EP0433730B1

EP0433730B1 - Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise

Info

Publication number: EP0433730B1
Application number: EP90122886A
Authority: EP
Inventors: Ludwig Wagenseil
Original assignee: Hydromatik GmbH
Current assignee: Hydromatik GmbH
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: US5095807A; DE59004684D1; EP0433730A1; DE3942189C1

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-OS 37 33 083 ist eine derartige Axialkolbenmaschine bekannt, deren Schrägscheibe außermittig der Triebwellenachse über ein Schwenklager schwenkbar am Gehäuse abgestützt ist. Das Schwenklager besteht aus bezüglich der Triebwelle radialen Gehäuse-Stützflächen und von diesen abgestützten konvexen Vorsprüngen an der Schrägscheiben-Rückseite, welche der die Kolben abstützenden Wirkfläche gegenüberliegt. Die Berührungsflächen zwischen den konvexen Vorsprüngen und den Gehäuse-Stützflächen definieren die wirksame Schwenkachse, um die die Schrägscheibe schwenkbar ist. Aufgrund der Anordnung des Schwenklagers außermittig der Triebwellenachse und in dem der Schrägscheibendicke entsprechenden Abstand von der Schrägscheiben-Wirkfläche weist letztere bei der Schrägscheiben-Verschwenkung eine derart gerichtete radiale Bewegungskomponente auf, daß eine Abstandsverringerung zwischen dem inneren Schrägscheibenrand des sich von den Gehäuse-Stützflächen abhebenden Schrägscheibenteils und der Triebwelle eintritt. Der theoretisch maximal erzielbare Schwenkwinkel ist bei einer Abstandsverringerung auf 0 erreicht. Diese Abstandsverringerung ist bei der bekannten Axialkolbenmaschine jedoch größer als der Betrag der vorgenannten radialen Bewegungskompenente, und zwar um den Betrag einer weiteren gleichsinnig gerichteten radialen Bewegungskomponente, die sich dadurch ergibt, daß während der Schrägscheiben-Verschwenkung die konvexen Vorsprünge zur Vermeidung von Gleitreibung auf den Gehäuse-Stützflächen in Richtung der Triebwellenachse abrollen und die wirksame Schwenkachse sich folglich mit gleichem Richtungssinn verlagert. Dementsprechend ist der tatsächlich erzielbare maximale Schwenkwinkel geringer als der Anordnung des Schwenklagers relativ zur Triebwellenachse und zur Schrägscheiben-Wirkfläche entspricht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß deren Schrägscheibe auf größere Schwenkwinkel einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die wirksame Schwenkachse durch die Schrägscheiben-Verschwenkung in einem dem Richtungssinn der radialen Bewegungskomponente der Schrägscheiben-Wirkfläche entgegengesetzten Richtungssinn radial verstellt wird. Auf diese Weise wird entsprechend der Größe der radialen Verstellung der wirksamen Schwenkachse der sich während der Verschwenkung an die Triebwelle annähernde bzw. sich stärker annähernde innere Schrägscheibenrand von der Triebwelle zurückgenommen. Diese Zurücknahme wird direkt in eine Vergrößerung des Schwenkwinkels umgesetzt. Die Abstandsverringerung kann völlig aufgehoben oder sogar in eine Abstandsvergrößerung umgekehrt werden. Mit der erfindungsgemäßen Lösung können unter voller Ausnutzung der von der Triebwelle durchsetzten Schrägscheiben-Durchgangsbohrung, d.h. ohne Vergrößerung derselben und somit ohne Festigkeitseinbußen, Schwenkwinkel größer als 20° eingestellt werden.
Zwar ist aus der GB-A 1 010 652 eine verstellbare Axialkolbenmaschine bekannt, bei der die Schwenkachse der Schrägscheibe gegenüber dem Schnittpunkt der Triebwellenachse und der Wirkfläche der Schrägscheibe radial verschoben werden kann, jedoch ist diese radiale Verschiebung jederzeit möglich, willkürlich durchführbar, d.h. nicht durch die Verschwenkung der Schrägscheibe, und kann sowohl im Richtungssinn der radialen Bewegungskomponente der Schrägscheiben-Wirkfläche als auch im entgegengesetzten Richtungssinn um jeweils einen solchen Betrag erfolgen, daß in jeder gewünschten Schwenkstellung der Schrägscheibe das auf diese von den Kolben ausgeübte resultierende Kippmoment bis auf Null reduziert werden kann. Auf diese Weise werden die Kräfte, die zur Verschwenkung der Schrägscheibe in diese gewünschte Schwenkstellung oder zurück erforderlich sind, auf ein Minimum reduziert. Es folgt, daß die radiale Verschiebung der Schrägscheiben-Schwenkachse der bekannten Axialkolbenmaschine vor der Schrägscheiben-Verschwenkung durchzuführen ist.
