DE102017213457A1

DE102017213457A1 - Hydrostatische Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Verdrängermaschine und hydrostatische Verdrängermaschine

Info

Publication number: DE102017213457A1
Application number: DE102017213457.7A
Authority: DE
Inventors: Bernd Huehn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2019-02-07

Abstract

Offenbart sind eine hydrostatische Verstelleinrichtung mit einem Stellzylinder und dem darin geführten Stellkolben, sowie eine hydrostatische Verdrängermaschine mit der hydrostatischen Verstelleinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Verstelleinrichtung mit einem Zylinder und einem Stellkolben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine hydrostatische Verdrängermaschine mit der hydrostatischen Verstelleinrichtung gemäß Patentanspruch 15.
Eine gattungsgemäße, hydrostatische Verdrängermaschine hat ein verstellbares Verdrängungsvolumen. Hierzu weist sie eine hydrostatische Verstelleinrichtung mit einem Zylinder, insbesondere Stellylinder, und einem darin geführten Stellkolben auf. Der Stellkolben lenkt ein Stellglied der Verdrängermaschine an, von dessen Position oder Stellung das Hubvolumen der Verdrängermaschine abhängt. Konkret ist die Verdrängermaschine beispielsweise eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, wobei das Stellglied eine Schwenkwiege ist, an der die Schrägscheibe angeordnet ist. Um die Schwenkwiege in einer Neutral- oder Nulllage, in der das Hubvolumen null ist, auszurichten oder zu zentrieren, hat die Verstelleinrichtung zudem eine Rückführeinrichtung, beispielsweise in Form eines Federpaktes, welches den Stellkolben in die Nulllage vorspannt. Dabei ist das Stellglied, beispielsweise die Schwenkwiege über ein Koppelelement mit dem Stellkolben verbunden. Das Koppelelement ist beispielsweise ein Gleitstein, der in eine außenseitig in den Stellkolben eingebrachte Ausnehmung eingreift.
Die Druckschrift DE 101 38 554 C1 zeigt einen Stellkolben mit einem radialen Schlitz, der von radial außen, unsymmetrisch in den Stellkolben eingebracht ist und über die Mittelachse des Stellkolbens hinaus in diesen hineinreicht. In diesen Schlitz ist ein Gleitstein gleitbar angeordnet, der drehgelenkig mit der Schwenkwiege verbunden ist. Nachteilig an einer solchen ist, dass es eines richtungsorientierten Einbaus des Stellkolbens bedarf, da der Schlitz eine eindeutige Orientierung hin zum Gleitstein aufweisen muss, so dass der Eingriff erfolgen kann. Zur Zentrierung des Stellkolbens an seinem gehäusefesten Zylinder ist eine zwischen Federtellern eingespannte Federanordnung mit zwei parallel geschalteten Federn im Stellkolben aufgenommen. Zur sicheren Lagezentrierung der Federn mit Bezug zur Bewegungsrichtung des Stellkolbens, insbesondere um deren Verkanten oder dergleichen zu vermeiden, haben die Federteller einen mittigen nach axial weisenden Kragen, an dem radial außen ein Endabschnitt der inneren Feder anliegt. Die äußere Feder ist wiederum an der inneren zentriert. Nachteilig hierbei sind, der vom Kragen in axialer Richtung beanspruchte, erhebliche Bauraum und eine aufwändige Fertigung des Kragens mittels Drehen.
Eine Lösung, die eine richtungsunabhängige Montage ermöglicht, zeigt die Druckschrift US 5 226 349 . Hier hat der Stellkolben eine außenumfängliche Nut, in die der Gleitstein eingreift. Bei der Montage des Stellkolbens im Stellzylinder muss somit nicht mehr auf dessen Orientierung geachtet werden. Allerdings erfolgt der Eingriff entfernt der Mittelachse des Stellkolbens, damit ein vom die Umfangsnut aufweisenden Kolbenhemd begrenzter Innenraum, in dem eine zentrierende Federanordnung aufgenommen ist, möglichst viel Volumen für die Feder oder Federn aufweisen kann. Durch die weit der Mittelachse erfolgte Anlenkung treten hohe Querkräfte am Stellkolben auf. Diese führen in der Konsequenz zu einer größeren Reibung zwischen dem Stellkolben und dem Stellzylinder, wodurch es zu einer Hysterese des Steuer- oder Regelverhaltens der Verstelleinrichtung kommt. Die im Stellkolben angeordnete Zentrierfeder ist beiderseits an zwei flachen Federtellern abgestützt, erfährt an diesen aber keine Zentrierung radial zur Bewegungsrichtung des Stellkolbens. Sie ist hingegen mittig an einer radial zentrierten, axial schwimmend gelagerten Hülse zentriert. Nachteilig hierbei ist, dass es beim Einfedern aufgrund der radial undefinierten Lage der Feder an den Federtellern zu einem Verkanten einer Federwindung mit einer Stirnfläche der Hülse kommen kann, wodurch das Steuer- oder Regelverhalten der Verstelleinrichtung gestört werden kann.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Verstelleinrichtung zu schaffen, die bei gleichbleibend oder verbessertem Steuer- oder Regelverhalten einen geringeren Fertigungsaufwand aufweist. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin, eine hydrostatische Verdrängermaschine zu schaffen, die bei gleichbleibend oder verbessertem Steuer- oder Regelverhalten einen geringeren Fertigungsaufwand aufweist.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch eine hydrostatische Verstelleinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und die zweite Aufgabe durch eine hydrostatische Verdrängermaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den jeweiligen, abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Eine hydrostatische Verstelleinrichtung zum unmittelbaren oder mittelbaren Anlenken eines Stellgliedes einer hydrostatischen Verdrängermaschine, von dessen Stellung ein Hubvolumen der Verdrängermaschine abhängig ist, hat einen Zylinder oder Zylinderabschnitt, in dem ein insbesondere einfach- oder doppeltwirkender Stellkolben entlang seiner Mittelachse axial verschieblich geführt ist. Dabei ist im Stellkolben ein erster Hohlraum ausgebildet, in dem wenigstens ein einstückig oder mehrstückig ausgebildeter Federteller und wenigstens eine an diesem abgestützte Feder aufgenommen sind. Der Federteller weist dabei wenigstens einen vollumfänglich oder teilumfänglich ausgebildeten, insbesondere nach axial weisenden, Kragen auf, über den ein Endabschnitt der wenigstens einen Feder mit Bezug zur Mittelachse zentriert ist. Erfindungsgemäß ist dieser der Kragen gegen einen angrenzenden Abschnitt des Federtellers umgebogen.
Die Zentrierung der wenigstens einen Feder an diesem Kragen trägt zur prozesssicher wiederholbaren Steuer- oder Regelgüte der Verstelleinrichtung bei. Verglichen mit einem gedrehten Federteller ist dessen biegende, insbesondere spanlose Fertigung einfacher und kostengünstiger. Auf diese Weise ist gegenüber dem Stand der Technik eine hydrostatische Verstelleinrichtung geschaffen, die bei zumindest gleichbleibend gutem Steuer- oder Regelverhalten einen geringeren Fertigungsaufwand aufweist.
Der wenigstens eine Federteller ist vorzugsweise, insbesondere im Bereich des Kragens, als Biegeblechteil oder als Stanz- und Biegeblechteil ausgestaltet.
Um in axialer Richtung einen Bauraum im ersten Hohlraum groß zu halten, ist der angrenzende Abschnitt des Federtellers flach oder stufenlos, also ohne Stufen zur Federzentrierung, ausgestaltet.
