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EP1590569A1 - Axialkolbenmaschine und steuerplatte f r eine axialkolbenmas chine - Google Patents

Axialkolbenmaschine und steuerplatte f r eine axialkolbenmas chine

Info

Publication number
EP1590569A1
EP1590569A1 EP03788997A EP03788997A EP1590569A1 EP 1590569 A1 EP1590569 A1 EP 1590569A1 EP 03788997 A EP03788997 A EP 03788997A EP 03788997 A EP03788997 A EP 03788997A EP 1590569 A1 EP1590569 A1 EP 1590569A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control plate
axial piston
control
piston machine
cylinder drum
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP03788997A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1590569B1 (de
Inventor
Josef Beck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik 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 Brueninghaus Hydromatik GmbH filed Critical Brueninghaus Hydromatik GmbH
Publication of EP1590569A1 publication Critical patent/EP1590569A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1590569B1 publication Critical patent/EP1590569B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20—Multi-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
    • F04B1/2014—Details or component parts
    • F04B1/2021—Details or component parts characterised by the contact area between cylinder barrel and valve plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20—Multi-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
    • F04B1/2014—Details or component parts
    • F04B1/2042—Valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18344—Unbalanced weights

Definitions

  • the invention relates to an axial piston machine and a control plate for an axial piston machine.
  • pistons which are arranged to be longitudinally displaceable in the cylinder bores of a cylinder drum, perform a lifting movement with each revolution of the cylinder drum.
  • the movement consists of one
  • Control openings enables the connection of the cylinder drum with a high pressure connection or a low pressure connection.
  • control plate is e.g. B. described in DE 43 40 061 AI.
  • the control plate has an outer diameter which corresponds to the inner diameter of the housing component.
  • the control plate is supported on a housing cover.
  • a high-pressure connection and a low-pressure connection are formed in the housing cover and open into corresponding control openings in the control plate.
  • the control plate has a central recess which is penetrated by a shaft which is connected to the cylinder drum in a rotationally fixed manner.
  • control plate is centered on its outer edge in the housing and must be processed with a high surface quality due to the full-surface support of the control plate on the housing cover in order to avoid the losses of the axial piston machine to keep low. Due to the large areas to be machined in a machining process, the material used, which is required for the blank of the control plate, is considerable. In addition, due to the centering of the control plate on its outer circumference, a large outer diameter of the control plate is required, which ultimately leads to a high component weight.
  • the invention has for its object to provide an axial piston machine and a control plate for an axial piston machine in which the amount of machining is reduced and which has a lower component weight.
  • control plate according to the invention and the axial piston machine according to claim 8.
  • the control plate is centered on its inner edge.
  • a centering surface is formed on the inner edge, which consists of several partial surfaces. These partial surfaces center the control plate on a corresponding centering body which is formed or fixed on the side of the housing.
  • the subclaims relate to advantageous developments of the control plate according to the invention or the axial piston machine according to the invention.
  • the centering surface from three partial surfaces, which are formed by radial expansion of segments of the inner edge.
  • the radial widening of the inner edge in the area of individual, separate segments is in particular so large that a gap is formed between the centering body and the control plate which is suitable for allowing the leakage fluid accumulated in the interior of the cylinder drum to pass.
  • a groove can advantageously be provided in the area of the separating surfaces of the control plate on the side of the control plate facing away from the cylinder drum or in the housing cover, which groove runs in the radial direction and thus connects the inner leakage volume with an outer leakage volume formed by the remaining housing interior.
  • control plate according to the invention and the axial piston machine according to the invention are shown in the drawing and are explained in more detail with reference to the following description. Show it:
  • Figure 1 is a schematic representation of an axial piston machine according to the invention. 2 shows an enlarged representation of the area of the control plate of the axial piston machine according to the invention;
  • FIG. 3 shows a plan view of a control plate according to the invention.
  • Fig. 4 shows a section of a control plate according to the invention.
  • FIG. 1 shows an axial piston machine which has a shaft 3 which is rotatably mounted in a housing 2 and on which a cylinder drum 4 is arranged, the cylinder drum 4 and the shaft 3 being connected to one another in a rotationally fixed manner.
  • the shaft 3 penetrates the cylinder drum 4 and is mounted on both sides of the cylinder drum 4 in a roller bearing 5 and 6, respectively.
  • the roller bearing 6 has an outer bearing ring 7 which is inserted into a corresponding recess in a housing cover 8.
  • a plurality of cylinder bores 9 are formed in the cylinder drum 4, distributed over the circumference, the central axes of the cylinder bores 9 running parallel to the central axis of the shaft 3.
  • pistons 10 are inserted, which have a spherical head 11 on the side facing away from the housing cover 8 and which cooperates with a corresponding recess of a sliding block 12 to form an articulated connection.
