DE102007006868A1

DE102007006868A1 - Axial piston machine i.e. axial piston pump, for use in swash-plate construction, has swash-plate supported with respect to internal dead center, and swiveling guide formed on swiveling block that is rotatably supported in housing

Info

Publication number: DE102007006868A1
Application number: DE200710006868
Authority: DE
Inventors: Rudolf Appel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2008-08-14

Abstract

The machine (1) has a cylinder barrel (2) in which pistons (6) are guided, and an adjusting device with a counter cylinder (46) acting in an adjustment direction and an adjusting body (34) acting in an opposite direction. A swash-plate (18) is supported with respect to an internal dead center, with which the volume of displacement area (10) is minimized. A sliding-or roller bearing guide (24) is formed on a swiveling block (26) that is rotatably supported in a housing (28), where the block is pivoted by the body. A spring (52) engages to a counter piston (48) of the cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to an axial piston machine according to the Preamble of claim 1.

Der Grundaufbau verstellbarer Axialkolbenmaschinen, beispielsweise Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauweise, ist in der DE 34 13 059 C1 oder im Datenblatt RD 92712/02.94 der Bosch Rexroth AG beschrieben, so dass unter Verweis auf diese Druckschriften im Folgenden nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauelemente beschrieben werden.The basic structure of adjustable axial piston machines, for example, axial piston pumps in swash plate design, is in the DE 34 13 059 C1 or in the data sheet RE 92712 / 02.94 Bosch Rexroth AG described, so that with reference to these documents in the following only the essential components for understanding the invention are described.

Derartige Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise weisen einen Nachteil auf, der im Folgenden anhand 1 erläutert wird. Diese zeigt eine herkömmliche Axialkolbenmaschine, wobei mit a) eine Einstellung mit maximalem Fördervolumen und mit b) eine Einstellung mit minimalem Fördervolumen dargestellt ist. Dabei sind lediglich die zum Verständnis erforderlichen Bauelemente gezeigt. Demgemäß hat die bekannte Axialkolbenmaschine 1 eine von einer nicht dargestellten Triebwelle angetriebene Zylindertrommel 2, in deren Zylinderbohrungen 4 eine Vielzahl von Kolben 6 parallel zur Achse 8 der Triebwelle geführt sind. Die Kolben 6 begrenzen mit der Zylindertrommel 2 jeweils einen Verdrängerraum 10, der über eine nicht dargestellte, stirnseitig rechts angeordnete Steuerscheibe mit einem Druckanschluss oder einem Sauganschluss verbindbar sind. In der in 1a) dargestellten Position hat der untere Verdrängerraum ein maximales Volumen, während der oben liegende Verdrängerraum ein minimales Volumen hat, so dass Druckmittel aus dem oberen Verdrängerraum zum Druckanschluss gefördert und vom Tank in den unteren, sich vergrößernden Verdrängerraum angesaugt wird. Aus der Zylindertrommel 2 hervorstehende Kolbenfüße 12 der Kolben 6 sind über Gleitschuhe an einer Gleitfläche 16 einer Schrägscheibe 18 angeordnet, die gehäuseseitig über die oben beschriebene Schwenkwiege gelagert ist. Über diese Schwenkführung kann die Schwenkscheibe 18 aus der dargestellten Position mit maximaler Anstellung in die in b) dargestellte Position mit minimalem Fördervolumen (Nullhub) verschwenkt werden – in dieser Position verläuft die Gleitfläche 16 vertikal zur Achse 8. Die Verschwenkung erfolgt dabei um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Schwenkachse 20.Such axial piston machines in swash plate design have a disadvantage, which is based on the following 1 is explained. This shows a conventional axial piston machine, with a) a setting with maximum delivery volume and with b) a setting with a minimum delivery volume is shown. Only the components required for understanding are shown. Accordingly, the known axial piston machine 1 a driven by a drive shaft not shown cylinder drum 2 , in their cylinder bores 4 a variety of pistons 6 parallel to the axis 8th the drive shaft are guided. The pistons 6 limit with the cylinder drum 2 each a displacement 10 , which are connectable to a pressure port or a suction port via a not shown, frontally arranged right control disk. In the in 1a ), the lower displacement chamber has a maximum volume, while the upper displacement chamber has a minimum volume, so that pressure medium from the upper displacement chamber is fed to the pressure port and sucked from the tank in the lower, increasing displacement. From the cylinder drum 2 protruding piston feet 12 The piston 6 are via sliding shoes on a sliding surface 16 a swash plate 18 arranged, which is mounted on the housing side via the pivoting cradle described above. About this pivoting guide, the swash plate 18 be pivoted from the position shown with maximum employment in the position shown in b) with a minimum delivery volume (zero stroke) - in this position, the sliding surface extends 16 vertical to the axis 8th , The pivoting takes place about a perpendicular to the plane extending pivot axis 20 ,

