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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gleitschuh einer Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise damit, gemäß Patentanspruch 9.
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Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise der heutigen Ausprägung verfügen über kugelförmige Gleitschuhgelenke, welche hohe Kräfte übertragen müssen. In diesen Gleitschuhgelenken ist eine Kolbenkugel in einer kugelförmigen Ausnehmung eines Gleitschuhs gelagert, wobei sowohl die Kolbenkugel als auch der Gleitschuh aus Metall gebildet sind. Um diese Gelenke hydraulisch zu entlasten und Kontakt von Metall auf Metall, was zu erhöhtem Verschleiß führen kann, zu vermeiden, sind Kolbenkugeln an ihrem dem Gleitschuh zugewandten Ende abgeflacht. Das so zwischen der Kolbenkugel und dem Gleitschuh ausgebildete Volumen bildet einen Druckraum aus und wird mit Druckmittel, welches unter Hochdruck steht, beaufschlagt. Die Beaufschlagung kann effizient aus dem vom Kolben begrenzten, rückwärtigen hydrostatischen Arbeitsraum, mittels einer Durchgangsbohrung erfolgen. Dieses unter Hochdruck stehende Druckmittel wirkt einer Kolbenkraft entgegen. Zur mechanischen Übertragung einer Restflächenpressung zwischen der Kolbenkugel und dem Gleitschuh darf die Abflachung der Kolbenkugel nicht zu groß gewählt werden. Zusätzlich bestünde in diesem Fall eine Gefahr eines Gleitschuhspaltens, da die Kolbenkraft mit größerer Abflachung zunehmend über ihre radiale Komponente, und damit spaltend, eingeleitet wird.
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Aus diesen Randbedingungen ergibt sich, dass heutige Gleitschuh-Kolbengelenke stark unterentlastet sind. Insbesondere in Motoranwendungen können hohe Restflächenpressungen auftreten, was Verschleiß an dem Gleitschuh und / oder der Kolbenkugel bis hin zu einem Totalausfall nach sich ziehen kann.
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Auf einem anderen technischen Gebiet weisen völlig anders aufgebaute Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise, wie sie beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2006 019 884 B4 bekannt sind, Kolbenkugeln auf, in welche Entlastungsnuten eingebracht sind. Nachteilig hierbei ist, dass eine Entlastungsfläche klein ist und ein zulässiger Schwenkbereich des Kugelkopfes stark limitiert ist, da eine unkontrollierte übermäßige Leckage von Hydraulikfluid zu einem Gehäuse der Axialkolbenmaschine hin aus Effizienzgründen konstruktiv vermieden werden muss.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Gleitschuh für eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise bereitzustellen, der die Nachteile aus dem Stand der Technik behebt oder zumindest reduziert. Konkret besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Gleitschuh für eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise bereitzustellen, der einem vorzeitigen Verschleiß des Gleitschuhs entgegenwirkt und damit den Totalausfall der Axialkolbenpumpe verhindert. Eine weitere Aufgabe ist, eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise zu schaffen, die besser gegen vorzeitigen Verschleiß geschützt ist.
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Die erste Aufgabe wird gelöst durch einen Gleitschuh mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, die zweite durch eine Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
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Im Konkreten ist ein Gleitschuh zum gleitenden Abstützen eines Kolbens, insbesondere eines Arbeitskolbens, an einer Schrägscheibe einer Axialkolbenmaschine vorgesehen. Er hat eine der Schrägscheibe zuwendbare, insbesondere zugewandte, Gleitfläche und in Opposition zur Gleitfläche eine Ausnehmung zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme eines Kugelkopfes des Kolbens. Die Ausnehmung hat einen kugelzonenförmigen Flächenabschnitt, der zur Anlage mit dem Kugelkopf ausgebildet ist. Erfindungsgemäß beinhaltet dieser Flächenabschnitt eine erste Nut, die sich weg von einem vergleichsweise kleinen Durchmesser des Flächenabschnitts in Richtung hin zu einem größeren Durchmesser des Flächenabschnitts oder weg vom kleinsten Durchmesser des Flächenabschnitts hin zum größeren Durchmesser erstreckt.
