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Die vorliegende Erfindung betrifft eine(n) Axialkolbenpumpe/-Motor mit geneigter Achse.
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In einer(einem) Axialkolbenpumpe/-Motor mit geneigter Achse ist zum Beispiel eine Wellenmitte eines Zylinderblocks mit Bezug auf eine drehbar durch ein Gehäuse gelagerte Antriebswelle in einem geneigten Zustand angeordnet, wie in Patentliteratur 1 beschrieben ist. Eine Mittelwelle (im Stand der Technik oft als Mittelzapfen bezeichnet) und eine Vielzahl von Kolbenstangen sind an einer zu der Antriebswelle in dem Zylinderblock gerichteten Endfläche angeordnet. Die Mittelwelle ist an einer Position der Wellenmitte des Zylinderblocks angeordnet, und die Vielzahl der Kolbenstangen ist in gleichmäßigen Abständen an einem Umfang angeordnet, der die Mittelwelle als die Mitte aufweist. Ein stützendes Ende, das aus einer Endfläche des Zylinderblocks in der Mittelwelle vorragt, und ein stützendes Ende, das aus einer Endfläche des Zylinderblocks in der Kolbenstange vorragt, sind jeweils konfiguriert, eine kugelige Form aufzuweisen und sind in einer kippfähigen Weise an einer Endfläche der Antriebswelle gelagert.
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Eine Ventilplatte zum drehbaren Stützen des Zylinderblocks ist mit der anderen Endfläche des Zylinderblocks in Berührung gebracht. Die Ventilplatte hat einen Hochdruckanschluss und einen Niedrigdruckanschluss, die ausgewählt mit einer Zylinderbohrung entsprechend der Drehposition des Zylinderblocks in Verbindung sind.
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In der(dem) Axialkolbenpumpe/-Motor mit geneigter Achse, der konfiguriert ist, wie voranstehend beschrieben wurde, bewegt sich die Kolbenstange in der Zylinderbohrung gemäß den Kippwinkeln der Antriebswelle und des Zylinderblocks einen Hub, wenn die Antriebswelle bzw. der Zylinderblock um die Wellenmitten gedreht werden. Falls zum Beispiel Öl zu dem Hochdruckanschluss zugeführt wird, und der Niedrigdruckanschluss mit einem Öltank verbunden ist, laufen die Kolbenstangen deswegen vor und bewegen sich im Gegenzug in der Zylinderbohrung, die mit dem Hochdruckanschluss verbunden ist, und die Kolbenstangen laufen nach, und bewegen sich im Gegenzug in der Zylinderbohrung, die mit dem Niedrigdruckanschluss verbunden ist, so dass der Zylinderblock gedreht wird, und die erwünschte Drehkraft durch die Antriebswelle erhalten wird.
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In dieser Art von Axialkolbenpumpe/-Motor mit geneigter Achse ist allgemein eine Druckfeder zwischen der Mittelwelle und dem Zylinderblock eingefügt. Die Druckfeder verhindert ein Ausfließen, das verursacht wird, wenn das Öl zwischen dem Hochdruckanschluss der Ventilplatte und der Zylinderbohrung durchtritt, indem sie die andere Endfläche des Zylinderblocks gegen die Ventilplatte schiebt. Deswegen ist das Ausströmen von Öl durch das Anwenden der Druckfeder mit einer großen Anbringungslast zuverlässig verhindert. Zum Beispiel beschreibt die Druckschrift
JP 2011-163260 A das Anbringen der Druckfeder, die eine große Anbringungslast aufweist, falls ein Wellenabschnitt der Mittelwelle konfiguriert ist, einen dicken Durchmesser aufzuweisen, und somit zuverlässig das Ausströmen von Öl aus dem Bereich zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderblock verhindert, um die Volumenleistungsfähigkeit des Motors zu verbessern.
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Das stützende Ende der Mittelwelle und das stützende Ende der Kolbenstange sind bevorzugt durch eine Halteplatte an der Endfläche der Antriebswelle gelagert, um eine gleichmäßige Drehung des Zylinderblocks und der Antriebswelle sicherzustellen. Mit anderen Worten ausgedrückt, falls das stützende Ende der Mittelwelle und das stützende Ende der Kolbenstange an der Endfläche der Antriebswelle durch die Halteplatte gestützt werden, kann die Bewegung unterdrückt werden, in der das stützende Ende der Mittelwelle und das stützende Ende der Kolbenstange sich von der Endfläche der Antriebswelle trennen, und zum Beispiel entsteht ein Ereignis nicht, in dem die Wellenmitte des Zylinderblocks sich verschiebt, und die Kolbenstange kann sich zuverlässig einen Hub bewegen.