Die erfindungsgemäße Lösung ist auf sämtliche Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise anwendbar, d.h. auf Maschinen, deren Schrägscheiben sowohl außerhalb der Ebene ihrer Wirkfläche mittig oder außermittig zur Triebwellenachse als auch in der Ebene ihrer Wirkfläche außermittig der Triebwellenachse gelagert sind. Im letzteren Fall nähern sich bei der Verschwenkung der Schrägscheibe beide einander gegenüberliegenden, von einer zur wirksamen Schwenkachse senkrechten Geraden geschnittene Abschnitte des inneren Schrägscheibenrandes der Triebwelle an, der weiter von der Schwenkachse entfernte Abschnitt im stärkeren Maße als der näher gelegene. Die radiale Verstellung der wirksamen Schwenkachse erfolgt in einem solchen Fall entgegen dem Richtungssinn der radialen Bewegungskomponente dieses weiter von der wirksamen Schwenkachse entfernten Abschnittes. Die erfindungsgemäße Lösung ist außerdem anwendbar auf Axialkolbenmaschinen, deren Schrägscheibe in beiden Richtungen, d.h. von -V bis +V verschwenkbar ist.
Vorteilhafterweise ist die Schrägscheibe über eine die wirksame Schwenkachse definierende Schwenklageranordnung schwenkbar am Gehäuse der Axialkolbenmaschine abgestützt, wobei die Schwenklageranordnung in einer sich in Richtung der radialen Bewegungskomponente der Schrägscheiben-Wirkfläche erstreckenden Führungsanordnung am Gehäuse radial verschiebbar geführt ist. Dabei kann die Führungsanordnung zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete Führungen und die Schwenklageranordnung zwei in je einer der Führungen geführte Schwenkhalbkugeln sowie zwei auf diesen gelagerte, an der Schrägscheibe ausgebildete Halbschalen umfassen.
Vorzugsweise ist die Schrägscheibe über je zwei zur wirksamen Schwenkachse parallele Drehzapfen drehbar in zwei an gegenüberliegenden Gehäuseteilen ausgebildete, in je einer zur wirksamen Schwenkachse senkrechten Ebene verlaufende Zwangsführungen geführt, die sich derart erstrecken, daß sie bei der Schrägscheiben-Verschwenkung der Schwenklageranordnung eine Bewegung entlang der Führungsanordnung mit dem dem Richtungssinn der radialen Bewegungskomponente der Schrägscheiben-Wirkfläche entgegengesetzten Richtungssinn aufzwingen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die wirksame Schwenkachse außerhalb der Ebene der Schrägscheiben-Wirkfläche angeordnet, wobei sie bei Schrägscheiben-Nullstellung die Triebwellenachse schneiden kann. Außerdem kann die Drehachse der Drehzapfen bei Schrägscheiben-Nullstellung die Triebwellenachse schneiden, so daß bei parallel zur Triebwellenachse verlaufenden Zwangsführungen die Schrägscheibe in beiden möglichen Richtungen, d.h. sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, mit der erfindungsgemäßen radialen Verstellung der wirksamen Schwenkachse verschwenkbar ist.
Zur Verschwenkung der Schrägscheibe in bevorzugt eine Richtung ist es günstig, wenn die Drehachse bei Schrägscheiben-Nullstellung seitlich der Triebwellenachse angeordnet ist und/oder die Zwangsführungen unter einem Führungswinkel schräg zur Triebwellenachse, vorzugsweise in Richtung der wirksamen Schwenkachse bei Schrägscheiben-Nullstellung, verlaufen. Dabei kann der Führungswinkel im wesentlichen gleich dem Schwenkwinkel der vollständig ausgeschwenkten Schrägscheibe sein.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die wirksame Schwenkachse bei Schrägscheiben-Nullstellung seitlich der Triebwellenachse angeordnet, wodurch ebenfalls bevorzugt eine Verschwenkung der Schrägscheibe in eine der beiden Richtungen, beispielsweise unter der Wirkung der hydraulischen kolbenkraft, erreicht wird.
