DE19833711A1 - Hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einer Nachführvorrichtung für eine Zwischenscheibe - Google Patents
Hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einer Nachführvorrichtung für eine ZwischenscheibeInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) mit einer in einem Gehäuse (2) gelagerten Zylindertrommel, in der in Zylinderbohrungen Kolben verschiebbar gelagert sind, deren Kolbenenden an einer drehbar gelagerten Antriebsscheibe schwenkbar abgestützt sind, wobei die Zylindertrommel und eine an der der Antriebsscheibe abgewandten Seite der Zylindertrommel angeordnete Steuerscheibe (18) durch eine in einer Schwenkebene (22) quer verschwenkbar ist, wobei die Steuerscheibe (18) an ihrer der Zylindertrommel abgewandten Seite eine längs der Schwenkebene (22) kreisbogenförmig gekrümmte Lagergleitfläche (27) aufweist, an der eine Zwischenscheibe (25) mit einer entsprechend gekrümmten Lagergleitfläche (28) gelagert ist, wobei eine Nachführvorrichtung (31) vorgesehen ist, die eine relative Verschiebung zwischen der Steuerscheibe (18) und der Zwischenscheibe (25) herbeiführt, und wobei die Zwischenscheibe (25) mit Steuerkanälen in der Steuerscheibe (18) korrespondierende Scheuerschlitze (S1, S2) aufweist. Zwecks Verbesserung der Bewegungssteuerung der Zwischenscheibe (25) relativ zur Steuerscheibe (18) ist die Nachführvorrichtung (31) über den gesamten Schwenkbereich der Steuerscheibe (18) so wirksam, daß der Verschiebeweg der Steuerscheibe (18) größer ist als der Verschiebeweg der Zwischenscheibe.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Axialkol
benmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Axialkolbenmaschine dieser Art ist in der
DE-AS 20 29 087 beschrieben. Bei dieser bekannten Ausgestal
tung sind in einem Gehäuse eine Zylindertrommel und eine
Antriebsscheibe durch Kolben miteinander verbunden und dreh
bar gelagert. Auf der der Antriebsscheibe abgewandten Stirn
seite der Zylindertrommel befindet sich eine Steuerscheibe,
die Teil eines topfförmigen Schwenkrahmens ist. Die Zylinder
trommel und der Schwenkrahmen und somit auch die Steuer
scheibe bilden eine Schwenkeinheit, die durch eine Verstell
vorrichtung in der Schwenkebene verstellbar und in der
jeweiligen Verstellposition positionierbar ist, zwecks Ein
stellung eines gewünschten Durchsatzvolumens der Axialkolben
maschine. Zwischen der Steuerscheibe, die einen Boden oder
einen Teil des Bodens des Schwenkrahmens bildet, und einer
gegenüberliegenden Gehäusestirnwand ist eine Zwischenscheibe
ebenfalls in der Schwenkebene schwenkbar gelagert. Hierzu
weist die Steuerscheibe oder der Boden des Schwenkrahmens
eine in der Schwenkebene kreisbogenabschnittsförmig gekrümmte
Gleitfläche auf, an der die Zwischenscheibe mit einer
entsprechend gekrümmten Gleitfläche anliegt. Entsprechend
gekrümmte Gleitflächen weisen auch die Zwischenscheibe und
die Gehäusestirnwand auf ihren einander zugewandten Seiten
auf. Hierdurch sind in der Schwenkebene verlaufende Führungen
sowohl für den Schwenkrahmen als auch für die Zwischenscheibe
gebildet.
Zwischen dem Gehäuse und der Zwischenscheibe einerseits und
zwischen der Zwischenscheibe und dem Boden des Schwenkrahmens
andererseits ist eine Nachführvorrichtung für die Zwischen
scheibe wirksam, deren Zweck es ist, die Zwischenscheibe so
zu bewegen bzw. zu schwenken, daß sie im maximalen Aus
schwenkbereich des Schwenkrahmens bezüglich letzterem zur
Nullstellung hin versetzt ist. Hierdurch wird im Bereich der
Zwischenscheibe Raum für Steuerschlitze gewonnen, die auf
grund der Schwenkbewegung des Schwenkrahmens eine beträcht
liche, sich in der Schwenkebene erstreckende Länge aufweisen.
