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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Schrägscheibenmaschinen dienen als Axialkolbenpumpen zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und als Axialkolbenmotor zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie. Eine Zylindertrommel mit Kolbenbohrungen ist drehbar bzw. rotierend gelagert und in den Kolbenbohrungen sind Kolben angeordnet. Die Zylindertrommel ist fest mit einer Antriebswelle verbunden und auf einen ersten Teil der rotierenden Kolbenbohrungen wirkt temporär eine Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck und auf einen zweiten Teil der rotierenden Kolbenbohrungen wirkt temporär eine Hydraulikflüssigkeit unter Niederdruck. Eine Schwenkwiege ist um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagert und auf der Schwenkwiege liegen Gleitschuhe auf, welche an einer Rückhaltescheibe befestigt sind. An den Gleitschuhen sind die Kolben befestigt. Die Rückhaltescheibe mit den Gleitschuhen führt zusammen mit der Zylindertrommel eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse aus und eine ebene Auflagefläche der Schwenkwiege ist dabei in einem spitzen Winkel, zum Beispiel zwischen 0° und +20° und zwischen 0° und –20° als Schwenkwinkel, zu der Rotationsachse der Zylindertrommel ausgerichtet.
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Die Schwenkwiege wird von zwei hydraulischen Schwenkeinrichtungen, die je von einem Verstellkolben und einem Verstellzylinder gebildet sind, um eine Schwenkachse verschwenkt. Dabei ist an dem Verstellkolben eine Lagerkugel befestigt und die Lagerkugel ist an einer teilkugelförmigen Lagerkalotte an der Schwenkwiege gelagert. Zwischen der Lagerkugel und der Lagerkalotte ist eine hydrostatisch entlastete Gleitlagerung ausgebildet. Die Lagerkalotte ist einteilig an der Schwenkwiege ausgebildet. Aufgrund der Notwendigkeit einer Ausbildung der Lagerkalotte aus gehärteten Stahl ist eine fertigungstechnisch aufwendige und teure Ausbildung der Schwenkwiege aus gehärteten Stahl notwendig. An der Lagerkugel ist vorderseitig eine fertigungsbedingte Zentrierbohrung vorhanden, so dass an der Lagerkugel hohe Flächenpressungen am vorderen Endabschnitt im Bereich der Zentrierbohrung auftreten. Aufgrund von unvermeidbaren Fertigungsungenauigkeiten werden die von dem Verstellkolben auf die Schwenkwiege aufgebrachten Druckkräfte im Wesentlichen an dem vorderen Endabschnitt von der Lagerkugel auf die Lagerkalotte übertragen. Dies führt zu einem großen mechanischen Verschleiß. Aufgrund der hohen Flächenpressungen ist die hydrostatische Entlastung erforderlich, welche einen Verlust an hydraulischer Energie bedingt, so dass damit der Wirkungsgrad der Schrägscheibenmaschine reduziert wird.
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Die 10 2013 210 440 A1 zeigt eine Schrägscheibenmaschine mit einer einteiligen Ausbildung der Lagerkalotten an der Schwenkwiege. Damit ist ein aufwendiger Härteprozess an der Schwenkwiege notwendig für die Ausbildung der Lagerkalotten aus gehärteten Stahl. Nachteilig dabei ist, dass ein Austausch einer defekten Lagerkalotte nicht möglich ist. Dies kann lediglich mittels eines sehr kostspieligen Austausches der gesamten Schwenkwiege ausgeführt werden. Ferner stützt sich bei Erreichen eines maximalen Schwenkwinkels die Schwenkwiege direkt am Gehäuse der Schrägscheibenmaschine ab, wodurch sich der maximale Schwenkwinkel aus der Geometrie der Schwenkwiege und der Geometrie des Gehäuses ergibt. Nachteilig dabei ist, dass eine Verstellung des maximalen Schwenkwinkels nur über einen Austausch der Schwenkwiege, bzw. einer Anpassung der Gehäusegeometrie erfolgen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schrägscheibenmaschine bereitzustellen, die wartungsfreundlich und kostengünstig flexibel einstellbar ist.