In 1a) ist der Hub h der Kolben bei dem maximalen Verschwenkwinkel (maximales Fördervolumen) dargestellt. Man erkennt, dass im Bereich des inneren Totpunktes (Verdrängungsvolumen minimal) das Volumen des Verdrängerraumes 10 (oben in 1a)) minimal ist. Verstellt man nun die Schwenkscheibe 18 auf das minimale Fördervolumen (1b)), so ist im inneren Totpunkt das Volumen der Verdrängerräume 10 um ein den Hub h/2 entsprechendes Maß größer. D. h. mit Verringerung des Schwenkwinkels der Schrägscheibe 18 wird das Totvolumen der Axialkolbenmaschine vergrößert. Dieses insbesondere bei kleinen Druckmittelvolumenströmen vergleichsweise große Totvolumen ist nachteilig, da der Verdrängerraum 10 wechselweise mit Hochdruck und Niederdruck verbunden wird und entsprechend das Totvolumen komprimiert bzw. dekomprimiert werden muss – die erforderliche Kompressionsarbeit und die Erwärmung des Druckmittels stellen dabei einen Verlust dar, der die effektive Leistung der Pumpe verringert. Des Weiteren wird durch diese Kompression des Totvolumens die Volumenstrom- bzw. Druckpulsation am Hochdruckanschluss der Pumpe erhöht.In 1a ) is the stroke h of the piston at the maximum pivot angle (maximum displacement) shown. It can be seen that in the region of the inner dead center (displacement volume minimum), the volume of the displacement chamber 10 (above in 1a )) is minimal. Now adjust the swashplate 18 to the minimum delivery volume ( 1b )), so is the inner dead center, the volume of Verdrängerräume 10 greater by a stroke h / 2 corresponding measure. Ie. with reduction of the swash plate tilt angle 18 the dead volume of the axial piston machine is increased. This comparatively large dead volume, in particular with small pressure medium volume flows, is disadvantageous since the displacement space 10 alternately connected to high pressure and low pressure and accordingly the dead volume must be compressed or decompressed - the required compression work and the heating of the pressure medium thereby represent a loss that reduces the effective performance of the pump. Furthermore, this compression of the dead volume increases the volume flow or pressure pulsation at the high-pressure connection of the pump.

Zur Verringerung dieses Nachteils herkömmlicher Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise wird in der DE 43 00 979 A1 vorgeschlagen, die Schrägscheibe schwenkbar auf der Triebwelle zu lagern und im Bereich der inneren Totpunktlage zu fixieren, so dass sie um diese Fixierung herum geschwenkt wird. Bei einer derartigen Konstruktion mit einer schwenkwinkelunabhängigen Fixierung im Bereich der inneren Totpunktlage lässt sich zwar das Totvolumen weitestgehend minimieren – es ist jedoch ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich, um die Schrägscheibe zu verschwenken. Bei dieser bekannten Lösung erfolgt die Lagefixierung im Bereich des inneren Totpunktes über zwei auf der Schwenkachse angeordnete Zylinder, während die Einstellung des Schwenkwinkels über zwei weitere Zylinder erfolgt. Darüber hinaus ist eine aufwendige Schwenklagerung erforderlich, die entlang der Triebwelle verschiebbar ausgeführt sein muss.To reduce this disadvantage of conventional axial piston machines in swash plate design is in the DE 43 00 979 A1 proposed to store the swash plate pivotally mounted on the drive shaft and to fix in the region of the inner dead center, so that it is pivoted about this fixation around. In such a construction with a pivoting-independent fixation in the area of the inner dead center position, the dead volume can be minimized as far as possible, however - a considerable amount of device complexity is required to pivot the swashplate. In this known solution, the position fixing is carried out in the region of the inner dead center via two arranged on the pivot axis cylinder, while the adjustment of the swivel angle via two more cylinders. In addition, a complex pivot bearing is required, which must be designed to be displaceable along the drive shaft.

In der JP 59-09781 (Patent Abstract of Japan) wird eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise vorgestellt, bei der die Schrägscheibe ebenfalls mit Bezug zur inneren Totpunktlage der Kolben fixiert ist und mittels eines zentrischen Schwenkmechanismus verschwenkbar ist. Dieser Schwenkmechanismus ist seitlich neben der Zylindertrommel angeordnet und beansprucht einen erheblichen Bauraum, so dass eine derartige Axialkolbenmaschine nicht in der gewünschten Kompaktheit ausführbar ist.In the JP 59-09781 (Patent Abstract of Japan) an axial piston machine is presented in swash plate design, in which the swash plate is also fixed with respect to the inner dead center of the piston and is pivotable by means of a central pivot mechanism. This pivot mechanism is arranged laterally next to the cylinder drum and requires a considerable space, so that such axial piston machine is not executable in the desired compactness.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kompakte, einfach aufgebaute Axialkolbenmaschine mit minimalem Totvolumen auszubilden.In contrast, The invention is based on the object, a compact, simple constructed axial piston machine with minimal dead volume.

