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EP2024639A1 - Axialkolbenmaschine mit hydrostatisch gelagertem wiegenzapfen - Google Patents

Axialkolbenmaschine mit hydrostatisch gelagertem wiegenzapfen

Info

Publication number
EP2024639A1
EP2024639A1 EP07725378A EP07725378A EP2024639A1 EP 2024639 A1 EP2024639 A1 EP 2024639A1 EP 07725378 A EP07725378 A EP 07725378A EP 07725378 A EP07725378 A EP 07725378A EP 2024639 A1 EP2024639 A1 EP 2024639A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axial piston
piston machine
recess
sliding block
machine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07725378A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Stölzer
Günter Wanschura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brueninghaus Hydromatik GmbH
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brueninghaus Hydromatik GmbH filed Critical Brueninghaus Hydromatik GmbH
Publication of EP2024639A1 publication Critical patent/EP2024639A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014—Details or component parts
    • F04B1/2078—Swash plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0636—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F03C1/0644—Component parts
    • F03C1/0668—Swash or actuated plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0678—Control
    • F03C1/0686—Control by changing the inclination of the swash plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/26—Control
    • F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
    • F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B1/328—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the axis of the cylinder barrel relative to the swash plate

Definitions

  • the invention relates to an axial piston machine according to the preamble of claim 1.
  • Aligned components are characterized by a high design complexity.
  • the adjusting device acting on the pivoting cradle via a pivot pin and an arm for adjusting the pivoting cradle has an actuating piston with a recess into which the cradle pin provided with a sliding block engages, and bores, wherein the bores in the pivoting cradle, in the arm and in the rocker pin are formed and open into the recess of the actuating piston.
  • hydraulic medium is guided into the recess, in which engages the rocker pin with the sliding block, and formed a lubricating film, which ensures a low-friction adjustment of the pivoting cradle of the axial piston machine and for damping the pulsations occurring during operation.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a
  • Fig. 2 is a schematic side view of a pivoting cradle according to a preferred
  • FIG. 3 is a plan view of the pivoting cradle of FIG .. 2
  • Fig. 1 shows a better understanding of the measures according to the invention, first in a sectional view of an axial piston machine in swash plate design with adjustable displacement volume and a current direction according to the prior art.
  • the axial piston machine comprises in a known manner as essential components a hollow cylindrical housing 1 with an end open end, which is in Fig. 1 above, one attached to the housing 1, the open end occlusive Terminal Block; 2, a lifting or swash plate 3, a control body 4, a drive shaft 5, a cylinder drum 6 and an optional cooling circuit 7.
  • the swash plate 3 is formed as a so-called pivoting cradle with a semi-cylindrical cross-section and is supported with two mutually spaced parallel to the pivot direction bearing surfaces under hydrostatic discharge on two correspondingly shaped bearing shells 8, which on the inner surface of the
  • Terminal block 2 opposite housing end wall 9 are attached.
  • the hydrostatic discharge takes place in a known manner via pressure pockets 10 which are formed in the bearing shells 8 and are supplied via connections 11 with pressure medium.
  • a positioning device 13 accommodated in a bulge of the cylindrical housing wall 12 engages over an arm 14 of the swashplate 3 extending in the direction of the connection block 2 and serves to pivot the same about a pivot axis perpendicular to the pivoting direction.
  • the control body 4 is fixed to the housing interior facing the inner surface of the terminal block 2 and provided with two through openings 15 in the form of kidney-shaped control slots, which are connected via a pressure channel 16D or suction channel 16S in the terminal block 2 to a pressure and suction line, not shown are.
  • the pressure channel 16D has a smaller flow cross-section than the suction channel 16S.
  • the housing interior facing and spherically formed control surface of the control body 4 serves as a bearing surface for the cylinder drum.
  • the drive shaft 5 protrudes through a through hole in the housing end wall 9 in the housing 1 and is by means of a bearing 17 in this through hole and by means of another bearing 18 in a narrower bore portion of an end extended blind bore 19 in the terminal block 2 and one closer to this Bore portion adjacent region of a central through hole 20 in the control body 4 rotatably mounted.