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Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Schrägscheibenmaschine, umfassend ein Gehäuse, eine um eine Rotationsachse drehbar bzw. rotierend gelagerte Zylindertrommel, eine um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerte Schwenkwiege, wenigstens eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Schwenkwiege, wenigstens eine Verbindungsstelle zur Verbindung der wenigstens einen Schwenkeinrichtung mit der Schwenkwiege mit je einer Lagerkalotte und je einem Lagerkopf, wobei der je eine Lagerkopf in der je einen Lagerkalotte gelagert ist dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Lagerkalotte an je einem Kalottenbauteil ausgebildet ist und das wenigstens eine Kalottenbauteil ein zusätzliches Bauteil in Ergänzung zu der Schwenkwiege und Schwenkeinrichtung ist und das wenigstens eine Kalottenbauteil an der Schwenkwiege befestigt ist und durch diese mit dem der Schwenkeinrichtung abgewandten Ende derart hindurch ragt, dass sich die Schwenkwiege bei Erreichen eines maximalen Schwenkwinkels mittelbar über das als Anschlag ausgebildet Ende des Kalottenbauteils am Gehäuse abstützt.
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Die erfindungsgemäße Schrägscheibenmaschine ermöglicht so in vorteilhafter Weise, dass das Kalottenbauteil als Einstellelement für den Schwenkwinkel, insbesondere den maximalen Schwenkwinkel, der Schrägscheibenmaschine verwendet werden kann. Die das Kalottenbauteil aufnehmende Bohrung in der Schwenkwiege wird in vorteilhafter Weise als Durchgangsbohrung ausgeführt, so dass das der Schwenkeinrichtung abgewandte Ende des Kalottenbauteils durch die Schwenkwiege hindurch ragt. Dadurch kann in einfacher Weise durch den Austausch, bzw. einer Längenänderung des Kalottenbauteils der Schwenkwinkel der Schrägscheibenmaschine verändert werden, ohne aufwendig herzustellende Bauteile wie die Schwenkwiege oder das Gehäuse kostenintensiv zu verändern. Zudem kann durch den Verzicht auf eine Anschlagfläche an der Schwenkwiege in vorteilhafter Weise auf eine aufwendige Bearbeitung der Schwenkwiege verzichtet werden. Ferner ist ein symmetrischer oder asymmetrischer maximaler Schwenkwinkel für den Pumpen- und Motorbetrieb der Schrägscheibenmaschine möglich.
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In einer Ausführung der Erfindung ist die Schrägscheibenmaschine dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kalottenbauteil mit je einer Verbindungsvorrichtung an der Schwenkwiege oder der wenigstens einen Schwenkeinrichtung befestigt ist, wobei die wenigstens eine Verbindungsvorrichtung vorzugsweise als ein Presssitz ausgebildet ist. Eine Presspassung kann in vorteilhafter Weise hohe Kräfte aufnehmen oder übertragen, so dass ein sicherer Betrieb der Schrägscheibenmaschine gewährleistet ist.
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Alternativ ist die wenigstens eine Verbindungsvorrichtung als eine lösbare oder unlösbare Verbindungsvorrichtung ausgebildet. Bei einer lösbaren Verbindungsvorrichtung, beispielsweise einer Schraubverbindung, kann das Kalottenbauteil in vorteilhafter Weise von der Schwenkwiege entfernt und ausgetauscht werden und durch ein neues Kalottenbauteil ausgetauscht werden. Bei einem mechanischen Verschleiß an der Lagerkalotte kann dadurch durch einen einfachen Austausch nur des Kalottenbauteils ein entsprechender Schaden an der Schrägscheibenmaschine einfach und preiswert mit einem geringen Reparaturaufwand behoben werden.
