DE102010005362A1

DE102010005362A1 - Hydromaschinenanordnung

Info

Publication number: DE102010005362A1
Application number: DE102010005362A
Authority: DE
Inventors: Robert Eckert; Thorsten Zellmann; Georg Leutgeb; Franz Wirzberger; Paul Schwab; Sebastien Ambrosetti; Kurt Fassnacht; Jürgen Höfling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Interlit Filtration GmbH
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2010-07-29
Also published as: WO2010084002A3; WO2010084002A2

Abstract

Offenbart sind eine Hydromaschinenanordnung mit zumindest einem Motor und zumindest eine von diesem angetriebene Pumpe. Der Motor und die Pumpe haben dabei jeweils einen in einem Zylinder geführten Kolben. Die Zylinder und der jeweils dazugehörige Kolben sind relativ zueinander bewegbar, wobei bei dem Motor und bei der Pumpe entweder der Zylinder oder der Kolben bewegbar sind. Die bewegten Bauelemente von dem Motor und der Pumpe sind verbunden. Hierdurch geht ein Hub des Motors mit einem entsprechenden Förderhub der Pumpe einher, wobei die Pumpe dann Kühl- und/oder Schmiermittel fördert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydromaschinenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Das Dokument JP 11315780 A zeigt eine derartige Hydromaschinenanordnung. Diese hat eine Kolbenpumpe zum Fördern von Schmiermitteln für Werkzeugmaschinen, wobei die Kolbenpumpe als ein Differenzialzylinder ausgebildet ist. Ein in dem Zylinder geführter Kolben teilt diesen dabei in zwei Zylinderräume auf, die jeweils mit einem Zu- und einem Ablaufanschluss verbunden sind. Der Kolben wird über eine durch den Zylinder nach außen geführte Kolbenstange angetrieben. Bei einer Kolbenbewegung wird Schmiermittel bei dem sich vergrößernden Zylinderraum vom Zulaufanschluss angesaugt und bei dem sich verkleinernden Zylinderraum zum Ablaufanschluss gefördert.
Um bei dem sich verkleinernden Zylinderraum eine Druckmittelverbindung zum Zulaufanschluss und bei dem sich vergrößernden Zylinderraum eine Druckmittelverbindung zum Ablaufanschluss zu verhindern, sind in den Anschlüssen Rückschlagventile angeordnet. Die Ab- und Zulaufanschlüsse sind jeweils über Druckmittelleitungen miteinander verbunden. Angetrieben wird die Kolbenpumpe über eine zusätzliche mit der Kolbenstange verbundene Antriebseinheit.
Nachteilig ist, dass die Antriebseinheit getrennt bzw. zusätzlich und aufwändig an der Kolbenstange angeordnet werden muss.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hydromaschinenanordnung zu schaffen, die mit einer integrierten Antriebseinheit kompakt aufgebaut ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hydromaschinenanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß hat eine Hydromaschinenanordnung zumindest einen Motor und zumindest eine von diesem angetriebene Pumpe. Der Motor und die Pumpe haben dabei jeweils einen in einem Zylinder geführten Kolben. Die Zylinder und der jeweils dazu gehörige Kolben sind relativ zueinander bewegbar, wobei bei dem Motor und bei der Pumpe entweder der Zylinder oder der Kolben bewegbar sind. Die bewegten Bauelemente von dem Motor und der Pumpe sind verbunden. Hierdurch geht ein Hub des Motors mit einem entsprechenden Förderhub der Pumpe einher, wobei die Pumpe dann Kühl- und/oder Schmiermittel fördert.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine derartige Hydromaschinenanordnung äußerst kompakt und einfach aufgebaut ist. Der Motor kann dabei vorteilhafterweise mit Druckmittel aus dem Kühl- und/oder Schmiermittelkreislauf versorgt sein oder dieser wird über einen bereits vorhanden hydraulischen Kreislauf einer mit dem Kühl- und/oder Schmiermittel zu versorgenden Werkzeugmaschine angetrieben. Durch die etwa synchrone Bewegung der Zylinder oder der Kolben sind der Motor und die Pumpe äußerst günstig und einfach aufeinander abstimmbar und der Volumenstrom des Motors steht im direkten Verhältnis zum geförderten Volumenstrom der Pumpe, womit eine einfache Steuer- und Regelung erfolgen Kann.
Vorzugsweise sind der Motor und die Pumpe als Gleichgangzylinder ausgebildet, wodurch die von dem Kolben getrennten Zylinderräume des jeweiligen Zylinders im Wesentlichen gleich sein können. Ferner sind derartige Gleichgangzylinder Standardbauelemente und somit äußerst kostengünstig.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Kolben fest fixiert und die Zylinder bewegbar. Dies ist vorteilhaft, da die Zylinder direkt und mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand beispielsweise über die jeweiligen Zylindergehäuse miteinander verbindbar sind. Des Weiteren ist hierdurch ein kompakter und mechanisch steifer Aufbau des Verbunds aus Motor und Pumpe ermöglicht.
Mit Vorteil weisen die Kolben der Zylinder einen unterschiedlichen Kolbendurchmesser auf, wobei die Kolbenfläche des Kolbens der Pumpe etwa die doppelte Größe wie die Kolbenfläche des Kolbens des Motors haben kann. Ein geringer Druckmittelvolumenstrom des Motors kann dann im letzteren Fall zu einem doppelt so großem Kühl- und/oder Schmiermittelvolumenstrom führen.
Kolbenstangen der Zylinder sind bevorzugterweise im Parallelabstand zueinander angeordnet und beispielsweise einfach in einem Gestell gehaltert.
Die Druckmittelzu- und abfuhr ist vorrichtungstechnisch äußerst kostengünstig umsetzbar, wenn diese über in die Kolbenstangen eingebrachte Druckleitungen erfolgt. Dies ist auch deswegen vorteilhaft, da die Kolbenstangen keine sich bewegenden Bauelemente sind. Die Anschlüsse für die Druckleitungen können dann über Stirnflächen der Kolbenstangen vorgesehen sein.
In die Zylinder münden die Druckleitungen dann beispielsweise über Stirnflächen des Kolbens. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn eine Ringnut jeweils in eine Stirnfläche der Kolben etwa konzentrisch um die Längsachse und benachbart zu einer Kolbenkante eingebracht ist und dann in dieser Ringnut jeweils die Druckleitung mündet. Dies hat dann den Vorteil, dass das Druckmittel relativ gleichmäßig verteilt über die Ringnut dem Zylinder zugeführt werden kann und durch die Nähe zu einer Zylinderinnenwandung können Partikelablagerungen an dieser von dem einströmenden Druckmittel abgetragen werden.
Von Vorteil sind die Druckleitungen eines Zylinders entweder von einer Kolbenstangenseite her oder jeweils von unterschiedlichen Kolbenstangenseiten des Zylinders her einbringbar, wodurch unterschiedliche Anschlussmöglichkeiten der Druckleitungen ermöglicht sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kolben hat dieser einen etwa hohlzylindrischen im Zylinder dichtend gleitenden Kolbenbund, der zwischen zwei miteinander verbundenen Kolbenflansche gehaltert ist, wobei an den Kolbenflanschen dann jeweils fest eine rohrförmige Kolbenstange angeordnet ist. Die Druckleitungen sind als Druckrohre jeweils durch eine der rohrförmigen Kolbenstangen geführt und jeweils an einer Durchgangsöffnung eines Kolbenflansches angeschlossen. Eine derartige Ausgestaltung zeichnet sich durch ein geringes Gewicht und durch niedrige Herstellungskosten aus.
Um eine lange Lebensdauer und eine hohe Dichtheit des Motors und der Pumpe zu gewährleisten sind an einer jeweiligen Durchführung der Kolbenstange durch den Zylinder, die Kolbenstangen von einem Abstreifelement und einem Dichtungsring umgriffen. Der Dichtungsring ist in Bezug zum Abstreifelement in der Längsrichtung jeweils weiter außen in der Durchführung angeordnet, wodurch durch das Abstreifelement dann verhindert wird, dass Partikel mit dem Druckmittel zum Dichtungsring gelangen.
Zwischen dem Dichtungsring und dem Abstreifelement in der Durchführung der Zylinder kann ein Leckageanschluss vorgesehen sein, womit vorteilhafterweise aus der Pumpe oder dem Motor austretende Leckage weitestgehend vermieden ist.
Bevorzugterweise wird eine Zylinderposition des Zylinders über ein Wegmesssystem und/oder über Positionssensoren ermittelt. Die Positionssensoren können dann jeweils die Endposition der Zylinder messen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Zylinder koaxial angeordnet und haben eine gemeinsame Kolbenstange, wodurch das bewegte Bauteil des Motors, das bewegte Bauteil der Pumpe durch Druck- oder Zugkräfte mechanisch günstig mitbewegt.
In weiterer Ausgestaltung sind die Zylinder koaxial angeordnet und haben eine gemeinsame Kolbenstange, wobei der Zylinder des Motors als Gleichgangzylinder ausgebildet ist, dessen Kolbenstange in den anderen Zylinder kragt. Der andere Zylinder weist dabei eine den Zylinderraumteilende Membran auf, wobei die Kolbenstange dann in einer Verschieberichtung der Zylinder an die Membran angreift und mit dieser einen von der Membran abgegrenzten ersten Zylinderraum zur Kühl- und/oder Schmiermittelförderung verkleinert, wobei der zweite Zylinderraum dann mit einem Tank verbunden ist. Eine derartige Hydromaschinenanordnung ist sehr verschleißarm und weist eine äußerst hohe Lebensdauer auf. Des Weiteren wird der Zylinder der Pumpe durch in Längsrichtung wirkende Druck- oder Zugkräfte mechanisch günstig von dem Zylinder des Motors mitbewegt. Die Druckleitungen bei diesem Motor sind in dem Zylinder zur Druckmittelzu- und -abfuhr eingebracht.
