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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Axialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise wird, unter der Randbedingung einer konstanten Drehzahl, eine Änderung des Fördervolumens durch ein Schwenken einer Schrägscheibe erreicht. Für auf der Schrägscheibe abgestützte Kolben ändert sich in Folge der Verstellung deren Hubvolumen, was in der beabsichtigten Änderung des Fördervolumens der Axialkolbenmaschine resultiert.
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Zum Schwenken der Schrägscheibe ist diese an einer Schwenkwiege angeordnet, die wiederum über mehrere Wälzlager im Gehäuse der Axialkolbenmaschine gelagert ist. Wie bei jedem Wälzlager muss sichergestellt sein, dass die Lagerkörper relativ zueinander immer in der gleichen Position bleiben. Das wird durch den Einsatz eines Lagerkäfigs erreicht. Da ein Lagerspalt zwischen der Schwenkwiege und dem Gehäuse in Richtung der Schwenkbewegung offen ist, muss zusätzlich durch eine geeignete Vorrichtung verhindert werden, dass das Schwenklager durch Gleitbewegungen bzw. Schlupf aus dem Lagerbereich herauswandert. Dies wird durch eine Vorrichtung zur Zwangsführung des Lagerkäfigs sichergestellt.
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In der
DE 10 2007 062 008 A1 ist eine Axialkolbenmaschine mit verstellbarer Schrägscheibe gezeigt, die mittels einer Schwenkwiege und zweier Schwenklager, die je einen Lagerkäfig mit Lagerkörpern aufweisen, in einem Gehäuse gelagert ist. Als Vorrichtung für eine Zwangsführung des Lagerkäfigs wird ein schwenkbares Führungselement aus Drahtvorgeschlagen, durch das die Schwenkwiege, der Lagerkäfig und das Gehäuse in Wirkverbindung gebracht werden. Die Lagerkörper rollen auf der Seite des Gehäuses in einer Lagerschale und auf der Seite der Schwenkwiege direkt auf einer Lagerfläche der Schwenkwiege ab.
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Das Führungselement hält den Lagerkäfig in jedem Betriebszustand der Axialkolbenmaschine in einer definierten Position. Es bildet zu diesem Zweck rechtwinklig zu seinem linearen Hauptschenkel bzw. parallel zur Schwenkachse der Schwenkwiege einen linearen Lagerschenkel aus, der in der Schwenkwiege drehbar gelagert ist. Der Hauptschenkel des Führungselementes ist in seiner axialen Richtung gleitend in einem im Lagerkäfig aufgenommenen Steuerelement gelagert. Dieses Steuerelement ist in einer Ausnehmung des Lagerkäfigs, achsparallel zur Drehachse der Schwenkwiege drehbar, gelagert. Auf der Seite des Gehäuses bildet das Führungselement eine in einer Schwenkebene der Schwenkwiege liegende Drahtschleife als Gelenkkopf aus. Dieser Gelenkkopf wird in einer kulissenartigen Ausnehmung des Gehäuses mit Spiel geführt.
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Nachteilig an dieser Lösung ist, dass sowohl in der Schwenkwiege als auch im Gehäuse Bohrungen zur Lagerung und Führung des Führungselementes angebracht sein müssen und dass das Führungselement ein zusätzliches zu fertigendes und zu montierendes Bauteil ist. Zudem muss das Steuerelement des Lagerkäfigs gefertigt und am Lagerkäfig montiert werden.
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In der
DE 10 2005 023 275 A1 ist ein Schwenklager zur Lagerung einer Schwenkwiege einer Schrägscheibe gezeigt. Das Schwenklager weist einen Lagerkäfig mit Lagerkörpern auf. Die Lagerkörper rollen im Unterschied zur
DE 10 2007 062 008 A1 nicht nur auf der Seite des Gehäuses, sondern auch auf der Seite der Schwenkwiege in einer Lagerschale ab.