  • the piston 10 is supported on a swash plate 13 by means of the sliding block 12. When the cylinder drum 4 rotates, the pistons 10 therefore perform a lifting movement in the cylinder bores 9.
  • the amount of Strokes are predefined by the position of the swash plate 13, the position of the swash plate 13 being adjustable in the exemplary embodiment by an adjusting device 14.
  • the cylinder drum 4 has a central opening 15, in which a compression spring 16 is arranged, which is tensioned between a first spring bearing 17 and a second spring bearing 18.
  • the first spring bearing 17 is fixed by the shaft 3 in the axial direction
  • the second spring bearing 18, on the other hand, is formed in the illustrated embodiment by a circlip inserted into a groove in the cylinder drum 4. Due to the force of the compression spring 16, the cylinder drum 4 is therefore displaced in the axial direction to such an extent that its end face 19 lies sealingly against a control plate 20.
  • the control openings of the control plate 20 which cannot be seen in the section shown in FIG. 1 of the axial piston machine 1 are in permanent contact with at least one high-pressure or low-pressure connection on their side facing away from the cylinder drum 4.
  • a high-pressure or low-pressure connection is shown by way of example in FIG. 2 and provided with the reference numbers 26 and 26 '.
  • the cylinder bores 9 are open via openings 21 to the end face 19 of the cylinder drum 4.
  • the openings 21 sweep over a sealing environment 27 of the control plate 20 and are alternately connected to the control openings of the high-pressure or low-pressure connection during one revolution.
  • the end face 19 and the sealing environment 27 sealingly adjoining it can also be designed with a corresponding spherical shape.
  • the position of the control plate 20 is determined by a centering surface 29, which consists of several partial surfaces, as will also be described below with reference to FIG. 3 is explained in detail.
  • the passage opening 38 of the control plate 20 has a radial extent which corresponds to the outer radial extent of a centering body, said centering body is connected to a 'housing component.
  • the inner diameter of the passage opening and thus the centering surface 29 correspond to the outer diameter of the outer bearing ring 7 of the roller bearing 6 as a centering body, so that the control plate 20 is centered on the outer bearing ring 7.
  • the control plate 20 is supported on the housing cover 8 in the axial direction.
  • the control plate 20 has a further sealing environment 28, which is formed on the side of the control plate 20 facing away from the cylinder drum 4 and which cooperates in a sealing manner with the surface of the housing cover 8.
  • a leakage occurs between the cylinder drum 4 and the control plate 20, which is also necessary for the formation of a lubricating film.
  • the central opening 15 of the cylinder drum 4 delimits an internal leakage volume 44 which receives part of the leakage oil.
  • a gap 22 is formed between the control plate 20 and the outer bearing ring 7, which gap is connected to the remaining housing volume 24 by means of a groove 25.
  • the inner leakage volume is therefore in contact with the outer leakage volume 45 of the remaining housing volume via the gap 22 and the groove 25, so that pressure compensation is possible.
  • the leakage fluid collected in the interior of the housing volume is returned to the pressure medium circuit in a manner not shown.
  • Fig. 2 the area of the control plate 20 is shown again enlarged, the cutting plane with respect 1 is rotated by 90 °. Identical components are provided with identical reference symbols.
  • the cut now runs through the control plate 20 such that a first control opening 32 and a second control opening 33 can be seen.
  • the centering surface 29, with which the control plate 20 is supported at several points on the outer circumference of the outer bearing ring 7, is used for the correct positioning of the control plate 20 in the radial direction.
  • a further locating pin 34 is used to secure against rotation, which is inserted into a bore in the housing cover 8 and engages in a corresponding groove in the control plate 20.
  • a radial extension 35 is formed on the high pressure side on the outer edge 46 of the control plate 20 in order to cope with the higher mechanical loads on the high pressure side.
  • the area 35 which is radially widened outwards and the inner edge 47 of the control plate 20 on which the centering surface 29 is formed is reduced in its thickness in comparison to the sealing environment 27 or the oppositely oriented further sealing environment 28.
  • FIG. 3 An example of a structural design of a control plate 20 is shown in FIG. 3.
  • the control plate 20 has a substantially circular shape Geometry on.
  • a through opening 38 is formed in the control plate 20, which has a diameter of di.
  • the inner edge 47 of this through opening 38 forms the centering surface 29.
  • the passage opening 38 is widened inward in the radial direction at individual recesses 36.1, 36.2 and 36.3.
  • a segment 43.1, 43.2 and 43.3 with an inner diameter di remains between the recesses 36.1 to 36.3 '. This results in three partial surfaces 29.1, 29.2 and 29.3 on the segments 43.1, 43.2 and 43.3 as the centering surface 29.
  • the third partial area 29.3 is subdivided again by introducing a recess 37, so that the third partial area 29.3 consists of the two partial areas designated 29.3 'and 29.3''.