Die Druckleitungen des Motors sind vorzugsweise mit einem Wegeventil verbunden, wobei über das Wegeventil dann eine der Druckleitungen mit einer Pumpe und die jeweils andere mit einem Tank oder beide mit einem Tank verbindbar sind. Bei dem Wegeventil handelt es sich wie bei den Zylindern um ein kostensgünstiges Standardbauteil.
Das Wegeventil kann beispielsweise in Abhängigkeit von der durch die Positionssensoren oder dem Wegmesssystem bestimmten Position der Zylinder die Druckmittelversorgung des Motors steuern.
Mit einem Druckbegrenzungsventil, das zwischen der Pumpe und dem Wegeventil angeschlossen ist, kann der Druck des Druckmittels begrenzt werden.
Um eine hohe Variabilität des Drucks und des Volumenstroms des Druckmittels zu ermöglichen, können das Wegeventil und/oder das Druckbegrenzungsventil stetig verstellbar sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind drei Zylinder vorgesehen, wobei ein Zylinder als Motor und zwei Zylinder als Pumpe eingesetzt sind. Hierbei steht der Volumenstrom der Pumpen in einem festen Verhältnis zu dem des Motors, und ist z. B. doppelt so groß, wobei äußerst kostengünstig im Wesentlichen baugleiche Zylinder einsetzbar sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Hydromaschinenanordnung hat ein erster Zylinder eine beidseitige Kolbenstange, die mit ihren Endabschnitten in jeweils an den Zylinder anschließende Zylinderräume des zweiten Zylinders eintaucht. Die Kolbenstange ist über ihre Endabschnitte mit einer Druckkraft eines Drucks im jeweiligen Zylinderraum des zweiten Zylinders in Verschieberichtung beaufschlagbar. Eine derartige Anordnung ist äußerst kompakt und einfach aufgebaut und weist eine hohe mechanische Steifigkeit auf.
Zwischen den Dichtungen des ersten Zylinders und den Dichtungen des Zylinderraums des zweiten Zylinders kann ein Leckageanschluss zur Entlastung und Abführung von Leckage als auch zur Überwachung angeordnet sein.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Zylinder etwa koaxial zueinander angeordnet sind und haben eine gemeinsame Kolbenstange.
Um einen Verschleiß des Kolbens zu verringern ist an dessen Außenumfang zumindest ein Führungsband vorgesehen.
Ein Kühl- und/oder Schmiermittelkreislauf der Pumpe kann einfach mit einem Wegeventil auf- und zusteuerbar sein.
Um hervorragende Kühlmittel- und Späneabführung einer mit der Hydromaschineanordnung versorgten Werkzeugmaschine zu ermöglichen, kann dem Kühl- und/oder Schmiermittel ein Gas zugeführt werden, wobei das Gas beispielsweise über eine an dem Kühl- und/oder Schmiermittelkreislauf angeschlossene Gasleitung zuführbar ist und die Zuführung über ein Wegeventil in der Gasleitung auf- und zusteuerbar sein kann.
Als Gas eignet sich beispielsweise Luft.
Der Motor kann vorteilhafterweise pneumatisch, hydraulisch oder mit einem Kühl- und/oder Schmiermittelmedium angetrieben werden, wobei die Hydromaschinenanordnung hierdurch flexibel bei unterschiedlichsten Druckmittelkreisläufen einsetzbar ist.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1a in einer schematischen Darstellung eine Hydromaschinenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
1b einen Ausschnitt der Hydromaschinenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
1c einen Ausschnitt der Hydromaschinenanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
1d einen Ausschnitt der Hydromaschinenanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
2 in einer Längsschnittansicht einen Kolben und einen Zylinderabschnitt der Hydromaschinenanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
3 in einer Längsschnittansicht den Kolben und den Zylinderabschnitt der Hydromaschinenanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;
4 in einer Längsschnittansicht den Kolben und den Zylinderabschnitt der Hydromaschinenanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel;
5 in einer Längsschnittansicht einen stirnseitigen Zylinderabschnitt der Hydromaschinenanordnung;
6 in einer schematischen Darstellung die Hydromaschinenanordnung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel;
7 in einer schematische Darstellung die Hydromaschinenanordnung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel;
8 in einer Längsschnittansicht die Hydromaschinenanordnung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel;
9 in einer Seitenansicht die Hydromaschinenanordnung aus der 8;
10a bis 10d einen vergrößerten Ausschnitt der Hydromaschinenanordnung aus der 8;
11 in einer Längsschnittansicht die Hydromaschinenanordnung gemäß einem elften Ausführungsbeispiel; und
12 in einer Längsschnittansicht die Hydromaschinenanordnung gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel.
Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Hydromaschinenanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Diese dient insbesondere dazu eine Werkzeugmaschine 2 mit Kühl- und/oder Schmiermittel (KSM) zu versorgen. Eine derartige Werkzeugmaschine 2 wird beispielsweise in der Zerspanungstechnik als Fräs-, Dreh- oder Bohrmaschine eingesetzt.
Die Hydromaschinenanordnung 1 hat eine Pumpe 4, die über ein 3-Wegeventil 6 einen Motor 8 antreibt, der wiederum mit einer Pumpe 10 verbunden ist, die Kühl- und/oder Schmiermittel zu der Werkzeugmaschine 2 fördert.
Bei der den Motor 8 antreibenden Pumpe 4 handelt es sich um eine Hydropumpe 4, die über eine Pumpenleitung 12 an einem Pumpenanschluss P des Wegeventils 6 angeschlossen ist. In der Pumpenleitung 12 ist eine Drossel 14 vorgesehen. Das Wegeventil 6 hat des Weiteren einen mit einer Tankleitung 16 verbundenen Tankanschluss T, wobei die Tankleitung 16 über ein einstellbares Stromventil 17 mit einem Tank 18 verbunden ist.
Mit Arbeitsanschlüssen A und B ist das Wegeventil 6 an Arbeitsleitungen 20 bzw. 22 des Motors 8 angeschlossen. Ein Ventilschieber des Wegeventils 6 ist über zwei Federn 24, 26 in einer Grundstellung 0 zentriert und über Hubmagneten 28, 30 in der 1a nach rechts in die Schaltstellung a und nach links in die Schaltstellung b bringbar. In der Grundstellung 0 sind die Arbeitsleitungen 20, 22 mit der Tankleitung 16 verbunden. In der Schaltstellung a wird die Pumpenleitung 12 mit der Arbeitsleitung 22 und die Arbeitsleitung 20 mit der Tankleitung 16 und in der Schaltstellung b umgekehrt die Arbeitsleitung 20 mit der Pumpenleitung 12 und die Arbeitsleitung 22 mit der Tankleitung 16 verbunden.
Zur Druckbegrenzung ist zwischen der Pumpe 4 und dem Wegeventil 6 an die Pumpenleitung 12 ein mit dem Tank 18 verbundenes Druckbegrenzungsventil 34 angeschlossen, wobei der in diesem anliegende Druck über eine Druckmessgerät 35 abgreifbar ist.
Über die Arbeitsleitungen 20, 22 wird der Motor 8 mit Druckmittel versorgt. Dieser ist als Gleichgangzylinder 8 ausgebildet, in dem ein Kolben 36 gleitend geführt ist. Aus dem Zylinder 8 kragt beidseitig eine Kolbenstange 38 aus, die in einem Gestell 40 fixiert ist.
Im Wesentlichen im Parallelabstand zum Zylinder 8 ist die ebenfalls als Gleichgangzylinder 10 ausgeführte Pumpe 10 angeordnet, wobei eine mit einem Kolben 42 verbundene Kolbenstange 44 des Zylinders 10 ebenfalls mit dem Gestell 40 fest verbunden ist.
Das Gestell 40 hat eine mit den in der 1a unteren Endabschnitten der Kolbenstangen 38, 44 verbundene Grundplatte 46, die als Leckölwanne ausgebildet ist, und eine mit den oberen Endabschnitten verbundene Abdeckplatte 48. Das Gestell 40 ist ferner mit einer Schutzverkleidung 50 versehen. Die Gleichgangzylinder 8, 10 weisen etwa die gleiche axiale Länge auf und sind auf gleicher Höhe fest miteinander verbunden.
Die Druckmittelzu- und abfuhr der Zylinder 8 und 10 erfolgt jeweils über in die Kolbenstangen 38 bzw. 44 eingebrachte Druckleitungen 52, 54 bzw. 56, 58. Die Druckleitungen 52, 54 bzw. 56, 58 sind dabei jeweils von einer gemeinsamen Stirnseite 60 und 62 der Kolbenstangen 38 bzw. 40 als Axialbohrungen her eingebracht, die jeweils in einer mit einem jeweiligen Ringraum der Zylinder 8 bzw. 10 verbundene und in den Kolbenstangen 38 bzw. 40 eingebrachte Radialbohrungen münden. Die Radialbohrungen sind jeweils Kolbennah eingebracht, womit ein hoher Zylinderhub ermöglicht ist.
An die Druckleitung 52 ist die Arbeitsleitung 22 und an die Druckleitung 54 die Arbeitsleitung 20 jeweils von der Stirnseite 60 der Kolbenstange 38 her angeschlossen.
Die Druckleitung 56 bzw. 58 der Pumpe 10 ist entsprechend wie bei dem Motor 8 mit einer Druckleitung 64 bzw. 66 an der Stirnseite 62 der Kolbenstange 44 miteinander verbunden. Die Druckleitungen 64 und 66 sind dann an einem Zulaufleitungsstrang 68 und einem Ablaufleitungsstrang 70 für ein Kühl- und/oder Schmiermittel (KSM) in Druckmittelverbindung. Der Zulaufleitungsstrang 68 hat zwei Zulaufabschnitte 72 und 74, die jeweils mit der Druckleitung 64 bzw. 66 verbunden sind. Der Ablaufleitungsstrang 70 hat zwei Ablaufabschnitte 76 und 78, die ebenfalls jeweils mit der Druckleitung 64 bzw. 66 in Verbindung sind. In den Zu- und Ablaufabschnitten 72 bis 78 ist jeweils ein Rückschlagventil 80, 82, 84, 86 angeordnet. Die Rückschlagventile 80 und 82 des Zulaufleitungsstrangs 68 öffnen jeweils hin zu den Druckleitungen 64 bzw. 66. Dagegen schließen die Rückschlagventile 84 und 86 des Ablaufleitungsstrangs 70 hin zu den Druckleitungen 64 bzw. 66.
