DE19912509C2 - Axialkolbenmaschine - Google Patents
AxialkolbenmaschineInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
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- F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
- F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
- F04B1/324—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the swash plate
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialkolbenmaschine nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Axialkolbenmaschine dieser Art ist in der
DE 196 45 580 C1 beschrieben. Bei dieser bekannten
Axialkolbenmaschine ist zur Einstellung des
Durchsatzvolumens eine Verstellvorrichtung mit einer an der
Schräg- oder Taumelscheibe angreifenden Schwenkeinrichtung
vorgesehen, mit der die Schräg- oder Taumelscheibe wahlweise
hin- und herschwenkbar ist und dadurch je nach
Schwenkrichtung der Schwenkwinkel und das Durchsatzvolumen
vergrößerbar und verringerbar ist. Die Schwenkeinrichtung
übt dabei auf die Schräg- oder Taumelscheibe ein Drehmoment
aus, das dem Drehmoment entgegenwirkt, das die resultierende
und gegen die Schräg- oder Taumelscheibe wirksame
Kolbenkraft erzeugt.
Bei dieser bekannten Axialkolbenmaschine besteht nicht nur
ein großer Bau- und Herstellungsaufwand, weil eine in beide
Wirkrichtungen wirksame Schwenkeinrichtung vorzusehen ist,
sondern auch ein verhältnismäßig großer Steuerungsaufwand,
um die Schrägscheibe z. B. bei Erreichen eines maximalen
Drucks oder einer maximalen Leistung durch Ansteuern der
Schwenkeinrichtung zurückzuschwenken.
Aus DE 42 07 566 C2 ist eine Axialkolbenmaschine mit einer
Verstellvorrichtung zum Verstellen ihrer Schrägscheibe
bekannt, wobei die Verstellvorrichtung einen Verstellkolben
aufweist, der gegen eine resultierende Kolbenkraft wirksam
ist. Bei dieser vorbekannten Axialkolbenmaschine ist auch
eine Feder vorgesehen, die entgegen dem Verstellkolben
wirksam ist, jedoch verstellt diese Feder die
Verstellvorrichtung im Stillstand der Axialkolbenmaschine in
die Schwenkstellung minimalen Durchsatzvolumens bzw. in die
Schwenkstellung Null.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Axialkolbenmaschine der eingangs angegebenen Art so
auszugestalten, daß der Bau- und Herstellungsaufwand, der
Steuerungsaufwand und der Leistungsaufwand verringert sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine ist ein
Federelement vorgesehen, das ein auf die Schräg- oder
Taumelscheibe einwirkendes zweites Drehmoment erzeugt, das
dem von der resultierenden Kolbenkraft auf die Schräg- oder
Taumelscheibe ausgeübten ersten Drehmoment entgegengesetzt
ist. Hierdurch wird eine passive kolbenkraftabhängige und
somit druckabhängige Durchsatzvolumeneinstellung erreicht,
die selbsttätig funktioniert, so daß auf die
Durchsatzvolumeneinstellung nicht durch eine
Schwenkeinrichtung eingewirkt zu werden braucht. Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich insbesondere zur
Leistungsbegrenzung der Axialkolbenmaschine, wobei die
Axialkolbenmaschine so ausgelegt ist, daß sie im
Gleichgewichtszustand der Drehmomente etwa ihre maximale
Leistung abgibt. Hierdurch werden Überlastungen der
Axialkolbenmaschine selbsttätig vermieden.
In den Unteransprüchen sind Merkmale enthalten, die zu
kleinen, kostengünstig herstellbaren und funktionssicheren
Bauweisen führen, eine Durchsatzvolumeneinstellung und
Dämpfungswirkungen im Bereich der Schwenkendstellungen der
Schräg- oder Taumelscheibe ermöglichen und die Bedienung bei
Einstellungsveränderungen erleichtern.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie
erzielbare Vorteile anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
und Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 die Hauptteile einer erfindungsgemäßen
Axialkolbenmaschine im axialen Schnitt;
Fig. 2 eine Einzelheit der erfindungsmäßen
Axialkolbenmaschine in abgewandelter Ausgestaltung;
und
Fig. 3 ein Funktionsdiagramm der Axialkolbenmaschine.