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In anderen Worten ist der Gleitschuh, über den der Kolben mittels einer Gleitfläche an der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine abstützbar ist, mit einer insbesondere kalottenförmigen Ausnehmung ausgebildet. Die Ausnehmung ist vorgesehen und ausgebildet, den Kugelkopf des Kolbens aufzunehmen. Eine Innenfläche der Ausnehmung beinhaltet den konkaven, kugelzonenförmigen Flächenabschnitt, an dem der Kugelkopf des Kolbens zumindest abschnittsweise anliegt. In dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt ist die erste Nut ausgebildet, die sich von einem der Gleitfläche zugewandten Rand des kugelzonenförmigen Flächenabschnitts weg erstreckt.
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Durch die erste Nut kann unter Hochdruck stehendes Druckmittel aus einem Druckraum, welcher vorzugsweise von einer scheitelseitigen Abflachung des Kugelkopfes und einer Basis der kalottenförmigen Ausnehmung ausbildbar ist, zwischen den Kugelkopf und den kugelzonenförmigen Flächenabschnitt gelangen und dort ein hydrostatisches Entlastungsfeld ausbilden. Auf diese Weise kann eine Entlastung erhöht und damit ein Verschleiß zwischen dem Kugelkopf und dem Gleitschuh erheblich reduziert werden. Weiterhin kann durch das Vorsehen der ersten Nut ein zulässiger Schwenkbereich des Kugelkopfes in dem Gleitschuh vergleichsweise groß gehalten werden, ohne dabei eine Leckage von Hydraulikfluid zu einem Gehäuse der Axialkolbenmaschine hin zu verursachen.
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Die Beaufschlagung des Druckraumes mit unter Hochdruck stehendem Druckmittel kann effizient aus einem vom Kolben begrenzten, rückwärtigen hydrostatischen Arbeitsraum mittels einer Durchgangsbohrung erfolgen, die an einem Scheitelabschnitt des Kugelkopfes eine Mündung hin zur Ausnehmung des Gleitschuhs aufweist.
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In einem ersten Aspekt der Erfindung kann der Gleitschuh eine Mittelachse beinhalten, zu der sich die wenigstens eine erste Nut zumindest teilumfänglich, insbesondere spiralförmig erstreckt.
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In anderen Worten kann eine Achse zu welcher der Gleitschuh im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist, als die Mittelachse des Gleitschuhs bezeichnet werden. In nochmals anderen Worten verläuft die Mittelachse durch einen Mittelpunkt des kleinsten Durchmessers des kugelzonenförmigen Flächenabschnitts und ist senkrecht zu der Gleitfläche orientiert. Die erste Nut in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt erstreckt sich, bezogen auf die Mittelachse, in einer Schneckenform mit einem sich kontinuierlich vergrößernden Durchmesser in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt.
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Durch die sich umfänglich insbesondere spiralförmig erstreckende erste Nut wird eine gleichmäßige Verteilung des Druckmittels zwischen dem Kugelkopf und dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt erreicht und damit die Entlastung zwischen dem Kugelkopf und dem Gleitschuh weiter erhöht.
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In einem weiteren Aspekt kann der Gleitschuh in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt eine zweite Nut aufweisen, welche sich vollumfänglich zwischen dem kleineren oder kleinsten Durchmesser und einem (dazu) größeren Durchmesser erstreckt. Insbesondere kann es sich bei der zweiten Nut um eine Ringnut handeln, welche vollumfänglich geschlossen ist. Die zweite Nut kann insbesondere senkrecht zu der Mittelachse angeordnet sein.
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In anderen Worten kann eine zweite Nut in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt ausgebildet sein, welche mit einem konstanten Durchmesser parallel zu der Gleitfläche in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt angeordnet ist. Die zweite Nut sorgt dabei für eine gleichmäßige Druckmittelverteilung über einen vollen Umfang des kugelzonenförmigen Flächenabschnitts, was zu einer gleichmäßigen Entlastung beiträgt.