Ohne diese relative Bewegbarkeit der Zwischenscheibe ließe
sich die erforderliche Schlitzlänge bei einem großen ange
strebten Schwenkbereich nicht erreichen oder es müßten die
Steuerscheibe und die Zwischenscheibe verbreitert werden oder
der Schwenkbereich reduziert werden, was jedoch unerwünscht
ist.
Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist die Nachführvorrich
tung für die Zwischenscheibe durch einen Anschlag für die
Ausschwenkbewegung der Zwischenscheibe in einer teilausge
schwenkten Stellung und eine Feder gebildet, die die
Zwischenscheibe in Richtung auf den Anschlag vorspannt. Ein
zweiter Bewegungsanschlag ist zwischen dem Schwenkrahmenboden
und der Zwischenscheibe in einer Stellung vorgesehen, in der
die zwischenscheibe sich in einer bezüglich des
Schwenkrahmens bzw. der Zylindertrommel mittigen Position
befindet. Es erfolgt somit die Nachführung der Zwischen
scheibe nur in einem Teilbereich des Schwenkbereichs der
Zylindertrommel, wobei in diesem Teilbereich die Schwenk
bewegungen der Zylindertrommel und der Zwischenscheibe gleich
sind, da die Zwischenscheibe durch die Kraft der Feder in
Anschlagstellung mit dem Schwenkrahmen gehalten wird. Wenn
die Zwischenscheibe beim Ausschwenken des Schwenkrahmens
gegen den Bewegungsanschlag am Gehäuse stößt, wird ihre
Bewegung begrenzt, wobei der Schwenkrahmen mit der Zylinder
trommel weiter in seine maximale Schwenkstellung ausschwenkt.
Diese bekannte Ausgestaltung ist aus mehreren Gründen nach
teilig. Zum einen ist die Bewegungssteuerung mit Anschlägen
nachteilig, weil beim Anschlagen Geräusche und Belastungs
spitzen erzeugt werden, die die Lebensdauer der Axial
kolbenmaschine beeinträchtigen können. Außerdem bedarf es
einer verhältnismäßig großen Federkraft, um zu verhindern,
daß z. B. im Fahrbetrieb eines die Axialkolbenmaschine auf
weisenden Fahrzeugs die Zwischenscheibe von ihrem Anschlag
abhebt, wodurch die Funktion beeinträchtigt werden kann und
Klappergeräusche verursacht werden können. Eine vergrößerte
Federspannung führt jedoch zu Leistungsverlusten. Ein
weiterer Nachteil besteht darin, daß im Bereich der durch den
Bewegungsanschlag begrenzten maximalen Ausschwenkstellung der
Zwischenscheibe plötzliche Form- und Größenänderungen der
Steuerschlitze in der Zwischenscheibe stattfinden, wenn der
Schwenkrahmen weiter bewegt oder zurückbewegt wird. Diese
Form- und Größenveränderungen der Steuerschlitze behindern
die Strömung des hydraulischen Mediums im Bereich der
Zwischenscheibe, was unerwünscht ist. Ein weiterer Nachteil
kann darin gesehen werden, daß bei einem Ausfall der Feder
die Axialkolbenmaschine funktionsunfähig wird, was aus ver
schiedenen Gründen schwerwiegende Folgen nach sich ziehen
kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Axial
kolbenmaschine der eingangs angegebenen Art die Bewegungs
steuerung der Relativbewegung zwischen der Steuerscheibe und
der Zwischenscheibe zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine erfolgt die
Nachführung über den gesamten Schwenkbereich der Steuer
scheibe kontinuierlich, wobei die Steuerscheibe einen
größeren Verschiebeweg ausführt als die Zwischenscheibe.