  • the drive shaft 5 passes through in the interior of the housing 1 also has a central through hole 21 in the swash plate 3, whose diameter is dimensioned according to the largest swing deflection of the swash plate 3, and a central through hole in the cylinder drum 6 with two bore sections.
  • One of these bore sections is formed in a sleeve-shaped extension 23 projecting beyond the swashplate 3 facing the cylinder drum 6, via which the cylinder drum 6 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 5 by means of a splined connection 24.
  • the remaining bore portion is formed with a conical shape. It tapers from its largest diameter section near the first bore section to its smallest section
  • the defined by the drive shaft 5 and this conical bore portion annular space is designated by the reference numeral 25.
  • the cylinder drum 6 has generally axially extending, stepped cylinder bores 26 which are arranged uniformly on a coaxial to the drive shaft axis pitch circle are on the cylinder drum end face 22 directly and on the control body 4 facing Zylindertrommel- bearing surface through mouth channels 27 on the same pitch circle as the control slots open. In the on the cylinder drum end face 22 directly opening
  • the cylinder bores 26 including the liners 28 are referred to herein as cylinders.
  • pistons 29 are provided at their swash plate 3 facing the ends with ball heads 30 which are mounted in sliding blocks 31 and are hydrostatically mounted on this attached to the swash plate 5 annular sliding disk 32.
  • the in the housing interior of the recorded therein components 3 to 6, etc., not taken up space serves as a leak chamber 37, which in the operation of the axial piston machine through all the gaps, such as between the cylinders 26, 28 and the pistons 29, the control body 4 and the Zylindertroiranel 6, the swash plate 3 and the sliding disk 32 and the bearing shells 8 etc., leaking leakage fluid receives.
  • control slots 15 and the pressure and suction channels 16D and 16S done. It runs during the compression stroke of each piston 29 pressure oil from the respective cylinder 26, 28 via the axial passage 34 and the through hole 33 in the associated shoe 31 in the pressure pocket and builds a pressure field between the sliding disk 32 and the respective shoe 31, which as hydrostatic Camp serves for the latter. Furthermore, pressurized oil is fed via the connections 11 to the pressure pockets 10 in the bearing shells 8 for the hydrostatic support of the swashplate 3.
  • the swash plate 3 is formed in the form of a pivoting cradle which rests on two half-shell, not shown bearing elements and rolls on this by means of cage-guided, also in Fig. 2 and 3, not shown roller bearing elements.
  • the adjusting device 13 for adjusting the pivoting cradle 3 has an actuating piston 40, which is connected via a pivot pin 41 with the arm 14 in connection, which acts on the pivoting cradle 3.
  • the engagement of the weighing pin 41 in the adjusting piston 40 is effected by a geometrical combination of a circular arc with a straight line, which results from the combination of the directions of movement of the components involved, via a sliding block 42, which allows a two-dimensional movement.
  • the sliding block 42 is hollow cylindrical and mounted on the pivot pin 41, which is connected to the arm 14, plugged. It engages in a recess 43, which is formed in the adjusting piston 40.
  • the sliding block 42 must be in this recess 43 under a be stored certain game to allow a smooth adjustment of Schwenkwiege 3.
  • the pressure-side opening of the holes 44 is formed in the region of the high pressure, preferably on a cylinder 26, 28 of the axial piston facing surface 45 of the pivoting cradle 3. This ensures that the filling of the recess 43 via the holes 44 is reliable because Hydraulic fluid is always pressed into the bores 44 by the high pressure prevailing in the cylinders 26, 28.
  • the conveyed into the recess 43 hydraulic medium can return via leakage gaps in the leakage chamber 37 of the axial piston and is there again available.
  • By filling the recess 43 and the hydrostatic discharge of the sliding block 42 results in smaller gaps or a smaller clearance between the sliding block 42, the pivot pin 41 and the recess 43 of the adjusting 40.
  • the structure-borne sound is effectively damped, so that the operating noise level of Axial piston machine can be reduced.