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In einem weiteren Aspekt kann der Durchmesser der zweiten Nut kleiner sein als ein äquatorialer Durchmesser der Ausnehmung.
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In anderen Worten kann der Durchmesser der zweiten Nut kleiner sein als ein maximaler Durchmesser des kugelzonenförmigen Flächenabschnitts. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass eine Dichtfläche, welche zwischen dem Kugelkopf und dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt des Gleitschuhs ausgebildet ist, zuverlässig dichtet und somit die Leckage von Druckmittel zu dem Gehäuse der Axialkolbenmaschine und damit einen Abfall des Hochdrucks zwischen Kugelkopf und dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt verhindert.
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In einem weiteren Aspekt kann über die wenigstens eine erste Nut ein von dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt und dem Kugelkopf zumindest abschnittsweise begrenzbarer / begrenzter Druckraum mit der zweiten Nut fluidsicher verbindbar / verbunden sein.
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In anderen Worten kann die erste Nut in die zweite Nut übergehen und damit einen mit dem Druckraum zusammenhängenden Freiraum bzw. Hydraulikfluidleiter bilden. Auf diese Weise kann das Hydraulikfluid unabhängig von einer Stellung / Verschwenkung des Kolbens zu dem Gleitschuh zuverlässig ausgehend von dem Druckraum über die erste Nut in die zweite Nut eingeleitet werden, die das unter Hochdruck stehende Druckmittel dann gleichmäßig über den Umfang verteilt.
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In einem weiteren Aspekt kann die wenigstens eine erste Nut in einem flachen Winkel insbesondere kleiner 20° in die zweite Nut münden.
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In anderen Worten kann der Winkel, den die erste Nut und die zweite Nut an einem Übergang / einer Mündungsstelle einschließen, kleiner als 20° sein. Durch die Wahl eines derart flachen / spitzen Winkels kann ein Überströmen des Druckmittels von der ersten Nut in die zweite Nut möglichst gleichmäßig und ohne lokalen Rückstau erfolgen, was eine gleichmäßige Verteilung des Druckmittels über den Umfang unterstützt.
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In einem weiteren Aspekt kann die wenigstens eine erste Nut höchstens eine Windung aufweisen.
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In anderen Worten kann sich die erste Nut in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt, bezogen auf die Mittelachse, in einer Schneckenform mit einem sich kontinuierlich vergrößernden Durchmesser in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt um höchstens 360° um die Mittelachse ausbreiten. Es sind jedoch auch Ausführungsbeispiele vorstellbar, in welchen die wenigstens eine erste Nut mehr als eine Windung aufweist.
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Durch eine Begrenzung auf höchstens eine Windung kann gewährleistet werden, dass das Druckmittel mit ausreichend hohem Druck an einem Ende der ersten Nut beziehungsweise in der zweiten Nut ankommt und Druckverluste über einen Verlauf der ersten Nut geringgehalten werden.
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In einem weiteren Aspekt kann der Gleitschuh mehrere erste Nuten in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt aufweisen. Vorzugsweise weist der kugelzonenförmige Flächenabschnitt zwei erste Nuten auf, die diametral an dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt ausgebildet sind. Weiter vorzugsweise weist der kugelzonenförmige Flächenabschnitt mehr als zwei erste Nuten auf, die sich in Bezug auf einen Umfangswinkel zur Mittelachse vorzugsweise mit gleichem Winkelabstand erstrecken. Weiter vorzugsweise können sich die mindestens zwei ersten Nuten kreuzen.
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In anderen Worten können sich mehrere erste Nuten in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt weg von dessen kleinsten Durchmesser erstrecken, wobei sich die mehreren ersten Nuten vorzugsweise helixförmig in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt erstrecken.