Hierdurch wird Kontinuität der Relativbewegung zwischen den
Scheiben erreicht, wodurch bei Gewährleistung einer raumgün
stigen Anordnung der Steuerschlitze bessere Strömungsverhält
nisse im Funktionsbetrieb erreicht werden und harte Anschlag
begrenzungen für die Scheiben und die daraus resultierende
vorgenannte Nachteile vermieden werden. Dabei ist es vorteil
haft, die Nachführung mit einem konstanten Verhältnis
zwischen den jeweils ausgeführten Nachführbewegungen und
zwischen den Bewegungsgeschwindigkeiten der Steuerscheibe und
der Zwischenscheibe durchzuführen. Durch diese Vergleich
mäßigung wird das Strömungsverhalten des hydraulischen
Mediums im Bereich der Zwischenscheibe weiter verbessert und
Strömungsbehinderungen weiter vermindert.
Für eine erfindungsgemäße Nachführvorrichtung eignet sich
vorzugsweise eine in beide Schwenkrichtungen wirksame zwin
gende Nachführung, so daß Abweichungen von einer vorbestimm
ten Bewegung auch bei extremen Betriebsbedingungen ausge
schlossen sind und die erwähnten Nachteile vermieden werden,
die bei einer nicht zwangsweise geführten Nachführung eintre
ten können.
Eine zwingende Nachführung ermöglicht es auch, mit der
Verstellvorrichtung an der Steuerscheibe oder an der
Zwischenscheibe anzugreifen. Letzteres ist aus konstruktiven
Gründen vorteilhaft, weil die Verstellvorrichtung im Bereich
des Gehäusekopfes raumgünstig angeordnet werden kann und ein
Verstellglied zum Verstellen der Zwischenscheibe in einfacher
Bauweise die zugehörige Gehäusewand durchsetzend realisiert
werden kann.
In den Unteransprüchen sind Merkmale enthalten, die zu ein
fachen, kleinen und kostengünstig herstellbaren sowie
sicheren Bauweisen führen, die Führung und Steuerung der
Zwischenscheibe sowie die Funktion verbessern und außerdem
eine einfache und handhabungsfreundlich durchführbare Montage
bzw. Demontage gewährleisten.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie
erzielbare Vorteile anhand von bevorzugten Ausgestaltungen
und einfachen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße hydrostatische Axialkolben
maschine im Längsschnitt;
Fig. 2 den Teilschnitt II-II in Fig. 1,
Fig. 3 den Teilschnitt III-III in Fig. 2.
Die als Pumpe oder Motor funktionsfähige Axialkolbenmaschine
1 ist in Schiefachsenbauweise oder genauer in Schwenkschlit
tenbauweise ausgebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf
eine Schiefachsenbauweise oder Schwenkschlittenbauweise
beschränkt und sie eignet sich für die Funktion als Pumpe
oder Motor. Die Axialkolbenmaschine 1 umfaßt eine in einem
Gehäuse 2 in Wälzlagern 3 und 4 drehbar gelagerte Triebwelle
5, an welcher ein Triebwellenflansch 6 angeformt ist. Das
Gehäuse 2 umschließt eine Zylindertrommel 7, in welcher
mehrere Zylinderbohrungen 8 vorzugsweise auf einem Teilkreis
gleichmäßig verteilt vorgesehen sind. In den Zylinderbohrun
gen 8, die auf der der Triebscheibe 5 zugewandten Stirnseite
der Zylindertrommel 7 ausmünden, sind Kolben 9 bewegbar
geführt, die mit endseitigen Kugelköpfen 11 in sphärischen
Lagern 12 des Triebwellenflansches 6 abgestützt sind. Die
Zylindertrommel 7 ist über einen Mittelzapfen 13 ebenfalls
mit einem endseitigen Kugelkopf 14 in einem sphärischen Lager
15 des Triebwellenflansches 6 schwenkbar gelagert. Die
Mittelachse der Axialkolbenmaschine 1 ist mit 10 bezeichnet,
und sie ist im Gelenkpunkt 24 abgeknickt.
