EP0976912B1 - Hydro-static axial piston machine with a secondary guiding device for an intermediary disk - Google Patents
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- EP0976912B1 EP0976912B1 EP99112604A EP99112604A EP0976912B1 EP 0976912 B1 EP0976912 B1 EP 0976912B1 EP 99112604 A EP99112604 A EP 99112604A EP 99112604 A EP99112604 A EP 99112604A EP 0976912 B1 EP0976912 B1 EP 0976912B1
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- piston machine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/0032—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F01B3/0035—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons
- F01B3/0038—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons inclined to main shaft axis
Definitions
- the invention relates to a hydrostatic axial piston machine according to the preamble of claim 1.
- An axial piston machine of this type is in the DE-AS 2 029 087.
- the cylinder drum On the end facing away from the drive pulley the cylinder drum has a control disc, which is part of a pot-shaped swing frame.
- the cylinder drum and the swivel frame and thus also the control disc form a swivel unit by an adjustment device adjustable in the swivel plane and in the the respective adjustment position can be positioned for the purpose of adjustment a desired throughput volume of the axial piston machine.
- an intermediate washer also pivotally mounted in the swivel plane.
- the control disc or the bottom of the swing frame one curved in the shape of a circular arc in the pivot plane Sliding surface on which the washer with a correspondingly curved sliding surface.
- Corresponding curved sliding surfaces also have the washer and the housing end wall on its mutually facing sides on. This results in guides running in the swivel plane both for the swivel frame and for the washer educated.
- a tracking device for the washer effective, the purpose of which is to place the washer so to move or pivot that they are in the maximum swivel range the swing frame with respect to the latter Zero position is offset. This will in the area of Washer space gained for control slots that due to the pivoting movement of the pivot frame a considerable have length extending in the pivot plane. Without this relative mobility of the washer the required slot length for a large target Do not reach the swivel range or it should Control disc and the washer are widened or the swivel range can be reduced, which is undesirable is.
- the tracking device for the washer by a stop for the Swing-out movement of the washer in a partially swung-out Position and a spring formed the Bias the intermediate washer towards the stop.
- On second movement stop is between the swing frame floor and the washer is provided in a position in which the washer is in a with respect to the Swivel frame or the cylinder drum central position located.
- the washer is thus tracked only in a part of the swivel range of the Cylinder drum, with the swiveling movements in this section the cylinder drum and the washer are the same are because the washer is in by the force of the spring Stop position is held with the swivel frame. If the washer when swinging out the swivel frame butts against the movement stop on the housing Movement limited, the swivel frame with the cylinder drum swings out to its maximum swivel position.
- the invention has for its object in an axial piston machine motion control of the type specified at the beginning the relative movement between the control disc and improve the washer.
- Tracking device over the entire swivel range of the Control disc so effective that the displacement of the Control disc is larger than the displacement path of the Washer.
- This will ensure continuity of Relative movement between the disks is achieved, whereby while ensuring a space-saving arrangement of the Control slots better flow conditions in the Functional operation can be achieved and hard limit stops for the disks and the resulting one the aforementioned disadvantages are avoided.
- Is suitable for a tracking device according to the invention preferably a mandatory in both pivot directions Tracking so that deviations from a predetermined Movement excluded even under extreme operating conditions and the disadvantages mentioned are avoided, that occur with a non-compulsory tracking can.
- the subclaims contain features that lead to simple, small and inexpensive to manufacture as well lead safe designs, the management and control of the Washer as well as improve the function and also a simple and easy-to-use installation or ensure disassembly.
- the axial piston machine that functions as a pump or motor 1 is in a sliding axis construction or more precisely in a swivel carriage construction educated. However, the invention is not based on a sliding axis design or swivel slide design limited and it is suitable for the function as a pump or engine.
- the axial piston machine 1 comprises one in one Housing 2 in roller bearings 3 and 4 rotatably mounted drive shaft 5, on which a drive shaft flange 6 is formed.
- the Housing 2 encloses a cylinder drum 7, in which several cylinder bores 8 preferably on a pitch circle are evenly distributed.
- pistons 9 are movable performed with spherical ends 11 in spherical Bearings 12 of the drive shaft flange 6 are supported.
- the Cylinder drum 7 is also via a central pin 13 with an end ball head 14 in a spherical bearing 15 of the drive shaft flange 6 is pivotally mounted.
