DE102018218547A1

DE102018218547A1 - Hydrostatic axial piston machine

Info

Publication number: DE102018218547A1
Application number: DE102018218547.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Apperger; Erik Leipersberger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2020-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Axialkolbenmaschine, die in ihrem Hubvolumen verstellbar ist. Der Stellkolben umfasst einen senkrecht zur Längsrichtung des Stellzylinders verkippbaren Kolbenteil und eine fest mit dem Kolbenteil verbundene Kolbenstange. Mit dem Stellkolben ist zur Veränderung des Hubvolumens die Zylindertrommel gegenüber dem Stützteil oder das Stützteil gegenüber der Zylindertrommel um eine Schwenkachse verschwenkbar. Der Kolbenteil des Stellkolbens grenzt im Stellzylinder mit einer ersten Wirkfläche an eine erste Stellkammer an. Die Kolbenstange steht von der der ersten Stellkammer abgewandten Seite des Kolbenteils ab und ist über ein relativ zum verschwenkbaren Bauteil ortsfestes Gelenk unverlierbar mit dem verschwenkbaren Bauteil verbunden derart, dass der gesamte Stellkolben bei einer Verschiebung in Längsrichtung des Stellzylinders auch in einer senkrecht auf der Schwenkachse stehenden Ebene verkippbar ist.Der Stellkolben ist als doppeltwirkender Stellkolben ausgebildet, wobei sein Kolbenteil kolbenstangenseitig mit einer zweiten, ringförmigen Wirkfläche an eine zweite Stellkammer angrenzt und zwischen der Kolbenstange und dem Stellzylinder eine Dichtanordnung vorgesehen ist, die quer zur Achse des Stellzylinders beweglich ist. Damit ist die Stelleinrichtung kostengünstig und benötigt wenig Bauraum.The invention relates to a hydrostatic axial piston machine which is adjustable in its stroke volume. The actuating piston comprises a piston part which can be tilted perpendicular to the longitudinal direction of the actuating cylinder and a piston rod which is fixedly connected to the piston part. The cylinder can be pivoted with respect to the support part or the support part with respect to the cylinder drum about a pivot axis in order to change the stroke volume. The piston part of the actuating piston adjoins a first actuating chamber in the actuating cylinder with a first active surface. The piston rod protrudes from the side of the piston part facing away from the first actuating chamber and is captively connected to the pivotable component via a joint that is stationary relative to the pivotable component such that the entire actuating piston also moves vertically on the pivot axis when displaced in the longitudinal direction of the actuating cylinder The actuating piston is designed as a double-acting actuating piston, with its piston part on the piston rod side adjoining a second actuating chamber with a second, annular active surface and a sealing arrangement being provided between the piston rod and the actuating cylinder, which is movable transversely to the axis of the actuating cylinder. The actuating device is therefore inexpensive and requires little installation space.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Axialkolbenmaschine, die in ihrem Hubvolumen verstellbar ist. Die Axialkolbenmaschine weist eine Zylindertrommel mit in ihrer Längsrichtung bewegbaren Verdrängerkolben, ein Stützglied für die Verdrängerkolben und zur Verstellung des Hubvolumens eine Stelleinrichtung mit einem Stellzylinder und mit einem vom Stellzylinder aufgenommenen und in Richtung der Achse des Stellzylinders verschiebbaren Stellkolben auf. Der Stellkolben umfasst einen senkrecht zur Längsrichtung des Stellzylinders verkippbaren Kolbenteil und eine fest mit dem Kolbenteil verbundene Kolbenstange. Mit dem Stellkolben ist zur Veränderung des Hubvolumens ein erstes Bauteil der beiden Bauteile Zylindertrommel und Stützteil gegenüber dem zweiten Bauteil der beiden Bauteile um eine Schwenkachse verschwenkbar. Der Kolbenteil des Stellkolbens grenzt im Stellzylinder mit einer ersten Wirkfläche an eine erste Stellkammer an. Die Kolbenstange steht von der der ersten Stellkammer abgewandten Seite des Kolbenteils ab und ist über ein relativ zum verschwenkbaren Bauteil ortsfestes Gelenk unverlierbar mit dem verschwenkbaren Bauteil verbunden derart, dass der gesamte Stellkolben bei einer Verschiebung in Längsrichtung des Stellzylinders auch in einer auf der Schwenkachse stehenden Ebene verkippbar ist.The invention relates to a hydrostatic axial piston machine which is adjustable in its stroke volume. The axial piston machine has a cylinder drum with displacer pistons movable in its longitudinal direction, a support member for the displacer pistons and an adjusting device for adjusting the stroke volume with an actuating cylinder and with an actuating piston received by the actuating cylinder and displaceable in the direction of the axis of the actuating cylinder. The actuating piston comprises a piston part which can be tilted perpendicularly to the longitudinal direction of the actuating cylinder and a piston rod which is fixedly connected to the piston part. With the adjusting piston, a first component of the two components cylinder drum and support part can be pivoted relative to the second component of the two components about a pivot axis in order to change the stroke volume. The piston part of the actuating piston adjoins a first actuating chamber in the actuating cylinder with a first active surface. The piston rod protrudes from the side of the piston part facing away from the first actuating chamber and is captively connected to the pivotable component via a joint that is stationary relative to the pivotable component such that the entire actuating piston also moves in a plane standing on the pivot axis when displaced in the longitudinal direction of the actuating cylinder is tiltable.

Eine der artige hydrostatische Axialkolbenmaschine ist als Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise zum Beispiel aus der DE 31 35 605 A1 oder aus dem Funktionsschaubild RDE 92800-10-P/01.2014 der Bosch Rexroth AG bekannt. Zur Verstellung der das Stützteil darstellenden Schrägscheibe hin zu einem größeren Schwenkwinkel und hin zu einem kleineren Schwenkwinkel werden bei den aus den beiden druckschriftlichen Veröffentlichungen zwei einfach wirkende Stellkolben verwendet, von denen ein erster größerer Stellkolben an eine Stellkammer angrenzt, für die der Zufluss und der Abfluss von Druckfluid über ein Regelventil gesteuert wird, und von denen ein kleinerer, auch Gegenkolben genannter Stellkolben an eine zweite Stellkammer angrenzt, die dauernd mit der Hochdruckseite der Axialkolbenpumpe verbunden ist, in der also im Betrieb dauernd Hochdruck ansteht. Die Kolbenstangen der beiden Stellkolben sind über Kugelgelenke mit der Schrägscheibe verbunden.One such hydrostatic axial piston machine is a swash plate type axial piston pump from, for example DE 31 35 605 A1 or from the functional diagram RDE 92800-10-P / 01.2014 from Bosch Rexroth AG. To adjust the swashplate representing the support part towards a larger swivel angle and towards a smaller swivel angle, two single-acting actuating pistons are used in the two printed publications, of which a first larger actuating piston adjoins an actuating chamber for which the inflow and the outflow is controlled by pressure fluid via a control valve, and of which a smaller, also called counter-piston, adjoins a second actuating chamber, which is permanently connected to the high-pressure side of the axial piston pump, in which high pressure is constantly present during operation. The piston rods of the two actuating pistons are connected to the swash plate via ball joints.

Bei der Axialkolbenpumpe nach der DE 31 35 605 A1 umgreift eine Kugelschale an der Schrägscheibe den Kugelkopf einer Kolbenstange um mehr als die Hälfte, so dass der Kugelkopf nicht aus der Kugelschale herausfallen kann. Wie diese auf Zug und auf Druck beanspruchbare Gelenkverbindung hergestellt wird, ist nicht näher ersichtlich.With the axial piston pump after the DE 31 35 605 A1 a spherical shell on the swashplate grips the spherical head of a piston rod by more than half so that the spherical head cannot fall out of the spherical shell. It is not clear how this joint connection, which can be subjected to tension and pressure, is produced.

Bei der Axialkolbenpumpe gemäß RDE 92800-10-P/01.2014 erkennt man an den Kugelköpfen der Kolbenstangen eine kreiszylindrische Abflachung, aufgrund derer die Stellkolben in einer relativen Position zur Schrägscheibe, die sie im Betrieb nicht einnehmen, in die sich über eine Äquatorebene hinauserstreckende Kugelschalen eingesetzt werden können. Nach einem anschließenden Verschwenken der Stellkolben können die Kugelköpfe nicht mehr aus den Kugelschalen herausfallen. Hier ist also eine Art Bajonettverschluss realisiert. Diese Art einer gelenkigen Verbindung ist in der DE 44 29 053 C1 für die gelenkige Anbindung der Verdrängerkolben einer Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise an den Triebflansch ausführlich beschrieben.In the axial piston pump in accordance with RDE 92800-10-P / 01.2014, the spherical heads of the piston rods show a circular cylindrical flattening, due to which the actuating pistons are inserted into the spherical shells that extend beyond an equatorial plane in a position relative to the swash plate, which they do not assume during operation can be. After the actuating pistons have subsequently been pivoted, the ball heads can no longer fall out of the ball shells. So a kind of bayonet lock is realized here. This type of articulated connection is in the DE 44 29 053 C1 described in detail for the articulated connection of the displacement pistons of an axial piston machine in an inclined axis design to the drive flange.