Die Zylindertrommel 7 weist an ihrer dem Triebwellenflansch
abgewandten Stirnseite eine kugelabschnittsförmige konkave
Lagergleitfläche 17 auf, an der eine im Funktionsbetrieb
nicht rotierende Steuerscheibe 18 mit einer entsprechend kon
vex gekrümmten kugelabschnittsförmigen Lagergleitfläche 19
anliegt. Die Zylindertrommel 7 und die Steuerscheibe 18
bilden eine Schwenkeinheit, die in noch zu beschreibender
Weise durch eine Verstellvorrichtung 21 in einer axialen
Schwenkebene 22 zur Einstellung eines gewünschten Durchsatz
volumens der Axialkolbenmaschine 1 verstellbar und in der
jeweiligen Verstellposition gegen eine ungewollte Verstellung
positionierbar ist. Auf ihrer der Zylindertrommel 7 abge
wandten Stirnseite weist der Steuerscheibe 18 eine vorzugs
weise zylinderabschnittsförmige Lagergleitfläche 23 auf, die
um eine durch den Mittelpunkt des Kugelkopfes 14 und recht
winklig zur Schwenkebene 22 verlaufenden Schwenkachse 14a
gekrümmt ist. Zwischen der Steuerscheibe 18 und einer vor
zugsweise lösbar befestigten Gehäusestirnwand 24 ist eine
Zwischenscheibe 25 quer verschiebbar gelagert, die mit einer
entsprechend der Lagergleitfläche 23 vorzugsweise zylinder
abschnittsförmig konkav gekrümmten Lagergleitfläche 26 an der
Lagergleitfläche 23 gleitbeweglich anliegt und an ihrer der
Gehäusestirnwand 24 zugewandten Seite eine sich zur Lager
gleitfläche 26 parallel erstreckende konvexe und vorzugsweise
zylinderabschnittsförmige Lagergleitfläche 27 aufweist, mit
der sie an einer entsprechend vorzugsweise zylinderabschnitts
förmig konkav geformten Lagergleitfläche 28 an der Innenseite
der Gehäusestirnwand 24 gleitbeweglich gelagert ist. Die
Lagergleitfläche 28 ist Grundfläche einer Führungsausnehmung
28a mit Führungsseitenflächen 28b, in der die Zwischenscheibe
25 verschiebbar geführt ist.
In der Zwischenscheibe 25 sind mit üblichen Steuernieren N1,
N2 in der Steuerscheibe 18 verbundene Steuerschlitze S1, S2
angeordnet, die im Funktionsbetrieb die Zuführung und Abfüh
rung des hydraulischen Mediums zu den Zylinderräumen 8a in
der Zylindertrommel 7 von einer Zuführungsleitung und zu
einer Abführungsleitung gewährleisten. Die Steuerschlitze
sind in der sich quer zur Schwenkebene 22 erstreckenden Quer
richtung schmal und in der sich parallel zur Schwenkebene 22
erstreckenden Querrichtung lang ausgebildet, um in allen
Schwenkstellungen des Schwenkbereichs den Strömungsdurchgang
durch die Zwischenscheibe 25 zu gewährleisten.
In Fig. 1 ist ein mittiger und trichterförmiger, quer
durchgehender, Schlitz dargestellt, der mit einem Kanalsystem
zur Schmierung und ggf. hydrostatischen Lagerung diverser
weiterer Bauteile der Axialkolbenmaschine beiträgt und mit
dem Innenraum 2b des Gehäuses 2 verbunden ist.