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Jedoch muss die äußere Formabmessung des stützenden Endes größer als der Wellenabschnitt in der Mittelwelle sein, der das stützende Ende durch die Halteplatte gelagert aufweist. Falls der Wellenabschnitt der Mittelwelle konfiguriert ist, einen dicken Durchmesser aufzuweisen, um die Druckfeder anzuwenden, die eine große Anbringungslast aufweist, muss deswegen die äußere Formabmessung für das stützende Ende der Mittelwelle ebenfalls groß ausgebildet sein. Als Ergebnis muss ein Innendurchmesser einer Welleneinfügebohrung vergrößert werden, die in der Halteplatte ausgebildet ist, was eine Verringerung der Festigkeit der Halteplatte verursacht, und somit kann ein Ereignis auftreten, in dem das stützende Ende von der Mittelwelle und das stützende Ende von der Kolbenstange sich von der Endfläche der Antriebswelle trennen.
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Die als nächstliegender Stand der Technik angesehene Druckschrift
DE 100 30 147 C1 offenbart eine Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse, in dessen Gehäuseinnenraum eine Triebwelle und eine axial neben ihr angeordnete Zylindertrommel drehbar gelagert sind. Die Längsmittelachsen der Triebwelle und der Zylindertrommel verlaufen um einen Winkel schräg zueinander. In der Zylindertrommel sind mehrere, sich etwa parallel zu ihrer Mittelachse erstreckende Kolbenlöcher angeordnet, in denen Kolben axial hin und her verschiebbar geführt sind, deren der Triebwelle zugewandte Kolbenenden allseitig schwenkbar durch Stützgelenke mit der Triebwelle verbunden sind. Für alle Stützgelenke ist eine gemeinsame Rückzugscheibe vorgesehen, die die Kolbenenden daran hindert, sich von den Stützgelenken axial zu entfernen. Ein Mittelzapfen ist in einer mit den Kolben vergleichbaren Weise ausgebildet und mit der Triebwelle über ein Stützgelenk verbunden. Der Mittelzapfen ist an seiner von dem Stützgelenk abgewandten Seite hohl ausgeführt und nimmt eine Druckfeder auf.
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Somit offenbart die
DE 100 30 147 C1 eine(n) Axialkolbenpumpe/-Motor mit geneigter Achse, mit einem Zylinderblock, der innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, eine Wellenanbringungsbohrung an einer Wellenmitte von einer Endfläche aufweist, und eine Vielzahl von Zylinderbohrungen an einem Umfang hat, der die Wellenmitte als eine Mitte aufweist. Kolbenstangen (eine Vielzahl von Kolbenstangen) sind jeweils in den Zylinderbohrungen des Zylinderblocks mit einem stützenden Ende aus dem Zylinderblock herausragend angeordnet. Eine Mittelwelle (Mittelzapfen) weist einen eine kreisförmige Säulenform aufweisenden Basisabschnitt an der Wellenanbringungsbohrung des Zylinderblocks angebracht und ein stützendes Ende aus der Wellenanbringungsbohrung herausragend auf. Eine Antriebswelle ist durch das Gehäuse mit einem Ende innerhalb des Gehäuses angeordnet drehbar gelagert. Eine Halteplatte dient zum Lagern des stützenden Endes der Mittelwelle in einer kippfähigen Weise an einer Position, die sich an einer Wellenmitte an einer Endfläche der innerhalb des Gehäuses angeordneten Antriebswelle befindet, und lagert das stützende Ende der Kolbenstange in einer kippfähigen Weise an einem Umfang, der die Wellenmitte als Mitte an einer Endfläche der Antriebswelle aufweist. Eine Ventilplatte ist zwischen einer anderen Endfläche des Zylinderblocks und des Gehäuses eingefügt, lagert den Zylinderblock drehbar in dem Inneren des Gehäuses, und führt eine Schaltsteuerung des Drucks mit Bezug auf die Vielzahl der Zylinderbohrungen gemäß einer Drehposition des Zylinderblocks aus. Eine Druckfeder wirkt, um den Zylinderblock gegen die Ventilplatte zu schieben. Der Kolbenstangenhub bewegt sich gemäß Kippwinkeln der Antriebswelle und des Zylinderblocks in der Zylinderbohrung, wenn die Antriebswelle und der Zylinderblock entsprechend um die Wellenmitten gedreht werden.
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Die Druckschrift
DE 1 904 635 A offenbart eine rotierende Pumpe mit Kollektor. Hier ist in einem Pumpenstiefel eine Buchse vorgesehen, in der eine Feder sowie ein Anschluss für ein Kardangelenk aufgenommen sind. Das Kardangelenk dient zur Verbindung mit einer Scheibe
4, die mit einer Antriebswelle rotiert.
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Die Druckschrift
DE 3 043 436 A1 offenbart eine hydraulische Pumpe oder Motor mit einer in einer Gehäusekammer rotierenden Zylinderbuchse. Diese enthält mehrere kreisumfangsförmig angeordnete Kolben und hat eine Zylindersteuerfläche, die eine gleiche Anzahl von kreisumfangsförmig angeordneten Zylinderöffnungen aufweist. Ein Federpaket ist außerhalb eines Mittelzapfens vorgesehen, um die Zylinderbuchse gegen einen Steuerkopf zu drücken. Der Mittelzapfen ist innerhalb einer Buchse geführt.