  • the third segment 43.3 consists of the two sub-segments 43.3 'and 43.3'".
  • the recess 37 is provided for receiving the dowel pin 34, so that the control openings 32 and 33.1 to 33.5 have a defined position.
  • the recesses 36.1, 36.2 and 36.3 are arranged evenly distributed over the circumference of the passage opening 38. Their radial extension extends up to a diameter d 2 , which is large enough to form the gap 22 to the outer bearing ring 7, which can be passed by a leakage fluid.
  • the control plate 20 also has the kidney-shaped low-pressure control opening 32, via which the openings 21 of the cylinder drum 4 are connected to the low-pressure connection.
  • kidney-shaped high-pressure control openings are provided in the exemplary embodiment shown, which are designated by the reference numerals 33.1 to 33.5.
  • the respectively adjacent high-pressure control openings 33.1 to 33.5 are separated from one another by a separating web 39.1 to 39.4.
  • separating surfaces 41 and 42 are formed which, when the control disk 20 is installed, close the openings 21 in the region of the upper and lower dead center, as is shown in FIG. 1.
  • a radial extension 35 is additionally formed in the region of the high-pressure control openings 33.1 to 33.5.
  • the radial extension 35 has an outer edge 40 which extends in the shape of a circular arc and which is concentric with the circular disk-shaped geometry of the control plate 20.
  • the control plate 20 is made from a blank, which is preferably produced in a hot forging process.
  • the blank is in the area of the radial enlargement 35 and in the area between the diameters di and d 2 of less thickness than in the sealing area 27 and 28, respectively or by machining, as well as the introduction of the recess 37 for the further dowel pin 34.
  • the control openings 32 or 33.1 to 33.5 are preferably punched, it being possible for the punching to take place in the warm or cold state.
  • the sealing surroundings 27 and 28 are processed, for example, by lapping.
  • FIG. 4 shows a section through the control plate 20 along the line IV-IV in FIG. 3.
  • the sectional view shows once again that in the area of the sealing environment 27 and the further sealing environment 28 of the control openings 32 and 33, a greater thickness t of the control plate 20 compared to the thickness ti in the area of the radial extension 35 and the centering surface 29 or segments 43.1 to 43.3 is provided, the change in thickness preferably taking place on both sides of the control plate 20.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuerplatte (20) für eine Axialkolbenmaschine sowie eine entsprechende Axialkolbenmaschine (1). Die Steuerplatte (20) weist eine Durchgangsöffnung (38) auf, wobei der radial innere Rand der Steuerplatte (20) als Zentrierfläche (29) ausgebildet ist, die die Steuerplatte (20) auf einem gehäuseseitig ausgebildeten Zentrierkörper (7) zentriert. Die Zentrierfläche (29) besteht aus mehreren Teilflächen (29.1, 29.2, 29.3), die auf sich radial nach innen in die Durchgangsöffnung (38) erstreckenden Segmenten (43.1, 43.2, 43.4) des inneren Rands (47) der Steuerplatte (20) ausgebildet sind, wobei die Segmente (43.1, 43.2, 43.3) durch Ausnehmungen (36.1, 36.2, 36.3) getrennt sind.

Description

Axialkolbenmaschine und Steuerplatte für eine Axialkolbenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine sowie eine Steuerplatte für eine Axialkolbenmaschine.
Bei Axialkolbenmaschinen führen Kolben, die in Zylinderbohrungen einer Zylindertrommel längsverschieblich angeordnet sind, bei jeder Umdrehung der Zylindertrommel eine Hubbewegung aus. Die Bewegung besteht aus einem
Saughub sowie einem Druckhub. Um eine drehsynchrone
Verbindung zwischen der Zylindertrommel und der entsprechenden Arbeitsleitung der Axialkolbenmaschine zu erreichen, wird an der Stirnseite der Zylindertrommel eine
Steuerplatte eingesetzt, welche mit nierenförmigen
Steueröffnungen die Verbindung der Zylindertrommel mit einem Hochdruckanschluss bzw. einem Niederdruckanschluss ermöglicht.
Eine solche Steuerplatte ist z. B. in der DE 43 40 061 AI beschrieben. Die Steuerplatte weist einen äußeren Durchmesser auf, welcher mit dem Innendurchmesser des Gehäusebauteils korrespondiert. In Richtung der von der Zylindertrommel abgewandten Seite stützt sich die Steuerplatte an einem Gehäusedeckel ab. In dem Gehäusedeckel sind ein Hochdruckanschluss sowie ein Niederdruckanschluss ausgebildet, welche in entsprechende Steueröffnungen der Steuerplatte ausmünden. Neben den Steueröffnungen weist die Steuerplatte eine zentrale Ausnehmung auf, die von einer Welle, die drehfest mit der Zylindertrommel verbunden ist, durchdrungen ist.