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In einer weiterführenden Ausführungsform ist die Schrägscheibenmaschine dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Anschlagfläche aufweist, auf der sich der Anschlag des Kalottenbauteils bei Erreichen eines maximalen Schwenkwinkels der Schwenkwiege abstützt. Die Anschlagfläche ist vorteilhaft an die mechanischen Anforderungen der Schrägscheibenmaschine angepasst. In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anschlagfläche parallel zu einer senkrecht zur Rotationsachse der Schrägscheibenmaschine ausgebildeten fiktiven Ebene ausgebildet. Je nach Ausbildung der Geometrie des Anschlags des Kalottenbauteils kann so in vorteilhafter Weise die Kraft über die Anschlagfläche im Gehäuse aufgenommen werden. In einer weiteren Ausführungsform ist die Anschlagfläche geneigt zu einer senkrecht zur Rotationsachse der Schrägscheibenmaschine ausgebildeten fiktiven Ebene ausgebildet. Je nach Ausbildung der Geometrie des Anschlags des Kalottenbauteils kann so in vorteilhafter Weise die Kraft über die Anschlagfläche im Gehäuse aufgenommen werden. Hierbei ist der Kraftfluss an die mechanischen Anforderungen der Schrägscheibenmaschine angepasst und entsprechend optimiert. Vorzugsweise werden die Schwenkwiege und das Gehäuse lokal modifiziert, damit weder die Schwenkwiege die Anschlagfläche des Gehäuses, noch die Schwenkwiege das Gehäuse berührt.
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Eine weitere Ausführung der Schrägscheibenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kalottenbauteil, vorzugsweise vollständig, aus gehärtetem Stahl ausgebildet ist.
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Aufgrund der vorteilhaften Ausbildung der Lagerkalotte aus gehärtetem Stahl ist ein Härteprozess für die Schwenkwiege nicht mehr notwendig. Die Herstellung der Schrägscheibenmaschine ist dadurch kostengünstiger. Die Schwenkwiege kann aus einem ungehärteten Stahl preiswert hergestellt werden. Außerdem tritt dadurch kein Härteverzug der Schwenkwiege auf, so dass die hieraus resultierende erforderliche Nachbearbeitung bei einem Vorhandensein eines Härteverzuges für die Herstellung der Schwenkwiege entfallen kann. Die Herstellungskosten der Schwenkwiege sind dadurch nochmals günstiger
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Eine weitere Ausführung der Schrägscheibenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlag des Kalottenbauteils und / oder die Anschlagfläche des Gehäuses aus einem Verbundwerkstoff gebildet sind. Durch den Einsatz eines Verbundwerkstoffes aus beispielsweise Kunststoff und Stahl kann die Geräuschbildung im Betrieb der Schrägscheibenmaschine vermindert werden. Dies wiederum hat im Einsatz eine Komfortverbesserung zur Folge. Die Anschlagfläche des Gehäuses kann beispielsweise als Inlay aus einem zweckdienlichen Werkstoff gebildet sein, um die Geräuschbildung im Betrieb der Schrägscheibenmaschine zu vermindern.
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Eine weitere Ausführung der Schrägscheibenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlag kuppenförmig ausgebildet ist. Die Kuppe ist an dem zum Gehäuse ausgerichteten Ende des Kalottenbauteils angeordnet und sorgt in vorteilhafter Weise für eine Punktauflage des Anschlags auf der Anschlagfläche. Der Radius der Kuppe kann entsprechend der Anforderung der Schrägscheibenmaschine ausgelegt werden.
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Eine weitere Ausführung der Schrägscheibenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlag kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Der kegelstumpfförmige Anschlag ist an dem zum Gehäuse ausgerichteten Ende des Kalottenbauteils angeordnet und sorgt in vorteilhafter Weise für eine Linienauflage des Anschlags auf der Anschlagfläche. Der Winkel des kegelstumpfförmigen Anschlags kann entsprechend der Anforderung der Schrägscheibenmaschine ausgelegt werden.