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Die Zwangsführung des Lagerkäfigs erfolgt hier nicht wie in der
DE 10 2007 062 008 A1 durch ein Führungselement aus Draht, sondern mittels an Lagerkörpern angeordneter Zahnräder, die mit Verzahnungen einer äußeren und einer inneren Lagerschale des Schwenklagers kämmen.
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Zumindest einer der Lagerkörper und die an der Schwenkwiege befestigte Lagerschale weisen jeweils eine Verzahnung auf. Die gehäuseseitig befestigte Lagerschale weist eine Innenverzahnung auf. Zur Zwangsführung des Lagerkäfigs in Richtung der Schwenkbewegung steht die Verzahnung des zumindest einen Lagerkörpers mit den Verzahnungen der Lagerschalen im Eingriff. Dadurch bewirkt eine Schwenkbewegung der Schwenkwiege eine kontrollierte Abrollbewegung des zumindest einen Lagerkörpers in den beiden Lagerschalen. Über den Lagerkäfig wird die translatorische Bewegung des zumindest einen Lagerkörpers auf die restlichen im Lagerkäfig befindlichen Lagerkörper übertragen. Ein Ausführungsbeispiel der
DE 10 2005 023 275 A1 zeigt alle Lagerkörper mit einer entsprechenden Verzahnung, die mit den Verzahnungen der Lagerschalen in Eingriff steht, sodass jeder einzelne Lagerkörper direkt zwangsgeführt ist.
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Nachteilig an dieser Lösung ist zum Einen, dass anstatt einer Lagerschale zwei Lagerschalen verwendet werden, was einen erhöhten Montageaufwand mit sich bringt. Im Falle einer Verzahnung jedes Lagerkörpers besteht zudem ein erheblicher Aufwand, jeden der Lagerkörper mit einer integrierten Verzahnung zu fertigen.
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Die
DE 3737389 A1 zeigt zur Zwangsführung des Lagerkäfigs ebenfalls ein Konzept, dass auf kämmenden Verzahnungen basiert. Auch hier ist ein Schwenklager zur Lagerung einer Schwenkwiege einer Schrägscheibe, das einen Lagerkäfig mit Lagerkörpern aufweist, beschrieben. Die Lagerkörper rollen auf der Seite des Gehäuses in einer Lagerschale und auf der Seite der Schwenkwiege, im Vergleich zur
DE 10 2005 023 275 A1 unter Einsparung einer Lagerschale, direkt auf einer Lagerfläche der Schwenkwiege ab. Die Verzahnung von genau einem Zahnrad, das am Lagerkäfig drehbar angeordnet ist, steht mit einer Innenverzahnung einer am Gehäuse befestigten Lagerschale und mit einer Verzahnung eines an der Schwenkwiege befestigten Zahnsegmentes in Eingriff. Eine Schwenkbewegung der Schwenkwiege bewirkt eine kontrollierte Abrollbewegung des Zahnrades in der Lagerschale und am Zahnsegment und in Folge eine Bewegung des Lagerkäfigs.
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Diese Lösung, die auf eine Lagerschale auf der Seite der Schwenkwiege verzichtet und lediglich ein Zahnrad aufweist hat jedoch den Nachteil, dass das Zahnsegment auf der Seite der Schwenkwiege ein Bauteil darstellt, für das Montagebohrungen und Montageelemente in bzw. an der Schwenkwiege vorzusehen sind. Dies bedeutet einen immer noch relativ hohen Fertigungs- und Montageaufwand.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Zwangsführung des Lagerkäfigs bei geringem vorrichtungstechnischem Aufwand zu verbessern und den Montageaufwand zu verringern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß hat eine hydraulische Axialkolbenmaschine eine Schrägscheibe, die mit einer Schwenkwiege schwenkbar an einem Schwenklager eines Gehäuses gelagert ist. Eine Verzahnung, die an der Schwenkwiege angeordnet ist, kämmt mit einem drehbaren Zahnrad, das mit zumindest einem Lagerkörper des Schwenklagers in Wirkverbindung steht. Die Verzahnung ist einstückig in die Schwenkwiege integriert.