  • the adjustment speed of the pivoting cradle 3 can be significantly increased because the friction partners no longer slide on solid contact, but on a lubricating film on each other. Also, the hysteresis properties can be improved, as well as the wear of the components.
  • Embodiment limited, but for example, be applied to other designs of axial piston machines. All features of the invention can be combined with one another as desired.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Eine Axialkolbenmaschine umfaßt ein Gehäuse (1), dessen Gehäuse-Innenraum eine Hubscheibe (3) sowie eine drehbar gelagerte Zylindertrommel (6) mit Zylindern (26, 28) und in diesen hin- und herbewegbare Kolben (29) aufnimmt, deren aus den Zylindern (26, 28) herausragenden Enden sich an der Hubscheibe (3) abstützen. Eine über einen Wiegezapfen (41) und einen Arm (14) an der Hubscheibe (3) angreifende Stelleinrichtung (13) umfassend einen Stellkolben (40) mit einer Ausnehmung (43), in welche der mit einem Gleitstein (42) versehene Wiegezapfen (41) eingreift, und Bohrungen (44) dient zur Verstellung der Hubscheibe (3). Die Bohrungen (44) sind in der Hubscheibe (3), in dem Arm (14) und in dem Wiegezapfen (41) ausgebildet und münden in die Ausnehmung (43) des Stellkolbens (40) aus.

Description

Axialkolbenmaschine mit hydrostatisch gelagertem
Wiegenzapfen
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beispielsweise ist aus der DE 44 23 023 Al eine Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse bekannt, dessen Gehäuse-Innenraum einen Leckraum umfaßt und eine
Hubscheibe sowie eine drehbar gelagerte Zylindertrommel mit Zylindern und in diesen hin- und herbewegbare Kolben aufnimmt, deren aus den Zylindern herausragenden Enden sich an der Hubscheibe abstützen.
Weiterhin ist aus der JP 2004 340083 A eine Möglichkeit bekannt, die Verstellung der Schwenkwiege einer Axialkolbenmaschine verschleißarm und leichtgängig durch Verschiebung eines Rings durchzuführen, welche einerseits mit einem Wiegezapfen der Schwenkwiege und andererseits mit einem Klemmteil eines Hilfskolbens verbunden ist. Der Hilfskolben, der für die Verstellung der Schwenkwiege zuständig ist, hat einen gestuften Durchmesser und läuft entsprechend in einer gestuften Ausnehmung des Gehäuses. Auf dem Wiegezapfen steckt ein Gleitstein, der verschieblich und drehbar angeordnet ist. Ölbohrungen, welche Hydraulikfluid in den Bereich des Verstellorgans führen, sind so angeordnet, dass in einen Ringraum in dem Gleitstein einmünden und diesen dadurch hydrostatisch entlasten.
Die bekannten Axialkolbenmaschinen haben dabei den Nachteil, dass die Schwenkwiege, auf welcher sich die Kolben abstützen, während des Betriebs der Axialkolbenmaschine ununterbrochenen Pulsationen unterworfen ist, welche auch als Wiegenschwingung bezeichnet werden. Dadurch wird einerseits störender Körperschall übertragen, andererseits unterliegen die durch die Pulsationen betroffenen Bauteile stärkerem Verschleiß, was zu häufigen Ausfällen und hohen Wartungskosten führt.
Bekannte Maßnahmen zur Dämpfung der Pulsationen sind hauptsächlich auf eine hydrostatische Entlastung der
Bauteile ausgerichtet, zeichnen sich jedoch durch einen hohen konstruktiven Aufwand aus.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Pulsationen bzw. die Wiegenschwingung auf einfache Weise effektiv gedämpft werden und dadurch die Übertragung von Körperschall verringert und die Verschleißfestigkeit verbessert wird.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die über einen Wiegezapfen und einen Arm an der Schwenkwiege angreifende Stelleinrichtung zur Verstellung der Schwenkwiege einen Stellkolben mit einer Ausnehmung, in welche der mit einem Gleitstein versehene Wiegezapfen eingreift, und Bohrungen aufweist, wobei die Bohrungen in der Schwenkwiege, in dem Arm und in dem Wiegezapfen ausgebildet sind und in die Ausnehmung des Stellkolbens ausmünden. Dadurch wird Hydraulikmedium in die Ausnehmung geführt, in welche der Wiegezapfen mit dem Gleitstein eingreift, und ein Schmierfilm gebildet, welcher für eine reibungsarme Verstellung der Schwenkwiege der Axialkolbenmaschine sowie für eine Dämpfung der im Betrieb auftretenden Pulsationen sorgt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den verbleibenden Unteransprüchen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer
Axialkolbenmaschine gemäß dem Stand der Technik in einer Gesamtansicht,
Fig. 2 eine schematische seitliche Ansicht einer Schwenkwiege gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 3 eine Aufsicht auf die Schwenkwiege gemäß Fig. 2.
