Buchse aufgenommene Endabschnitte auf, sind die beiden Einheiten in zwei Varianten (links / rechts) montierbar.
Im Bereich zwischen den Zylindertrommeln kann eine Ladepumpe angeordnet sein, über die ein niederdruckseitig zuströmendes Druckmittel mit einem Ladedruck beaufschlagbar ist und wobei ein Impellerrad der Ladepumpe zumindest abschnittsweise mit einem oder beiden Einsatzteilen eine axiale Spaltdichtung bildet.
Bevorzugt wird, wenn das Laufrad oder Impellerrad drehfest mit der Kupplungsbuchse verbunden ist. Dabei kann es beispielsweise einstückig mit der Buchse ausgeführt oder an die Buchse angeformt sein.
Das erfindungsgemäße Einsatzteil hat einen Hochdruckkanalabschnitt mit einem stirnseitigen Mündungsbereich und einer etwa kreiszylindrischen radialen Mündung und ist einstückig ausgebildet. Ein Rohling des Einsatzteils kann dabei ein einstückig ausgebildetes Gussteil sein oder aus Rohlingen eines Einsatzringes und einer Steuerplatte, die stoffschlüssig - beispielsweise durch Anschmelzen oder Schweißen - miteinander verbunden sind, bestehen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Detaildarstellung in einem Teilschnitt entlang der Längsachse einer
Doppelaxialkolbenpumpe, Figur 2 eine Detaildarstellung der Doppelaxialkolbenpumpe gemäß Figur 1 in vergrößerter Darstellung,
Figur 3 eine perspektivische Darstellung eines ersten Einsatzteils der Doppelaxialkolbenpumpe gemäß Figur 1 und 2,
Figuren 4 und 5 Schnittansichten des ersten Einsatzteils der Doppelaxialkolbenpumpe gemäß Figur 3,
Figur 6 eine perspektivische Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Einsatzteils der Doppelaxialkolbenpumpe gemäß Figur 1 und 2,
Figuren 7 eine Schnittansicht des zweiten Einsatzteils der Doppelaxialkolbenpumpe gemäß Figur 6 und
Figur 8 eine für beide Einsatzteile gültige Draufsicht einer Oberseite des Einsatzteils.
Da der Grundaufbau einer Doppelaxialkolbenpumpe aus dem Stand der Technik, beispielsweise wie aus der DE 195 36 997 C1 hinlänglich bekannt ist, werden im Folgenden nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauelemente und insbesondere ein mittlerer Bereich der Maschine erläutert.
Die Doppelaxialkolbenpumpe 1 gemäß Figur 1 hat ein mehrteiliges Gehäuse, von dem in Figur 1 nur das mittlere doppeltopfartige Gehäuseteil 2 mit Gehäuseabschnitten 2a, 2b und 2c teilweise gezeigt ist. Der Gehäuseabschnitt 2b ist ein Mittelteil, von dem aus die Gehäuseabschnitte 2a und 2c nach entgegengesetzten Richtungen wegragen. Im Gehäuse sind zwei Pumpeneinheiten 66, 68 angeordnet. Im Gehäuseabschnitt 2a und 2b ist eine Triebwelle 4 der Pumpeneinheit 66 und im Gehäuseabschnitt 2b und 2c eine Triebwelle 5 der Pumpeneinheit 68 angeordnet und gelagert. Die an den mittleren Gehäuseabschnitt 2b angesetzten etwa zylinderförmigen Gehäuseabschnitte 2a und 2c bilden gemeinsam mit außen liegenden Deckeln (nicht dargestellt) einen
Aufnahmeraum für zwei Zylindertrommeln 10, 1 1 aus. Die Triebwellen 4, 5 weisen eine Außenverzahnung auf, die in eine entsprechende Innenverzahnung (beide nicht dargestellt) jeweils einer Zylindertrommel 10, 1 1 eingreift.