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Sind die Schwenkwiege und die vorzugsweise als Außenverzahnung ausgebildete Verzahnung einstückig ausgeführt, hat dies zum Vorteil, dass der Aufwand für Montagebohrungen in der Schwenkwiege und der Montageaufwand für die an der Schwenkwiege zu befestigende Verzahnung entfallen. Dadurch wird eine kostengünstige Zwangsführung des Lagerkäfigs erreicht. Die einstückige Ausführung der Schwenkwiege mit der Verzahnung weist weiterhin vorteilhafter Weise eine höhere Steifigkeit gegenüber Ausführungen auf, bei denen die Schwenkwiege und die Verzahnung aus mehreren Stücken besteht.
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Bei vorteilhaften Ausführungsvarianten ist das Zahnrad entweder an einem Lagerkäfig, der den zumindest einen Lagerkörper hält, oder an dem zumindest einen Lagerkörper angeordnet.
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Die erstgenannte Variante wird bevorzugt, wenn der Lagerkäfig unmittelbar zwangsgeführt sein soll.
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Bevorzugt man andererseits eine räumlich besonders kompakte Zwangsführung des Lagerkäfigs, ist es von Vorteil, das Zahnrad direkt an einem im Lagerkäfig gehaltenen Lagerkörper anzuordnen. Bedingt durch seinen Halt im Lagerkäfig wird die translatorische Bewegung des Lagerkörpers auf den Lagerkäfig und an die darin gehaltenen weiteren Lagerkörper weitergegeben. Der Lagerkäfig erfährt so eine mittelbare Zwangsführung in einer räumlich kompakten Bauform.
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Um die Zwangsführung des Lagerkäfigs auch auf der zum Gehäuse hin gewandten Seite des Schwenklagers sicherzustellen und den gehäuseseitigen Schlupf der Lagerkörper zu minimieren, kämmt das Zahnrad mit einer gehäuseseitigen Innenverzahnung.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung ist, die gehäuseseitige Innenverzahnung an einer am Gehäuse befestigten Lagerschale des Schwenklagers, in der die Lagerkörper abrollen, auszubilden.
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Bevorzugter Weise rollen die Lagerkörper des Schwenklagers direkt auf einer teilkreiszylindrischen Lagerfläche der Schwenkwiege ab.
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Dabei ist von Vorteil, dass eine Montage einer Lagerschale auf der Seite der Schwenkwiege entfällt und somit der Montageprozess um diesen Montageschritt reduziert ist.
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Da das Schwenklager vergleichsweise große Kräfte der Kolben der hydraulischen Axialkolbenmaschine aufnehmen muss, sind die Lagerkörper des Schwenklagers bevorzugter Weise kreiszylindrisch ausgebildet und weisen jeweils eine erste und eine zweite Stirnseite auf.
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Kreiszylindrische Lagerkörper nehmen radial auf sie wirkende Kräfte als eine auf ihre Mantelfläche wirkende Linienlast auf und weisen dadurch im Vergleich zu beispielsweise kugelförmigen Lagerkörpern, die die Kraft punktförmig aufnehmen, eine höhere radiale Tragfähigkeit auf.
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Vorteilhafter Weise befindet sich benachbart zu beiden Stirnseiten der Lagerkörper je ein Bord der Lagerschale, um die Lagerkörper in axialer Richtung zu führen.
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Um die Lagerkörper auch auf der Seite der Schwenkwiege zumindest in einer axialen Richtung zu führen, weist die Schwenkwiege benachbart zur ersten Stirnseite des Lagerkörpers ein Bord auf.
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Vorteilhafter Weise ist die Innenverzahnung benachbart zur ersten Stirnseite der Lagerkörper an einem Bord der Lagerschale oder zwischen einem Bord der Lagerschale und der Lagerfläche der Lagerschale ausgebildet.
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In einer ersten Ausführungsvariante ist das Zahnrad am Lagerkörper an dessen erster Stirnseite konzentrisch angeordnet und einstückig in den Lagerkörper integriert.