Bei einer aus der DE 103 514 73 A1 bekannten hydrostatische Axialkolbenpumpe ist die Schrägscheibe um eine Schwenkachse verschwenkbar, die einen Abstand von der Drehachse der Zylindertrommel hat. Die Schrägscheibe ist in die eine Richtung durch einen einfach wirkenden Stellkolben und in die Gegenrichtung durch die Triebwerkskräfte und eine Schraubendruckfeder verschwenkbar. Die Axialkolbenpumpe hat hier zwar eine wenig aufwendige Stelleinrichtung, ist aber im Hinblick auf einige Funktionalitäten mit Nachteilen wie eingeschränktes Kraftniveau der Verstellung und eingeschränkte Durchschwenkbarkeit der Schrägscheibe durch eine Nullstellung behaftet.With one from the DE 103 514 73 A1 known hydrostatic axial piston pump, the swash plate is pivotable about a pivot axis which is at a distance from the axis of rotation of the cylinder drum. The swash plate can be pivoted in one direction by a single-acting adjusting piston and in the opposite direction by the engine forces and a helical compression spring. Although the axial piston pump has a less complex actuating device, it has disadvantages with regard to some functionalities, such as a restricted force level of the adjustment and restricted swiveling of the swash plate due to a zero position.

Aus der DE 19 08 234 A ist eine hydrostatische Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise bekannt, bei welcher zur Verstellung des Hubvolumens die Schrägscheibe mit Hilfe eines doppeltwirkenden Stellkolbens verschwenkt wird. Der Stellkolben grenzt an eine erste Stellkammer, für die der Zufluss und der Abfluss von Druckfluid über ein Regelventil gesteuert wird, und an eine im Querschnitt kleinere, ringförmige Stellkammer an, in der dauernd ein Hochdruck ansteht. Der Kolbenteil des Stellkolbens ist nur geradlinig bewegbar und nicht verkippbar und über eine Koppelstange, die über ein erstes Drehgelenk mit dem Kolbenteil und über ein zweites Drehgelenk mit der Schrägscheibe verbunden ist, in aufwendiger Weise mit der Schrägscheibe bewegungsgekoppelt.From the DE 19 08 234 A a hydrostatic swash plate type axial piston pump is known in which the swash plate is pivoted with the aid of a double-acting adjusting piston to adjust the stroke volume. The actuating piston borders on a first actuating chamber, for which the inflow and outflow of pressurized fluid is controlled via a control valve, and on an annular actuating chamber with a smaller cross section, in which a high pressure is constantly applied. The piston part of the actuating piston can only be moved in a straight line and cannot be tilted and is coupled in a complex manner to the swash plate via a coupling rod which is connected to the piston part via a first swivel joint and to the swash plate via a second swivel joint.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Axialkolbenmaschine der eingangs bezeichneten Art so weiterzuentwickeln, dass die Stelleinrichtung einfach und kostengünstig baut und wenig Bauraum benötigt.The invention is based on the object of further developing a hydrostatic axial piston machine of the type mentioned at the outset in such a way that the actuating device is simple and inexpensive to build and requires little installation space.

Diese Aufgabe wird für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, dass der Stellkolben doppeltwirkend ist und sein Kolbenteil kolbenstangenseitig mit einer zweiten, ringförmigen Wirkfläche an eine zweite Stellkammer angrenzt und dass zwischen der Kolbenstange und dem Stellzylinder eine Dichtanordnung vorgesehen ist, die quer zur Achse des Stellzylinders beweglich ist. Bei einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Axialkolbenpumpe werden also nicht zwei einfach wirkende Stellkolben für die Verschwenkung des Stützteils, sondern ein doppeltwirkender Stellkolben verwendet, der als Ganzes das Kolbenteil und die Kolbenstange einschließend nicht nur in Längsrichtung des Stellzylinders bewegt werden, sondern auch um Achsen senkrecht zur Längsrichtung kippen kann. Durch die quer zur Achse des Stellzylinders bewegliche Dichtanordnung wird sichergestellt, dass die zweite Stellkammer am Austritt der Kolbenstange immer gut abgedichtet ist. Dabei baut die Stelleinrichtung sehr kompakt, da kein Gegenkolben vorhanden ist und keine Koppelstange als gesondertes Bauteil benötigt wird.This object is achieved for a hydrostatic axial piston machine of the type described in the introduction in that the actuating piston is double-acting and its piston part is adjacent to a second actuating chamber on the piston rod side with a second, annular active surface and that between the Piston rod and the actuating cylinder a sealing arrangement is provided which is movable transversely to the axis of the actuating cylinder. In a hydrostatic axial piston pump according to the invention, therefore, not two single-acting adjusting pistons are used for pivoting the support part, but a double-acting adjusting piston, which as a whole, including the piston part and the piston rod, is not only moved in the longitudinal direction of the adjusting cylinder, but also tilts about axes perpendicular to the longitudinal direction can. The sealing arrangement movable transversely to the axis of the actuating cylinder ensures that the second actuating chamber is always well sealed at the outlet of the piston rod. The actuator is very compact because there is no counter piston and no coupling rod is required as a separate component.

Die Erfindung kann für hydrostatische Axialkolbenmaschinen, die als Pumpe oder als Motor konzipiert sind oder in beiden Betriebsarten betreibbar sind, angewandt werden.The invention can be applied to hydrostatic axial piston machines which are designed as a pump or as a motor or can be operated in both operating modes.

Der Stellkolben ist vorzugsweise ein Differentialkolben, dessen erste Wirkfläche größer als die zweite Wirkfläche ist. Die zweite Stellkammer und damit die zweite Wirkfläche kann dauernd mit dem Hochdruck beaufschlagt sein. Aufgrund der größeren ersten Wirkfläche kann der Stellkolben gegen den in der zweiten Stellkammer anstehenden Hochdruck verschoben und damit das Stützteil in eine Richtung verstellt werden, selbst wenn eine Rückstellfeder vorhanden ist, die im drucklosen Fall eine Vorzugsstellung des Stützteils gewährleisten soll und mit dem Druck in der zweiten Stellkammer auf das Stützteil eine Kraft in Gegenrichtung ausübt.The actuating piston is preferably a differential piston, the first effective area of which is larger than the second effective area. The second actuating chamber and thus the second active surface can be continuously subjected to the high pressure. Due to the larger first effective area, the actuating piston can be displaced against the high pressure in the second actuating chamber and the support part can thus be adjusted in one direction, even if a return spring is present, which should ensure a preferred position of the support part in the unpressurized case and with the pressure in the second control chamber exerts a force in the opposite direction on the support part.

Vorzugsweise ist die Dichtanordnung von einer Nut des Stellzylinders aufgenommen und dichtet einerseits radial mit der Umfangsfläche der Kolbenstange und andererseits axial mit einer Seitenwand der Nut ab.The sealing arrangement is preferably received by a groove of the actuating cylinder and seals radially on the one hand with the circumferential surface of the piston rod and on the other hand axially with a side wall of the groove.

Es ist von Vorteil, wenn der Innendurchmesser des Stellzylinders auf axial außerhalb der Nut kleiner ist als axial innerhalb Nut derart, dass die Nut unterschiedlich hohe Seitenwände hat, und wenn die Dichtanordnung axial mit der äußeren Seitenwand der Nut abdichtet. Als axial außerhalb der Nut liegend angesehen wird hier ein Bereich des Stellzylinders, der sich zwischen der Nut und der Stirnseite des Stellzylinders befindet, an der die Kolbenstange aus dem Stellzylinder austritt. Die unterschiedlich hohen Seitenwände der Nut erleichtern die Montage von Elementen der Dichtanordnung quasi von hinten durch das Innere des Stellzylinders hindurch. Als vorne wird dabei die Stirnseite des Stellzylinders angesehen, durch die die Kolbenstange den Stellzylinder verlässt. Die andere Stirnseite befindet sich dementsprechend hinten.It is advantageous if the inside diameter of the actuating cylinder is smaller axially outside the groove than axially inside the groove such that the groove has side walls of different heights, and if the sealing arrangement seals axially with the outer side wall of the groove. A region of the actuating cylinder that is located between the groove and the end face of the actuating cylinder at which the piston rod emerges from the actuating cylinder is regarded as lying axially outside the groove. The differently high side walls of the groove facilitate the assembly of elements of the sealing arrangement from behind through the interior of the actuating cylinder. The front of the actuating cylinder through which the piston rod leaves the actuating cylinder is regarded as the front. The other end is accordingly at the back.

Vorzugsweise reicht die innere Seitenwand der Nut nur bis zum Innendurchmesser der zweiten Stellkammer, so dass die Bearbeitung des Inneren des Stellzylinders im Vergleich zu einer Nut mit zwei gleich hohen Seitenwänden, an denen der Stellzylinder einen kleineren Innendurchmesser als der Kolbenteil des Stellkolbens hat, vereinfacht ist.The inner side wall of the groove preferably extends only up to the inner diameter of the second actuating chamber, so that the machining of the interior of the actuating cylinder is simplified compared to a groove with two equally high side walls, on which the actuating cylinder has a smaller inner diameter than the piston part of the actuating piston .