Dabei ist der letztgenannte Abschnitt beispielsweise zumindest abschnittsweise planar und / oder er erstreckt sich mit Bezug zur Mittelachse zumindest abschnittsweise konisch.
In einer Weiterbildung weist die Verstelleinrichtung eine zylinderfeste Stange auf, an der der Federteller mit Bezug zur Mittelachse axial verschieblich geführt und zentriert ist.
In einer Weiterbildung ist der Federteller an der Stange über den einen Kragen axial verschieblich geführt und / oder zentriert. Der Kragen erfüllt somit sowohl eine Führungs- als auch eine Zentrierfunktion.
Um die Federkraft zur erhöhen, ist in einer Weiterbildung im ersten Hohlraum wenigstens noch eine andere Feder aufgenommen und am Federteller abgestützt. Die Federn sind vorzugsweise platzsparend konzentrisch umeinander angeordnet.
In einer Weiterbildung ist vorteilhafter Weise auch ein Endabschnitt der anderen Feder über den einen Kragen mit Bezug zur Mittelachse zentriert. Dies erfolgt bevorzugt dadurch, dass der eine Kragen radial zwischen den Federn angeordnet ist. In anderen Worten ist der Endabschnitt der einen Feder radial innen und der Endabschnitt der anderen Feder radial außen, oder umgekehrt, mit dem einen Kragen in zumindest abschnittsweiser Anlage.
In einer Weiterbildung hat der Federteller noch einen anderen, vollumfänglich oder teilumfänglich ausgebildeten, insbesondere nach axial weisenden, Kragen, über den ein Endabschnitt der anderen Feder mit Bezug zur Mittelachse zentriert ist.
Ist der jeweilige Kragen teilumfänglich ausgestaltet, so ist er in einer Weiterbildung über mehrere umgebogene Laschen oder Zungen (im Folgenden als Laschen bezeichnet) ausgebildet. Es können beispielsweise 2, 3, 4 oder 5 oder mehrere Laschen sein. Vorzugsweise sind als teilumfänglicher Kragen vier Laschen vorgesehen. Auch zwei Laschen sind möglich, jedoch empfiehlt sich dann eine Krümmung der Laschen in Umfangsrichtung, um eine Führungs- und / oder Zentrierwirkung zu erzielen. Biegebereiche der Laschen, in denen diese vom angrenzenden Tellerabschnitt umgebogen sind, sind vorzugsweise auf einem Umfang des Federtellers gleichverteilt angeordnet. Der Umfang kann ein Innenumfang, ein Außenumfang oder ein zwischen diesen angeordneter Umfang sein. Eine Biegeachse, der jeweiligen Lasche ist vorzugsweise gerade. Dies resultiert in einer einfachen Biegegeometrie und die Lasche erstreckt sich somit in Umfangsrichtung gerade, nicht gewölbt. Die Anlage der radial innen anliegenden Feder ergibt sich dann tangential an einer Innenfläche der Lasche. Für die radial außen anliegende Feder ergibt sich die Anlage an zwei Außenkanten der Lasche.
In einer Weiterbildung ist der eine oder der andere Kragen an einer mittigen Durchgangsausnehmung des Federtellers ausgebildet. In diesem Fall ist der Kragen, teilumfänglich oder vollumfänglich, vorzugsweise mittels einem Dorn stoßend gefertigt. Vorteil hierbei ist die Einfachheit des Verfahrens und die hohe Oberflächenhärte und - genauigkeit einer dabei entstehenden Innenmantelfläche des Kragens, an der beispielsweise die Führung, insbesondere an der Stange erfolgt.
In eine vorrichtungs- und fertigungstechnisch einfachsten Variante ist der Federteller einstückig ausgebildet.
In einer vorrichtungstechnisch und möglicherweise fertigungstechnisch aufwändigeren Variante ist der Federteller mehrstückig, wenigstens zweistückig ausgebildet. Beispielsweise hat er dann wenigstens ein erstes Tellerstück und ein daran zentriertes, zweites Tellerstück. Dadurch ist eine Funktionstrennung der Zentrierung der Feder(n) und der Führung des Federtellers auf unterschiedliche Stücke des Federtellers möglich.
In einer Weiterbildung ist der Federteller nur über das erste Tellerstück an der Stange mit Bezug zur Mittelachse axial verschieblich geführt und zentriert.
Die Funktionstrennung ist dann gegeben, wenn in einer Weiterbildung der oder die Kragen zur Federzentrierung nur am zweiten Tellerstück vorgesehen ist oder sind.
Alternativ kann der oder können die Kragen zur Federzentrierung nur am ersten Tellerstück vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung ist die Feder oder sind die Federn über das zweite Tellerstück, insbesondere nur über dieses, axial abgestützt.
In einer Weiterbildung ist die Feder oder sind die Federn zwischen kolbenfesten Anschlägen, insbesondere Axialanschlägen, vorgespannt. In Abhängigkeit der Verschiebung des Stellkolbens ist oder sind sie dabei an beiden oder an nur einem der kolbenfesten Anschläge abgestützt. Jedem Endabschnitt einer jeweiligen Feder ist zur kolbenfesten Abstützung somit ein kolbenfester Anschlag zugeordnet. Die Abstützung am Stellkolben kann mittelbar, beispielsweise über den oder die Federteller, oder unmittelbar sein.
In einer Weiterbildung erfolgt die Abstützung an beiden kolbenfesten Anschlägen über jeweils einen Federteller, der gemäß wenigstens einem Aspekt der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet ist.
In einer Weiterbildung hat der Zylinder wenigstens eine, insbesondere topfförmige Einbauhülse. Insbesondere weist die Einbauhülse ein Außengewinde zum Einschrauben in ein Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse der hydrostatischen Verdrängermaschine, auf.
In einer Variante ist nur eine derartige Einbauhülse vorgesehen, sodass einer der Endabschnitte des Stellkolbens aus dem Einbauhülse ragt, also nicht im Zylinder aufgenommen und geführt ist. Der herausragende Endabschnitt ist dann zur Aufnahme und Führung im Gehäuse der Verdrängermaschine vorgesehen.
Alternativ ist für jeden Endabschnitt des Stellkolbens eine derartige Einbauhülse vorgesehen, sodass beide Endabschnitt des Stellkolbens in jeweils einer der Einbauhülsen geführt aufgenommen sind. So sind beide Einbauhülsen ins Gehäuse einschraubbar.
In einer Weiterbildung ist die Feder oder sind die Federn zwischen zwei zylinderfesten Anschlägen, insbesondere zwischen an der Stange angeordneten Axialanschlägen, vorgespannt. Jedem Endabschnitt der Feder(n) ist somit neben dem kolbenfesten Anschlag auch ein zylinderfester Anschlag zugeordnet. Die Abstützung kann mittelbar oder unmittelbar sein. In Abhängigkeit der Verschiebung des Stellkolbens ist oder sind die Federn an beiden oder an nur einem der zylinderfesten Anschläge abgestützt.
Um die Neutralposition oder Neutrallage des Stellkolbens und damit des Stellgliedes einstellen zu können ist eine Position wenigstens eines der zylinderfesten Anschläge mit Bezug zur Richtung der Mittelachse einstellbar. Insbesondere erfolgt dies über eine konterbare Gewindeverbindung des Anschlages mit der Stange und / oder der Stange mit der Einbauhülse.