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Das Zahnrad ist dadurch vorteilhafter Weise platzsparend angeordnet sowie sicher und wartungsfrei mit dem Lagerkörper verbunden.
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Um einen Schlupf zwischen dem Lagerkörper und den Lagerflächen der Lagerschale bzw. der Schwenkwiege minimal zu halten, ist in einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieser ersten Ausführungsvariante ein Teilkreisdurchmesser des Zahnrades etwa gleich einem Manteldurchmesser des kreiszylindrisch ausgebildeten Lagerkörpers.
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In einer zweiten Ausführungsvariante ist das Zahnrad an der ersten Stirnseite des Lagerkörpers ebenfalls konzentrisch angeordnet, jedoch am Lagerkörper drehbar gelagert.
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Das Zahnrad kann sich durch eine solche Lagerung unabhängig von einer Drehbewegung des Lagerkörpers drehen. Das hat zum Vorteil, dass unter Einhaltung der Vorgabe, den Schlupf zwischen dem Lagerkörper und den Lagerflächen der Lagerschale bzw. der Schwenkwiege minimal zu halten, der Teilkreisdurchmesser des Zahnrades beliebig dimensioniert werden kann. Dadurch können Teilkreisdurchmesser realisiert werden, die vom Kreisdurchmesser des kreiszylindrischen Lagerkörpers abweichen. Dabei tragen insbesondere kleinere Teilkreisdurchmesser zu einer weiteren Einsparung von Platz bei.
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In einer dritten Ausführungsvariante ist das Zahnrad am Lagerkäfig angeordnet. Der Lagerkäfig weist an einer, der benachbarten Verzahnung der Schwenkwiege zugewandten, Stirnseite des Lagerkäfigs einen Rahmen auf, der zumindest einen etwa achsparallel zu einer Schwenkachse der Schwenkwiege ausgerichteten Abschnitt hat. An einem von der Stirnseite des Lagerkäfigs abgewandten Ende des zumindest einen Abschnitts ist ein Lagerabschnitt befestigt. Das Zahnrad ist mit einem ersten Achsabschnitt im Lagerkäfig und mit einem zweiten Achsabschnitt im Lagerabschnitt drehbar gelagert.
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Diese Ausführungsvariante hat gegenüber den beiden vorgenannten Ausführungsvarianten den Vorteil, dass bei einer Schwenkbewegung der Schwenkwiege der Lagerkäfig unmittelbar durch das Zahnrad zwangsgeführt wird.
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Der Abschnitt und der Lagerabschnitt sind vorzugsweise durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden.
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Da bei der Schwenklagerung der Schwenkwiege der Axialkolbenmaschine keine großen Schwenkgeschwindigkeiten auftreten, besteht der Lagerkäfig in einer besonders bevorzugten Werkstoffvariante überwiegend aus Kunststoff.
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Dieser zeichnet sich vorteilhafter Weise durch ein geringes Gewicht und geringe Kosten aus.
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Zwei bevorzugte Fertigungsverfahren für die Herstellung der Verzahnung sind Kaltwalzen oder Fräsen.
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Im Folgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Teildarstellung einer Axialkolbenmaschine;
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2 einen Teilschnitt eines Schwenklagers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, mit einem in einen Lagerkörper integrierten Zahnrad;
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3 eine weitere Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Schwenklagers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus 2, wobei die Schnittfläche durch die Rotationsachse des Zahnrades gelegt ist;
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4 einen Teilschnitt eines Schwenklagers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, mit einem am Lagerkörper drehbar gelagerten Zahnrad;
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5 einen Teilschnitt eines Schwenklagers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, mit einem an einem Lagerkäfig angeordneten Zahnrad;
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6 eine weitere Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Schwenklagers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel aus 5, wobei die Schnittfläche durch die Rotationsachse des Zahnrades gelegt ist;
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1 zeigt einen Axialschnitt durch eine Axialkolbenmaschine 1. Der schematische Schnitt ist auf den zur Darstellung der Erfindung relevanten Bereich der Axialkolbenmaschine 1 beschränkt. Die Axialkolbenmaschine 1 hat eine Triebwelle 2, die über Wälzlager 4a und 4b in einem Teil eines Gehäuses 6 und in einer gehäusefesten Steuerplatte 8 gelagert ist. Mit der Triebwelle 2 ist eine Zylindertrommel 10, in der eine Vielzahl von Kolben 12 axial verschiebbar geführt sind, drehfest verbunden. Diese Kolben 12 begrenzen jeweils mit einer Zylinderbohrung 14 der Zylindertrommel 10 einen Verdrängerraum 16. Die Zufuhr des Druckmittels zum und die Abfuhr des Druckmittels vom Verdrängerraum 16 wird während der Rotation der Triebwelle 2 von der gehäusefesten Steuerplatte 8 gesteuert.
