WO2001090576A1 - Axialkolbenmaschine - Google Patents

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WO2001090576A1
WO2001090576A1 PCT/EP2001/004985 EP0104985W WO0190576A1 WO 2001090576 A1 WO2001090576 A1 WO 2001090576A1 EP 0104985 W EP0104985 W EP 0104985W WO 0190576 A1 WO0190576 A1 WO 0190576A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axial piston
piston machine
particular according
swivel
axial
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/004985
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Hinrichs
Frank Obrist
Peter Kuhn
Original Assignee
Luk Fahrzeug-Hydraulik Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luk Fahrzeug-Hydraulik Gmbh & Co. Kg filed Critical Luk Fahrzeug-Hydraulik Gmbh & Co. Kg
Priority to DE10192103T priority Critical patent/DE10192103D2/de
Publication of WO2001090576A1 publication Critical patent/WO2001090576A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036—Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054—Actuating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/0873—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
    • F04B27/0878—Pistons
    • F04B27/0882—Pistons piston shoe retaining means

Definitions

  • the invention relates to an axial piston machine, in particular a compressor, with " axial pistons guided in a cylinder block, on each of which a thrust element is pivotably articulated with its first end, and with a swash plate drive for the axial pistons, which has a rotatably drivable pivot plate and a holding element for the second ends which includes thrust elements.
  • Axial piston machines are implemented as pumps or compressors. Such machines have a cylinder block in which at least one axial piston is guided. A thrust element engages the axial piston with its first end. The thrust element can be swiveled with respect to the axial piston. Furthermore, the axial piston machine has a swash plate drive for the axial pistons as the engine.
  • the swashplate drive has a swivel disk or swashplate which can be driven in rotation and a holding element which does not rotate with this disk and with which the second end of the thrust element is held on the swivel disk. Between the swash plate or swash plate and the holding element there is also a swash plate which is rotationally decoupled from the holding element and the disc.
  • a generic axial piston machine which is designed as a compressor, is known from DE 28 39 662 C2.
  • the thrust element has a ball head at both ends, which is articulated in a corresponding ball seat on the piston and on the swash plate.
  • the swash plate is rotationally decoupled from the rotationally driven swash plate by means of a guide device, this guide device acting on the swash plate and on the housing of the axial piston machine.
  • this known swashplate drive also has the holding element which holds the swashplate on the swashplate in order to prevent the swashplate from lifting off the swashplate when the piston moves backward.
  • the entire swash plate drive is axially displaceably mounted on the drivable drive shaft.
  • a valve device is provided for setting the delivery volume of the compressor.
  • an axial piston machine which is designed as a compressor.
  • the swash plate drive of this axial piston machine is configured similarly to that described above in connection with DE 28 39 662 C2.
  • the swash plate is designed as a swivel plate, the swivel angle of which is adjustable.
  • the entire swash plate drive is axially displaceable on the drive shaft. The flow rate can be influenced by different inclination angles of the swashplate.
  • the axial mobility of the entire swash plate drive is with compressors, in particular for compressible cooling media (gases, fluids, mixtures), also necessary, since the optimization of the clearance space is to take place.
  • the piston should lie at the top of the cylinder bottom in such a way that essentially no volume is formed between the piston bottom and the cylinder bottom, so that the compressible cooling medium is also completely conveyed out of the cylinder chamber.
  • the swash plate drives known in the prior art thus have the rotary driven swash plate or swash plate, the swash plate, the holding element and the thrust elements.
  • an axial piston machine in particular a compressor, with axial pistons guided in a cylinder block, on each of which a thrust element is pivotably articulated with its first end, and with a swash plate drive for the axial pistons, the swash plate drive being a swivel plate and a swivel plate Holding element for the second ends of the thrust elements comprises.
  • the axial piston machine according to the invention is characterized in that the holding element is rotationally decoupled from the swivel plate, that the second ends of the thrust elements are guided between the holding element and the swivel plate and that of the holding element a first extension starts, which at least partially extends through the swivel plate in the axial direction.
  • the swash plate drive according to the invention is characterized in particular by the fact that an additional swash plate can be dispensed with.
  • a fastening means acts on the first end of the first extension and is supported on the swivel disk in a rotationally decoupled manner.
  • the holding element can thus be rotatably decoupled from the swivel plate.
  • a preferred exemplary embodiment is distinguished by a second extension, which extends axially from the holding element and is pivotably articulated on the cylinder block, so that the holding element can be centered with respect to the cylinder block.
  • the second extension has a spherical body on its end facing the cylinder block, which lies in a spherical body receptacle formed on the cylinder block.
  • a piston receiving bore is embodied on the cylinder block, in which a receiving piston is guided, on which the spherical body holder for the spherical body of the second extension is formed.
  • the receiving piston can be moved axially in the piston receiving bore, so that the swash plate drive can be moved in the direction of the cylinder block.
  • the space enclosed by the receiving piston and the piston receiving bore can be pressurized.
  • the thrust elements have at their first ends a ball head which engages in a ball receptacle arranged on the axial piston in order to enable the pivoting movement of the thrust element with respect to the piston, so that the different pivoting angle positions of the pivoting disk can be assumed.
  • a particularly preferred exemplary embodiment is distinguished by the fact that the thrust elements have at their second ends a sliding block which lies between the holding element and the swivel plate. This sliding shoe, which can be realized as a disk, moves in a radial direction over a more or less long sliding path depending on the swivel angle of the swivel disk. This makes it possible to dispense with an additional ball head mount on the swivel disk.
  • each thrust element that is, between a sliding block and a ball head, there is a push rod which passes through the holding element.
  • the slide shoe can be slid between the holding element and the swivel plate and held on the swivel plate.
  • the holding element has radially extending elongated holes through which the push rods engage. These elongated holes can be open-edged.
  • the swivel axis of the holding element on the cylinder block side and the swivel axes between the thrust elements and the axial piston in one plane lie.
  • the swivel disk has an axially extending opening which is penetrated by the first extension of the holding element.
  • the swivel plate is thus designed as a swivel ring.
  • the cross section of the opening in the swivel plate is larger than the cross section of the extension. A relative movement in the radial direction can thus take place between the holding element and the swivel ring.
  • sliding surfaces are formed on the swivel disk, on the holding element and on the second ends of the thrust elements for the rotational decoupling between the holding element and the swivel ring.
  • Axial or radial bearings which are used with known swash plate bearings, can thus be dispensed with.
  • the introduction of a lubricant between the swivel plate and the holding element is provided in order to be able to supply the sliding surfaces with lubricant.
  • the swivel disk has at least one lubrication groove on its ring surface facing the holding element. This preferably runs radially, so that the entire annular surface of the swivel plate can be supplied with lubricant.
  • the lubrication groove from the opening of the swash plate goes out and extends radially towards the edge of the swash plate. Since - as mentioned above - the opening in the swivel plate is somewhat larger than the cross section of the first extension, the lubrication groove can be easily supplied with oil here, which can thus reach the lubrication groove via the opening.
  • the lubrication groove lies in the zone on the ring surface of the swivel ring, on which the thrust element (s) of the axial piston (s) currently sucking in acts.
  • This zone which is also referred to as a pressure-free zone, is due to the swivel position of the swivel plate at the point which is assigned to the returning piston movement. Since the axial piston draws in medium in this direction of movement, essentially no pressure is exerted on the swivel plate. The lubricant can thus be brought particularly well to the sliding surfaces.
  • the swivel disk can be driven in rotation via a cup-shaped drive element, this drive element having the pot wall at least in regions.
  • the swivel disk lies at least partially within the pot and is pivotably mounted with respect to the drive element.
  • the swiveling disc thus moves in its swiveling movement between the pot wall.
  • the diameter of the pot is therefore chosen so that the swivel plate can dip into the pot.
  • the depth of the pot is chosen so that the Swivel plate can be moved in the desired swivel angle range.
  • the wall of the pot has two swivel bearing receptacles and the swivel plate has a recess in which a coupling pin lies.
  • this coupling pin By means of this coupling pin, on the one hand, the torque is transmitted from the drive element to the swivel plate; on the other hand, this coupling pin forms the swivel axis for the swivel plate.
  • the pivot bearing receptacles are arranged eccentrically with respect to the pot, so as to form an eccentric pivot axis for the pivot plate.
  • the eccentric swivel axis is also advantageous for the design of the axial piston machine as a compressor, since this favors the optimization of the clearance.
  • pivot bearing receptacles in the pot wall and the coupling pin have the same cross-sectional contour.
  • circular cross sections are preferred here.
  • the swivel bearing receptacles are designed to be open to the edge of the pot. With a circular contour of the swivel bearing receptacles, however, they are designed so that they are open to the edge so that the coupling pin cannot slip out. As a result, the coupling pin protrudes somewhat from the pivot bearing receptacles and thus also over the edge of the pot wall. The swivel plate can therefore be supported on the coupling pin over the entire length. There are therefore essentially no bending forces on the coupling pin.
  • the recess provided for the coupling pin on the swivel plate is preferably designed as a guide trough, the depth of which is greater than the cross section of the coupling pin.
  • the width of the guide trough is approximately the same or slightly larger than the cross section of the coupling pin.
  • the swivel plate can thus be articulated on the coupling pin with almost no play.
  • the guide groove extends in the swivel plate from a first circumferential point to a second circumferential point on the outer surface of the swivel plate.
  • the guide trough therefore lies at a distance from a central longitudinal axis of the swivel disk and extends essentially transversely, in particular at right angles, to this central longitudinal axis.