Einer der zylinderfesten Anschläge ist vorzugsweise von einem radial erweiterten Endabschnitt der Stange gebildet. Der andere zylinderfeste Anschlag ist vorzugsweise in Form einer Mutter auf die Stange geschraubt. Vorzugsweise ist er durch eine Kontermutter in seiner Position auf der Stange gesichert.
In einer Weiterbildung ist einer der zylinderfesten Anschläge beim Verschieben des Stellkolbens in eine Verschieberichtung in den ersten Hohlraum und beim Verschieben des Stellkolbens in entgegengesetzter Verschieberichtung in einen zweiten Hohlraum eingefahren oder zumindest einfahrbar.
Die Stange ist in einer Weiterbildung an einem Boden der Einbauhülse befestigt. Insbesondere durchsetzt sie diesen und ist mit einem Außengewinde in eine mit Innengewinde versehene Durchgangsausnehmung des Bodens eingeschraubt. Über diese Gewindeverbindung kann die Position des wenigstens einen oder beider zylinderfesten Anschläge eingestellt werden. Hierzu weist die Stange in einer Weiterbildung an einem außen zugänglichen Endabschnitt ein Inbus, oder dergleichen, zur Einstellung auf. Um die Position zu fixieren, ist in einer Weiterbildung eine außen zugängliche Kontermutter vorgesehen. Diese ist vorzugsweise den ersten Hohlraum fluidisch abdichtend gestaltet.
In einer Weiterbildung sind die Tellerstücke, insbesondere über miteinander in Eingriff stehende Axiallaschen und Axialausnehmungen, in axialem Eingriff miteinander. Die Laschen sind vorzugsweise, ähnlich dem oder den Kragen, biegend gefertigt. So ist das eine am jeweils anderen Tellerstück vorrichtungstechnisch und fertigungstechnisch einfach zentriert.
In einer Weiterbildung ist der wenigstens eine Federteller, und / oder der andere, zu seiner Zentrierung mit dem ihm zugeordneten, zylinderfesten Anschlag konisch, beispielsweise durch einen konkaven Konus am Federteller und einen konvexen am zylinderfesten Anschlag, verbunden.
In einer Weiterbildung hat der Stellkolben eine außenumfängliche Ausnehmung, insbesondere eine Umfangsnut, mit insbesondere sich quer zur Mittelachse parallel oder auffächernd erstreckenden Flanken. Die Ausnehmung ist zum mittelbaren oder unmittelbaren Eingriff des Stellgliedes vorgesehen. Um eine aus dem Anlenken des Stellgliedes resultierendes, am Stellkolben angreifendes Kippmoment klein zu halten, ist dabei ein Abstand eines Grundes der Ausnehmung zur Mittelachse des Stellkolbens kleiner oder gleich einem Abstand einer Innenumfangsfläche des ersten Hohlraums zur Mittelachse. Der Abstand des Grundes ist dabei größer null.
In einer Weiterbildung liegt ein Verhältnis aus dem Abstand des Grundes zum Abstand der Umfangsfläche zwischen 1:1 und 1:3. Insbesondere liegt es zwischen 1:1,6 und 1:2,5. Insbesondere beträgt es 1:2 oder etwa 1:2.
Der doppeltwirkend ausgeführte Stellkolben ist mit zwei einander entgegenwirkenden, druckmittelbeaufschlagbaren Kolbenflächen ausgeführt, wobei die Ausnehmung in Richtung der Mittelachse zwischen den Kolbenflächen angeordnet ist.
In einer Weiterbiodung ist die Ausnehmung in Richtung der Mittelachse in Reihe oder beabstandet zu dem ersten Hohlraum angeordnet. Eine abschnittsweise axiale Überdeckung, beispielsweise bei zur Radialrichtung angestellter Flanke der Ausnehmung und / oder angestelltem Bodenabschnitt des ersten Hohlraumes ist aber möglich.
In einer Weiterbildung ist im Stellkolben, insbesondere zur zumindest abschnittsweisen, insbesondere eintauchenden Aufnahme der Stange bei Bewegung des Stellkolbens, ein zweiter Hohlraum ausgebildet ist, der in Richtung der Mittelachse in Reihe mit dem ersten Hohlraum angeordnet ist.
Der der erste Hohlraum ist mit dem zweiten Hohlraum vorzugsweise verbunden. Beispielsweise ist der zweite Hohlraum sacklochartig und mit einer Mündung in den ersten Hohlraum oder hin zum ersten Hohlraum ausgestaltet.
Der Stellkolben, und damit die Verstelleinrichtung, baut kurz, wenn sich in einer Weiterbildung der zweite Hohlraum und die Ausnehmung zumindest abschnittsweise entlang einem gemeinsamen Mittelachsenabschnitt erstrecken. In anderen Worten ist der zweite Hohlraum dann von der Ausnehmung zumindest abschnittsweise umgriffen.
Der Stellkolben hat in einer Weiterbildung eine Außenmantelfläche, die von einer Dicht- und Führungseinrichtung umgriffen ist. Über diese ist zum Einen der Stellkolben in dem Zylinder der hydrostatischen Verstelleinrichtung kippstabil, entlang der Mittelachse längsverschieblich führbar, und zum Anderen ein Spalt zwischen der Außenmantelfläche und einer Innenmantelfläche des Stellzylinders abdichtbar. Die Dicht- und Führungseinrichtung ist vorzugsweise einstückig, insbesondere manschettenförmig ausgebildet. Vorzugsweise ist über diese Manschette ein Gleitlager des Stellkolbens am Zylinder der Verstelleinrichtung ausgebildet.
In einer Weiterbildung ist ein Querschnitt der Manschette in Radialrichtung weniger hoch als er in Axialrichtung lang ist. Je länger der Querschnitt mit Bezug zu seiner Höhe ist, umso kippstabiler ist der Stellkolben führbar. Als Querschnitt ist dabei derjenige bezeichnet, aus dem sich durch Rotation ein Volumen der Manschette ergibt.
In einer Weiterbildung ist ein Verhältnis der axialen Erstreckung des Querschnitts zu dessen radialer Erstreckung zwischen 5:1 und 15:1.
In einer Weiterbildung ist ein Verhältnis der axialen Erstreckung des Querschnitts zu einem Überstand des Querschnitts über die Außenmantelfläche des Stellkolbens zwischen 30:1 und 100:1.
Ein Vorteil, insbesondere bei flach weitergebildeter Manschette ist, dass durch den dann radial eng bauenden Stellkolben viel Platz für den ersten und / oder zweiten Hohlraum bleibt und dessen Kolbenhemd dünn ausgestaltet sein kann. Somit ist dort mehr Raum für die darin angeordneten Bauteile Feder(n) und Federteller.
Bezüglich Festigkeit und Gleitfähigkeit erweist sich eine Weiterbildung als vorteilhaft, bei der zumindest eine Außenschicht oder eine Außenmantelfläche der Manschette Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist.
Eine hydrostatische Verdrängermaschine, die mit einem verstellbaren Hubvolumen ausgestaltet ist, hat eine hydrostatische Verstelleinrichtung zur Verstellung des Hubvolumens, die gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Aspekte ausgestaltet ist. Von deren Stellkolben ist mittelbar oder unmittelbar ein Stellglied der Verdrängermaschine angelenkt, von dessen Stellung das Hubvolumen abhängig ist.
Die Vorteile der mit einer derartigen Verstelleinrichtung ausgestalteten Verdrängermaschine sind bereits im Zuge der Besprechung der Vorteile der Verstelleinrichtung genannt worden, sodass auf eine Wiederholung hier verzichtet wird.