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Die aus der Zylindertrommel 2 hervorstehenden Kolbenfüße 18 der Kolben 12 sind über Gleitschuhe 20 an einer Gleitfläche 22 einer Schrägscheibe abgestützt. Die Schrägscheibe ist über eine Schwenkwiege 24 an einem Schwenklager 26 in einem Teil des Gehäuses 6 gelagert, so dass sie um eine Schwenkachse 28 herum schwenkbar ist. Die Darstellung des Schwenklagers 26 ist schematisch und wird in den 2 bis 6 anhand dreier Ausführungsbeispiele genauer dargestellt.
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Wird die Axialkolbenmaschine als Axialkolbenpumpe betrieben, so kann beispielsweise bei einer gegebenen Drehzahl der Triebwelle 2 über die Einstellung eines Schwenkwinkels 30 der Schwenkwiege 24 das Fördervolumen der Axialkolbenpumpe eingestellt werden. Je größer der Schwenkwinkel 30 ist, desto größer ist das Fördervolumen.
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Das Schwenklager 26 weist einen Lagerkäfig 32 mit mehreren darin gehaltenen Lagerkörpern 34 und eine Lagerschale 36 auf. Die Lagerkörper rollen auf der Seite der Schwenkwiege 24 direkt auf einer Lagerfläche 38 ab. Auf der Seite des Gehäuses rollen sie in der Lagerschale 36 ab.
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2 zeigt in einem Teilschnitt durch die Schwenkwiege 24 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwenklagers 26. Es ist ein in 1 vom Betrachter abgewandter Teil der Schwenkwiege 24 zusammen mit dem Schwenklager 26 gezeigt. Links der Mittel- oder Symmetrielinie A in 2 wird auf die Darstellung der etwa symmetrischen Schwenkwiege 24 und eines weiteren Schwenklagers, verzichtet.
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Einer von mehreren kreiszylindrisch ausgebildeten Lagerkörpern 34 des Schwenklagers 26 rollt mit einer Mantelfläche 42 direkt auf einer Lagerfläche 38 der Schwenkwiege 24 ab. Gehäuseseitig rollt er auf einer Lagerfläche 44 der Lagerschale 36 ab, die am in 2 nicht dargestellten Gehäuse 6 angeordnet ist. Der Lagerkäfig 32 hält den dargestellten Lagerkörper 34 relativ zu den anderen nicht dargestellten Lagerkörpern in Position.
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An einer ersten Stirnseite 46 des Lagerkörpers 34 ist ein geradverzahntes Zahnrad 48 angeordnet. Diese Zahnrad 48 ist drehfest mit dem Lagerkörper 34 verbunden. Es ist möglich, dass mehrere der Lagerkörper 34 des Schwenklagers 26 ein solches Zahnrad 48 aufweisen. Das Zahnrad steht auf der Seite der Schwenkwiege 24 mit einer erfindungsgemäß einstückig in die Schwenkwiege 24 integrierten Verzahnung 50 in Eingriff. Die Verzahnung 50 kann beispielsweise durch Kaltwalzen oder durch Fräsen gefertigt sein. Sie überragt die Lagerfläche 38 der Schwenkwiege 24 in radialer Richtung.