Die Kühl- und/oder Schmiermittelverbindung im Zulaufleitungsstrang 68 ist über ein 2-Wegeventil 88 zu einer Kühl- und/oder Schmiermittelquelle 90 auf- und zusteuerbar. Ein Ventilkörper des Wegeventils 88 ist in einer Grundposition 0 mit einer Feder 92 vorgespannt, in der die Kühl- und/oder Schmiermittelverbindung unterbrochen ist. Über einen Schaltmagneten 94 ist das Wegeventil 88 in eine Öffnungsstellung a schaltbar. Zwischen dem Wegeventil 88 und der Quelle 90 ist ein verstellbares Drosselventil 95 angeordnet.
Der Ablaufleitungsstrang 70 ist des Weiteren an einem Drehverteiler 96 der Werkzeugmaschine 2 angeschlossen. Die Werkzeugmaschine 2 hat eine Werkzeugspindel 98 und einen Werkzeugspanner 100, mit dem ein Werkzeug 102 gespannt ist. Über den Drehverteiler 96 ist eine Versorgungsleitung 104 mit dem Ablaufleitungsstrang 70 verbunden und führt das Kühl- und/oder Schmiermittel dem Werkzeug 102 zu. Der Werkzeugspanner 100 ist beispielsweise ebenfalls mit dem Hydraulikkreis des Motors 8 betreibbar.
In dem Gestell 40 sind Positionssensoren 106, 108 angeordnet, mit denen ein Erreichen der beiden Endpositionen des Verbunds aus Motor 8 und Pumpe 10 erkennbar ist.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Hydromaschinenanordnung 1 aus der 1a erläutert. In der in 1a ist der Zylinder 8 in einer unteren Stellung dargestellt, die von dem Positionssensor 108 beispielsweise zu einer nicht dargestellten Motorsteuerung gemeldet ist, die dann das Wegeventil 6 in die Schaltstellung a schaltet. In dieser wird ein in 1a oberer Ringraum 110 des Zylinders 8 mit der Pumpe 4 und ein unterer Ringraum 112 mit dem Tank 18 in Druckmittelverbindung gebracht, wobei die Pumpe 4 Druckmittel in den oberen Ringraum 110 fördert. Durch den sich vergrößernden Ringraum 110 wird der Zylinder 8 in der 1a nach oben verschoben, wobei der Zylinder 10 mitbewegt wird. Ein sich vergrößernder oberer Ringraum 114 des Zylinders 10 saugt dabei Kühl- und/oder Schmiermittel (KSM) über die Druckleitung 64, dem Zulaufabschnitt 72 und dem Zulaufleitungsstrang 68 von der Kühl- und/oder Schmiermittelquelle 90 an. Hierzu ist der Stellmagnet 96 des Wegeventils 88 bestromt und somit ist ein Ventilkörper des Wegeventils 88 in einer Öffnungsstellung a.
Ein sich verkleinernder Ringraum 116 des Zylinders 10 verdrängt dann KSM über die Druckleitung 66, den Ablaufabschnitt 78 und den Ablaufleitungsstrang 70 zu der Werkzeugmaschine 2. Erreichen die Zylinder 8, 10 dann die in der 1a obere Position, so wird dies von dem Positionssensor 106 erfasst und das Wegeventil 6 in die Schaltstellung b verstellt, wodurch Druckmittel in den in 1a unteren Ringraum 112 des Zylinders 8 von der Pumpe 4 gefördert wird, wodurch sich dieser in seinem Volumen vergrößert, und sich die Zylinder 8, 10 nach unten bewegen. Bei dieser Bewegung wird von dem Ringraum 116 des Zylinders 10 KSM über die Druckleitung 66, den Zulaufabschnitt 74 und den Zulaufleitungsstrang 68 von der Kühl- und/oder Schmiermittelquelle 90 angesaugt und von dem oberen Ringraum 114 über die Druckleitung 64, dem Ablaufabschnitt 76 und dem Ablaufleitungsstrang 70 zur Werkzeugmaschine 2 gefördert.
Der Kolben 42 des Zylinders 10 hat eine größere, im Wesentlichen doppelt so große Druckangriffsfläche, als der Kolben 36 des Zylinders 8. Hierdurch ist der KSM-Volumenstrom etwa doppelt und der KSM-Druck halb so groß, wie der Volumenstrom und Druck des den Motor 8 antreibenden Druckmittels.
Durch eine stetige Abfolge der beiden oben genannten Betriebszustände der Hydromaschinenanordnung ist ein im Wesentlichen konstanter KSM-Volumenstrom zur Werkzeugmaschine 2 gegeben.
Durch die direkte Kopplung von dem Motor 8 und der Pumpe 10 weist die Hydromaschinenanordnung 1 eine sehr geringe Verlustleistung auf. Durch diese Anordnung ist ebenfalls der Wärmestromeintrag von dem Hydraulikkreis zum KSM-Kreis sehr gering. Der Hydraulikkreis zum Antrieb des Motors 8 kann vorteilhafterweise auch für die Werkzeugmaschine 2 eingesetzt werden, wodurch der vorrichtungstechnische Aufwand erheblich verringerbar ist. Die Hydromaschinenanordnung hat ferner eine hohe Robustheit und einen funktionssicheren Aufbau und hat sich im Einsatz als äußerst geräuscharm gezeigt.
Alternativ oder zusätzlich zu den Positionssensoren 106, 108 kann ein Wegmesssystem zur Positionsbestimmung der Zylinder 8, 10 in der Hydromaschinenanordnung angeordnet werden. Dieses weist einen am Zylinder 8 fixierten Abstandsensor 120 auf, der den Abstand zu einer am Gestell 40 angebrachten Schiene 122 misst. Diese ist dabei bezüglich der Kolbenstangen 38, 40 schräg angeordnet, so dass sich der Abstand bei einer Hubbewegung der Zylinder 8, 10 zu dem Abstandssensor 120 verändert, wodurch die aktuelle Position 8, 10 bestimmbar ist.
1b zeigt das Wegeventil 6 aus der 1a der Hydromaschinenanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dieses ist hierbei im Gegensatz zum Wegeventil 6 aus der 1a stetig verstellbar, wodurch der Druckmittelvolumenstrom zum Motor und somit zur Pumpe variabel je nach Kühl- und/oder Schmiermittelanforderung der Werkzeugmaschine 2 einstellbar ist. Beispielsweise beträgt der Druckmittelvolumenstrom 0 bis 25 l/min.
Die 1c offenbart das Wegeventil 6 mit dem Druckbegrenzungsventil 34 der Hydromaschinenanordnung 1 aus 1a gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Der Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen liegt darin, dass in der 1c zusätzlich das Druckbegrenzungsventil 34 stetig über einen Hubmagneten 124 verstellbar ist. Hierdurch ist neben dem durch das Wegeventil 6 variabel einstellbaren Druckmittelvolumenstrom auch der maximale Druck veränderbar. Dies führt dazu, dass der Zylinder 8 äußerst flexibel antreibbar ist. Der Druck kann zum Beispiel zwischen 10 und 50 bar liegen.
In der 1d ist ein Wegeventil 6 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel aus 1c, ist zwischen der Pumpe 4 und dem Wegeventil 6 kein Druckbegrenzungsventil 34 angeschlossen. Das Wegeventil 6 ist flexibel über eine Ansteuerelektronik 126, 127 steuerbar.
Die in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Ventilanordnungen sind beispielsweise einfach und kompakt in das Gehäuse 40 integrierbar. Die wesentlichen Ventile für den Einsatz der Hydromaschinenanordnung 1 aus 1a sind vorteilhafterweise nur in dem Hydraulikkreislauf angeordnet.
In der 2 ist in einer Längsschnittansicht ein Zylinderausschnitt mit dem Kolben 42 des Zylinders 10 aus der 1a gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Hydromaschinenanordnung 1 gezeigt. Die Druckleitungen 56, 58 sind in Längsrichtung der Kolbenstange 44 von einer Seite her im Parallelabstand beispielsweise als Axialbohrung eingebracht und enden jeweils etwa im Bereich des Kolbens 42.
Mit den Ringräumen 114 und 116 des Zylinders 10 sind die jeweilige Druckleitungen 56 und 58 über jeweils zumindest eine in den Kolben 42 eingebrachte Schrägbohrung 128 bzw. 130 in Druckmittelverbindung. Die Schrägbohrung 128 verläuft dabei von einer in 2 linken Stirnfläche 132 des Kolbens 42 zu der Druckleitung 56 etwa in einem 45°-Winkel im Bezug zur Längsachse des Zylinders 10, wobei der Mündungsbereich der Schrägbohrung 128 in die Stirnfläche 132 benachbart zu einer äußeren Kolbenkante des Kolbens 42 angeordnet ist. Die Schrägbohrung 130 ist von der rechten Stirnfläche 134 her eingebracht und erstreckt sich bis zur Druckleitung 58, wobei diese ebenfalls benachbart zu einer Kolbenkante ihren Mündungsbereich hat.
Die Schrägbohrungen 128 und 130 münden allerdings nicht direkt in den Stirnflächen 132 bzw. 134 sondern jeweils in darin eingebrachte Ringnuten 136 bzw. 138. Diese sind in etwa konzentrisch um die Längsachse des Zylinders 10 ausgebildet. Durch die Ringnuten 136 und 138 ist Druckmittel von den Schrägbohrungen 128 und 130 radial gleichmäßig in den Ringraum 114 bzw. 116 einbringbar. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Ringnuten 136, 138 einen engen bzw. schmalen Querschnitt aufweisen, damit sich in diesen das Druckmittel radial besser verteilen kann.