- the central axis of the axial piston machine 1 is designated 10, and it is kinked at hinge point 24.
- the cylinder drum 7 has the drive shaft flange on it facing away from a spherical segment-shaped concave Bearing sliding surface 17 on which one is in functional operation non-rotating control disc 18 with a correspondingly convex curved bearing section surface 19 is applied.
- the cylinder drum 7 and the control disk 18 form a swivel unit, which will be described later Way through an adjusting device 21 in an axial Swivel level 22 for setting a desired throughput volume the axial piston machine 1 adjustable and in the respective adjustment position against an unwanted adjustment is positionable.
- the end face of the control disk 18 preferably has one cylindrical sliding bearing surface 23 on the by one through the center of the ball head 14 and at right angles to the pivot plane 22 extending pivot axis 14a is curved.
- a Washer 25 mounted transversely, which with a according to the bearing sliding surface 23, preferably in the form of a cylindrical section concave curved bearing sliding surface 26 on the Bearing sliding surface 23 slidably abuts and on the End wall 24 facing the side facing the bearing sliding surface 26 parallel convex and preferably has cylindrical-section-shaped bearing sliding surface 27, with which they on a corresponding preferably cylindrical section concave bearing surface 28 on the inside the housing end wall 24 is slidably mounted.
- the Bearing sliding surface 28 is the base surface of a guide recess 28a with guide side surfaces 28b in which the washer 25 is guided.
- control slots S1, S2 arranged in the intermediate disc 25 with conventional control kidneys N1, N2 in the control disk 18 connected control slots S1, S2 arranged, the feed and discharge in functional operation of the hydraulic medium to the cylinder spaces 8a in the cylinder drum 7 from a feed line and to ensure a discharge line.
- the control slots are in the transverse direction extending transversely to the pivot plane 22 narrow and parallel to the swivel plane 22 extending transverse direction long to be in all Swivel positions of the swivel range the flow passage to ensure by the washer 25.
- Fig. 1 is a central and funnel-shaped, transverse continuous, slot shown with a channel system for lubrication and, if necessary, hydrostatic storage of various contributes further components of the axial piston machine and with the interior 2b of the housing 2 is connected.
- the cylinder drum 7, the control plate 18 and the intermediate plate 25 form one with the adjusting device 21 movable swivel unit, the cylinder drum 7, the Control disc 18 and the intermediate disc 25 at the same time be pivoted, d. H. with an adjustment the Parts moved at the same time, their pivotal movements start and stop at the same time.
- the translation of movement between the intermediate plate 25 and the control disk 18 is inserted into the swivel device 30 or integrated into the tracking device 31 Translation device in both tracking devices inevitably brought about.
- the adjustment device engages 21 with a driver 21a on the intermediate disk 25 on, the tracking device 31 between the washer 25 and the control disc 18 is effective.
- the driver 21a is a Driver pin formed by an adjusting piston 21b protrudes transversely to the longitudinal central axis 10 in a piston bore 21c of the housing end wall 24 can be moved hydraulically is stored.
- the driver pin is for the purpose of taking the Intermediate plate 25 through a link guide with a recess 21d in the intermediate disk 25 connected to the latter, the driver pin being spherical or spherical Driver head, which in the driver recess 21d borders with little movement.
- the scenery guide allows changes in distance that due to the Pivotal movement of the intermediate plate 25 are predetermined and when swiveling different immersion depths of the driver pin cause in the driver recess 21d.
- a mechanism is used for this purpose, which is located on the intermediate disk 25 and is supported or supported on the housing end wall 2a and attacks on the control disc 18 and this exploiting the relative movement between the intermediate disk 25 and the housing 2 pivoted transversely and in the respective Swivel position to prevent unwanted Adjustment positioned.
- This mechanism forms one Positive control, so that in the entire range of motion a respective movement positions of the control disk 18 secured are.
- the tracking device 1 by a lever drive with one or two to both Drives levers arranged on the sides of the center pivot plane 32 formed.
- Each drive lever 32 is pivotable in each case one end region mounted on the end wall 24, in its middle area connected to the intermediate plate 25 and in its other end region on the control disk 18 mounted attacking and always in parallel pivot plane 33 extending to the pivot center plane 22 guided.