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Die Druckschrift
DE 689 12 295 T2 zeigt einen Axialkolbenmotor mit Schiefscheibe. Hier ist ein Mittelzapfen innerhalb eines Zylinderblocks angeordnet und schwenkbar mit einer Antriebswelle verbunden. Den Mittelzapfen umgebend ist eine Feder angeordnet, die auf einen mit einem Vorsprung des Mittelzapfens in Anlage befindlichen Ring drückt, um die Verbindung des Mittelzapfens mit der Welle sicherzustellen.
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Weitere gattungsgemäße Axialkolbenmaschinen/-Motoren sind aus den folgenden Druckschriften bekannt:
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine(n) Axialkolbenpumpe/-Motor mit geneigter Achse bereitzustellen, die/der ohne Eingriff in einen Zylinderblock einfach an unterschiedliche Lastsituationen angepasst werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine(n) Axialkolbenpume/-Motor gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst.
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Eine(ein) Axialkolbenpumpe/-Motor gemäß der Erfindung ist auch in der Lage, zuverlässiger das Ausströmen von Öl von dem Bereich zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderblock zu verhindern, ohne dass ein Ereignis entsteht, in dem das stützende Ende der Mittelwelle und das stützende Ende der Kolbenstange sich von der Endfläche der Antriebswelle trennen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung hat die Mittelwelle den äußeren Laufring und die innere Welle, so dass eine Druckfeder, die eine große Anbringungslast aufweist, angewendet werden kann, ohne die äußere Formabmessung des stützenden Abschnitts zu beeinträchtigen. Deswegen kann das Ereignis verhindert werden, indem das stützende Ende der Mittelwelle und das stützende Ende der Kolbenstange sich von der Endfläche der Antriebswelle trennen, während die Festigkeit der Halteplatte sichergestellt ist, und darüber hinaus kann die Anbringungslast der Druckfeder erhöht werden, und das Ausströmen von Öl aus dem Bereich zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderblock kann zuverlässiger verhindert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Querschnittsansicht einer(eines) Axialkolbenpumpe/-Motor mit geneigter Achse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Explosionsquerschnittsansicht, die eine Mittelwelle darstellt, die an der(dem) in 1 dargestellten Axialkolbenpumpe/-Motor mit geneigter Achse angewendet ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer(eines) Axialkolbenpumpe/-Motors mit geneigter Achse gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden ausführlich mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
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1 stellt einen Axialkolbenmotor mit geneigter Achse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Der Axialkolbenmotor mit geneigter Achse, der hierin dargestellt ist, wird als Hydraulikmotor für ein Fahrzeug verwendet, das als Baumaschine, wie zum Beispiel als Radlader, eingesetzt ist, und hat ein Gehäuse 10. Das Gehäuse 10 hat einen Gehäusehauptkörper 11, der eine hohle Form mit einem Ende geöffnet aufweist, und eine Führungsplatte 12, die an einem Ende des Gehäusehauptkörpers 11 angebracht ist, während sie die Öffnung des Gehäusehauptkörpers 11 schließt, und eine Antriebswelle 30 und einen Zylinderblock 40 in einem hohlen Inneren 11a des Gehäusehauptkörpers 11 aufnimmt.
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Die Antriebswelle 30 weist einen zweiten Lagerstützabschnitt 32 eines dicken Durchmessers an einem Ende einer ersten Lagerstützeinheit 31 auf, die eine kreisförmige Säulenform aufweist, und eine Scheibeneinheit 33, die an einem Ende der zweiten Lagerstützeinheit 32 eine kreisförmige Scheibenform eines großen Durchmessers aufweist. Die Antriebswelle 30 ist durch den Gehäusehauptkörper 11 mittels der ersten Lagerstützeinheit 31 und der zweiten Lagerstützeinheit 32 mit der Scheibeneinheit 33 in dem hohlen Inneren 11a des Gehäusehauptkörpers 11 positioniert gelagert. Noch genauer ist ein erstes Kegelrollenlager 51 zwischen der ersten Lagerstützeinheit 31 der Antriebswelle 30 und dem Gehäusehauptkörper 11 angeordnet, ein zweites Kegelrollenlager 52 ist zwischen der zweiten Lagerstützeinheit 32 der Antriebswelle 30 und dem Gehäusehauptkörper 11 angeordnet, und die Antriebswelle 30 kann mit Bezug auf den Gehäusehauptkörper 11 um ihre Wellenmitte 30C gedreht werden. Das zweite Kegelrollenlager 52 ist größer als das erste Kegelrollenlager 51 ausgebildet, und ist zwischen der Antriebswelle 30 und dem Gehäusehauptkörper 11 mit einem dicken Durchmesserabschnitt einer Kegelrolle 52a zu dem hohlen Inneren 11a des Gehäusehauptkörpers 11 gerichtet eingefügt.
