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Die
Erfindung betrifft eine Schwenkwiegenlagerung einer Axialkolbenmaschine
mit einem Gehäuse, einer Schwenkwiege und einem durch das
Gehäuse und der Schwenkwiege gebildeten Schwenklagerraum,
wobei die Schwenkwiege und/oder das Gehäuse und/oder ein
in dem Schwenklagerraum angeordnetes Lagerelement derart verformbar
ausgebildet sind, dass eine Durchbiegung der Schwenkwiege ausgleichbar
ist.
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Aus
der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 037 690 A1 ist eine Axialkolbenmaschine
bekannt, welche in ihrem Gehäuse eine Schwenkwiege aufnimmt. Das
Gehäuse und die Schwenkwiege bilden zwei Schwenklagerbereiche
aus, in denen jeweils eine Lagerschale aufgenommen ist. Die Schwenkwiege stützt
sich auf den Lagerschalen ab. Die Lagerschalen wiederum stützen
sich auf dem Gehäuse ab. Das Gehäuse, die Schwenkwiege
und die Lagerschalen bilden Schwenkwiegelagerungen aus. Auf der Schwenkwiege
und den Lagerschalen sind zur Abstützung Lagerflächen
ausgebildet. Bei den Schwenkwiegenlagerungen der Axialkolbenmaschine
biegt sich aufgrund der großen axialen Kräfte,
die die Kolben auf die Schwenkwiege ausüben, die Schwenkwiege
durch. Aufgrund der Durchbiegung der Schwenkwiege kommt es dabei
auf den zueinander gerichteten Enden der Lagerflächen zu
einer erheblichen Flächenpressung, während die
voneinander abgewandten Enden entlastet werden. Dies führt zu
einer lokalen hohen Belastung des Materials, die die Reibung und
den Verschleiß fördert und damit die Lebensdauer
der Axialkolbenmaschine verringert. Gleichzeitig wird die hydrostatische
Entlastung verschlechtert und der Wirkungsgrad somit verringert. Zudem
wird auch die Dichtwirkung der Lagerflächen verringert.
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Es
ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Schwenkwiegenlagerung
für Axialkolbenmaschinen zu schaffen, bei der eine Durchbiegung
der Schwenkwiege ausgeglichen wird und somit eine verbesserte Verschleißfestigkeit,
eine verbesserte hydrostatische Entlastung und eine verbesserte Dichtwirkung
realisiert sind.
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Die
Aufgabe wird durch die Schwenkwiegenlagerung gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Schwenkwiegenlagerung einer Axialkolbenmaschine
umfasst ein Gehäuse, eine Schwenkwiege und einen durch
das Gehäuse und die Schwenkwiege gebildeten Schwenklagerbereich.
In den Schwenklagerbereich können ein oder mehrere Lagerelemente
angeordnet sein. In der erfindungsgemäßen Schwenkwiegenlagerung
sind die Schwenkwiege und/oder das Gehäuse und/oder ein
in dem Schwenklagerbereich angeordnetes Lagerelement derart verformbar
ausgebildet, dass eine Durchbiegung der Schwenkwiege ausgleichbar
ist. Indem die Schwenkwiege und/oder das Gehäuse und/oder
ein in dem Schwenklagerbereich angeordnetes Lagerelement verformbar
ausgebildet sind, kann durch eine Verformung zumindest eines Teils der
Schwenkwiege und/oder des Gehäuses und/oder des Lagerelements
eine vollflächige oder flächenmaximierte Anlage
zwischen dem Gehäuse und dem Lagerelement und/oder dem
Lagerelement und der Schwenkwiege oder gegebenenfalls zwischen dem Gehäuse
und der Schwenkwiege erreicht werden. Die Durchbiegung der Schwenkwiege
ist durch eine oder mehrere solcher vollflächigen oder
flächenmaximierten Anlagen ausgeglichen. Durch den Ausgleich der
Durchbiegung sind eine verbesserte Verschleißfestigkeit,
eine verbesserte hydrostatische Entlastung und ferner eine verbesserte
Dichtwirkung realisiert. Dadurch wird insbesondere auch höherer
Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine erzielt.
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In
den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Schwenkwiegenlagerung dargestellt.