In der Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine
nur teilweise dargestellt. Die beispielhaft dargestellte
Axialkolbenmaschine 1 ist in sogenannter
Schrägscheibenbauweise ausgebildet, und sie umfaßt einen
Zylinderblock 2, in dem mehrere, auf einem Teilkreis
gleichmäßig verteilt angeordnete, etwa axiale
Zylinderbohrungen 3 vorgesehen sind. In den Zylinderbohrungen
3 sind Kolben 4 längsbewegbar angeordnet. Die
Zylinderbohrungen 3 sind durch Verbindungskanäle 5 mit
nierenförmigen Steueröffnungen 6a, 6b in einer Steuerscheibe
7 verbunden, die in einem nur teilweise dargestellten Gehäuse
8 stationär angeordnet ist. Der Zylinderblock 2 ist auf einer
nicht dargestellten Triebwelle um seine Längsmittelachse
drehbar im Gehäuse 8 gelagert, so daß die Zylinderbohrungen 3
zyklisch mit einer an der zugehörigen Steueröffnung 6a
angeschlossenen, nicht dargestellten Niederdruckleitung und
einer an der jeweils zugehörigen Steueröffnung 6b
angeschlossenen, ebenfalls nicht dargestellten
Hochdruckleitung verbunden werden.
Die Kolben 4 sind an der der Steuerscheibe 7 abgewandten
Enden gelenkbeweglich an einer Schrägscheibe 9 abgestützt;
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels Gleitschuhen
11, die an einer ebenen Gleitfläche 12 der Schrägscheibe 9
anliegen und jeweils durch eine Kugelgelenkverbindung 13 mit
den vorzugsweise als Hohlkolben ausgebildeten Kolben 4
verbunden sind. Die Arbeitsräume der Kolben 4 bzw. deren
Kolbenausnehmungen 14 sind durch axiale Verbindungskanäle 15
in den Kolben 4 und damit korrespondierenden axialen
Verbindungskanälen 16 in den Gleitschuhen 11 zur
hydrostatischen Entlastung mit an den Anlageflächen der
Gleitschuhe 11 vorgesehenen Drucktaschen 17 verbunden.
Mit 18 ist eine an sich bekannte Rückzugeinrichtung
bezeichnet, die die Gleitschuhe 11 in permanenter Anlage an
der Gleitfläche 12 der Schrägscheibe 9 hält. Bei der
vorliegenden Ausgestaltung ist die Rückzugeinrichtung 18
durch eine die Gleitschuhe 11 in an sich bekannter Weise
hintergreifende Lochscheibe 19 gebildet, die mit einer
zentralen, kugelabschnittförmigen Kalotte 21 auf einem
kugelabschnittförmigen Sattel 22, z. B. einem Ring auf der
nicht dargestellten Triebwelle, allseitig schwenkbar gelagert
ist. Es kann sich um eine Triebwelle handeln, die die
Stirnwand 8a des Gehäuses 8 in einem runden Loch 8b
durchsetzt und darin z. B. mittels eines Wälzlagers gelagert
und abgedichtet ist.