Durch die nahe Anordnung der Schrägbohrungen 128 und 130 zu den Kolbenkanten des Kolbens 10 und insbesondere durch die schräge Ausrichtung, kann dass Druckmittel (was in der 2 mit Pfeilen gekennzeichnet ist) beim Einspritzen in den Ringraum 114 bzw. 116 auf eine Innenwandung 140 des Zylinders 10 im Wesentlichen auftreffen. Sich an dieser Innenwandung 140 ablagernde Partikel, die beispielsweise von einem von der Werkzeugmaschine 2 aus 1a zurückgeförderten Kühl- und/oder Schmiermittel stammen, können hierdurch vorteilhafterweise abgetragen werden.
Zu einer dichten Führung des Kolbens 42 im Zylinder 10, ist im Umfangsbereich 142 des Kolbens 42 ein Dichtungsring 144 etwa mittig eingebracht. Der Dichtungsring 144 besteht aus einem Perlflourkautschuk (FFKM). Zusätzlich zum Dichtungsring 144 können Abstreifelemente im Umfangsbereich 142 angeordnet werden, die Partikel an der Innenwandung 140 des Zylinders 10 wirksam abstreifen, um den Dichtungsring 144 zu schonen.
3 stellt in einer Längsschnittansicht einen Zylinderausschnitt mit dem Kolben 42 des Zylinders 10 aus der 1a gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Hydromaschinenanordnung 1 dar.
Der Kolben 42 weist hierbei wie in der 2 Schrägbohrungen 128, 130 auf, wobei allerdings die Druckleitungen 56, 58 von unterschiedlichen Seiten her in die Kolbenstange 44 eingebracht sind. Die Druckleitung 58 verläuft dabei in der 3 von links und die Druckleitung 56 von rechts etwa koaxial zur Mittenachse der Kolbenstange 44 jeweils bis zur entsprechenden Schrägbohrung 130 bzw. 128.
Die gleitende Dichtung des Kolbens 42 im Zylinder 10 erfolgt über zumindest zwei mittig vom Umfangsbereich 142 her in den Kolben 42 eingebrachte Radialbohrungen 146 und 148, die jeweils in die Schrägbohrung 130 bzw. 128 münden. Hierdurch ist eine hydrostatische Abdichtung über einen Drosselstreckenspalt ermöglicht.
In der 4 ist in einer Längsschnittansicht ebenfalls, wie in 2 und 3, der Zylinderausschnitt mit dem Kolben 42 des Zylinders 10 aus der 1a gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Hydromaschinenanordnung 1 offenbart.
Der Kolben 42 und die Kolbenstange 44 sind hierbei mehrteilig aufgebaut. Ein in etwa hohlzylindrischer Kolbenbund 150 ist fest zwischen zwei miteinander verbundenen Kolbenflansche 152, 154 (beispielsweise durch eine Verschraubung) eingespannt, wobei die radiale Umfangswandung 156 der Kolbenflansche 152, 154 und des Kolbenbunds 150 gleitend an der Innenwandung 140 des Zylinders 10 anliegen. Bei einer Verschraubung der Kolbenflansche 152, 154 sind zumindest in jeder Stirnfläche 132, 134 des Kolbens 142 zwei Senklochbohrungen 158, 160 vorgesehen, die derart ausgebildet sind, dass beispielsweise eine Mutter mit einer Schraube die Flansche 152, 154 verbinden kann. Die Schraubverbindung ist zwischen den Flanschen 152, 154 jeweils mit einem rohrförmigen Dichtungskörper 162, 164 umgeben.
Die Kolbenstange 44 ist mit zwei rohrförmigen Kolbenstangen 166, 168 ausgebildet, die in Aussparungen der Stirnflächen 132, 134 der Kolbenflansche 152, 154 eingesetzt und mit den Kolbenflanschen 152, 154 fest verbunden sind. Die Verbindung erfolgt beispielsweise über Laserschweißen oder Löten. Mittig der Kolbenflansche 152, 154 ist eine Durch gangsbohrung vorgesehen, durch die jeweils in den Kolbenstangen 166, 168 angeordnete rohrförmige Druckleitungen 170, 172 hindurchführbar sind. Die Druckleitungen 170 und 172 sind dann jeweils an schräg in den Kolbenflansche 152, 154 eingebrachten Durchgangsbohrungen 174, 176 angeschlossen, wobei die Durchgangsbohrungen 174, 176 wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen in Ringnuten 136, 138 münden.
Die in den 1a, 2, 3 und 4 beschriebenen Zylinder, Kolben und Kolbenstangen sind mit einem verschleißfesten Oberflächenschutz beschichtet, um eine hohe Lebensdauer zu erreichen.
In den 2, 3 und 4 ist der Zylinder 10 beschrieben. Der Zylinder 8 aus der 1a ist dabei entsprechend wie die anhand des Zylinders 10 aufgezeigten Ausführungsformen ausgestaltbar. Die unterschiedlichen Ausführungsformen können bei den Zylindern 8, 10 jeweils verschieden sein.
In 5 ist in einer Längschnittansicht eine Durchführung 178 der Kolbenstange 44 durch den Zylinder 10 der Hydromaschinenanordnung 1 aus 1a offenbart. Der in der 1a obere Ringraum 114 ist in der 5 rechts angeordnet. In der Durchführung 178 ist ein die Kolbenstange 44 umgreifendes Abstreifelement 180 eingebracht, das zum Abstreifen von abrasiven Partikeln auf der Kolbenstange 44 dient. Des Weiteren ist links in der Durchführung 178, also weiter vom Ringraum 114 als das Abstreifelement 180 entfernt, ein Dichtungsring 182 vorgesehen, der Druckmittelleckage des Zylinders 10 verhindert.
Zwischen dem Abstreifelement 180 und dem Dichtungsring 182 ist radial in der Durchführung 178 ein Leckageanschluss 184 eingebracht. Dieser führt zwischen dem Abstreifelement 180 und dem Dichtring 182 anfallende Leckage ab. An diesem kann eine transparente Leckageleitung als Verschleißindikator angeschlossen sein, wodurch die Leckagemenge ersichtlich ist und der Zustand des Abstreifelements 180 und des Dichtungsrings 182 abschätzbar ist.
Die beschriebene Durchführung 178 ist für die gesamten Endabschnitte der Zylinder 8, 10 aus der 1a vorgesehen.
Durch den robusten Aufbau der Hydromaschinenanordnung 1 aus 1a ist eine Feinfilterung des Kühl- und/oder Schmiermittels bei der Rückführung von der Werkzeugmaschine 2 nicht mehr erforderlich.
Die 6 zeigt in einer Längsschnittansicht den Motor 8 und die Pumpe 10 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel. Diese sind dabei in etwa koaxial angeordnet und weisen eine gemeinsame Kolbenstange 186 auf, die mit dem Kolben 36 des Motors 8 verbunden ist und in den Zylinder 10 ragt. Es kann zum Einen entsprechend der 1a die Kolbenstange 186 fixiert sein, oder die Zylinder 8, 10. Im Folgenden soll die Kolbenstange 186 fixiert sein.
Wird der Zylinder 8 in der 6 nach unten bewegt, so drückt ein in den Zylinder 10 kragender Stangenendabschnitt 187 der Kolbenstange 186 auf eine in dem Zylinder 10 eingebrachte Membran 188. Diese ist mit Haltebund 190 zwischen einem Zylinderdeckel 192 und einem radial von innen zurückgestuften Endbereich 194 des Zylinders 10 gehaltert und teilt den Zylinder 10 in einen mit einem Tank verbundenen Stangenraum 196 und einen Membranraum 198 auf.
Über einen im Zylinderdeckel 192 eingebrachten Druckmittelanschluss 200 ist der Membranraum 198 in nicht dargestellter Weise mit der Kühl- und/oder Schmiermittelquelle 90 oder der Werkzeugmaschine 2 in Druckmittelverbindung. Der durch die Bewegung des Zylinders 8 in Richtung der Membran 188 bewegte Stangenendabschnitt 187 verkleinert den Membranraum 198 durch Zusammendrücken der Membran 188 und fördert Kühl- und/oder Schmiermittel über den Druckmittelanschluss 200 zur Werkzeugmaschine 2 aus 1a.
Bei einer Bewegung des Zylinders 8 nach oben in der 6, wird der Stangenendabschnitt 187 von der Membran 188 wegbewegt. Der Membranraum 198 ist hierbei dann mit der Kühl- und/oder Schmiermittelquelle 90 aus 1a in Druckmittelverbindung, die einen Eigendruck (zwischen 2 und 5 bar) aufweist und KSM in den Membranraum 198 drückt. Der Membranraum 198 wird hierdurch wieder vergrößert.
Der Motor 8 wird entsprechend wie in der 1a beschrieben angetrieben, wobei hier allerdings die Druckmittelzufuhr zu den Ringräumen über den Zylinder 8 erfolgt.
Der Stangenendabschnitt 187 ist radial erweitert, um eine größere Anlagefläche 201 auf die Membran 188 zu erreichen. Diese weist dabei eine etwa ebene Angriffsfläche 203 auf.
Die in der 6 beschriebene Anordnung zeichnet sich besonders dadurch aus, dass das KSM im Prinzip zu keinem Abrieb an dem Motor 8 und der Pumpe 10 führt, wodurch der Verschleiß von Motor 8 und Pumpe 10 minimiert ist.
Die 7 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung die Hydromaschinenanordnung 1 aus 1a gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Diese hat hierbei das Wegeventil 6 aus der 1d.