Die Zylindertrommeln 10, 1 1 haben dabei eine Vielzahl von auf einem gemeinsamen Teilkreis liegenden Zylinderbohrungen 12, in denen jeweils ein Kolben 14 geführt ist. Dieser begrenzt gemeinsam mit der Zylinderbohrung 12 einen Arbeitsraum 16, dessen Volumen vom Kolbenhub abhängig ist. Ein vom Arbeitsraum 16 entfernter Kolbenfuß (nicht dargestellt) jedes Kolbens 14 ist gelenkig mit einem Gleitschuh (nicht dargestellt) verbunden. Dieser liegt an jeweils einer in den Gehäuseabschnitten 2a bzw. 2c drehfest gelagerten Schrägscheibe (ebenso nicht dargestellt) an, wobei der Anstellwinkel einer Anlagefläche, an der die Gleitschuhe abgleiten kann, den Kolbenhub bestimmt. Je nach Ausgestaltung der Doppelaxialkolbenpumpe 1 kann dieser Anstellwinkel der
Schrägscheiben verstellbar oder unveränderlich ausgeführt sein.
Jede Zylindertrommel 10, 1 1 hat an ihrer in Figur 1 gezeigten Stirnseite eine Stirnwandung 26, in der eine Vielzahl von auf einem gemeinsamen Teilkreis liegenden Kanälen 27 ausgebildet sind, die einerseits jeweils in einem der Arbeitsräume 16 und andererseits in der außen liegenden Stirnfläche 28 der Zylindertrommeln 10, 11 münden. Beide Stirnflächen 28 sind konkav sphärisch ausgeführt. Jede Stirnfläche 28 der Zylindertrommeln 10, 11 jeder Pumpeneinheit 66, 68 liegt erfindungsgemäß gleitend an gehäusefest gelagerten Einsatzteilen 30, 31 an, in denen jeweils in an sich bekannter Weise Drucknieren 32 und eine vergleichsweise große Saugniere 34 ausgebildet sind. Die Drucknieren 32 und die Saugnieren 34 stehen während der Rotation der Zylindertrommeln 10, 11 alternierend in Druckmittelverbindung mit den Arbeitsräumen 16. Der erfindungsgemäße Aufbau der Einsatzteile 30, 31 wird später anhand der Figuren 3 bis 8 erläutert.
Das Pumpengehäuseteil 2 oder genauer gesagt das mittlere Gehäuseabschnitt 2b ist im Betrieb der Axialkolbenpumpe, insbesondere in dem an die Einsatzteile 30, 31 angrenzenden Bereiche, mit erheblichen Druckkräften beaufschlagt. Diese werden erfindungsgemäß durch die Einsatzteile 30, 31 aufgenommen, die im Hinblick auf ihre Geometrie und Materialwahl auf diese Druckbelastung abgestimmt sind. Dadurch ist es möglich, das mittlere Gehäuseabschnitt 2b mit einem vergleichsweise einfachen Aufbau auszugestalten, der gießtechnisch einfach zu beherrschen ist.
Im mittleren Gehäuseabschnitt 2b sind zwei Hochdruckanschlüsse P1 , P2, wobei der einen Pumpeneinheit der Hochdruckanschluss P1 und der anderen Pumpeneinheit der Hochdruckanschluss P2 zugeordnet ist. Ein nicht näher gezeigter Tankanschluss ist beiden Pumpeneinheiten gemeinsam. Der Hochdruckanschluss P1 , P2 einer Einheit 66, 68 ist dabei über je einen Hochdruckkanal (HD-Kanal) 46 und einen im Einsatzteil 30, 31 angeordneten Hochdruckkanalabschnitt (HD-Kanalabschnitt) 52 mit den oben genannten Drucknieren 32 verbunden. Der Niederdruckanschluss T einer Einheit 66, 68 ist über einen Niederdruckkanal (ND-Kanal) (nicht dargestellt) und einen im Einsatzteil 30, 31 angeordneten Niederdruckkanalabschnitt (ND-Kanalabschnitt) 54 mit der oben genannten Saugniere 34 verbunden. In beide HD-Kanäle 46 ist jeweils eine
Druckbuchse 62 eingesetzt. Die beiden Druckbuchsen 62 sind stufenförmig ausgebildet mit einer über jeweils eine Entlastungsbohrung 113 zum Gehäuseinneren entlasteten Ringfläche 114 an der Stufe und derart mit Hochdruck beaufschlagt, dass sich eine radial ins Innere der Doppelaxialkolbenpumpe 1 wirkende Druckkraftresultierende einstellt. Ein in Figur 1 unten liegender Endabschnitt der Druckbuchsen 62 liegt dabei passgenau an einer Passfläche der Einsatzteile 30, 31 an, so dass diese insbesondere im Bezug auf die Winkellage über die Druckbuchsen 62 lagefixiert sind.