In einer Weiterbildung hat die Verdrängermaschine ein Koppelelement, das zum Einen mit der Ausnehmung des Stellkolbens in gleitendem Eingriff ist, und das zum Anderen mit dem Stellglied gekoppelt oder verbunden, insbesondere drehbar verbunden ist.
Um wie bereits erwähnt das Kippmoment auf den Stellkolben gering zu halten und in Folge die Wandstärke des Kolbenhemdes gering zu halten, greift das Koppelelement nahe dem Grund der Ausnehmung oder am Grund der Ausnehmung ein.
Um eine hohe Steuer- oder Regelgüte mit insbesondere geringer Hysterese zu erhalten, ist in das Koppelelement in der Ausnehmung in Richtung der Mittelachse spielfrei oder nahezu spielfrei aufgenommen ist.
Insbesondere ist die Verdrängermaschine als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgestaltet, wobei das Stellglied eine um eine Schwenkachse verschwenkbare Schwenkwiege ist, an der eine Schrägscheibe angeordnet ist, an der Arbeitskolben der Axialkolbenmaschine gleitend abgestützt sind.
In einer Weiterbildung ist das Koppelelement drehbar mit der Schwenkwiege verbunden oder drehbar an ihr gelagert. Vorzugsweise ist eine Drehachse des Koppelelements zur Schwenkachse beabstandet, insbesondere ausgehend von der Schwenkachse jenseits der Schrägscheibe, angeordnet.
Die Axialkolbenmaschine kann alternativ in Schrägachsenbauweise ausgebildet sein, wobei von der Verstelleinrichtung in diesem Falle dann eine in ihrem Anstellwinkel verstellbare Zylindertrommel der Axialkolbenmaschine angelenkt ist.
In einer Weiterbildung hat die Verdrängermaschine ein Gehäuse und eine daran ausgebildete Aufnahme, in die die Verstelleinrichtung von nur einer Seite eingesetzt, insbesondere über die genannte eine Einbauhülse eingeschraubt ist. Dann ist ein Endabschnitt des Stellkolbens im Gehäuse aufgenommen und geführt und der andere Endabschnitt ist im Zylinder, insbesondere in der einen Einbauhülse geführt.
Alternativ hat die Aufnahme einander gegenüberliegende Öffnungen und die Verstelleinrichtung die genannten beiden Einbauhülsen, die jeweils eine der Öffnungen eingesetzt insbesondere eingeschraubt sind.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verdrängermaschine, sowie vier Ausführungsbeispiele einer darin verbaubaren oder verbauten hydrostatischen Verstelleinrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nunmehr erläutert.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer hydrostatischen Verdrängermaschine in einem Längsschnitt,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer hydrostatischen Verstelleinrichtung mit angelenktem Stellglied der Verdrängermaschine gemäß 1,
3 die Verdrängermaschine gemäß 1 in einem Längsschnitt, von oben,
4 die hydrostatische Verstelleinrichtung gemäß 2 mit entferntem Stellkolben in perspektivischer Ansicht,
5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer hydrostatischen Verstelleinrichtung in einem Teilschnitt,
6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer hydrostatischen Verstelleinrichtung in einem Teilschnitt, und
7 ein viertes Ausführungsbeispiel einer hydrostatischen Verstelleinrichtung in einem Teilschnitt.

1 zeigt eine als Axialkolbenmaschine mit verstellbarem Verdrängungsvolumen in Schrägscheibenbauweise ausgeführte Verdrängermaschine 1. Sie hat ein Gehäuse 2 mit einem im Wesentlichen topfförmigen Gehäuseteil 4 und einem Arbeitsanschlüsse (nicht dargestellt) aufweisenden Gehäusedeckel 6. Im Gehäuse 2 ist eine Triebwelle 8 drehbar gelagert. Zur Übertragung eines Drehmoments weist die Triebwelle 8 Wellenstumpf 12, von dem ein Boden 10 des Gehäuseteils 4 durchsetzt ist. Die Triebwelle 8 hat in einem mittigen Bereich eine Außenverzahnung 14, über die sie drehfest mit einer Zylindertrommel 16 verbunden ist. Diese hat mehrere, auf einem konzentrisch zu einer Drehachse 18 der Triebwelle und Zylindertrommel 16 verlaufenden Teilkreis angeordnete Zylinderbohrungen 19, in denen jeweils ein Arbeitskolben 20 axial verschieblich aufgenommen ist. Vom einem Paarung aus Arbeitskolben 20 und Zylinderbohrung 19 ist jeweils ein hydrostatischer Arbeitsraum 22 begrenzt, der über eine von Durchgangsausnehmungen durchsetzte Steuerscheibe 24 bei Rotation der Zylindertrommel 16 in alternierende Druckmittelverbindung mit den Arbeitsanschlüssen gerät. An einer von der Steuerscheibe 24 abgewandten Stirnseite der Zylindertrommel 16 treten die Arbeitskolben 20 aus der Zylindertrommel 16 aus und sind über ihre in Gleitschuhen aufgenommenen Kolbenköpfe an einer in ihrem Winkel zur Drehachse 18 verstellbaren Schrägscheibe 26 gleitend abgestützt. Letztgenannte ist als Gleitfläche einer im Gehäuseteil 4 verschwenkbar gelagerten Schwenkwiege 28 ausgebildet. Diese ist über einen einstückig mit der Schwenkwiege ausgebildeten Zapfen 30 und einem daran drehbar gelagerten Gleitstein 31 mit einer hydrostatischen Verstelleinrichtung 32 gekoppelt. Diese arbeitet hydrostatisch, d. h., sie besteht im Wesentlichen aus einem Hydrozylinder und einem doppeltwirkenden Stellkolben, der in beide Richtungen wirksam mit Stelldruckmittel beaufschlagt wird. Das Stelldruckmittel wird dabei von einer externen Stelldruckmittelquelle bereitgestellt. Eine genauere Beschreibung der Verstelleinrichtung 32, ihres Zusammenwirkens mit der Schwenkwiege und ihres, insbesondere inneren, Aufbaus, erfolgt anhand der folgenden Figuren.
2 zeigt eine freigestellte, teilperspektivische Ansicht der Schwenkwiege 28 und der damit gekoppelten Verstelleinrichtung 32. Diese hat einen als einschraubbare Einbauhülse ausgestalteten Zylinder 34 und einen darin abschnittsweise aufgenommenen Stellkolben 38. Der Rest der Axialkolbenmaschine 1 gemäß 1 ist aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt. Die Schwenkwiege 28 hat in etwa die Grundform eines Zylindersegmentes, dessen planarer Abschnitt von der Schrägscheibe 26 gebildet ist. Die Schwenkwiege 28 hat eine etwa langlochförmige, sich von der Schrägscheibe wegweisend aufweitende Durchgangsausnehmung 27, die gemäß 1 von der Triebwelle 8 durchsetzt ist. Beidseitig einer durch die Drehachse 18 definierten Symmetrieebene erstreckt sich die Schwenkwiege 28 im Wesentlichen symmetrisch. Dabei hat sie diesseits und jenseits der Symmetrieebene je eine zylindersegmentförmige Lagerfläche 29, an der Rollen von Wälzlagern zur schwenkenden Lagerung der Schwenkwiege 28 abrollen. An einer dem Stellkolben 38 zugewandten Seitenfläche 40 der Schwenkwiege 28 entspringt einstückig mit der Schwenkwiege der Zapfen 30, dessen Mittelachse eine Drehachse 42 für den Gleitstein 31 darstellt.