Vorteilhafterweise ist jeder Drehzapfen in einem in jeder Zwangsführung geführten Kulissenstein gelagert.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die schwenkbare Anordnung mit hydrostatischer Abstützung in der Führungsanordnung gelagert. Zu diesem Zweck ist es günstig, wenn wenigstens ein Durchgangskanal durch jede Schwenkhalbkugel eine in deren ebenen Gleitfläche ausgebildete Nut mit einer in deren sphärischen Gleitfläche ausgebildeten Nut verbindet. Dabei kann wenigstens ein Querkanal in jeder Schwenkhalbkugel vorgesehen sein, der eine in deren sphärischen Gleitfläche ausgebildete weitere Nut mit dem Durchgangskanal verbindet.
Zur Schmierölzufuhr zu den Nuten in den ebenen Gleitflächen der Schwenkhalbkugeln ist vorteilhafterweise je eine in den Führungen ausmündende Schmierölleitung im Gehäuse vorgesehen. Die Schmierölzufuhr kann auch über eine Längsbohrung in der Verstelleinrichtung und angeschlossene Querbohrungen in der Schrägscheibe erfolgen, wobei die Querbohrungen in je einer der Nuten in den sphärischen Gleitflächen der Schwenkhalbkugeln ausmünden. Eine intermittierende Schmierölzufuhr von den Zylinderbohrungen aus erfolgt vorzugsweise über je eine durch die Kolben, die Kugelköpfe und die Gleitschuhe hindurchführende Axialbohrung sowie je eine zu den Schwenkhalbkugeln führende Durchgangsbohrung in der Schrägscheibe, die einerseits in den Halbschalen im Bereich der Nuten und andererseits in der Schrägscheiben-Wirkfläche auf deren Gleitschuhbahn ausmündet.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1: einen Längsschnit der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einer in der Nullstellung befindlichen Schrägscheibe,
Fig. 2: einen Längsschnitt der Axialkolbenmaschine nach Fig. 1 mit vollständig ausgeschwenkter Schrägscheibe,
Fig. 3: einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4: eine schematische Darstellung der Schrägscheibe in der Nullstellung und in der völlig ausgeschwenkten Stellung gemäß der Erfindung sowie die maximal erzielbare Schwenkstellung der Schrägscheibe ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung, und
Fig. 5: eine schematische Darstellung der Schmierölzufuhr zur Schrägscheibe.

Die in der Zeichnung dargestellte Axialkolbenmaschine umfaßt ein topfförmiges Gehäuse 1, eine Triebwelle 2 mit einer Triebwellenachse 3, einen Zylinderblock 4, eine Schrägscheibe 5 und einen Steuer- oder Verteilerkörper 6.
Das Gehäuse 1 ist von im wesentlichen quadratischem Querschnitt und weist einen Gehäuseboden 7 sowie vier sich daran anschließende Gehäusewandungen 8 auf, an deren freien Enden ein Gehäusedeckel 9 lösbar befestigt ist.
Die Triebwelle 2 ragt durch eine Durchgangsbohrung im Gehäuseboden 7 in das Innere des Gehäuses 1 hinein und ist mittels einen Wälzlagers 10 in dieser Durchgangsbohrung sowie in nicht gezeigter Weise in einer Sackbohrung im Gehäusedeckel 9 drehbar gelagert. Die Triebwelle 2 durchsetzt im Inneren des Gehäuses 1 jeweils eine zentrale Durchgangsbohrung des Verteilerkörpers 6, des Zylinderblockes 4 und der Schrägscheibe 5.
Der Verteilerkörper 6 ist am Gehäusedeckel 9 befestigt und mit zwei durchgehenden Öffnungen in Form von nierenförmigen Steuerschlitzen 11 versehen, die jeweils an einen nicht gezeigten Saug- bzw. Druckstutzen der Axialkolbenmaschine angeschlossen sind. Die dem Gehäusedeckel 9 abgewandte und sphärisch ausgebildete Steuerfläche 12 des Verteilerkörpers 6 dient gleichzeitig als axiale Lagerfläche für den Zylinderblock 4.
