WO2015086336A1

WO2015086336A1 - Schrägscheibenmaschine, schrägscheibe und verfahren zur hydrostatischen entlastung einer stellteilanbindung einer schrägscheibenmaschine

Info

Publication number: WO2015086336A1
Application number: PCT/EP2014/075864
Authority: WO
Inventors: Benjamin Schweizer; Timo Nafz
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-06-18
Also published as: CN105980705B; DE102013225899A1; CN105980705A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schrägscheibenmaschine (1), umfassend Arbeitskolben (7), die in einer im Wesentlichen axialen Richtung in Kolbenbohrungen (6) einer Zylindertrommel (5) hin und her bewegbar geführt sind, und eine über Stellkolben (29, 30) verstellbaren Schwenkwiege (14), wobei die Schwenkwiege (14) mindestens einen Schmiermediumkanal (50) aufweist. Der Schmiermediumkanal (50) bildet erfindungsgemäß eine hydraulische Verbindung zwischen zumindest einem Arbeitsraum (49) der Arbeitskolben (7) und zumindest einer Stellteilanbindung (31) der Stellkolben (7) an der Schwenkwiege (14). Ferner betrifft die Erfindung eine Schwenkwiege (14) und ein Verfahren zur hydrostatischen Entlastung einer Stellteilanbindung (31) einer Schrägscheibenmaschine (1).

Description

Beschreibung

Titel

Schrägscheibenmaschine, Schrägscheibe und Verfahren zur hydrostatischen Entlastung einer Stellteilanbindung einer Schrägscheibenmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, eine Schwenkwiege für eine Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 13, sowie ein Verfahren zur hydrostatischen Entlastung einer Stellteilanbindung einer Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 14.

Stand der Technik

Schrägscheibenmaschinen dienen als Axialkolbenpumpen zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und als Axialkolbenmotor zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie. Bei Schrägscheibenmaschinen stützen sich mehrere in einer rotierenden Zylindertrommel geführte Kolben, auch bekannt als Arbeitskolben, an einer Gleitfläche einer Schwenkwiege ab. Zur Verstellung des Hubes der Kolben ist die Neigung der Schwenkwiege über eine oder mehrere Versteileinrichtungen einstellbar. Die Versteileinrichtungen werden üblicherweise durch Stellkolben und Gegenkolben gebildet, wobei die Anbindung der Versteileinrichtung an der Schwenkwiege hydrostatisch entlastet werden müssen, um den Verschleiß der Bauteile im Betrieb zu verringern.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2011 113 533 AI offenbart eine Stellvorrichtungen einer Axialkolbenmaschine, die in ihrem kugelförmigen Kopf eine Bohrung vorgesehen hat, durch die Medium zu einer Kontaktstelle zwischen Stellvorrichtung und Schwenkwiege geführt wird. In der Bohrung liegt Hochdruck, bzw. Stelldruck an. Nachteilig an dieser Lösung ist das Entstehen von nicht unerheblichen

Leckageverlusten im Betrieb, da in der Bohrung, bzw. an der Kontaktstelle permanent Hochdruck anliegt.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 038 455 AI offenbart eine Axialkolbenmaschine mit einer Stellvorrichtung mit einem Stellkolben und einem Gegenkolben, wobei beide Kolben Bohrungen durch die gesamte Kolbenlänge aufweisen. In den Bohrungen liegt im Betrieb Hochdruck an, der die Kolben an den Kontaktstellen zur Schwenkwiege hydrostatisch entlastet.

Das gleiche Prinzip ist in der Offenlegungsschrift DE 10 2008 038 435 AI gezeigt.