Die Dichtanordnung kann einen radial mit der Umfangsfläche der Kolbenstange abdichtenden Dichtring umfassen. Ist der Außendurchmesser des Dichtrings kleiner als der Durchmesser des Kolbenteils des Stellkolbens, so kann der Dichtring auf einfache Weise von hinten durch das Innere des üblicherweise auch hinten zunächst offenen und während der Montage erst nach dem Einsetzen des Stellkolbens durch ein Verschlusselement, zum Beispiel durch eine Verschlussschraube verschlossenen Stellzylinders separat oder aufgeschoben auf die Kolbenstange eingesetzt werden.The sealing arrangement can comprise a sealing ring sealing radially with the peripheral surface of the piston rod. If the outer diameter of the sealing ring is smaller than the diameter of the piston part of the actuating piston, the sealing ring can easily be opened from the rear through the interior of the opening, which is usually also initially open at the rear, and during assembly only after the actuating piston has been inserted by a closure element, for example by a Locking screw of the closed adjusting cylinder can be inserted separately or pushed onto the piston rod.

Auch wenn der Dichtring von dem in der zweiten Stellkammer anstehenden Druck in eine Richtung aus der zweiten Stellkammer heraus belastet ist, kann es für den Fall, dass der Druck sehr niedrig ist (zum Beispiel beim Starten der Axialkolbenmaschine), zweckmäßig sein, den Dichtring durch einen in die Nut eingesetzten Sicherungsring dagegen zu sichern, dass er bei einer Bewegung des Stellkolbens, während der sich die zweite Stellkammer vergrößert, in diese hinein von der Kolbenstange mitgenommen wird.Even if the sealing ring is loaded in one direction out of the second adjusting chamber by the pressure in the second actuating chamber, it may be advisable in the event that the pressure is very low (for example when starting the axial piston machine) through the sealing ring to secure a circlip inserted into the groove against the fact that when the actuating piston moves during which the second actuating chamber enlarges, it is carried into the piston rod by the latter.

Der Dichtring sollte auch unter Berücksichtigung der Tatsache, dass sich die Kolbenstange des Stellkolbens im Betrieb nicht parallel seitlich verlagert, sondern verkippt wird, eine gewisse Nachgiebigkeit haben, um sich der Kipplage der Kolbenstange anpassen zu können. Für die axiale Abstützung des Dichtrings ist es dann vorteilhaft, einen zusätzlichen stabilen Stützring vorzusehen, der von der Kolbenstange radial verschiebbar ist und der den Dichtring axial abstützt. Der Spalt zwischen dem Stützring und der Kolbenstange kann wesentlich enger als der Spalt zwischen der Kolbenstange und dem Zylindergehäuse gemacht werden. Der Stützring kann axial an einer Seitenwand der Nut anliegen und erfüllt somit auch die Funktion einer Axialdichtung.The sealing ring should also have a certain degree of flexibility, taking into account the fact that the piston rod of the actuating piston does not move laterally in parallel, but is tilted, in order to be able to adapt to the tilting position of the piston rod. For the axial support of the sealing ring, it is then advantageous to provide an additional stable support ring which is radially displaceable by the piston rod and which axially supports the sealing ring. The gap between the support ring and the piston rod can be made much narrower than the gap between the piston rod and the cylinder housing. The support ring can rest axially on a side wall of the groove and thus also fulfills the function of an axial seal.

Ist die äußere Seitenwand der Nut höher als die innere Seitenwand, so kann der Außendurchmesser des Stützrings kleiner als der Durchmesser des Kolbenteils des Stellkolbens sein, so dass sich der Stützring leicht durch den Stellzylinder hindurch von hinten montieren lässt.If the outer side wall of the groove is higher than the inner side wall, the outer diameter of the support ring can be smaller than the diameter of the piston part of the actuating piston, so that the support ring can be easily fitted from behind through the actuating cylinder.

Zur Abdichtung des Spalts zwischen dem Kolbenteil und dem Stellzylinder ist vorzugsweise ein metallischer Dichtring vorgesehen, der in einer umlaufenden Nut des Kolbenteils aufgenommen ist.To seal the gap between the piston part and the actuating cylinder, a metallic sealing ring is preferably provided, which is received in a circumferential groove of the piston part.

Die Kolbenstange kann mit dem Stützteil über ein Kugelgelenk verbunden sein, wobei die Kolbenstange einen Kugelkopf mit einer Zylinderfläche und das Stützteil eine über eine halbe Kugel hinausgehende Kugelschale mit einer Öffnung aufweist und wobei der Durchmesser der Zylinderfläche kleiner ist als der Durchmesser der kreisrunden Öffnung und die Zylinderfläche und die kreisrunde Öffnung derart relativ zueinander angeordnet sind, dass in jeder betrieblichen Position des Stellkolbens eine Mittelachse der kreisrunden Öffnung und eine Mittelachse der Zylinderfläche einen Winkel größer null miteinander einschließen. Hier besteht also eine Art Bajonettverschluss zwischen dem Stellkolben und dem Stützteil. Vorteilhafterweise ist die Mittelachse der kreisrunden Öffnung aus der Ebene, in der der Stellkolben während des Betriebs verkippt wird, um einen Winkel β herausgeschwenkt. Die Achse der Zylinderfläche am Kugelkopf der Kolbenstange kann mit der Achse der Kolbenstange zusammenfallen. An sich ist es denkbar, die Öffnung der Kugelschale so zu legen, dass die Achse zwar in der Ebene liegt, in der der Stellkolben während des Betriebs verkippt wird, jedoch in keiner der betrieblichen Kipppositionen des Stellkolbens mit dessen Achse zusammenfällt. Denkbar ist es auch, die Zylinderfläche am Kugelkopf der Kolbenstange so zu legen, dass ihre Mittelachse mit der Achse der Kolbenstange einen Winkel einschließt und die Öffnung der Kugelschale so zu legen, dass ihre Mittelachse in der Kippebene des Stellkolbens liegt. Dann muss die Zylinderfläche um einen großen Winkel aus der Achse der Kolbenstange gekippt sein, da sich der Stellkolben im Betrieb um seine eigene Achse drehen kann und deshalb die Mittelachse der Zylinderfläche immer auch in der Kippebene des Stellkolbens zu liegen kommen kann. The piston rod can be connected to the support part via a ball joint, the piston rod having a spherical head with a cylindrical surface and the support part having a spherical shell with an opening that extends beyond half a ball, and the diameter of the cylinder surface is smaller than the diameter of the circular opening and the Cylinder surface and the circular opening are arranged relative to one another in such a way that in each operational position of the actuating piston a central axis of the circular opening and a central axis of the cylindrical surface enclose an angle greater than zero with one another. So there is a kind of bayonet lock between the actuating piston and the support part. Advantageously, the central axis of the circular opening from the plane in which the actuating piston is tilted during operation is at an angle β swung out. The axis of the cylinder surface on the ball head of the piston rod can coincide with the axis of the piston rod. As such, it is conceivable to position the opening of the spherical shell in such a way that the axis lies in the plane in which the actuating piston is tilted during operation, but does not coincide with its axis in any of the operational tilting positions of the actuating piston. It is also conceivable to place the cylinder surface on the ball head of the piston rod so that its central axis forms an angle with the axis of the piston rod and to place the opening of the ball socket so that its central axis lies in the tilting plane of the actuating piston. Then the cylinder surface must be tilted by a large angle from the axis of the piston rod, since the control piston can rotate around its own axis during operation and therefore the central axis of the cylinder surface can always also lie in the tilting plane of the control piston.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, bei der das Stützteil eine Schrägscheibe ist, und mit einer Längsverstellung einsetzbar. Von einer Längsverstellung durch die Stelleinrichtung spricht man, wenn sich der Stellzylinder und der Stellkolben derart zumindest angenähert parallel zur Drehachse der Zylindertrommel erstrecken, dass bei einer Bewegung des Stellkolbens in Längsrichtung des Stellzylinders die Bewegungskomponente in Richtung der Drehachse der Zylindertrommel wesentlich größer als die Bewegungskomponente senkrecht zu der Drehachse ist.The invention is particularly advantageous in a hydrostatic swash plate type axial piston machine, in which the supporting part is a swash plate, and can be used with a longitudinal adjustment. One speaks of a longitudinal adjustment by the actuating device if the actuating cylinder and the actuating piston extend at least approximately parallel to the axis of rotation of the cylinder drum in such a way that when the actuating piston moves in the longitudinal direction of the actuating cylinder, the movement component in the direction of the axis of rotation of the cylinder drum is substantially greater than the movement component perpendicular to the axis of rotation.

Ein als hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgebildetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Axialkolbenmaschine sowie verschiedene Varianten von Einzelaspekten sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.An exemplary embodiment of a hydrostatic axial piston machine according to the invention, designed as a hydrostatic axial piston machine in a swashplate construction, and various variants of individual aspects are shown in the drawings. The invention will now be explained in more detail with reference to the figures of these drawings.