Fig. 1 zeigt zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Maßnahmen zunächst in einer Schnittdarstellung eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit verstellbaren Verdrängungsvolumen und einer Stromrichtung gemäß dem Stand der Technik. Die Axialkolbenmaschine umfaßt in bekannter Weise als wesentliche Bauteile ein hohlzylindrisches Gehäuse 1 mit einem stirnseitig offenen Ende, welches in Fig. 1 oben ist, einen am Gehäuse 1 befestigten, dessen offenes Ende verschließenden Anschlussblock; 2, eine Hub- oder Schrägscheibe 3, einen Steuerkörper 4, eine Triebwelle 5, eine Zylindertrommel 6 und einen optionalen Kühlkreislauf 7.
Die Schrägscheibe 3 ist als sogenannte Schwenkwiege mit halbzylindrischem Querschnitt ausgebildet und stützt sich mit zwei unter gegenseitigem Abstand parallel zur Schwenkrichtung verlaufenden Lagerflächen unter hydrostatischer Entlastung an zwei entsprechend geformten Lagerschalen 8 ab, die an der Innenfläche der dem
Anschlussblock 2 gegenüberliegenden Gehäuse-Stirnwand 9 befestigt sind. Die hydrostatische Entlastung erfolgt in bekannter Weise über Drucktaschen 10, die in den Lagerschalen 8 ausgebildet sind und über Anschlüsse 11 mit Druckmittel versorgt werden. Eine in einer Ausbuchtung der zylindrischen Gehäusewandung 12 untergebrachte Stelleinrichtung 13 greift über einen sich in Richtung des Anschlussblocks 2 erstreckenden Arm 14 der Schrägscheibe 3 an und dient zum Verschwenken derselben um eine zur Schwenkrichtung senkrechte Schwenkachse.
Der Steuerkörper 4 ist an der dem Gehäuse-Innenraum zugewandten Innenfläche des Anschlussblocks 2 befestigt und mit zwei durchgehenden Öffnungen 15 in Form von nierenförmigen Steuerschlitzen versehen, die über einen Druckkanal 16D bzw. Saugkanal 16S im Anschlussblock 2 an eine nicht dargestellte Druck- und Saugleitung angeschlossen sind. Der Druckkanal 16D weist einen kleineren Strömungsquerschnitt als der Saugkanals 16S auf. Die dem Gehäuse-Innenraum zugewandte und sphärisch ausgebildete Steuerfläche des Steuerkörper 4 dient als Lagerfläche für die Zylindertrommel 6. Die Triebwelle 5 ragt durch eine Durchgangsbohrung in der Gehäuse-Stirnwand 9 in das Gehäuse 1 hinein und ist mittels eines Lagers 17 in dieser Durchgangsbohrung sowie mittels eines weiteren Lagers 18 in einem engeren Bohrungsabschnitt einer endseitig erweiterten Sackbohrung 19 im Anschlussblock 2 und einem an diesen engeren Bohrungsabschnitt angrenzenden Bereich einer zentrischen Durchgangsbohrung 20 im Steuerkörper 4 drehbar gelagert. Die Triebwelle 5 durchsetzt im Inneren des Gehäuses 1 weiterhin eine zentrische Durchgangsbohrung 21 in der Schrägscheibe 3, deren Durchmesser entsprechend dem größten Schwenkausschlag der Schrägscheibe 3 bemessen ist, sowie eine zentrische Durchgangsbohrung in der Zylindertrommel 6 mit zwei Bohrungsabschnitten.