Der Ablaufleitungsstrang 70 ist zusätzlich mit einem Wegeventil 202 zur Werkzeugmaschine 2 auf- und zusteuerbar. Dem Kühl- und/oder Schmiermittel (KSM) ist in dem Ausführungsbeispiel zusätzlich Gas in Form von Luft zuführbar. Hierfür ist eine vom Zulaufleitungsstrang 68 abzweigende Gasleitung 204 vorgesehen, die über ein Wegeventil 206 mit einer Gasquelle 208 verbindbar ist. Mit dem Wegeventil 206 ist die Verbindung zur Gasquelle 208 auf- und zusteuerbar, wobei im abgeschalteten Zustand die Gasleitung 204 über das Wegeventil 206 entlüftet ist. Zwischen dem Wegeventil 206 und der Gasquelle 208 ist noch ein verstellbares Drosselventil 210 angeordnet. Ferner ist in der Gasleitung 204 ein sich hin zum Zulaufleitungsstrang 68 sich öffnendes Rückschlagventil 211 vorgesehen. Ein weiteres Rückschlagventil 213 ist zwischen dem Wegeventil 88 und dem Abzweigpunkt der Gasleitung 204 angeordnet, das ebenfalls hin zum Zulaufleitungsstrang 68 öffnet.
Die dem KSM zugeführte Luft wird durch die Pumpe 10 komprimiert und dekomprimiert an der Werkzeugsaustrittsstelle 212 der Werkzeugmaschine 2. Durch die Vergrößerung des Luftvolumens an der Werkzeugsaustrittsstelle 212 ist eine erhöhte Wärmeabfuhr und eine im Wesentlichen turbulente Strömung des KSM ermöglicht, wodurch beispielsweise ein Späneabtransport von der Werkzeugmaschine 2 erheblich verbessert ist. Der KSM-Volumenstrom und -Druck kann durch die Luftzufuhr bei gleichbleibenden oder besseren Kühl- und Schmiereigenschaften der Werkzeugmaschine 2, im Vergleich zu keiner Luftzufuhr, erheblich reduziert werden.
8 zeigt in einer Längsschnittansicht die Hydromaschinenanordnung 1 gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weist diese drei Zylinder 216, 218 und 220 auf, wobei der in der 8 mittlere Zylinder 218 als Motor und die oberen und unteren Zylinder 216 und 220 als Pumpe eingesetzt sind. Die Zylinder 216, 220 sind dabei im Wesentlichen baugleich ausgeführt. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel aus der 1a sind die Zylinder 216 bis 220 etwa im Parallelabstand zueinander angeordnet.
Die Zylinder 216, 218 und 220 sind als Gleichgangzylinder ausgebildet und weisen jeweils eine Kolbenstange 222, 224 bzw. 226 auf. Über diese ist jeweils ein Kolben 228, 230 bzw. 232 in einem Zylinderrohr 234 der Zylinder 216 bis 220 geführt. Die Kolbenstangen 222, 224 und 226 durchsetzen mit ihrem vom jeweiligen Kolben 228, 230 bzw. 232 in der 8 rechts angeordneten Endabschnitt 236, 238 bzw. 240 einen jeweiligen Zylinderkopf 242, 244 bzw. 246 der Zylinder 216, 218 bzw. 220. Die Endabschnitte 236, 238 und 240 sind an ihrem vom jeweiligen Kolben 228, 230 bzw. 232 weg weisenden Endbereich 247 radial zurückgestuft und mit diesem jeweils durch eine Durchgangsöffnung 248 einer gemeinsamen festgelegten Halteplatte 250 durchgeführt. Die Endbereiche 247 der Endabschnitte 236, 238 bzw. 240 liegen dann mit einer Ringstirnfläche an einer den Zylindern 216 bis 220 zuweisenden Unterseite 252 der Halteplatte 250 an. Die Endbereiche 247 weisen des Weiteren ein Gewinde auf, auf das jeweils eine Mutter 254 geschraubt ist, die sich jeweils an einer Oberseite 256 der Halteplatte 250 abstützt und die Ringstirnflächen der Endbereiche 247 gegen die Unterseite 252 spannt. Zusätzlich ist auf den Endbereichen 247 der Endabschnitte 236 bis 240 eine Kontermutter 258 geschraubt.
In der 8 linke Endabschnitte 260, 262 und 264 der Kolbenstangen 222, 224 bzw. 226 durchsetzen jeweils Durchgangsöffnungen 266 eines gemeinsamen Zylinderbodens 268. Die Zylinderrohre 234 sind jeweils über eine herkömmliche Zugankerverbindung 270 zwischen den Zylinderboden 268 und dem jeweiligen Zylinderkopf 242, 244 bzw. 246 gespannt. Für weitere Informationen bezüglich des Aufbaus einer Zugankerverbindung wird auf das Buch „Der Hydrauliktrainer, Band 1", 3. überarbeitete Ausgabe von der Firma Bosch Rexroth AG verwiesen.
Die Kolbenstangen 222 bis 226 sind jeweils zweiteilig aufgebaut, wobei ein Teil der jeweils in der 8 rechte Endabschnitt 236 bis 240 und der andere Teil der linke Endab schnitt 260 bis 264 ist. Der genaue Aufbau der Kolbenstangen 222 bis 226 zusammen mit den Kolben 228 bis 232 wird anhand des in der 8 unteren Zylinders 220 näher erläutert. Der Kolben 232 hat eine etwa sich koaxial zu seiner Längsrichtung erstreckende Durchgangsöffnung 272. Dem Kolben 232 zuweisende Endbereiche 274 bzw. 276 der Endabschnitte 264 bzw. 240 sind radial zurückgestuft, wobei deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der Durchgangsöffnung 272 des Kolbens 232 entspricht. Die Endbereiche 274, 276 sind in die Durchgangsöffnung 272 des Kolbens 232 eingetaucht und miteinander, beispielsweise über eine Schraubverbindung, fest verbunden, wobei der Kolben 232 zwischen Ringstirnflächen der radial zurückgestuften Endbereiche 274, 276 fest eingespannt ist.
Die Kolben 228 bis 232 trennen jeweils einen linken Ringraum 278 von einem rechten Ringraum 280 der Zylinder 216 bis 220. Der rechte Ringraum 280 ist in der 8 dabei mit minimalem Volumen dargestellt. Die Druckmittelversorgung des als Motor eingesetzten Zylinders 218 und die KSM-Versorgung der als Pumpe eingesetzten Zylinder 216, 220 erfolgt beispielsweise entsprechend wie in den 1a, 2, 3, 4 und 7 über die Kolbenstangen 222 bis 226. Es ist auch möglich, die Zylinder 216 bis 220 über den Zylinderboden 268 und den jeweiligen Zylinderkopf 242 bis 246 mit Druckmittel bzw. KSM zu versorgen, was in der 8 nicht dargestellt ist. Der Zylinder 218 ist beispielsweise mit den Arbeitsleitungen 20 und 22 aus der 1a verbunden, währende die Zylinder 216 und 220 mit den Druckleitungen 64, 66 in KSM-Verbindung stehen.
9 zeigt die Hydromaschinenanordnung 1 aus der 8 in einer Seitenansicht. Hierbei ist die Druckmittel- bzw. KSM-Versorgung der Zylinderköpfe 242 bis 246 aus der 8 gezeigt, was anhand des Zylinderkopfs 246 kurz erläutert ist. Der Zylinderkopf 246 hat einen Druckanschluss 282, an den eine Druckleitung 284 angeschlossen ist, die wiederum mit einem Druckanschluss 286 des Zylinderbodens 268 in Verbindung steht. Der in der 8 rechte Ringraum 280 des Zylinders 220 ist somit über Kanäle in dem Zylinderkopf 246 mit dem Druckanschluss 282 verbunden und über diesen mit der Druckleitung 248 an den Druckanschluss 286 des Zylinderbodens 268 angeschlossen. Der Druckanschluss 286 ist dann mit Kanälen zur Druckmittel- bzw. KSM-Zufuhr, die im Zylinderboden 268 ausgebildet sind, verbunden.
Zur Förderung von KSM über die als Pumpe eingesetzten Zylinder 216 und 220 in 8 wird abwechselnd Druck in den Ringräumen 278 und 280 des als Motor eingesetzten Zylinders 218 aufgebaut. Wird in der in 8 gezeigten Position der Zylinder 216 bis 220 Druckmittel in den rechten Ringraum 280 des mittleren Zylinders 218 gefördert, so wird dieser mit einer Druckkraft über den Zylinderkopf 244 in Richtung der Halteplatte 250 beaufschlagt. Zusammen mit dem Zylinderkopf 244 wird die Bodenplatte 268 und über diese die beiden anderen Zylinder 216, 220 ebenfalls in Richtung der Halteplatte 250 bewegt. Hierdurch werden die in der 8 linken Ringräume 278 der Zylinder 216, 220 verkleinert, wodurch in diesen KSM verdrängt wird. Gleichzeitig wird über die Ringräume 280 der Zylinder 216, 220 KSM durch das sich vergrößernde Raumvolumen nachgesaugt. In dem linken Ringraum 278 des Zylinders 218 wird Druckmittel verdrängt.
Um die Bewegung der Zylinder 216 bis 220 in jede Richtung zu dämpfen, weist der als Motor eingesetzte Zylinder 218 Dämpfungsbuchsen 288 bzw. 290 auf. Diese sind jeweils an einem radial zurückgestuften Bereich der Endabschnitte 238, 262 der Kolbenstange 224 angeordnet. Ein Durchmesser des radial zurückgestuften Bereichs ist dabei größer als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 272 des Kolbens 230. Der zurückgestufte Bereich folgt dabei unmittelbar dem ebenfalls radial zurückgestuften Endabschnitt 274, 276 (s. Zylinder 220). Die Dämpfungsbuchsen 288, 290 sind somit jeweils zwischen einer Ringstirnfläche des Kolbens 230 und einer durch die radiale Zurückstufung gebildeten Ringfläche des Endabschnitts 238 bzw. 262 gespannt. Die in der 8 linke Dämpfungsbuchse 288 taucht am Ende von der Hubbewegung des Zylinders 218 in eine in den Zylinderboden 268 von dem Ringraum 278 her eingebrachte Bohrung 292 ein. Diese begrenzt zusammen mit dem Endabschnitt 262 der Kolbenstange 224 einen Ringraum. Der Durchmesser der Bohrung 292 ist dabei größer als der Durchmesser der Dämpfungsbuchse 288 gewählt, sodass beim Eintauchen der Dämpfungsbuchse 288 in diese Bohrung 292 zwischen einer Innenwandung der Bohrung 292 und einer Außenwandung der Dämpfungsbuchse 288 ein umlaufender Spalt gebildet ist. Dieser dient dabei als Drossel des zwischen dem von der Bohrung 292 begrenzten Ringraum und dem Ringraum 278. Die in der 8 rechte Dämpfungsbuchse 290 taucht dagegen in eine in den Zylinderkopf 244 eingebrachte Bohrung. Die Funktionsweise ist hierbei entsprechend der linken Dämpfungsbuchse 288.