Nachteilig dabei ist, dass die Steuerplatte an ihrem äußeren Rand in dem Gehäuse zentriert wird und durch die vollflächige Auflage der Steuerplatte auf dem Gehäusedeckel mit einer hohen Oberflächengüte bearbeitet werden muss, um die Verluste der Axialkolbenmaschine gering zuhalten. Durch die großen, in einem spanenden Verfahren zu bearbeitenden Flächen ist der Materialeinsatz, welcher bei dem Rohteil der Steuerplatte erforderlich ist, erheblich. Zudem ist durch die Zentrierung der Steuerplatte an ihrem äußeren Umfang ein großer Außendurchmesser der Steuerplatte erforderlich, was letztlich zu einem hohen Bauteilgewicht führt.
Weiterhin ist nachteilig, dass die zwischen der Stirnseite der Zylindertrommel und der Steuerplatte unvermeidbaren
Druckmittelverluste, welche sich im Inneren der
Zylindertrommel in einem zwischen der Zylindertrommel und der Welle ausgebildeten Spalt sammeln, keinen
Druckausgleich in Richtung des übrigen Leckagevolumens ausführen können und sich damit während des Betriebs der Axialkolbenmaschine ein erhöhter Druck in diesem inneren
Leckagevolumen aufbaut.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine sowie eine Steuerplatte für eine Axialkolbenmaschine zu schaffen, bei der der Anteil der spanenden Verarbeitung reduziert ist und welche ein geringeres Bauteilgewicht aufweist.
Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Steuerplatte nach Anspruch 1 sowie die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8 gelöst.
Erfindungsgemäß erfolgt die Zentrierung der Steuerplatte an deren innerem Rand. An dem inneren Rand ist hierfür eine Zentrierfläche ausgebildet, welche aus mehreren Teilflächen besteht. Diese Teilflächen zentrieren die Steuerplatte auf einem entsprechenden Zentrierkörper, welcher auf Seiten des Gehäuses ausgebildet bzw. fixiert ist. Durch die Zentrierung der Steuerplatte an deren innerem Rand kann der Außendurchmesser der Steuerplatte reduziert werden. Neben der unmittelbaren Reduzierung des Materialeinsatzes bei dem Rohteil zur Herstellung der Steuerplatte werden zudem auch Kosten dadurch reduziert, dass der Anteil an zu bearbeitenden Flächen der Steuerplatte gering ist.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuerplatte bzw. der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine .
Insbesondere ist es vorteilhaft, die Zentrierfläche aus drei Teilflächen zu bilden, welche durch radiale Erweiterung von Segmenten des inneren Rands gebildet werden. Die radiale Erweiterung des inneren Rands im Bereich einzelner, voneinander getrennter Segmente ist dabei insbesondere so groß, dass zwischen dem Zentrierkörper und der Steuerplatte ein Spalt ausgebildet wird, welcher geeignet ist, das im Inneren der Zylindertrommel angesammelte Leckagefluid passieren zu lassen.
Weiterhin kann vorteilhaft im Bereich der Trennflächen der Steuerplatte auf der von der Zylindertrommel abgewandten Seite der Steuerplatte oder in dem Gehäusedeckel eine Nut vorgesehen sein, welche in radialer Richtung verläuft, und somit das innere Leckagevolumen mit einem durch den übrigen Gehäuseinnenraum gebildeten äußeren Leckagevolumen verbindet. Mittels einer solchen Verbindung wird während des Betriebs der Axialkolbenmaschine ein permanenter Druckausgleich zwischen dem inneren Leckagevolumen und dem äußeren Leckagevolumen der Axialkolbenmaschine gewährleistet .
Die erfindungsgemäße Steuerplatte sowie die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine sind in der Zeichnung dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine; Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Steuerplatte der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine;
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Steuerplatte; und
Fig. 4 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Steuerplatte .
Bevor auf die Einzelheiten der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine bzw. der erfindungsgemäßen Steuerplatte eingegangen wird, sollen zunächst die wesentlichen Bauteile einer Axialkolbenmaschine, sowie deren Funktion zum besseren Verständnis der Erfindung erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine Axialkolbenmaschine, welche eine in einem Gehäuse 2 drehbar gelagerte Welle 3 aufweist, auf der eine Zylindertrommel 4 angeordnet ist, wobei die Zylindertrommel 4 und die Welle 3 miteinander drehfest verbunden sind. Die Welle 3 durchdringt die Zylindertrommel 4 und ist auf beiden Seiten der Zylindertrommel 4 in jeweils einem Wälzlager 5 und 6 gelagert. Das Wälzlager 6 weist einen äußeren Lagerring 7 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung eines Gehäusedeckels 8 eingesetzt ist.