  • a swivel angle limitation means can be formed between the drive element and the swivel plate.
  • this swivel angle limiting means has guide surfaces on which guide means lie, so that when the swivel disk swivels, the swivel disk executes a lifting movement which runs transversely to an axis of rotation of the drive element.
  • the guide surface also forms a stop for the guide means, so that the pivoting movement of the swivel plate stops when the guide means hits the stop.
  • the swivel angle limiting means has at least one guide pin extending from the swivel disk in the radial direction and an elongated hole arranged in the pot wall, the longitudinal extent of which is at an angle to the axis of rotation.
  • the edge of the elongated hole thus forms the guide surface, which runs at an angle to the axis of rotation.
  • Each end of the elongated hole thus forms the stop in order to limit the swivel angle.
  • the guide pin forms the guide means and passes through the elongated hole and thus lies on the guide surfaces.
  • a spring element is arranged between the drive element and the swivel plate, which sets a minimum swivel angle of the swivel plate.
  • the spring element thus acts on the swivel disk in such a way that it cannot assume an essentially vertical swivel position, that is to say there is minimal delivery of the axial piston machine.
  • a drive shaft is arranged on the cup-shaped drive element, into which the drive torque can be introduced into the axial piston machine.
  • the drive shaft originates from the outside of the pan base.
  • the drive shaft is arranged at an angle other than 90 ° to the bottom of the pot.
  • the drive shaft is thus inclined or angled so that a prestress is present between a bearing receiving the drive shaft and the drive shaft. This results in an eccentric application of force on the bearing for the drive shaft, so that the preloading of the bearing against further operating forces of the bearing can increase the service life of the bearing.
  • this bearing is therefore arranged on or in the housing of the axial piston machine in order to receive the drive shaft so that it can rotate.
  • the pot-shaped drive element is mounted on its pot relative to the housing of the axial piston machine in an axial and radial bearing. These bearings may also be preloaded in the previously described sense.
  • the drive element in a preferred embodiment has an imbalance compensation weight.
  • an imbalance can occur, which is, however, compensated for by the imbalance compensation element.
  • FIG. 1 shows a partial section in the axial direction through an axial piston machine
  • FIG. 2 shows the swash plate drive of the axial piston machine according to FIG. 1 in an exploded view
  • Figure 3 shows an embodiment of a swash plate of the swash plate drive
  • Figure 4 shows the bearing of the drive shaft of the swash plate drive in a partial section along the line IV-IV in
  • FIG. 1 shows an axial piston machine, in particular a compressor 1.
  • the compressor 1 is in particular designed as a CO 2 coolant compressor. It comprises a housing 2 in which a piston-cylinder unit 3 and an engine 4 for driving the pistons are arranged.
  • the engine 4 is designed as a swash plate drive 5 and is arranged in an outwardly sealed housing recess 6 which can be acted upon via a channel 7 with the coolant or a coolant / lubricant mixture, in particular from the high-pressure or outlet area of the compressor 1.
  • the swash plate drive 5 comprises a cup-shaped drive element 8 which has a pot 9 with a pot wall 10 and a pot base 11.
  • a drive shaft 12 extends from the pot bottom 11 and extends away from the pot wall 10.
  • the drive shaft 12 passes through a mechanical seal 13 and is rotatably mounted in a bearing device 14.
  • a drive torque can be introduced, for example via a pulley that can be fastened to the drive shaft.
  • the bearing device 14 and the mechanical seal 13 are in a housing opening 15 is arranged, which extends in the direction of the piston-cylinder unit 3 gradually to the recess 6.
  • a bearing extension 16 which is designed as an annular collar and partially engages over the mechanical seal 13, also extends from the pot bottom 11.
  • a space is formed between the inner wall of the ring collar and the mechanical seal 13.
  • the ring collar is supported on its outside via a radial bearing 17 on a wall 18 of a step of the recess 6.
  • the pot base 11 is supported radially on the outside with respect to the recess 6 with an axial bearing 19.
  • the bearing of the pot 9 is thus such that the longitudinal central axes of the radial bearing and the axial bearing enclose approximately a right angle to one another.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the pivot disc 20.
  • Wall recesses A in the pot wall 10 form two of these Pivot bearing receptacles 23 and 24, which are formed by open-edged recesses 25 and 26.
  • a recess is provided on the swivel plate 20 as a guide trough 27.
  • This guide trough 27 extends from a first circumferential point U1 to a second circumferential point U2 on the lateral surface 28 of the swivel plate 20.
  • the cross section of the guide trough 27 is essentially U-shaped, so that its base 29 is adapted to the cross section of a coupling pin 30 which forms the pivot axis 21.
  • the coupling pin 30 thus extends through the open-edge recesses 25 and 26 and lies in the guide groove 27 of the swivel plate 20. From FIG. 2 it can be seen that the cross section of the recesses 25 and 26 is matched to the cross section of the coupling pin 30. Due to the fact that the recesses 25 and 26 are open-edged, the lateral surface 30 'of the coupling pin 30 protrudes beyond the edge 31 of the cup wall 10, so that the wall 32 of the guide trough 27 facing the bottom inside 33 extends over the entire length of the coupling pin 30 can support this. Thus, when the swivel plate 20 is loaded in the axial direction, almost no bending moments are introduced into the coupling pin 30, which otherwise serves to transmit torque between the drive element 8 and the swivel plate 20.
  • a spring element 34 is supported with one end.
  • the other end of the spring element 34 comes to rest on the disk surface 35 of the swivel disk 20 facing the bottom inside 33.
  • the spring element 34 is designed as a helical spring and preferably has slightly more than one turn.
  • the pot wall 10 also forms arms 36 for pivoting angle limiting means 36 ′, which have guide surfaces 37 and guide means 38, so that when the pivoting disc 20 pivots, it performs a lifting movement that runs transversely to the axis of rotation 22 of the pot 9 and the pivoting angle the swivel plate 20 is limited.
  • the guide surfaces 37 and the stops 39 and 40 are each formed by an elongated hole 41 in the pot andung 10, wherein the elongated holes 41 are oriented for the lifting movement of the swivel plate 20 so that they enclose an angle with the axis of rotation 22.
  • Each of the elongated holes 41 engages one of the guide means 38, which are designed as bolts and protrude in the swivel disk 20 beyond the lateral surface 28 thereof. They extend from the swivel disk 20 in the radial direction, the longitudinal central axes of the bolts lying on an imaginary common axis.
  • the guide means 38 are introduced into guide means receptacles 42 on the swivel plate 20.
  • the guide means 38 can be inserted into the guide means receptacles 42 by plugging or screwing.
  • Sliding surfaces 44 are formed on the disc surface 35 and the disc surface 43 opposite the disc surface 35.
  • the disk surface 43 is formed at least one lubrication groove 45, which extends radially from the center of the disk in the direction of the lateral surface 28, at least in some areas.
  • two lubrication grooves 45 are provided which are spaced apart. At least one such lubrication groove can also be provided on the disk surface 35.
  • a breakthrough 46 with a circular cross section is formed in the center of the disc of the swivel disc 20.
  • the opening 46 is penetrated by a first extension 47 of a holding element 48 of the swash plate drive 5.
  • the opening 46 is designed as a step opening, a step 49 of the opening 46 opening out on the pane surface 35.
  • this step 49 there is an annular collar 50 formed on the first extension 47, which is supported with its side wall 51 on the side wall 52 of the step 49 over a certain angular range.
  • An end wall 53 of the ring collar 50 bears against an end wall 54 of the step 49 over a certain angular range.
  • a fastening extension 55 adjoins the ring collar 50, to which a sliding disk 56 can be fastened, the diameter D1 of which is selected to be larger than the diameter D2 of the opening 46, in particular in the area of the step 49, so that the sliding disk 56 is located on the sliding surface in some areas 44 of the disk surface 35 is supported.
  • the sliding disk 56 thus forms a fastening means for the holding element 48.
  • the first extension 47 closes, which is essentially Considerable disc-shaped holding element 48, the disc underside 57 of which is preferably stepped and lies at a distance from the disc surface 43 or sliding surface 44, so that between the holding element 48 and this disc surface 43 a sliding shoe 58 of a thrust element 59 is radially displaceable and essentially without axial play is led.
  • a ball head 60 is also formed, which engages in a ball head receptacle 61 of an axial piston 62.
  • the thrust element 59 is pivotally connected to the axial piston 62 at its first end.
  • the thrust element 59 has the slide shoe 58, which can be essentially in the form of a circular disk.
  • the underside 44 'of the sliding shoe 58 is designed as a sliding surface 44''.
  • a push rod 63 is formed between the slide shoe 58 and the ball head 60, which extends through the holding element 48.
  • a radially extending recess 64 is formed on the holding element 48, which is realized as an elongated hole 65, which is preferably open at the edge.
  • a corresponding number of thrust elements 59 and recesses 64 are formed in accordance with the number of axial pistons 62 present in the piston-cylinder unit 3, these recesses 64 preferably each having the same angular distance from one another — as seen in the circumferential direction.
  • a second axial extension 66 is formed on the holding element 48 and has a spherical body 67 on its end facing away from the holding element 48 engages in a spherical body receptacle 68, which is formed in a cylinder block 69 of the piston-cylinder unit 3.
  • the spherical body receptacle 68 is centered in the wall 69 'of the cylinder block 69 delimiting the recess 6.
  • the second extension 66 thus has the spherical body 67 at its end on the cylinder block side.
  • the spherical body receptacle 68 is formed in a receiving piston 70 which is guided in an axially displaceable manner in a receiving bore 71.