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Ein Vorsehen mehrerer erster Nuten gewährleistet einen gleichmäßigen Eintrag von dem unter Hochdruck stehendem Druckmittel über die gesamte Fläche des Entlastungsdurchmessers, ohne dabei die erste Nut übermäßig zu verlängern und damit Druckverluste über den Verlauf der ersten Nut zu erzielen.
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Des Weiteren offenbart die vorliegende Erfindung eine Axialkolbenmaschine mit einer Triebwelle und damit drehfest verbundenen Zylinder-Kolbeneinheiten, von deren Kolben je ein hydrostatischer Arbeitsraum abschnittsweise begrenzt ist, der mit rotierender Triebwelle alternierend mit einem Niederdruckraum und einem Hochdruckraum der Axialkolbenmaschine verbindbar ist, wobei ein Kugelkopf des Kolbens in einer Ausnehmung eines Gleitschuhs aufgenommen ist, über den der Kolben an einer Schrägscheibe gleitend abgestützt ist, wobei die Ausnehmung den kugelzonenförmige Flächenabschnitt hat, in dem sich eine erste Nut weg von einem kleineren Durchmesser des kugelzonenförmigen Flächenabschnitts hin zu einem größeren Durchmesser des kugelzonenförmigen Flächenabschnitts erstreckt.
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Die Erfindung wird nun anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die dazugehörenden Figuren näher erläutert. Dabei sind die Figuren lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
- 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Gleitschuhs in einem Längsschnitt, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine Darstellung eines Gleitschuhgelenks aus einem erfindungsgemäßen Gleitschuh und einem Kugelkopf eines Kolbens und
- 3 eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise in einem Längsschnitt.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Gleitschuhs 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Grundgeometrie des Gleitschuhs 2 ist im Wesentlichen stufenzylindrisch mit im Ausführungsbeispiel zwei aufeinanderfolgenden Zylinderabschnitten unterschiedlichen Durchmessers. Der Gleitschuh 2 ist zudem rotationssymmetrisch zu einer ersten Mittel- oder Hochachse M1 ausgebildet.
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Der Zylinderabschnitt mit dem größeren Durchmesser hat eine Stirnseite mit einer Gleitfläche 4, die vorgesehen und ausgebildet ist, an einer Gleitfläche einer Schrägscheibe 48 einer Axialkolbenmaschine 36 gleitend abgestützt zu sein. Am Zylinderabschnitt mit kleinerem Durchmesser weist der Gleitschuh 2 eine konkave Ausnehmung 6 auf. Diese dient bestimmungsgemäß der Aufnahme eines Kugelkopfes eines Kolbens 12 der Axialkolbenmaschine (siehe 2) und hat einen konkaven, kugelzonenförmigen Flächenabschnitt 8, welcher zur Anlage mit dem Kugelkopf vorgesehen und ausgebildet ist. Die Ausnehmung 6 geht an ihrer Basis in einen sich verjüngenden Abschnitt eines Druckmittelkanals 14 über, der hin zur Gleitfläche 4 mündet. Die Gleitfläche 4 ist durch Stege 15 segmentiert.
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In dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt 8 ist eine erste Nut 16 ausgebildet, die sich weg von einem kleinsten Durchmesser d1 dieses Flächenabschnitts 8 in Richtung hin zu größeren Durchmessern d2 des Flächenabschnitts 8 und größtem Durchmesser D der Ausnehmung 6 erstreckt. Die erste Nut 16 erstreckt sich hierbei im gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer Spiralform um die Mittelachse M1 mit einer konstanten Steigung im Flächenabschnitt 8, wobei davon abweichende Erstreckungsformen natürlich möglich sind.
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Beispielsweise kann sich die erste Nut 16 entlang einer Schnittkurve erstrecken, die von einer gegen die Mittelachse M1 angestellten Ebene und dem Flächenabschnitt 8 bildbar ist.