- two are closed arranged on both sides of the intermediate plate 25 Tracking mechanisms in the form of drive levers 32 mirror image of each other but otherwise arranged the same. Therefore, only the tracking system in the Area of a side drive lever 32 described.
- the drive lever 32 extends transversely to the double arrow illustrated pivoting movement b of the washer 25, being by means of a fixed bearing 34 and two along the Central axis 10 movable floating bearings 35, 36 with the control disc 18, the intermediate plate 25 and the housing end wall 24 is connected.
- the fixed bearing 34 can be between the drive lever 32 and the control disc 18, between the drive lever 32 and the housing end wall 24 or between the Drive lever 32 and the intermediate plate 25 may be provided as is the case with the present exemplary embodiment.
- the other two camps are then floating camps.
- the Fixed bearing 34 is formed by a swivel joint and the floating bearings 35, 36 are each by a sliding joint, z. B. formed by a guide link.
- the drive lever 32 arranged laterally next to the intermediate plate 25, with it on can lie on their side surface or in a side Can pass through recess 25a and by means of a hinge pin 37 is pivotally mounted by one of these two Components, here from the pivot lever 32, protrudes laterally and in an articulated bore 38 of the other part or in both parts is pivotally mounted.
- the floating bearing 35 in the housing end wall 24 is characterized by a in the longitudinal direction of the Guide link extending central axis 10 of the axial piston machine 1 39 with two opposing guide surfaces 41 formed.
- the drive lever 32 has one end rounded slide head 42, with which it in the Longitudinal direction of the central axis 10 displaceable and around itself Pivot axis 43 extending at right angles to the pivot plane 22 of the hinge pin 37 is pivotally mounted.
- the second floating camp 36 which here between the drive lever 32 and the Control disc 18 is formed, one also has approximately corresponding guide link in the longitudinal direction of the central axis 10 44 in the form of a lateral groove in the control disc 18 on, in which the relevant end of the drive lever 32 with a cylindrical hinge pin 45 around it extending at right angles to the pivot center plane 22 Pivot axis 46 is pivotable and approximately along the central axis 10 is slidably mounted.
- the drive lever 32 can in in its central region one formed by a slot 47 in the housing wall 24 Be pivot guide 47a.
- the slot 47 extends from the guide link 39 - transversely to the pivot center plane 22 seen - preferably divergent inwards, the associated slot dimension to the through the swivel range the drive lever 32 required space is adjusted.
- this is on the housing end wall 24 arranged bearings 34 apart from the compensating movements in the guide setting 39 a stationary one Bearing around which the bearings 34, 36 during pivoting movements of the Drive lever 32 perform arc movements due to the Articulated sliding connections in the floating bearings 35, 36 in Pivotal movements of the intermediate disc 25 and the control disc 18 to be converted. Because the ratio of effective Distances c, d of the bearings 34, 36 from the stationary bearing 35 when swiveling remains the same, swivel movement lengths result a, b for the control plate 18 and the intermediate plate 25, the ratio of which is essentially the same.
- the speed of movement and the movement length a of the control disk 18 with respect to the Movement speed and the movement length b the Intermediate disk 25 translated. That is, the movement length b of the Intermediate disk 25 is in every pivoting movement Size ratio of the distances c / d smaller than the movement length a of the control disc 18, however, the movements of the Intermediate control plate 25 and the control plate 18 on the entire swivel range simultaneously and continuously occur. In the present embodiment the size ratio of the distances c / d is about 1 / 1.4.
- the width e extending in the swivel plane Control disc 18 is preferably smaller than the width f the washer 25.
- the difference in widths e, f can correspond to the maximum difference in the movement lengths a, b.
- the aforementioned adjustment device 21 can be in the frame the invention on the intermediate plate 25 (Fig. 1) or on the Attack control disk 18 (not shown).
- the swivel movement converts the tracking device 31 into one translated or reduced tracking movement.
- the adjustment device engages 21 on the intermediate plate 25 so that the translation takes place.
- the adjusting piston 21b is part of a hydraulic adjusting cylinder 51, its design and function in the older German patent application DE 196 53 165 of the applicant is described.
- Stops 56, 57 provided on the housing 2, with the Part, here with the washer 25, cooperate on the the adjusting device 21 attacks.