  • the receiving bore 71 is formed in the cylinder block 69 and has a connection to the recess 6, also referred to as the engine compartment, via a connecting channel 72.
  • the receiving piston 70 can thus be acted upon on its piston bottom by the coolant pressure present in the engine compartment 6 and can thus be axially displaceably influenced in the receiving bore 71.
  • cylinder bores 73 are formed, which are arranged on an imaginary circumferential line around the receiving bore 71.
  • the cylinder bores 73 preferably each have the same angular distance from an adjacent cylinder bore 73.
  • the axial pistons 62 are displaceably guided in the cylinder bores 73.
  • inlet and outlet devices are arranged, via which the coolant to be pumped is introduced into the cylinder bores 73 and is expelled again with a corresponding axial piston movement.
  • inlet and outlet devices are known, however, so that their configuration is not discussed in detail here.
  • the swash plate drive 5 for the axial pistons 62 which - as mentioned above - comprises the rotatably drivable swivel plate 20 and the holding element 48 for the second ends of the thrust elements 59, is realized in such a way that the holding element 48 is rotationally decoupled from the swivel plate 20.
  • the holding element 48 therefore only performs a wobble movement, but does not rotate with the swivel plate.
  • the rotating swivel disk 20 produces the wobbling movement in the case of the non-rotating holding element 48, so that the thrust elements 59 move in the axial direction via the sliding shoes 58 and the sliding surface 44, and the axial pistons 62 correspondingly in the cylinder bores 73 via the thrust elements 59 and be moved here.
  • the second flat ends of the thrust elements 59 lie between the holding element 48 and the disc surface 43 of the swivel disc 20 and are guided so as to be radially movable in the recesses 64 of the holding element 48.
  • the length of the recesses 64 is dimensioned such that the sliding shoes 58 can travel the necessary sliding path in the radial direction in each pivoting position of the pivoting disk 20.
  • the lubrication grooves 45 are formed in the so-called pressure load-free zone 77 (FIGS. 2 and 3) on the disk surface 43.
  • the pressure-free zone 77 is present in the area of the disk surface 43 where the suctioning axial pistons 62 are pulled out of the cylinder bores 73, so that no pressure forces are exerted by the sliding shoes 58 on this pressure-free zone 77.
  • the zone 77 free of pressure load lies laterally below the axis of rotation 22.
  • the zone 77 in the specified direction of rotation D which is free of pressure load, lies approximately between the two lubricating grooves 45 enclosing an angular range ⁇ , one of the lubricating grooves approximately perpendicular downward and the other lubrication groove 45 runs approximately in the 4 o'clock position.
  • the drive shaft 22 is made at an angle other than 90 ° with the pot base 11, as can be seen in FIG. 2.
  • the central longitudinal axis 12 'of the drive shaft 12 would include the angle with the axis of rotation 22, as shown in FIG. Due to the angular positioning of the drive shaft 12 with respect to the axis of rotation 22, a preload is built up between the bearing device 14 and the drive shaft 12, which has a wear-reducing effect on the bearing device 14 during operation of the compressor 1. If necessary, measures having the same effect can also be taken on the bearing devices 17 and 19.
  • the drive shaft 12 is angled at an angle — in FIG. 4- to the right, that is to say directed away from the region of the swivel disk 20 that presses the axial pistons 62 into the cylinder bores 73 during the compression process.
  • the drive element 8 has an imbalance compensation element 78, which is preferably arranged on the inside of the pot base 11. This compensates for the imbalance caused by the regionally formed pot wall 10 and other components which are arranged offset in the center, as a result of which the swash plate characterized by a vibration-free run.
  • the swivel plate 20 rotates under the slide shoes 58. When the swivel plate 20 is swiveled, the swivel plate swivels about its swivel axis 21.
  • the swivel disk 20 also experiences a lifting movement around the spherical body 67 the swash plate 20 also move in the axial direction in the direction of the cylinder block 69, since the receiving piston 70 can move in the direction of the bottom of the receiving bore 71.
  • These superimposed movements of the swivel plate 20 ensure that in each swivel position the swivel axes 75 and 76 lie in the plane E which is parallel to the plate surface 43. All center points of the balls are thus essentially the same distance from the disk surface 43.
  • the movement of the swivel disk 20 in the axial direction in the direction of the cylinder block 69 also optimizes the compressor 1, since the axial pistons 62 with their piston head face up to immediately before their compression movement the bottom 74 of the cylinder bore 73 are moved and accordingly all the coolant present in the cylinder chamber is pressed out via the outlet.
  • the spring element 34 acts on the swivel plate 20 in such a way that its swivel movement cannot be oriented at right angles to the axis of rotation 22 without additional, correspondingly high compressive forces.
  • the holding element 48 prevents the sliding shoes 58 from being lifted off the swivel plate 20.
  • the holding element 48 itself is positioned relative to the swivel plate 20 by the sliding plate 56 and by the second extension 66 mounted in the cylinder block 69.
  • the holding element 48 Due to the central mounting of the holding element 48 in the spherical body receptacle 68, the latter is centered, so that the play between the elongated holes 65 and the push rods 63 can be made very small in the circumferential direction, as a result of which the loads on the holding element 48 are reduced. Since the hold-down device (holding element 48) is supported in this centering, no supporting forces are transmitted to the sliding shoes 58. This slight play also results in less noise during operation of the compressor 1. Overall, however, there is a significant simplification compared to a known swash plate drive, since the swash plate drive 5 does not require an additional swash plate.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a swivel disk 20 which is designed in its upper region as a stepped disk, that is to say has a partially circumferential edge R which projects beyond the peripheral wall 28 of the base body G.
  • this edge R projects beyond the base body G in such a way that the swivel plate 20 can be supported on the coupling pin 30 over its entire width.
  • Relationships used in subclaims refer to the further development of the subject matter of the main claim by the features of the respective subclaim; they are not to be understood as a waiver of the achievement of independent, objective protection for the combinations of features of the related subclaims.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine, insbesondere einen Kompressor (1), mit in einem Zylinderblock (3) geführten Axialkolben (62), an denen jeweils ein Schubelement (59) mit seinem ersten Ende (60) schwenkbar angelenkt ist, und mit einem Taumelscheibenantrieb (4, 5) für die Axialkolben (62), der eine drehantreibbare Schwenkscheibe (20) und ein Halteelement (48) für die zweiten Enden (58) der Schubelemente umfasst. Es ist vorgesehen, dass das Halteelement (48) gegenüber der Schwenkscheibe (20) drehentkoppelt ist, dass die zweiten Enden (58) der Schubelemente (59) zwischen dem Halteelement und der Schwenkscheibe (20) geführt sind, dass von dem Halteelement (48) ein erster Fortsatz (47) ausgeht, der die Schwenkscheibe (20) in axialer Richtung zumindest teilweise durchgreift.

Description

Axialkolbenmaschine
Be s ehr eibung
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine, insbesondere einen Kompressor, mit in einem Zylinderblock geführten "Axialkolben, an denen jeweils ein Schubelement mit seinem ersten Ende schwenkbar angelenkt ist, und mit einem Taumelscheibenantrieb für die Axialkolben, der eine drehantreibbare Schwenkscheibe und ein Halteelement für die zweiten Enden der Schubelemente umfasst.
Axialkolbenmaschinen werden als Pumpen oder Kompressoren realisiert. Derartige Maschinen weisen einen Zylinderblock auf, in dem zumindest ein Axialkolben geführt ist. An dem Axialkolben greift ein Schubelement mit seinem ersten Ende an. Das Schub- element ist bezüglich des Axialkolbens schwenkbar. Ferner weist die Axialkolbenmaschine als Triebwerk einen Taumelscheibenantrieb für die Axialkolben auf. Der Taumelscheibenantrieb besitzt eine drehantreibbare Schwenkscheibe oder Schrägscheibe und ein mit dieser Scheibe nicht mitrotierendes Halteelement, mit dem das zweite Ende des Schubelements an der Schwenkscheibe gehalten wird. Zwischen Schwenk- beziehungsweise Schrägscheibe und Halteelement ist noch eine Taumelscheibe angeordnet, die von dem Halteelement und der Scheibe drehentkoppelt ist. Eine gattungsgemäße Axialkolbenmaschine, die als Kompressor ausgebildet ist, ist aus der DE 28 39 662 C2 bekannt. Das Schubelement weist an seinen beiden Enden jeweils einen Kugelkopf auf, der in eine entsprechende Kugelaufnahme am Kolben und an der Taumelscheibe angelenkt ist. Die Taumelscheibe ist gegenüber der drehangetriebenen Schrägscheibe mittels einer Führungseinrichtung drehentkoppelt, wobei diese Führungseinrichtung an der Taumelscheibe und an dem Gehäuse der Axialkolbenmaschine angreift. Außerdem weist dieser bekannte Taumelscheibenantrieb noch das Halteelement auf, das die Taumelscheibe an der Schrägscheibe hält, um bei einer Rückwärtsbewegung des Kolbens ein Abheben der Taumelscheibe von der Schrägscheibe zu vermeiden. Der gesamte Taumelscheibenantrieb ist auf der drehantreibbaren Antriebswelle axial verschieblich gelagert. Für die Einstellung des Förderstromvolumens des Kompressors ist eine Ventileinrichtung vorgesehen.