Die Triebswellen 4, 5 weisen an ihren Endabschnitten Außenverzahnungen 102 auf, die mit einer Innenverzahnung der Kupplungsbuchse 80 kämmen. Auf diese Weise sind die Triebwellen 4, 5 über die Kupplungsbuchse 80 drehfest miteinander verbunden. Die Kupplungsbuchse 80 ist dabei über zwei Gleitlager 86, 87 in den beiden Einsatzteilen 30, 31 radial gelagert. Sie weist zudem zwei radial erweiterte Ringstege 88, 89 auf, von denen der Ringsteg 88 an einer Ringschulter 90 des Gleitlagers 87 und der Ringsteg 89 an einer Ringschulter 91 des Gleitlagers 86 axial abgestützt ist.
Wie beispielsweise in der DE 195 36 997 C1 beschrieben, sind derartige Doppelaxialkolbenmaschinen mit einer Ladepumpe 82 ausgeführt. Bei der konkreten Lösung ist diese Ladepumpe 82 durch einen Impeller gebildet, der über die Kupplungsbuchse 80 drehfest mit den Triebwellen 4, 5 verbunden ist und über den das Druckmittel saugseitig mit einem Ladedruck beaufschlagt ist. Ein Impellerrad 84 ist dabei über den Ringsteg 89 an die Kupplungsbuchse 80 einstückig angeformt. Über das Impellerrad 84 wird Druckmittel aus einem Saugraum T angesaugt und in einen Ladedruckraum 104 gefördert. Der Ladedruckraum 104 ist über die saugseitigen ND-Kanalabschnitte 54 der Einsatzteile 30, 31 mit deren Saugnieren 34 verbunden.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Teildarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 im Bereich der beiden Druckbuchsen 62. Man erkennt einen Teil des Impellerrades 84 und der Kupplungsbuchse 80. Die Kupplungsbuchse 80 bildet in Figur 2 links und rechts zwei Naben 100, 101 aus, in deren Bereich die Außenverzahnung 102 der Triebwellen 4, 5 mit der Innenverzahnung der Kupplungsbuchse 80 kämmt. Gemäß dieser Darstellung haben die Einsatzteile 30, 31 stirnseitig je einen zum Impellerrad 84 vorspringenden umlaufenden Führungsbund 108, 109 der jeweils den Außenumfang des Impellerrades 84 abschnittsweise überdeckt und mit diesem einen Dichtspalt bildet. Durch die radialen Dichtspalte ist die Ladedruckseite des Impeilers einerseits gegen eine Saugseite des Impeilers und andererseits gegen den im Innenraum des Gehäuses, in dem sich die Zylindertrommel der einen Einheit befindet, abgedichtet. Die Naben 100 und 101 des Impeilers tauchen in die beiden Gleitlager 86, 87 ein, die jeweils in einer Aufnahme 148, 149 der Einsatzteile 30, 31 eingepasst und mit einer Ringstirnfläche 124, 125 ihrer Ringschultern 90, 91 in einer radialen Erweiterung der Aufnahme 148, 149 axial abgestützt sind. Die den Ringschultern gegenüberliegenden Planflächen an den Ringstegen 88 und 89 dienen als axiale Führung der Kupplungsbuchse mitsamt Impeller. Ansonsten besteht zwischen den axialen Stirnflächen des Impeilers und den Einsatzteilen 30,31 ein gewisses Spiel. Der dadurch bedingte flache Ringraum
zwischen dem Impeller und dem Einsatzteil 30 und damit die entsprechende
Seitenfläche am Impeller ist durch eine Bohrung 85 im Impeller vom Ladedruck entlastet. Alternativ kann der flache Ringraum auch durch eine Bohrung 83, die in Figur 1 gestrichelt angedeutet ist, durch das Einsatzteil 30 hindurch zum Gehäuseinneren entlastet sein.