Der Zylinderblock 4 ist mittels einer Keilnut-Verbindung 13 drehfest mit der Triebwelle 2 verbunden und weist achsparallele Zylinderbohrungen 14 auf, die gleichmäßig auf einem zur Triebwellenachse koaxialen Teilkreis angeordnet sind und über Mündungskanäle 15 an der dem Verteilerkörper 6 zugewandten axialen Zylinderblock-Lagerfläche frei ausmünden. Die Mündungskanäle 15 sind auf dem gleichen Teilkreis wie die Steuerschlitze 11 angeordnet. Innerhalb der Zylinderbohrungen 14 axial verschiebbar geführte Kolben 16 sind an ihren dem Gehäuseboden 7 zugewandten Enden mit Kugelköpfen 17 versehen, die in Gleitschuhen 18 gelagert sind und sich über diese an einer Wirkfläche 19 der am Gehäuseboden 7 abgestützen Schrägscheibe 5 abstützen. Kanäle 38, die axial durch die Kolben 16 und die Gleitschuhe 18 verlaufen und lediglich in letzteren angedeutet sind, versorgen die Gleitflächen zwischen den Kugelköpfen 17 und den Gleitschuhen 18 sowie die Bahn der letzteren auf der Schrägscheiben-Wirkfläche 19 mit Schmieröl.
Eine am Zylinderblock 4 innerhalb dessen Durchgangsbohrung abgestützte und die Triebwelle 2 umgebende Druckfeder 20 drückt über Druckstifte 21, einen Druckkopf 22 und eine ringförmige Druckscheibe 23 auf die Gleitschuhe 18 und hält diese somit in Anlage an der Wirkfläche 19 der Schrägscheibe 5. Der Druckkopf 22 von kugelausschnittsähnlicher Form ist an einer hülsenartigen Verlängerung des Zylinderblocks 4 befestigt und von der Triebwelle 2 durchsetzt. Die Druckscheibe 23 ist mit ihrem Innenrand auf der Mantelfläche des Druckkopfes 22 beweglich gelagert und liegt, mit Bohrungen 24 freie Endabschnitte der Gleitschuhe 18 umgreifen, an Gleitschuhvorsprüngen 25 an.
Die Schrägscheibe 5 ist über eine Schwenklageranordnung um eine wirksame Schwenkachse 26 schwenkbar am Gehäuseboden 7 außermittig der Triebwellenachse 3, d.h. dieser gegenüber gemäß der Zeichnung nach links versetzt, abgestützt. Die Schwenklageranordnung besteht aus zwei Schwenkhalbkugeln 27 und zwei auf diesen gelagerten Halbschalen 28, die in einander gegenüberliegenden Randbereichen der der Schrägscheibenwirkfläche 19 gegenüberliegenden Schrägscheibenrückseite ausgebildet sind. Die wirksame Schwenkachse 26 ist von den beiden Mittelpunkten der Schwenkhalbkugeln 27 definiert. Diese Schwenkhalbkugeln 27 sind in je einer bezüglich der Triebwelle 2 radial und zur wirksamen Schwenkachse 26 senkrecht verlaufenden, in der Zeichnung lediglich angedeuteten Radialführung 29 im Gehäuseboden 7 verschiebbar geführt. In der nicht ausgeschwenkten Stellung oder Nullstellung der Schrägscheibe 5 verläuft, wie in Fig. 1 gezeigt, deren Wirkfläche 19 radial zur Triebwellenachse 3; außerdem ist, wie in Fig. 1 zu erkennen, die zentrale Durchgangsbohrung 30 der Schrägscheibe 5 außermittig der Triebwellenachse 3, d.h. in Fig. 1 nach rechts verschoben, angeordnet. Die zentrale Durchgangsbohrung 30 ist im wesentlichen ellipsenförmig ausgebildet, wobei ihr größerer Durchmesser sich senkrecht zur wirksamen Schwenkachse 26 erstreckt und eine die Verschwenkung der Schrägscheibe 5 bis in die in Fig. 2 gezeigte maximale Schwenkstellung ermöglicht.
Eine Verstelleinrichtung 31 in Form einer von einem nicht gezeigten Antrieb in Richtung des Gehäusebodens 7 verschiebbare Stange ist in einer seitlich an die Schrägscheibe 5 angesetzten Nase gelagert.
Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, weist die Schrägscheiben-Wirkfläche 19 bzw. ein auf ihr liegender Punkt P bei einer durch einen Pfeil V angedeuteten Verschwenkung der Schrägscheibe 5 um die wirksame Schwenkachse 26 eine radial gerichtete Bewegungskomponente R auf, welche die Schrägscheiben-Wirkfläche 19 in Fig. 4 seitlich nach rechts verschiebt, bis der auf ihr gelegene Punkt S, in dem der größere Durchmesser der zentralen Durchgangsbohrung 30 deren Innenrand 32 schneidet, in der Position S' an der Triebwelle 2 anliegt und somit eine weitere Verschwenkung der Schrägscheibe 5 über den erzielten Schwenkwinkel α hinaus verhindert.
Um jedoch eine größere Verschwenkung der Schrägscheibe 5 bis zum Schwenkwinkel β in Fig. 4 zu ermöglichen, ist eine Zwangsführungsanordnung vorgesehen, die bei der Schrägscheiben-Verschwenkung der wirksamen Schwenkachse 26 eine bezüglich der Triebwelle 2 radiale Bewegung RE mit einem dem Richtungssinn der radialen Bewegungskomponente R der Schrägscheiben-Wirkfläche 19 entgegengesetzten Richtungssinn aufzwingt. Zu diesem Zweck sind in den von der wirksamen Schwenkachse 26 geschnittenen Gehäusewandungen 8 zwei parallele Zwangsführungen 33 ausgebildet, in denen die Schrägscheibe 5 mit je einem parallel zur wirksamen Schwenkachse 26 verlaufenden Drehzapfen 34 drehbar in je einem Kulissenstein 35 geführt ist.
Die Drehzapfen 34 befinden sich sowohl bei nicht ausgeschwenkter als auch bei völlig ausgeschwenkter Schrägscheibe 5 auf der in Fig. 4 rechten Seite der Triebwellen-Achse 3. Die Zwangsführungen 33 verlaufen derart schräg unter einem Führungswinkel β' zur Triebwellenachse 3, daß ihre Längsmittelachsen 36 sich in den vierten Quadranten Q eines gedachten Koordinatensystems x-y hineinerstrecken, dessen Koordinatenursprung auf der Drehachse 37 der Drehzapfen 34 liegt und dessen y-Achse parallel zur Triebwellen-Achse 3 verläuft. Im vierten Quadranten Q ist die wirksame Schwenkachse 26 angeordnet. Bei nicht ausgeschwenkter Schrägscheibe 5 verlaufen die Längsmittelachsen 36 der Zwangsführungen 33 in Richtung der wirksamen Schwenkachse 26. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Führungswinkel β' der Zwangsführungen 33 gleich dem Schwenkwinkel β der vollständig ausgeschwenkten Schrägscheibe 5. Die Zwangsführungen 33 können aber auch parallel oder in anderen Richtungen schräg zur Triebwellenachse 3 verlaufen, wie z.B. in Richtung des ersten Quadranten, wobei je nach Größe des Führungswinkels β' der radiale Verstellweg der wirksamen Schwenkachse 26 eingeschränkt sein kann.
Ebenso wie die Schwenkhalbkugeln 27 in den Führungen 29 sind die Kugelköpfe 17 in den Gleitschuhen 18 und diese an der Wirkfläche 19 der Schrägscheibe 5 hydrostatisch abgestützt. Das zur hydrostatischen Abstützung erforderliche Schmieröl wird gemäß einer ersten Ausführung von den Zylinderbohrungen 14 aus über Axialbohrungen 38 in den Kolben 16, den Kugelköpfen 17 sowie den Gleitschuhen 18 (lediglich in letzteren gezeigt) zugeführt. Von letzteren aus erfolgt eine intermittierende Schmierölversorgung der Schwenkhalbkugeln 27 über je eine Durchgangsbohrung 39 durch die Schrägscheibe 5 und je einen sich anschließenden Durchgangskanal 40 in den Schwenkhalbkugeln 27, der eine Nut 41 in der sphärischen Fläche mit einer Nut 41 in der Gleitfläche der jeweiligen Schwenkhalbkugel 27 verbindet. Von den Durchgangskanälen 40 abzweigende Querkanäle 42 münden in weiteren Nuten in den sphärischen Flächen der Schwenkhalbkugeln 27 aus.