In den 10a–10d sind vergrößerte Ausschnitte der Hydromaschinenanordnung 1 aus der 8 gezeigt.
10a stellt einen Ausschnitt I dar, der die Durchführung des Endabschnitts 260 der Kolbenstange 222 aus 8 durch die Durchgangsöffnung 266 des Zylinderbodens 268 zeigt. Der Zylinderboden 268 weist dabei im Bereich der Durchgangsöffnung 266 ein Abstreifelement 294, zwei Dichtelemente 296, 298 und einen Führungsbund 300 auf. Die Elemente 294 bis 300 sind dabei in Längsrichtung der Durchgangsöffnung 266 zueinander beabstandet, wobei der Führungsbund 300 am nächsten zum Ringraum 278 aus der 8 angeordnet ist. Des Weiteren sind die Elemente 294 bis 300 jeweils in eine koaxial zu einer Längsachse der Durchgangsöffnung 266 eingebrachte Ringnut eingesetzt. Die Ringnuten sind dabei von einer Innenmantelfläche von der Durchgangsöffnung 266 her in den Zylinderboden 268 eingebracht.
Das Abstreifelement 294 ist ringförmig ausgebildet und umfasst den Endabschnitt 260. Mit einer Abstreiflippe 302 liegt dieses an einer Außenmantelfläche 304 des Endabschnitts 260 an, wodurch Schmutzpartikel über dieses abgestreift werden. Abgestreifte Schmutzpartikel können dann über die Durchgangsöffnung 266 nach Außen, in der 10a nach links, aus dem Zylinderboden 268 abgeführt werden. Zum leichteren Abführen der abgetragenen Partikel ist die Durchgangsöffnung 266 zwischen dem Abstreifelement 294 und einer linken Außenfläche 306 des Zylinderbodens 268 radial erweitert. Das Abstreifelement 294 hat auf seiner von der Abstreiflippe 302 weg weisenden Seite eine Ringaussparung, zwischen der und der Ringnut des Zylinderbodens 268 ein O-Ring 308 eingesetzt ist. Dieses wird derart ausgebildet, dass über diesen die Abstreiflippe 302 des Abstreifelementes 294 gegen die Mantelfläche 304 des Endabschnitts 260 gespannt ist.
Die Dichtelemente 296, 298 sind ebenfalls ringförmig ausgebildet und umgreifen den Endabschnitt 260. Diese haben dabei jeweils eine Dichtlippe 310, 312, die an der Mantelfläche 304 des Endabschnitts 260 dichtend anliegt. Die Dichtlippen 310, 312 haben dabei jeweils eine umlaufende Schrägfläche, die sich von der Mantelfläche 304 des Endabschnitts 260 in Richtung der Außenfläche 306 des Zylinderbodens 268 erstreckt. Des Weiteren haben die Dichtlippen 310, 312 eine zum Führungsbund 300 weisende sich etwa senkrecht zur Längsachse des Endabschnitts 260 erstreckende Ringfläche. Die Dichtelemente 296 und 298 sind jeweils von einem in der Ringnut des Zylinderbodens 268 aufgenommenen O-Ring 314 bzw. 316 umgriffen. Die O-Ringe 314 und 316 spannen dann jeweils die Dichtelemente 296 bzw. 298 mit den Dichtlippen 310 bzw. 312 gegen die Mantelfläche 304 des Endabschnitts 260, wodurch eine hohe Dichtwirkung erzielt ist.
Das durch den Zylinder 216 geförderte KSM eignet sich nur bedingt zur Schmierung der beweglichen Teile des Zylinders 216. Um einen Verschleiß zwischen dem Endabschnitt 260 der Kolbenstange 222 und der Durchgangsöffnung 266 des Zylinderbodens 268 zu vermeiden, ist der ringförmige Führungsbund 300 vorgesehen. Dieser weist einen geringeren Innendurchmesser als die Durchgangsöffnung 266 auf und umgreift den Endabschnitt 260. Der Endabschnitt 260 ist somit über den Führungsbund 300 geführt und nicht über eine Innenwandung der Durchgangsöffnung 266. Der Führungsbund 300 besteht dabei aus einem Material, dass ein Verschleißen des Endabschnitts 260 im Wesentlichen verhindert.
Die in der 10a beschriebene Anordnung des Abstreifelementes 294, der Dichtelemente 296, 298 und der Führungsbund 300 sind im Zylinderkopf 242 aus 8 entsprechend ausgebildet, wobei diese mit umgekehrter Reihenfolge angeordnet sind. Der in der 8 untere Zylinder 220 ist entsprechend ausgeführt.
10b stellt einen vergrößerten Ausschnitt II der Hydraulikanordnung 1 aus der 8 dar. Hierbei ist der Durchführungsbereich des Endabschnitts 262 der Kolbenstange 224 des in der 8 mittleren Zylinders 218 durch den Zylinderboden 268 abschnittsweise dargestellt. In einer jeweiligen Ringnut 318, 320 des Zylinderbodens 268 ist von der Durchgangsöffnung 266 her ein Abstreifelement 322 und ein Dichtelement 324 eingesetzt. Das Dichtelement 324 ist dabei näher zum Ringraum 278 aus 8 angeordnet.
Auf der vom Dichtelement 324 weg weisenden Seite der Ringnut 318 ist eine einen geringeren Durchmesser als die Ringnut 318 aufweisende Durchgangsbohrung 326 zwischen der Außenfläche 306 und der Ringnut 318 in den Zylinderboden 268 etwa koaxial zur Längsachse des Endabschnitts 262 eingebracht. Das Abstreifelement 322 hat einen in die Ringnut 318 eingesetzten Halteabschnitt 328 und einen etwa in Längsrichtung in die Durchgangsbohrung 326 auskragenden Lippenabschnitt 330. Dieser ist dabei über seine Eigenspannung mit einer Innenfläche gegen die Mantelfläche 304 des Endabschnitts 262 gespannt.
Bei dem Dichtelement 324 handelt es sich um einen Nutring, der mit einer Dichtlippe 332 den Endabschnitt 262 dichtend umgreift. Der Zylinderkopf 244 des Zylinders 218 weist ebenfalls die Elemente 322, 324 auf, die entsprechend ausgebildet und angeordnet sind, jedoch in umgekehrter Reihenfolge.
10c zeigt einen vergrößerten Ausschnitt III der Hydromaschinenanordnung 1 aus 8. Hierbei ist die Führung des in der 8 oberen Kolbens 228 in dem Zylinderrohr 234 des Zylinders 216 gezeigt. In dem Kolben 228 sind dabei von seiner im Wesentlichen einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweisenden Außenmantelfläche 334 her drei in Längsrichtung des Kolbens 228 zueinander beabstandete Ringnuten 336, 338 und 340 eingebracht. Die Ringnut 338 ist dabei mittig zwischen den Ringnuten 336 und 340 angeordnet, wobei die beiden letzteren im Wesentlichen gleich ausgestaltet sind. In den Ringnuten 336 und 340 ist jeweils ein Führungsbund 342, 344 eingesetzt, die dem Führungsbund 300 aus der 10a entsprechen. Die Funktionsweise der Führungsbunde 342, 344 entspricht dabei der des Führungsbunds 300. Diese dienen zur Verminderung des Verschleißes des Kolbens 228 und des Zylinderrohrs 334.
In die mittlere Ringnut 338 sind zwei O-Ringe 348, 350 eingesetzt, wobei diese in Radialrichtung hintereinander angeordnet sind und der O-Ring 348 dichtend an einer Innenmantelfläche 346 anliegt und der O-Ring 350 zwischen einem Nutgrund der Ringnut 338 und dem O-Ring 348 angeordnet ist. Die O-Ringe 348, 350 dienen zum im Wesentlichen fluiddichten Trennen der Ringräume 278, 280 des Zylinders 216 aus der 8. Der Kolben 232 des Zylinders 220 ist entsprechend ausgestaltet.
Die 10d bildet einen Ausschnitt IV der Hydromaschinenanordnung 1 aus der 8 vergrößert ab. Dabei ist jeweils ein Abschnitt des Kolbens 230 und des Zylinderrohrs 234 des Zylinders 218 dargestellt. Im Unterschied zum Kolben 228 aus der 10c sind Führungsbunde 352, 354 eingesetzt, die etwa eine halbe axiale Länge im Vergleich zu den Führungsbünden 342, 344 aus 10c aufweisen. Ringnuten in denen die Führungsbunde 352, 354 eingesetzt sind, sind entsprechend kleiner ausgebildet.
11 zeigt in einer Längsschnittansicht die Hydromaschinenanordnung 1 gemäß einem elften Ausführungsbeispiel. Diese ist hierbei als so genannte Inline-Anordnung ausgebildet und weist hierbei drei in einem Maschinengehäuse 356 ausgebildete Kammern 358, 360 und 362 auf. In der mittleren Kammer 360 ist ein Kolben 364 mit einer Kolbenstange 366 geführt. Diese durchsetzt die etwa einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweisende Kammer 360 vollständig, wodurch diese von dem Kolben 364 und der Kolbenstange 366 in zwei Ringkammern 368, 370 getrennt ist. Die Kolbenstange 366 kragt an beiden Seiten aus den Ringkammern 368, 370 mit jeweils einem Endabschnitt 372, 374 aus und in die benachbart zur Kammer 360 angeordneten Kammern 358 und 362 ein. Diese weisen ebenfalls einen etwa kreiszylindrischen Querschnitt auf und sind koaxial zur Kammer 360 angeordnet. Die Ringkammern 368 und 370 sind einem ersten Zylinder und die Kammern 358, 362 einem zweiten Zylinder zuordbar.