Diese Aufgabe wird durch eine Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These The object is achieved by an axial piston machine with the features of Claim 1 solved.

Erfindungsgemäß hat die Axialkolbenmaschine eine von einer Triebwelle angetriebene Zylindertrommel, in der eine Vielzahl von Kolben geführt ist. Diese sind an einer mittels einer Stelleinrichtung verstellbaren Schrägscheibe abgestützt, wobei die Stelleinrichtung ein in Verstellrichtung wirksames Stützglied und ein in Gegenrichtung wirksames Stellorgan hat. Die Schrägscheibe ist mit Bezug zu einem inneren Totpunkt der Kolben abgestützt und an einem Schwenkblock gelagert, der innerhalb des Gehäuses verschiebbar ist, um das Totvolumen zu minimieren. Eine derartige Konstruktion ermöglicht es auf einfache Weise, die Schwenkachse der Schrägscheibe bei einer Verstellung so zu verschieben, dass das eingangs beschriebene Totvolumen unabhängig vom Schwenkwinkel minimal ist. Ein derartiger Schwenkblock lässt sich mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand im Pumpengehäuse anordnen, so dass die Grundkonstruktion einer Axialkolbenmaschine beibehalten werden kann und praktisch kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist.According to the invention, the axial piston machine has a cylinder drum driven by a drive shaft in which a plurality of pistons are guided is. These are supported on an adjustable by means of an adjusting swash plate, wherein the adjusting device has an effective in the adjustment direction of the support member and an effective direction in the opposite direction actuator. The swashplate is supported with respect to an internal dead center of the pistons and supported on a pivot block which is slidable within the housing to minimize the dead volume. Such a construction makes it possible in a simple manner, to move the pivot axis of the swash plate in an adjustment so that the dead volume described above is minimal regardless of the pivot angle. Such a pivoting block can be arranged with little device complexity in the pump housing, so that the basic construction of an axial piston machine can be maintained and virtually no additional space is required.

Das Stellorgan zur Verstellung der Schrägscheibe kann einen oder eine Vielzahl von Stellzylindern aufweisen.The Actuator for adjusting the swash plate can one or a plurality of adjusting cylinders.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Zylinderraum jedes Stellzylinders im Schwenkblock ausgebildet und ein Stellkolben des Stellzylinders an einer Gehäusestützfläche abgestützt, so dass durch Druckbeaufschlagung des Zylinderraumes der Schwenkblock verschiebbar ist. Selbstverständlich kann die Konstruktion in kinematischer Umkehrung mit im Gehäuse ausgebildeten Zylinderräumen und an dem Schwenkblock angreifenden Kolben ausgeführt sein.at In a preferred embodiment, the cylinder space each adjusting cylinder formed in the pivot block and a control piston of the adjusting cylinder on a housing support surface supported, so that by pressurizing the cylinder chamber the pivot block is displaceable. Of course you can the construction in kinematic reversal with in the housing trained cylinder chambers and acting on the pivot block Be executed piston.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn der oder die Stellzylinder über einen Pumpenregler mit einem Regeldruck beaufschlagt sind.According to the invention it is preferred if the or the actuating cylinder via a Pump controller are subjected to a control pressure.

Das Stützglied wird vorzugsweise als ein auf die Schrägscheibe wirkender Gegenzylinder ausgeführt, dessen Wirkfläche kleiner als derjenige des oder der Stellzylinder ist und der vom Pumpendruck beaufschlagt ist.The Support member is preferably as a on the swash plate acting counter cylinder executed whose effective area smaller than that of the actuator cylinder (s) and that of the Pump pressure is applied.

Die Wirkung des Gegenzylinders wird vorzugsweise durch eine Feder unterstützt, die die Schrägscheibe unabhängig vom Pumpendruck in Richtung einer Grundposition beaufschlagt. Der Gegenzylinder lässt sich besonders kompakt ausführen, wenn diese Feder an einem Stützkolben des Gegenzylinders angreift.The Effect of the counter-cylinder is preferably supported by a spring, the swash plate independent of the pump pressure towards a basic position. The counter-cylinder can be made very compact, if this Spring acts on a support piston of the counter-cylinder.

Bei einem besonders einfach ausgeführten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Abstützung der Schrägscheibe mit Bezug zur inneren Totpunktlage der Kolben über ein in Verschieberichtung starres Stützlager.at a particularly simple embodiment The invention is the support of the swash plate with respect to the internal dead center of the piston via a in the direction of displacement rigid support bearing.

Das Totvolumen ist von der Schwenkposition der Schrägscheibe unabhängig, wenn dieses Stützlager auf dem Teilkreis der Kolben angeordnet ist.The Dead volume is from the swivel position of the swash plate regardless if this support bearing on the pitch circle the piston is arranged.