- the stops 56, 57 by the respective Adjusting screws 58, 59 are formed through the housing wall and thus adjustable and from the outside for adjustment accessible.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Axialkolbenmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydrostatic axial piston machine
according to the preamble of
Eine Axialkolbenmaschine dieser Art ist in der DE-AS 2 029 087 beschrieben. Bei dieser bekannten Ausgestaltung sind in einem Gehäuse eine Zylindertrommel und eine Antriebsscheibe durch Kolben miteinander verbunden und drehbar gelagert. Auf der der Antriebsscheibe abgewandten Stirnseite der Zylindertrommel befindet sich eine Steuerscheibe, die Teil eines topfförmigen Schwenkrahmens ist. Die Zylindertrommel und der Schwenkrahmen und somit auch die Steuerscheibe bilden eine Schwenkeinheit, die durch eine Verstellvorrichtung in der Schwenkebene verstellbar und in der jeweiligen Verstellposition positionierbar ist, zwecks Einstellung eines gewünschten Durchsatzvolumens der Axialkolbenmaschine. 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 kreisbogenabschnittförmig 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.An axial piston machine of this type is in the DE-AS 2 029 087. In this known embodiment are a cylinder drum and a in a housing Drive pulley connected and rotatable by pistons stored. On the end facing away from the drive pulley the cylinder drum has a control disc, which is part of a pot-shaped swing frame. The cylinder drum and the swivel frame and thus also the control disc form a swivel unit by an adjustment device adjustable in the swivel plane and in the the respective adjustment position can be positioned for the purpose of adjustment a desired throughput volume of the axial piston machine. Between the control disc, which is a floor or forms part of the bottom of the swing frame, and one opposite housing end wall is an intermediate washer also pivotally mounted in the swivel plane. For this has the control disc or the bottom of the swing frame one curved in the shape of a circular arc in the pivot plane Sliding surface on which the washer with a correspondingly curved sliding surface. Corresponding curved sliding surfaces also have the washer and the housing end wall on its mutually facing sides on. This results in guides running in the swivel plane both for the swivel frame and for the washer educated.
Zwischen dem Gehäuse und der Zwischenscheibe einerseits und zwischen der Zwischenscheibe und dem Boden des Schwenkrahmens andererseits ist eine Nachführvorrichtung für die Zwischenscheibe wirksam, deren Zweck es ist, die Zwischenscheibe so zu bewegen bzw. zu schwenken, daß sie im maximalen Ausschwenkbereich des Schwenkrahmens bezüglich letzterem zur Nullstellung hin versetzt ist. Hierdurch wird im Bereich der Zwischenscheibe Raum für Steuerschlitze gewonnen, die aufgrund der Schwenkbewegung des Schwenkrahmens eine beträchtliche, sich in der Schwenkebene erstreckende Länge aufweisen. Ohne diese relative Bewegbarkeit der Zwischenscheibe ließe sich die erforderliche Schlitzlänge bei einem großen angestrebten Schwenkbereich nicht erreichen oder es müßten die Steuerscheibe und die Zwischenscheibe verbreitert werden oder der Schwenkbereich reduziert werden, was jedoch unerwünscht ist.Between the housing and the washer on the one hand and between the washer and the bottom of the swing frame on the other hand is a tracking device for the washer effective, the purpose of which is to place the washer so to move or pivot that they are in the maximum swivel range the swing frame with respect to the latter Zero position is offset. This will in the area of Washer space gained for control slots that due to the pivoting movement of the pivot frame a considerable have length extending in the pivot plane. Without this relative mobility of the washer the required slot length for a large target Do not reach the swivel range or it should Control disc and the washer are widened or the swivel range can be reduced, which is undesirable is.
Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist die Nachführvorrichtung für die Zwischenscheibe durch einen Anschlag für die Ausschwenkbewegung der Zwischenscheibe in einer teilausgeschwenkten 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 Zwischenscheibe nur in einem Teilbereich des Schwenkbereichs der Zylindertrommel, wobei in diesem Teilbereich die Schwenkbewegungen 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 Zylindertrommel weiter in seine maximale Schwenkstellung ausschwenkt.In this known embodiment, the tracking device for the washer by a stop for the Swing-out movement of the washer in a partially swung-out Position and a spring formed the Bias the intermediate washer towards the stop. On second movement stop is between the swing frame floor and the washer is provided in a position in which the washer is in a with respect to the Swivel frame or the cylinder drum central position located. The washer is thus tracked only in a part of the swivel range of the Cylinder drum, with the swiveling movements in this section the cylinder drum and the washer are the same are because the washer is in by the force of the spring Stop position is held with the swivel frame. If the washer when swinging out the swivel frame butts against the movement stop on the housing Movement limited, the swivel frame with the cylinder drum swings out to its maximum swivel position.