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Vorzugsweise
weist die Schwenkwiege zumindest einen Hohlraum und/oder eine Ausnehmung und/oder
ein Relief auf. Dadurch ist die Schwenkwiege verformbar. Somit ist
eine vollflächige Anlage zwischen der Schwenkwiege und
einem Lagerelement oder gegebenenfalls zwischen der Schwenkwiege und
dem Gehäuse ermöglicht. Die Durchbiegung der Schwenkwiege
kann somit ausgeglichen werden.
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Alternativ
weist das Gehäuse zumindest einen Hohlraum und/oder eine
Ausnehmung und/oder ein Relief auf. Dadurch ist das Gehäuse
verformbar und eine vollflächige Anlage zwischen dem Gehäuse und
einem Lagerelement oder gegebenenfalls zwischen dem Gehäuse
und der Schwenkwiege ermöglicht. Somit kann auch hier die
Durchbiegung der Schwenkwiege ausgeglichen werden.
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Das
Lagerelement weist vorzugsweise einen zumindest Hohlraum und/oder
eine Ausnehmung und/oder ein Relief auf. Auch auf diese Weise ist
die Durchbiegung der Schwenkwiege ausgleichbar. Das Lagerelement
ist dadurch verformbar und eine vollflächige Anlage sowohl
zwischen dem Lagerelement und dem Gehäuse als auch zwischen
dem Lagerelement und der Schwenkwiege ermöglicht.
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Die
Strukturen, d. h. die Ausnehmungen, Reliefs bzw. Hohlräume
sind in vorteilhaften Ausführungsformen mit einem elastischen
Zusatzmaterial gefüllt. Durch Auswahl des elastischen Zusatzmaterials
bzw. dessen Elastizität kann die Biegesteifigkeit der strukturieren
Bereiche der Bauteile, d. h. der Schwenkwiege und/oder des Gehäuses
und/oder des Lagerelements, auch nachträglich weiter bzw. feiner
eingestellt und somit den Erfordernissen noch besser angepasst werden.
Ermüdungserscheinungen der Bauteile können auf
diese Weise kompensiert werden. Dadurch ist die Langlebigkeit der
Bauteile sichergestellt bzw. erhöht.
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Ferner
kann vorzugsweise auch das Zusatzmaterial selbst die bisher genannten
Strukturen aufweisen, um ebenfalls die bisher genannten Effekte
zu realisieren bzw. zu verstärken.
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Besonders
bevorzugt bestehen die Schwenkwiege und/oder das Gehäuse
und/oder das Lagerelement jeweils zumindest teilweise aus einem elastisch
verformbaren Material. Dadurch sind die Verformungen der jeweiligen
Komponenten jeweils besser geeignet, die Durchbiegung der Schwenkwiege
auszugleichen.
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Eine
Kombination der bisher genannten Merkmale erlaubt eine besonders
vorteilhafte Flexibilität des Schwenkwiegenlagers. Indem
mehrere Komponenten jeweils einen Hohlraum und/oder eine Ausnehmung
und/oder ein Relief aufweisen kann jede Komponente für
sich einen Teil der Verformung ausführen. Dadurch sind
die Verformungen besser aufeinander abgestimmt und die erfindungsgemäße Aufgabe
umso besser gelöst. Ferner wird von jeder einzelnen Komponente
weniger Verformung abverlangt. Dadurch ist die Verschleißfestigkeit
ganz besonders erhöht. Die aufeinander besser abgestimmten
Verformungen werden durch die leichte elastische Verformbarkeit
jeweils weiter verbessert, da sie dadurch jeweils leichter besser
den Beanspruchungen angepasst sind.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schwenkwiegenlagerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird
in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
vereinfachten Schnitt durch einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels
einer Axialkolbenmaschine;
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2 einen
vereinfachten Schnitt durch einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer Axialkolbenmaschine;
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3 einen
vereinfachten Schnitt durch einen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels
einer Axialkolbenmaschine;
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4 eine
beispielhafte Darstellung der grundsätzlichen Form einer
Lagerschale in mehreren Perspektiven;
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5 einen
weiteren vereinfachten Schnitt durch einen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels einer
Axialkolbenmaschine;
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6 eine
perspektivische Darstellung der Lagerschale aus 5;
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7 eine
teilgeschnittene Darstellung der Lagerschale aus 5;
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8 einen
Querschnitt durch einen Bereich der Durchgangsöffnung der
Lagerschale aus 5;
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9 einen
vergrößerten Ausschnitt des Bereichs der Durchgangsöffnung
aus 8;
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10 eine
weitere Darstellung der Lagerschale aus der 5;
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11 eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts aus der 7;
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12 eine
perspektivische Darstellung einer Lagerschale mit einem ersten Relief;
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13 eine
perspektivische Darstellung einer Lagerschale mit einem zweiten
Relief.