Das Stützlager wird vorzugsweise nach Art eines Kugelgelenklagers ausgeführt.The Support bearing is preferably in the manner of a ball joint bearing executed.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wirkt das Stellorgan in Richtung einer Verringerung des Förder-/Verdrängungsvolumens und das Stützglied in Richtung einer Vergrößerung des Förder-/Verdrängungsvolumens, in der der Schwenkwinkel der Schrägscheibe maximal ist (Grundstellung).at a preferred embodiment of the invention acts the actuator in the direction of a reduction of the delivery / displacement volume and the support member in the direction of enlargement of Conveying / displacement volume, in which the swivel angle the swash plate is maximum (basic position).

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the Below is a preferred embodiment of Invention explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:

1 eine schematische Stellung einer herkömmlichen Axialkolbenmaschine; 1 a schematic position of a conventional axial piston machine;

2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine; 2 a schematic diagram of an axial piston according to the invention;

3 ein Schaltschema einer Axialkolbenmaschine mit zugeordnetem Pumpenregler und 3 a circuit diagram of an axial piston machine with associated pump controller and

4 die Axialkolbenmaschine aus 2 in einer Einstellung mit minimalem Förder-Verdrängungsvolumen. 4 the axial piston machine off 2 in a setting with minimal displacement displacement.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer in den 2 bis 4 dargestellten, als Axialkolbenpumpe ausgeführten Axialkolbenmaschine 1 erläutert. Dabei wer den für einander entsprechende Bauelemente die gleichen Bezugszeichen wie in 1 verwendet.The invention will be described below with reference to one of the 2 to 4 illustrated, designed as an axial piston axial piston machine 1 explained. In this case, who the corresponding components for each other the same reference numerals as in 1 used.

2 zeigt einen senkrecht zur Schwenkachse 20 verlaufenden Schnitt durch eine Axialkolbenmaschine 1, deren Aufbau im Prinzip demjenigen aus 1 entspricht. Die Axialkolbenmaschine 1 hat demgemäß eine Zylindertrommel 2, in der eine Vielzahl von Kolben 6 axial verschiebbar geführt ist. Diese begrenzen jeweils mit einer Zylinderbohrung 4 der Zylindertrommel 2 einen Verdrängerraum 10, der im Bereich des inneren Totpunktes (oben in 2) mit einem Druckanschluss und im Bereich des äußeren Totpunktes (unten in 2) mit einem Sauganschluss verbunden ist. Die Druckmittelverbindung wird über eine nicht dargestellte gehäusefeste Steuerscheibe gesteuert, die an der in 2 rechten Stirnfläche der Zylindertrommel 2 anliegt. Der Antrieb der Zylindertrommel 2 erfolgt über eine nicht dargestellte Triebwelle, die drehfest mit der Zylindertrommel 2 verbunden ist. 2 shows a perpendicular to the pivot axis 20 extending section through an axial piston machine 1 whose structure is in principle that of 1 equivalent. The axial piston machine 1 has a cylinder drum accordingly 2 in which a variety of pistons 6 is guided axially displaceable. These limit each with a cylinder bore 4 the cylinder drum 2 a displacement room 10 located in the area of the inner dead center (top in 2 ) with a pressure connection and in the area of the outer dead center (bottom in 2 ) is connected to a suction port. The pressure fluid connection is controlled by a housing-fixed control disc, not shown, which is connected to the in 2 right face of the cylinder drum 2 is applied. The drive of the cylinder drum 2 takes place via a drive shaft, not shown, the non-rotatably with the cylinder drum 2 connected is.