Die beiden identischen Druckbuchsen 62 sind an einer Überschussfläche radial nach innen (in Figur 2 nach unten) mit dem Hochdruck beaufschlagt, so dass sie stets in Richtung des zugeordneten Einsatzteils 30, 31 beaufschlagt sind. Der mit einer Ringstirnfläche 126 ausgeführte Endabschnitt der Druckbuchsen 62 taucht in eine entsprechende radiale Passaufnahme 130 der Einsatzteile 30 bzw. 31 ein, so dass die Einsatzteile 30, 31 in Bezug zur Winkellage fixiert sind. Ihre radiale Zentrierung erfolgt jeweils über ihre kreiszylindrischen Außenumfangsflächen 166, 168, mit denen sie in eine durchgängige Passbohrung 60 des mittleren Gehäuseabschnitts 2b eingesetzt sind.
Details der beiden Einsatzteile 30 und 31 werden anhand der Figuren 3 bis 8 erläutert. Dabei zeigt die Figur 3 in einer Übersicht den prinzipiellen Aufbau des Einsatzteils 30 und die Figuren 4 und 5 das Einsatzteil 30 in einem Schnitt bzw. in einem vergrößerten Schnitt. Die Figur 6 zeigt den prinzipiellen Aufbau des etwas größeren Einsatzteils 31 und die Figur 7 das Einsatzteil 31 in einem Schnitt. Die Figur 8 zeigt eine Draufsicht, die bis auf die Anordnung der Umsteuernuten 36 für beide Einsatzteile 30, 31 gilt. Die Umsteuernuten sind so eingezeichnet, wie sie bei dem Einsatzteil 30 aus den Figuren 3 bis 5 vorhanden sind. Bei dem Einsatzteil 31 befinden sich die Umsteuernuten an den jeweils anderen enden der Steuernieren, da die Drehrichtung der Zylindertrommel, die an dem Einsatzteil 31 anliegt, bezüglich des Einsatzteils 31 entgegengesetzt zu der Drehrichtung der anderen Zylindertrommel bezüglich des Einsatzteils 30 ist.
Die Einsatzteile 30, 31 sind aus einem vergleichweise hochfesten Material, beispielsweise aus nitriertem Stahlguss ausgebildet, während das Gehäuseteil 2 aus einem Material mit vergleichweise geringerer Druckfestigkeit, beispielsweise aus
Leichtmetallguss oder dergleichen hergestellt sein kann.
Die Figuren 3 bis 5 erläutern im Folgenden den Aufbau des erfindungsgemäßen Einsatzteils 30 der Einheit 66.
In Figur 3 ist das Einsatzteil 30 mit einem trommelseitigen Endabschnitt 140 und einem impellerseitigen Ringabschnitt 142, der gegenüber dem trommelseitigen Endabschnitt 140 radial zurückgesetzt ist gezeigt. In wenigstens einem der beiden Abschnitten 140 und 142 ist die Passaufnahme 130 für die Druckbuchse 62 (vgl. Fig. 1 oder 2) ausgebildet. An einer Oberseite des Einsatzteils 30 bzw. an der in den Figur 4 und 5 rechten Seite des trommelseitigen Endabschnittes 140 ist eine ringförmige sphärische Steuerfläche 144 leicht erhaben gegenüber einer übrigen Oberseite 146, ausgebildet. Erfindungsgemäß liegt diese Steuerfläche 144 im montierten Zustand des Einsatzteils 30 an der Stirnfläche 28 der Zylindertrommel 10 (vgl. Fig. 1 und 2) an. Über die schmale ringförmige Form der Steuerfläche 144 ist es ermöglicht, eine definierte und gut dichtende Anlage- bzw. Kontaktzone zwischen der Zylindertrommel 10 und dem
Einsatzteil 30 auszubilden, die bei Rotation der Teile gegeneinander mit der
Betriebsflüssigkeit einen Gleitfilm bildet. Die Steuerfläche 44 ist dabei sehr präzise gefertigt und geschliffen. Gleiches gilt für die ihr gegenüber stehende Stirnfläche 28 der Zylindertrommel 10. Gegenüber dem Stand der Technik (vgl. die DE 195 36 997 C1 ), in dem zwei Einzelteile - ein Einsatzring und eine dünne Steuerscheibe - die Funktion des erfindungsgemäß einstückigen Einsatzteiles 30 übernehmen, hat das Einsatzteil 30 den Vorteil, dass sowohl die Urformung, also das Gießen, als auch die folgenden
Bearbeitungsschritte aufgrund der Größe und Kompaktheit des Einsatzteils 30 vereinfacht sind.