Es zeigen

1 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel, bei dem die Schrägscheibe und der Stellkolben durch einen Bajonettverschluss mechanische miteinander verbunden sind und die Kolbenstange zum Stellzylinder allein durch einen Dichtring gegeneinander abgedichtet sind,
2 den Bereich des Stellkolbens aus 1 in einem vergrößerten Maßstab,
3 eine Variante mit einem gegenüber 2 im Bereich der Abdichtung der Kolbenstange abgeänderten Stellzylinder,
4 eine Variante der Dichtanordnung,
5 einen Schnitt durch das Gelenk zwischen der Kolbenstange und der Schrägscheibe des Ausführungsbeispiels aus 1 und
6 eine Variante des Gelenks zwischen der Kolbenstange und der Schrägscheibe.

Show it

1 2 shows a longitudinal section through the exemplary embodiment in which the swash plate and the actuating piston are mechanically connected to one another by a bayonet lock and the piston rod is sealed off from the actuating cylinder solely by a sealing ring,
2nd the area of the control piston 1 on an enlarged scale,
3rd a variant with one opposite 2nd modified actuating cylinder in the area of the sealing of the piston rod,
4th a variant of the sealing arrangement,
5 a section through the joint between the piston rod and the swash plate of the embodiment 1 and
6 a variant of the joint between the piston rod and the swash plate.

Die hydrostatische Axialkolbenmaschine nach 1 ist zunächst dafür vorgesehen, um als in ihrem Verdrängungsvolumen verstellbare Axialkolbenpumpe einen oder mehrere hydraulische Verbraucher, wie zum Beispiel Hydrozylinder, in einem offenen hydraulischen Kreislauf mit Druckmittel zu versorgen, und in Schrägscheibenbauart ausgeführt. Offener hydraulischer Kreislauf heißt, dass die Axialkolbenpumpe über einen Sauganschluss 8 Druckmittel aus einem Tank ansaugt und über einen Druckanschluss 9 an die hydraulischen Verbraucher abgibt und dass das von den hydraulischen Verbrauchern wegströmende Druckmittel in den Tank zurückfließt. Der Sauganschluss 8 und der Druckanschluss 9 sind die beiden Arbeitsanschlüsse der Axialkolbenpumpe, die in 1 durch gestrichelte Kreise angedeutet sind. Der Volumenstrom der Axialkolbenpumpe ist proportional zur Antriebsdrehzahl und zum Verdrängungsvolumen, das die pro Umdrehung geförderten Druckmittelmenge ist.The hydrostatic axial piston machine after 1 is initially intended to supply one or more hydraulic consumers, such as hydraulic cylinders, with pressure medium in an open hydraulic circuit as an axial piston pump with adjustable displacement, and is designed in a swashplate design. Open hydraulic circuit means that the axial piston pump has a suction connection 8th Sucks pressure medium from a tank and via a pressure connection 9 to the hydraulic consumers and that the pressure medium flowing away from the hydraulic consumers flows back into the tank. The suction connection 8th and the pressure connection 9 are the two working connections of the axial piston pump, which are in 1 are indicated by dashed circles. The volume flow of the axial piston pump is proportional to the drive speed and the displacement volume, which is the volume of pressure medium delivered per revolution.

Die hydrostatische Axialkolbenmaschine nach 1 ist weiterhin dafür vorgesehen, um in die gleich Drehrichtung wie als Pumpe und unter Beibehaltung des einen Arbeitsanschlusses als Sauganschluss und des anderen Arbeitsanschlusses als Druckanschluss als Motor zu arbeiten, zum Beispiel als Anlasser für einen Verbrennungsmotor.The hydrostatic axial piston machine after 1 is also intended to work in the same direction of rotation as a pump and while maintaining one working connection as a suction connection and the other working connection as a pressure connection as a motor, for example as a starter for an internal combustion engine.

Die Axialkolbenmaschine, die in 1 noch nicht ganz fertig montiert ist, umfasst ein Gehäuse 10 mit einem topfartigen Gehäuseteil 11 und mit einer Anschlussplatte 12, in der die Arbeitsanschlüsse ausgebildet sind und durch die das offene Ende des Gehäuseteils 11 verschlossen ist. Die Axialkolbenmaschine umfasst weiterhin eine Triebwelle 13, eine Zylindertrommel 14, einen Steuerspiegel 15, der eine von der Anschlussplatte 12 separate Steuerplatte ist, der zwischen der Zylindertrommel 14 und der Anschlussplatte 12 angeordnet ist und der relativ zur Anschlussplatte feststeht, sowie als Stützelement eine in ihrer Neigung bezüglich der Drehachse 16 der Triebwelle 13 verstellbare Schrägscheibe 17, die wegen ihrer Verschwenkbarkeit auch Schwenkwiege genannt wird. Diese kann von der Position, die sie in 1 einnimmt und in der sie senkrecht zur Achse der Antriebswelle 12 steht und die als Nullstellung bezeichnet wird, und nach zwei entgegengesetzten Richtungen für den Pumpenbetrieb bis zu einem maximalen positiven Schwenkwinkel und für den Motorbetrieb bis zu einem maximalen negativen Schwenkwinkel verschwenkt werden. Die Axialkolbenmaschine arbeitet bei einer Position der Schrägscheibe auf der einen Seite der Nullstellung als Pumpe und bei einer Position der Schrägscheibe auf der anderen Seite der Nullstellung als Motor. Die Schwenkachse 18 der Schrägscheibe 17 steht senkrecht auf der Schnittebene nach 1 und geht durch die Drehachse 16 der Triebwelle 13. Die Zylindertrommel 14, die Steuerplatte 15 und die Schrägscheibe 17 sind von dem Innenraum 19 des Gehäuseteils 11 aufgenommen.The axial piston machine, which in 1 is not yet fully assembled, includes a housing 10th with a pot-like housing part 11 and with a connection plate 12th , in which the working connections are formed and through which the open end of the housing part 11 is closed. The axial piston machine also includes a drive shaft 13 , a cylinder drum 14 , a tax register 15 which one from the sub-base 12th separate control plate is between the cylinder drum 14 and the connection plate 12th is arranged and the relative is fixed to the connection plate, and as a support element in its inclination with respect to the axis of rotation 16 the drive shaft 13 adjustable swashplate 17th , which is also called swivel cradle because of its pivotability. This can vary from the position they are in 1 occupies and in which it is perpendicular to the axis of the drive shaft 12th stands and which is referred to as the zero position, and can be pivoted in two opposite directions for pump operation up to a maximum positive swivel angle and for motor operation up to a maximum negative swivel angle. The axial piston machine works as a pump when the swash plate is on one side of the zero position and as a motor when the swash plate is on the other side of the zero position. The pivot axis 18th the swashplate 17th is perpendicular to the cutting plane 1 and goes through the axis of rotation 16 the drive shaft 13 . The cylinder drum 14 , the control plate 15 and the swashplate 17th are from the interior 19th of the housing part 11 added.

Zur Abfuhr von Lecköl hat das Gehäuseteil 11 einen Leckölanschluss 20.The housing part has a drain for draining leakage oil 11 a drain port 20th .

Die Triebwelle 13 ist im Boden des Gehäuseteils 11 und in der Anschlussplatte 12 über Kegelrollenlager 21 und 22 drehbar um die Drehachse 16 gelagert und greift zentriert durch einen zentralen Durchbruch der Zylindertrommel 14 hindurch. Diese ist mit der Triebwelle 13 drehfest, jedoch axial beweglich verbunden und kann deshalb ohne Spiel an der Steuerplatte 15 anliegen.The drive shaft 13 is in the bottom of the housing part 11 and in the connection plate 12th via tapered roller bearings 21 and 22 rotatable around the axis of rotation 16 supported and centered through a central opening in the cylinder drum 14 through it. This is with the drive shaft 13 non-rotatably, but axially movably connected and can therefore without play on the control plate 15 issue.

Die Zylindertrommel 14 ist im Wesentlichen ein kreiszylindrischer Körper mit einer Mittelachse 25, die mit der Drehachse 16 der Triebwelle 13 zusammenfällt. Sie besitzt einen in Richtung der Mittelachse durchgehenden, zentralen Hohlraum 26, durch den die Triebwelle 13 hindurchgeht. In dem zentralen Hohlraum 26 ist eine die Triebwelle 13 umgebende Schraubendruckfeder 27 untergebracht, die sich mit ihrem einen Ende an einem in die Zylindertrommel 14 eingesetzten Sicherungsring 28 und mit ihrem anderen Ende letztendlich an der Schrägscheibe 17 abstützt und die Zylindertrommel gegen die Steuerplatte 15 drückt. Im Bereich eines in Richtung auf die Schrägscheibe 17 vorspringenden Trommelhalses mit einem verringerten Außendurchmesser ist die Zylindertrommel 14 innen mit einer Verzahnung 29 versehen, die in eine entsprechende Verzahnung 30 der Antriebswelle 13 eingreift. Über die Verzahnungen ist die Zylindertrommel 14 drehfest, jedoch axial beweglich mit der Antriebswelle 13 verbunden. Aufgrund der axialen Beweglichkeit kann die Zylindertrommel 14 von der Schraubendruckfeder 27 ohne Spiel an den Steuerspiegel 15 angedrückt werden.The cylinder drum 14 is essentially a circular cylindrical body with a central axis 25th that with the axis of rotation 16 the drive shaft 13 coincides. It has a central cavity that is continuous in the direction of the central axis 26 through which the drive shaft 13 goes through. In the central cavity 26 is a the drive shaft 13 surrounding helical compression spring 27 housed with one end at one in the cylinder drum 14 used circlip 28 and ultimately with its other end on the swashplate 17th supports and the cylinder drum against the control plate 15 presses. In the area towards the swashplate 17th projecting drum neck with a reduced outer diameter is the cylinder drum 14 inside with a toothing 29 provided in a corresponding toothing 30th the drive shaft 13 intervenes. The cylinder drum is over the teeth 14 non-rotatable, but axially movable with the drive shaft 13 connected. Due to the axial mobility, the cylinder drum 14 from the helical compression spring 27 without play at the tax mirror 15 be pressed.