Die Schrägscheibe 9 ist um eine sich quer zur
Längsmittelachse 23 der Axialkolbenmaschine 1 erstreckende
Schwenkachse 24 in einem nur andeutungsweise dargestellten
Schwenklager 25, z. B. mittels zu beiden Seiten der
Schrägscheibe 9 angeordneten zylindrischen Schwenkzapfen,
zwischen einer Schwenkstellung minimalen Schwenkwinkels W, in
der der zwischen der Gleitfläche 12 und der Längsmittelachse
23 eingeschlossene Winkel z. B. annähernd Null ist, und einer
Schwenkstellung maximalen Schwenkwinkels W1 schwenkbar
gelagert. Dabei ist die Schwenkachse 24 bezüglich der
Längsmittelachse 23 des Zylinderblocks 2 um das Maß eK quer
versetzt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die sich aus
der Anzahl der Kolbenkräfte im Bereich eines Druckhubes
ergebende resultierende Kolbenkraft Kr bezüglich der
Schwenkachse 24 in die Radialrichtung versetzt ist, daß die
resultierende Kolbenkraft Kr die Schrägscheibe 9 mit einem
Drehmoment M1 beaufschlagt, das die Schrägscheibe 9 in ihre
Schwenkstellung minimalen Schwenkwinkels W zu schwenken
sucht. Außerdem ist eine elastisch nachgiebig wirksame
Rückschwenkvorrichtung 26 vorgesehen, die die Schrägscheibe 9
mit einem Drehmoment M2 beaufschlagt, das dem Drehmoment M1
entgegengesetzt ist. Wirksames Element der
Rückschwenkvorrichtung 26 ist eine Feder 27, insbesondere
eine Wendelfeder, hier eine Druckfeder, die am Gehäuse 8
abgestützt ist und mit ihrer elastischen Federkraft an der
Schrägscheibe 9 angreift. Bei der vorliegenden Ausgestaltung
ist die Feder 27 an der Stirnwand 8a des Gehäuses 8
abgestützt, wobei sie vorzugsweise zwischen der Stirnwand 8a
und der Schrägscheibe 9 angeordnet sein kann und dabei
vorzugsweise in einer Ausnehmung 28, 29 in der Stirnwand 8a
und/oder in der Schrägscheibe 9 mit Bewegungsspiel angeordnet
ist. Der radiale Wirkabstand der Verstellvorrichtung 26 von
der Schwenkachse 24 ist mit e1 bezeichnet und im
Ausführungsbeispiel größer als das Versatzmaß eK.
Zur Begrenzung der Ausschwenkbewegung der Schrägscheibe 9 in
ihre maximale Ausschwenkstellung und zur Begrenzung der
Einschwenkbewegung der Schrägscheibe 9 in ihre minimale
Einschwenkstellung ist jeweils ein Schwenkanschlag 31, 32
vorgesehen, der jeweils durch eine Einstellvorrichtung
vorzugsweise einstellbar ist, um eine bestimmte Menge des
Durchsatzvolumens in der maximalen und minimalen
Schwenkendstellung einstellen zu können. Beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel sind die verstellbaren Schwenkanschläge
31, 32 durch Einstellschrauben 33 gebildet, die zu beiden
Seiten der Längsmittelachse 23 jeweils in einer
Gewindebohrung 34 in der Stirnwand 8a eingeschraubt sind,
durch ein Schrauben-Angriffselement 35, z. B. einen
Schraubenkopf oder einen Schraubenschlitz, drehbar sind und
durch ein Sicherungselement, z. B. eine Kontermutter 36,
gegen ein unbeabsichtigtes Lösen sicherbar sind. Im Rahmen
der Erfindung ist es möglich, die Einstellschrauben 33 in
Gewindelöchern 34 anzuordnen, die sich in etwa axialer
Anordnung in der Schrägscheibe 9 und/oder in der Stirnwand 8a
befinden, und zwar vorzugsweise jeweils im Endbereich der
Schrägscheibe 9. Hierdurch ergibt sich für die ein elastisch
nachgiebiges Widerlager bildende Rückschwenkvorrichtung 26
eine Anordnungsstelle zwischen dem Schwenkanschlag 32 für die
Minimalstellung der Schrägscheibe 9 und dem Wirkabstand eK
der resultierenden Kolbenkraft Kr.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die dem Kolben 4
abgewandte Rückseite 37 der Schrägscheibe 9 keilförmig
geformt, wobei die beiden Keilflächen 37a, 37b einen stumpfen
Winkel einschließen, der in Richtung auf den Zylinderblock 2
offen ist, wobei die Keilflächen 37a, 37b so angeordnet sind,
daß bei Anlage der einen Keilfläche 37a die Schrägscheibe 9
sich in ihrer minimalen Schwenkstellung befindet und bei
Anlage der anderen Keilfläche 37b am Schwenkanschlag 31 die
Schrägscheibe 9 sich in ihrer maximalen Schwenkstellung
befindet. Der Scheitel 38 kann sich zum einen in der
Schwenkachse 24 und zum anderen an der Innenseite 8c der
Stirnwand 8a befinden. Bei einem Ausführungsbeispiel ohne
Einstellschrauben 33 kann die Innenseite 8b der Stirnwand 8a
die Schwenkanschläge 31, 32 bilden, nämlich dadurch, daß die
Schrägscheibe 9 mit ihren vorzugsweise ebenen Keilflächen
37a, 37b jeweils an der Innenseite 8c anliegen.