Die Zylindertrommel 7, die Steuerscheibe 18 und die Zwischen
scheibe 25 bilden eine mit der Verstellvorrichtung 21
bewegbare Schwenkeinheit, wobei die Zylindertrommel 7, die
Steuerscheibe 18 und die Zwischenscheibe 25 gleichzeitig
geschwenkt werden, d. h. bei einer Verstellung werden die
Teile gleichzeitig bewegt, wobei ihre Schwenkbewegungen
gleichzeitig beginnen und aufhören. Hierzu ist die Verstell
vorrichtung 21 durch eine Schwenkvorrichtung 30 antriebsmäßig
mit der Schwenkeinheit verbunden, wobei in die Schwenkvor
richtung 30 eine Nachführvorrichtung 31 integriert ist, die
zwangsläufig gewährleistet, daß die Steuerscheibe 18 mit
einer größeren Schwenkgeschwindigkeit geschwenkt wird als die
Schwenkgeschwindigkeit der Zwischenscheibe 25, so daß die
Steuerscheibe 18 einen größeren Schwenkweg a ausführt, als
die Zwischenscheibe 25, deren Schwenkweg mit b bezeichnet
ist. Die Bewegungsübersetzung zwischen der Zwischenscheibe 25
und der Steuerscheibe 18 wird durch eine in die Schwenk
vorrichtung 30 bzw. in die Nachführvorrichtung 31 integrierte
Übersetzungsvorrichtung in beide Nachführvorrichtungen
zwangsläufig herbeigeführt.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung greift die Verstellvor
richtung 21 mit einem Mitnehmer 21a an der Zwischenscheibe 25
an, wobei die Nachführvorrichtung 31 zwischen der Zwischen
scheibe 25 und der Steuerscheibe 18 wirksam ist. Bei der
vorliegenden Ausgestaltung ist der Mitnehmer 21a durch einen
Mitnehmerzapfen gebildet, der von einem Verstellkolben 21b
absteht, der quer zur Längsmittelachse 10 in einer Kolben
bohrung 21c der Gehäusestirnwand 24 hydraulisch verschiebbar
gelagert ist. Der Mitnehmerzapfen ist zwecks Mitnahme der
Zwischenscheibe 25 durch eine Kulissenführung mit einer Aus
nehmung 21d in der Zwischenscheibe 25 mit letztere verbunden,
wobei der Mitnehmerzapfen einen kugel- oder kugelabschnitts
förmigen Mitnehmerkopf aufweist, der in die Mitnehmerausneh
mung 21d mit geringem Bewegungsspiel einfaßt. Die Kulissen
führung läßt dabei Abstandsveränderungen zu, die aufgrund der
Schwenkbewegung der Zwischenscheibe 25 vorgegeben sind und
beim Schwenken unterschiedliche Eintauchtiefen des Mitnehmer
zapfens in die Mitnehmerausnehmung 21d bewirken.
Hierzu dient ein Mechanismus, der an der Zwischenscheibe 25
und an der Gehäusestirnwand 2a gelagert bzw. abgestützt ist
und an der Steuerscheibe 18 angreift und diesen unter Aus
nutzung der Relativbewegung zwischen der Zwischenscheibe 25
und dem Gehäuse 2 quer verschwenkt und in der jeweiligen
Schwenkstellung zwecks Verhinderung einer ungewollten
Verstellung positioniert. Dieser Mechanismus bildet eine
Zwangsführung, so daß im gesamten Bewegungsbereich a die
jeweiligen Bewegungsstellungen der Steuerscheibe 18 gesichert
sind.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Nachführvor
richtung 1 durch einen Hebeltrieb mit einem oder zwei zu bei
den Seiten der Schwenkmittelebene angeordneten Antriebshebeln
32 gebildet. Jeder Antriebshebel 32 ist jeweils schwenkbar in
seinem einen Endbereich an der Stirnwand 24 gelagert, in
seinem mittleren Bereich mit der Zwischenscheibe 25 verbunden
ist, und in seinem anderen Endbereich an der Steuerscheibe 18
angreifend gelagert und dabei jeweils in einer sich parallel
zur Schwenkmittelebene 22 erstreckenden Schwenkebene 33
geführt. Bei der vorliegenden Ausgestaltung sind zwei zu
beiden Seiten der Zwischenscheibe 25 angeordnete
Nachführungsmechanismen in Form von Antriebshebeln 32
spiegelbildlich zueinander jedoch ansonsten gleich angeord
net. Deshalb wird im folgenden nur das Nachführsystem im
Bereich eines seitlichen Antriebshebels 32 beschrieben.
Der Antriebshebel 32 erstreckt sich quer zur mit dem Doppel
pfeil verdeutlichten Schwenkbewegung b der Zwischenscheibe
25, wobei er mittels einem Festlager 34 und zwei längs der
Mittelachse 10 beweglichen Loslagern 35, 36 mit der Steuer
scheibe 18, der Zwischenscheibe 25 und der Gehäusestirnwand
24 verbunden ist. Das Festlager 34 kann zwischen dem An
triebshebel 32 und der Steuerscheibe 18, zwischen dem An
triebshebel 32 und der Gehäusestirnwand 24 oder zwischen dem
Antriebshebel 32 und der Zwischenscheibe 25 vorgesehen sein,
wie es beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist.