Die aus der Zylindertrommel 2 hervorstehenden Kolbenfüße 12 der Kolben 6 sind über Gleitschuhe 14 an einer Gleitfläche einer Schrägscheibe 18 abgestützt. Diese ist über eine gestrichelt angedeutete Schwenkwiege 22 an einer Gleit- oder Wälzlagerführung 24 gelagert, so dass sie um die Schwenkachse 20 herum verschwenkbar ist, um den Schwenkwinkel und damit das Fördervolumen der Axialkolbenpumpe 1 einzustellen. Hinsichtlich des Aufbaus einer derartigen Axialkolbenmaschine und der Ausgestaltung der Schwenkwaage sei der Einfachheit halber auf die DE 34 13 059 C1 verwiesen, so dass diesbezügliche weitere Ausführungen entbehrlich sind.The out of the cylinder drum 2 protrude the piston feet 12 The piston 6 are about sliding shoes 14 on a sliding surface of a swash plate 18 supported. This is over a dashed indicated pivoting cradle 22 on a sliding or roller bearing guide 24 stored so that they are around the pivot axis 20 is pivotable about the pivot angle and thus the delivery volume of the axial piston pump 1 adjust. With regard to the construction of such axial piston machine and the design of the swing scale is simplicity on the DE 34 13 059 C1 referred, so that in this respect further explanations are unnecessary.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Führung 24 für die Schenkwiege 22 in einen Schwenkblock 26 ausgebildet, der seinerseits in Richtung einer Achse 8 der Axialkolbenmaschine 1 verschiebbar in einem Gehäuse 28 der Axialkolbenmaschine 1 gelagert ist. Dieses ist mit einer den Schwenkblock 26 drehfest aufnehmenden Schwenkblockführung 30 ausgeführt, in die der Schwenkblock 26 formschlüssig eintaucht. Die Schwenkblockführung 30 hat eine Stirnwandung 32, die die Bewegung des Schwenkblocks 26 nach links (Ansicht in 2) begrenzt. Aus dieser Grundposition heraus lässt sich der Schwenkblock 26 mittels eines Stellorgans 34 verschieben, so dass entsprechend die Position der Schwenkachse 20 verstellt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stellorgan 34 durch eine Vielzahl von Stellzylindern gebildet, deren Stellkolben 36 jeweils in einen Zylinderraum 38 des Schwenkblocks 26 eintauchen. Die Stellkolben 36 begrenzen mit dem Zylinderraum 38 einen Druckraum 40, der über eine die Stellkolben 36 durchsetzende Druckleitung 42 mit einem Ausgangsanschluss eines Pumpenreglers verbunden ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stellkolben 36 feststehend in die Stirnwandung 32 eingesetzt oder an dieser abgestützt. Durch Druckbeaufschlagung der Druckräume 40 der Vielzahl von Stellzylindern kann dann der Schwenkblock 26 aus seiner dargestellten Grundposition heraus nach rechts verschoben werden, um die Schwenkachse 20 zu verstellen. Anstelle der Vielzahl von Stellzylindern mit auf einem gemeinsamen Teilkreis liegenden Stellkolben 36 kann auch ein einziger axialer Stellkolben 36 verwendet werden, der beispielsweise als Ringkolben oder als mittig angreifender Vollkolben ausgeführt sein kann.In the illustrated embodiment, the guide 24 for the casket 22 in a swivel block 26 formed, in turn, in the direction of an axis 8th the axial piston machine 1 slidable in a housing 28 the axial piston machine 1 is stored. This is with a swivel block 26 rotatably receiving swivel block guide 30 executed, in which the swivel block 26 dips positively. The swivel block guide 30 has an end wall 32 indicating the movement of the swivel block 26 to the left (view in 2 ) limited. From this basic position can be the pivot block 26 by means of an actuator 34 move, so that the position of the pivot axis accordingly 20 is adjusted. In the illustrated embodiment, the actuator 34 formed by a plurality of adjusting cylinders whose adjusting piston 36 each in a cylinder chamber 38 of the swivel block 26 plunge. The adjusting pistons 36 limit with the cylinder space 38 a pressure room 40 that has the adjusting pistons 36 penetrating pressure line 42 connected to an output terminal of a pump controller. In the illustrated embodiment, the actuating piston 36 fixed in the end wall 32 used or supported on this. By pressurizing the pressure chambers 40 the plurality of adjusting cylinders can then be the pivot block 26 from its illustrated basic position to be shifted to the right about the pivot axis 20 to adjust. Instead of the plurality of adjusting cylinders with lying on a common pitch control piston 36 can also be a single axial actuator piston 36 can be used, which can be performed for example as a ring piston or as a center attacking solid piston.