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Unabhängig von der Erstreckungsform (Spiralform, Schraubenform, Schnittkurve oder dergleichen) sind Verläufe der ersten Nut 16 mit kleinerem Winkel zur Mittelachse M1 als zur Ebene der Gleitfläche 4 oder demgegenüber flachere Verläufe mit kleinerem Winkel zur Ebene der Gleitfläche 4 als zur Mittelachse M1 oder zusammengesetzte Verläufe mit variablem Steigungswinkel möglich.
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In einem Bereich des kleinsten Durchmessers d1 ist beim Zusammenwirken mit dem Kugelkopf des Kolbens ein Druckraum 18 ausgebildet (vgl. 2).
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In dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt 8 ist an einem Umfang mit einem verglichen zum Durchmesser d1 größeren Durchmesser d2 eine zweite Nut 20 ausgebildet. Anders ausgedrückt ist die zweite Nut 20 parallel zu der Gleitfläche 4 ausgerichtet. Abweichend dazu kann die zweite Nut 20, beispielsweise zur Optimierung des von ihr begrenzbaren hydrostatischen Entlastungsfeldes zwischen dem Kugelkopf 10 und dem Gleitschuh 2, gegen die Ebene der Gleitfläche 4 gekippt ausgerichtet sein.
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Die erste Nut 16 verbindet den Druckraum 18 mit der zweiten Nut 20, indem sie eine Mündung einerseits in den Druckraum 18 und andererseits in die zweite Nut 20 aufweist. Der Druckraum 18, die erste Nut 16 und die zweite Nut 20 bilden bei Anlage des Kugelkopfes 10 am Flächenabschnitt 8 gemäß 2 einen zusammenhängenden Druckraum aus. Hierbei ist eine Mündung oder ein Übergang 22 der ersten Nut 16 in die zweite Nut 18 so ausgebildet, dass ein Winkel α vergleichsweise flach ist. Insbesondere ist der Winkel α kleiner als 20°. Parallel zur zweiten Nut 20, auf einer von der Gleitfläche 4 abgewandten Seite der zweiten Nut 20, ist eine Dichtflächenbegrenzung 24 ausgebildet, über die das Entlastungsfeld hin zu einem Innenraum der Axialkolbenmaschine 36 gedichtet ist.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Gleitschuhgelenks 26, das von einem Kugelkopf 10 eines Kolbens 12 und einer Variante des erfindungsgemäßen Gleitschuhs 2 gemäß 1 gebildet ist. Abweichend vom Gleitschuh 2 gemäß 1 hat der in 2 gezeigte Gleitschuh 2 keine Stege 15 auf der Gleitfläche 4 und der Druckmittelkanal 14 ist weniger komplex ausgestaltet als der in 1 dargestellte Druckmittelkanal 14. Genauer gesagt weist der Druckmittelkanal 14 der 2 eine konisch-zylindrische Form auf. Des Weiteren weist der Gleitschuh 2 in 2 eine umlaufende Umfangsnut 27 auf einer Mantelfläche des Zylinderabschnitts mit dem größeren Durchmesser auf. Der Kugelkopf 10 ist in die Ausnehmung des Gleitschuhs 2 eingesetzt und von einem Kragen der Ausnehmung hin zu einem verjüngten Halsabschnitt 28 des Kugelkopfes 10 hintergriffen. Somit ist der Kugelkopf 10 in der kalottenförmigen Ausnehmung 6 des Gleitschuhs 2 schwenkbar gelagert und zugfest mit diesem verbunden.
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Der Kolben 12 ist als Hohlkolben ausgestaltet und weist einen von einem Kolbenhemd begrenzten Innenraum 29 auf. Für den Fall eines als Arbeitskolben vorgesehenen Kolbens 12 ist dieser Innenraum 29 im bestimmungsgemäßen Betrieb der Axialkolbenmaschine 36 alternierend mit Hochdruck und mit Niederdruck verbunden. Dabei sind für die hydrostatische Entlastung der Reibpartner, also des Gleitschuhs 2 und des Kugelkopfes 10, aber auch des Gleitschuhs 2 mit der Schrägscheibe 48, diejenigen Zyklusabschnitte von besonderer Relevanz, in denen im Innenraum 29 das Druckmittel mit Hochdruck ansteht. Dann wirkt die größte Kolbenkraft auf den Gleitschuh 2 und damit auch die größte Flächenpressung, sowohl zwischen dem Kugelkopf 10 und dem Flächenabschnitt 8, als zwischen der Gleitfläche 4 und der Schrägscheibe 48.