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Die 1 zeigt
einen vereinfachten Schnitt durch einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels einer
Axialkolbenmaschine. In einem herkömmlichen Gehäuse 1 ist eine
erfindungsgemäße Schwenkwiege 3' als
Ersatz für eine herkömmliche Schwenkwiege 3,
wie sie in der 2 beispielhaft dargestellt ist, aufgenommen.
Das Gehäuse 1 und die erfindungsgemäße
Schwenkwiege 3' bilden gemeinsam ein Schwenkwiegenlager 4 mit
einem Schwenklagerbereich 5 aus. In dem Schwenkwiegenlager 4 bzw. Schwenklagerbereich 5 sind
als Lagerelemente zwei Lagerschalen 2 aufgenommen. Die
Lagerelemente bzw. Lagerschalen 2 unterstützen
eine vorteilhafte Führung und Abstützung der erfindungsgemäßen Schwenkwiege 3' in
dem Gehäuse 1 und eine Verschleißschonung
des Gehäuses 1. Die in dem Schwenkwiegenlager 4 aufgenommenen
Lagerschalen 2 entsprechen, wie beispielsweise in der 6 dargestellt,
jeweils einem Abschnitt einer Zylindermantelfläche. Das
Gehäuse 1 und die erfindungsgemäße
Schwenkwiege 3' bilden jeweils zur Bildung des Schwenkwiegenlagers 4 zu
den Lagerschalen 2 komplementäre Bereiche aus,
welche ebenfalls die Form eines Abschnitts einer Zylindermantelfläche aufweisen.
Die zylindermantelflächenförmigen Bereiche sind
konzentrisch um eine gemeinsame nicht dargestellte Zylinderachse
ausgebildet, um die sich die erfindungsgemäße
Schwenkwiege 3' bei ihren Schwenkbewegungen drehen kann,
wobei sie auf einer inneren Lagerfläche der Lagerschale 2 gleitet. Die
Lagerelemente bzw. Lagerschalen 2 sind gegenüber
dem Gehäuse 1 gegen Verdrehen gesichert. Dazu
Bilden die Lagerelemente bzw. Lagerschalen 2 und/oder das
Gehäuse 1 jeweils spezielle Strukturen aus. Die
erfindungsgemäße Schwenkwiege 3' liegt bei
ihren Schwenkbewegungen gleitend auf den Lagerschalen 2 auf
und stützt sich auf diesen ab.
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Im
Axialkolbenmaschinenbetrieb gleiten auf der erfindungsgemäßen
Schwenkwiege 3' durch Kolben 6 mit axialen Kräften 8 beaufschlagte
Gleitschuhe 7. Die Gleitschuhe 7 beaufschlagen
die erfindungsgemäße Schwenkwiege 3' dadurch
mit axialen Kräften 8, welche zu einer Durchbiegung
der erfindungsgemäßen Schwenkwiege 3' führen.
Die Durchbiegung der erfindungsgemäßen Schwenkwiege 3' aufgrund
der einwirkenden Kräfte 8 ist in der 1 zur
deutlichen Darstellung übertrieben dargestellt.
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Die
erfindungsgemäße Schwenkwiege 3' weist
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
einen Lagerschalenabschnitt 3a und einen Laufflächenabschnitt 3b auf.
Zwischen dem Laufflächenabschnitt 3b und dem Lagerschalenabschnitt 3a ist
als Ausnehmung ein Zwischenraum 9 in Form eines Schlitzes
ausgebildet. Im Bereich des Außenumfangs sind der Lagerschalenabschnitt 3a und
der Laufflächenabschnitt 3b miteinander verbunden.
Wegen der dort elastisch ausgebildeten Verbindung kann sich der
auf der Lagerschale 2 abstützende Teil des Lagerschalenabschnitts 3a relativ
zu der Lauffläche des Laufflächenabschnitts 3b neigen.