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Gegenüber der Verzahnung 50, an einer konkaven Seite der Lagerschale 36, ist eine Innenverzahnung 52 angeordnet, mit der das Zahnrad 48 ebenfalls in Eingriff steht. Die Innenverzahnung 52 überragt die Lagerfläche 44 der Lagerschale 36 in radialer Richtung und ist zwischen einem ersten Bord 54 und der Lagerfläche 44 der Lagerschale 36 angeordnet. Benachbart zu einer zweiten Stirnseite 58 des Lagerkörpers 34 ist ein zweites Bord 60 der Lagerschale 36 angeordnet.
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Eine Winkelgeschwindigkeit des Zahnrades 48 und des Lagerkörpers 34 ist identisch, da beide in diesem Ausführungsbeispiel einstückig sind. Um einen Schlupf zwischen dem Lagerkörper 34 und den Lagerflächen 38 und 44 zu minimieren, muss ein Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 52 etwa gleich einem Manteldurchmesser des zylindrischen Lagerkörpers 34 sein.
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3 zeigt als Ausbruch eine andere Ansicht des in 2 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels des Schwenklagers 26. Zu sehen sind ausschließlich Teile des Schwenklagers 26. Der Blick ist radial von außen nach innen auf die konvexe Seite des Schwenklagers 26 gerichtet. Die Schwenkwiege 24 und deren Verzahnung 50 befinden sich in Betrachtungsrichtung hinter dem dargestellten Lagerkäfig 32 und sind nicht dargestellt. Links der Mittel- oder Symmetrielinie B wird auf die Darstellung eines etwa symmetrisch angeordneten Schwenklagers 26 der Schwenkwiege 24 verzichtet.
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Im Lagerkäfig 32 sind Lagerkörper 34 gehalten. Ein mittig angeordneter Lagerkörper 34 weist an seiner ersten Stirnseite 46 das einstückig integrierte Zahnrad 48 auf, dass von einer Erweiterung 61 des Lagerkäfigs 32 umfasst ist. Ein Kopfkreisdurchmesser 62 des Zahnrades ist dabei größer als der Manteldurchmesser 64 des zylindrischen Lagerkörpers 34. Ein Teilkreisdurchmesser 66 des Zahnrades 48 ist zur Minimierung des Schlupfes genauso groß wie der Manteldurchmesser 64 des zylindrischen Lagerkörpers 34.
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4 zeigt in einem Teilschnitt durch die Schwenkwiege 24 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwenklagers 26. Es ist ein in 1 vom Betrachter abgewandter Teil der Schwenkwiege 24 zusammen mit dem Schwenklager 26 gezeigt. Links der Mittel- oder Symmetrielinie A in 4 wird auf die Darstellung der etwa symmetrischen Schwenkwiege 24 und eines weiteren Schwenklagers, verzichtet.
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Einer von mehreren kreiszylindrisch ausgebildeten Lagerkörpern 34 des Schwenklagers 26 rollt mit seiner Mantelfläche 42 direkt auf der Lagerfläche 38 der Schwenkwiege 24 ab. Gehäuseseitig rollt er auf der Lagerfläche 44 der Lagerschale 36 ab, die am nicht dargestellten Gehäuse 6 angeordnet ist. Der Lagerkäfig 32 hält den Lagerkörper 34 relativ zu den anderen nicht dargestellten Lagerkörpern 34 in Position.