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Aus dem Innenraum 29 erstreckt sich eine Durchgangsbohrung 30 entlang einer Mittelachse M2 des Kolbens 12, durch einen Halsabschnitt des Kolbens 12 hindurch, bis zu einer Abflachung 32 an einem Scheitel des Kugelkopfes 10. Von der Abflachung 32 und dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt 8, genauer gesagt von einem Abschnitt dessen, ist gemäß 2 der bereits zuvor anhand von 1 beschriebene Druckraum 18 abschnittsweise begrenzt. Anhand der 1 und 2 ist gut erkennbar, dass der Druckraum 18 nicht geometrisch ortsfest definiert ist, sondern vom von den Achsen M1, M2 eingeschlossen Winkel abhängt. Bei einer in ihrem Verdrängungsvolumen verstellbaren Axialkolbenmaschine 36, wie sie 3 zeigt, entspricht der eingeschlossene Winkel dem Schwenkwinkel der Schrägscheibe 48, sofern die Achse M2 des Kolbens 12 parallel zu einer Drehachse der Zylindertrommel ist. Mit Verschwenkung der Schrägscheibe 48 ändert sich dieser Winkel. Bei seiner Vergrößerung „wandert“ der Druckraum 18 von seiner konzentrischen Anordnung zur Mittelachse M1 weg (vergleiche 2), wohingegen er sich bei einem Schwenkwinkel und Verdrängungsvolumen von null rotationssymmetrisch zur Mittelachse M1 erstreckt (vergleiche 1).
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Wie bereits erwähnt steht im vom Kolben 12 rückwärtig begrenzten, hydrostatischen Arbeitsraum und im Innenraum 29 des Kolbens 12 Druckmittel alternierend unter Hochdruck. Über die Durchgangsbohrung 30 ist der Innenraum 29 mit dem Druckraum 18 und über die erste Nut 16 ist der Druckraum 18 mit der zweiten Nut 20 fluidisch verbunden. Sowohl über die erste Nut 16 als auch über die zweite Nut 20 wird Druckmittel in eine Spaltfläche zwischen dem Kugelkopf 10 und dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt 8 abgegeben. Das dortige Druckmittel erzeugt so ein hydrostatisches Entlastungsfeld zwischen den genannten Reibpartnern, sodass die aus der Kolbenkraft resultierende Flächenpressung durch die verbesserte Schmierung zu weniger Verschleiß zwischen Kolben und Gleitschuh führt.