Im Funktionsbetrieb der Axialkolbenmaschine 1 wirken die
beiden Drehmomente M1 und M2 gegeneinander, wobei im
Stillstand und ggf. im niedrigen Lastbereich die
Rückschwenkvorrichtung 26 die Schrägscheibe 9 in ihre
Schwenkstellung maximalen Schwenkwinkels drückt, weil das
Drehmoment M2 größer ist als das Drehmoment M1, das durch die
resultierende Kolbenkraft Kr hervorgerufen ist. Bei
steigendem Arbeitsdruck der Axialkolbenmaschine 1 vergrößert
sich zwar das Drehmoment M1, jedoch verbleibt die
Schrägscheibe 9 zunächst in ihrer Schwenkstellung maximalen
Schwenkwinkels W1, entsprechend einer in Fig. 3
dargestellten, das Durchsatzvolumen V in Abhängigkeit von dem
Arbeitsdruck p darstellenden Kennlinie, die sich zunächst
parallel zur Abszisse erstreckt und zwar bis zu einem
Arbeitsdruck p1, bei dem das Drehmoment M1 und das
Drehmoment M2 sich im Gleichgewicht befinden. Bei weiter
steigendem Arbeitsdruck, z. B. bis zum Arbeitsdruck p2,
überwiegt zunehmend das Drehmoment M1 das Drehmoment M2,
wodurch die Schrägscheibe 9 in Richtung auf ihre minimale
Schwenkstellung jeweils so weit verschwenkt wird, bis sich
ein Gleichgewicht der Drehmomente M1, M2 einstellt. Wenn der
Arbeitsdruck den Wert p2 übersteigt, verbleibt die
Schrägscheibe 9 aufgrund ihrer Anlage am Schwenkanschlag 32,
so daß das Durchsatzvolumen W auch bei gegebenenfalls
steigendem Arbeitsdruck p sich nicht mehr verringert wird,
sondern konstant bleibt.
Die maximale Leistung der Axialkolbenmaschine ist in Fig. 3
als strichpunktierte, hyperbolisch gekrümmte Linie N
dargestellt. Der Verlauf der Leistungs-Kennlinie N befindet
sich zwischen dem minimalen und dem maximalen Arbeitsdruck
p1, p2 in der Nähe des in Fig. 3 schräg verlaufenden
Abschnitts der Durchsatzvolumen-Kennlinie V. Hierdurch wird
erreicht, daß die Axialkolbenmaschine nicht überlastet
werden kann, indem sich die Kennlinie durch entsprechendes
Zurückschwenken unterhalb der maximalen Leistungs-Kennlinie
N befindet.
Ein Überschreiten der maximalen Leistungs-Kennlinie N kann
durch eine Druckabschneidung durch ein
Druckbegrenzungsventil am Grenzdruck p3 verhindert werden.
Die vorbeschriebene Ausgestaltung ermöglicht eine passive
druckabhängige Durchsatzvolumenverstellung und -einstellung,
die im Pumpenbetrieb und im Motorbetrieb funktioniert. Dies
wird dadurch erreicht, daß eine druckabhängige und durch das
jeweilige Gleichgewicht der Drehmomente M1 und M2
vorgegebene Verstellung und Einstellung der Schrägscheibe 9
im Bereich zwischen zwei Schwenkendstellungen, und zwar
passiv gegen das elastische Widerlager, hier die Feder 27,
stattfindet.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Verstellung
prinzipbedingt für eine Verringerung des Schwenkwinkels der
Schrägscheibe 9 mit steigendem Arbeitsdruck ausgelegt. Es
ist auch möglich, die passive, druckabhängige Verstellung
der Schrägscheibe 9 für eine Vergrößerung des Schwenkwinkels
mit steigendem Arbeitsdruck auszubilden. Bei einem solchen
Ausführungsbeispiel sind der Angriffspunkt der
resultierenden Kolbenkraft Kr und der Angriffspunkt des
elastischen Widerlagers bzw. der Rückschwenkvorrichtung 26
spiegelbildlich zur Schwenkachse 24 zu versetzen, d. h. zu
der Seite hin, auf der die resultierende Kolbenkraft Kr die
Schrägscheibe 9 in ihre Schwenkendstellung maximalen
Schwenkwinkels W1 beaufschlagt. Bei einer solchen
Ausgestaltung ergibt sich die gestrichelt dargestellte
Durchsatzvolumen-Kennlinie V1 in Fig. 3.