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An seiner ersten Stirnseite 46 ist ein geradverzahntes Zahnrad 48 angeordnet. Das Zahnrad 48 ist im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel der 2 und 3 nicht einstückig mit dem Lagerkörper 34 ausgebildet, sondern als eigenständiges Bauteil auf einem am Lagerkörper 34 koaxial befestigten Stift 68 gelagert. Das Zahnrad 48 kann relativ zum Lagerkörper 34 unabhängig rotieren. Dadurch ist es möglich, das Zahnrad 48 wie dargestellt mit einem Teilkreisdurchmesser 66 auszulegen, der kleiner oder größer als der Manteldurchmesser 64 des zylindrischen Lagerkörpers 34 ist, ohne zusätzlichen Schlupf zu erzeugen. Es ist möglich, dass mehrere der Lagerkörper 34 des Schwenklagers 26 ein solches Zahnrad 48 aufweisen. Das Zahnrad steht auf der Seite der Schwenkwiege 24 mit einer erfindungsgemäß einstückig in die Schwenkwiege 24 integrierten Verzahnung 50 in Eingriff. Die Verzahnung 50 kann beispielsweise durch Kaltwalzen oder durch Fräsen gefertigt sein. Benachbart zu einem Bord 70 der Schwenkwiege 24 ist die erste Stirnseite 46 des Lagerkörpers 34 angeordnet.
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Gegenüber der Verzahnung 50, an einer konkaven Seite der Lagerschale 36 ist eine Innenverzahnung 52 angeordnet, mit der das Zahnrad 48 ebenfalls in Eingriff steht. Die Innenverzahnung 52 überragt die Lagerfläche 44 der Lagerschale 36 in radialer Richtung und bildet so ein erstes Bord 54 an der Lagerschale 36 aus. Benachbart zum ersten Bord 54 der Lagerschale 36 ist die erste Stirnseite 46 des Lagerkörpers 34 angeordnet. Benachbart zu einer zweiten Stirnseite 58 des Lagerkörpers 34 befindet sich ein zweites Bord 60 der Lagerschale 36.
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5 zeigt in einem in radialer Richtung durch die Schwenkwiege 24 geführten Teilschnitt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwenklagers 26. Es ist ein, in 1 vom Betrachter abgewandter, Teil der Schwenkwiege 24 zusammen mit dem Schwenklager 26 gezeigt. Links der Mittel- oder Symmetrielinie A in 5 wird auf die Darstellung der etwa symmetrischen Schwenkwiege 24 und eines weiteren Schwenklagers 26, verzichtet.
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Einer von mehreren kreiszylindrisch ausgebildeten Lagerkörpern 34 des Schwenklagers 26 rollt mit einer Mantelfläche 42 direkt auf einer Lagerfläche 38 der Schwenkwiege 24 ab, wobei er mit seiner ersten Stirnseite 46 an einem Bord 70 der Schwenkwiege 24 gelagert ist. Gehäuseseitig rollt der Lagerkörper 34 mit seiner Mantelfläche 42 in der Lagerfläche 44 der Lagerschale 36 ab, in der er mit seiner ersten Stirnseite 46 am ersten Bord 54 und mit seiner zweiten Stirnseite 58 am zweiten Bord 60 der Lagerschale 36 axial gelagert ist. An einem konvexen Außenbereich 72 der Schwenkwiege 24 weist diese eine als Geradverzahnung ausgebildete und einstückig in die Schwenkwiege 24 integrierte Verzahnung 50 auf. Sie kann beispielsweise durch Kaltwalzen oder durch Fräsen gefertigt sein. Gegenüber der Verzahnung 50 ist an der konkaven Seite der Lagerschale 36 eine entsprechende Innenverzahnung 52 ausgebildet. Zur Zwangsführung des Lagerkäfigs 32 bei Schwenkbewegungen des Schwenklagers 26 bzw. der Schwenkwiege 24, steht das Zahnrad 48 mit der Verzahnung 50 und der Innenverzahnung 52 in Eingriff. Das Zahnrad 48 ist dabei mit einem ersten Achsabschnitt 74 im Lagerkäfig 32 und mit einem gegenüberliegenden zweiten Achsabschnitt 76 in einem Lagerabschnitt 78 drehbar gelagert. Die durch beide Achsabschnitte 76, 78 laufende Rotationsachse 80 des Zahnrades 48 liegt dabei etwa in einer (gedachten) Zylindermantelfläche, die die Rotationsachsen der Lagerkörper 34 aufspannen. Wie beim zweiten Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad 48 in diesem dritten Ausführungsbeispiel unabhängig von Lagerkörpern 34 gelagert, und kann sich daher mit einer unabhängigen Winkelgeschwindigkeit um seine Rotationsachse 80 drehen. Je kleiner der Teilkreisdurchmesser 66 des Zahnrades 48 im Vergleich zum Manteldurchmesser 64 der Lagerkörper 34, umso höher ist die Winkelgeschwindigkeit des Zahnrades 48 im Vergleich zur Winkelgeschwindigkeit der Lagerkörper 34.