In der Zylindertrommel 4 sind über den Umfang verteilt mehrere Zylinderbohrungen 9 ausgebildet, wobei die Mittelachsen der Zylinderbohrungen 9 parallel zu der Mittelachse der Welle 3 verlaufen. In den Zylinderbohrungen 9 sind axialverschieblich Kolben 10 eingesetzt, welche an der von dem Gehäusedeckel 8 abgewandten Seite einen kugelförmigen Kopf 11 aufweisen, der mit einer korrespondierenden Ausnehmung eines Gleitschuhs 12 zu einer Gelenkverbindung zusammenwirkt. Mittels des Gleitschuhs 12 stützt sich der Kolben 10 an einer Schrägscheibe 13 ab. Bei einer Drehung der Zylindertrommel 4 führen die Kolben 10 daher in den Zylinderbohrungen 9 eine Hubbewegung aus. Die Höhe des Hubs wird dabei durch die Stellung der Schrägscheibe 13 vorgegeben, wobei die Stellung der Schrägscheibe 13 im Ausführungsbeispiel durch eine Stellvorichtung 14 einstellbar ist.
Die Zylindertrommel 4 weist eine zentrale Öffnung 15 auf, in der eine Druckfeder 16 angeordnet ist, welche zwischen einem ersten Federlager 17 und einem zweiten Federlager 18 gespannt ist. Das erste Federlager 17 ist dabei seitens der Welle 3 in axialer Richtung fixiert, das zweite Federlager 18 dagegen wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen in eine Nut der Zylindertrommel 4 eingesetzten Seegerring gebildet. Durch die Kraft der Druckfeder 16 wird daher die Zylindertrommel 4 in axialer Richtung soweit verschoben, dass sie mit ihrer Stirnfläche 19 an einer Steuerplatte 20 dichtend anliegt .
Die im dargestellten Schnitt der Fig. 1 der Axialkolbenmaschine 1 nicht erkennbaren Steueröffnungen der Steuerplatte 20 stehen auf ihrer von der Zylindertrommel 4 abgewandten Seite in permanentem Kontakt mit zumindest einem Hochdruck- bzw. Niederdruckanschluss. Ein Hochdruck- bzw. Niederdruckanschluss ist beispielhaft in Fig. 2 dargestellt und mit den Bezugszeichen 26 und 26' versehen. Die Zylinderbohrungen 9 sind über Öffnungen 21 zu der Stirnfläche 19 der Zylindertrommel 4 hin offen. Die Öffnungen 21 überstreichen bei einer Rotation der Zylindertrommel 4 eine dichtende Umgebung 27 der Steuerplatte 20 und werden dabei während eines Umlaufs alternierend mit den Steueröffnungen des Hochdruck- bzw. Niederdruckanschlusses verbunden. Die Stirnfläche 19 und die dichtend daran anliegende dichtende Umgebung 27 können auch mit einer korrespondierenden sphärischen Form ausgebildet sein.
Die Festlegung der Position der Steuerplatte 20 erfolgt durch eine Zentrierfläche 29, die aus mehreren Teilflächen besteht, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 noch ausführlich erläutert wird. Die Durchgangsoffnung 38 der Steuerplatte 20 weist eine radiale Ausdehnung auf, welche mit der äußeren radialen Ausdehnung eines Zentrierkörpers korrespondiert, wobei der Zentrierkörper mit einem' Gehäusebauteil verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel korrespondiert der Innendurchmesser der Durchgangsoffnung und damit die Zentrierfläche 29 mit dem Außendurchmesser des äußeren Lagerrings 7 des Wälzlagers 6 als Zentrierkörper, so dass die Steuerplatte 20 auf dem äußeren Lagerring 7 zentriert wird. In axialer Richtung stützt sich die Steuerplatte 20 an dem Gehäusedeckel 8 ab. Zur Vermeidung von Leckage weist die Steuerplatte 20 eine weitere dichtende Umgebung 28 auf, welche auf der von der Zylindertrommel 4 abgewandten Seite der Steuerplatte 20 ausgebildet ist und die mit der Oberfläche des Gehäusedeckels 8 dichtend zusammenwirkt.
Trotz der Bearbeitung der Stirnfläche 19 der Zylindertrommel 4 sowie der dichtenden Umgebung 27 der Steuerplatte 20 mit Verfahren, die eine hohe Oberflächengüte ermöglichen, tritt eine Leckage zwischen der Zylindertrommel 4 und der Steuerplatte 20 auf, die auch zum Ausbilden eines Schmierfilms erforderlich ist. Die zentrale Öffnung 15 der Zylindertrommel 4 begrenzt ein inneres Leckagevolumen 44, das einen Teil des Lecköls aufnimmt. Um einen Druckaufbau in dem an sich abgeschlossenen inneren Leckagevolumen 44 zu verhindern, ist zwischen der Steuerplatte 20 und dem äußeren Lagerring 7 ein Spalt 22 ausgebildet, der mittels einer Nut 25 mit dem übrigen Gehäusevolumen 24 verbunden ist. Über den Spalt 22 sowie die Nut 25 steht daher das innere Leckagevolumen in Kontakt zu dem äußeren Leckagevolumen 45 des übrigen Gehäusevolumens, so dass ein Druckausgleich möglich ist. Das im Inneren des Gehäusevolumens gesammelte Leckagefluid wird auf nicht dargestellte Weise dem Druckmittelkreislauf wieder zugeführt.