In der Steuerfläche 144 sind der axiale HD-Mündungsbereich 56 und der axiale ND- Mündungsbereich 58 ausgebildet. Durch Materialstege 33 getrennt sind dabei im HD- Mündungsbereich 56 drei Drucknieren 32 ausgebildet. Eine Oberfläche der
Materialstege 33 ist gegenüber der Steuerfläche 144 etwas abgesenkt, wodurch im Betrieb alle drei Drucknieren 32 des Einsatzteils 30 miteinander in
Druckmitteverbindung stehen. Der ND-Mündungsbereich 58 ist durch eine große Saugniere 34 ausgebildet.
Jeder Mündungsbereich 56, 58 weist jeweils eine Umsteuernut 36 auf, wodurch
Druckstöße im Betrieb der Doppelaxialkolbenpumpe 1 reduziert werden können. Je nach Drehrichtung befindet sich die Umsteuemut am einen oder anderen Ende der Mündungsbereiche.
Figur 4 zeigt einen Schnitt des Einsatzteils 30 gemäß Figur 3 aus dem sich sehr gut der Verlauf des HD-Kanalabschnittes 52 und des N D-Kanalabschnittes 54 erschließt.
Demgemäß sind beide Kanalabschnitte 52, 54 winkelförmig ausgeführt, wobei die Mündungsbereiche 56, 58 jeweils in Axialrichtung in der Steuerfläche 144 des Endabschnitts 140 münden. Gut sichtbar ist, dass die Steuerfläche 144 an den Stellen der Mündungsbereiche 56 und 58 sehr schmal ausgebildet ist und zudem nicht parallel zur übrigen Oberseite 146 des Einsatzteils 30 ausgebildet ist. Eine zum Druckanschluss P (vgl. Fig. 1 und 2) hin orientierte Mündung 132 bzw. ein zum Sauganschluss T hin orientierter Mündungsbereich 134 münden radial in einer Umfangswandung im Übergangsbereich zwischen dem steuerseitigen Endabschnitt 140 und dem dagegen radial zurückgesetzten Ringabschnitt 142.
Über eine axiale Durchgangsbohrung ist eine Aufnahme 148 für das Gleitlager 86 gemäß der Figuren 1 und 2 im Einsatzteil 30 geschaffen. Weiterhin ist impellerseitig eine radiale Rückstufung 150 der Aufnahme 148 vorgesehen, worin die Ringschulter 90 des Gleitlagers 86 (vgl. Fig. 1 und 2) eintauchen kann.
Im Bereich der Stirnfläche des Ringabschnitts 142 ist der bereits in Figur 2 erläuterte Führungsbund 108 ausgebildet, der den Impeller 84 abschnittsweise in
Umfangsrichtung umgreift.
Für eine definierte axiale Positionierung des Einsatzteils 30 im Gehäuseabschnitt 2b ist die radiale Abstufung des Einsatzteils 30 vom Endabschnitt 140 hin zum Ringabschnitt 142 normal zur Mittelachse ausgeführt, wodurch eine Anlagefläche in Form einer Ringstirnfläche 141 ausgebildet ist. Diese Anlage ist ebenso wie die Steuerfläche 144 oder die Stirnfläche 28 (vgl. Figur 1 ) präzise geschliffen.
Über eine Außenumfangsfläche 168 ist das Einsatzteil 30 gemäß Figur 2 im
Gehäuseabschnitt 2b in der dafür vorgesehenen axialen Passbohrung 160 radial zentriert und gelagert.