Aus der US 41 78 136 A ist ebenfalls eine Axialkolbenmaschine bekannt, die als Kompressor ausgebildet ist. Der Taumelscheibenantrieb dieser Axialkolbenmaschine ist ähnlich ausgebildet wie der, der vor- stehend im Zusammenhang mit der DE 28 39 662 C2 beschrieben ist. Allerdings ist hier die Schrägscheibe als Schwenkscheibe ausgebildet, deren Schwenkwinkel einstellbar ist. Außerdem ist der gesamte Taumelscheibenantrieb auf der Antriebswelle axial verschiebbar. Durch unterschiedliche Schrägstellwinkel der Schwenkscheibe kann der Förderstrom be- einflusst werden. Die axiale Beweglichkeit des gesamten Taumelscheibenantriebs ist bei Kompressoren, insbesondere für komprimierbare Kühlmedien (Gase, Fluide, Gemische) , auch notwendig, da eine Schadraumoptimierung erfolgen soll. Das heißt, unabhängig vom Schwenkwinkel der Schwenkscheibe sollte der Kolben bei seiner oberen Totpunktstellung so zum Zylinderboden liegen, dass im wesentlichen kein Volumen zwischen dem Kolbenboden und dem Zylinderboden gebildet ist, so dass das komprimierbare Kühlmedium auch vollständig aus dem Zylinderraum her- ausbefördert wird.
Die im Stand der Technik bekannten Taumelscheibenantriebe weisen also die drehangetriebene Schwenkscheibe oder Schrägscheibe, die Taumelscheibe, das Halteelement und die Schubelemente auf.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen einfachen Taumelscheibenantrieb für Axialkolbenmaschinen aufzuzeigen .
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Axialkolbenmaschine, insbesondere einem Kompressor, mit in einem Zylinderblock geführten Axialkolben, an denen jeweils ein Schubelement mit seinem ersten Ende schwenkbar angelenkt ist, und mit einem Taumelscheibenantrieb für die Axialkolben, wobei der Taumelscheibenantrieb eine drehantreibbare Schwenk- scheibe und ein Halteelement für die zweiten Enden der Schubelemente umfasst. Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass das Halteelement gegenüber der Schwenkscheibe drehentkoppelt ist, dass die zweiten Enden der Schub- elemente zwischen dem Halteelement und der Schwenkscheibe geführt sind und dass von dem Halteelement ein erster Fortsatz ausgeht, der die Schwenkscheibe in axialer Richtung zumindest teilweise durchgreift. Der erfindungsgemäße Taumelscheibenantrieb zeichnet sich also insbesondere dadurch aus, dass auf eine zusätzliche Taumelscheibe verzichtet werden kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung greift am ersten Ende des ersten Fortsatzes ein Befestigungsmittel an, das sich drehentkoppelt von der Schwenk- scheibe an dieser abstützt. Damit kann das Halteelement drehentkoppelt auf einfache Art und Weise an der Schwenkscheibe gehalten werden.
Ein bevorzugtes' Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch einen in axialer Richtung vom Halteelement ausgehenden zweiten Fortsatz aus, der am Zylinderblock schwenkbar angelenkt ist, so dass das Halteelement bezüglich des Zylinderblocks zentriert werden kann .
Um die Schwenkbarkeit des Halteelements am Zylin- derblock einfach realisieren zu können, weist der zweite Fortsatz in bevorzugter Ausführungsform an seinem zylinderblockseitigen Ende einen Kugelkörper auf, der in einer am Zylinderblock ausgebildeten Kugelkörperaufnahme liegt. Dadurch wird das Halte- element bezüglich des Zylinderblockes auf einfache Art und Weise zentriert und kann dennoch in einem vorgegebenen Winkelbereich jeden Schwenkwinkel einnehmen .
Um eine axiale Verschiebbarkeit des Taumelscheiben- antriebs zu ermöglichen und die Axialkolbenmaschine schadraumopti iert auszubilden, ist in einer Weiterbildung der Erfindung am Zylinderblock eine Kolbenaufnahmebohrung ausgeführt, in der ein Aufnahme- kolben geführt ist, an dem die Kugelkörperaufnahme für den Kugelkörper des zweiten Fortsatzes ausgebildet ist. In der Kolbenaufnahmebohrung kann der Aufnahmekolben axial bewegt werden, so dass der Taumelscheibenantrieb in Richtung auf den Zylinderblock bewegt werden kann. Dadurch ist es in jeder Schwenkstellung des Taumelscheibenantriebs möglich, dass der Boden der/des verdichtenden Axialkolben/Axialkolbens möglichst nahe an den/dem Zylinderboden herangeführt werden können/kann, so dass bei dieser Totpunktstellung der/des Axialkol- ben/Axialkolbens kein wesentlicher Schadraum zwischen dem Boden des Axialkolbens und dem Zylinderboden entsteht.
Um die axiale Bewegung des Aufnahmekolbens beeinflussen zu können, ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der von dem Aufnahmekolben und der Kolbenaufnahmebohrung umschlossene Raum druckbeaufschlagbar ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Schubelemente an ihren ersten Enden einen Ku- gelkopf auf, der in eine an den Axialkolben angeordnete Kugelaufnahme eingreift, um die Schwenkbewegung des Schubelements bezüglich des Kolbens zu ermöglichen, so dass die unterschiedlichen Schwenkwinkelstellungen der Schwenkscheibe eingenommen werden können. Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Schubelemente an ihren zweiten Enden einen Gleitschuh besitzen, der zwischen dem Halteelement und der Schwenkschei- be liegt. Dieser als Scheibe realisierbare Gleitschuh bewegt sich je nach Schwenkwinkel der Schwenkscheibe in radialer Richtung auf einem mehr oder weniger langen Gleitweg. Dadurch kann auf eine zusätzliche Kugelkopfaufnähme an der Schwenkscheibe verzichtet werden.
Zwischen den beiden Enden jedes Schubelements, also zwischen einem Gleitschuh und einem Kugelkopf, liegt eine Schubstange, die das Halteelement durchgreift. Dadurch kann der Gleitschuh zwischen Halte- element und Schwenkscheibe gleitend geführt und an der Schwenkscheibe gehalten werden.
Um die radiale Beweglichkeit der Gleitschuhe zu ermöglichen, weist das Halteelement radial verlaufende Langlöcher auf, durch die die Schubstangen grei- fen. Diese Langlöcher können randoffen ausgebildet sein.
Um eine Relativbewegung in axialer Richtung zwischen den Gleitschuhen und dem Halteelement zu vermeiden, wodurch Materialverspannungen aufgebaut werden könnten, ist in bevorzugter Ausführungsform vorgesehen, dass in jeder Schwenkstellung der Schwenkscheibe die zylinderblockseitige Schwenkachse des Halteelements und die Schwenkachsen zwischen den Schubelementen und den Axialkolben in einer Ebene liegen. In bevorzugter Ausführungsform weist die Schwenkscheibe einen axial verlaufenden Durchbruch auf, der von dem ersten Fortsatz des Halteelements durchsetzt ist. Die Schwenkscheibe wird also als Schwenkring ausgebildet.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Querschnitt des Durchbruchs in der Schwenkscheibe größer ist als der Querschnitt des Fortsatzes. Somit kann zwischen dem Halteelement und dem Schwenkring eine Relativbewegung in radialer Richtung stattfinden.
Für die Drehentkopplung zwischen Halteelement und Schwenkring sind in bevorzugter Ausführungsform Gleitflächen an der Schwenkscheibe, an dem Halte- element und den zweiten Enden der Schubelemente ausgebildet. Auf Axial- beziehungsweise Radiallager, die bei bekannter Taumelscheibenlagerung verwendet werden, kann somit verzichtet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Einbringen eines Schmiermittels zwischen die Schwenkscheibe und dem Halteelement vorgesehen, um die Gleitflächen mit Schmiermittel versorgen zu können. Hierzu ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Schwenkscheibe an ihrer dem Halteele- ment zugewandten Ringfläche zumindest eine Schmiernut aufweist. Diese verläuft vorzugsweise radial, so dass die gesamte Ringfläche der Schwenkscheibe mit Schmiermittel versorgt werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schmiernut vom Durchbruch der Schwenkscheibe ausgeht und sich radial in Richtung des Randes der Schwenkscheibe erstreckt. Da -wie vorstehend erwähnt- der Durchbruch in der Schwenkscheibe etwas größer ausgebildet ist als der Querschnitt des ers- ten Fortsatzes, kann hier die Schmiernut leicht mit Öl versorgt werden, das somit über den Durchbruch zu der Schmiernut gelangen kann.
In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schmiernut in der Zone an der Ringfläche des Schwenkrings liegt, auf die das/die Schubelement/Schubelemente des/der gerade ansaugenden Axialkolbens/Axialkolben wirkt/wirken. Diese Zone, die auch als drucklastfreie Zone bezeichnet wird, liegt aufgrund der Schwenkstellung der Schwenkscheibe an der Stelle, die der rücklaufenden Kolbenbewegung zugeordnet ist. Da der Axialkolben in dieser Bewegungsrichtung Medium ansaugt, wird im wesentlichen kein Druck auf die Schwenkscheibe ausgeübt. Das Schmiermittel kann somit besonders gut an die Gleitflächen herangeführt werden.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schwenkscheibe über ein topfförmiges Antriebselement drehantreibbar ist, wobei dieses Antriebselement zumindest bereichswei- se die Topfwandung aufweist. Die Schwenkscheibe liegt zumindest teilweise innerhalb des Topfes und ist schwenkbar gegenüber- dem Antriebselement gelagert. Die Schwenkscheibe bewegt sich also in ihrer Schwenkbewegung zwischen der Topfwandung. Der Durchmesser des Topfes ist demnach so gewählt, dass die Schwenkscheibe in den Topf hinein tauchen kann. Die Tiefe des Topfes ist dabei so gewählt, dass die Schwenkscheibe im gewünschten Schwenkwinkelbereich bewegt werden kann.