Um die Schrägscheibe 18 mit Bezug zur 2 oben dargestellten inneren Totpunktlage der Kolben 6 abzustützen, ist bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein außerhalb des Teilkreises der Kolben 6 liegendes Stützlager 44 ausgebildet. Dieses ist als ein Kugelgelenklager ausgeführt, durch das die Schwenkscheibe in Richtung der Achse 8 starr, jedoch verschwenkbar am Gehäuse 28 abgestützt ist. Obwohl aufgrund der einfacheren zeichnerischen Darstellung das Stützlager 44 außerhalb des Teilkreises der Kolben 6 dargestellt ist, wird es bevorzugt, dieses Stützlager 44 auf dem gleichen Teilkreis wie die Kolben 6 anzuordnen, so dass sich der innere Totpunkt der Kolben 6 bei einer Verschwenkung der Schwenkscheibe 18 praktisch nicht ändert. Bei der dargestellten Geometrie würde sich immer noch eine leichte Verschiebung des inneren Totpunktes einstellen.To the swash plate 18 with reference to 2 shown above internal dead center of the piston 6 support is in the in 2 illustrated embodiment, one outside the pitch circle of the piston 6 lying support bearing 44 educated. This is designed as a ball and socket joint, through which the swash plate in the direction of the axis 8th rigid, but swiveling on the housing 28 is supported. Although due to the simpler graphic representation of the support bearing 44 outside the pitch circle of the pistons 6 is shown, it is preferred, this support bearing 44 on the same pitch circle as the pistons 6 to arrange, so that the internal dead center of the piston 6 at a pivoting of the swash plate 18 practically does not change. In the illustrated geometry, there would still be a slight shift in the internal dead center.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schwenkscheibe 18 in herkömmlicher Weise über einen Gegenzylinder 46 in Richtung des maximalen Schwenkwinkels vorgespannt. Dieser Gegenzylinder 46 ist am Gehäuse 28 der Axialkolbenmaschine 1 abgestützt und hat einen an der Schrägscheibe 18 angreifenden Gegenkolben 48, dessen Wirkfläche kleiner als die Gesamtwirkfläche der Stellkolben 36 ausgeführt ist. Dieser Gegenkolben 48 ist über eine Pumpendrucksteuerleitung 50 mit dem Pumpendruck beaufschlagt. Der Gegenkolben 48 wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel des Weiteren über eine Feder 52 in Richtung einer Vergrößerung des Schwenkwinkels der Schwenkscheibe 18 beaufschlagt. Diese Feder 52 ist an einer Stützschulter 54 des Gegenzylinders 46 abgestützt und greift an einem Bund 56 des Gegenkolbens 48 an.In the illustrated embodiment, the swash plate 18 in a conventional manner via a counter-cylinder 46 biased in the direction of the maximum pivot angle. This counter-cylinder 46 is on the case 28 the axial piston machine 1 supported and has one on the swash plate 18 attacking counter-piston 48 whose effective area is smaller than the total effective area of the adjusting piston 36 is executed. This counter-piston 48 is via a pump pressure control line 50 subjected to the pump pressure. The opposing piston 48 is in the illustrated embodiment, further via a spring 52 in the direction of increasing the pivot angle of the swash plate 18 applied. This spring 52 is on a support shoulder 54 of the counter-cylinder 46 supported and attacks on a covenant 56 of the counter-piston 48 at.

Das Hydraulikschaubild einer derartigen Axialkolbenmaschine 1 mit verstellbarem Schwenkwinkel ist in 3 dargestellt. Darin ist die Schrägscheibe 18 der Axialkolbenmaschine 1 in Richtung einer Vergrößerung des Schwenkwinkels durch den Gegenzylinder 46 und die Feder 52 beaufschlagt, wobei der Gegenkolben 48 über die Pumpendrucksteuerleitung 50 mit dem Druck in einer Pumpenleitung 58 beaufschlagt ist. In Richtung einer Verringerung des Schwenkwinkels wirkt das Stellorgan 34, dessen Stellkolben 36 mit dem Ausgangsdruck eines Pumpenreglers 60 beaufschlagt ist. Wie eingangs erwähnt, ist die Wirkfläche des Gegenkolbens 48 kleiner als diejenige des oder der Stellkolben 36 ausgebildet. Der Pumpenregler kann als Druckregler, als Förderstromregler und/oder als Leistungsregler ausgeführt sein. Hinsichtlich konkreter Ausführungen derartiger Regler sei auf das Datenblatt RD 92 050/09.97 der Bosch Rexroth AG verwiesen.The hydraulic diagram of such axial piston machine 1 with adjustable swivel angle is in 3 shown. Therein is the swashplate 18 the axial piston machine 1 in the direction of increasing the pivot angle by the counter-cylinder 46 and the spring 52 acted upon, the opposing piston 48 via the pump pressure control line 50 with the pressure in a pump line 58 is charged. In the direction of a reduction of the pivot angle, the actuator acts 34 , whose actuating piston 36 with the outlet pressure of a pump regulator 60 is charged. As mentioned above, the effective area of the counter-piston 48 smaller than that of the actuator piston or pistons 36 educated. The pump regulator can be designed as a pressure regulator, as a flow regulator and / or as a power regulator. With regard to specific designs of such controllers, reference is made to the data sheet RE 92 050 / 09.97 of the Bosch Rexroth AG.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Pumpenregler 60 mit einem IS-Regelventil 62 ausgeführt, über das der Pumpendruck stets so eingestellt wird, dass er um eine vorbestimmte Druckdifferenz oberhalb des höchsten Lastdrucks der angeschlossenen Verbraucher liegt. Das LS-Regelventil 62 hat drei Anschlüsse, wobei ein Anschluss mit der Druckleitung 42 und damit mit dem Stellorgan 34 verbunden ist, während ein zweiter Anschluss über eine Steuerleitung 64 mit der Pumpenleitung und ein dritter Anschluss über eine Tanksteuerleitung 66 mit einem Tank 68 verbunden ist. Ein Ventilschieber des LS-Regelventils ist in Richtung einer Verbindung der Druckleitung 42 mit der Tanksteuerleitung 66 mit der Kraft einer Regelfeder 70 und dem Druck in einer LS-Leitung 72 und in Richtung einer Verbindung der Steuerleitung 64 mit der Druckleitung 42 mit dem Pumpendruck in der Steuerleitung 64 beaufschlagt. Dieses LS-Regelventil 62 bewirkt, dass der Pumpendruck auf einen Wert eingestellt wird, der um eine der Kraft der Regelfeder 70 entsprechende Druckdifferenz über dem Druck in der LS-Leitung 72 liegt.In the illustrated embodiment, the pump regulator 60 with an IS control valve 62 executed, over which the pump pressure is always adjusted so that it is above the highest load pressure of the connected consumer by a predetermined pressure difference. The LS control valve 62 has three connections, one connection to the pressure line 42 and thus with the actuator 34 while a second connection is via a control line 64 with the pump line and a third connection via a tank control line 66 with egg a tank 68 connected is. A valve spool of the LS control valve is in the direction of a connection of the pressure line 42 with the tank control line 66 with the power of a control spring 70 and the pressure in an LS line 72 and in the direction of a connection of the control line 64 with the pressure line 42 with the pump pressure in the control line 64 applied. This LS control valve 62 causes the pump pressure to be set to a value that is one of the force of the control spring 70 corresponding pressure difference above the pressure in the LS line 72 lies.