Die in der 11 linke Kammer 358 ist mit der Arbeitsleitung 20 aus der 1a und die rechte Kammer 362 mit der Arbeitsleitung 22 verbunden. Die in der 11 linke Ringkammer 368 ist mit der Druckleitung 64 und die rechte Ringkammer 370 mit der Druckleitung 66 (aus 1a) verbunden. An einer zwischen den Kammern 358 und 368 angeordneten Trennwand 376 und einer zwischen der Ringkammer 370 und der Kammer 362 angeordneten Trennwand 378, die jeweils von dem Endabschnitt 372 bzw. 374 durchsetzt sind, ist jeweils ein Leckageanschluss 184 vorgesehen, der dem aus der 5a entspricht. In einer jeweiligen Durchgangsöffnung 380 und 382 der Trennwände 376 bzw. 378 durch die die Endabschnitte 372 bzw. 374 hindurchgeführt sind, sind Dichtelemente vorgesehen.
Der Zylinder mit den Kammern 358 und 362 dient als Motor, wobei die Kolbenstange 366 abwechselnd entweder von der Kammer 358 oder von der Kammer 362 mit einer Druckkraft des Druckmittels beaufschlagt ist. Zum Verschieben der Kolbenstange 366 in eine Axialrichtung in der 11 nach rechts wirkt auf ihre Stirnfläche 384 des linken Endabschnitts 372 eine Druckkraft. Bei einer Verschiebung der Kolbenstange 366 nach rechts wird aus der rechten Ringkammer 370 über den Kolben 364 KSM verdrängt, während über die linke Ringkammer 368 KSM nachgesaugt wird. Zum Verschieben der Kolbenstange 366 in der 11 nach links wirkt auf eine Stirnfläche 386 des Endabschnitts 374 über die Kammer 362 eine Druckkraft.
Alternativ ist denkbar, dass die Ringkammern 368 und 370 mit dem Druckmittel und die Kammern 358, 362 mit dem KSM verbunden sind.
In 12 ist ein zwölftes Ausführungsbeispiel der in einer Längsschnittansicht dargestellten Hydromaschinenanordnung 1 gezeigt. Hierbei sind zwei Zylinder 388, 390 etwa koaxial zueinander angeordnet. Diese sind über einen gemeinsamen Zylinderboden 391 verbunden, der von einer gemeinsamen Kolbenstange 392 etwa koaxial durchsetzt ist. Die Zylinder 388 und 390 weisen jeweils ein Zylinderrohr 394 bzw. 396 auf. In das jeweiliges Zylin derrohr 394 und 396 taucht ein einen etwa kreiszylindrischen Querschnitt aufweisender Vorsprung 398 bzw. 400 des Zylinderbodens 391 jeweils mit einem O-Ring dichtend ein. Gegenüber liegend von dem Zylinderboden 391 sind die Zylinderrohre 394 und 396 jeweils mit einem Zylinderkopf 402 bzw. 404 dichtend verschlossen.
In einem jeweiligen Zylinderrohr 394 und 396 ist ein mit der Kolbenstange 392 verbundener Kolben 406 bzw. 408 gleitend geführt. Die Kolben 406 und 408 bilden jeweils zusammen mit der Kolbenstange 392 einen Zylinder mit einseitiger Kolbenstange. Durch den in der 12 linken Kolben 406 ist ein linker Zylinderraum 410 von einem rechten Ringraum 412 des Zylinders 388 getrennt, während von dem in der 12 rechten Kolben 408 ein linker Ringraum 414 von einem rechten Zylinderraum 416 des Zylinders 390 getrennt ist. In einer Durchgangsöffnung 418 des Zylinderbodens 391, durch den die die Kolbenstange 392 hindurch geführt ist, sind mehrere ringförmige Dichtelemente 420 angeordnet. Des Weiteren weist jeder Kolben 406 und 408 an seiner dem jeweiligen Zylinderrohr 394 bzw. 396 zuweisenden Außenseite ebenfalls ein ringförmiges Dichtelement auf.
Der in der 12 rechte Zylinder 390 ist dabei an die Arbeitsleitungen 20, 22 aus der 1a und der linke Zylinder 388 an die Druckleitungen 64, 66 angeschlossen. Bei einem gleichbleibenden Druckmittelvolumenstrom wird der Kolben 408 bei einer Druckmittelförderung in den Ringraum 414 mit einer höheren Geschwindigkeit in Längsrichtung verschoben als bei einer Druckmittelförderung in den Zylinderraum 416. Bei einer Verschiebung des Kolbens 408 in der 12 nach rechts wird aus dem Ringraum 412 des Zylinders 388 über den Kolben 406 Druckmittel verdrängt. Bei einer entsprechend langsameren Verschiebebewegung des Kolbens 408 nach links wird Druckmittel über den Kolben 406 aus dem größeren Zylinderraum 410 verdrängt. Ein KSM-Volumenstrom ist somit in beide Verschieberichtungen des Kolbens 406 etwa gleich, da bei einer Verschiebung des Kolbens 406 nach rechts dieser zwar schneller verschoben wird, aber durch den ein geringeres Volumen als der Zylinderraum 410 aufweisende Ringraum 412 weniger KSM verdrängt wird. Bei einer Verschiebung des Kolbens 406 nach links wird mehr KSM aus dem Zylinderraum 410 im Vergleich zum kleineren Ringraum 412 verdrängt, allerdings wird auch der Kolben 406 mit einer geringeren Geschwindigkeit verschoben.
Die Zylinder 388 und 390 haben in der 12 unterschiedliche Durchmesser, wobei der Zylinder 388 einen etwa doppelt so großen Durchmesser wie der Zylinder 390 aufweist.
Hierdurch erfolgt bei einem bestimmten Druckmittelvolumenstrom, der den als Motor eingesetzten Zylinder 390 antreibt ein wesentlich größerer KSM-Volumenstrom des als Pumpe eingesetzten Zylinders 388.
Alternativ ist möglich, den linken Zylinder 388 an Druckmittelleitungen und den rechten Zylinder 390 an KSM-Leitungen anzuschließen.
Alternativ ist der Motor 8 aus 1a, 7, 11 und 12 pneumatisch, mit dem KSM oder per Elektromotor antreibbar. Eine elektromechanische Ansteuerung könnte über eine Zahnstange/Gewindespindel/Kugelrollspindel in Verbindung mit einem drehzahlgeregeltem Elektromotor erfolgen.
Offenbart sind eine Hydromaschinenanordnung mit zumindest einem Motor und zumindest eine von diesem angetriebene Pumpe. Der Motor und die Pumpe haben dabei jeweils einen in einem Zylinder geführten Kolben. Die Zylinder und der jeweils dazu gehörige Kolben sind relativ zueinander bewegbar, wobei bei dem Motor und bei der Pumpe entweder der Zylinder oder der Kolben bewegbar sind. Die bewegten Bauelemente von dem Motor und der Pumpe sind verbunden. Hierdurch geht ein Hub des Motors mit einem entsprechenden Förderhub der Pumpe einher, wobei die Pumpe dann Kühl- und/oder Schmiermittel fördert.