Es ist vorteilhaft, die Elastizität des elastischen
Widerlagers bzw. der Rückstellvorrichtung 26, nämlich die
Kraft der Feder 27, einstellbar auszubilden. Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel dient hierzu eine
Einstellvorrichtung 39, mit der die Vorspannung der Feder 27
eingestellt werden kann. Es handelt sich um eine
Einstellschraube 41 mit einem Drehangriffselement, z. B.
einem Querschlitz, die eine einstellbare Begrenzung für die
Feder 27 bildet und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in
die Ausnehmung 28 in der Stirnwand 8a von außen hineinragt,
wobei sie in einem den Grund der Ausnehmung 28
durchsetzenden Gewindeloch 42 eingeschraubt und durch ein
Sicherungselement gesichert ist, insbesondere durch eine
außen auf die Einstellschraube 41 aufgeschraubte
Kontermutter 43.
Durch ein Ein- oder Ausschrauben der Einstellschraube 41 und
ein dadurch bedingtes Vergrößern oder Verkleinern der
Federspannung, läßt sich der schräge Verlaufsbereich der
Kennlinie V in Fig. 3 in Richtung eines größeren oder
kleineren Arbeitsdruckes verlagern, d. h. in Fig. 3 nach
links oder rechts.
Um insbesondere bei plötzlichen Druckschwankungen ein hartes
Anschlagen der Schrägscheibe 9 an den Schwenkanschlägen 31,
32 zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Schwenkanschlägen
31, 32 Dämpfungsmittel zuzuordnen, die jeweils einen harten
Anschlag dämpfen. Ein entsprechend wirksames Dämpfungselement
44 kann jeweils an der Schrägscheibe 9 oder an der Stirnwand
8a angeordnet sein. In Fig. 1 ist das Dämpfungselement 44 in
der Schrägscheibe 9 integriert. Es ist durch einen
Dämpfungszylinder 45 in Form einer etwa axialen
Zylinderbohrung 46 gebildet, in der ein Kolben 47 abgedichtet
verschiebbar gelagert ist. Der Dämpfungszylinder 45 ist als
Sackbohrung ausgebildet, die an der Keilfläche 37a der
Schrägscheibe 9 ausmündet. Der Dämpfungskolben 47 ist mittels
einer ebenfalls in dem Dämpfungszylinder 42 angeordneten
Rückstellfeder 48 in seine Ausschubrichtung und gegen ein
stationäres Gegenstück, hier gegen die Stirnwand 8a,
vorzugsweise gegen das freie Ende der Einstellschraube 33,
vorgespannt. Die Arbeitskammer des Dämpfungszylinders 45 ist
über ein Rückschlagventil 49 in einem Zulaufkanal 51 mit dem
die Schrägscheibe 9 und den Zylinderblock 2 umgebenden
Gehäuseinnenraum 52 verbunden, der z. B. als Leckfluid-
Auffangraum dient und entsprechend mit einem Fluid niedrigen
Druckes, insbesondere Hydrauliköl, gefüllt ist. Die
Arbeitskammer des Dämpfungszylinders 45 ist über ein
Drosselelement 53 zusätzlich mit dem Gehäuseinnenraum 52
verbunden. Das Drosselelement 53 ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel als Bohrung mit relativ geringem
Querschnitt ausgebildet. Der Zulaufkanal 51 und das
Rückschlagventil 49 sind somit parallel zu dem Drosselelement
53 angeordnet.
Wenn die Schrägscheibe 9 in eine der beiden
Schwenkendstellungen geschwenkt wird, wird der zugehörige
Dämpfungskolben 47 eingeschoben, wobei seine
Einschubgeschwindigkeit durch die Größe des Drosselelements
53 bestimmt ist und verzögert ist. Diese Verzögerung bewirkt
die angestrebte Dämpfung. In der eingeschobenen Stellung kann
der Dämpfungskolben 47 am Grund der Arbeitskammer einen
Anschlag finden, wodurch die Einschubbewegung begrenzt und
die Anschlagstellung definiert ist.