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Sowohl die kuppenförmige als auch die kegelstumpfförmige Ausbildung des Anschlags verhindern in vorteilhafter Weise ein Verstellen des Sitzwinkels im Betrieb der Schrägscheibenmaschine. Aufgrund einer lokal hohen Pressung der Bauteile resultiert eine plastische Verformung, insbesondere im Gehäuse, welches vorzugsweise aus Aluminium gefertigt wird. Dieser kann durch die erfindungsgemäßen kuppenförmigen als auch der kegelstumpfförmigen Ausbildung des Anschlags entgegengewirkt werden. Der Angleich der Bauteile kann auch durch eine Prägung der Anschlagfläche oder des Anschlags vorweggenommen werden. Die variablen Gestaltungsmöglichkeiten der Kontur des Anschlags durch Veränderung des Radius bei kuppenförmigen Anschlägen bzw. durch Veränderung des Winkels bei kegelstumpfförmigen Anschlägen, ermöglichen es die Schnittstelle zum Gehäuse in vorteilhafter Weise auszubilden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
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1 einen Längsschnitt einer Schrägscheibenmaschine,
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2 einen Querschnitt A-A gemäß 1 einer Ventilscheibe der Schrägscheibenmaschine sowie eine Ansicht einer Schwenkwiege,
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3 einen Längsschnitt eines Kalottenbauteils in einem ersten Ausführungsbeispiel,
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4 eine perspektivische Ansicht des Kalottenbauteils gemäß 3,
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5 einen weiteren Längsschnitt des Kalottenbauteils gemäß 3, mit einer Anschlagfläche des Gehäuses,
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6 einen Längsschnitt des Kalottenbauteils in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Anschlagfläche des Gehäuses,
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7 einen Längsschnitt des Kalottenbauteils in einem dritten Ausführungsbeispiel mit einer Anschlagfläche des Gehäuses,
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8 einen Ausschnitt des Kalottenbauteils mit einem kuppenförmigen Anschlag,
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9 einen Ausschnitt des Kalottenbauteils mit einem kegelstumpfförmigen Anschlag,
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Ausführungsformen der Erfindung
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Eine in 1 in einem Längsschnitt dargestellte Schrägscheibenmaschine 1 dient als Axialkolbenpumpe 2 zur Umsetzung bzw. Umwandlung mechanischer Energie (Drehmoment, Drehzahl) in hydraulische Energie (Volumenstrom, Druck) oder als Axialkolbenmotor 3 zur Umsetzung bzw. Umwandlung hydraulischer Energie (Volumenstrom, Druck) in mechanische Energie (Drehmoment, Drehzahl). Eine Antriebswelle 9 ist mittels einer Lagerung 10 an einem Flansch 21 eines ein- oder mehrteiligen Gehäuses 4 und mit einer weiteren Lagerung 10 an dem Gehäuse 4 der Schrägscheibenmaschine 1 um eine Rotationsachse 8 drehbar bzw. rotierend gelagert. Mit der Antriebswelle 9 ist eine Zylindertrommel 5 drehfest verbunden, wobei die Antriebswelle 9 und die Zylindertrommel 5 einteilig ausgebildet ist, jedoch auch zweiteilig ausgebildet sein kann. Die Zylindertrommel 5 ist axial bezüglich der Antriebswelle 9 beweglich. Die Zylindertrommel 5 ist mit einer nicht dargestellten Zentralfeder mit einem axialen Ende 66 auf eine Ventilscheibe 11 gedrückt. Die Zylindertrommel 5 führt die Rotationsbewegung der Antriebswelle 9 aufgrund einer drehfesten Verbindung mit aus. In die Zylindertrommel 5 sind eine Vielzahl von Kolbenbohrungen 6 mit einem beliebigen Querschnitt, zum Beispiel quadratisch oder kreisförmig, eingearbeitet. Die Längsachsen der Kolbenbohrungen 6 sind dabei im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 8 der Antriebswelle 9 bzw. der Zylindertrommel 5 ausgerichtet. In den Kolbenbohrungen 6 ist jeweils ein Kolben 7 beweglich gelagert. Eine Schwenkwiege 14 ist um eine Schwenkachse 15 verschwenkbar an dem Gehäuse 4 gelagert. Die Schwenkachse 15 ist senkrecht zu der Zeichenebene von 1 und parallel zu der Zeichenebene von 2 ausgerichtet. Die Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 ist parallel zur und in der Zeichenebene von 1 angeordnet und senkrecht auf der Zeichenebene von 2. Das Gehäuse 4 begrenzt fluiddicht einen Innenraum 44, der mit Hydraulikflüssigkeit befüllt ist.