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Ein Wellenstützabschnitt 33a und eine Vielzahl von Stangenstützabschnitten 33b sind and der Endfläche der Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 angeordnet. Der Wellenstützabschnitt 33a und der Stangenstützabschnitt 33b sind jeweils im Wesentlichen halbkugelförmige Aussparungen, die zu der Endfläche der Scheibeneinheit 33 hin geöffnet sind. Der Wellenstützabschnitt 33a ist lediglich an einer Position ausgebildet, die an der Wellenmitte 30C der Antriebswelle 30 in der Scheibeneinheit 33 liegen soll. Obwohl dies in der Figur nicht deutlich dargestellt ist, ist der Stangenstützabschnitt 33b an einem gemeinsamen Umfang angeordnet, der die Wellenmitte 30C der Antriebswelle 30 als Mitte aufweist, und ist an sieben Positionen in gleichmäßigen Abständen miteinander angeordnet. Ein Ausgangsdurchtritt 33c ist innerhalb des Wellenstützabschnitts 33a geöffnet. Der Ausgangsdurchtritt 33c erstreckt sich von dem Wellenstützabschnitt 33a entlang der Wellenmitte 30C der Antriebswelle 30, und erstreckt sich dann, um sich allmählich in einer äußeren Randrichtung zu der anderen Endseite zu neigen, und ist an der äußeren Randoberfläche der Antriebswelle 30 in dem Bereich zwischen der ersten Lagerstützeinheit 31 und der zweiten Lagerstützeinheit 32 geöffnet.
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Der Zylinderblock 40 ist ein säulenartiges Element, das in einer radialen Richtung einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und eine Wellenanbringungsbohrung 41 und eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 42 hat. Die Wellenanbringungsbohrung 41 und die Zylinderbohrungen 42 sind leere Bereiche, die entsprechend entlang einer Wellenmitte 40C des Zylinderblocks 40 ausgebildet sind. Die Wellenanbringungsbohrung 41 und die Zylinderbohrungen 42 weisen in einer radialen Richtung Querschnitte einer gleichförmigen Kreisform auf, und sind an einer Endfläche 40a des Zylinderblocks 40 geöffnet. Die Wellenanbringungsbohrung 41 ist lediglich an einer Position ausgebildet, um an der Wellenmitte 40C des Zylinderblocks 40 zu liegen. Obwohl dies in der Figur nicht deutlich dargestellt ist, sind die Zylinderbohrungen 42 an einem gemeinsamen Umfang angeordnet, der die Wellenmitte 40C des Zylinderblocks 40 als die Mitte aufweist, und sind in gleichmäßigen Abständen miteinander an sieben Positionen angeordnet. Der Umfang der Zylinderbohrungen 42 ist auf die gleiche Abmessung wie der Umfang der Stangenstützabschnitte 33b in der Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 eingestellt.
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In dem Zylinderblock 40 ist die eine Endfläche 40a, zu der die Wellenanbringungsbohrung 41 und die Zylinderbohrungen 42 hin geöffnet sind, als eine Ebene rechtwinklig zu der Wellenmitte 40C ausgebildet, und die andere Endfläche ist ausgebildet, eine ausgesparte Oberfläche 40b zu sein. Obwohl dies in der Figur nicht deutlich dargestellt ist, ist die ausgesparte Oberfläche 40b des Zylinderblocks 40 ausgebildet, eine Kugel zu sein, die eine Mitte an der Erstreckung der Wellenmitte 40C des Zylinderblocks 40 aufweist. Eine Verbindungsbohrung 43 und eine Vielzahl von Zugangsdurchtritten 44 sind an der ausgesparten Oberfläche 40b des Zylinderblocks 40 geöffnet. Die Verbindungsbohrung 43 ist eine Öffnung, die lediglich an einer Position bereitgestellt ist, um an der Wellenmitte 40C des Zylinderblocks 40 zu liegen, und ist mit der Wellenanbringungsbohrung 41 in Verbindung. Ein Innendurchmesser der Verbindungsbohrung 43 ist ausgebildet, kleiner als ein Innendurchmesser der Wellenanbringungsbohrung 41 zu sein. Obwohl dies in der Figur nicht deutlich dargestellt ist, ist der Zugangsdurchtritt 44 eine Öffnung, die an einem Umfang bereitgestellt ist, der die Wellenmitte 40C des Zylinderblocks 40 als die Mitte aufweist, und an sieben Positionen an gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet ist. Der Umfang der Zugangsdurchtritte 44 ist im Radius kleiner als der Umfang der Zylinderbohrungen 42 eingestellt. Jeder Zugangsdurchtritt 44 ist mit einem Innendurchmesser ausgebildet, der kleiner als der der Zylinderbohrung 42 ist, und ist mit der einzelnen Zylinderbohrung 42 in Verbindung.