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6 zeigt als Ausbruch eine andere Ansicht des in 5 beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels des Schwenklagers 26. Zu sehen sind ausschließlich Teile des Schwenklagers 26. Der Blick ist radial von außen nach innen auf die konvexe Seite des Schwenklagers 26 gerichtet. Die Schwenkwiege 24 und deren Verzahnung 50 befinden sich in Betrachtungsrichtung hinter dem dargestellten Lagerkäfig 32 und sind nicht dargestellt. Links der Mittel- oder Symmetrielinie B wird auf die Darstellung eines etwa symmetrisch angeordneten Schwenklagers 26 der Schwenkwiege 24 verzichtet.
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Die Lagerkörper 34 sind im Lagerkäfig 32 in ihren jeweiligen Käfiglücken angeordnet. Der Lagerkäfig 32 weist eine Stirnseite 82 auf, zu der zwei Abschnitte 84a, 84b, etwa orthogonal angeordnet sind. An zwei Enden 86a, 86b der Abschnitte 84a, 84b ist der Lagerabschnitt 78 durch eine Schweißverbindung 88 befestigt, sodass die Abschnitte 84a, 84b zusammen mit dem Lagerabschnitt 78 und einem Teilabschnitt des Lagerkäfigs einen Rahmen 90 bilden, in dem die beiden Achsabschnitte 74, 76 des Zahnrades 48 gelagert sind.
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Offenbart ist eine Hydraulische Axialkolbenmaschine mit einer Schrägscheibe, die mit einer Schwenkwiege 24 schwenkbar an einem Schwenklager 26 eines Gehäuses 6 gelagert ist. Eine Verzahnung 50 der Schwenkwiege 24 kämmt dabei mit einem Zahnrad 48, das mit zumindest einem Lagerkörper 34 des Schwenklagers 26 in Wirkverbindung steht. Die Verzahnung 50 ist einstückig in die Schwenkwiege 24 integriert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Axialkolbenmaschine
- 2
- Triebwelle
- 4a, 4b
- Wälzlager
- 6
- Gehäuse
- 8
- Steuerplatte
- 10
- Zylindertrommel
- 12
- Kolben
- 14
- Zylinderbohrung
- 16
- Verdrängerraum
- 18
- Kolbenfuß
- 20
- Gleitschuh
- 22
- Gleitfläche
- 24
- Schwenkwiege
- 26
- Schwenklager
- 28
- Schwenkachse
- 30
- Schwenkwinkel
- 32
- Lagerkäfig
- 34
- Lagerkörper
- 36
- Lagerschale
- 38
- Lagerfläche
- 42
- Mantelfäche
- 44
- Lagerfläche
- 46
- Stirnseite
- 48
- Zahnrad
- 50
- Verzahnung
- 52
- Innenverzahnung
- 54
- Bord
- 58
- Stirnseite
- 60
- Bord
- 61
- Erweiterung
- 62
- Kopfkreisdurchmesser
- 64
- Manteldurchmesser
- 66
- Teilkreisdurchmesser
- 68
- Stift
- 70
- Bord
- 72
- Außenbereich
- 74
- Achsabschnitt
- 76
- Achsabschnitt
- 78
- Lagerabschnitt
- 80
- Rotationsachse
- 82
- Stirnseite
- 84a, 84b
- Abschnitt
- 86a, 86b
- Ende
- 88
- Schweißverbindung
- 90
- Rahmen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007062008 A1 [0004, 0007, 0008]
- DE 102005023275 A1 [0007, 0009, 0011]
- DE 3737389 A1 [0011]