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Die Schwenkwiege 14 weist eine ebene bzw. plane Auflagefläche 18 zur mittelbaren Auflage einer Rückhaltescheibe 37 auf. Die Rückhaltescheibe 37 weist Bohrungen auf und innerhalb der Bohrungen sind Gleitschuhe 39 angeordnet. Die Gleitschuhe 39 liegen unmittelbar auf der Auflagefläche 18 auf. Die Rückhaltescheibe 37 ist somit mit einer Vielzahl von Gleitschuhen 39 verbunden und jeder Gleitschuh 39 ist dabei mit jeweils einem Kolben 7 verbunden. Hierzu weist der Gleitschuh 39 eine Lagerkugel 40 auf, welcher in einer Lagerpfanne 59 an dem Kolben 7 befestigt ist, sodass eine Kolbenverbindungsstelle 22 zwischen der Lagerkugel 40 und der Lagerpfanne 59 an dem Kolben 7 ausgebildet ist. Die teilweise sphärisch ausgebildete Lagerkugel 40 und Lagerpfanne 59 sind beide komplementär bzw. sphärisch ausgebildet, sodass dadurch bei einer entsprechenden Bewegungsmöglichkeit zueinander zwischen der Lagerkugel 40 und der Lagerpfanne 59 an den Kolben 7 eine ständige Verbindung zwischen dem Kolben 7 und dem Gleitschuh 39 vorhanden ist. Die Rückhaltescheibe 37 weist Bohrungen (nicht dargestellt) auf, innerhalb derer jeweils ein Gleitschuh 39 angeordnet ist. Die Gleitschuhe 39 liegen unmittelbar auf der Auflagefläche 18 auf und sind radial innerhalb der Bohrungen an der Rückhaltscheibe 37 beweglich. Aufgrund der Verbindung der Kolben 7 mit der rotierenden Zylindertrommel 5 und der Verbindung der Lagerpfannen 59 mit den Gleitschuhen 39 führen die Gleitschuhe 39 eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 8 mit aus und aufgrund der festen Verbindung der Gleitschuhe 39 an der Rückhaltescheibe 37 führt auch die Rückhaltescheibe 37 eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 8 mit aus. Damit die Gleitschuhe 39 in ständigem unmittelbarem Kontakt zu der Auflagefläche 18 der Schwenkwiege 14 steht, wird die Rückhaltescheibe 37 von einer Druckfeder 41 unter einer Druckkraft in Richtung zu der Auflagefläche 18 gedrückt und damit auch die Gleitschuhe 39 auf die Auflagefläche 18.
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Die Schwenkwiege 14 ist um die Schwenkachse 15 verschwenkbar gelagert und weist ferner eine Öffnung 42 zur Durchführung der Antriebswelle 9 auf. Am Gehäuse 4 ist eine Wiegenlagerung 20 ausgebildet. Dabei sind an der Schwenkwiege 14 zwei Lagerabschnitte ausgebildet. Die beiden Lagerabschnitte der Schwenkwiege 14 liegen auf der Wiegenlagerung 20 auf. Die Schwenkwiege 14 ist damit mittels einer Gleitlagerung an der Wiegenlagerung 20 bzw. dem Gehäuse 4 um die Schwenkachse 15 verschwenkbar gelagert. In der Darstellung in 1 weist die Auflagefläche 18 gemäß der Schnittbildung in 1 einen Schwenkwinkel α von ungefähr +20° auf. Der Schwenkwinkel α ist zwischen einer fiktiven Ebene 77 senkrecht zu der Rotationsachse 8 und einer von der ebenen Auflagefläche 18 der Schwenkwiege 14 aufgespannten Ebene gemäß der Schnittbildung in 1 vorhanden. Die Schwenkwiege 14 kann dabei zwischen zwei Schwenkgrenzwinkel α zwischen +20° und –20° mittels zweier Schwenkeinrichtungen 24 verschwenkt werden. Bei einem Schwenkwinkel α von 0° ist die Auflagefläche 18 senkrecht zu der Rotationsachse 8 der Antriebswelle 9 ausgerichtet.