Da der Aufbau derartiger Pumpenregler 60 bekannt ist, wird hinsichtlich weiterer Einzelheiten auf den bekannten Stand der Technik, insbesondere auf das oben genannte Datenblatt RD 92 050/09.97 verwiesen.Since the construction of such pump regulators 60 is known, reference is made for further details in the prior art, in particular to the above-mentioned data sheet RE 92 050 / 09.97.

Soll nun der Schwenkwinkel der Schwenkscheibe 18 aufgrund eines Ansteigens des Pumpendrucks in der Pumpenleitung 58 verringert werden, so wird über den Pumpenregler 60 das Stellorgan 34 mit einem entsprechenden Regeldruck beaufschlagt. Durch den ansteigenden Druck in den Druckräumen 40 der oder des Stellzylinders wird dann der Schwenkblock 26 gegen die Kraft des Gegenzylinders 46 und der Feder 52 nach rechts verschoben, so dass entsprechend die Schwenkachse 20 aus ihrer ursprünglichen Position in eine neue Position 20' verstellt wird. Bei einem vollständigen Zurückschwenken der Schrägscheibe 26 beträgt dieser Weg – wie in 4 dargestellt – den halben Hub h in der Darstellung gemäß 1b. Die Schwenkscheibe 18 schwenkt dabei in ihre rechtwinklig zur Achse 8 verlaufende Position entlang der Führung 24, wobei über das Stützlager 44 die Bezugsposition zur inneren Totpunktlage der Kolben 6 im Wesentlichen beibehalten wird. Dies kann bei der Geometrie gemäß den 2 und 4, bei der das Stützlager 44 außerhalb des Teilkreises der Kolben 6 liegt, dadurch bewirkt werden, dass sich das Stützlager 44 etwas in Vertikalrichtung (4) verschieben kann, so dass die innere Totpunktlage der Kolben 6 beibehalten wird. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion erfolgt die Verstellung von Kolbenhub und die Schwenkachsenverschiebung gleichzeitig und im richtigen Verhältnis zum Kolbenhub, so dass sich im zurückgeschwenkten Zustand, d. h. bei einem Nullhub ein minimales Totvolumen einstellt.Now should the swivel angle of the swash plate 18 due to an increase in the pump pressure in the pump line 58 be reduced, so is the pump regulator 60 the actuator 34 subjected to a corresponding control pressure. Due to the increasing pressure in the pressure chambers 40 the or of the actuating cylinder is then the pivot block 26 against the force of the counter-cylinder 46 and the spring 52 shifted to the right, so that corresponding to the pivot axis 20 from their original position to a new position 20 ' is adjusted. For a complete swing back of the swash plate 26 is this way - as in 4 shown - the half stroke h in the illustration according to 1b , The swivel disk 18 it pivots in its right angle to the axis 8th extending position along the guide 24 , being about the support bearing 44 the reference position to the inner dead center of the piston 6 is essentially maintained. This can be done according to the geometry of the 2 and 4 in which the support bearing 44 outside the pitch circle of the pistons 6 lies, thereby causing the support bearing 44 something in the vertical direction ( 4 ), so that the internal dead center of the piston 6 is maintained. Due to the construction according to the invention, the adjustment of piston stroke and the pivot axis displacement takes place simultaneously and in the correct ratio to the piston stroke, so that adjusts a minimal dead volume in the swung back state, ie at a zero stroke.