Anstelle der Schmierölversorgung von den Zylinderbohrungen 14 aus kann gemäß einer zweiten Ausführung das Schmieröl den Schwenkhalbkugeln 27 über Schmierölleitungen 43 den Führungen 29 und damit den Nuten 41 in den Gleitflächen der Schwenkhalbkugeln 27 zugeführt werden. Gemäß einer dritten Ausführung kann die Schmierölversorgung durch eine Längsbohrung 44 in der Verstelleinrichtung 31 und sich daran anschließende Querbohrungen 45 durch die Schrägscheibe 5 erfolgen. Die Querbohrungen 45 münden in den Nuten 41 in den sphärischen Flächen der Schwenkhalbkugeln 27 aus.
Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine kann in bekannter Weise sowohl als Motor als auch als Pumpe betrieben werden. Nachstehend ist ihre Funktion lediglich mit Bezug auf die erfindungsgemaße Radialverstellung der wirksamen Schwenkachse beschrieben:
Infolge der radial gegenüber dem Mittelpunkt des Teilkreises der Zylinderbohrungen 14 versetzten Schwenkachse 26 ist die Schrägscheibe 5 durch die vom öldruck beaufschlagten Kolben 16 sowie die Kraft der Druckfeder 20 auf ihrer in Fig. 1 rechten Seite starker als auf ihrer linken Seite beaufschlagt und wird auf diese Weise in der in Fig. 2 gezeigten, voll ausgeschwenkten Stellung gehalten. Die Verstellung der Axialkolbenpumpe auf geringeres Fördervolumen bis zu der in Fig. 1 gezeigten Nullstellung mit Nullförderung erfolgt durch Kraftbeaufschlagung der Verstelleinrichtung 31 auf den Gehäuseboden 7 zu. Wenn ausgehend von dieser Nullstellung die Kraftbeaufschlagung der Verstelleinrichtung 31 reduziert wird, schwenkt die Schrägscheibe 5 um die wirksame Schwenkachse 26 entgegen dem Uhrzeigersinn, wie dies in Fig. 4 durch den Pfeil V angedeutet ist. Wahrend dieser Schwenkbewegung wird von den Zwangsführungen 33 über die Schrägscheibe 5 eine in Fig. 4 nach links gerichtete radiale Kraftkomponente auf die Schwenkhalbkugeln 27 ausgeübt und diesen bzw. der wirksamen Schwenkachse 26 somit eine Bewegung RE entlang den Führungen 29 mit einem dem Richtungssinn der radialen Bewegungskomponente R der Schrägscheiben-Wirkfläche 19 entgegengesetzten Richtungssinn erteilt. Dadurch wird die radiale Bewegung des Punktes S des Schrägscheiben-Innenrandes 32 in Richtung der Triebwelle 2 während der Schrägscheiben-Verschwenkung von einer entgegengesetzten radialen Bewegung überlagert, so daß die Annäherung dieses Punktes S an die Triebwelle 2 reduziert und dementsprechend die Schrägscheibe 5 bis zum Erreichen des schwenkwinkels β verschwenkt werden kann. In dieser Schwenkstellung befindet sich der Punkt S in der Position S'' und die wirksame Schwenkachse 26 in der Position 26'. Bei verschwenkung der Schrägscheibe 5 in Richtung Nullstellung wird die wirksame Schwenkachse 26 in Fig. 4 nach rechts in Richtung der ursprünglichen Position zurückverschoben.

Claims

Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, deren von der Triebwelle durchsetzte Schrägscheibe um eine wirksame Schwenkachse derart schwenkbar ist, daß ihre die Kolben abstützende Wirkfläche während einer Verschwenkung eine bezüglich der Triebwelle radiale Bewegungskomponente aufweist, und sich die wirksame Schwenkachse während der Schrägscheiben-Verschwenkung verlagert,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wirksame Schwenkachse (26) durch die Schrägscheiben-Verschwenkung in einem dem Richtungssinn der radialen Bewegungskomponente (R) der Schrägscheiben-Wirkfläche (19) entgegengesetzten Richtungssinn radial verstellt wird.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schrägscheibe (5) über eine die wirksame Schwenkachse (26) definierende Schwenklageranordnung (27, 28; 27, 28) schwenkbar am Gehäuse (1, 7) der Axialkolbenmaschine abgestützt und die Schwenklageranordnung (27, 28; 27, 28) in einer sich in Richtung der radialen Bewegungskomponente (R) der Schrägscheiben-Wirkfläche (19) erstreckenden Führungsanordnung (29, 29) am Gehäuse (1, 7) radial verschiebbar geführt ist.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsanordnung (29, 29) zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete Führungen (29) und die Schwenklageranordnung (27, 28; 27, 28) zwei in je einer der Führungen (29) geführte Schwenkhalbkugeln (27) sowie zwei auf diesen gelagerte, an der Schragscheibe (5) ausgebildete Halbschalen (28) umfaßt.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2 oder 3