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Eine Ventilplatte 60 ist zwischen der ausgesparten Oberfläche 40b des Zylinderblocks 40 und der Führungsplatte 12 des Gehäuses 10 angeordnet. Die Ventilplatte 60 hat eine sich gleitfähig bewegende, vorspringende kugelige Oberfläche 61 und eine sich gleitfähig bewegende, vorspringende rohrartige Oberfläche 62, und berührt durch die sich gleitfähig bewegende, vorspringende kugelige Oberfläche 61 die ausgesparte Oberfläche 40b des Zylinderblocks 40 in einer sich gleitfähig bewegenden Weise, und berührt durch die sich gleitfähig bewegende vorspringende rohrartige Oberfläche 62 eine Führungsoberfläche 12a der Führungsplatte 12 in einer sich gleitfähig bewegenden Weise. Die sich gleitfähig bewegende, vorspringende kugelförmige Oberfläche 61 ist ein Abschnitt, der in einer Kugelform vorspringt, die den gleichen Krümmungsradius wie die ausgesparte Oberfläche 40b des Zylinderblocks 40 aufweist, und sich in einem Zustand gleitfähig bewegen kann, indem sie nahe über die gesamte Oberfläche mit Bezug auf die ausgesparte Oberfläche 40b des Zylinderblocks 40 angehaftet ist. Die sich gleitfähig bewegende, vorspringende rohrförmige Oberfläche 62 ist eine konvexe zylindrische Oberfläche, die aus der gegenüberliegenden Seite von der sich gleitfähig bewegenden, vorspringenden kugeligen Oberfläche 61 vorragt.
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Die Führungsoberfläche 12a der Führungsplatte 12, mit der die sich gleitfähig bewegende, vorspringende rohrförmige Oberfläche 62 in Berührung gerät, ist eine konkave zylindrische Oberfläche, die den gleichen Krümmungsradius wie die sich gleitfähig bewegende, vorspringende rohrförmige Oberfläche 62 aufweist, und eine Bogenlänge aufweist, die größer ist als die der sich gleitfähig bewegenden, vorspringend rohrförmigen Oberfläche 62, und die an einem Abschnitt ausgebildet ist, der zu der Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 gerichtet ist. Die Führungsoberfläche 12a der Führungsplatte 12 weist die Position so eingestellt auf, dass eine Linie, die einen Mittelpunkt X des Wellenstützabschnitts 33a hat, der in der Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 angeordnet ist, und die rechtwinklig zu der Wellenmitte 30C der Antriebswelle 30 liegt, eine Mittelachse des Zylinders wird.
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Ein Bezugszeichen 70 in der Figur ist ein Stellglied zum Bewegen der Ventilplatte 60 entlang der Führungsoberfläche 12a der Führungsplatte 12. In dem Stellglied 70 gerät ein Stellgliedkolben 71, der ein Abgabegegenstand ist, durch einen Gelenkstift 72 mit der Ventilplatte 60 in einer kippfähigen Weise in Eingriff.
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Obwohl dies in der Figur nicht deutlich dargestellt ist, sind ein Hochdruckanschluss und ein Niedrigdruckanschluss an Abschnitten entsprechend den Zugangsdurchtritten 44 des Zylinderblocks 40 in der sich gleitfähig bewegenden, vorspringenden kugelförmigen Oberfläche 61 der Ventilplatte 60 ausgebildet. Der Hochdruckanschluss und der Niedrigdruckanschluss sind derart angeordnet, dass der Hochdruckanschluss mit der Vielzahl der Zylinderbohrungen 42 kommuniziert, die an einer Seite positioniert sind, und der Niedrigdruckanschluss mit der Vielzahl der Zylinderbohrungen 42 kommuniziert, die an der anderen Seite positioniert sind, wenn der Zylinderblock 40 durch eine virtuelle Ebene mit der Wellenmitte 40C des Zylinderblocks und der Wellenmitte 30C der Antriebswelle 30 zum Beispiel in die Hälfte unterteilt wird. Ein Bezugszeichen 63 in der Figur ist ein Verbindungspfad, der an einem Abschnitt von der sich gleitfähig bewegenden, vorspringenden kugelförmigen Oberfläche 61 zu der sich gleitfähig bewegenden, vorspringenden rohrförmigen Oberfläche 62 der Ventilplatte 60 ausgebildet ist. Der Verbindungspfad 63 ist zu der sich gleitfähig bewegenden vorspringenden kugelförmigen Oberfläche 61 an dem Abschnitt geöffnet, der zu der Wellenmitte 40C des Zylinderblocks 40 gerichtet ist.