Die Verformung auf der Laufflächenseite der erfindungsgemäßen
Schwenkwiege 3' wird damit ausgeglichen, so dass eine vollflächige
bzw. flächenmaximierte bzw. angepasste Anlage der erfindungsgemäße Schwenkwiege 3' an
den Laufflächen der Lagerschalen 2 sichergestellt
ist.
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Zur
Realisierung der vollflächigen Anlage der erfindungsgemäßen
Schwenkwiege 3' an den Lagerschalen 2 können
in der erfindungsgemäßen Schwenkwiege 3' anstelle
lediglich einer Ausnehmung auch mehrere Ausnehmungen ausgebildet sein.
Diese können sich in radialer Richtung unterschiedlich
weit erstrecken. Alternativ oder zusätzlich können
zu diesem Zweck auch ein oder mehrere Hohlräume in der
erfindungsgemäße Schwenkwiege 3' ausgebildet
sein. Als weitere Alternative oder zusätzlich dazu kann
zu obengenantem Zweck auf einer der Lagerschale 2 bzw.
dem Gehäuse 1 zugewandten Fläche der
erfindungsgemäßen Schwenkwiege 3' ein
Relief ausgebildet sein. Solche Strukturen erlauben jeweils und
in beliebiger Kombination miteinander eine elastische Verformung
der erfindungsgemäßen Schwenkwiege 3'.
Dadurch ist eine vollflächige bzw. flächenmaximierte
bzw. angepasste Anlage der Schwenkwiege 3 an den Lagerschalen 2 oder,
in Ausführungsbeispielen ohne Lagerelemente bzw. Lagerschalen 2,
an dem Gehäuse 1 ermöglicht. Die Durchbiegung
der Schwenkwiege 3 ist dadurch ausgleichbar.
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Die 2 zeigt
einen vereinfachten Schnitt durch einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels einer
Axialkolbenmaschine. Gleiche Elemente wie in der 1 sind
mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Erklärungen zu
diesen entsprechen denen der 1. Anstatt
in der Schwenkwiege 3, die in diesem Ausführungsbeispiel
einer Axialkolbenmaschine in herkömmlicher Form ausgeführt
ist, ist nun gehäuseseitig ein weiterer Schlitz 11 als
Ausnehmung ausgebildet. Wie auch bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel
erstreckt sich der Schlitz von einer das Gehäuse 1, 1' bzw.
die Schwenkwiege 3, 3' durchdringenden Triebwellenöffnung
in radialer Richtung nach außen. Durch diesen gehäuseseitig
ausgebildeten weiteren Schlitz 11 entstehen in dem erfindungsgemäßen
Gehäuse 1' Lagerschalenaufnahmen 10,
auf denen die Lagerschalen 2 aufliegen. Diese Lagerschalenaufnahmen 10 sind
durch das Schlitzen des erfindungsgemäßen Gehäuses 1' elastisch mit
dem Rest des erfindungsgemäßen Gehäuses 1' verbunden
und können daher die Wiegenbelastungen aufnehmen. Durch
eine elastische Verformung der Lagerschalenaufnahmen 10 wird
wiederum eine Anpassung der Lage der Lagerschalen 2 relativ
zu der Schwenkwiege 3 beziehungsweise den dort ausgebildeten
Lagerflächenbereichen ermöglicht.
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Zur
Anpassung der Lage der Lagerschalen 2 relativ zu der Schwenkwiege 3 können
in dem erfindungsgemäßen Gehäuse 1' anstelle
nur einer Ausnehmung genauso gut auch mehrere Ausnehmungen ausgebildet
sein. Zusätzlich oder alternativ können in dem
erfindungsgemäßen Gehäuse 1' auch
ein oder mehrere Hohlräume ausgebildet sein. Ferner kann
als weitere Alternative oder zusätzlich auf einer einer
Lagerschale 2 bzw. der Schwenkwiege 3 zugewandten
Fläche des erfindungsgemäßen Gehäuses 1' ein
Relief ausgebildet sein. Die vorgeschlagenen Strukturen erlauben
jeweils und in auch in Kombination miteinander eine elastische Verformung
des erfindungsgemäßen Gehäuses 1' zur
Anpassung der Lage der Lagerschalen 2 relativ zu der Schwenkwiege 3.
Die Durchbiegung der Schwenkwiege 3 ist auch dadurch wieder
ausgleichbar. Durch die Anpassung der Lage der lagerschalen wird
eine Parallele Ausrichtung der Lagerflächen zu den korrespondierenden
Anlageflächen der belasteten Schwenkwiege erreicht.