Figur 5 zeigt zur besseren Darstellung eines Bereiches der Steuerfläche 144 einen Schnitt durch das Einsatzteil 30 gemäß Figur 4 in einer vergrößerten Darstellung. Ein symmetrischer Mittelteil der Aufnahme 148 gemäß Figur 4 ist dabei weggeschnitten. Über eine Strichpunkt-Kurve A, die die Steuerfläche 144 tangiert, ist angedeutet, dass die Steuerfläche 144 einen Abschnitt einer sphärischen bzw. kugelförmigen Oberfläche ausgebildet ist. Der Radius der Strichpunktkurve A entspricht dabei dem Radius der entsprechenden Kugel. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass innerhalb des HD-Mündungsbereiches 56 ein radialer Durchmesser einer Drucknieren 32 gegenüber eines Materialsteges 33 etwas verringert ist, woraus die in Figur 3 bereits besprochene Absenkung der steuerflächenseitige Oberfläche der Materialstege 33 gegenüber der Steuerfläche 144 resultiert. Der ND-Mündungsbereich 58 ist durch eine große Saugniere 34 ausgebildet und weist keine solche Absenkung auf. Die Oberfläche der
Materialstege 33 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel planar und normal zur
Mittelachse des Einsatzteils 30 ausgebildet. Um die Druckfestigkeit der Steuerfläche 144 zu erhöhen kann diese Oberfläche alternativ aus einer zur Steuerfläche 144 konzentrischen Fläche mit leicht reduziertem Radius ausgebildet sein. Um eine
Kerbwirkung zwischen der Wandung der Steuerfläche 144 und der Oberseite 146 des Einsatzteiles zu verringern, geht die Oberseite 146 über eine stützende Ringstufe 120 in die Wandung der Steuerfläche 144 über.
Die Figuren 6 und 7 erläutern im Folgenden den Aufbau des erfindungsgemäßen Einsatzteils 31 der Einheit 68.
Figur 6 zeigt das Einsatzteil 31 der Einheit 68, das im Prinzip dem Einsatzteil 30 der Einheit 66 gemäß den Figuren 1 bis 5 ähnlich ist. Gleich ausgebildete Merkmale tragen daher die gleichen Bezugszeichen des Einsatzteils 30.
Ein trommelseitiger Endabschnitt 140 hat einen HD-Mündungsbereich 56 mit einer durch Materialstege 33 verstärkte Druckniere 32 und einen ND-Mündungsbereich 58 mit einer Saugniere 34. An der in Figur 7 rechten Seite des trommelseitigen
Endabschnittes 140 ist die ringförmige sphärische Steuerfläche 144 leicht erhaben gegenüber der übrigen Oberseite 146 ausgebildet. Eine Oberfläche der Materialstege 33 ist gegenüber der Steuerfläche 44 etwas abgesenkt, wodurch die Druckniere 32 des Einsatzteils 31 unmittelbar in der Steuerfläche nicht unterbrochen ist. Der ND- Mündungsbereich 58 ist durch eine große Saugniere 34 ausgebildet. Jeder
Mündungsbereich 56, 58 weist zudem analog zum Einsatzteil 30 jeweils eine
Umsteuernut 36 auf.
In der Darstellung gemäß Figur 6 erkennt man des Weiteren die Passaufnahme 130 für die Druckbuchse 62 der Einheit 68 (vgl. Fig. 2). Diese Passaufnahme 130 mündet in einem, gegenüber dem Einsatzteil 30 bedeutend längeren Ringabschnitt 154, der gegenüber dem Endabschnitt 140 des Einsatzteils 31 in Radialrichtung zurückgesetzt ist.
Erfindungsgemäß liegt die Steuerfläche 144 des Einsatzteils 31 im montierten Zustand des Einsatzteils 31 an der Stirnfläche 28 der Zylindertrommel 11 (vgl. Fig. 1 und 2) an. Dabei ergeben sich die gleichen Vorteile gegenüber dem Stand der Technik wie in der Beschreibung gemäß Figur 3 bereits bezüglich des Einsatzteils 30 dargelegt.
In der Darstellung gemäß Figur 6 erkennt man auch eine Aussparung 156, die sich zum Saugraum hin öffnet, so dass das Druckmittel über diese Aussparung 156 zum
Impellerrad 84 (vgl. Fig. 1 und 2) strömen kann.
Impellerradseitig ist gemäß der Schnittdarstellung in Figur 7 in der Stirnfläche des Ringabschnitts 154 wiederum eine Stirnausnehmung ausgeführt, deren Umfangs- wandungen den Führungsbund 109 für einen Abschnitt des Impellerrads 84 ausbilden, so dass dieses - wie bereits erwähnt - durch den Führungsbund 108 am Einsatzteil 30 und den Führungsbund 109 am Einsatzteil 31 in Radialrichtung einen Dichtspalt bildet. Eine axiale Durchgangsbohrung bildet eine Aufnahme 149 für das Gleitlager 87 (vgl. Fig. 2) im Einsatzteil 31 aus. Weiterhin ist impellerseitig eine radiale Rückstufung 151 der Aufnahme 149 vorgesehen, worin die Ringschulter 91 des Gleitlagers 87 (vgl. Fig. 2) eintauchen kann.