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Die erste und zweite Schwenkeinrichtung 25, 26 als Schwenkeinrichtungen 24 weist eine Verbindungsstelle 32 zwischen der Schwenkeinrichtung 24 und der Schwenkwiege 14 auf. Die beiden Schwenkeinrichtungen 24 weisen jeweils einen Verstellkolben 29 auf, welcher in einem Verstellzylinder 30 beweglich gelagert ist. Der Verstellkolben 29 bzw. eine Achse 35 des Verstellzylinders 30 sind dabei im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 ausgerichtet. An einem in 1 links dargestellten Endbereich des Verstellkolbens 29 weist dieser einen Lagerkopf 19 auf, in welcher eine Lagerkalotte 31 gelagert ist. Dabei ist die Lagerkalotte 31 an einem gesonderten Kalottenbauteil 69 ausgebildet und das Kalottenbauteil 69 ist an einem Schwenkarm 16 der Schwenkwiege 14 befestigt. Das Kalottenbauteil 69 und die Schwenkwiege 14 sind getrennte bzw. separate Bauteile 14, 69. Die erste und zweite Schwenkeinrichtung 25, 26 ist somit mit jeweils einer Lagerkopf 19 an jeweils einem Schwenkarm 16 mit der Schwenkwiege 14 verbunden. Durch Öffnen eines der beiden Ventile 27, 28 als erstes Ventil 27 an der ersten Schwenkeinrichtung 25 und dem zweiten Ventil 28 an der zweiten Schenkeinrichtung 26 kann die Schwenkwiege 14 um die Schwenkachse 15 verschwenkt werden, da dadurch auf den Verstellkolben 29 an dem geöffneten Ventil 27, 28 mit einer Hydraulikflüssigkeit unter Druck in dem Verstellzylinder 30 eine Kraft aufgebracht wird. Dabei führt nicht nur die Schwenkwiege 14, sondern auch die Rückhaltescheibe 37 aufgrund der Druckbeaufschlagung mit der Druckfeder 41 diese Schwenkbewegung der Schwenkwiege 14 mit aus.
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Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenpumpe 2 ist bei konstanter Drehzahl der Antriebswelle 9 der von der Schrägscheibenmaschine 1 geförderte Volumenstrom umso größer, je größer der Betrag des Schwenkwinkels α ist und umgekehrt. Hierzu liegt an dem Ende der Zylindertrommel 5 die Ventilscheibe 11 auf. 2 zeigt die Ventilsscheibe 11, umfassend eine nierenförmige Hochdrucköffnung 12 und eine nierenförmige Niederdrucköffnung 13. Die Kolbenbohrungen 6 der rotierenden Zylindertrommel 5 werden fluidleitend bei einer Anordnung an der Hochdrucköffnung 12 mit der Hochdrucköffnung 12 verbunden und bei einer Anordnung an der Niederdrucköffnung 13 mit der Niederdrucköffnung 13 fluidleitend verbunden. Bei einem Schwenkwinkel α von 0° und bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 beispielsweise als Axialkolbenpumpe 2 wird trotz einer Rotationsbewegung der Antriebswelle 9 und der Zylindertrommel 5 keine Hydraulikflüssigkeit von der Axialkolbenpumpe 2 gefördert, da die Kolben 7 keine Hubbewegungen in den Kolbenbohrungen 6 ausführen. Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 sowohl als Axialkolbenpumpe 2 als auch als Axialkolbenmotor 3 weisen die temporär in fluidleitender Verbindung mit der Hochdrucköffnung 12 stehenden Kolbenbohrungen 6 einen größeren Druck an Hydraulikflüssigkeit auf als die Kolbenbohrungen 6, welche temporär in fluidleitender Verbindung mit der Niederdrucköffnung 13 stehen. Das axiale Ende 66 der Zylindertrommel 5 liegt auf der Ventilscheibe 11 auf. An einer ersten Seite 64 des Gehäuses 4 bzw. dem Flansch 21 des Gehäuses 4 ist eine Öffnung 63 mit der Lagerung 10 ausgebildet und eine zweite Seite 65 weist eine Aussparung zur Lagerung der Antriebswelle 9 mit einer weiteren Lagerung 10 auf.