Einer dieser Bohrungsabschnitte ist in einer an der Zylindertrommel 6 angeformten, über deren der Schrägscheibe 3 zugewandte Stirnseite 22 hinausragenden hülsenförmigen Verlängerung 23 ausgebildet, über die die Zylindertrommel 6 mittels einer Keilnut-Verbindung 24 drehfest mit der Treibwelle 5 verbunden ist. Der verbleibende Bohrungsabschnitt ist mit konischem Verlauf ausgebildet. Er verjüngt sich ausgehend von seinem Querschnitt größten Durchmessers nahe dem ersten Bohrungsabschnitt bis zu seinem Querschnitt kleinsten
Durchmessers nahe der am Steuerkörper 4 anliegenden Stirnoder Lagerfläche der Zylindertrommel 6. Der von der Triebwelle 5 und diesem konischen Bohrungsabschnitt definierte ringförmige Raum ist mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet.
Die Zylindertrommel 6 weist allgemein axial verlaufende, abgestufte Zylinderbohrungen 26 auf, die gleichmäßig auf einem zur Triebwellenachse koaxialen Teilkreis angeordnet sind, an der Zylindertrommel-Stirnseite 22 direkt und an der dem Steuerkörper 4 zugewandten Zylindertrommel- Lagerfläche über Mündungskanäle 27 auf dem gleichen Teilkreis wie die Steuerschlitze ausmünden. In die an der Zylindertrommel-Stirnseite 22 direkt ausmündenden
Zylinderbohrungsabschnitte größeren Durchmessers ist je eine Laufbuchse 28 eingesetzt. Die Zylinderbohrungen 26 einschließlich der Laufbuchsen 28 sind hier als Zylinder bezeichnet. Innerhalb dieser Zylinder 26, 28 verschiebbar angeordnete Kolben 29 sind an ihren der Schrägscheibe 3 zugewandten Enden mit Kugelköpfen 30 versehen, die in Gleitschuhen 31 gelagert und über diese an einer an der Schrägscheibe 5 befestigten ringförmigen Gleitscheibe 32 hydrostatisch gelagert sind.
Jeder Gleitschuh 31 ist an seiner der Gleitscheibe 32 zugewandten Gleitfläche mit je einer nicht gezeigten Drucktasche versehen, die über einer Durchgangsbohrung 33 im Gleitschuh 31 an einen abgestuften axialen Durchgangskanal 34 im Kolben 29 angeschlossen und auf diese Weise mit dem vom Kolben 29 in der Zylinderbohrung 26 abgegrenzten Arbeitsraum des Zylinders verbunden ist. In jedem axialen Durchgangskanal 34 ist im Bereich des zugeordneten Kugelkopfes 30 eine Drossel ausgebildet. Ein mittels der Keilnut-Verbindung 24 axial verschiebbar auf der Triebwelle 5 angeordneter und durch eine Feder 35 in Richtung der Schrägscheibe 3 beaufschlagter Niederhalter 36 hält die Gleitschuhe 31 in Anlage an der Gleitscheibe 32.
Der im Gehäuse-Innenraum von den darin aufgenommenen Bauteilen 3 bis 6 etc. nicht eingenommene Bauraum dient als Leckraum 37, der das im Betrieb der Axialkolbenmaschine durch sämtliche Spalte, wie z.B. zwischen den Zylindern 26, 28 und den Kolben 29, dem Steuerkörper 4 und der Zylindertroiranel 6, der Schrägscheibe 3 und der Gleitscheibe 32 sowie den Lagerschalen 8 etc., austretende Leckfluid aufnimmt.
Die Funktion der vorstehend beschriebenen Axialkolbenmaschine ist allgemein bekannt und in nachstehender Beschreibung bei Einsatz als Pumpe auf das Wesentliche beschränkt.