Die Drehachse 42 ist gemäß 1 und 2 relativ nah an der zylindersegmentförmigen Lagerfläche 29 und relativ weit beabstandet zu einer Schwenkachse der Schwenkwiege 28 angeordnet, die sich etwa im Bereich des in 1 dargestellten, im Gleitschuh aufgenommenen, Kolbenkopfes des Arbeitskolbens 22 parallel zur Drehachse 42 erstreckt. Der daraus resultierende große Hebel führt zu kleinen Stellkräften, die vom Stellkolben 38 an die Schwenkwiege 28 zu deren Verschwenkung zu übertragen sind.
Gemäß 1 und 2 ist der Gleitstein 31 gleitend in einer vollumfänglichen Ausnehmung oder Nut 44 des Stellkolbens 38 angeordnet. Aus 1 geht hervor, dass der Gleitstein 31 relativ nahe und mit konstantem Abstand zu einem Grund 46 der Nut 44 angeordnet ist. Da die Stellkraft somit nahe einer Mittelachse 50 des Stellkolbens 38 an eine Flanke 48 der Nut 44 übertragen wird, ist ein aus der Stellkraft resultierendes, am Stellkolben 38 um seine Querachse wirksames Kippmoment gering. Dadurch ist es möglich, ein Kolbenhemd, welches gemäß 3 einen ersten Hohlraum 56 des Stellkolbens 38 begrenzt, mit geringerer Wandstärke auszugestalten, wodurch der im ersten Hohlraum 56 zur Verfügung stehende Bauraum größer ist. Gemäß 2 und 3 ist eine Breite des Gleitsteins 31 auf eine durch die Flanken 48 bestimmte Breite der Nut 44 derart abgestimmt, dass der Gleitstein 31 nahezu spielfrei oder spielfrei in der Nut 44 läuft.
3 zeigt die Axialkolbenmaschine 1 in einem Querschnitt B-B, der gemäß 1 auf Höhe der Mittelachse 50 des Stellkolbens 38 parallel zur Drehachse 18 geführt ist. Der Stellkolben 38 ist doppeltwirkend ausgebildet. Das heißt, er hat beidseitig der Nut 44 je eine Kolbenfläche 52, 54, die jeweils mit Stelldruckmittel beaufschlagbar ist. Der Stellkolben 38 hat eine erste Kolbenfläche 52, die einen im Stellkolben 38 diesseits der Nut 44 ausgebildeten ersten Hohlraum 56 als druckwirksame Fläche begrenzt. Des Weiteren hat der Stellkolben 38 jenseits der Nut 44 eine der ersten Kolbenfläche 52 entgegenwirkende, zweite Kolbenfläche 54, die ebenso überwiegend als Stirnfläche eines Hohlraumes 58 des Stellkolbens 38 ausgebildet ist. Diesseits und jenseits der Nut 44 ist der Stellkolben 38 somit hohl ausgebildet. Dies spart zum Einen Gewicht und ermöglicht zum Anderen die Anordnung von in den 3 bis 7 dargestellten Federn 60, 62 im ersten Hohlraum 56. Diese sind zur Zentrierung und Vorspannung des Stellkolbens 38 in einer zentralen oder Nulllage vorgesehen. Im dargestellten Ausbildungsbeispiel sind dies eine Feder 60 mit kleinem Radius und eine diese konzentrisch umgebende andere Feder 62. Beide Federn sind parallel geschaltet, so dass ihre Federkraft addiert ist.
Die Verstelleinrichtung 32 ist in Patronen- oder Cartridgebauweise ausgestaltet. Diesseits der Nut 44 ist der Stellkolben 38 mit seinem ersten Abschnitt, in dem der erste Hohlraum 56 ausgebildet, nicht direkt im Gehäuseteil 4, sondern in dem als Einschraubhülse ausgestalteten Zylinder 34 axial verschieblich geführt aufgenommen. Mit seinem zweiten Endabschnitt ist der Stellkolben 38 in einer Aufnahme 64 des Gehäuseteils 4 aufgenommen und axial verschieblich geführt, wobei die Innenmantelfläche, an der er geführt ist im Ausführungsbeispiel effizient durch Drehen gefertigt ist. Durch Verwendung der Cartridgebauweise muss am Gehäuseteil lediglich eine Lauffläche, an statt zwei, präzise gefertigt vorgesehen sein. Die Einschraubhülse 34 ist dabei im Wesentlichen topfförmig ausgestaltet, wobei der erste Endabschnitt des Stellkolbens in die Topföffnung eintaucht. Ein Boden 66 der Einschraubhülse 34 schließt die Einschraubhülse 34 nach außen ab. Zylinderfest, und damit gehäusefest, ist am Boden 66 mittig eine Stellstange oder Stange 68 über eine gekonterte Schraubverbindung 70 befestigt. Diese durchsetzt den ersten Hohlraum 56 bis zu dessen Bodenabschnitt und ragt teilweise in einen in den ersten Hohlraum 56 mündenden, zweiten Hohlraum 72 hinein. Der zweite Hohlraum 72 stellt dabei einen notwendigen Freiraum oder Eintauchraum für die Stange 68 bei Bewegung des Stellkolbens 38 in 3 nach unten dar.
An einem Endabschnitt im Bereich des zweiten Hohlraumes 72 hat die Stange 68 einen radial erweiterten, stempelförmigen, zylinderfesten Anschlag 74. Zwischen dem Boden 66 und letztgenanntem Anschlag 74 ist auf die Stange 68 ein anderer, zylinderfester Anschlag 76 in Form einer gekonterten Mutter aufgeschraubt und fixiert. Zwischen den Anschlägen 74, 76 sind die Federn 60, 62 mittels im Ausführungsbeispiel jeweils mehrteilig ausgeführter Federteller 78, 80 eingespannt. Die beiden genannten Anschläge 74, 76 sind zylinderfest und einstellbar.
Darüber hinaus weist die Verstelleinrichtung 32 zwei kolbenfeste Anschläge 82, 84 auf, die in ihrem Abstand D so gewählt und auf die Federn 60, 62 abgestimmt sind, dass der Stellkolben 38 und damit die Schwenkwiege 28 gemäß 1, mit einer bestimmten Vorspannkraft in die Neutral- oder Nulllage vorgespannt ist, in der die Arbeitskolben bei Drehung der Triebwelle 8 keinen Arbeitshub ausführen. An der Stange 68 ist eine Hülse 86 axial verschieblich geführt, über die einen Hub des jeweiligen Federtellers 78, 80 hin zum anderen Federteller 80, 78 begrenzt ist.
An beiden Endabschnitten des Stellkolbens 38, sowohl in der Ausnehmung 64 als auch in der Einbauhülse 34, ist dieser über jeweils eine radial flache, manschettenförmige und einstückige, an der Außenmantelfläche des Stellkolbens 38 in einer verzahnten Nut angeordnete, Manschette radial abgestützt. Diese besteht aus zähem und gleitfähigem PTFE, sodass über sie sowohl die Führung des Stellkolbens 38 in der Aufnahme 64 und der Einbauhülse 34 als auch die fluidische Abdichtung der beiden mit Stelldruckmittel beaufschlagbaren Zylinderräume der Verstelleinrichtung 32 sichergestellt sind.