Dabei ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die
Zylinderbohrung 46 und den Dämpfungskolben 47 so lang zu
bemessen, daß der Dämpfungskolben 47 verhältnismäßig weit aus
der Zylinderbohrung 46 herausragen kann und permanent am
zugehörigen Schwenkanschlag 31, 32 anliegen kann. Bei dieser
Ausgestaltung ergibt sich eine Dämpfungswirkung über den
gesamten Schwenkbereich. Dabei ist dann die Kraft der
Rückstellfeder 48 in die Drehmomente M1, M2 einzubeziehen,
wenn diese Rückstellkraft verhältnismäßig groß ist. Da es für
eine Ausschubbewegung des Dämpfungskolbens 47 jeweils nur
einer geringer Federkraft bedarf, kann diese Federkraft
vernachlässigt werden, wenn sie gering ist.
In Fig. 2 ist beispielhaft ein Dämpfungselement 44 in der
Stirnwand 8a integriert angeordnet, um zu verdeutlichen, daß
die Dämpfungselemente 44 sowohl an der Schrägscheibe 9 als
auch an der Stirnwand 8a angeordnet sein können. Dabei kann
eine Einstellschraube 33 gegenüberliegend in der
Schrägscheibe 9 angeordnet sein. Bei dieser Ausgestaltung ist
die Einstellschraube 33 bzw. die zugehörige
Einstellvorrichtung nur von innen zugänglich und somit vor
unbefugtem Zugriff geschützt angeordnet. Dies gilt auch für
die Einstellvorrichtung 39 zum Einstellen der Federkraft. Das
Dämpfungselement kann selbstverständlich auch baulich mit der
Feder 27 kombiniert und z. B. in der Ausnehmung 29 angeordnet
sein.
1
Axialkolbenmaschine
2
Zylinderblock
3
Zylinderbohrung
4
Kolben
5
Verbindungskanäle
6
Steueröffnung
7
Steuerscheibe
8
Gehäuse
8
a Stirnwand
8
b Loch
8
c Innenseite
9
Schrägscheibe
11
Gleitschuh
12
Gleitfläche
13
Kugelgelenkverbindung
14
Kolbenausnehmung
15
Verbindungskanal
16
Verbindungskanal
17
Drucktasche
18
Rückzugeinrichtung
19
Lochscheibe
21
Kalotte
22
Sattel
23
Längsmittelachse
24
Schwenkachse
25
Schwenklager
26
Rückschwenkvorrichtung
27
Feder
28
Ausnehmung
29
Ausnehmung
31
Schwenkanschlag
32
Schwenkanschlag
33
Einstellschraube
34
Gewindebohrung
35
Angriffselement
36
Kontermutter
37
Rückseite der Schrägscheibe
37
a Keilfläche
37
b Keilfläche
38
Scheitel
39
Einstellvorrichtung
41
Einstellschraube
42
Gewindeloch
43
Kontermutter
44
Dämpfungselement
45
Dämpfungszylinder
46
Zylinderbohrung
47
Dämpfungskolben
48
Rückstellfeder
49
Rückschlagventil
51
Zulaufkanal
52
Gehäuseinnenraum
53
Drosselelement
Kr Kolbenkraft
M1 Drehmoment
M2 Drehmoment
N Leistungskurve
V Durchgangsvolumen-Arbeits-Kennlinie
V1 Durchgangsvolumen-Arbeitsdruck-Kennlinie
eK Abstand
e1 Abstand
p1 Druck
p2 Druck
Kr Kolbenkraft
M1 Drehmoment
M2 Drehmoment
N Leistungskurve
V Durchgangsvolumen-Arbeits-Kennlinie
V1 Durchgangsvolumen-Arbeitsdruck-Kennlinie
eK Abstand
e1 Abstand
p1 Druck
p2 Druck
Claims (17)
1. Axialkolbenmaschine (1) mit einem Zylinderblock (2), in
welchem Zylinderbohrungen (3) vorgesehen sind, in denen
Kolben (4) bewegbar geführt sind, die sich zur Ausführung
einer Hubbewegung an einer Schräg- oder Taumelscheibe (9)
abstützten, die zwischen einer Schwenkstellung minimalen
Durchsatzvolumens und einer Schwenkstellung maximalen
Durchsatzvolumens um eine Schwenkachse (24) schwenkbar
gelagert ist, wobei die Schwenkachse (24) bezüglich der von
den Kolben (4) ausgeübten resultierenden, gegen die Schräg-
oder Taumelscheibe (9) gerichteten Kolbenkraft (Kr) derart
um ein Maß (eK) versetzt ist, daß die resultierende
Kolbenkraft (Kr) ein auf die Schräg- oder Taumelscheibe (9)
einwirkendes erstes Drehmoment (M1) erzeugt, und wobei eine
Schwenkvorrichtung vorgesehen ist, die ein auf die Schräg-
oder Taumelscheibe (9) entgegen dem ersten Drehmoment (M1)