Die Axialkolbenmaschine ist für den Betrieb mit Öl als Fluid vorgesehen. Über die Treibwelle 5 wird die Zylindertrommel 6 mitsamt den Kolben 29 in Drehung versetzt. Wenn durch Betätigung der Stelleinrichtung 13 die Schrägscheibe 3 in eine Schrägstellung gegenüber der Zylindertrommel 6 verschwenkt ist, so vollführen sämtliche Kolben 29 Hubbewegungen. Bei Drehung der Zylindertrommel 6 um 360° durchläuft jeder Kolben 29 einen Saug- und einen Kompressionshub, wobei entsprechende Ölströme erzeugt werden, deren Zu- und Abführung über die Mündungskanäle
27, die Steuerschlitze 15 und den Druck- und Saugkanal 16D und 16S erfolgen. Dabei läuft während des Kompressionshubs jedes Kolbens 29 Drucköl von dem betreffenden Zylinder 26, 28 über den axialen Durchgangskanal 34 und die Durchgangsbohrung 33 im zugeordneten Gleitschuh 31 in dessen Drucktasche und baut ein Druckfeld zwischen der Gleitscheibe 32 und dem jeweiligen Gleitschuh 31 auf, das als hydrostatisches Lager für letzteren dient. Ferner wird Drucköl über die Anschlüsse 11 den Drucktaschen 10 in den Lagerschalen 8 zur hydrostatischen Abstützung der Schrägscheibe 3 zugeführt.
Fig. 2 und 3 zeigen in einer seitlichen Ansicht bzw. in einer Aufsicht von oben die Schrägscheibe 3 eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgebildeten Axialkolbenmaschine mit der daran angreifenden Stellvorrichtung 13. Die Ansicht gemäß Fig. 2 zeigt dabei einen Blick aus der gegenüber Fig. 1 entgegengesetzten Richtung auf die Schrägscheibe 3, entsprechende Teile sind somit seitenverkehrt zu Fig. 1 angeordnet. Ansonsten kann die erfindungsgemäß ausgebildete Axialkolbenmaschine in ihren nicht weiter dargestellten Teilen beispielsweise wie das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine gemäß dem Stand der Technik ausgeführt sein.
In der vorliegenden Bauform ist die Schrägscheibe 3 in Form einer Schwenkwiege ausgebildet, welche auf zwei halbschaligen, nicht weiter dargestellten Lagerelementen aufliegt und auf diesen mittels käfiggeführter, ebenfalls in Fig. 2 und 3 nicht dargestellter Wälzlagerelemente abrollt. Die Stelleinrichtung 13 zur Verstellung der Schwenkwiege 3 weist einen Stellkolben 40 auf, welcher über einen Wiegezapfen 41 mit dem Arm 14 in Verbindung steht, welcher an der Schwenkwiege 3 angreift. Der Eingriff des Wiegezapfens 41 in den Stellkolben 40 erfolgt bedingt durch eine geometrische Kombination eines Kreisbogens mit einer Geraden, welche sich aus der Kombination der Bewegungsrichtungen der beteiligten Bauteile ergibt, über einen Gleitstein 42, der eine zweidimensionale Bewegung zulässt.
Der Gleitstein 42 ist dabei hohlzylindrisch ausgebildet und auf dem Wiegezapfen 41, welcher mit dem Arm 14 verbunden ist, aufgesteckt. Er greift in eine Ausnehmung 43 ein, welche in dem Stellkolben 40 ausgebildet ist. Der Gleitstein 42 muss in dieser Ausnehmung 43 unter einem gewissen Spiel gelagert sein, um eine leichtgängige Verstellung der- Schwenkwiege 3 zu ermöglichen.