Um die Schwenkbarkeit der Schwenkscheibe bezüglich des Topfes zu ermöglichen, weist die Topfwandung zwei Schwenklageraufnahmen und die Schwenkscheibe eine Ausnehmung auf, in denen ein Koppelstift liegt. Mittels dieses Koppelstiftes erfolgt also einerseits die Drehmomentübertragung von dem Antriebselement auf die Schwenkscheibe; andererseits bildet dieser Koppelstift die Schwenkachse für die Schwenkscheibe .
In bevorzugter Ausführungsform sind die Schwenklageraufnahmen außermittig bezüglich des Topfes angeordnet, um so eine exzentrische Schwenkachse für die Schwenkscheibe zu bilden. Die exzentrische Schwenkachse ist ebenfalls für die Ausführung der Axialkolbenmaschine als Kompressor vorteilhaft, da diese die Schadraumoptimierung begünstigt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schwenklageraufnahmen in der Topfwandung und der Koppelstift dieselbe Querschnittskontur besitzen. Insbesondere werden hier kreisförmige Querschnitte bevorzugt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schwenklageraufnahmen zum Topfrand hin randoffen ausgebildet sind. Bei kreisförmiger Kontur der Schwenklageraufnahmen sind diese jedoch so randoffen ausgebildet, dass der Koppelstift nicht herausrutschen kann. Dadurch steht der Koppelstift etwas über die Schwenklageraufnahmen hervor und damit auch über den Rand der Topfwandung. Mithin kann sich die Schwenkscheibe über die gesamte Länge an dem Koppelstift abstützen. Es wirken somit im wesentlichen keine Biegekräfte auf den Koppelstift.
Die für den Koppelstift an der Schwenkscheibe vorgesehene Ausnehmung ist vorzugsweise als Führungsrinne ausgebildet, deren Tiefe größer als der Querschnitt des Koppelstiftes ist. Die Breite der Führungsrinne ist etwa gleich beziehungsweise gering- fügig größer als der Querschnitt des Koppelstiftes. Somit kann die Schwenkscheibe an dem Koppelstift nahezu spielfrei angelenkt sein. Die Führungsrinne erstreckt sich in der Schwenkscheibe von einem ersten Umfangspunkt zu einem zweiten Umfangspunkt an der Mantelfläche der Schwenkscheibe. Die Führungsrinne liegt also mit Abstand zu einer Mittellängs- achse der Schwenkscheibe und verläuft im wesentlichen quer, insbesondere rechtwinklig, zu dieser Mittellängsachse.
Um eine Begrenzung des Schwenkwinkels der Schwenkscheibe zu ermöglichen, kann zwischen dem Antriebselement und der Schwenkscheibe ein Schwenkwinkelbe- grenzungsmittel ausgebildet sein. In bevorzugter Ausführungsform weist dieses Schwenkwinkelbegren- zungsmittel Führungsflächen auf, auf denen Führungsmittel liegen, so dass bei einer Schwenkbewegung der Schwenkscheibe diese eine Hubbewegung ausführt, die quer zu einer Drehachse des Antriebselements verläuft. Die Führungs läche bildet außerdem einen Anschlag für das Führungsmittel, so dass die Schwenkbewegung der Schwenkscheibe stoppt, wenn das Führungsmittel an den Anschlag trifft. In bevorzugter Ausführungsform weist das Schwenk- winkelbegrenzungsmittel zumindest einen von der Schwenkscheibe in radialer Richtung ausgehenden Führungsstift und ein in der Topfwandung angeordne- tes Langloch auf, dessen Längserstreckung unter einem Winkel zur Drehachse liegt. Der Rand des Langlochs bildet somit die Führungsfläche, die unter einem Winkel zur Drehachse verläuft. Jedes Ende des Langlochs bildet somit den Anschlag, um den Schwenkwinkel zu begrenzen. Der Führungsstift bildet das Führungsmittel und durchgreift das Langloch und liegt somit auf den Führungsflächen auf.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen dem Antriebselement und der Schwenkscheibe ein Federelement angeordnet ist, das einen Minimalschwenkwinkel der Schwenkscheibe einstellt. Das Federelement beaufschlagt also die Schwenkscheibe derart, dass diese eine im wesentlichen vertikale Schwenkstellung nicht einnehmen kann, also eine Mi- nimalförderung der Axialkolbenmaschine gegeben ist.
An dem topfför igen Antriebselement ist in bevorzugter Ausführungsform eine Antriebswelle angeordnet, in die das Antriebsdrehmoment in die Axialkolbenmaschine eingeleitet werden kann. Die Antriebs- welle entspringt von der Außenseite des Topfbodens .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebswelle unter einem von 90° abweichenden Winkel zu dem Topfboden angeordnet. Die Antriebswelle ist also geneigt beziehungsweise angewinkelt, so dass zwischen einem die Antriebswelle aufnehmenden Lager und der Antriebswelle eine Vorspannung vorliegt. Dadurch ergibt sich ein exzentrischer Kraftangriff am Lager für die Antriebswelle, so dass durch dieses Vorspannen der Lagerung entgegen weiteren Betriebskräften des Lagers die Lebensdauer des Lagers erhöht werden kann. Dieses Lager ist also in bevorzugter Ausführungsform am beziehungsweise im Gehäuse der Axialkolbenmaschine angeordnet, um die Antriebswelle drehbar gelagert aufzunehmen.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das topfför ige Antriebselement an seinem Topf gegenüber dem Gehäuse der Axialkolbenmaschine in einem Axial- und Radiallager gelagert. Auch diese Lager können gegebenenfalls im vorher beschriebenen Sinne vorgespannt sein.
Um eine Unwucht des Taumelscheibenantriebs ausgleichen zu können, weist das Antriebselement in bevorzugter Ausführungsform ein Unwuchtausgleichsgewicht auf. Insbesondere dadurch, dass die Topfwandung lediglich bereichsweise vorliegt und der Koppelstift außermittig die Schwenkachse bildet, kann eine Unwucht entstehen, die jedoch durch das Unwuchtausgleichselement kompensiert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh- rungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Teilschnitt in axialer Richtung durch eine Axialkolbenmaschine,
Figur 2 in Explosionsdarstellung den Taumelscheibenantrieb der Axialkolbenmaschine nach Figur 1, Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer Schwenkscheibe des Taumelscheibenantriebs und
Figur 4 die Lagerung der Antriebswelle des Taumelscheibenantriebs in einer Teilschnitt- ansieht entlang der Linie IV-IV in
Figur 1.
Figur 1 zeigt eine Axialkolbenmaschine, insbesondere einen Kompressor 1. Der Kompressor 1 ist insbesondere als Cθ2-Kühlmittelverdichter ausgebildet. Er umfasst ein Gehäuse 2, in dem eine Kolben- Zylindereinheit 3 und ein Triebwerk 4 für den Antrieb der Kolben angeordnet sind. Das Triebwerk 4 ist als Taumelscheibenantrieb 5 ausgebildet und in einer nach außen dichten Gehäuseausnehmung 6 ange- ordnet, die über einen Kanal 7 mit dem Kühlmittel beziehungsweise einem Kühlmittel-Schmierstoffge- misch, insbesondere aus dem Hochdruck- beziehungsweise Auslassbereich des Kompressors 1, beaufschlagbar ist.
Der Taumelscheibenantrieb 5 umfasst ein topfförmi- ges Antriebselement 8, das einen Topf 9 mit einer Topfwandung 10 und einem Topfboden 11 aufweist. Vom Topfboden 11 geht eine Antriebswelle 12 aus, die sich von der Topfwandung 10 weg erstreckt. Die An- triebswelle 12 durchgreift eine Gleitringdichtung 13 und ist in einer Lagereinrichtung 14 drehbar gelagert. Am hier nicht dargestellten Ende der Antriebswelle 12 ist ein Antriebsdrehmoment, beispielsweise über eine an der Antriebswelle be- festigbare Riemenscheibe, einleitbar. Die Lagereinrichtung 14 und die Gleitringdichtung 13 sind in einem Gehäusedurchbruch 15 angeordnet, der sich in Richtung zur Kolben-Zylindereinheit 3 stufenweise zu der Ausnehmung 6 erweitert.
Vom Topfboden 11 geht ferner ein Lagerfortsatz 16 aus, der als Ringkragen ausgebildet ist und die Gleitringdichtung 13 teilweise übergreift. Zwischen der Innenwandung des Ringkragens und der Gleitringdichtung 13 ist ein Zwischenraum ausgebildet. An seiner Außenseite stützt sich der Ringkragen über ein Radiallager 17 an einer Wandung 18 einer Stufe der Ausnehmung 6 ab. Radial außenliegend stützt sich der Topfboden 11 gegenüber der Ausnehmung 6 mit einem Axiallager 19 ab. Die Lagerung des Topfes 9 ist also derart, dass die Längsmittelachsen des Radiallagers und des Axiallagers etwa einen rechten Winkel zueinander einschließen.
Wie vorstehend erwähnt, schließt sich an den Topfboden 9 die Topfwandung 10 an, die -gemäß Figur 2- nur bereichsweise, also nicht vollständig umlaufend ausgebildet ist. Teilweise vom Topf 9 aufgenommen ist eine Schwenkscheibe 20 des Taumelscheibenantriebs 5. Bezüglich des Topfes 9 ist die Schwenkscheibe 20 an einer Schwenkachse 21 außermittig, also exzentrisch angelenkt. Die Schwenkachse 21 liegt mit Abstand zu der Drehachse 22 der Antriebswelle 12. Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Schwenkscheibe 20.