Für eine definierte axiale Positionierung des Einsatzteils 31 im Gehäuseabschnitt 2b, ist die radiale Abstufung des Einsatzteils 31 vom Endabschnitt 140 hin zum Ringabschnitt 154 normal zur Mittelachse ausgeführt, wodurch analog zum Einsatzteil 30 der Einheit 66 eine Anlagefläche in Form einer Ringstirnfläche 141 ausgebildet ist. Diese Anlage ist ebenso wie die Steuerfläche 144 oder die Stirnfläche 28 der Zylindertrommel 11 der Einheit 68 (vgl. Figur 1 ) präzise geschliffen. Gemäß Figur 2 liegt das Einsatzteil 31 mit seiner Ringstirnfläche 141 am Gehäuseteil 2 an. Über eine Außenumfangsfläche 166 ist das Einsatzteil 31 gemäß Figur 2 im Gehäuseabschnitt 2b in der dafür vorgesehenen axialen Passbohrung 160 radial zentriert und gelagert.
Figur 8 zeigt eine für beide Einsatzteile 30, 31 gültige Draufsicht der Oberseite der Einsatzteile 30, 31 , die den jeweiligen Stirnflächen 28 der Zylindertrommeln 10 und 11 zugewandt ist. Analog zu den Figuren 3 bis 7 sind die Steuerfläche 144, die axial etwas zurückgestufte übrige Oberseite 146, die Mündungsbereiche 56 und 58, die Druckniere 32 und Materialstege 33, die Umsteuernuten 36 und die Saugniere 34 abgebildet. Dabei befinden die Umsteuernuten drehrichtungsabhängig jeweils an dem ende der
Mündungsbereiche, dass die Kanäle 27 in der Zylindertrommel von der Saugniere 34 kommend über die Nut 36 der Druckniere den Druck im Arbeitsraum langsam aufbauen und von der Druckniere kommend über die Nut 36 der Niederdruckniere den Druck langsam abbauen können.
Offenbart ist eine Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse, und einer Zylindertrommel, wobei im Gehäuse ein Einsatzteil mit einem HD-Kanalabschnitt angeordnet ist, der von einem etwa nierenförmigen trommelseitigen HD-Mündungsbereich in eine etwa kreiszylindrische gehäuseseittge Mündung übergeht, wobei das Einsatzteil direkt an der Zylindertrommel anliegt. Offenbart ist des Weiteren ein Einsatzteil für eine derartige Axialkolbenmaschine.

Claims

Patentansprüche
1. Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuseteil (2), mit einer Triebwelle (4, 5), die in dem Gehäuseteil gelagert ist, mit einer Zylindertrommel (10, 11 ), die drehfest mit einer Triebwelle (4, 5) verbunden ist und die eine Vielzahl von jeweils einen Arbeitsraum (16) begrenzenden und an einer Schrägscheibe abgestützten Kolben (14) aufnimmt, wobei die Arbeitsräume (16) alternierend mit einem Hochdruckkanal (46) und mit einem Niederdruckkanal verbindbar sind, die in dem Gehäuseteil (2) verlaufen, und mit einem Einsatzteil (30, 31 ), das fest in das Gehäuseteil (2) eingesetzt ist und einen Hochdruck- kanalabschnit (52) und einen Niederdruckkanalabschnitt (54) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass das Einsatzteil (30, 31 ) mit einer Steuerfläche (144) der Zylindertrommel (10, 11 ) unmittelbar gegenüberliegt und dass der Hochdruckkanalabschnitt (52) und der Niederdruckkanalabschnitt in der Steuerfläche etwa nierenförmige Mündungsbereiche (56, 58) aufweisen.
2. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 1 , wobei der Hochdruckkanalabschnitt (52) an seinem gegenüber dem Mündungsbereich in der Steuerfläche (144) anderen Ende eine etwa kreiszylindrische Mündung (132) aufweist.
3. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei das Einsatzteil (30, 31 ) mit der Steuerfläche (144) flächig an einer Stirnfläche (28) der Zylindertrommel (10, 1 1 ) anliegt.
4. Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei der Mündungsbereich (56, 58) über eine Feinumsteuergeometrie (36) in der Steuerfläche (144) ausläuft.
5. Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die Steuerfläche (144) sphärisch ausgebildet ist.
6. Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die Steuerfläche (144) als eine erhabene Ringfläche ausgebildet ist, in der sich die Mündungsbereiche (56, 58) befinden.
7. Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei im Mündungsbereich (56, 58) des Hochdruckkanalabschnittes (52) oder des Niederdruckkanalabschnittes (54) ein oder mehrere Materialstege (33) zwischen der radial inneren Begrenzung und der radial äußeren Begrenzung verlaufende.
8. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 7, wobei eine steuerflächenseitige Oberfläche eines Materialsteges (33) gegenüber der Steuerfläche (144) zurückgesetzt ist.
9. Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die gegenüber dem Mündungsbereich in der Steuerfläche (144) andere Mündung (134) des Niederdruckkanalabschnitt (54)) radial am Einsatzteil (30, 31 ) ausgebildet ist.
10. Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die Mündung (132) des Hochdruckkanalabschnitts (52) radial am Einsatzteil (30, 31 ) ausgebildet ist.
11. Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei in der Mündung (132) des Hochdruckkanalabschnitts (52) eine Passaufnahme (130) ausgebildet ist, in die eine in das Gehäuseteil (2) reichende Druckbuchse (62) eingesetzt, in der der Hochdruckkanal (46) vom Einsatzteil (30, 31 in das Gehäuseteil (2) wechselt.
12. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 1 , wobei das Einsatzteil (30, 31 ) eine radiale Rückstufung aufweist und mit einer durch die Rückstufung ausgebildeten axialen Anlagefläche (141 ) am Gehäuseteil (2) anliegt.
13. Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei im Einsatzteil (30, 31 ) eine Aufnahme (148, 149) ausgebildet, in die ein Gleitlager (86, 87) oder Wälzlager eingesetzt, über das die Triebwelle (4, 5) im Einsatzteil (30, 31 ) und damit im Gehäuseteil (2) gelagert ist.
14. Axialkolbenmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei das Einsatzteil (30, 31 ) ein Stahlgussteil, vorzugsweise ein nitriertes Stahlgussteil ist.
15. Axialkolbenmaschine die als Doppelaxialkolbenmaschine (1 ) mit zwei in einem Gehäuse mit einem gemeinsamen Gehäuseteil (2) aufgenommenen Einheiten (66, 68), denen jeweils eine Zylindertrommel (10, 11 ) und denen zumindest eine Triebwelle (4, 5) zugeordnet ist, ausgeführt ist, wobei jeder Einheit (66, 68) der Doppelaxialkolbenmaschine ein Einsatzteil (30, 31 ) im Sinne zumindest eines der vorhergehenden Ansprüche zugeordnet ist.
16. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 5, wobei jeder Zylindertrommel (10, 11 ) eine Triebwelle (4, 5) zugeordnet ist, die über eine Kupplungsbuchse (80) miteinander drehfest verbunden sind, und wobei die Kupplungsbuchse (80) über ein in einer Aufnahme (148, 149) der beiden Einsatzteile (30, 31 ) angeordnetes Wälzlager oder Gleitlager (86, 87) drehbar gelagert ist.
17. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 15 oder 16, wobei im Bereich zwischen den Zylindertrommeln (10, 11 ) eine Ladepumpe (84) angeordnet ist, über die ein niederdruckseitig zuströmendes Druckmittel mit einem Ladedruck beaufschlagbar ist, und wobei ein Impellerrad (84) der Ladepumpe (84) zumindest abschnittsweise mit einem oder beiden Einsatzteilen (30, 31 ) eine axiale Spaltdichtung bildet.
18. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 17, wobei das Impellerrad (84) drehfest mit der Kupplungsbuchse (80) verbunden ist.
19. Einsatzteil für eine Axialkolbenmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einem Hochdruckkanalabschnitt (52) mit einem stirnseitigen Mündungsbereich (56) und einer etwa kreiszylindrischen radialen Mündung (132), wobei das Einsatzteil (30, 31 ) einstückig ausgebildet ist.
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