einwirkendes zweites Drehmoment (M2) erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Schwenkvorrichtung eine Feder (27) vorgesehen ist,
welche im Stillstand bzw. im niedrigen Lastbereich die
Schräg- oder Taumelscheibe (9) in ihre Schwenkstellung
maximalen Durchsatzvolumens drückt, und deren Federkraft so
bemessen ist, daß im Gleichgewichtszustand der beiden
Drehmomente (M1, M2) die Axialkolbenmaschine (1) etwa eine
vorgegebene maximale Leistung erreicht.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (27) bezüglich der Schwenkachse (24) auf der
Seite der Axialkolbenmaschine (1) angeordnet ist, zu der hin
die resultierende Kolbenkraft (Kr) versetzt ist.
3. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraft der Feder (27) durch eine Einstellvorrichtung
(39) einstellbar ist.
4. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (27) durch eine Druckfeder, insbesondere eine
Wendelfeder, gebildet ist.
5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (27) zwischen der Schräg- oder Taumelscheibe
(9) und einem mit einem Gehäuse (8) der Axialkolbenmaschine
(1) verbundenen Bauteil, insbesondere einer Stirnwand (8a)
des Gehäuses (8), wirksam ist.
6. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (27) endseitig in einer Ausnehmung (28, 29) in
der Schräg- oder Taumelscheibe (9) und/oder in der Stirnwand
(8a) angeordnet ist.
7. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellvorrichtung (39) von außerhalb des Gehäuses
(8) der Axialkolbenmaschine (1) zugänglich ist.
8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellvorrichtung (39) eine Einstellschraube (41)
aufweist, die vorzugsweise die Stirnwand (8a) des Gehäuses
(8) durchsetzt.
9. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwenkstellung maximalen und/oder minimalen
Durchsatzvolumens ein vorzugsweise einstellbarer Anschlag
(31, 32) zugeordnet ist.
10. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag oder die Anschläge (31, 32) jeweils durch
eine Einstellvorrichtung einstellbar sind, die von außerhalb
des Gehäuses (8) der Axialkolbenmaschine (1) zugänglich ist.
11. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Anschläge (31, 32) jeweils durch eine
Einstellschraube (33) gebildet ist bzw. sind.
12. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellschraube (33) in der Schräg- oder
Taumelscheibe (9) oder in einer Wand des Gehäuses (8),
insbesondere der Stirnwand (8a), angeordnet ist.
13. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Anschlag oder den Anschlägen (31, 32) jeweils ein
Dämpfungselement (44) zugeordnet ist.
14. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dämpfungselement (44) durch einen Dämpfungskolben
(47) gebildet ist, der in einem Dämpfungszylinder (45)
verschiebbar gelagert ist, darin eine Arbeitskammer begrenzt
und durch eine Feder (48) in eine Ausschubstellung
vorgespannt ist, wobei die Arbeitskammer durch einen
gedrosselten Auslaß und einen Einlaß, der beim Einschieben
des Dämpfungskolbens (47) selbsttätig schließt, mit einem
Fluidreservoir verbunden ist.
15. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfungszylinder (45) in der Schräg- oder
Taumelscheibe (9) oder in der gegenüberliegenden Stirnwand
(8a) des Gehäuses (8) der Axialkolbenmaschine (1) angeordnet
ist.
16. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslaß und der Einlaß mit dem Gehäuseinnenraum (52)
verbunden sind.
17. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement (27) Bestandteil des Dämpfungselements
(44) ist.
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