In die Zylindertrommel 14 sind über den Umfang gleichmäßig verteilt eine Mehrzahl von zum Beispiel sieben auf dem gleichen Teilkreis liegende im Querschnitt kreiszylindrische Zylinderräume 35 eingebracht, die parallel zur Mittelachse 25 verlaufen. Im Folgenden werden die Zylinderräume wegen ihres kreiszylindrischen Querschnitts als Zylinderbohrungen bezeichnet, auch wenn sie nicht oder nicht allein durch Bohren aus dem vollen Material hergestellt sind. Von jeder Zylinderbohrung 35 ist als Verdrängerelement ein Verdrängerkolben 36 aufgenommen und in Längsrichtung geführt.In the cylinder drum 14 are evenly distributed over the circumference a plurality of, for example, seven cylindrical spaces lying on the same pitch circle with a circular cylindrical cross section 35 introduced that parallel to the central axis 25th run. In the following, the cylinder spaces are referred to as cylinder bores because of their circular-cylindrical cross-section, even if they are not made from the full material or not by drilling alone. From every cylinder bore 35 is a displacement piston as a displacement element 36 recorded and guided in the longitudinal direction.

Die Verdrängerkolben 36 weisen an dem der Schwenkwiege 17 zugewandten Ende einen kugelförmigen Kopf 37 auf, der unverlierbar in eine korrespondierende Ausnehmung eines Gleitschuhs 38 eintaucht, so dass zwischen Verdrängerkolben und Gleitschuh ein Kugelgelenk gebildet ist. Mittels der Gleitschuhe 38 stützen sich die Verdrängerkolben 36 an der Schrägscheibe 17 ab, so dass sie im Betrieb in den Zylinderbohrungen 35 eine Hubbewegung ausführen. Die Größe des Hubs wird dabei von der Neigung der verschwenkbaren Schrägscheibe 17 bestimmt. Zur Verstellung der Neigung der Schrägscheibe 17 und damit des Hubvolumens ist eine Stelleinrichtung 40 vorgesehenThe displacement pistons 36 point at that of the swivel cradle 17th end facing a spherical head 37 on the captive in a corresponding recess of a slide shoe 38 immersed so that a ball joint is formed between the displacer and the sliding block. Using the sliding shoes 38 the displacement pistons are supported 36 on the swash plate 17th off so that they operate in the cylinder bores 35 perform a lifting movement. The size of the stroke is determined by the inclination of the swiveling swash plate 17th certainly. For adjusting the inclination of the swash plate 17th and thus the stroke volume is an actuating device 40 intended

Damit die Verdrängerkolben 36 nicht von der Schrägscheibe 17 abheben, sondern im Betreib als Pumpe auch während des sogenannten Saughubs an der Schrägscheibe verbleiben, ist eine Rückzugplatte 41 vorgesehen, die in bekannter Weise über verschiedene nicht näher bezeichnete Bauteile von der Schraubendruckfeder 27 in Richtung auf die Schrägscheibe zu belastet ist. Somit stützt sich das zweite Ende der Schraubendruckfeder 27 unter anderen über die Rückzugplatte 41 und die Gleitschuhe 38 an der Schrägscheibe 17 ab und sorgt somit nicht nur dafür, dass die Zylindertrommel 14 auch ohne Betriebsdruck an der Steuerplatte 15 gedrückt wird, sondern auch dafür, dass die Verdrängerkolben 36 während des Saughubs aus den Zylinderbohrungen 35 herausgezogen werden und die Gleitschuhe 38 an der Schwenkwiege 17 verbleiben.So that the displacement piston 36 not from the swashplate 17th lift off, but remain in operation as a pump on the swashplate during the so-called suction stroke, is a retraction plate 41 provided, in a known manner via various components not specified by the helical compression spring 27 towards the swashplate is too loaded. The second end of the helical compression spring is thus supported 27 among others via the retraction plate 41 and the slide shoes 38 on the swash plate 17th and not only ensures that the cylinder drum 14 even without operating pressure on the control plate 15 is pressed, but also for the displacement piston 36 during the suction stroke from the cylinder bores 35 be pulled out and the slide shoes 38 on the swivel cradle 17th remain.

Mit der Stelleinrichtung 40 kann die Schrägscheibe 17 abgesehen von den Positionen maximalen Schwenkwinkels von jeder Position aus in beide Richtungen verschwenkt werden. Bei einer Verschwenkung in die eine Richtung muss dabei gegen eine Rückstellfeder 45 gearbeitet werden, die zwischen dem Gehäuse 10 und der Schrägscheibe 17 eingespannt ist und dafür sorgt, dass im drucklosen Fall die Schrägscheibe 17 auf den maximalen positiven Schwenkwinkel ausgeschwenkt ist. Bei einer Verstellung in die Gegenrichtung unterstützt die Rückstellfeder 45 die Stelleinrichtung 40 With the actuator 40 can the swashplate 17th apart from the positions of the maximum swivel angle, they can be swiveled in both directions from any position. When swiveling in one direction, it must be against a return spring 45 to be worked between the housing 10th and the swashplate 17th is clamped and ensures that the swash plate in the depressurized case 17th is swung out to the maximum positive swivel angle. The return spring supports the adjustment in the opposite direction 45 the actuator 40

Die Stelleinrichtung 40 umfasst einen doppeltwirkenden Stellkolben 50, der als Differentialkolben ein Kolbenteil 51 und eine einseitig von dem Kolbenteil abstehende und einstückig mit dem Kolbenteil ausgebildete Kolbenstange 52 umfasst und in einer kreiszylindrischen im Folgenden Stellzylinder genannten Aufnahme 53 des Gehäuseteils 11 gleitend geführt ist. Der Stellzylinder 53 ist zum Innenraum 18 hin (nach vorne) und nach außen hin (nach hinten) offen und hat eine Achse, die zusammen mit der Drehachse 16 der Triebwelle 13 eine Ebene aufspannt, auf der die Schwenkachse 18 der Schwenkwiege 17 senkrecht steht. Die Achse des Stellzylinders 53 ist gegen die Drehachse 16 nur leicht geneigt, so dass sich auch der Stellkolben 50 in einer in Bezug zur Drehachse 16 leicht geneigten Richtung bewegt. Wird bei einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ein Stellkolben derart leicht geneigt oder parallel zur Drehachse der Triebwelle geführt, so spricht man von einer Axialkolbenmaschine mit einer Längsverstellung. Bei fertig montierter Maschine ist der Stellzylinder 53 nach außen hin (hinten) durch eine Verschlussschraube verschlossen.The actuator 40 includes a double-acting control piston 50 which as a differential piston is a piston part 51 and one sided of that Piston part protruding and integrally formed with the piston part 52 includes and in a circular cylindrical receptacle hereinafter called actuator 53 of the housing part 11 is slidably guided. The actuator cylinder 53 is to the interior 18th open (towards the front) and outward (towards the rear) and has an axis that together with the axis of rotation 16 the drive shaft 13 spans a plane on which the swivel axis 18th the swivel cradle 17th is vertical. The axis of the actuating cylinder 53 is against the axis of rotation 16 only slightly inclined so that the control piston 50 in one with respect to the axis of rotation 16 slightly inclined direction. If, in a hydrostatic swash plate type axial piston machine, an adjusting piston is tilted slightly or parallel to the axis of rotation of the drive shaft, one speaks of an axial piston machine with a longitudinal adjustment. When the machine is fully assembled, the actuating cylinder is 53 closed to the outside (rear) by a screw plug.