Für alle Ausführungsbeispiele gültig sei nun die Funktion der Verstelleinrichtung 32 in Zusammenwirken mit den Federn 60, 62 und den Anschlägen 74, 76, 82, 84 dargestellt. Um die Schwenkwiege 28 aus ihrer Neutrallage gemäß 1 bis 3 auszulenken, sei angenommen, dass der erste Hohlraum 56 und damit erste Zylinderraum gemäß 3 mit Stelldruckmittel beschickt wird. Über (nicht dargestellte) Durchgangsausnehmungen in den zweistückigen Federtellern 78, 80 und über Spalte zwischen dem Anschlägen 74, 76, 82, 84 und den Federtellern 78, 80 gelangt Druckmittel an die den ersten Hohlraum 56 begrenzende Kolbenfläche. Aus Druck und Kolbenfläche resultiert eine in 3 nach oben wirkende Stellkraft des Stellkolbens 38. Dieser entgegen wirkt die Vorspannkraft der Federn 60, 62, die überwunden werden muss. Solange dies nicht der Fall ist, bewegt sich der Stellkolben 38 nicht. Wird die Vorspannkraft überwunden, so fängt der Stellkolben 38 an, sich in 3 nach oben zu bewegen und nimmt über den Gleitstein 31 und den Zapfen 30 die Schwenkwiege 28 ausschwenkend mit. Gleichzeitig wird über den in Form eines Sprengrings ausgeführten kolbenfesten Anschlag 84 ein erstes Tellerstück 88 und das daran anliegende zweite Tellerstück 90 des Federtellers 80 in diese Richtung mitbewegt. Obwohl sich der kolbenfeste Anschlag 82 mitbewegt, bleibt der Federteller 78 auf der anderen Seite des Federpaketes 60, 62 in seiner Position, da er am zylinderfesten Anschlag 74 abgestützt ist. Demgemäß erfahren die Federn eine Kompression. Das heißt, die der Stellkraft entgegenwirkende Rückstellkraft der Federn 60, 62 steigt an. Herrscht Kräftegleichgewicht, so kommen der Stellkolben 38 und mit ihm die Schwenkwiege 28 zur Ruhe. Es sei darauf hingewiesen, dass in dieses Kräftegleichgewicht auch die an der Schwenkwiege 28 angreifenden Triebwerkskräfte zu berücksichtigen sind.
Wird der erste Hohlraum 56 nun mit einer Druckmittelsenke verbunden, so kann Druckmittel aus ihm abströmen, so dass der Druck abfällt. Dem entsprechend überwiegt die Kraft der Federn 60, 62 und stellt den Stellkolben 38 und damit die Schwenkwiege 28 in Richtung der Neutrallage zurück, bis wieder Kräftegleichgewicht herrscht.
Eine analoge Funktion, jedoch mit umgekehrter Kinematik der beteiligten Komponenten, ergibt sich bei Stelldruckmittelbeaufschlagung des Hohlraumes 58.
Es folgt die Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung, die sich jeweils in der Ausgestaltung der Federteller und teilweise in der Ausgestaltung der zylinderfesten Anschläge unterscheiden.
4 zeigt die Verstelleinrichtung 32 gemäß den vorangegangenen Figuren und davon lediglich die Einbauhülse bzw. den Zylinder 34, die daran befestigte Stange 68, die an der Stange 68 befestigten, zylinderfesten Anschläge 74, 76, die daran abgestützten, jeweils zweiteiligen Federteller 78, 80 und die zwischen den Federtellern eingespannten Federn 60, 62. Zudem ist der kolbenfeste als Sprengring ausgestaltete Anschlag 84 dargestellt. Die beiden Federteller 78, 80 sind identisch ausgeführt, so dass sich die Beschreibung überwiegende auf den in 4 linken Federteller 78 beschränkt und für den anderen Federteller gültig ist. Der Federteller 78 hat das erste Tellerstück 88, das im Wesentlichen kreisscheibenförmig mit einer mittigen Durchgangsausnehmung 92 ausgebildet ist. Wie alle im Folgenden gezeigten Federteller oder Tellerstücke ist das erste Tellerstück 88 als Blechteil ausgestaltet. Die Durchgangsausnehmung 92 ist mittels eines Dornes stoßend aufgebogen, so dass an ihr innenumfänglich ein Kragen 94 ausgebildet ist, der sich hin zum anderen Federteller 80 weist. Der Kragen 94 hat an seinem Biegeabschnitt eine im weitesten Sinne konische Mantelfläche. Diese ist mit einem passend geformten Flächenabschnitt des an der Stange 68 endseitig angeordneten, zylinderfesten Anschlags 74 in Anlage. Auf diese Weise ist das erste Tellerstück 88 an der Stange 68 mit Bezug zur Mittelachse 50 zentriert. Die gleichen Umstände treffen auf den Federteller 80 auf der anderen Seite zu, wobei der Anschlag hier von der im Anschlagbereich konisch ausgebildeten Mutter 76 gebildet ist.
Der Federteller 78 hat ein zweites Tellerstück 90, das ebenso als Blechteil ausgestaltet ist. Es hat einen in einer Radialebene der Mittelachse 50 flachen Ringabschnitt 96, der zur Stange 68 hin einen Spalt lässt. An einem Außenumfang des Ringabschnitts 96 ist ein teilumfänglicher Kragen in Form von mehreren gegen den Ringabschnitt 96 umgebogenen Laschen ausgebildet. Die Laschen 98 der beiden zweiten Tellerstücke 90 weisen gemäß 3 und 4, sowie auch bei allen anderen betroffenen Ausführungsbeispielen, aufeinander zu. Über die Laschen 98 sind gemäß 3 beide Federn 60, 62 radial zentriert. Dies erfolgt, indem gemäß 3 das zweite Tellerstück 90 mit einem Innenumfang des Ringabschnitts 96 am umgebogenen Kragen 94 außenumfänglich in Anlage ist. Der Kragen 94 wiederum ist wie bereits beschrieben zentriert am Außenumfang der Stange 68 gelagert. Die Laschen 98 erstrecken sich gemäß 3 zwischen den Windungen der beiden Federn 60, 62. Dabei ist die innere Feder 60 mit dem Außenscheitel ihrer Windungen und die äußere Feder 62 ist mit dem Innenscheitel ihrer Windungen mit den Laschen 98 in Anlage. Wohlgemerkt ist dabei ein gewisses Spiel vorgesehen, da die Federn 60, 62 unter Kompression durchaus eine Radiusänderung erfahren können. Die Zentrierung der Federn setzt somit ein von den verwendeten Federn und vom Hub abhängiges Radialspiel voraus.