In Fig. 2 ist der Bereich der Steuerplatte 20 noch einmal vergrößert dargestellt, wobei die Schnittebene bezüglich der Darstellung aus Fig. 1 um 90° gedreht ist. Identische Bauteile sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Der Schnitt verläuft nunmehr so durch die Steuerplatte 20, dass eine erste Steueröffnung 32 und eine zweite Steueröffnung 33 zu erkennen sind. Zur richtigen Positionierung der Steuerplatte 20 in radialer Richtung dient die Zentrierfläche 29, mit welcher sich die Steuerplatte 20 an mehreren Stellen des äußeren Umfangs des äußeren Lagerrings 7 abstützt. Zur Sicherung gegen Verdrehung dient im dargestellten Ausführungsbeispiel ein weiterer Paßstift 34, der in eine Bohrung des Gehäusedeckels 8 eingesetzt ist und in eine korrespondierende Nut in der Steuerplatte 20 eingreift.
Auf der Hochdruckseite ist an dem äußeren Rand 46 der Steuerplatte 20 eine radiale Erweiterung 35 ausgebildet, um den höheren mechanischen Belastungen auf der Hochdruckseite gerecht zu werden. Der nach außen radial erweiterte Bereich 35 sowie der innere Rand 47 der Steuerplatte 20 an dem die Zentrierfläche 29 ausgebildet ist, ist im Vergleich zu der dichtenden Umgebung 27 bzw. der entgegengesetzt orientierten weiteren dichtenden Umgebung 28 hinsichtlich seiner Dicke reduziert. Da der innere Rand 47 der Steuerplatte 20 sowie die radiale Erweiterung 35 an ihren Oberflächen, die in Richtung der Zylindertrommel 4 bzw. in Richtung des Gehäusedeckels 8 orientiert sind lediglich geringe Anforderungen an die Oberflächengüte stellen, kann in diesem Bereich eine Nachbearbeitung des Rohteils weitgehend entfallen. Im Bereich der dichtenden Umgebung 27 sowie der entgegengesetzt orientierten weiteren dichtenden Umgebung 28 wird dagegen das Rohteil der Steuerplatte 20 entsprechend nachbearbeitet, wobei eine hohe Oberflächenqualität und Ebenheit beispielsweise durch Läppen erreicht wird.
Ein Beispiel für eine konstruktive Ausführung einer Steuerplatte 20 ist in Fig. 3 dargestellt. Die Steuerplatte 20 weist eine im wesentlichen kreisförmige Geometrie auf. In der Mitte ist in der Steuerplatte 20 eine Durchgangsoffnung 38 ausgebildet, die einen Durchmesser von di aufweist. Der innere Rand 47 dieser Durchgangsoffnung 38 bildet die Zentrierfläche 29 aus. Die Durchgangsoffnung 38 ist an einzelnen Ausnehmungen 36.1, 36.2 und 36.3 in radialer Richtung nach innen erweitert. Zwischen den Ausnehmungen 36.1 bis 36.3' bleibt jeweils ein Segment 43.1, 43.2 und 43.3 mit einem Innendurchmesser di stehen. Dadurch entstehen als Zentrierfläche 29 drei Teilflächen 29.1, 29.2 und 29.3 an den Segmenten 43.1, 43.2 und 43.3. Die dritte Teilfläche 29.3 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel durch das Einbringen einer Ausnehmung 37 noch einmal unterteilt, so dass die dritte Teilfläche 29.3 aus den beiden mit 29.3' und 29.3'' bezeichneten Teilflächen besteht. Entsprechend besteht das dritte Segment 43.3 aus den beiden Teilsegmenten 43.3' und 43.3'". Die Ausnehmung 37 ist zur Aufnahme des Paßstifts 34 vorgesehen, so dass die Steueröffnungen 32 bzw. 33.1 bis 33.5 eine definierte Position aufweisen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 36.1, 36.2 und 36.3 gleichmäßig über den Umfang der Durchgangsoffnung 38 verteilt angeordnet. Ihre radiale Erweiterung erstreckt sich bis zu einem Durchmesser d2, welcher groß genug ist, um zu dem äußeren Lagerring 7 den Spalt 22 auszubilden, der von einem Leckagefluid passierbar ist.