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Die 3 zeigt
einen vereinfachten Schnitt durch einen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels einer
Axialkolbenmaschine. Gleiche Elemente wie in der 1 sind
mit denselben Bezugszeichen versehen und sind bereits zu 1 erläutert.
In diesem Ausführungsbeispiel sind an stelle der herkömmlichen
Lagerschalen 2 erfindungsgemäße Lagerschalen 2' in
einem herkömmlichen Gehäuse 1 angeordnet.
Die erfindungsgemäßen Lagerschalen 2' sind
so ausgebildet, dass sie durch Belastung verformbar sind. Bei einer
Belastung durch die Schwenkwiege 3 neigt sich eine dem
Gehäuse 1 zugewandte Auflagefläche einer
erfindungsgemäßen Lagerschale 2' gegenüber
der der Schwenkwiege 3 zugeordneten Lagerfläche
der erfindungsgemäßen Lagerschale 2'.
Zu diesem Zweck ist auf einer dem Gehäuse 1 zugewandten
Auflagefläche der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' ein
Lagerschalen-Relief 12 eingebracht. Das Lagerschalen-Relief 12 wird
durch nutenförmige Ausnehmungen gebildet. Ein Relief kann
genauso gut alternativ oder zusätzlich auf der gegenüberliegenden
Auflagefläche der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' ausgebildet
sein. Anstelle von Ausnehmungen oder eines Reliefs oder aber zusätzlich
zu diesen können in der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' ein oder mehrere Hohlräume ausgebildet sein,
welche ebenfalls die Verformbarkeit der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' zur Anpassung der Lage der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' relativ zu der Schwenkwiege 3 und/oder
zu dem Gehäuse 1 beziehungsweise den jeweils dort
ausgebildeten Lagerflächenbereichen sicherstellt.
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Das
Material der Bauteile, d. h. des Gehäuses 1, 1' und/oder
der Lagerschalen 2, 2' und/oder der Schwenkwiege 3, 3',
kann gezielt zumindest bereichsweise so ausgewählt sein,
dass eine gezielte Verformung begünstigt ist. Beispielsweise
können die Bauteile dazu zumindest teilweise aus leichter elastisch
verformbarem Material bestehen. Dadurch ist besonders einfach sichergestellt,
dass die Durchbiegung der Schwenkwiege 3 ausgeglichen wird.
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Die 4 zeigt
eine beispielhafte Darstellung der grundsätzlichen Form
einer herkömmlichen Lagerschale 2 in mehreren
Perspektiven. Die herkömmliche Lagerschale 2 kann
durch Ausbildung eines Lagerschalen-Reliefs 12 auf der
dem Gehäuse 1 zugewandten Seite zu einer erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' umgewandelt werden. Die Grundform der Lagerschale 2 hat
die Form eines halbierten Hohlzylinders. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Enden der Lagerschale 2 so umgeformt, dass dadurch
eine Verdrehsicherung gegenüber einem sie aufnehmenden
Gehäuse 1, 1' erreicht ist. Die nach
außen umgeformten Enden 13 stützen sich
dabei so in dem Gehäuse 1, 1' ab, dass
bei einer Schwenkbewegung eine Verschiebung der Lagerschale 2 aus
ihrer vorgesehenen Position verhindert ist.
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In
der 5 ist ein weiterer vereinfachter Schnitt durch
einen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels einer Axialkolbenmaschine
gezeigt. Die Schwenkwiege 3 liegt in einer die Lagerschale 2 ersetzenden
erfindungsgemäßen Lagerschale 2' mit
einem Lagerschalen-Relief 12 und stützt sich über
die erfindungsgemäße Lagerschale 2' am
Gehäuse 1 ab. Um die Drehbarkeit der Schwenkwiege 3 um
die Zylinderachse zu gewährleisten, ist sie gleitend in
der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' gelagert.
Die erfindungsgemäße Lagerschale 2' weist
auf ihrer dem Gehäuse 1 zugewandten Fläche
sich in Umfangsrichtung der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' erstreckende Nuten 12' auf, welche
das Lagerschalen-Relief 12 erzeugen. Die Nuten 12' der
erfindungsgemäßen Lagerschale 2' sind
im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der zur zweiten,
in der 5 nicht dargestellten, erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' orientierten Seite angeordnet.