Die im Querschnitt kreiszylindrische Kolbenstange 51 des Stellkolben 50 tritt vorne abgedichtet aus dem Stellzylinder 53 aus und in den Innenraum 19 ein und ist mit der Schrägscheibe 17 über ein Kugelgelenk 54 zug- und druckfest mechanisch verbunden. Durch eine Bewegung des Stellkolbens 50 in Längsrichtung des Stellzylinders 53 wird die Schrägscheibe 17 um die Schwenkachse 18 verschwenkt. Wegen der ortsfesten Position des Kugelgelenks 54 an der Schrägscheibe 17 wird der Längsbewegung des Stellkolbens 50 eine Kippbewegung in einer senkrecht auf der Schwenkachse 18 stehenden Ebene überlagert.The piston rod, which is circular cylindrical in cross section 51 of the actuating piston 50 comes out sealed from the actuating cylinder at the front 53 out and into the interior 19th one and is with the swash plate 17th via a ball joint 54 mechanically connected to tensile and compressive strength. By moving the control piston 50 in the longitudinal direction of the actuating cylinder 53 becomes the swash plate 17th about the pivot axis 18th panned. Because of the fixed position of the ball joint 54 on the swash plate 17th becomes the longitudinal movement of the actuating piston 50 a tilting movement in a perpendicular to the swivel axis 18th layer overlaid.

Der Kolbenteil 51 des Stellkolbens 50 trennt eine kolbenstangenabseitige, erste Stellkammer 55, deren Querschnitt gleich dem Querschnitt des Stellzylinders ist und an der der Kolbenteil mit einer ersten großen Wirkfläche 56 angrenzt, von einer kolbenstangenseitigen und deshalb ringförmigen, zweiten Stellkammer 57 kleineren Querschnitts, an die der Kolbenteil 51 mit eine ringförmigen, zweiten Wirkfläche 58 angrenzt und die zwischen der zweiten Wirkfläche 58 des Kolbenteils 51 und der Abdichtung zwischen der Kolbenstange 51 und dem Stellzylinder.53 liegt. Die zweite Stellkammer 57 ist fluidisch dauernd mit dem Druckanschluss 9 verbunden, so das in ihr immer der Hochdruck ansteht. Der Zufluss von Druckfluid zu der ersten Stellkammer 55 und der Abfluss von Druckfluid aus der ersten Stellkammer 55 wird durch ein nicht näher dargestelltes Regelventil gesteuert, wobei sich in der ersten Stellkammer jeweils ein Druck einstellt, der an der ersten Wirkfläche 56 eine Kraft erzeugt, die gleich der Summe der entgegengesetzt wirkenden Kräfte, nämlich der durch den Druck an der zweiten Wirkfläche 58 erzeugten Kraft und der Kraft der Schraubendruckfeder 27 ist.The piston part 51 of the control piston 50 separates a first actuating chamber on the piston rod side 55 , whose cross section is equal to the cross section of the actuating cylinder and on which the piston part with a first large effective area 56 adjacent, from a piston rod side and therefore annular, second actuating chamber 57 smaller cross-section to which the piston part 51 with an annular, second active surface 58 adjacent and between the second effective area 58 of the piston part 51 and the seal between the piston rod 51 and the actuator cylinder 53. The second storage chamber 57 is fluidly permanent with the pressure connection 9 connected, so that there is always high pressure in it. The inflow of pressurized fluid to the first actuating chamber 55 and the discharge of pressurized fluid from the first actuating chamber 55 is controlled by a control valve, not shown, wherein a pressure is established in the first actuating chamber, which is at the first effective surface 56 generates a force that is equal to the sum of the opposing forces, namely that caused by the pressure on the second active surface 58 generated force and the force of the helical compression spring 27 is.

Der Kolbenteil 51 des Stellkolbens 50 ist so ausgebildet, dass die Kippbewegung des Stellkolbens 50 möglich ist. Außerdem ist der Durchmesser der Durchtrittsöffnung 65, durch die die Kolbenstange 52 aus dem Stellzylinder 53 heraus in den Innenraum 19 tritt, zwar kleiner als der Durchmesser der Stellkammern 55, 57 und als der Durchmesser des Kolbenteils 51, aber um so viel größer als der Durchmesser der Kolbenstange 52, dass für die Kolbenstange die notwendige Bewegungsfreiheit besteht, um dem Weg des Kugelgelenks 54 folgen zu können.The piston part 51 of the control piston 50 is designed so that the tilting movement of the actuating piston 50 is possible. In addition, the diameter of the passage opening 65 through which the piston rod 52 from the actuating cylinder 53 out into the interior 19th occurs, smaller than the diameter of the control chambers 55 , 57 and as the diameter of the piston part 51 , but so much larger than the diameter of the piston rod 52 that the piston rod has the necessary freedom of movement to move the ball joint 54 to be able to follow.

Die radiale Außenfläche 66 des Kolbenteils 51 ist nach außen gewölbt. In ihr befindet sich eine umlaufende Ringnut 67, in die ein geschlitzter metallischer Dichtring 68 eingebracht ist. Somit sind die beiden Stellkammern 55 und 57 am Kolbenteil 51 gegeneinander abgedichtet.The radial outer surface 66 of the piston part 51 is curved outwards. There is a circumferential ring groove in it 67 in which a slotted metallic sealing ring 68 is introduced. Thus, the two control chambers 55 and 57 on the piston part 51 sealed against each other.

Wie deutlich aus 2 zu erkennen ist, ist in der Durchtrittsöffnung 65 in die Wand des Stellzylinders 53 ein umlaufende Ringnut 69 eingebracht, deren Seitenwände 70 und 71 somit gleich hoch sind und von der ein im Querschnitt rechteckiger Dichtring 72 aus einem Kunststoff aufgenommen ist. Der Innendurchmesser des Dichtrings 72 ist gleich dem Durchmesser der Kolbenstange 52. Der Außendurchmesser des Dichtrings 72 ist kleiner als der Durchmesser des Grundes und die Dicke des Dichtrings 72 ist kleiner als die Breite der Ringnut 69, so dass der Dichtring die seitliche Kippbewegung der Kolbenstange 52 mitmachen kann. Der Dichtring 72 dichtet dabei einerseits radial durch Anlage an der Kolbenstange 52 und axial durch Anlage an der äußeren Seitenwand 70 der Ringnut 69 ab.How clear 2nd can be seen is in the passage opening 65 into the wall of the actuating cylinder 53 a circumferential ring groove 69 introduced the side walls 70 and 71 are therefore the same height and of which a sealing ring with a rectangular cross section 72 is recorded from a plastic. The inner diameter of the sealing ring 72 is equal to the diameter of the piston rod 52 . The outer diameter of the sealing ring 72 is smaller than the diameter of the base and the thickness of the sealing ring 72 is smaller than the width of the ring groove 69 so that the sealing ring stops the lateral tilting movement of the piston rod 52 can participate. The sealing ring 72 seals radially on the one hand by contact with the piston rod 52 and axially by contacting the outer side wall 70 the ring groove 69 from.

Bei der Variante nach 3 befindet sich die Ringnut 69 für die Aufnahme des Dichtrings 72 am Übergang zwischen der Stellkammer 57 und der Durchtrittsöffnung 65 des Stellzylinders 53. Die Ringnut 69 hat deshalb eine äußere Seitenwand 70, deren Höhe durch den Durchmesser der Durchtrittsöffnung 65 bestimmt ist und die höher ist als die innere Seitenwand 71 ist, deren Höhe durch den Durchmesser der Stellkammer 57 bestimmt ist. Bei einer solchen Ausbildung der Ringnut 68 lässt sich der Dichtring von hinten durch den Stellzylinder 53 hindurch montieren. Sowohl bei der Variante gemäß den 1 und 2 als auch bei der Variante gemäß 3 wird der Dichtring 72 durch Anlage an der Seitenwand 71 der Ringnut 69 daran gehindert, von der Kolbenstange 52 in die Stellkammer 57 hinein mitgenommen zu werden. Bei der Variante nach 3 kann der Dichtring 72 im Außendurchmesser größer gemacht werden als bei der Variante gemäß den 1 und 2 und hat deshalb eine größere Auflagefläche an der Seitenwand 70. Entsprechend muss die Ringnut 69 gemäß der Variante nach 3 im Bezug zum Durchmesser der Durchtrittsöffnung 65 tiefer seinIn the variant after 3rd is the ring groove 69 for the admission of the sealing ring 72 at the transition between the control chamber 57 and the passage opening 65 of the actuating cylinder 53 . The ring groove 69 therefore has an outer side wall 70 whose height is determined by the diameter of the passage opening 65 is determined and which is higher than the inner side wall 71 whose height is determined by the diameter of the control chamber 57 is determined. With such a formation of the annular groove 68 the sealing ring can be moved from behind through the adjusting cylinder 53 mount through. Both in the variant according to 1 and 2nd as well as in the variant according to 3rd becomes the sealing ring 72 by contacting the side wall 71 the ring groove 69 prevented from the piston rod 52 into the control room 57 to be taken in. In the variant after 3rd can the sealing ring 72 be made larger in the outer diameter than in the variant according to 1 and 2nd and therefore has a larger contact area on the side wall 70 . Accordingly, the ring groove 69 according to the variant 3rd in relation to the diameter of the passage opening 65 be deeper