1: Hydromaschinenanordnung
2: Werkzeugmaschine
4, 10: Pumpe
6: Wegeventil
8: Motor
12: Pumpenleitung
14: Drossel
16: Tankleitung
17: Stromventil
18: Tank
20, 22: Arbeitsleitung
24, 26: Feder
28, 30: Hubmagnet
34: Druckbegrenzungsventil
35: Druckmessgerät
36: Kolben
38: Kolbenstange
40: Gestell
42: Kolben
44: Kolbenstange
46: Grundplatte
48: Abdeckplatte
50: Schutzverkleidung
52, 54, 56, 58, 64, 66: Druckleitung
60, 62: Stirnseite
68: Zulaufleitungsstrang
70: Ablaufleitungsstrang
72, 74: Zulaufabschnitte
76, 78: Ablaufabschnitte
80, 82, 84, 86: Rückschlagventil
88: Wegeventil
90: Kühl- und/oder Schmiermittelquelle
92: Feder
94: Schaltmagnet
95: Drosselventil
96: Drehverteiler
98: Werkzeugspindel
100: Werkzeugspanner
102: Werkzeug
104: Versorgungsleitung
106, 108: Positionssensor
110, 112, 114, 116: Ringraum
120: Abstandsensor
122: Schiene
124: Hubmagnet
126, 127: Ansteuerelektronik
128, 130: Schrägbohrung
132, 134: Stirnfläche
136, 138: Ringnut
140: Innenwandung
142: Umfangsbereich
144: Dichtungsring
146, 148: Radialbohrung
150: Kolbenbund
152, 154: Kolbenflansch
156: Umfangswandung
158, 160: Senklochbohrung
162, 164: Dichtungskörper
166, 168: Kolbenstange
170, 172: Druckleitung
174, 176: Durchgangsbohrung
178: Durchführung
180: Abstreifelement
182: Dichtungsring
184: Leckageanschluss
186: Kolbenstange
187: Stangenendabschnitt
188: Membran
190: Haltebund
192: Zylinderdeckel
194: Endbereich
196: Stangenraum
198: Membranraum
200: Druckmittelanschluss
201: Anlagefläche
202: Wegeventil
203: Angriffsfläche
204: Gasleitung
206: Wegeventil
208: Gasquelle
210: Drosselventil
211: Rückschlagventil
212: Werkzeugsaustrittsstelle
213: Rückschlagventil
216: Zylinder bzw. Pumpe
218: Zylinder bzw. Motor
220: Zylinder bzw. Pumpe
222, 224, 226: Kolbenstange
228, 230, 232: Kolben
234: Zylinderrohr
236, 238, 340: Endabschnitt
242, 244, 246: Zylinderkopf
247: Endbereich
248: Durchgangsöffnung
250: Halteplatte
252: Unterseite
254: Mutter
256: Oberseite
258: Kontermutter
260, 262, 264: Endabschnitt
266: Durchgangsöffnung
268: Zylinderboden
270: Zugankerverbindung
272: Durchgangsöffnung
274, 276: Endbereich
278, 280: Ringraum
282: Druckanschluss
284: Druckleitung
286: Druckanschluss
288, 290: Dämpfungsbuchse
292: Bohrung
294: Abstreifelement
296, 298: Dichtelement
300: Führungsbund
302: Abstreiflippe
304: Mantelfläche
306: Außenfläche
308: O-Ring
310, 312: Dichtlippe
314, 316: O-Ring
318, 320: Ringnut
322: Abstreifelement
324: Dichtelement
326: Durchgangsbohrung
328: Halteabschnitt
330: Nasenabschnitt
332: Dichtlippe
334: Außenmantelfläche
336, 338, 340: Ringnut
342, 344: Führungsbund
346: Innenmantelfläche
348, 350: O-Ring
352, 354: Führungsbund
356: Maschinengehäuse
358, 360, 362: Kammer
364: Kolben
366: Kolbenstange
368, 370: Ringkammer
372, 374: Endabschnitt
376, 378: Trennwand
380, 382: Durchgangsöffnung
384, 386: Stirnfläche
388, 390: Zylinder
391: Zylinderboden
392: Kolbenstange
394, 396: Zylinderrohr
398, 400: Vorsprung
402, 404: Zylinderkopf
406, 408: Kolben
410: Zylinderraum
412: Ringraum
414: Zylinderraum
416: Ringraum
418: Durchgangsöffnung
420: Dichtelemente

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 11315780 A [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- „Der Hydrauliktrainer, Band 1”, 3. überarbeitete Ausgabe von der Firma Bosch Rexroth AG [0105]

Claims

Hydromaschinenanordnung mit zumindest einem Motor (8) und zumindest einer von diesem angetriebenen Pumpe (10), wobei der Motor (8) und die Pumpe (10) jeweils einen in einem Zylinder (8, 10) geführten Kolben (36, 42) haben, wobei die Zylinder (8, 10) und der dazugehörige Kolben (36, 42) relativ zueinander bewegbar sind, und wobei bei dem Motor (8) und bei der Pumpe (10) entweder der Zylinder (8, 10) oder der Kolben (36, 42) bewegbar sind, und die bewegten Bauelemente von dem Motor (8) und der Pumpe (10) verbunden sind, so dass ein Hub des Motors (8) mit einem entsprechenden Förderhub der Pumpe (10) einhergeht, die dabei Kühl- und/oder Schmiermittel fördert.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 1, wobei der Motor (8) und die Pumpe (10) als Gleichgangzylinder (8, 10) ausgebildet sind.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kolben (36, 42) fixiert und die Zylinder (8, 10) bewegbar sind.
Hydromaschinenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kolben (36, 42) einen unterschiedlichen Kolbendurchmesser aufweisen.
Hydromaschinenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kolbenfläche des Kolbens (42) der Pumpe (10) etwa die doppelte Größe wie die Stirnfläche des Kolbens (36) des Motors (8) hat.
Hydromaschinenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Kolbenstangen (38, 44) der Zylinder (8, 10) im Parallelabstand zueinander angeordnet und in einem Gestell (40) gehaltert sind.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 6, wobei Druckleitungen (52, 54, 56, 58) zur Druckmittelzu- und -abfuhr der Zylinder (8, 10) in den Kolbenstangen (38, 44) eingebracht sind.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 7, wobei ein Anschlüsse an die Druckleitungen (52, 54, 56, 58) über Stirnflächen (60, 62) der Kolbenstangen (38, 44) erfolgen.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Druckleitungen (52, 54, 56, 58) jeweils über eine Stirnfläche (132, 134) des Kolbens (36, 42) in den Zylinder (8, 10) münden.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 9, wobei eine Ringnut (136, 138) jeweils in eine Stirnfläche (132, 134) der Kolben (36, 42) konzentrisch um eine Längsachse der Kolbenstange (38, 44), benachbart zu einer Kolbenkante eingebracht ist, wobei die Druckleitung (128, 130) jeweils in die Ringnut (136, 138) mündet.
Hydromaschinenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Druckleitungen (56, 58) eines Zylinders (8, 10) in eine Kolbenstangenabschnitt oder jeweils in unterschiedlichen Kolbenstangenabschnitten eingebracht sind.
Hydromaschinenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben (36, 42) einen etwa hohlzylindrischen im Zylinder (8, 10) dichtend gleitenden Kolbenbund (42) aufweist, der zwischen zwei miteinander verbundenen Kolbenflanschen (152, 154) gehaltert ist, an denen jeweils eine rohrförmige Kolbenstange (166, 168) befestigt ist.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 12, wobei die Druckleitungen (170, 172) als Druckrohre (170, 172) jeweils durch eine der rohrförmigen Kolbenstangen (166, 168) geführt und jeweils an einer Durchgangsöffnung eines Kolbenflansches (152, 154) angeschlossen sind.
Hydromaschinenanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei in einer jeweiligen Durchführung (178) der Kolbstangen (38, 44) an den Stirnseiten der Zylinder (8, 10), die Kolbenstangen (38, 44) von einem Abstreifelement (180) und einem Dichtungsring (182) umgriffen sind, wobei der Dichtungsring (182) bezüglich dem Abstreifelement (180) in der Längsrichtung des Zylinders (8, 10) jeweils weiter außen in der Durchführung (178) angeordnet ist.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 14, wobei in der Durchführung (178) des Zylinders (8, 10) zwischen dem Dichtungsring (182) und dem Abstreifelement (180) ein Leckageanschluss (184) vorgesehen ist.
Hydromaschinenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, wobei eine Zylinderposition der Zylinder (8, 10) über ein Wegmesssystem (120, 122) und/oder über Positionssensoren (106, 108) zum Steuern eines Druckmittelkreislaufs des Motors (8) bestimmbar ist, wobei die Positionssensoren (106, 108) jeweils das Erreichen der Endpositionen der Zylinder (8, 10) ermitteln.
Hydromaschinenanordnung mit zumindest einem Motor (8) und zumindest einer von diesem angetriebenen Pumpe (10), wobei der Motor (8) einen in einem Zylinder (8) geführten Kolben und die Pumpe (10) eine in einem Zylinder (10) angeordnete Membran (188) haben, wobei die Zylinder (8, 10) in etwa koaxial angeordnet und miteinander verbunden sind, und bei dem Motor (8) und bei der Pumpe (10) entweder die Zylinder (10) oder der Kolben bewegbar sind, wobei eine Kolbenstange (186) des Motors (8) in den Zylinder (10) der Pumpe (10) kragt und in einer axialen Verschieberichtung auf die Membran (188) drückt, wodurch ein Volumen eines von der Membran begrenzten ersten Zylinderraums (198) zur Kühl- und/oder Schmiermittelförderung veränderbar ist.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 17, wobei ein zweiter Zylinderraum (196) der Pumpe (10) mit einem Tank verbunden ist.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 18, wobei Druckleitungen in dem Zylinder (8) des Motors (8) zur Druckmittelzu- und -abfuhr vorgesehen sind.
Hydromaschinenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 16 oder 19, wobei die Druckleitungen (52, 54) des Motors (8) an ein Wegeventil (6) angeschlossen sind, über das eine der Druckleitungen (52, 54) mit einer Pumpe (4) und die andere mit einem Tank (18) oder beide mit dem Tank (18) verbindbar sind.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 20, wobei das Wegeventil (6) in Abhängigkeit von der Position der Zylinder (8, 10) die Druckmittelversorgung des Motors (8) steuert.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 20 oder 21, wobei der Druck des Druckmittels mit einem zwischen der Pumpe (10) und dem Wegeventil (6) angeschlossenen Druckbegrenzungsventil (34) begrenzt ist.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 22, wobei das Wegeventil (6) und/oder das Druckbegrenzungsventil (34) stetig verstellbar sind.
Hydromaschinenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 6 oder 16, wobei drei Zylinder vorgesehen sind, wobei ein Zylinder als Motor und zwei Zylinder als Pumpe eingesetzt sind.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 1, wobei ein erster Zylinder eine beidseitige Kolbenstange aufweist, die mit ihren Endabschnitten in jeweils einen Zylinderraum des zweiten Zylinders eintaucht, wobei die Kolbenstange über ihre Endabschnitte mit einer Druckkraft eines Drucks im jeweiligen Zylinderraum des zweiten Zylinders in Verschieberichtung beaufschlagbar ist.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Zylinder etwa koaxial zueinander angeordnet sind und eine gemeinsame Kolbenstange aufweisen.
Hydromaschinenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Außenumfang zumindest eines Kolbens zumindest ein Führungsband vorgesehen ist.
Hydromaschinenanordnung einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Wegeventil (6) zum Auf- und Zusteuern eines Kühl- und/oder Schmiermittelkreislaufs der Pumpe (10) vorgesehen ist.
Hydromaschinenanordnung einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Kühl- und/oder Schmiermittel ein Gas zugeführt wird.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 29, wobei eine Gasleitung (204) an dem Kühl- und/oder Schmiermittelkreislauf zur Zuführung von Gas angeschlossen ist und die Zuführung über ein Wegeventil (206) in der Gasleitung (204) auf- und zusteuerbar ist.
Hydromaschinenanordnung nach Anspruch 29 oder 30, wobei das Gas Luft ist.
Hydromaschinenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor (8) pneumatisch, hydraulisch oder mit einem Kühl- und/oder Schmiermittelmedium angetrieben ist.