Diese bekannte Ausgestaltung ist aus mehreren Gründen nachteilig. Zum einen ist die Bewegungssteuerung mit Anschlägen nachteilig, weil beim Anschlagen Geräusche und Belastungsspitzen erzeugt werden, die die Lebensdauer der Axialkolbenmaschine beeinträchtigen können. Außerdem bedarf es einer verhältnismäßig großen Federkraft, um zu verhindern, daß z. B. im Fahrbetrieb eines die Axialkolbenmaschine aufweisenden 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 verschiedenen Gründen schwerwiegende Folgen nach sich ziehen kann.This known configuration is disadvantageous for several reasons. On the one hand is the motion control with stops disadvantageous because noises and load peaks when struck are generated, the life of the axial piston machine can affect. It also needs a relatively large spring force to prevent that z. B. in driving operation of the axial piston machine having vehicle the washer of their Stop lifts, which affects the function and rattling noises can be caused. However, an increased spring tension leads to Power losses. Another disadvantage is that in the area limited by the movement stop maximum swivel position of the washer sudden changes in shape and size of the control slots take place in the washer when the swing frame is moved further or moved back. This form and Changes in the size of the control slots hinder the Flow of the hydraulic medium in the area of Washer, which is undesirable. Another The disadvantage can be seen in the fact that in the event of a failure the spring makes the axial piston machine inoperable, which has serious consequences for various reasons can pull itself.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Axialkolbenmaschine der eingangs angegebenen Art die Bewegungssteuerung der Relativbewegung zwischen der Steuerscheibe und der Zwischenscheibe zu verbessern.The invention has for its object in an axial piston machine motion control of the type specified at the beginning the relative movement between the control disc and improve the washer.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.This object is achieved by the features of
Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine ist die Nachführvorrichtung über dem gesamten Schwenkbereich der Steuerscheibe so wirksam, daß der Verschiebeweg der Steuerscheibe größter ist als der Verschiebeweg der Zwischenscheibe. Dabei erfolgt die Nachführung der Zwischenscheibe über den gesamten Schwenkbereich der Steuerscheibe kontinuierlich, wobei die Steuerscheibe einen größeren Verschiebeweg ausführt als die Zwischenscheibe. Hierdurch wird Kontinuität der Relativbewegung zwischen den Scheiben erreicht, wodurch bei Gewährleistung einer raumgünstigen Anordnung der Steuerschlitze bessere Strömungsverhältnisse im Funktionsbetrieb erreicht werden und harte Anschlagbegrenzungen für die Scheiben und die daraus resultierende vorgenannte Nachteile vermieden werden. Dabei ist es vorteilhaft, die Nachführung mit einem konstanten Verhältnis zwischen den jeweils ausgeführten Nachführbewegungen und zwischen den Bewegungsgeschwindigkeiten der Steuerscheibe und der Zwischenscheibe durchzuführen. Durch diese Vergleichmäßigung wird das Strömungsverhalten des hydraulischen Mediums im Bereich der Zwischenscheibe weiter verbessert und Strömungsbehinderungen weiter vermindert.In the axial piston machine according to the invention Tracking device over the entire swivel range of the Control disc so effective that the displacement of the Control disc is larger than the displacement path of the Washer. The tracking of the Washer over the entire swivel range of the Control disc continuously, the control disc performs a larger displacement than that Washer. This will ensure continuity of Relative movement between the disks is achieved, whereby while ensuring a space-saving arrangement of the Control slots better flow conditions in the Functional operation can be achieved and hard limit stops for the disks and the resulting one the aforementioned disadvantages are avoided. It is advantageous tracking with a constant ratio between the executed tracking movements and between the speeds of movement of the control disc and the washer. Through this equalization the flow behavior of the hydraulic Medium in the area of the washer further improved and Flow restrictions further reduced.