Während bei den beiden Varianten nach den 1 bis 3 die Dichtanordnung zwischen dem Stellzylinder 53 und der Kolbenstange 52 nur den Dichtring 72 umfasst. Wird die Dichtanordnung gemäß der in 4 gezeigten Variante von mehreren Teilen gebildet. Auch bei dieser Variante befindet sich die Ringnut 69 am Übergang zwischen der Stellkammer 57 und der Durchtrittsöffnung 65 und hat eine höhere äußere Seitenwand 70 und eine niedrigere innere Seitenwand 71. Die Ringnut 69 ist jedoch breiter ausgebildet als in den 1, 2 und 3. Die Dichtanordnung zwischen dem Stellzylinder 53 und der Kolbenstange 52 besteht aus einem stabilen Stützring 75, der die Kolbenstange 52 eng umgibt und die radiale Bewegung der Kolbenstange mitmacht. Der Stützring 75 liegt dabei immer auf der äußeren Seitenwand 70 der Ringnut 72 auf. Der Stützring 75 trägt einen Dichtring 72, der den Dichtringen 72 aus den 1 bis 3 entspricht, bei der Variante gemäß 4 jedoch nur eine radiale Dichtfunktion hat, nämlich die Funktion, den engen Radialspalt zwischen dem Stützring 75 und der Kolbenstange 52 abzudichten. Insofern sind die Anforderungen an die Stabilität des Dichtrings 72 nicht so hoch wie bei den Varianten nach den 1 bis 3. Der Außendurchmesser des Dichtrings 72 und des Stützrings 75 ist bei der Variante gemäß 4 kleiner als der Durchmesser der Stellkammer 57, so dass diese beiden Ringe leicht von hinten durch den Stellzylinder hindurch in Position gebracht werden können. Gehalten werden sie in dieser Position durch einen Sicherungsring 76, der in die Ringnut 69 eingesetzt ist und ein Verschleppen der Ringe 69 und 75 in die Stellkammer 57 verhindert. While with the two variants after the 1 to 3rd the sealing arrangement between the actuating cylinder 53 and the piston rod 52 only the sealing ring 72 includes. If the sealing arrangement according to the in 4th shown variant formed from several parts. The ring groove is also in this variant 69 at the transition between the control chamber 57 and the passage opening 65 and has a higher outer side wall 70 and a lower inner sidewall 71 . The ring groove 69 is however broader than in the 1 , 2nd and 3rd . The sealing arrangement between the actuating cylinder 53 and the piston rod 52 consists of a stable support ring 75 who the piston rod 52 closely surrounds and follows the radial movement of the piston rod. The support ring 75 always lies on the outer side wall 70 the ring groove 72 on. The support ring 75 carries a sealing ring 72 who the sealing rings 72 from the 1 to 3rd corresponds to the variant according to 4th however only has a radial sealing function, namely the function of the narrow radial gap between the support ring 75 and the piston rod 52 to seal. In this respect, the requirements for the stability of the sealing ring 72 not as high as with the variants after the 1 to 3rd . The outer diameter of the sealing ring 72 and the support ring 75 is according to the variant 4th smaller than the diameter of the control chamber 57 , so that these two rings can be easily positioned from behind through the actuating cylinder. They are held in this position by a locking ring 76 that in the ring groove 69 is inserted and a dragging of the rings 69 and 75 into the control room 57 prevented.

Zur Bildung des Kugelgelenks 54 zwischen der Kolbenstange 52 und der Schwenkwiege 17 weist die Kolbenstange einen Kugelkopf 80 auf, an dem eine Zylinderfläche 81 mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet ist und deren Mittelachse 82 mit der Mittelachse der Kolbenstange 52 und des gesamten Stellkolbens 50 zusammenfällt. In der Schrägscheibe 17 ist eine Kugelschale 83 ausgebildet, die mit einer kreisrunden Öffnung 84 versehen ist, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser eines Großkreises der Kugelschale 83 ist. Dies bedeutet, dass die Kugelschale größer als eine Halbkugel ist und mit einem Hinterschnitt versehen ist. Eine Gerade 85, die durch den Mittelpunkt der Öffnung 84 und durch den Mittelpunkt der Kugelschale geht, schließt mit der Ebene 86, in der der Stellkolben 50 bei einer Stellbewegung kippt und in der die Mittelachse 82 des Stellkolbens liegt, einen Winkel β ein.To form the ball joint 54 between the piston rod 52 and the swivel cradle 17th the piston rod has a ball head 80 on which a cylinder surface 81 is formed with a circular cross section and its central axis 82 with the central axis of the piston rod 52 and the entire actuating piston 50 coincides. In the swashplate 17th is a spherical shell 83 trained with a circular opening 84 is provided, the diameter of which is smaller than the diameter of a large circle of the spherical shell 83 is. This means that the spherical shell is larger than a hemisphere and has an undercut. A straight 85 through the center of the opening 84 and goes through the center of the spherical shell, closes with the plane 86 in which the actuating piston 50 in the event of an adjustment movement and in which the central axis 82 of the actuating piston, an angle β a.

Der Durchmesser der Öffnung 84 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Zylinderfläche 81. Das bedeutet, dass in einer Position, in der die Schrägscheibe 17 um den Winkel β verkippt ist, der Kugelkopf 80 des bereits in den Stellzylinder 53 eingeschobenen Stellkolbens 50 in die Kugelschale 83 eingesetzt werden kann. Dann wird die Schrägscheibe zurück in ihre Betriebslage gedreht, in der die Kugelschale 83 den Kugelkopf 80 hintergreift. Es können nun außer Druckkräften auch Zugkräfte von dem Stellkolben 50 auf die Schrägscheibe 17 übertragen werden. Da die Schrägscheibe 17 im Betrieb nie die verkippte Position einnimmt, kann sich die mechanische Verbindung zwischen ihr und dem Stellkolben nicht lösen.The diameter of the opening 84 is slightly larger than the diameter of the cylinder surface 81 . That means in a position where the swashplate 17th around the angle β is tilted, the ball head 80 already in the actuating cylinder 53 inserted piston 50 in the spherical shell 83 can be used. Then the swash plate is turned back into its operating position, in which the spherical shell 83 the ball head 80 engages behind. In addition to compressive forces, tensile forces can now also be exerted by the actuating piston 50 on the swashplate 17th be transmitted. Because the swashplate 17th never takes up the tilted position during operation, the mechanical connection between it and the actuating piston cannot come loose.

Bei der Variante nach 6 sind die Kolbenstange 52 und die Schrägscheibe 17 über ein Drehgelenk 87 miteinander verbunden, dessen Drehachse senkrecht auf der Ebene 86 steht, in der der Stellkolben während einer Stellbewegung kippt. Zur Ausbildung des Drehgelenks hat die Schrägscheibe 17 eine Gabel 88, in die die Kolbenstange 52 mit einer Abflachung eingreift. Durch Bohrungen in der Gabel und in der Abflachung ist ein Verbindungsbolzen 89 durchgeschoben.In the variant after 6 are the piston rod 52 and the swashplate 17th via a swivel 87 interconnected, its axis of rotation perpendicular to the plane 86 is in which the actuator piston tilts during an actuating movement. The swash plate has to form the swivel joint 17th a fork 88 into which the piston rod 52 engages with a flattening. A connecting bolt is through holes in the fork and in the flat 89 pushed through.

Die Stellkammer 57 der Stelleinrichtung ist dauernd mit dem Druckanschluss 9 der Axialkolbenmaschine fluidisch verbunden, während die Stellkammer 55 an ein nicht gezeigtes Regelventil angeschlossen ist, über das sie einerseits mit einer Druckmittelquelle, zum Beispiel mit einem aufgeladenen Hydrospeicher, und andererseits mit einer Druckmittelsenke, zum Beispiel mit einem Tank, fluidisch verbunden werden kann. Soll die Schrägscheibe zum Beispiel aus der in 1 gezeigten Position, in der das Hubvolumen null ist, gegen den Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 18 verschwenkt werden, so wird die Stellkammer 55 über das Regelventil fluidisch mit der Druckmittelquelle verbunden. Durch das in die Stellkammer 55 strömende Druckmittel wird der Stellkolben ausgefahren, wobei zugleich aus der Stellkammer 57 Druckmittel verdrängt wird. Dabei stellt sich in der Stellkammer ein solcher Stelldruck ein, dass durch die an der großen Wirkfläche 56 erzeugte Kraft gegen die Kraft der Rückstellfeder 45 und gegen die von dem in der Stellkammer 57 anstehenden Hochdruck an der kleinen Wirkfläche 58 des Stellkolbens 50 erzeugte Kraft der Stellkolben 50 ausgefahren wird. Für eine Verschwenkung der Schrägscheibe 17 im Uhrzeigersinn wird die Stellkammer 55 mit der Druckmittelsenke fluidisch verbunden, so dass aus ihr unter dem Einfluss der von dem Hochdruck an der Wirkfläche 58 erzeugten Kraft und der Kraft der Rückstellfeder 45 Druckmittel verdrängt werden kann und der Stellkolben 50 einfährt.The control room 57 the actuator is permanently connected to the pressure connection 9 the axial piston machine fluidly connected while the actuating chamber 55 is connected to a control valve, not shown, via which it can be fluidly connected on the one hand to a pressure medium source, for example with a supercharged hydraulic accumulator, and on the other hand to a pressure medium sink, for example with a tank. For example, if the swash plate is from the in 1 shown position, in which the stroke volume is zero, counterclockwise around the pivot axis 18th be pivoted, so the control chamber 55 fluidly connected to the pressure medium source via the control valve. Through that in the control room 55 flowing pressure medium, the actuating piston is extended, at the same time from the actuating chamber 57 Pressure medium is displaced. In this case, such a control pressure is set in the control chamber that due to the large effective area 56 generated force against the force of the return spring 45 and against that of the one in the control room 57 upcoming high pressure on the small effective area 58 of the control piston 50 generated force of the actuating piston 50 is extended. For swiveling the swashplate 17th clockwise the control chamber 55 fluidly connected to the pressure medium sink, so that from it under the influence of the high pressure on the active surface 58 generated force and the force of the return spring 45 Pressure fluid can be displaced and the control piston 50 drives in.