Der Vorteil eines auf ein- oder mehrstückigen Blechteilen basierenden Federtellers ist insbesondere seine einfache Herstellbarkeit. Insbesondere für die Fertigung der Durchgangsausnehmung mittels dem Dorn gilt, dass dabei eine Fläche hoher Güte an der Innenmantelfläche des Kragens in nur einem Fertigungsschritt, ohne viel Aufwand erzeugbar ist. Somit ist der jeweilige Federteller mit geringem Aufwand gut zentriert und gut gleitbar an der Stange lagerbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Zentrierwirkung auf die Federn 60, 62, die im gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich durch das zweite Tellerstück 90 erfolgt, mit einfachsten Mitteln mittels der Laschen 98 hergestellt ist. Diese sind in ihrer axialen Erstreckung so lang gewählt, dass sie wenigstens mehr als einen halben Durchmesser des Federdrahtes der jeweiligen Feder 60, 62 abdecken. Interessant hierbei ist auch, dass zwei Federn 60, 62 gemeinsam, nur durch den einen, von den Laschen 98 gebildeten Kragen zentriert sind. In Summe ergibt sich ein sehr flacher Federteller 78, 80, wodurch der Raum zwischen den Federtellern 78, 80 groß bleibt. Hinzu kommt, dass auch die radiale Ausdehnung der für die Zentrierung notwendigen Laschen 98 gering ist, so dass auch in radialer Richtung der Bauraum für die anzuordnenden Federn 60, 62 groß bleibt. Daher können bei geringer Breitenausdehnung des Zylinders 34 dennoch große Vorspann- oder Rückstellkräfte erzeugt werden.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Verstelleinrichtung 132, wobei der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel lediglich in der Ausgestaltung der Federteller steht. Anders als die Federteller 78, 80 gemäß den 1 bis 4 sind diejenigen gemäß 5 einstückig. In 5 rechts ist als Federteller das erste Tellerstück 88 des Federtellers 78 gemäß 4 zu sehen. An diesem sind beide Federn 60, 62 axial abgestützt, wobei lediglich die innere Feder 60 am Kragen 94 zentriert ist. Betrachtet man in 5 den linken Federteller 100, so fällt auf, dass dieser abweichend vom rechten Federteller 88 auch einen äußeren Kragen 102 aufweist. Dieser erscheint in der Schnittdarstellung gemäß 5 rechts als vollumfänglich, besteht aber gemäß 5 links aus vier in Axialrichtung zum anderen Federteller 88 weisenden Laschen 102, ist also „nur“ teilumfänglich ausgebildet. Über diese Laschen 102 ist gemäß 5 rechts die äußere Feder 62 von radial außen zentriert. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel erfolgt die Zentrierung der inneren Feder 60 gemäß 5 rechts lediglich am Kragen 94, wohingegen sie in 4 über den Kragen 94 und die Laschen 98 des zweiten Tellerstücks 90 erfolgte.
In 5 links gut zu erkennen ist, dass die Laschen 102 sich auf Niveau des Außenumfangs des Federtellers 100 befinden. Im abgewickelten Zustand hat der Federteller 100 im Wesentlichen die Form einer Ringscheibe mit vier nach radial außen abstehenden, (noch) nicht umgebogenen Laschen 102, die sich über den Außenumfang hinaus erstrecken. Jede Lasche 102 hat dabei seitlich in beiden Umfangsrichtungen je einen nach radial innen weisenden Einstich 104, über den das folgende Umbiegen der Laschen 102 in Axialrichtung mit weniger Kerbwirkung durchführbar ist.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verstelleinrichtung 232, wobei lediglich derjenige Federteller dargestellt ist, der sich nahe des Bodens der Einschraubhülse 34 befindet. Abweichend von den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist hier zu sehen, dass der als Mutter auf die Stange 68 aufgeschraubte Anschlag 76 keine konische, sondern eine flache Stirnseite hat, mit der ein erstes Tellerstück 105 eines zweistückigen Federtellers 106 in Anlage ist. Das erste Tellerstück 105 erfährt dabei seine Zentrierung nicht wie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 5 auf konische Weise. Stattdessen ist das erste Tellerstück 105 völlig planar, ohne Kragen, ausgebildet, hat aber stattdessen eine präzise auf die Außenmantelfläche der Stange 68 abgestimmte, mittige Durchgangsausnehmung 108. Über diese 108 ist das erste Tellerstück 105 an der Stange 68 zentriert und geführt. Da dies allein zur Zentrierung der Feder 60, 62 jedoch nicht ausreicht, ist der Federteller 106 zweistückig ausgebildet und hat ein zweites Tellerstück 110. Dieses hat eine von der Stange 68 mit Spiel durchgriffene Durchgangsausnehmung, ist somit nicht an der Stange 68 zentriert. Das zweite Tellerstück 110 hat einen flachen Ringabschnitt 112, von dem ausgehend sich ein teilumfänglicher Kragen 98 in den ersten Hohlraum 56 hinein erstreckt. Der Kragen 98 hat vier Laschen 98. Anders als beim letzten Ausführungsbeispiel haben die Laschen 98 lateral keine Einstiche, sondern der Außenumfang des Ringabschnitts 112 ist an dieser Stelle tangential abgeflacht, so dass die Biegung der Lasche 98 materialschonend erfolgen konnte. In entgegengesetzter Richtung weisend das zweite Tellerstück 110 vier Laschen 114 auf, die auf Durchgangsausnehmungen 116 des ersten Tellerstücks 104 Position und Breite abgestimmt sind und in diese eintauchen. Auf diese Weise ist das zweite Tellerstück 110 am ersten Tellerstück 105 durch Eingriff der genannten Laschen 114 in die Durchgangsausnehmungen 116 zentriert. Somit erfolgt die Zentrierung der Federn 60, 62 an den Laschen 98 des zweiten Tellerstücks 110, über dessen Zentrierung am ersten Tellerstück 105, sowie über dessen Zentrierung an der Stange 68.
7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Verstelleinrichtung 332, das bezüglich der zylinderfesten Anschläge demjenigen gemäß 6 gleicht. Die Federn 60, 62 sind über zwei einander gleichartige, zweistückige Federteller 117 zentriert und abgestützt. Hier ist ein zweites Tellerstück 118 ohne Kragen vorgesehen. Eine mittige Durchgangsausnehmung des zweiten Tellerstücks 118 ist mit Spiel zur Stange 68 ausgeführt. Das zweite Tellerstück 118 für sich alleine ist somit, nicht zentriert. Die Zentrierung erfolgt über ein erstes Tellerstück 120. Gemäß 7 rechts hat dieses einen innenumfänglich, teilumfänglichen Kragen 122, der sich aus einem angrenzenden, flachen Ringabschnitt 112 heraus erstreckt. Über diesen Kragen 122 ist das erste Tellerstück 120 an der Stange 68 zentriert und axial beweglich geführt. Die beiden zweistückigen Federteller gemäß 7 sind gleich ausgestaltet, jedoch was ihre in der Schnittdarstellung betreffende Rotation betrifft unterschiedlich positioniert. Beide ersten Tellerstücke 120 weisen die Form gemäß 7 links auf. Wie beim letztgenannten Ausführungsbeispiel haben sie die Laschen 114, die in das zweite Tellerstück 118, genauer gesagt in deren Durchgangsausnehmungen 116 eingreifen. Die Zentrierung an der Stange 68 erfolgt über das erste Tellerstück 120. Demgemäß weist das erste Tellerstück 120, verglichen mit dem letztgenannten Ausführungsbeispiel, den einen, teilumfänglichen Kragen 122 mehr auf.
Offenbart ist eine hydrostatische Verstelleinrichtung mit einem Zylinder und einem in Hubrichtung federzentrierten Stellkolben, wobei für die Federzentrierung eine Feder der Verstelleinrichtung über einen ein- oder mehrstückigen Federteller der Verstelleinrichtung in Hubrichtung sowohl am Zylinder als auch am Stellkolben abgestützt ist, und wobei der Federteller für seine Zentrierung radial zur Hubrichtung einen gegen einen angrenzenden Abschnitt des Federtellers umgebogenen Kragen hat. Weiterhin ist offenbart eine hydrostatische Verdrängermaschine, insbesondere eine Axialkolbenmaschine mit verstellbarem Verdrängungsvolumen, die die hydrostatische Verstelleinrichtung aufweist, wobei ein Stellglied der Verdrängermaschine, von welchem das Verdrängungsvolumen abhängt, vom Stellkolben angelenkt ist.