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Die Verbindungsstelle 32 zwischen der Schwenkeinrichtung 24 und der Schwenkwiege 14 ist mittels einer Gleitlagerung ausgebildet, indem ein Lagerkopf 19 mit einer konvexen Oberfläche an einer Lagerkalotte 31 mit einer konkaven Oberfläche gelagert ist. Die Lagerkalotte 31 ist an einem Kalottenbauteil 69 ausgebildet als ergänzendes Bauteil zu der Schwenkwiege 14 und das Kalottenbauteil 69 ist an einem Schwenkarm 16 der Schwenkwiege 14 befestigt und der Lagerkopf 19 ist fest mit dem Verstellkolben 29 verbunden, d. h. der Lagerkopf 19 ist einteilig an dem Verstellkolben 29 ausgebildet.
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2 zeigt ferner die Schwenkachse 15 der Schwenkwiege 14, sowie die Schwenkwiege 14 mit den jeweils an den Schwenkarmen 16 angeordneten Ausnehmungen 33, zur Aufnahme der Kalottenbauteile 69.
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3 zeigt einen Schnitt durch das Kalottenbauteil 69, der Schwenkwiege 14, und den Verstellkolben 29, der mit seinem Lagerkopf 19 in der Lagerkalotte 31 des Kalottenbauteils 69 angeordnet ist. An dem Kalottenbauteil 69 ist eine Verbindungsvorrichtung 70 angeordnet, die durch die Ausnehmung 33 der Schwenkwiege 14 hindurchragt, wobei die Verbindungsvorrichtung 70 einen Stiftbereich bildet, der mit der Schwenkwiege 14 einen Presssitz 71 bildet. Das Pressmaß zwischen der Bohrung, bzw. der Ausnehmung 33 der Schwenkwiege 14 und dem Stiftbereich ergibt sich aus den Kräften im Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1. Das Kalottenbauteil 69 ist ein zusätzliches Bauteil in Ergänzung zu der Schwenkwiege 14 und Schwenkeinrichtung 24. Das Kalottenbauteil 69 ist an der Schwenkwiege 14 über den vorhergehend beschriebenen Presssitz 71 befestigt, wobei das Kalottenbauteil 69 durch sein mit dem der Schwenkeinrichtung 24 abgewandten Ende 81 durch die Schwenkwiege 14 hindurch ragt. An dem Ende 81 ist ein kuppenförmiger Anschlag 80 mit einem Radius R ausgebildet. In die Ausnehmung 33 der Schwenkwiege 14 können Kalottenbauteil 69 mit unterschiedlicher Länge des Stiftbereichs eingebracht werden. Dabei gibt es eine Korrelation zwischen dem Schwenkwinkel α und der Längenänderung des Stiftbereichs. Der Stiftbereich des Kalottenbauteils 69 ist charakterisiert über die Länge, den Durchmesser und die Geometrie des Anschlags 80.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kalottenbauteils 69 mit der Verbindungsvorrichtung 70 und der Lagerkalotte 31. In den 5 bis 9 beträgt der Schwenkwinkel α der Schwenkwiege 14 ungefähr 20°. Dies entspricht dem maximalen Schwenkwinkel der Schrägscheibenmaschine 1. Der maximale Schwenkwinkel der Schrägschreibmaschine 1 kann jedoch auch, je nach Anforderung der Schrägscheibenmaschine 1, mehr als 20° betragen.