Anhand der Figuren 1 und 2 wird im Folgenden die
Verbindung zwischen der Schwenkscheibe 20 und dem Antriebselement 8 erläutert. Durch Wandungsausneh- mungen A in der Topfwandung 10 bildet diese zwei Schwenklageraufnahmen 23 und 24 aus, die von randoffenen Ausnehmungen 25 und 26 gebildet sind. An der Schwenkscheibe 20 ist eine Ausnehmung als Führungsrinne 27 vorgesehen. Diese Führungsrinne 27 erstreckt sich von einem ersten Umfangspunkt Ul zu einem zweiten Umfangspunkt U2 an der Mantelfläche 28 der Schwenkscheibe 20. Der Querschnitt der Führungsrinne 27 ist im wesentlichen U-förmig, so dass ihr Grund 29 an den Querschnitt eines Koppelstiftes 30 angepasst ist, der die Schwenkachse 21 bildet. Der Koppelstift 30 durchgreift also die randoffenen Ausnehmungen 25 und 26 und liegt in der Führungsrinne 27 der Schwenkscheibe 20. Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass der Querschnitt der Ausnehmungen 25 und 26 an den Querschnitt des Koppelstiftes 30 angepasst ist. Dadurch, dass die Ausnehmungen 25 und 26 randoffen ausgebildet sind, steht die Mantelfläche 30' des Koppelstiftes 30 über den Rand 31 der Topfwandung 10 hervor, so dass sich die eine der Bodeninnenseite 33 zugewandte Wandung 32 der Führungsrinne 27 über die gesamte Länge des Koppelstiftes 30 an diesem abstützen kann. Somit werden bei Belastung der Schwenkscheibe 20 in axialer Richtung nahezu keine Biegemomente in den Koppel- stift 30 eingebracht, der im übrigen der Drehmomentübertragung zwischen Antriebselement 8 und Schwenkscheibe 20 dient.
An der Bodeninnenseite 33 des Topfbodens 11 stützt sich ein Federelement 34 mit seinem einen Ende ab. Das andere Ende des Federelements 34 kommt an der der Bodeninnenseite 33 zugewandten Scheibenfläche 35 der Schwenkscheibe 20 zu liegen. Das Federelement 34 ist als Schraubenfeder ausgebildet und weist vorzugsweise etwas mehr als einen Windungsgang auf.
Die Topfwandung 10 bildet außerdem Arme 36 für Schwenkwinkelbegrenzungsmittel 36' aus, die Füh- rungsflächen 37 und Führungsmittel 38 aufweisen, so dass bei einer Schwenkbewegung der Schwenkscheibe 20 diese eine Hubbewegung ausführt, die quer zu der Drehachse 22 des Topfes 9 verläuft, und der Schwenkwinkel der Schwenkscheibe 20 begrenzt ist. An den Führungsflächen 37 sind außerdem in annähernd axialer Richtung beabstandet zueinander liegende Anschläge 39 und 40 ausgebildet, die der Begrenzung des Schwenkwinkels der Schwenkscheibe 20 dienen. Die Führungsflächen 37 und die Anschläge 39 und 40 werden jeweils durch ein Langloch 41 in der Topf andung 10 gebildet, wobei die Langlöcher 41 für die Hubbewegung der Schwenkscheibe 20 so orientiert sind, dass sie einen Winkel mit der Drehachse 22 einschließen. In jedes Langloch 41 greift je- weils eines der Führungsmittel 38 ein, die als Bolzen ausgebildet sind und in der Schwenkscheibe 20 über deren Mantelfläche 28 hervorstehen. Sie erstrecken sich von der Schwenkscheibe 20 in radialer Richtung, wobei die Längsmittelachsen der Bol- zen auf einer gedachten gemeinsamen Achse liegen. Die Führungsmittel 38 sind in Führungsmittelaufnahmen 42 an der Schwenkscheibe 20 eingebracht. Die Führungsmittel 38 können steck- oder schraubbar in die Führungsmittelaufnahmen 42 eingebracht werden.
An der Scheibenfläche 35 und der der Scheibenfläche 35 gegenüberliegenden Scheibenfläche 43 sind Gleitflächen 44 ausgebildet. In der Gleitfläche 44 an der Scheibenfläche 43 ist zumindest eine Schmiernut 45 ausgebildet, die sich vom Scheibenmittelpunkt radial in Richtung zur Mantelfläche 28 zumindest bereichsweise erstreckt. Im vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel sind zwei Schmiernuten 45 vorgesehen, die mit Abstand zueinander liegen. Auch an der Scheibenfläche 35 kann zumindest eine derartige Schmiernut vorgesehen sein.
In der Scheibenmitte der Schwenkscheibe 20 ist ein im Querschnitt kreisförmiger Durchbruch 46 ausgebildet. Der Durchbruch 46 wird von einem ersten Fortsatz 47 eines Halteelements 48 des Taumelscheibenantriebs 5 durchsetzt. Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass der Durchbruch 46 als Stufendurchbruch ausgebildet ist, wobei eine Stufe 49 des Durchbruchs 46 an der Scheibenfläche 35 mündet. In dieser Stufe 49 liegt ein am ersten Fortsatz 47 ausgebildeter Ringkragen 50, der sich über einen gewissen Winkelbereich mit seiner Seitenwandung 51 an der Seitenwandung 52 der Stufe 49 abstützt. Eine Stirnwandung 53 des Ringkragens 50 liegt an einer Stirnwandung 54 der Stufe 49 über einen gewissen Winkelbereich an. An dem Ringkragen 50 schließt sich ein Befestigungsfortsatz 55 an, an dem eine Gleitscheibe 56 befestigbar ist, deren Durchmesser Dl größer gewählt ist als der Durchmesser D2 des Durchbruchs 46, insbesondere im Bereich der Stufe 49, so dass sich die Gleitscheibe 56 bereichsweise an der Gleitfläche 44 der Scheibenfläche 35 ab- stützt. Die Gleitscheibe 56 bildet somit ein Befestigungsmittel für das Halteelement 48. An seinem dem Befestigungsfortsatz 55 gegenüberliegenden Ende schließt sich an den ersten Fortsatz 47 das im we- sentlichen scheibenförmige Halteelement 48 an, dessen Scheibenunterseite 57 vorzugsweise gestuft ausgebildet ist und mit Abstand zur Scheibenfläche 43 beziehungsweise Gleitfläche 44 liegt, so dass zwi- sehen dem Halteelement 48 und dieser Scheibenfläche 43 ein Gleitschuh 58 eines Schubelements 59 radial verschieblich und im Wesentlichen ohne axiales Spiel geführt ist. Am ersten Ende des Schubelements 59 ist ferner ein Kugelkopf 60 ausgebildet, der in eine Kugelkopfaufnähme 61 eines Axialkolbens 62 eingreift. Somit ist das Schubelement 59 mit seinem ersten Ende schwenkbar mit dem Axialkolben 62 verbunden. An seinem zweiten Ende weist das Schubelement 59 den Gleitschuh 58 auf, der im wesentlichen kreisscheibenförmig ausgebildet sein kann. Die Unterseite 44' des Gleitschuhs 58 ist als Gleitfläche 44'' ausgebildet.
Zwischen dem Gleitschuh 58 und dem Kugelkopf 60 ist eine Schubstange 63 ausgebildet, die das Halteelement 48 durchgreift. Hierfür ist an dem Halteelement 48 eine radial verlaufende Ausnehmung 64 ausgebildet, die als, vorzugsweise randoffenes, Langloch 65 realisiert ist. Entsprechend der Anzahl der in der Kolben-Zylindereinheit 3 vorliegenden Axial- kolben 62 sind eine entsprechende Anzahl Schubelemente 59 und Ausnehmungen 64 ausgebildet, wobei diese Ausnehmungen 64 vorzugsweise jeweils denselben Winkelabstand zueinander -in U fangsrichtung gesehen- aufweisen.
Am Halteelement 48 ist ein zweiter axialer Fortsatz 66 ausgebildet, der an seinem dem Halteelement 48 abgewandten Ende einen Kugelkörper .67 aufweist, der in eine Kugelkörperaufnahme 68 eingreift, die in einem Zylinderblock 69 der Kolben-Zylindereinheit 3 ausgebildet ist. Die Kugelkörperaufnahme 68 ist zentriert in der die Ausnehmung 6 begrenzenden Wand 69' des Zylinderblocks 69 angeordnet. Der zweite Fortsatz 66 weist also an seinem zylinderblocksei- tigen Ende den Kugelkörper 67 auf. Die Kugelkörperaufnahme 68 ist in einem Aufnahmekolben 70 ausgebildet, der in einer Aufnahmebohrung 71 axial ver- schieblich geführt ist. Die Aufnahmebohrung 71 ist im Zylinderblock 69 ausgebildet und weist über einen Verbindungskanal 72 eine Verbindung zu der auch als Triebwerkraum bezeichneten Ausnehmung 6 auf. Somit ist der Aufnahmekolben 70 an seinem Kolbenbo- den mit dem im Triebwerkraum 6 vorliegenden Kühlmitteldruck beaufschlagbar und so in der Aufnahmebohrung 71 beeinflussbar axial verschieblich.