Für eine erfindungsgemäße Nachführvorrichtung eignet sich vorzugsweise eine in beide Schwenkrichtungen wirksame zwingende Nachführung, so daß Abweichungen von einer vorbestimmten Bewegung auch bei extremen Betriebsbedingungen ausgeschlossen sind und die erwähnten Nachteile vermieden werden, die bei einer nicht zwangsweise geführten Nachführung eintreten können.Is suitable for a tracking device according to the invention preferably a mandatory in both pivot directions Tracking so that deviations from a predetermined Movement excluded even under extreme operating conditions and the disadvantages mentioned are avoided, that occur with a non-compulsory tracking can.
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.Mandatory tracking also makes it possible to use the Adjustment device on the control disc or on the Attack the washer. The latter is constructive Reasons advantageous because the adjustment device in the area the housing head can be arranged in a space-saving manner and a Adjusting element for adjusting the intermediate disc in a simple way Design implemented the associated housing wall enforcing can be.
In den Unteransprüchen sind Merkmale enthalten, die zu einfachen, 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.The subclaims contain features that lead to simple, small and inexpensive to manufacture as well lead safe designs, the management and control of the Washer as well as improve the function and also a simple and easy-to-use installation or ensure disassembly.
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 Axialkolbenmaschine im Längsschnitt;
- Fig. 2
- den Teilschnitt II-II in Fig. 1,
- Fig. 3
- den Teilschnitt III-III in Fig. 2.
- Fig. 1
- a hydrostatic axial piston machine according to the invention in longitudinal section;
- Fig. 2
- the partial section II-II in Fig. 1,
- Fig. 3
- the partial section III-III in Fig. 2nd
Die als Pumpe oder Motor funktionsfähige Axialkolbenmaschine
1 ist in Schiefachsenbauweise oder genauer in Schwenkschlittenbauweise
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 Zylinderbohrungen
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.The axial piston machine that functions as a pump or
Die Zylindertrommel 7 weist an ihrer dem Triebwellenflansch
abgewandten Stirnseite eine kugelabschnittförmige konkave
Lagergleitfläche 17 auf, an der eine im Funktionsbetrieb
nicht rotierende Steuerscheibe 18 mit einer entsprechend konvex
gekrümmten kugelabschnittförmigen Lagergleitfläche 19
anliegt. Die Zylindertrommel 7 und die Steuerscheibe 18
bilden eine Schwenkeinheit, die in noch zu beschreibender
Weise durch eine Versteilvorrichtung 21 in einer axialen
Schwenkebene 22 zur Einstellung eines gewünschten Durchsatzvolumens
der Axialkolbenmaschine 1 verstellbar und in der
jeweiligen Verstellposition gegen eine ungewollte Verstellung
positionierbar ist. Auf ihrer der Zylindertrommel 7 abgewandten
Stirnseite weist der Steuerscheibe 18 eine vorzugsweise
zylinderabschnittförmige Lagergleitfläche 23 auf, die
um eine durch den Mittelpunkt des Kugelkopfes 14 und rechtwinklig
zur Schwenkebene 22 verlaufenden Schwenkachse 14a
gekrümmt ist. Zwischen der Steuerscheibe 18 und einer vorzugsweise
lösbar befestigten Gehäusestirnwand 24 ist eine
Zwischenscheibe 25 quer verschiebbar gelagert, die mit einer
entsprechend der Lagergleitfläche 23 vorzugsweise zylinderabschnittförmig
konkav gekrümmten Lagergleitfläche 26 an der
Lagergleitfläche 23 gleitbeweglich anliegt und an ihrer der
Gehäusestirnwand 24 zugewandten Seite eine sich zur Lagergleitfläche
26 parallel erstreckende konvexe und vorzugsweise
zylinderabschnittförmige Lagergleitfläche 27 aufweist, mit
der sie an einer entsprechend vorzugsweise zylinderabschnittförmig
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.The cylinder drum 7 has the drive shaft flange on it
facing away from a spherical segment-shaped concave
Bearing sliding surface 17 on which one is in functional operation
non-rotating
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 Abführung
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 Querrichtung
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 the
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.In Fig. 1 is a central and funnel-shaped, transverse
continuous, slot shown with a channel system
for lubrication and, if necessary, hydrostatic storage of various
contributes further components of the axial piston machine and with
the interior 2b of the
Die Zylindertrommel 7, die Steuerscheibe 18 und die Zwischenscheibe
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 Verstellvorrichtung
21 durch eine Schwenkvorrichtung 30 antriebsmäßig
mit der Schwenkeinheit verbunden, wobei in die Schwenkvorrichtung