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Der Zylinderblock 40 weist in jeder Zylinderbohrung 42 eine Kolbenstange 80 und in der Wellenanbringungsbohrung 41 eine Wellenmitte 90 angeordnet auf. Die Kolbenstange 80 hat eine abgeschrägte Form, in der der Außendurchmesser sich allmählich von dem Basisende zu dem distalen Ende erhöht, wo ein stützender Kugelkopfabschnitt (stützendes Ende) 81 an dem basalen Ende angeordnet ist, und ein Kolbenabschnitt 82 an dem distalen Ende angeordnet ist, um in einer sich gleitfähig bewegenden Weise durch den Kolbenabschnitt 82 in die Zylinderbohrung 42 eingefügt zu sein. Der stützende Kugelabschnitt 81 der Kolbenstange 80 weist eine Kugelform auf, die einen Außendurchmesser aufweist, der das Einfügen zu dem Stangenstützabschnitt 33b, der in der Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 ausgebildet ist, in einer sich gleitfähig bewegenden Weise ermöglicht. Der stützende Kugelkopfabschnitt 81 der Kolbenstange 80 ist konfiguriert, einen Außendurchmesser aufzuweisen, der größer als der Außendurchmesser des Kolbenabschnitts 82 ist.
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Die Mittelwelle 90 ist an der Wellenanbringungsbohrung 41 des Zylinderblocks 40 angebracht und hat eine innere Welle 910 und einen äußeren Laufring 920, wie in 2 dargestellt ist. Die innere Welle 910 hat einen Wellenbasisabschnitt (Basisabschnitt) 911, der eine kreisförmige Säulenform aufweist, und einen die Welle stützenden Kugelkopfabschnitt (Stützabschnitt) 912, der an dem basalen Ende des Wellenbasisabschnitts 911 angeordnet ist. Der die Welle stützende Kugelkopfabschnitt 912 der inneren Welle 910 weist eine Kugelform auf, die einen Außendurchmesser d1 aufweist, der das Einfügen in den Wellenstützabschnitt 33a, der in der Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 ausgebildet ist, in einer sich gleitfähig bewegenden Weise ermöglicht. Der Wellenbasisabschnitt 911 ist derart ausgebildet, dass ein Außendurchmesser d2 kleiner als der Außendurchmesser d1 des die Welle stützenden Kugelkopfabschnitts 912 ist. Wie in 1 dargestellt ist, ist ein Öldurchtritt 913 innerhalb der inneren Welle 910 von einer Endfläche des Wellenbasisabschnitts 911 zu einem obersten Abschnitt des die Welle stützenden Kugelkopfabschnitts 912 angeordnet. Der Öldurchtritt 913 ist bereitgestellt, um das Öl zu dem Ausgangsdurchtritt 33c zu führen, der in der Antriebswelle 30 ausgebildet ist, wenn das Öl durch den Verbindungspfad 63 der Ventilplatte 16 und die Verbindungsbohrung 43 des Zylinderblocks 40 in die Wellenanbringungsbohrung 41 eindringt.
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Der äußere Laufring 920 weist eine kreisförmige Säulenform auf, die einen Außendurchmesser aufweist, der das Anbringen der Wellenanbringungsbohrung 41 des Zylinderblocks 40 ohne Rattern ermöglicht. Wie in 1 dargestellt ist, ist die Länge entlang der axialen Richtung des äußeren Laufrings 920 länger als die Wellenanbringungsbohrung 41, so dass ein Teil nach außen vorragt, wenn es an der Wellenanbringungsbohrung 41 angebracht ist. Wie in 2 dargestellt ist, hat der äußere Laufring 920 eine Wellenabschnittsaufnahmebohrung 921 und eine Federaufnahmebohrung 922 an Abschnitten, die an der Wellenmitte liegen. Die Wellenabschnittsaufnahmebohrung 921 ist ein leerer Bereich, der sich zu einer Endfläche des äußeren Laufrings 920 öffnet, und weist einen kreisförmigen Querschnitt in der radialen Richtung auf. Der Innendurchmesser der Wellenabschnittsaufnahmebohrung 921 ist mit einer Abmessung ausgebildet, die es ermöglicht, dass der Wellenbasisabschnitt 911 der inneren Welle 910 ohne Rattern angebracht wird. Die Federaufnahmebohrung 922 ist ein leerer Bereich, der sich zu der anderen Endfläche des äußeren Laufrings 920 hin öffnet. Die Federaufnahmebohrung 922 weist einen kreisförmigen Querschnitt in einer radialen Richtung auf, und nimmt intern eine Druckfeder 930 auf. Die Druckfeder 930 ist eine Spiralfeder, die derart konfiguriert ist, dass der Außendurchmesser geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Federaufnahmebohrung 922 ist, und die gesamte Länge in einem unbelasteten Zustand länger als die Federaufnahmebohrung 922 ist. Eine Trennwand 923 ist zwischen der Wellenabschnittsaufnahmebohrung 921 und der Federaufnahmebohrung 922 eingefügt. Die Trennwand 923 ist kreisförmiger scheibenförmiger Abschnitt, der eine Durchgangsbohrung 923a eines dünnen Durchmessers an dem Mittelteil aufweist, und weist eine Funktion auf, die Wellenabschnittaufnahmebohrung 921 und die Federaufnahmebohrung 922 zu unterteilen und ein Federaufnehmer für die Druckfeder 930 zu sein.