Im Zylinderblock 69 sind Zylinderbohrungen 73 ausgeformt, die auf einer gedachten Umfangslinie um die Aufnahmebohrung 71 angeordnet sind. Die Zylinderbohrungen 73 weisen vorzugsweise jeweils denselben Winkelabstand zu einer benachbart liegenden Zylinderbohrung 73 auf. In den Zylinderbohrungen 73 sind die Axialkolben 62 verschieblich geführt. An dem Boden 74 der Zylinderbohrung 73 sind hier nicht dargestellte Ein- und Auslass-Einrichtungen angeordnet, über die das zu fördernde Kühlmittel in die Zylinderbohrungen 73 eingebracht und bei entsprechender Axialkolbenbewegung wieder ausgestoßen wird. Derartige Ein- und Auslass-Einrichtungen sind jedoch bekannt, so dass auf deren Ausgestaltung hier nicht näher eingegangen wird. Der Taumelscheibenantrieb 5 für die Axialkolben 62, der -wie vorstehend erwähnt- die drehantreibbare Schwenkscheibe 20 und das Halteelement 48 für die zweiten Enden der Schubelemente 59 umfasst, ist so realisiert, dass das Halteelement 48 gegenüber der Schwenkscheibe 20 drehentkoppelt ist. Bei einer Rotation der Schwenkscheibe 20 führt das Halteelement 48 also lediglich eine Taumelbewegung aus, rotiert jedoch mit der Schwenkscheibe nicht mit. Die rotie- rende Schwenkscheibe 20 erzeugt bei dem nicht rotierenden Halteelement 48 jedoch die Taumelbewegung, so dass die Schubelemente 59 über die Gleitschuhe 58 und die Gleitfläche 44 in axialer Richtung bewegt und über die Schubelemente 59 die Axi- alkolben 62 entsprechend in den Zylinderbohrungen 73 hin und her bewegt werden. Die zweiten flächigen Enden der Schubelemente 59 liegen zwischen dem Halteelement 48 und der Scheibenfläche 43 der Schwenkscheibe 20 und sind in den Ausnehmungen 64 des Hal- teelements 48 radial bewegbar geführt. Die Länge der Ausnehmungen 64 ist so bemessen, dass die Gleitschuhe 58 in jeder Schwenkstellung der Schwenkscheibe 20 den notwendigen Gleitweg in radialer Richtung abfahren können.
Aus Figur 1 wird deutlich, dass in jeder Schwenkstellung der Schwenkscheibe 20 die zylinderblock- seitige Schwenkachse 75, die von dem Kugelkörper 67 und der Kugelkörperaufnahme 68 gebildet wird, und die Schwenkachsen 76 zwischen den Schubelementen 59 und den Axialkolben 62 in einer gemeinsamen Ebene E liegen, wodurch gewährleistet ist, dass im Betrieb des Kompressors 1 eine zumindest minimierte Relativbewegung in axialer Richtung und keine wesentli- chen Winkelunterschiede zwischen den Gleitschuhen 58 und dem auch als Niederhalter bezeichneten Halteelement 48 entstehen. Damit außerdem die Drehentkopplung zwischen dem Schwenkring 20, dem Halteele- ment 48 und der Gleitscheibe 56 vorliegt, sind an den entsprechenden Berührstellen die Gleitflächen
44 ausgebildet, die also an den Scheibenflächen 35 und 43 vorliegen. An den diesen Scheibenflächen 35 und 43 zugewandten Flächen der Gleitscheibe 56 und des Gleitschuhs 58 sind ebenfalls entsprechende Gleitflächen ausgebildet. Auch die Stirnwände 53 und 54 sowie die Seitenwandungen 51 und 52 können als Gleitflächen realisiert sein. Um die Gleitflächen 44 mit einem Schmiermittel beaufschlagen zu können, sind die vorstehend erwähnten Schmiernuten
45 angeordnet, die mit im Triebwerkraum 6 vorliegendem Schmiermittel über den Durchbruch 46 versorgbar sind. Die Schmiernuten 45 sind in der sogenannten drucklastfreien Zone 77 (Figuren 2 und 3) an der Scheibenfläche 43 ausgebildet. Die druck- lastfreie Zone 77 liegt an dem Bereich der Scheibenfläche 43 vor, an dem die ansaugenden Axialkolben 62 aus den Zylinderbohrungen 73 herausgezogen werden, so dass auf diese drucklastfreie Zone 77 keine Druckkräfte von den Gleitschuhen 58 ausgeübt werden. In den Figuren 2 und 3 liegt die drucklast- freie Zone 77 seitlich unterhalb der Drehachse 22. Bei einer Rotation in Drehrichtung D der Schwenkscheibe 20 wandert die drucklastfreie Zone 77 mit. Sie läuft also um die Drehachse 22 um. Die druck- lastfreie Zone 77 liegt bei der angegebenen Drehrichtung D etwa zwischen den beiden einen Winkelbereich ß einschließenden Schmiernuten 45, wobei eine der Schmiernuten etwa senkrecht nach unten und die andere Schmiernut 45 etwa in 4-Uhr-Position verläuft .
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle 22 unter einem von 90° abweichenden Winkel mit dem Topfboden 11 hergestellt, wie dies aus Figur 2 hervorgeht. Im drucklastfreien Zustand beziehungsweise wenn das Antriebselement 8 nicht im Gehäuse 2 angeordnet ist, würde die Mittellängsachse 12' der Antriebswelle 12 also den Winkel mit der Drehachse 22 einschließen, wie dies in Figur 4 dargestellt ist. Durch das winkelige Anstellen der Antriebswelle 12 gegenüber der Drehachse 22 wird zwischen Lagereinrichtung 14 und Antriebswelle 12 eine Vorspannung aufgebaut, die sich im Betrieb des Ko - pressors 1 verschleißmindernd an der Lagereinrichtung 14 bemerkbar macht. Gleichwirkende Maßnahmen können gegebenenfalls auch an den Lagereinrichtungen 17 und 19 getroffen werden. Das winkelige Anstellen der Antriebswelle 12 erfolgt -in Figur 4- nach rechts, also weggerichtet von dem Bereich der Schwenkscheibe 20, der die Axialkolben 62 beim Komprimiervorgang in die Zylinderbohrungen 73 drückt .
Für den Ausgleich einer Unwucht an dem Taumelschei- benantrieb 5 weist das Antriebselement 8 ein Unwuchtausgleichselement 78 auf, das vorzugsweise an der Innenseite des Topfbodens 11 angeordnet ist. Dadurch wird die Unwucht, die durch die bereichsweise ausgebildete Topfwandung 10 und andere außer- mittig versetzt angeordnete Bauteile hervorgerufen wird, ausgeglichen, wodurch sich der Taumelschei- benantrieb durch einen vibrationsfreien Lauf auszeichnet .
Im Betrieb der Axialkolbenmaschine wird über die Antriebswelle 12 ein Antriebsdrehmoment eingelei- tet, so dass das Antriebselement 8 in Rotation versetzt wird. Über den Koppelstift 30 und gegebenenfalls die Führungsmittel 38 wird diese Rotationsbewegung auf die Schwenkscheibe 20 übertragen, die also synchron mit dem Topf 9 mitdreht. Durch einen entsprechend -gegenüber einer gedachten und senkrecht zur Drehachse 22 liegenden Vertikalen- eingestellten Schwenkwinkel der rotierenden Schwenkscheibe 20 führt das Halteelement 48 eine Taumelbewegung aus, wodurch die Axialkolben 62 in den Zy- linderbohrungen 73 hin und her bewegt werden. Das Halteelement 48 führt durch die Drehentkopplung also lediglich die Taumelbewegung aus . Die auf der Scheibenfläche 43 liegenden Gleitschuhe 58, die durch das Halteelement 48 auf dieser Scheibenfläche 43 gehalten werden, gleiten unter anderem radial und in Drehrichtung auf der Scheibenfläche 43 hin und her, so dass die Schubelemente 59 der relativen Taumelbewegung der Schwenkscheibe 20 nachgeführt werden, wodurch abwechselnd eine Zug- und Schub- kraft auf die Axialkolben 62 wirkt. Die Schwenkscheibe 20 rotiert unter den Gleitschuhen 58. Bei einer Schwenkwinkelverstellung der Schwenkscheibe 20 schwenkt diese um ihre Schwenkachse 21. Dadurch, dass die Tiefe T der Führungsrinne 27 größer ist als der Querschnitt des Koppelstiftes 30 und die Langlöcher 41 unter einem Winkel zur Drehachse 22 verlaufen, erfährt die Schwenkscheibe 20 außerdem eine Hubbewegung um den Kugelkörper 67. Ferner kann sich die Schwenkscheibe 20 auch in axialer Richtung in Richtung auf den Zylinderblock 69 bewegen, da sich der Aufnahmekolben 70 in Richtung des Bodens der Aufnahmebohrung 71 bewegen kann. Durch diese überlagerten Bewegungen der Schwenkscheibe 20 ist gewährleistet, dass in jeder Schwenkstellung die Schwenkachsen 75 und 76 in der Ebene E liegen, die parallel zur Scheibenfläche 43 liegt. Sämtliche Kugelmittelpunkte haben somit im Wesentlichen densel- ben Abstand zur Scheibenfläche 43. Durch die Bewegung der Schwenkscheibe 20 in axialer Richtung in Richtung des Zylinderblocks 69 ist der Kompressor 1 außerdem schadraumoptimiert, da die Axialkolben 62 bei ihrer Verdichtungsbewegung mit ihrem Kolbenbo- den bis unmittelbar vor den Boden 74 der Zylinderbohrung 73 bewegt werden und demgemäss das gesamte im Zylinderraum vorliegende Kühlmittel über den Auslass herausgedrückt wird.