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5 zeigt das Kalottenbauteil 69 in einem ersten Ausführungsbeispiel, welches sich bei Erreichen eines maximalen Schwenkwinkels der Schwenkwiege 14 mit seinem Ende 81 auf einer Anschlagfläche 84 des Gehäuses 4 abstützt. Dabei ergibt sich zwischen dem kuppenförmigen Anschlag 80 und der der Anschlagfläche 84 ein Punktkontakt. Die Anschlagfläche 84 ist in diesem Ausführungsbeispiel parallel zu einer senkrecht zur Rotationsachse 8 der Schrägscheibenmaschine 1 ausgebildeten fiktiven Ebene 77 ausgebildet.
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6 zeigt das Kalottenbauteil 69 in einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei sich das Kalottenbauteil 69 bei Erreichen eines maximalen Schwenkwinkels der Schwenkwiege 14 mit seinem Ende 81 auf einer Anschlagfläche 84 des Gehäuses 4 abstützt. Dabei ergibt sich zwischen dem kuppenförmigen Anschlag 80 und der der Anschlagfläche 84 ein Punktkontakt. Die Anschlagfläche 84 ist in diesem Ausführungsbeispiel geneigt zu einer senkrecht zur Rotationsachse 8 der Schrägscheibenmaschine 1 ausgebildeten fiktiven Ebene 77 ausgebildet.
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Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Schrägscheibenmaschine 1 wesentliche Vorteile verbunden. Lediglich das Kalottenbauteil 69 und damit auch die Lagerkalotte 31 sowie der Lagerkopf 19 an dem Verstellkolben 29 sind aus gehärtetem Stahl ausgebildet. Eine Ausbildung der Schwenkwiege 14 aus gehärtetem Stahl ist damit nicht notwendig, so dass die Schwenkwiege 14 preiswert aus ungehärtetem Stahl hergestellt werden kann. Zur Herstellung der Verbindungsvorrichtung 70 an der Schwenkwiege 14 sind an der Schwenkwiege 14 an den beiden Schwenkarmen 16 lediglich die beiden Ausnehmungen, bzw. die Bohrungen 33 kostengünstig einzuarbeiten. Die Verbindungsvorrichtung 70 kann auch als eine lösbare Verbindungsvorrichtung 70 beispielsweise als eine Schraubverbindung, ausgebildet sein. Abweichend hiervon kann die Verbindungsvorrichtung 70 beispielsweise als eine Schweißverbindung, vorzugsweise eine Laser- oder Reibschweißverbindung, ausgebildet sein.
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7 zeigt in einem dritten Ausführungsbeispiel einen Anschlag 80 des Kalottenbauteils 69 und eine Anschlagfläche 84 des Gehäuses 4, wobei sowohl der Anschlag 80 als auch die Anschlagfläche 84 aus einem Verbundwerkstoff gebildet sind. Vorzugsweise ist in die Anschlagfläche 84 des Gehäuses 4 ein Inlay 91 angeordnet. Am Ende 81 des Kalottenbauteils 69 bildet ein Aufsatz 90 den Anschlag 80 aus einem Verbundwerkstoff. Abweichend kann der Verbundwerkstoff auch jeweils nur an dem Anschlag 80 oder an, bzw. in der Anschlagfläche 84 angebracht sein.
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8 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Kalottenbauteils 69, wobei der Anschlag 80 kuppenförmig ausgebildet ist. Der Anschlag 80 des Kalottenbauteils 69 liegt mit seinem Ende 81 punktförmig auf der Anschlagfläche 84 des Gehäuses 4 auf. Der Radius R definiert den kuppenförmigen Anschlag 80.
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9 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Kalottenbauteils, wobei der Anschlag 80 kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Der Anschlag 80 des Kalottenbauteils 69 liegt mit seinem Ende 81 linienförmig auf der Anschlagfläche 84 des Gehäuses 4 auf. Ein Winkel β definiert den kegelstumpfförmigen Anschlag 80.