BezugszeichenlisteReference list

88th: SauganschlussSuction connection
99: DruckanschlussPressure connection
1010th: Gehäusecasing
1111: topfartiges Gehäuseteilpot-like housing part
12 12th: AnschlussplatteSub-base
1313: Triebwelle 13 Drive shaft 13
1414: ZylindertrommelCylinder drum
1515: SteuerplatteControl plate
1616: Drehachse von 13 Axis of rotation of 13
1717th: SchrägscheibeSwashplate
1818th: Schwenkachse von 17 Swivel axis of 17th
1919th: Innenraum von 11 Interior of 11
2020th: LeckölanschlussLeakage oil connection
2121: KegelrollenlagerTapered roller bearings
2222: KegelrollenlagerTapered roller bearings
2525th: Mittelachse von 14 Central axis of 14
2626: zentraler Hohlraum in 14 central cavity in 14
2727: SchraubendruckfederHelical compression spring
2828: SicherungsringCirclip
2929: Verzahnung von 14 Gearing of 14
3030th: Verzahnung von 13 Gearing of 13
3535: ZylinderbohrungenCylinder bores
3636: VerdrängerkolbenDisplacement piston
3737: kugelförmigen Kopf von 36 spherical head of 36
3838: GleitschuhSliding shoe
4040: StelleinrichtungActuator
4141: RückzugplatteRetraction plate
4545: RückstellfederReturn spring
5050: StellkolbenAdjusting piston
5151: Kolbenteil von 50 Piston part of 50
5252: Kolbenstange von 50 Piston rod from 50
5353: StellzylinderActuating cylinder
5454: KugelgelenkBall joint
5555: erste Stellkammerfirst control chamber
5656: große Wirkfläche an 51 large effective area 51
5757: zweite Stellkammersecond control chamber
5858: kleine Wirkfläche an 51 small effective area 51
6565: Durchtrittsöffnung für 52 Passage opening for 52
6666: radiale Außenfläche von 51 radial outer surface of 51
6767: Ringnut in 51 Ring groove in 51
6868: Dichtring an 51 Sealing ring 51
6969: RingnutRing groove
7070: äußere Seitenwand von 69 outer side wall of 69
7171: innere Seitenwand von 69 inner side wall of 69
7272: DichtringSealing ring
7575: StützringSupport ring
7676: SicherungsringCirclip
8080: Kugelkopf an 52 Ball head on 52
8181: Zylinderfläche an 80 Cylinder surface 80
8282: Mittelachse von 81, 50 Central axis of 81 , 50
8383: KugelschaleSpherical shell
8484: kreisrunde Öffnung an 83 circular opening 83
8585: GeradeJust
8686: Ebenelevel
8787: DrehgelenkSwivel
8888: Gabel an 17 Fork on 17th
8989: Verbindungsbolzen Connecting bolt
ββ: Winkel zwischen 85 und 86 Angle between 85 and 86

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 3135605 A1 [0002, 0003]
DE 4429053 C1 [0004]
DE 10351473 A1 [0005]
DE 1908234 A [0006]

Claims

Hydrostatic axial piston machine, whose stroke volume is adjustable and a cylinder drum (14) with displacer pistons (36) movable in its longitudinal direction, a support member (17) for the displacer pistons (36) and an adjusting device (40) with an actuating cylinder (40) for adjusting the stroke volume. 53) and with an actuating piston (52) which is received by the actuating cylinder (53) and displaceable in the direction of the axis of the actuating cylinder (53) and which has a piston part (51) which can be tilted perpendicular to the longitudinal direction of the actuating cylinder (53) and one which is fixed to the piston part ( 51) connected piston rod (52) and with which a first component (17) of the two components cylinder drum (14) and support part (17) can be pivoted with respect to the second component (14) of the two components about a pivot axis (18) in order to change the stroke volume is, the piston part (51) of the actuating piston (50) in the actuating cylinder (53) having a first effective surface (56) adjacent to a first actuating chamber (55) u nd the piston rod (52) protrudes from the side of the piston part (51) facing away from the first actuating chamber (55) and is captively connected to the pivotable component (17) via a joint (54) which is stationary relative to the pivotable component (17), that the actuating piston (50) can also be tilted in a plane (86) perpendicular to the pivot axis (18) during a displacement in the longitudinal direction of the actuating cylinder (53), characterized in that the actuating piston (50) is double-acting and its piston part (51 ) on the piston rod side with a second, annular active surface (58) adjacent to a second actuating chamber (57) and that between the piston rod (52) and the actuating cylinder (53) a sealing arrangement (72, 75, 76) is provided which is transverse to the axis of the Actuating cylinder (53) is movable.

Hydrostatic axial piston machine after Claim 1 , The actuating piston (50) being a differential piston, the first effective area (56) of which is larger than the second effective area (58).

Hydrostatic axial piston machine after Claim 2 , wherein the second control chamber (57) is continuously subjected to the high pressure.

Hydrostatic axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein the sealing arrangement (72, 75, 76) is received by an annular groove (69) of the actuating cylinder (53) and on the one hand radially with the circumferential surface of the piston rod (52) and on the other hand axially with a side wall (70) the annular groove (69) seals.

Hydrostatic axial piston machine after Claim 4 , wherein the inner diameter of the actuating cylinder (53) on the axially outer side (70) of the annular groove (69) is smaller than on the axially inner side (71) of the annular groove (69) such that the annular groove (69) has side walls of different heights , and wherein the sealing arrangement (72, 75, 76) seals axially with the outer side wall (70) of the annular groove (69).

Hydrostatic axial piston machine after Claim 5 , wherein the inner side wall (71) of the annular groove (69) only extends to the inner diameter of the second actuating chamber (57).

Hydrostatic axial piston machine after Claim 4 , 5 or 6 , wherein the sealing arrangement (72, 75, 76) comprises a sealing ring (72) sealing radially with the peripheral surface of the piston rod (52).

Hydrostatic axial piston machine according to the Claims 7 , wherein the outer diameter of the sealing ring (72) is smaller than the diameter of the piston part (51) of the actuating piston (50).

Hydrostatic axial piston machine after Claim 8 , wherein the sealing ring (72) is secured against being carried inwards by a locking ring (76) inserted into the annular groove (69).

Hydrostatic axial piston machine after Claim 8 or 9 The sealing arrangement (72, 75, 76) comprises an axially sealing support ring (75) which bears against the outer side wall (70) of the annular groove (69) and which is radially displaceable by the piston rod (52) and which seals the sealing ring (72). axially supported.

Hydrostatic axial piston machine after Claim 10 , wherein the outer diameter of the support ring (75) is smaller than the diameter of the piston part (51) of the actuating piston (50).

Hydrostatic axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein a metallic sealing ring (68) is provided for sealing the gap between the piston part (51) and the actuating cylinder (53) and is received in a circumferential groove (67) of the piston part (51).

Hydrostatic axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein the piston rod (52) is connected to the support part (17) via a ball joint (54), the piston rod (52) having a ball head (80) with a cylindrical surface (81) and the support part (17 ) has a spherical shell (83) with a circular opening (84) going beyond a half ball, the diameter of the cylindrical surface (81) being smaller than or equal to the diameter of the circular opening (84) and the cylindrical surface (81) and the circular opening (84) are arranged relative to one another such that a central axis (85) of the circular opening (84) is in each operational position of the adjusting piston (50) and a central axis (82) of the cylindrical surface (81) enclose an angle (β) greater than zero with one another.

Hydrostatic axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein the central axis (85) of the circular opening (84) is pivoted out of the plane (86) in which the actuating piston (50) is tilted during operation.

Hydrostatic axial piston machine according to one of the Claims 1 to 12th , wherein the piston rod part (52) of the actuating piston (50) is connected to the support part (17) by means of a bolt connection (89).

Hydrostatic axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein the support part (17) is a swash plate.

Hydrostatic axial piston machine after Claim 15 , wherein the actuating cylinder (53) and the actuating piston (50) extend at least approximately parallel to the axis of rotation (25) of the cylinder drum (14) such that when the actuating piston (50) moves in the longitudinal direction of the actuating cylinder (53) the movement component in the direction the axis of rotation (25) of the cylinder drum (14) is substantially larger than the movement component perpendicular to the axis of rotation (25).