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Die Dichtflächenbegrenzung 24 begrenzt das hydrostatische Entlastungsfeld hin zum Innenraum 34 der Axialkolbenmaschine. An dieser Grenze fällt der Druck vom Hochdruck (Gebiet des Entlastungsfelds) auf den Gehäuseinnendruck (Umgebung oder Innenraum 34 der Axialkolbenmaschine) ab. Genauer gesagt fällt der Hochdruck bereits an den Rändern der Nuten 16, 20 ab, was hier jedoch vernachlässigt werden soll. Eine geringe Leckagemenge des Druckmittels gelangt so über die Dichtflächenbegrenzung 24 in den Innenraum 34 der Axialkolbenmaschine. Durch einen kontinuierlichen Nachfluss und einen Abfluss über die Dichtflächenbegrenzung 24 kann gewährleistet werden, dass das Druckmittel in dem Entlastungsfeld keine Schädigung durch Hitzeentstehung oder dergleichen erfährt. Zusätzlich strömt eine geringe Menge über den Druckmittelkanal 14 über die Gleitfläche 4 ab und sorgt hierbei für einen kontinuierlichen Fluidfilm zwischen der Gleitfläche 4 und der Schrägscheibe 48.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 36 mit einem Gehäuse 38 in welchem eine Antriebswelle 40 bezüglich einer Drehachse M3 drehbar gelagert ist. Innerhalb des Gehäuses 38 ist die Antriebswelle von einer Zylindertrommel 42 umgeben, in welcher mehrere der Kolben 12 in Richtung der Drehachse M3 verschiebbar aufgenommen sind. Die Zylindertrommel 42 ist drehfest mit der Antriebswelle 40 verbunden, beispielsweise über eine Keilwellenverzahnung 44. Die untereinander identischen Kolben 12 sind vorzugsweise gleichförmig verteilt um die Drehachse M3 herum und mit Abstand zu dieser angeordnet, wobei sie jeweils über den hydrostatischen Gleitschuh 2 an einer ebenen Steuerfläche 46 einer Schrägscheibe 48 abgestützt sind. Die Schrägscheibe 48 ist bezüglich einer Schwenkachse M4 schwenkbar in dem Gehäuse 38 gelagert. Die Schwenkachse M4 verläuft vorzugsweise senkrecht zu der Drehachse M3. Sie kann, wie vorliegend, mit Abstand zur Drehachse M3 angeordnet sein, wobei sie die Drehachse M3 auch schneiden kann.
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Weiter ist ein Stellzylinder 50 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Schrägscheibe 48 bezüglich der Schwenkachse M4 verschwenkt werden kann, um das Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine 36 zu verstellen. Der Stellzylinder 50 beinhaltet ebenfalls den Kolben 12 mit dem Gleitschuh 2, welche über ein Kugelgelenk 50 gekoppelt sind, wobei der Gleitschuh 2 an der Steuerfläche 46 abgestützt ist. Das unbewegliche Element des Stellzylinders 50 ist fest mit dem Gehäuse 38 verbunden.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen Gleitschuh 2 mit einer ersten Nut 16, die sich in einem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt 8 des Gleitschuhs 2 in Richtung einer Gleitschuhlängsachse M1 spiralförmig erstreckt und einer zweiten Nut 20, die sich an einem Ende der ersten Nut 16 senkrecht zu der Gleitschuhlängsachse M1 in dem kugelzonenförmigen Flächenabschnitt 8 erstreckt sowie eine Axialkolbenmaschine mit einem solchen Gleitschuh.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Gleitschuh
- 4
- Gleitfläche
- 6
- Ausnehmung
- 8
- kugelzonenförmiger Flächenabschnitt
- 10
- Kugelkopf
- 12
- Kolben
- 14
- Hydraulikfluidkanal
- 15
- Steg
- 16
- erster Nut
- 18
- Druckraum
- 20
- zweite Nut
- 22
- Übergang
- 24
- Dichtflächenbegrenzung
- 26
- Gleitschuhgelenk
- 27
- Umfangsnut
- 28
- Halsabschnitt
- 29
- Innenraum
- 30
- Durchgangsbohrung
- 32
- Abflachung
- 34
- Innenraum (einer Axialkolbenmaschine)
- 36
- Axialkolbenmaschine
- 38
- Gehäuse
- 40
- Antriebswelle
- 42
- Zylindertrommel
- 44
- Keilwellenverzahnung
- 46
- Steuerfläche
- 48
- Schrägscheibe
- 50
- Stellzylinder
- d1
- kleinster Durchmesser (des kugelzonenförmigen Flächenabschnitts)
- d2
- größerer Durchmesser (des kugelzonenförmigen Flächenabschnitts)
- D
- größter Durchmesser (des kugelzonenförmigen Flächenabschnitts)
- M1
- Mittelachse (des Gleitschuhs)
- M2
- Mittelachse (des Kolbens)
- M3
- Drehachse (der Antriebswelle)
- M4
- Schwenkachse (der Schrägscheibe)
- α
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006019884 B4 [0004]