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Wie in 1 dargestellt ist, sind eine Vielzahl von Kolbenstangen 80 und die Mittelwelle 90 in einer kippfähigen Weise mit Bezug auf die Endfläche der Scheibeneinheit 33 mit der Trennbewegung von jedem Kugelkopfabschnitt 81, 912 von der Endfläche der Scheibeneinheit 33 gelagert, die durch das Anbringen der entsprechenden Kugelkopfabschnitte 81, 912 an dem Stangenstützabschnitt 33b oder dem Wellenstützabschnitt 33a, die in der Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 ausgebildet sind, und dann Befestigen einer Halteplatte 100 an der Endfläche der Scheibeneinheit 33 reguliert ist. Die Halteplatte 100 ist ein plattenförmiges Element, das eine Stangeneinfügebohrung 101 an einem Abschnitt hat, der zu dem Stangestützabschnitt 33b der Scheibeneinheit 33 gerichtet ist, und eine Welleneinfügebohrung 102 an einem Abschnitt hat, der zu dem Wellenstützabschnitt 33a gerichtet ist. Die Stangeneinfügebohrung 101 ist mit einem Innendurchmesser ausgebildet, der kleiner als der stützende Kugelkopfabschnitt 81 der Kolbenstange 80 ist, und die Welleneinfügebohrung 102 ist mit einem Innendurchmesser ausgebildet, der kleiner als der die Welle stützende Kugelkopfabschnitt 912 der Mittelwelle 90 ist. Die Halteplatte 100 ist an der Endfläche der Scheibeneinheit 33 mit jeder Kolbenstange 80 in die Stangeneinfügebohrung 101 eingefügt und der Mittelwelle 90 im Voraus in die Welleneinfügebohrung 102 eingefügt angebracht.
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In dem Axialkolbenmotor mit geneigter Achse, der konfiguriert ist, wie voranstehnd beschrieben wurde, sind die Antriebswelle 30 und der Zylinderblock 40 miteinander mit den entsprechenden Wellenmitten 30C, 40C verknüpft, die durch die Mittelwelle 90 und die Vielzahl der Kolbenstangen 80 geschnitten werden, die zwischen der Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 und dem Zylinderblock 40 eingefügt sind.
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Falls das Öl zu dem Hochdruckanschluss zugeführt wird, und der Niedrigdruckanschluss in diesem Zustand mit einem Öltank (nicht dargestellt) verbunden ist, schreiten die Kolbenstangen 80 voraus und bewegen sich im Gegenzug zu der Antriebswelle 30 in der Zylinderbohrung 42, die mit dem Hochdruckanschluss verbunden ist, und die Kolbenstangen 80 gehen zurück und bewegen sich im Gegenzug in der Zylinderbohrung 42, die mit dem Niedrigdruckanschluss verbunden ist, so dass der Zylinderblock 40 gedreht wird und als Axialkolbenmotor der Art mit geneigter Achse funktioniert, der die Antriebswelle 30 als Abtriebswelle aufweist. Falls das Stellglied 70 angetrieben wird, um die Position der Ventilplatte 60 mit Bezug auf die Führungsoberfläche 12a der Führungsplatte 12 zu verändern, wird der Kippwinkel des Zylinderblocks 40 mit Bezug auf die Antriebswelle 30 geändert, und wird in einem Zustand betätigt, in dem die Hubbewegungsgröße, das heißt, das Volumen der Kolbenstange mit Bezug auf die Zylinderbohrung 42 geändert wird.
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Falls die Drehung mit dem an dem Hochdruckanschluss gehaltenen Druck beendet wird, werden immer die ausgesparte Oberfläche 40b des Zylinderblocks 40 und die sich gleitfähig bewegende, vorspringende kugelförmige Oberfläche 61 der Ventilplatte 60 durch die Druckfeder 930 geschoben, die zwischen dem äußeren Laufring 920 der Mittelwelle 90 und dem Zylinderblock 40 eingefügt ist. Deswegen kann die Menge des Öls, das dazwischen ausfließt, ausgesprochen klein gemacht werden, wenn der Spalt zwischen dem Zylinderblock 40 und der Ventilplatte 60 eng angebracht ist. Während des Drehvorgangs werden die ausgesparte Oberfläche 40b des Zylinderblocks 40 und die sich gleitfähig bewegende, vorspringende kugelförmige Oberfläche 61 der Ventilplatte 60 immer durch die Druckfeder 930 geschoben, die zwischen dem äußeren Laufring 920 der Mittelwelle 90 und dem Zylinderblock 40 eingefügt sind. Deswegen macht das Öl, das den Hochdruckanschluss passiert, die Ölfilmdicke des sich gleitfähig bewegenden Abschnitts zwischen dem Zylinderblock 40 und der Ventilplatte 60 dünn, und verhindert somit das Ausströmen von Öl aus dem Spalt und verbessert die Volumenleistungsfähigkeit.