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 Schwenkvorrichtung
30 bzw. in die Nachführvorrichtung 31 integrierte
Übersetzungsvorrichtung in beide Nachführvorrichtungen
zwangsläufig herbeigeführt.The cylinder drum 7, the
Bei der vorliegenden Ausgestaltung greift die Verstellvorrichtung
21 mit einem Mitnehmer 21a an der Zwischenscheibe 25
an, wobei die Nachführvorrichtung 31 zwischen der Zwischenscheibe
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 Kolbenbohrung
21c der Gehäusestirnwand 24 hydraulisch verschiebbar
gelagert ist. Der Mitnehmerzapfen ist zwecks Mitnahme der
Zwischenscheibe 25 durch eine Kulissenführung mit einer Ausnehmung
21d in der Zwischenscheibe 25 mit letztere verbunden,
wobei der Mitnehmerzapfen einen kugel- oder kugelabschnittförmigen
Mitnehmerkopf aufweist, der in die Mitnehmerausnehmung
21d mit geringem Bewegungsspiel einfaßt. Die Kulissenführung
läßt dabei Abstandsveränderungen zu, die aufgrund der
Schwenkbewegung der Zwischenscheibe 25 vorgegeben sind und
beim Schwenken unterschiedliche Eintauchtiefen des Mitnehmerzapfens
in die Mitnehmerausnehmung 21d bewirken.In the present embodiment, the adjustment device engages
21 with a driver 21a on the
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 Ausnutzung
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.A mechanism is used for this purpose, which is located on the
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Nachführvorrichtung
1 durch einen Hebeltrieb mit einem oder zwei zu beiden
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 angeordnet.
Deshalb wird im folgenden nur das Nachführsystem im
Bereich eines seitlichen Antriebshebels 32 beschrieben.In the present embodiment, the
Der Antriebshebel 32 erstreckt sich quer zur mit dem Doppelpfeil
verdeutlichten Schwenkbewegung b der Zwischenscheibe
25, wobei er mittels einem Festlager 34 und zwei längs der
Mittelachse 10 beweglichen Loslagern 35, 36 mit der Steuerscheibe
18, der Zwischenscheibe 25 und der Gehäusestirnwand
24 verbunden ist. Das Festlager 34 kann zwischen dem Antriebshebel
32 und der Steuerscheibe 18, zwischen dem Antriebshebel
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.The
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 Gelenkbolzens
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 Teilen
schwenkbar gelagert ist. Das Loslager 35 in der Gehäusestirnwand
24 ist durch eine sich in der Längsrichtung der
Mittelachse 10 der Axialkolbenmaschine 1 erstreckende Führungskulisse
39 mit zwei einander gegenüberliegenden Führungsflächen
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 Loslager
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 Führungskulisse
44 in Form einer seitlichen Nut in der Steuerscheibe
18 auf, in der das betreffende Ende des Antriebshebels
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.In the present embodiment, the
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, insbesondere
einem Schraubstopfen.The
Wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, ist das an der Gehäusestirnwand
24 angeordnete Lager 34 abgesehen von den Ausgleichsbewegungen
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 Steuerscheibe
18 umgewandelt werden. Da das Verhältnis der wirksamen
Abstände c, d der Lager 34, 36 vom stationären Lager 35
beim Schwenken gleich bleibt, ergeben sich Schwenkbewegungslängen
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 Bewegungslänge
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.As can be seen in particular in FIG. 3, this is on the
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 Nachführbereich
9, der hier dem Schwenkbereich h entspricht,
bezüglich des Schwenkbereichs h symmetrisch angeordnet.The width e extending in the swivel
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 Schwenkbewegung
wandelt die Nachführvorrichtung 31 jeweils in eine
übersetzte oder untersetzte Nachführbewegung um.The
Bei der vorliegenden Ausgestaltung greift die Verstellvorrichtung
21 an der Zwischenscheibe 25 an, so daß die Übersetzung
stattfindet.In the present embodiment, the adjustment device engages
21 on the
Der Verstellkolben 21b ist Teil eines hydraulischen Verstellzylinders
51, dessen Ausgestaltung und Funktion in der
älteren deutschen Patentanmeldung DE 196 53 165 der Anmelderin
beschrieben ist. The
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 Übersetzung
verschwenkt. Dabei kann die Steuerscheibe 18 in der
Nullstellung bezüglich der Zwischenscheibe 25 zur anderen
seite hin versetzt sein und außenseitig mit dieser abschließen.In the position of the
Zur Begrenzung der beiden Schwenkendstellungen sind vorzugsweise