Die beiden anderen Lager sind dann jeweils Loslager. Das
Festlager 34 ist jeweils durch ein Schwenkgelenk gebildet und
die Loslager 35, 36 sind jeweils durch ein Schiebegelenk,
z. B. durch eine Führungskulisse gebildet.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist der Antriebshebel 32
seitlich neben der Zwischenscheibe 25 angeordnet, wobei er an
ihrer Seitenfläche anliegen kann oder sie in einer seitlichen
Ausnehmung 25a durchfassen kann und mittels eines Gelenkbol
zens 37 schwenkbar gelagert ist, der von einem dieser beiden
Bauteile, hier vom Schwenkhebel 32, seitlich vorragt und in
einer Gelenkbohrung 38 des anderen Teils oder in beiden Tei
len schwenkbar gelagert ist. Das Loslager 35 in der Gehäuse
stirnwand 24 ist durch eine sich in der Längsrichtung der
Mittelachse 10 der Axialkolbenmaschine 1 erstreckende Füh
rungskulisse 39 mit zwei einander gegenüberliegenden Füh
rungsflächen 41 gebildet. Der Antriebshebel 32 weist einen
endseitigen gerundeten Gleitkopf 42 auf, mit dem er in der
Längsrichtung der Mittelachse 10 verschiebbar und um die sich
rechtwinklig zur Schwenkebene 22 erstreckende Schwenkachse 43
des Gelenkbolzens 37 schwenkbar gelagert ist. Das zweite Los
lager 36, das hier zwischen dem Antriebshebel 32 und der
Steuerscheibe 18 gebildet ist, weist eine sich ebenfalls etwa
in der Längsrichtung der Mittelachse 10 entsprechende Füh
rungskulisse 44 in Form einer seitlichen Nut in der Steuer
scheibe 18 auf, in der das betreffende Ende des Antriebs
hebels 32 mit einem zylindrischen Gelenkbolzen 45 um dessen
sich rechtwinklig zur Schwenkmittelebene 22 erstreckende
Schwenkachse 46 schwenkbar und etwa längs der Mittelachse 10
verschiebbar gelagert ist.
Der Antriebshebel 32 kann in seinem mittleren Bereich in
einer durch einen Schlitz 47 in der Gehäusewand 24 gebildeten
Schwenkführung 47a geführt sein. Der Schlitz 47 erstreckt
sich von der Führungskulisse 39 - quer zur Schwenkmittelebene
22 gesehen - vorzugsweise divergent nach innen, wobei die
zugehörige Schlitzabmessung an die durch den Schwenkbereich
des Antriebshebels 32 erforderlichen Raumbedarf angepaßt ist.
Aus herstellungstechnischen Gründen kann die sich an den
Schlitz 47 anschließende Führungskulisse 39 in einem nach
außen mündenden Loch in der Gehäusestirnwand 24 ausgebildet
sein, das durch einen Stopfen 48 verschlossen ist, insbeson
dere einem Schraubstopfen.
Wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, ist das an der Gehäu
sestirnwand 24 angeordnete Lager 34 abgesehen von den Aus
gleichsbewegungen in der Führungskulisse 39 ein stationäres
Lager, um das die Lager 34, 36 bei Schwenkbewegungen des
Antriebshebels 32 Bogenbewegungen ausführen, die aufgrund der
Gelenkschiebeverbindungen in den Loslagern 35, 36 in
Schwenkbewegungen der Zwischenscheibe 25 und der Steuer
scheibe 18 umgewandelt werden. Da das Verhältnis der wirk
samen Abstände c, d der Lager 34, 36 vom stationären Lager 35
beim Schwenken gleich bleibt, ergeben sich Schwenkbewegungs
längen a, b für die Steuerscheibe 18 und die Zwischenscheibe
25, deren Verhältnis im wesentlichen gleich ist. Aufgrund des
geringeren Abstands c des Lagers 34 an der Zwischenscheibe 25
vom Lager 35 im Vergleich mit dem Abstand d des Lagers 36 an
der Steuerscheibe 18 werden die Bewegungsgeschwindigkeit und
die Bewegungslänge a der Steuerscheibe 18 bezüglich der
Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungslänge b der
Zwischenscheibe 25 übersetzt. D. h., die Bewegungslänge b der
Zwischenscheibe 25 ist bei jeder Schwenkbewegung in dem
Größenverhältnis der Abstände c/d kleiner als die Bewegungs
länge a der Steuerscheibe 18, wobei jedoch die Bewegungen der
Zwischensteuerscheibe 25 und der Steuerscheibe 18 auf dem
gesamten Schwenkbereich gleichzeitig und kontinuierlich
stattfinden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt
das Größenverhältnis der Abstände c/d etwa 1/1,4.