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Anstelle
der einseitigen Anordnung der Nuten 12' können
die Nuten 12' auch über die gesamte Auflagefläche
der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' verteilt
angeordnet sein. Ausgehend von der Mitte der Axialkolbenmaschine
können sich dabei beispielsweise auch die Abstände
der Nuten 12' voneinander zur Außenseite hin vergrößern.
Dadurch ist es möglich auch die Breite von Auflagestegen 14 (siehe 9)
zwischen den Nuten 12' über die äußere
Fläche der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' zu
variieren. Ferner kann auch die Tiefe der Nuten 12' variiert werden.
Bei Nuten 12' mit kreisbogenförmigem Querschnitt
können auch unterschiedliche Radien eingesetzt werden.
Diese nehmen insbesondere in voneinander abgewandter Richtung der
erfindungsgemäßen Lagerschalen 2' ab.
Der Querschnitt einer jeden Nut 12' entspricht dabei einem
Halbkreis.
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Durch
die Nuten 12' werden zwischen den Nuten 12' einzelne
Auflagestege 14 (siehe 9) ausgebildet,
welche sich an dem Gehäuse 1 abstützen.
Für eine bessere Verformbarkeit, können die Auflagestege 14,
z. B. durch eine Nachbearbeitung, gekrümmt bzw. geneigt
werden bzw. sein. Eine Beaufschlagung der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' in Richtung des Gehäuses 1 mit
axialen Kräften führt zu einer Verformung der
Auflagestege 14 und somit auch der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2'. Diese Verformung bewirkt, dass die zu der
Schwenkwiege 3 hin orientierte Fläche der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' im Bereich der Nuten einen geringeren Abstand
von dem Gehäuse 1 beziehungsweise der dort ausgebildeten
Lagerschalenaufnahme in dem Schwenklagerraum (5) aufweist
als in dem Bereich, welcher nicht durch die Einbringung der Nuten 12' geschwächt
ist. Insgesamt neigt sich damit die zur Schwenkwiege 3 hin
orientierte Fläche der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' gegenüber der Lagerfläche
der Lagerschalenaufnahme, welche in dem Gehäuse 1 ausgebildet
ist. Damit wird die Durchbiegung der Schwenkwiege 3 ausgeglichen.
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Die 6 zeigt
eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' aus der 5. In 7 ist
eine teilgeschnittene Darstellung der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' gezeigt. Im Bereich des Schnitts ist es
zu erkennen, dass in der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' eine
Durchgangsöffnung 15 ausgebildet ist. Mit Hilfe
dieser Durchgangsöffnung 15 ist eine Fixierung
der Lagerschale in dem Gehäuse 1, 1' möglich.
Dazu kann in dem Gehäuse 1, 1' ein Halterungs-Element
ausgebildet sein, welches in die Durchgangsöffnung 15 greift. Ein
Querschnitt durch den Bereich der Durchgangsöffnung 15 ist
in der 8 dargestellt. Hier ist es zu erkennen, dass in
axialer Richtung lediglich in einer Hälfte der Außenfläche
der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' Nuten 12' ausgebildet
sind. Die Nuten 12' erstrecken sich entlang des äußeren
Umfangs der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' parallel
zueinander. Zur Verdeutlichung der Geometrie zeigt die 9 einen
nochmals vergrößerten Ausschnitt der 8.
Hier ist es gut zu erkennen, dass vom Rand der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2' beginnend die Tiefe der eingebrachten Nuten 12' abnimmt.
Der Öffnungswinkel der Nuten 12' ist dabei vorzugsweise etwa
35°. Durch die abnehmende Tiefe der Nuten 12' wird
der Neigung der beiden Auflageflächen der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2', also einerseits auf der Seite des Gehäuses 1, 1' und
andererseits auf der Seite der Schenkwiege 3, 3',
Rechnung getragen. Dort wo die stärkste Abweichung aus
der ursprünglichen Lage mit parallelen Anlageflächen
der Schwenkwiege 3, 3' und des Gehäuses 1, 1' erforderlich
ist, ist die Tiefe der eingebrachten Nut 12' am größten.