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Gemäß dem Axialkolbenmotor mit geneigter Achse werden der die Welle stützende kugelförmige Abschnitt 912 der Mittelwelle 90 und der stützende Kugelkopfabschnitt 81 der Kolbenstange 80 durch die Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 durch die Halteplatte 100 gestützt. Deswegen kann die Bewegung, in der der die Welle stützende Kugelkopfabschnitt 912 der Mittelwelle 90 und der stützende Kugelkopfabschnitt 81 der Kolbenstange 80 sich von der Endfläche der Scheibeneinheit 33 trennen, unterdrückt werden, und zum Beispiel entsteht ein Ereignis nicht, in dem die Wellenmitte 40C des Zylinderblocks 40 sich verschiebt, wodurch die gleichmäßige Drehung des Zylinderblocks 40 und der Antriebswelle 30 sichergestellt werden kann, und die Kolbenstange 80 zuverlässig einen Hub bewegen kann.
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Da darüber hinaus die Mittelwelle 90 den äußeren Laufring 920 und die innere Welle 910 getrennt konfiguriert aufweist, wird die Außendurchmesserabmessung des die Welle stützenden Kugelkopfabschnitts 912 sogar dann nicht beeinträchtigt, falls die Druckfeder 930 angewendet wird, die eine große Anbringungslast aufweist. Mit anderen Worten ausgedrückt, wenn die Druckfeder 930 mit einer großen äußeren Formabmessung angewendet wird, um das Ausströmen von Öl zwischen dem Zylinderblock 40 und der Ventilplatte 60 zuverlässiger zu verhindern, muss die Außendurchmesserabmessung des äußeren Laufrings 920 lediglich vergrößert werden, um eine große Federaufnahmebohrung 922 auszubilden, und der Wellenbasisabschnitt 911 der inneren Welle 910 muss nicht in einem dicken Durchmesser ausgebildet werden. Deswegen muss die Außendurchmesserabmessung des die Welle stützenden Kugelkopfabschnitts 912 ebenfalls nicht groß ausgebildet werden, und der Innendurchmesser der Welleneinfügebohrung 102 der Halteplatte 100 muss ebenfalls nicht vergrößert werden, so dass eine ausreichende Festigkeit in der Halteplatte 100 sichergestellt werden kann. Deswegen ist das Ereignis zuverlässig verhindert, in dem der die Welle stützende Kugelkopfabschnitt 912 der Mittelwelle 90 und der stützende Kugelkopfabschnitt 81 der Kolbenstange 80 sich von der Scheibeneinheit 33 der Antriebswelle 30 trennen.
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In der voranstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Axialkolbenmotor mit geneigter Achse dargestellt, aber die Anwendung kann ebenfalls mit einer Axialkolbenpumpe mit geneigter Achse vorgenommen werden. Darüber hinaus ist einer dargestellt, in dem der Kippwinkel des Zylinderblocks 40 mit Bezug auf die Antriebswelle 30 geändert werden kann, aber die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf begrenzt, in welcher Weise der Kippwinkel geändert werden kann, und kann auf eine Art mit festem Volumen angewendet werden, in der der Kippwinkel sich nicht ändert.
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Darüber hinaus sind in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform die Wellenabschnittaufnahmebohrung 921 und die Federaufnahmebohrung 922 des äußeren Laufrings 920 ausgebildet, im Wesentlichen den gleichen Innendurchmesser aufzuweisen, aber der Innendurchmesser der Federaufnahmebohrung 922 kann natürlich unabhängig von dem Innendurchmesser der Wellenabschnittaufnahmebohrung 921 vergrößert werden. In diesem Fall kann die Druckfeder angewendet werden, die eine größere Anbringungslast aufweist, indem der äußere Laufring 920 angewendet wird, der einen größeren Außendurchmesser aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gehäuse
- 30
- Antriebswelle
- 40
- Zylinderblock
- 40a
- eine Endfläche
- 41
- Wellenanbringungsbohrung
- 42
- Zylinderbohrung
- 60
- Ventilplatte
- 80
- Kolbenstange
- 81
- stützender Kugelkopfabschnitt
- 90
- Mittelwelle
- 100
- Halteplatte
- 910
- innere Welle
- 911
- Wellenbasisabschnitt
- 912
- die Welle stützender Kugelkopfabschnitt
- 920
- äußerer Laufring
- 921
- Wellenabschnittaufnahmebohrung
- 922
- Federaufnahmebohrung
- 930
- Druckfeder