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schrägscheibe (5) über zwei zur wirksamen Schwenkachse (26) parallele Drehzapfen (34) drehbar in zwei an gegenüberliegenden Gehäuseteilen (8) ausgebildeten, in je einer zur wirksamen Schwenkachse (26) senkrechten Ebene verlaufenden Zwangsführungen (33) geführt ist, die sich derart erstrecken, daß sie bei der Schrägscheiben-Verschwenkung der Schwenklageranordnung (27, 28; 27, 28) eine Bewegung (RE) entlang der Führungsanordnung (29, 29) mit dem dem Richtungssinn der radialen Bewegungskomponente (R) der Schrägscheiben-Wirkfläche (19) entgegengesetzten Richtungssinn aufzwingen.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wirksame Schwenkachse (26) außerhalb der Ebene der Schrägscheiben-Wirkfläche (19) angeordnet ist.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wirksame Schwenkachse (26) bei Schrägscheiben-Nullstellung die Triebwellen-Achse (3) schneidet.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehachse (37) der Drehzapfen (34) bei Schrägscheiben-Nullstellung die Triebwellen-Achse (3) schneidet.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwangsführungen (33) parallel zur Triebwellen-Achse (3) verlaufen.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehachse (37) bei Schrägscheiben-Nullstellung seitlich der Triebwellen-Achse (3) angeordnet ist.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7 und 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwangsführungen (33) unter einem Führungswinkel (β') schräg zur Triebwellen-Achse (3) verlaufen.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwangsführungen (33) bei Schrägscheiben-Nullstellung in Richtung der wirksamen Schwenkachse (26) verlaufen.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungswinkel (β') im wesentlichen gleich dem Schwenkwinkel (β) der vollständig ausgeschwenkten Schrägscheibe (5) ist.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4, 5 und 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wirksame Schwenkachse (26) bei Schrägscheiben-Nullstellung seitlich der Triebwellen-Achse (3) angedeutet ist.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 13,
gekennzeichnet durch
je einen in den Zwangsführungen (33) geführten Kulissenstein (35), in welchem je einer der Drehzapfen (34) gelagert ist.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenklageranordnung (27,28;27,28) mit hydrostatischer Abstützung in der Führungsanordnung (29, 29) geführt ist.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ebenen Flächen der Schwenkhalbkugeln (27) zur hydrostatischen Abstützung in den Führungen (29) als Gleitschuh-Gleitflächen ausgebildet sind.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 15 oder 16,
gekennzeichnet durch
wenigstens einen Durchgangskanal (40) durch jede Schwenkhalbkugel (27), der eine in deren ebenen Gleitfläche ausgebildete Nut (41) mit einer in deren sphärischen Gleitfläche ausgebildeten Nut (41) verbindet.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 17,
gekennzeichnet durch
je wenigstens einen Querkanal (42) in den Schwenkhalbkugeln (27), der den Durchgangskanal (40) mit einer weiteren Nut in der sphärischen Gleitfläche der jeweiligen Schwenkhalbkugel (27) verbindet.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18,
gekennzeichnet durch
je eine in den Führungen (29) ausmündende Schmierölleitung (43) im Gehäuse (1, 7) zur Schmierölzufuhr zu den Nuten (41) in den ebenen Gleitflächen der Schwenkhalbkugeln (27).
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18,
gekennzeichnet durch
eine Längsbohrung (44) in der verstelleinrichtung (31) zur Schmierölzufuhr zu Querbohrungen (45) in der Schrägscheibe (5), die in je einer der Nuten (41) in den sphärischen Gleitflächen der Schwenkhalbkugeln (27) ausmünden.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur intermittierenden Schmierölzufuhr von den Zylinderbohrungen (14) aus je eine durch die Kolben (16), die Kugelköpfe (17) und die Gleitschuhe (18) hindurchführende Axialbohrung (38) sowie je eine zu den Schwenkhalbkugeln (27) führende Durchgangsbohrung (39) in der Schrägscheibe (5) ausgebildet sind, die einerseits in den Halbschalen (28) im Bereich der Nuten (41) und andererseits in der Schrägscheiben-Wirkfläche (19) auf deren Gleitschuhbahn ausmündet.