Praktische Versuche zeigten, dass bei Anwendung der Erfindung und angepasster Umsteuerung über die Steuerscheibe die Hochdruckpulsation im Nullhub um bis zu 60% gegenüber herkömmlichen Lösungen verringerbar ist.practical Experiments showed that when applying the invention and adapted Reversal via the control disc the high pressure pulsation in the Zero-stroke by up to 60% compared to conventional solutions is reducible.

Offenbart ist eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, bei der eine Schrägscheibe über eine Schwenkwiege an einem Schwenkblock verschwenkbar abgestützt ist. Dieser Schwenkblock zum Verschieben der Schwenkachse kann innerhalb des Gehäuses verstellt werden.Disclosed is an axial piston machine in swash plate construction, in a swash plate on a pivoting cradle is pivotally supported on a pivot block. This Swivel block for moving the pivot axis can be within the Housing to be adjusted.

11: Axialkolbenmaschineaxial piston
22: Zylindertrommelcylinder barrel
44: Zylinderbohrungbore
66: Kolbenpiston
88th: Achseaxis
1010: Verdrängerraumdisplacer
1212: Kolbenfußpiston base
1414: Gleitschuhshoe
1616: Gleitflächesliding surface
1818: Schrägscheibeswash plate
2020: Schwenkachseswivel axis
2222: Schwenkwiegepivoting cradle
2424: Führungguide
2626: Schwenkblockpivot block
2828: Gehäusecasing
3030: SchwenkblockführungPivot block guide
3232: Stirnwandungend wall
3434: Stellorganactuator
3636: Stellkolbenactuating piston
3838: Zylinderraumcylinder space
4040: Druckraumpressure chamber
4242: Druckleitungpressure line
4444: Stützlagersupport bearings
4646: Gegenzylinderopposing cylinder
4848: Gegenkolbenopposed piston
5050: PumpendrucksteuerleitungPump pressure control line
5252: Federfeather
5454: Stützschultersupporting shoulder
5656: BundFederation
5858: Pumpenleitungpump line
6060: Pumpenreglerpump regulator
6262: LS-RegelventilLS control valve
6464: Steuerleitungcontrol line
6666: TanksteuerleitungTank control line
6868: Tanktank
7070: Regelfedercontrol spring
7272: LS-LeitungLS line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3413059 C1 [0002, 0027]
- DE 4300979 A1 [0005]
- JP 59-09781 [0006]

Claims

Axial piston machine with a driven by a drive shaft cylinder drum ( 2 ), in which a plurality of pistons ( 6 ) are guided with the cylinder drum ( 2 ) Displacement rooms ( 10 ) and their piston feet ( 12 ) at one along a housing-side pivot guide ( 24 ) guided and adjustable by means of an adjusting device swash plate ( 18 ) are supported, wherein the adjusting device effective in an adjustment direction support member ( 46 ) and an effective in the opposite direction actuator ( 34 ), and wherein the swash plate ( 18 ) with respect to an internal dead center, in which the volume of the respective displacer space ( 10 ) is minimal, is supported, characterized in that the pivot guide ( 24 ) on one in a housing ( 28 ) slidably mounted pivot block ( 26 ) is formed, which by means of the actuator ( 34 ) is displaceable.

Axial piston machine according to claim 1, wherein the actuator ( 34 ) has one or a plurality of parallel actuating cylinders.

Axial piston machine according to claim 2, wherein at least one cylinder space ( 38 ) of the actuator ( 34 ) in the swivel block ( 26 ) is formed and an actuating piston ( 36 ) on a housing support surface ( 32 ) is supported.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein the pivot block ( 26 ) rotatably in the housing ( 28 ) is stored.

Axial piston machine according to one of the claims 2 to claim, wherein the one or more actuating cylinder with a via a pump regulator ( 60 ) regulated pressure is applied.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein the support member on the swash plate ( 18 ) counter-cylinder ( 46 ), whose effective area is smaller than that of the actuating cylinder or cylinders and which is acted upon by the pump pressure.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein the swash plate ( 18 ) in the direction of action of the support member ( 46 ) of a spring ( 52 ) is acted upon.

Axial piston machine according to claim 7, wherein the spring ( 52 ) on an opposed piston ( 48 ) of the support member ( 46 ) attacks.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein for supporting the swash plate ( 18 ) with respect to the internal dead center of the pistons ( 6 ) a rigid in the direction of displacement support bearing ( 44 ) is provided.

Axial piston machine according to claim 9, wherein the support bearing ( 44 ) on a pitch circle of the pistons ( 6 ) is arranged.

Axial piston machine according to claim 9 or 10, wherein the support bearing ( 44 ) is designed as a ball joint bearing.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein the actuator ( 34 ) in the direction of a reduction of the swivel angle of the swash plate ( 18 ) and the support member ( 46 ) in the direction of increasing the swivel angle of the swash plate ( 18 ) is effective.