Die 10 zeigt noch einmal eine Ansicht der erfindungsgemäßen
Lagerschale 2'. Es ist gut zu erkennen, dass sich die Nuten 12' an
der äußeren Umfangsfläche von einem Ende
der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' bis
zu ihrem anderen Ende erstrecken. Zur Verdeutlichung der Durchgangsöffnung 15,
mittels derer die erfindungsgemäßen Lagerschale 2' in
dem Gehäuse 1, 1' fixiert werden kann,
ist der Ausschnitt 11 der 7 in der 11 noch
einmal vergrößert dargestellt.
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Eine
andere Möglichkeit zur Erzielung der Verformbarkeit der
erfindungsgemäßen Lagerschale 2' ist
es, anstelle der Nuten (wie z. B. in 12 dargestellt
(die Bezugszeichen beziehen sich auf die in den vorhergehenden Figuren
erläuterten Elemente mit gleichen Bezugsugszeichen.)),
welche sich entlang des Außenumfangs erstrecken, ein alternatives Relief,
wie z. B. ein Rändelmuster 16, in die äußere Fläche
der Lagerschale einzubringen. Ein solches Rändelmuster 16 ist
in der 13 dargestellt. Durch das Rändeln
entsteht eine regelmäßige Relief-Struktur. Diese
regelmäßige Struktur kann durch pyramidale Elemente
mit Pyramidenspitze gebildet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Regelmäßige Relief-Struktur durch pyramidenstumpfförmige
Elemente 17 gebildet. Diese pyramidenstumpfförmigen
Elemente 17 weisen jeweils eine obere Fläche 17' auf.
Die oberen Flächen 17' bilden in ihrer Gesamtheit
die Auflagefläche der dargestellten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lagerschale 2' in Bezug
auf das Gehäuse 1, 1'. Durch diese systematische
Reduzierung der Auflagefläche ist eine Verformung der einzelnen
pyramidenstumpfförmigen Elemente 17 möglich.
Die pyramidenstumpfförmigen Elemente 17 sind dabei
elastisch verformbar und können auch aus leicht elastisch
verformbarem Material bestehen. Bei Belastung können die
pyramidalen Elemente ferner in die Gegenfläche des Gehäuses 1, 1' zumindest
teilweise eindringen.
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In
allen drei Ausführungsbeispielen sind Strukturen ausgebildet,
welche die Verformbarkeit spezifischer Bauteile des Schwenkwiegelagers
zugunsten einer Flächenmaximierung von Auflageflächen
zwischen zumindest zweien dieser Bauteile zu einem Ausgleich der
Durchbiegung der Schwenkwiege sicherstellen. Selbstverständlich
können die erläuterten Strukturen in einem Bauteil
kombiniert werden. Ebenso können die erläuterten
Strukturen jeweils in mehreren Bauteilen zugleich ausgebildet sein.
Dann sind die vorteilhaften Ausgleichseffekte verstärkt.
Auch können Strukturen innerhalb eines Bauteils und/oder
Strukturen verschiedener Bauteile aufeinander abgestimmt sein. Beispielsweise
können zueinander komplementäre Reliefs ausgebildet
sein. So kann beispielsweise eine relative Verschiebung von Flächenelementen
verschiedener Bauteile in zueinander orthogonale Richtungen je nach
Bedarf entweder begünstigt oder aber im Gegensatz dazu
unterbunden werden. Z. B. kann eine relative Verschiebung von Flächenbereichen
bzw. -abschnitten einer erfindungsgemäßen Lagerschale
und einer erfindungsgemäßen Schwenkwiege entlang
der gemeinsamen Zylinderachse in einem Ausführungsbeispiel erwünscht
und in einem andern unerwünscht sein. Durch eine Kombination
von gegenüber der gemeinsamen Zylinderachse senkrechten
Nuten auf der der erfindungsgemäßen Schwenkwiege
zugewandten Fläche einer erfindungsgemäßen
Lagerschale und Komplementärstrukturen auf der der erfindungsgemäßen
Lagerschale zugewandten Fläche der erfindungsgemäßen
Schwenkwiege, kann eine relative Verschiebung der erfindungsgemäßen
Schwenkwiege zur erfindungsgemäßen Lagerschale
entlang der gemeinsamen Zylinderachse verhindert werden.