Die Steuerplatte 20 weist weiterhin die nierenför ige Niederdruck-Steueröffnung 32 auf, über welche die Öffnungen 21 der Zylindertrommel 4 mit dem Niederdruckanschluss verbunden werden. Zur Verbindung der Öffnungen 21 mit einem Hochdruckanschluss sind im dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere ebenfalls nierenförmige Hochddruck-Steueröffnungen vorgesehen, die mit den Bezugszeichen 33.1 bis 33.5 bezeichnet sind. Die jeweils benachbarten Hochdruck-Steueröffnungen 33.1 bis 33.5 sind durch einen Trennsteg 39.1 bis 39.4 voneinander getrennt. Zwischen den Steueröffnungen 32 und 33.1 bis 33.5 sind Trennflächen 41 und 42 ausgebildet, die bei eingebauter Steuerscheibe 20 im Bereich des oberen und des unteren Totpunkts die Öffnungen 21 verschließen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Während die Ausdehnung der Steuerplatte 20 in radialer Richtung im Bereich der Niederdruck-Steueröffnung 32 lediglich geringfügig größer ist, als die radiale Ausdehnung der Steueröffnung 32 selbst, ist im Bereich der Hochdruck-Steueröffnungen 33.1 bis 33.5 zusätzlich eine radiale Erweiterung 35 ausgebildet. Die radiale Erweiterung 35 weist einen äußeren Rand 40 auf, der kreisbogenförmig verläuft und der konzentrisch zu der kreisscheibenförmigen Geometrie der Steuerplatte 20 ausgebildet ist.
Die Steuerplatte 20 wird aus einem Rohteil gefertigt, das vorzugsweise in einem Warmschmiedeprozess hergestellt wird. Das Rohteil ist dabei in dem Bereich der radialen Erweiterung 35 sowie im Bereich zwischen den Durchmessern di und d2 von geringerer Dicke als in dem dichtenden Bereich 27 bzw. 28. Das Herausarbeiten der radialen Vergrößerung der Ausnehmungen 36.1, 36.2 und 36.3 erfolgt bereits im Warmschmiedeprozess oder durch spanende Bearbeitung, ebenso wie das Einbringen der Ausnehmung 37 für den weiteren Paßstift 34. Die Steueröffnungen 32 bzw. 33.1 bis 33.5 werden dagegen vorzugsweise gestanzt, wobei das Stanzen im warmen oder im kalten Zustand erfolgen kann. Abschließend werden die dichtenden Umgebungen 27 und 28 beispielsweise durch Läppen bearbeitet.
In Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Steuerplatte 20 entlang der Linie IV - IV in Fig. 3 gezeigt. In der Schnittdarstellung ist noch einmal zu erkennen, dass im Bereich der dichtenden Umgebung 27 sowie der weiteren dichtenden Umgebung 28 der Steueröffnungen 32 und 33 eine größere Dicke t der Steuerplatte 20 im Vergleich zu der Dicke ti im Bereich der radialen Erweiterung 35 und der Zentrierfläche 29 bzw. der Segmente 43.1 bis 43.3 vorgesehen ist, wobei die Dickenanderung vorzugsweise auf beiden Seiten der Steuerplatte 20 erfolgt. Durch die Reduzierung der Dicke m Teilbereichen der Steuerplatte 20 sowie durch die Verringerung des Außendurchmessers der Steuerplatte 20 im Vergleich zu herkömmlichen Steuerplatten ist eine erhebliche Reduzierung des Gesamtgewichts möglich. Außerdem wird durch das Reduzieren der Dicke ti der Steuerplatte 20 m denjenigen Bereichen, welche keine dichtende Funktion haben, der Anteil an spanender Bearbeitung von etwa 50 % auf etwa 20 % reduziert. Neben der Kostensenkung durch den verringerten Materialeinsatz ergibt sich als weiterer Vorteil eine Verkürzung der Bearbeitungszeit.

Claims

Ansprüche
1. Steuerplatte für eine Axialkolbenmaschine mit zumindest zwei Steuerδffnungen (32, 33, 33.1-33.5), mittels derer Zylinderbohrungen (9) einer drehbar in einem Gehäuse (2) gelagerten Zylindertrommel (4) bei Rotation der Zylindertrommel (4) alternierend mit einem
Hochdruckanschluß (26) und einem Niederdruckanschluß (26') verbunden sind, wobei in der Steuerplatte (20) eine
Durchgangsoffnung (38) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Rand (47) der Steuerplatte (20) als
Zentrierfläche (29) ausgebildet ist, die die Steuerplatte
(20) auf einem gehäuseseitigen Zentrierkörper (7) zentriert und dass die Zentrierfläche (29) aus mehreren Teilflächen (29.1, 29.2, 29.3) besteht, welche auf sich radial nach innen in die Durchgangsoffnung (38) erstreckenden Segment (43.1, 43.2, 43.3) des inneren Rands (47) der Steuerplatte (20) ausgebildet sind, die durch Ausnehmungen (36.1, 36.2,
36.3) getrennt sind.
2. Steuerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierfläche (29) aus drei über den Umfang des inneren Rands (47) der Steuerplatte (20) verteilten Teilflächen (29.1, 29.2, 29.3) besteht.
3. Steuerplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Ausdehnung der einzelnen Ausnehmungen (36.1, 36.2, 36.3) so groß ist (d2) , dass im Bereich der Ausnehmungen (36.1, 36.2, 36.3) zwischen der Steuerplatte (20) und dem Zentrierkörper (7) ein Spalt (22) entsteht.
4. Steuerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einem äußeren Rand (46) der Steuerplatte (20) im
Bereich der zumindest einen mit dem Hochdruckanschluß verbundenen Steueröffnung (33, 33.1-33.5) eine äußere radiale Erweiterung (35) der Steuerplatte (20) ausgebildet ist .
5. Steuerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zentrierfläche (29) eine weitere Ausnehmung (37) zur Aufnahme einer Verdrehsicherung (34) vorgesehen ist .
6. Steuerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (ti) der Steuerplatte (20) im Bereich der
Zentrierfläche (29) und/oder der radialen Erweiterung (35) im Vergleich zu der Dicke (t2) einer dichtenden Umgebung
(27,28) der Steueröffnungen (32, 33, 33.1-33.5) reduziert ist.
7. Steuerplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dichtende Umgebung (27) der Steueröffnungen (32, 33, 33.1-33.5) sphärisch ausgebildet ist.
8. Axialkolbenmaschine mit einer drehbar in einem Gehäuse gelagerten ZylIndertrommel (4) , in die Zylinderbohrungen
(9) eingebracht sind, in denen axialverschieblich Kolben (10) angeordnet sind, wobei die Zylinderbohrungen (9) zu einer Stirnseite (19) der Zylindertrommel (4) hin Öffnungen (21) aufweisen, die bei einer Rotation der Zylindertrommel (4) über zumindest zwei Steueröffnungen
(32, 33, 33.1-33.5) einer Steuerplatte (20) alternierend in Verbindung mit einem Hochdruckanschluß (26) und
Niederdruckanschluß (26') stehen, wobei die Steuerplatte
(20) eine Durchgangsoffnung (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Rand (47) der Steuerplatte (20) als Zentrierfläche (29) ausgebildet ist, die die Steuerplatte
(20) auf einem gehäuseseitig ausgebildeten Zentrierkörper
(7) zentriert und dass die Zentrierfläche (29) aus mehreren Teilflächen
(29.1, 29.2, 29.3) besteht, welche auf sich radial nach innen in die Durchgangsoffnung (38) erstreckenden Segmenten (43.1, 43.2, 43.3) des inneren Rands (47) der Steuerplatte (20) ausgebildet sind, die durch Ausnehmungen (36.1, 36.2, 36.3) getrennt sind.
9. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierfläche (29) aus drei über den Umfang des inneren Rands (47) der Steuerplatte (20) verteilten Teilflächen (29.1, 29.2, 29.3) besteht.
10. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (4) drehfest auf einer Welle (3) angeordnet ist, wobei die Welle (3) auf der Seite der Steuerplatte (20) in dem Gehäuse (8) gelagert ist und die Steuerplatte (20) mit der Zentrierfläche (29) auf einem äußeren Lagerring (7) eines Wälzlagers (6) zentriert ist.
11. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung eines Leckagewegs die radiale Ausdehnung (d ) der einzelnen Ausnehmungen (36.1, 36.2, 36.3) des inneren Rands (47) der Steuerplatte (20) größer als die radiale Ausdehnung des Zentrierkörpers (7) ist.
12. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an einem äußeren Rand (46) der Steuerplatte (20) im Bereich der zumindest einen mit dem Hochdruckanschluß verbundenen Steueröffnung (33, 33.1-33.5) eine äußere radiale Erweiterung (35) der Steuerplatte (20) ausgebildet ist .
13. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der Zylindertrommel (4) abgewandten Seite der Steuerplatte (4) zumindest eine Nut (25) im Bereich einer Trennfläche (41, 42) vorgesehen ist, die von zumindest einer Ausnehmungen (36.1, 36.2, 36.3) des inneren Rands (47) der Steuerplatte (20) zu dem äußeren Rand (46) der Steuerplatte (20) verläuft und die ein inneres Leckagevolumen (44) mit einem äußeren Leckagevolumen (45) verbindet.
14. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (29) der Zylindertrommel (4) und eine daran anliegende dichtende Umgebung (27) der Steuerplatte (20) sphärisch ausgebildet sind.
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