Die sich in der Schwenkebene erstreckende Breite e der
Steuerscheibe 18 ist vorzugsweise kleiner als die Breite f
der Zwischenscheibe 25. Die Differenz der Breiten e, f kann
der maximalen Differenz der Bewegungslängen a, b entsprechen.
Insbesondere ist die Nachführvorrichtung 31 oder der Nach
führbereich 9, der hier dem Schwenkbereich h entspricht,
bezüglich des Schwenkbereichs h symmetrisch angeordnet.
Die bereits vorerwähnte Verstellvorrichtung 21 kann im Rahmen
der Erfindung an der Zwischenscheibe 25 (Fig. 1) oder am der
Steuerscheibe 18 (nicht dargestellt) angreifen. Die Schwenk
bewegung wandelt die Nachführvorrichtung 31 jeweils in eine
übersetzte oder untersetzte Nachführbewegung um.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung greift die Verstellvor
richtung 21 an der Zwischenscheibe 25 an, so daß die Über
setzung stattfindet.
Der Verstellkolben 21b ist Teil eines hydraulischen Verstell
zylinders 51, dessen Ausgestaltung und Funktion in der
älteren deutschen Patentanmeldung DE 196 53 165 der Anmel
derin beschrieben ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird
auf diese ältere Patentanmeldung und deren Offenbarungsinhalt
im vollen Umfang Bezug genommen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Position der Steuerscheibe 18
und der Zwischenscheibe 25 befinden sich diese in der
maximalen Ausschwenkstellung der Zylindertrommel 7, in der
diese auf ein maximales Durchsatzvolumen eingestellt ist. In
dieser Stellung ist die Steuerscheibe 18 bezüglich der in der
Querabmessung länger bemessenen Zwischenscheibe 25 seitlich
versetzt angeordnet, wobei diese beiden Teile außenseitig
miteinander abschließen können. Bei einer Rückstellbewegung
in die Nullstellung wird die Steuerscheibe 18 mit der daran
gelagerten Zylindertrommel 7 zwangsläufig und kontinuierlich
zur Schwenkbewegung der Zwischenscheibe 25 mit einer Über
setzung verschwenkt. Dabei kann die Steuerscheibe 18 in der
Nullstellung bezüglich der Zwischenscheibe 25 zur anderen
Seite hin versetzt sein und außenseitig mit dieser abschlie
ßen.
Zur Begrenzung der beiden Schwenkendstellungen sind vorzugs
weise Anschläge 56, 57 am Gehäuse 2 vorgesehen, die mit dem
Teil, hier mit der Zwischenscheibe 25, zusammenwirken, an dem
die Verstellvorrichtung 21 angreift. Bei der vorliegenden
Ausgestaltung sind die Anschläge 56, 57 durch die jeweilige
Gehäusewand durchfassende Einstellschrauben 58, 59 gebildet
und somit einstellbar und von außen zwecks Einstellung
zugänglich.
Es ist vorteilhaft, die Nachführvorrichtung 31 bezüglich der
maximalen Schwenkstellung und der Nullstellung mittig und
symmetrisch auszubilden. Hierdurch ergeben sich nicht nur zu
beiden Seiten der Mittelstellung gleiche, jedoch spiegelbild
liche Stellungen und Verhältnisse, sondern es läßt sich auch
der in der Zwischenscheibe 25 für die Steuerschlitze vorhan
dene Raum vorteilhaft und optimal ausnutzen, um möglichst
große Querschnitte für die Steuerschlitze in der Steuer
scheibe 18 und in der Zwischenscheibe 25 realisieren zu
können.