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Durch
die elastische Ausbildung zumindest eines Bauteils bzw. Elements
der Schwenkwiegenlagerung wird insbesondere die hydrostatische Entlastung
der Schwenkwiegenlagerung verbessert. Die gleichmäßigen
Auflagekräfte auf der zur Schwenkwiege hin orientierten
inneren Seite der Lagerschale ermöglichen dort eine verbesserte
hydrostatische Entlastung und insbesondere eine verbesserte Dichtwirkung.
Damit lässt sich auch der Wirkungsgrad der hydrostatischen
Maschine verbessern.
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Neben
der vorstehend beschriebenen elastischen Verformung der Bauteile
des Schwenkwiegenlagers ist es auch möglich, eine teilweise
elastische und teilweise plastische Verformung vorzusehen, wie es
bezüglich des Eindringens der pyramidalen Elemente bereits
beschrieben war. Eine solche teilweise plastische Verformung von
erfindungsgemäßen Lagerschalen z. B. führt
zu einer leichten Anstellung, so dass bei nicht vorhandener Durchbiegung
der Schwenkwiege die Schwenkwiege auf den zueinander orientierten
Seiten der erfindungsgemäßen Lagerschalen leicht
von den dort ausgebildeten Lagerflächen abhebt. Da im unbelasteten
Zustand jedoch lediglich geringe Drücke auftreten, ist
dies weniger kritisch. Mit zunehmendem Druck wird diese leichte Schrägstellung
durch die Durchbiegung der Schwenkwiege ausgeglichen, bevor einer
weiteren Verformung der Schwenkwiege durch elastische Verformung
der erfindungsgemäßen Lagerschalen Rechnung getragen
wird.
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Die 12 und 13 zeigen
perspektivische Darstellungen verschiedener erfindungsgemäßer
Lagerschalen 2', in die jeweils auf der zum Gehäuse 1 gerichteten
Seite ein Relief ausgebildet ist, welches eine Verformung der erfindungsgemäßen Lagerschalen 2' ermöglicht.
Das Relief kann aus elastisch oder leicht elastisch verformbarem
Material bestehen, welches zusätzlich plastisch verformbar ist.
Allgemeiner können alle bisher besprochenen Strukturen
jeweils aus einem elastisch oder leicht elastisch verformbaren Material
bestehen, welches zudem auch plastisch verformbar ist. Durch die
plastische Verformbarkeit von Strukturen der Bauteile passt sich
die Gleichgewichtsform der Strukturen bzw. Bauteile einer belasteten
Form an. Dadurch ist der Ausgleich der Durchbiegung der Schwenkwiege 3 von
vornherein durch die Gleichgewichtsform der Strukturen vereinfacht.
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Die
Strukturen, d. h. die Ausnehmungen, Reliefs bzw. Hohlräume,
können beispielsweise mit einem elastischen Zusatzmaterial
gefüllt werden bzw. sein. Durch Auswahl eines elastischen
Zusatzmaterials mit geeigneter Elastizität kann die Biegesteifigkeit der
strukturierten Bereiche der Bauteile auch nachträglich
verfeinert bzw. den Erfordernissen angepasst werden. Ermüdungserscheinungen
der Bauteile können auf diese Weise kompensiert und/oder
vorgebeugt werden. Dadurch ist die Langlebigkeit der Bauteile sichergestellt.
Ferner kann auch das Zusatzmaterial selbst die bisher genannten
Strukturen aufweisen um ebenfalls die bisher genannten Effekte zu verstärken.
Diese Strukturen können ebenfalls in gleicher Weise mit
einem weiteren elastischen Zusatzmaterial gefüllt werden.
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Die
Ausführungsbeispiele beziehen sich auf als Lagerschalen 2 bzw. 2' ausgeführte
Lagerelemente. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf
solche Lagerelemente. Vielmehr erstreckt sich die Erfindungsidee
auch auf die Ausbildung eines Hohlraums und/oder einer Ausnehmung
und/oder eines Reliefs in ein jedes Lagerelement, welches Zwischen
einer Schwenkwiege und einem Gehäuse einer Axialkolbenmaschine
gelagert ist.
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In
allgemein beschreibenden Teilen der Beschreibung können
die genannten herkömmlichen Bauteile selbstverständlich
auch durch erfindungsgemäße Bauteile ersetzt werden.
Die Beschreibung bezieht sich somit auch auf Kombinationen von erfindungsgemäßen
Bauteilen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr sind auch einzelne Merkmale der Ausführungsbeispiele vorteilhaft
miteinander kombinierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006037690
A1 [0002]