Um einen Minimalschwenkwinkel der Schwenkscheibe 20 schon im Stillstand des Kompressors 1 zu gewährleisten, beaufschlagt das Federelement 34 die Schwenkscheibe 20 derart, dass sie in ihrer Schwenkbewegung ohne zusätzliche, entsprechend hohe Druckkräfte nicht rechtwinklig zur Drehachse 22 ausgerichtet werden kann.
Im Betrieb des Kompressors 1 verhindert das Halteelement 48 ein Abheben der Gleitschuhe 58 von der Schwenkscheibe 20. Das Halteelement 48 selbst wird gegenüber der Schwenkscheibe 20 durch die Gleit- scheibe 56 und durch den im Zylinderblock 69 gelagerten zweiten Fortsatz 66 positioniert. Wichtig bei der Positionierung ist, dass die Kugelmittel- punkte, also die Schwenkachsen 75 und 76, in der Ebene E liegen, damit keine oder zumindest lediglich eine geringe Relativbewegung in axialer Richtung und keine Winkelabweichungen zwischen den Gleitschuhen 58 und dem Halteelement 48 entstehen. Durch die zentrale Lagerung des Halteelements 48 in der Kugelkörperaufnahme 68 ist dieses zentriert, so dass in Umfangsrichtung das Spiel zwischen den Langlöchern 65 und den Schubstangen 63 sehr gering ausgeführt werden kann, wodurch die Belastungen des Halteelements 48 vermindert sind. Da sich der Niederhalter (Halteelement 48) in dieser Zentrierung abstützt, werden keine Stützkräfte auf die Gleitschuhe 58 übertragen. Durch dieses geringe Spiel entstehen außerdem im Betrieb des Kompressors 1 weniger Geräusche. Insgesamt ergibt sich gegenüber einem bekannten Taumelscheibenantrieb jedoch eine wesentliche Vereinfachung, da der Taumelscheibenantrieb 5 ohne eine zusätzliche Taumelscheibe aus- kommt .
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schwenkscheibe 20, die in ihrem oberen Bereich als Stufenscheibe ausgebildet ist, also einen über die Umfangswand 28 des Grundkörpers G überstehen- den, teilweise umlaufenden Rand R aufweist. Im oberen Kreissektor S steht dieser Rand R über den Grundkörper G derart über, dass sich die Schwenkscheibe 20 über ihre gesamte Breite am Koppelstift 30 abstützen kann. Bei in dem Topf 9 eingesetzter Schwenkscheibe 20 überragt ihr Rand R die Topfwandung 9 und liegt direkt gegenüber zu den Schwenklageraufnahmen 23, 24 beziehungsweise Ausnehmungen 25, 26. Es werden somit im Wesentlichen keine Biegekräfte in den Koppelstift 30 eingeleitet.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz weiter- gehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombi- nationen zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen wei- sen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruchs durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unab- hängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombi- nation oder Abwandlung von einzelnen, in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bezie- hungsweise Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Ansprüche
1. Axialkolbenmaschine, insbesondere Kompressor, mit in einem Zylinderblock geführten Axialkolben, an denen jeweils ein Schubelement mit seinem ersten Ende schwenkbar angelenkt ist, und mit einem Taumelscheibenantrieb für die Axialkolben, der eine drehantreibbare Schwenkscheibe und ein Halteelement für die zweiten Enden der Schubelemente umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement gegenüber der Schwenkscheibe drehentkoppelt ist, dass die zweiten Enden der Schubelemente zwischen dem Halteelement und der Schwenkscheibe geführt sind und dass von dem Halteelement ein erster Fortsatz ausgeht, der die Schwenkscheibe in axialer Richtung zumindest teilweise durchgreift.
2. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des ersten
Fortsatzes ein Befestigungsmittel angreift, das sich drehentkoppelt von der Schwenkscheibe an dieser abstützt.
3. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Halteelement ein zweiter Fortsatz in axialer Richtung ausgeht, der am Zylinderblock schwenkbar angelenkt ist .
4. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fortsatz an seinem zylinderblock- seitigen Ende einen Kugelkörper aufweist und dass am Zylinderblock eine Kugelkörperaufnahme ausgebildet ist.
5. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderblock eine Kolbenaufnahmebohrung aufweist, in der ein Aufnahmekolben geführt ist, an dem die Kugelkörperaufnahme ausgebildet ist.
6. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Aufnahmekolben und der Kolbenaufnahmebohrung umschlossene Raum druckbeaufschlagbar ist.
7. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubelemente an ihren ersten Enden einen Kugelkopf aufweisen, der in eine an jedem Axialkolben angeordnete Kugelkopfaufnähme eingreift.
8. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubelemente an ihren zweiten Enden einen Gleitschuh besitzen, der zwischen dem Halteelement und der Schwenkscheibe liegt.
9. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Enden jedes Schubelements eine Schubstange liegt, die das Halteelement durchgreift .
10. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement radial verlaufende Langlöcher aufweist, durch die die Schubstangen grei- fen .
11. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Schwenkstellung der Schwenkscheibe die zylinderblockseitige Schwenkachse des Halteelements und die Schwenkachsen zwischen den Schubelementen und den Axialkolben in einer Ebene liegen .
12. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Schwenkscheibe einen axial verlaufenden Durchbruch aufweist, der von dem ersten Fortsatz zumindest teilweise durchsetzt ist.
13. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass der Querschnitt des Durchbruchs größer ist als der Querschnitt des ersten Fortsatzes.
14. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Drehentkopplung zwischen Schwenk- scheibe und Halteelement Gleitflächen an der Schwenkscheibe, an dem Halteelement und den zweiten Enden der Schubelemente ausgebildet sind.
15. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass zwischen Schwenkring und Halteelement ein Schmiermittel einbringbar ist.
16. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Schwenkscheibe an ihrer dem Halteelement zugewandten Scheibenfläche zumindest eine Schmiernut aufweist.
17. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiαh- net, dass die Schmiernut radial verläuft.
18. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiernut vom Durchbruch der Schwenkscheibe ausgeht.
19. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiernut in der lastfreien Zone an der Scheibenfläche liegt, auf die das/die Schubelement/Schubelemente des/der gerade ansaugenden Axi- alkolbens/Axialkolben wirkt/wirken.
20. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkscheibe über ein topfförmiges Antriebselement drehantreibbar ist, welches zumin- dest bereichsweise die Topfwandung aufweist, dass die Schwenkscheibe teilweise innerhalb des Topfes liegt und dass die Schwenkscheibe schwenkbar an dem Antriebselement gelagert ist.
21. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topfwandung zwei Schwenklageraufnahmen und die Schwenkscheibe eine Ausnehmung auf- weist, in denen ein Koppelstift liegt.
22. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenklageraufnahmen außermittig angeordnet sind und so eine exzentrische Schwenkachse für die Schwenkscheibe vorliegt.
23. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenklageraufnahmen an der Topfwandung und der Koppelstift dieselbe Querschnittskon- tur besitzen.
24. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenklageraufnahmen zum Topfrand hin randoffen ausgebildet sind.
25. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung an der Schwenkachse als Führungsrinne ausgebildet ist, deren Tiefe größer als der Querschnitt des Koppelstiftes ist und deren Breite etwa gleich beziehungsweise etwas größer als der Querschnitt des Koppelstiftes ist, und dass sich die Führungsrinne von einem ersten Umfangspunkt zu einem zweiten Umfangspunkt an der Mantelfläche der Schwenkscheibe erstreckt.
26. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebselement und der Schwenkscheibe ein Schwenkwinkelbegrenzungsmittel ausgebildet ist.
2 . Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkwinkelbegrenzungsmittel Führungsflächen aufweist, auf denen Führungsmittel liegen, so dass bei einer Schwenkbewegung der
Schwenkscheibe diese eine Hubbewegung ausführt, die quer zu einer Drehachse des Topfes verläuft, und dass die Führungsflächen einen Anschlag für das Führungsmittel bilden.
28. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkwinkelbegrenzungsmittel zumindest einen von der Schwenkscheibe in radialer Richtung ausgehenden Führungsstift und zumindest ein in der Topfwandung angeordnetes Langloch aufweist, dessen Längserstreckung unter einem Winkel zu der Drehachse liegt.
29. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass zwischen dem Antriebselement und der Schwenkscheibe ein Federelement angeordnet ist, das einen Minimalschwenkwinkel der Schwenkscheibe einstellt.
30. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass an dem topfförmigen Antriebselement eine Antriebswelle angeordnet ist, die von der Außenseite des Topfbodens, vorzugsweise einstückig, ausgeht .
31. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle einen von 90° abweichenden Winkel mit dem Topfboden einschließt.
32. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle in einem im Gehäuse der Axialkolbenmaschine angeordneten Lager drehbar gelagert ist.
33. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das topfförmige Antriebselement an seinem Topf gegenüber dem Gehäuse in einem Axial- und Radiallager gelagert ist.
34. Axialkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement ein Unwuchtausgleichsgewicht besitzt.
35. Axialkolbenmaschine, insbesondere Kompressor, mit in einem Zylinderblock geführten Axialkolben, an denen jeweils ein Schubelement mit seinem ersten Ende schwenkbar angelenkt ist, und mit einem Taumelscheibenantrieb für die Axialkolben, der eine drehantreibbare Schwenkscheibe und ein Halteelement für die zweiten. Enden der Schubelemente umfasst, gekennzeichnet durch zumindest ein in den Anmeldungsunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal .
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