Claims (12)
1. Hydrostatische Axialkolbenmaschine (1) mit einer in einem
Gehäuse (2) gelagerten Zylindertrommel (7), in der in
Zylinderbohrungen (8) Kolben (9) verschiebbar gelagert
sind, deren Kolbenenden an einer drehbar gelagerten
Antriebsscheibe (6) schwenkbar abgestützt sind, wobei die
Zylindertrommel (7) und eine an der der Antriebsscheibe
(6) abgewandten Seite der Zylindertrommel (7) angeordnete
Steuerscheibe (18) durch eine Verstellvorrichtung (21) in
einer Schwenkebene (22) quer verschwenkbar sind, wobei
eine Zwischenscheibe (25) zwischen der Steuerscheibe (18)
und einer gegenüberliegenden Gehäusewand (24) mittels
kreisbogenförmig gekrümmten Lagergleitflächen (23, 26,
27, 28) längs der Schwenkebene (22) schwenkbar gelagert
ist, wobei die Zwischenscheibe (25) mit Steuerkanälen in
der Steuerscheibe (18) korrespondierende Steuerschlitze
(S1, S2) aufweist, und wobei eine Nachführvorrichtung
(31) vorgesehen ist, die eine relative Verschiebung
zwischen der Steuerscheibe (18) und der Zwischenscheibe
(25) herbeiführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nachführvorrichtung (31) über den gesamten
Schwenkbereich der Steuerscheibe (18) so wirksam ist, daß
der Verschiebeweg (a) der Steuerscheibe (18) größer ist
als der Verschiebeweg (b) der Zwischenscheibe (25).
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellvorrichtung (21) an der Zwischenscheibe
(25) angreift und die Nachführvorrichtung (31) die
Steuerscheibe (18) nachführt.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Verschiebewege (a/b) der
Steuerscheibe (18) und der Zwischenscheibe (25) im
Verstellbereich etwa gleich ist.
4. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Nachführbereich oder die Nachführvorrichtung (31)
bezüglich des Schwenkbereichs der Steuerscheibe (18)
symmetrisch angeordnet ist.
5. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nachführvorrichtung (31) wenigstens einen
Hebeltrieb mit einem Antriebshebel (32) aufweist, der mit
seinem einen Ende durch ein Lager (36) an der
Steuerscheibe (18) schwenkbar abgestützt ist, der mit
seinem anderen Ende durch ein Lager (35) an der der
Zwischenscheibe (25) benachbarten Gehäusestirnwand (24)
schwenkbar abgestützt ist, und der in seinem mittleren
Bereich durch ein Lager (34) an der Zwischenscheibe (25)
schwenkbar abgestützt ist.
6. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eines der Lager ein Festlager ist und die beiden
anderen Lager Loslager sind, die eine quer zur
Gehäusestirnwand (24) gerichtete Ausgleichsbewegung im
Lager gestatten.
7. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Festlager durch ein Drehgelenk gebildet ist und
vorzugsweise eines oder beide Loslager jeweils durch eine
Führungskulisse (39, 44) gebildet sind.
8. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebshebel (32) in einem Führungsschlitz (47)
in der Gehäusestirnwand (24) verschiebbar geführt ist.
9. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Nachführvorrichtungen (31) zu beiden Seiten der
Steuerscheibe (18) und der Zwischenscheibe (25)
spiegelbildlich angeordnet sind.
10. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellvorrichtung (21) im Bereich einer der
Zwischenscheibe (25) gegenüberliegenden Gehäusestirnwand
(24) angeordnet ist und einen Mitnehmerzapfen (21a)
aufweist, der quer zur Mittelachse (10) der
Zylindertrommel (7) verschiebbar gelagert ist und
vorzugsweise im Bereich einer Führungskulisse mit der
Zwischenscheibe (25) verbunden ist.
11. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Gehäuse (2) zur Begrenzung der Ein- und/oder
Ausschwenkbewegung ein oder zwei Anschläge (56, 57)
vorzugsweise verstellbar und insbesondere von außen
zugänglich vorgesehen sind.
12. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz der Breiten (e, f) der Steuerscheibe
(18) und der Zwischenscheibe (25) der maximalen Differenz
der Verschiebewege (a, b) der Steuerscheibe (18) und der
Zwischenscheibe (25) entspricht.
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