Dies führt jedoch zu Pulsationen, welche während des Betriebs der Axialkolbenmaschine bedingt beispielsweise durch die zyklische Bewegung der Zylindertrommel 23 auftreten. In der Folge wird Körperschall über die einzelnen Bauteile nach außen übertragen, was sich in einem erhöhten Betriebsgeräuschpegel der Axialkolbenmaschine niederschlägt. Außerdem ist bedingt durch das Spiel im Bereich des Gleitsteins 42 ein höherer Verschleiß der beteiligten Bauteile zu befürchten.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, den Gleitstein 42 hydrostatisch zu entlasten, indem Hydraulikmedium durch Bohrungen 44 in die Ausnehmung 43 geführt wird. Die Bohrungen 44 verlaufen dabei in der Schwenkwiege 3, in dem Arm 14 und im Wiegezapfen 41 und münden schließlich in die Ausnehmung 43 aus. Dadurch ist der Gleitstein 42 in der Ausnehmung 43 flüssigkeitsgelagert.
Die druckseitige Ausmündung der Bohrungen 44 ist dabei im Bereich des Hochdrucks ausgebildet, vorzugsweise an einer den Zylindern 26, 28 der Axialkolbenmaschine zugewandten Fläche 45 der Schwenkwiege 3. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Befüllung der Ausnehmung 43 über die Bohrungen 44 zuverlässig erfolgt, da stets Hydraulikmedium durch den in den Zylindern 26, 28 herrschenden Hochdruck in die Bohrungen 44 gedrückt wird. Das in die Ausnehmung 43 geförderte Hydraulikmedium kann über Leckagespalte wieder in den Leckageraum 37 der Axialkolbenmaschine gelangen und steht dort wieder zur Verfügung. Durch die Befüllung der Ausnehmung 43 und die hydrostatische Entlastung des Gleitsteins 42 ergeben sich kleinere Spaltmaße bzw. ein geringeres Spiel zwischen dem Gleitstein 42, dem Wiegezapfen 41 und der Ausnehmung 43 des Verstellkolbens 40. Zudem wird der Körperschall effektiv gedämpft, so dass der Betriebsgeräuschpegel der Axialkolbenmaschine reduziert werden kann. Die Verstellgeschwindigkeit der Schwenkwiege 3 kann signifikant erhöht werden, weil die Reibungspartner nicht mehr über Festkörperberührung, sondern über einen Schmierfilm aufeinander gleiten. Auch die Hystereseeigenschaften können verbessert werden, ebenso wie der Verschleiß der Bauteile.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern beispielsweise auch für andere Bauweisen von Axialkolbenmaschinen angewendet werden. Alle Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse (1), dessen Gehäuse-Innenraum eine Hubscheibe (3) sowie eine drehbar gelagerte Zylindertrommel (6) mit Zylindern (26, 28) und in diesen hin- und herbewegbare Kolben (29) aufnimmt, deren aus den Zylindern (26, 28) herausragenden Enden sich an der Hubscheibe (3) abstützen, sowie eine über einen Wiegezapfen (41) und einen Arm (14) an der Hubscheibe (3) angreifende Stelleinrichtung (13) zur Verstellung der Hubscheibe (3), umfassend einen Stellkolben (40) mit einer Ausnehmung (43), in welche der mit einem Gleitstein (42) versehene Wiegezapfen (41) eingreift, und Bohrungen (44), dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (44) in der Hubscheibe (3), in dem Arm (14) und in dem Wiegezapfen (41) ausgebildet sind und in die Ausnehmung (43) des Stellkolbens (40) ausmünden.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (44) druckseitig an einer den Zylindern (26, 28) zugewandten Fläche (45) der Hubscheibe (3) ausmünden.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (43) über die Bohrungen (44) unter dem in den Zylindern (26, 28) herrschenden Hochdruck mit Hydraulikmedium befüllbar ist.
4. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gleitstein (42), dem Wiegezapfen (41) und einer Wandung der Ausnehmung (43) des Stellkolbens (40) ein Schmierfilm ausgebildet ist.
5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Schmierfilm eine mechanische Entkoppelung des Wiegezapfens (41) vom Stellkolben (40) erfolgt.
6. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitstein (42) hohlzylindrisch ausgebildet ist.
7. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitstein (42) auf den Wiegezapfen (41) aufgesteckt ist.
8. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über den Gleitstein (42) und den Wiegezapfen (41) eine translatorische Bewegung des Stellkolbens (40) in eine rotatorische Bewegung des Arms. (14) der Stellvorrichtung (13) umgesetzt wird.
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