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.To limit the two pivot end positions are preferred
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 spiegelbildliche
Stellungen und Verhältnisse, sondern es läßt sich auch
der in der Zwischenscheibe 25 für die Steuerschlitze vorhandene
Raum vorteilhaft und optimal ausnutzen, um möglichst
große Querschnitte für die Steuerschlitze in der Steuerscheibe
18 und in der Zwischenscheibe 25 realisieren zu
können.It is advantageous to track the
Claims (12)
- Hydrostatic axial piston machine (1) with a cylinder drum (7), mounted in a housing (2) in which pistons (9) are displaceably mounted in cylinder bores (8), the piston ends of which are pivotably supported on a rotatably mounted drive disk (6), wherein the cylinder drum (7) and a cam disk (18) arranged on the side of the cylinder drum (7) turned away from the drive disk (6) can be swung horizontally by an adjustment device (21) in a pivot plane (22), whereby an intermediate disk (25) is pivotably mounted between the cam disk (18) and a housing wall (24) lying opposite, by means of circular arc-shaped curved bearing sliding faces (23, 26, 27, 28) along the pivot plane (22), whereby the intermediate disk (25) has control slots (S1, S2) corresponding with control ducts in the cam disk (18), and whereby a tracking device (31) is provided, which brings about a relative displacement between the cam disk (18) and the intermediate disk (25), characterized in that the tracking device (31) is effective over the entire pivotal range of the cam disk (18) in such a way that the displacement distance (a) of the cam disk (18) is greater than the displacement distance (b) of the intermediate disk (25).
- Axial piston machine according to Claim 1, characterized in that the adjustment device (21) engages the intermediate disk (25) and the tracking device (31) tracks the cam disk (18).
- Axial piston machine according to Claim 1 or 2, characterized in that the ratio between the displacement distances (a/b) of the cam disk (18) and of the intermediate disk (25) is roughly equal in the adjustment range.
- Axial piston machine according to any one of the previous claims, characterized in that the tracking range or the tracking device (31) is symmetric relative to the pivotal range of the cam disk (18).
- Axial piston machine according to any one of the previous claims, characterized in that the tracking device (31) has at least a pinion lever with an actuating lever (32), which with its one end is pivotably supported by a bearing (36) on the cam disk (18) and with its other end by a bearing (35) on the housing front wall (24) adjacent the intermediate disk (25), and which is pivotably supported in its central area by a bearing (34) on the intermediate disk (25).
- Axial piston machine according to Claim 5, characterized in that one of the bearings is a fixed bearing and the other two bearings are movable bearings, which permit a balance movement in the bearing, directed transversally to the housing front wall (24).
- Axial piston machine according to Claim 6, characterized in that the fixed bearing is formed by a swivel joint and preferably one or both movable bearings are formed by a respective guide link (39, 44).
- Axial piston machine according to any one of Claims 5 to 7, characterized in that the actuating lever (32) is displaceably mounted in a guide slot (47) in the housing front wall (24).
- Axial piston machine according to any one of the previous claims, characterized in that two tracking devices (31) are arranged in mirror-image on either side of the cam disk (18) and the intermediate disk (25).
- Axial piston machine according to any one of the previous claims, characterized in that the adjustment device (21) is arranged in the vicinity of a housing front wall (24) lying opposite the intermediate disk (25) and has a driving spigot (21a), which is displaceably mounted transversally to the centre axis (10) of the cylinder drum (7) and is preferably joined with the intermediate disk (25) in the vicinity of a guide link.
- Axial piston machine according to any one of the previous claims, characterized in that for limiting the in and/or out swing movement two stop shoulders (56, 57) are provided on the housing (2), which preferably can be adjusted and in particular are accessible from the outside.
- Axial piston machine according to any one of the previous claims, characterized in that the difference between the widths (e, f) of the cam disk (18) and the intermediate disk (25) corresponds to the maximum difference between the displacement distances (a, b) of the cam disk (18) and the intermediate disk (25).
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