Bezugszeichenliste

1: hydrostatische Axialkolbenmaschine
2: Gehäuse
4: topfförmiges Gehäuseteil
6: Gehäusedeckel
8: Triebwelle
10: Boden
12: Wellenstumpf
14: Außenverzahnung
16: Zylindertrommel
18: Drehachse
19: Zylinderbohrung
20: Arbeitskolben
22: hydrostatischer Arbeitsraum
24: Steuerscheibe
26: Schrägscheibe
27: Durchgangsausnehmung
28: Schwenkwiege
29: Lagerfläche
30: Zapfen
31: Gleitstein
32; 132; 232; 332: hydrostatische Verstelleinrichtung
34: Zylinder
38: Stellkolben
40: Seitenfläche
42: Drehachse
44: Ausnehmung
46: Grund
48: Flanke
50: Mittelachse
52, 54: Kolbenfläche
56: erster Hohlraum
58: Hohlraum
60,62: Feder
64: Aufnahme
66: Boden
68: Stange
70: Schraubverbindung
72: zweiter Hohlraum
74, 76: zylinderfester Anschlag
78,80: Federteller
82, 84: kolbenfester Anschlag
86: Hülse
88: erstes Tellerstück
90: zweites Tellerstück
92: Durchgangsausnehmung
94: vollumfänglicher Kragen
96: Ringabschnitt
98: teilumfänglicher Kragen, Lasche
100: Federteller
102: teilumfänglicher Kragen, Lasche
104: Einstich
105: erstes Tellerstück
106: Federteller
108: Durchgangsausnehmung
110: zweites Tellerstück
112: Ringabschnitt
114: Lasche
116: Durchgangsausnehmung
117: Federteller
118: zweites Tellerstück
120: erstes Tellerstück
122: teilumfänglicher Kragen, Lasche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10138554 C1 [0003]
US 5226349 [0004]

Claims

Hydrostatische Verstelleinrichtung (32) zum Anlenken eines Stellgliedes (28) einer hydrostatischen Verdrängermaschine (1), von dessen Stellung ein Hubvolumen der Verdrängermaschine (1) abhängig ist, mit einem Zylinder (34), in dem ein Stellkolben (38), oder zumindest ein Abschnitt davon, entlang seiner Mittelachse (50) axial verschieblich geführt ist, wobei im Stellkolben (38) ein erster Hohlraum (56) ausgebildet ist, in dem wenigstens ein einstückiger oder mehrstückiger Federteller (78, 80; 88; 100; 106; 117) und wenigstens eine an diesem abgestützte Feder (60, 62) zumindest abschnittsweise aufgenommen sind, wobei der Federteller (78, 80; 88; 100; 106; 117) einen vollumfänglich (94) oder teilumfänglich (98; 102; 122) ausgebildeten Kragen hat, über den ein Endabschnitt der einen Feder (60, 62) mit Bezug zur Mittelachse (50) zentriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (94; 98; 102; 122) gegen einen angrenzenden Abschnitt (112) des Federtellers (78, 80; 88; 100; 106; 117) umgebogen ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 mit einer zylinderfesten Stange (68), an der der Federteller (78, 80; 88; 100; 106; 117) mit Bezug zur Mittelachse (50) axial verschieblich geführt und zentriert ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Federteller (88; 100) an der Stange (50) über den einen Kragen (94) axial verschieblich geführt und / oder zentriert ist.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im ersten Hohlraum (56) wenigstens eine andere Feder (60, 62) aufgenommen und am Federteller (78, 80; 88; 100; 106; 117) abgestützt ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Endabschnitt der anderen Feder (60, 62) über den einen Kragen (98) mit Bezug zur Mittelachse (50) zentriert ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 4, wobei der Federteller (78; 100) einen anderen, vollumfänglich oder teilumfänglich ausgebildeten Kragen (98; 102) hat, über den ein Endabschnitt der anderen Feder (60, 62) mit Bezug zur Mittelachse (50) zentriert ist.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Federteller (88; 102) einstückig ausgebildet ist.
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Federteller (78, 80; 106; 117) wenigstens zweistückig ausgebildet ist und ein erstes Tellerstück (88; 105; 118) und ein, insbesondere am ersten zentriertes, zweites Tellerstück (90; 110; 120) hat.
Verstelleinrichtung zumindest nach Anspruch 2 und 8, wobei der Federteller (78, 80; 106; 117) über das erste Tellerstück (88; 105; 118) an der Stange (68) mit Bezug zur Mittelachse (50) axial verschieblich geführt und zentriert ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 9, wobei der oder die Kragen (98) zur Federzentrierung am zweiten Tellerstück (90; 110) vorgesehen ist oder sind.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 9, wobei der oder die Kragen (98) zur Federzentrierung am ersten Tellerstück (120) vorgesehen ist oder sind.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feder oder die Federn (60, 62) zwischen kolbenfesten Anschlägen (82, 84) vorgespannt ist oder sind und in Abhängigkeit der Verschiebung des Stellkolbens (38) an beiden oder an nur einem der kolbenfesten Anschläge (82, 84) abgestützt ist oder sind.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feder oder die Federn (60, 62) zwischen zwei zylinderfesten Anschlägen (74. 76) vorgespannt ist oder sind und in Abhängigkeit der Verschiebung des Stellkolbens (38) an beiden oder an nur einem der zylinderfesten Anschläge (74, 76) abgestützt ist oder sind.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stellkolben (38) eine außenumfängliche Ausnehmung (44) zum mittelbaren oder unmittelbaren Anlenken des Stellgliedes (28) hat, wobei ein Abstand eines Grundes (46) der Ausnehmung (44) zur Mittelachse (50) kleiner oder gleich einem Abstand einer Innenumfangsfläche des ersten Hohlraums (56) zur Mittelachse (50) ist.
Hydrostatische Verdrängermaschine mit einem verstellbarem Hubvolumen, und mit einer hydrostatischen Verstelleinrichtung (32) zu dessen Verstellung, die gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist, wobei vom Stellkolben (38) der Verstelleinrichtung (32) mittelbar oder unmittelbar ein Stellglied (28) der Verdrängermaschine (1) angelenkt ist, von dessen Stellung das Hubvolumen abhängig ist.
Verdrängermaschine nach Anspruch 15 mit der Verstelleinrichtung (32) nach Anspruch 15, und mit einem Koppelelement (31), das zum Einen mit der Ausnehmung (44) in gleitbarem Eingriff ist, und das zum Anderen mit dem Stellglied (28) gekoppelt oder verbunden, insbesondere drehbar verbunden ist.
Verdrängermaschine nach Anspruch 16, wobei das Koppelelement (31) nahe dem Grund (46) der Ausnehmung (44) oder am Grund (46) der Ausnehmung (44) angeordnet ist.
Verdrängermaschine nach Anspruch 16 oder 17, die als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise (1) ausgestaltet ist, wobei das Stellglied eine um eine Schwenkachse verschwenkbare Schwenkwiege (28) ist, an der eine Schrägscheibe (26) angeordnet ist, an der Arbeitskolben (20) gleitend abgestützt sind.
Verdrängermaschine nach Anspruch 18, wobei das Koppelelement (31) drehbar mit der Schwenkwiege (28) verbunden oder drehbar an ihr gelagert ist, und wobei eine Drehachse (42) des Koppelelements (31) zur Schwenkachse beabstandet, insbesondere ausgehend von der Schwenkachse jenseits der Schrägscheibe (26), angeordnet ist.