Nachteilig an diesen Lösungen sind sowohl der permanent anstehende Hochdruck und der dadurch entstehenden Leckageverlust, sowie die aufwendige Herstellung der langen Bohrungen in den Stellkolben und Gegenkolben.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Schrägscheibenmaschine bereitzustellen, deren Stellvorrichtung an den Kontaktstellen zur Schwenkwiege geschmiert, bzw. hydrostatisch entlastet ist und deren Stellkolben einfach und kostengünstig herstellbar sind.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe wird hinsichtlich der Schrägscheibenmaschine durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich der Schwenkwiege durch die Merkmale des Anspruchs 13 und hinsichtlich des Verfahrens zur hydrostatischen Entlastung einer Stellteilanbindung einer Schrägscheibenmaschine durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst.

Die erfindungsgemäße Schrägscheibenmaschine umfasst Arbeitskolben, die in einer im Wesentlichen axialen Richtung in Kolbenbohrungen einer Zylindertrommel hin und her bewegbar geführt sind, und eine über Stellkolben verstellbaren Schwenkwiege, wobei die Schwenkwiege mindestens einen

Schmiermediumkanal aufweist. Der Schmiermediumkanal bildet erfindungsge- mäß eine hydraulische Verbindung zwischen zumindest einem Arbeitsraum der Arbeitskolben und zumindest einer Stellteilanbindung der Stellkolben an der Schwenkwiege.

Während des Betriebs der Schrägscheibenmaschine, baut sich in den Arbeitsräumen der Arbeitskolben Druck eines Arbeitsmediums auf, bzw. es steht Druck in den Arbeitsräumen an. Bei dem Arbeitsmedium handelt es sich vorzugsweise um Öl, zum Beispiel Hydrauliköl. Das Arbeitsmedium schmiert gleichzeitig die Komponenten der Schrägscheibenmaschine. Erfindungsgemäß wird das unter Druck stehende Arbeitsmedium von dem Arbeitsraum der Arbeitskolben über den Schmiermediumkanal in der Schwenkwiege an die Stellteilanbindung der Stellkolben an der Schwenkwiege geführt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Stellteilanbindung des Stellkolbens an der Kontaktstelle zur Schwenkwiege hydrostatisch entlastet, wodurch der Verschleiß der in Kontakt stehenden Komponenten verringert wird. Zudem ist eine höhere Belastung der Kontaktstellen möglich.

Durch den Einsatz des Schmiermediumkanals in der Schwenkwiege kann eine aufwendige Fertigung von Bohrungen in den Stellkolben verzichtet werden. Die Zuführung des Arbeitsmediums erfolgt gepulst, da jeweils beim Überfahren des Schmiermediumkanals durch einen Arbeitskolben Druck im

Schmiermediumkanal aufgebaut wird. Es entsteht eine sogenannte Pulsschmierung an der Kontaktstelle der Stellteilanbindung der Stellkolben an der

Schwenkwiege.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, einen Ausgangspunkt des Schmiermediumkanals vor einem Umsteuerbereich einer Lauffläche der

Schwenkwiege anzuordnen.

Der Umsteuerbereich der Schrägscheibenmaschine beschreibt den Bereich der Schrägscheibenmaschine, in dem das Arbeitsmedium von einem relativ hohen Druck, der auch als Hochdruck bezeichnet wird, auf einen relativ niedrigen Druck, der auch als Niederdruck bezeichnet wird, expandiert, bzw. entlastet wird. Der Bereich vor dem Umsteuerbereich ist vorteilhaft, weil dort bereits das Arbeitsmedium komprimiert ist, bzw. weiter komprimiert wird und dadurch unter Druck stehendes Arbeitsmedium in den Schmiermediumkanal gelangt. Das unter Druck stehende Arbeitsmedium sorgt für eine Pulsschmierung an der Kontaktstelle der Stellteilanbindung der Stellkolben an der Schwenkwiege.

In dieser Ausführung treten leichte Druckverluste auf, da das Arbeitsmedium noch nicht vollständig komprimiert ist. Die Druckverluste entstehen beispielsweise durch das Totvolumen im Schmiermediumkanal.

Besonders vorteilhaft ist es, den Ausgangspunkt des Schmiermediumkanals in dem Umsteuerbereich der Lauffläche der Schwenkwiege anzuordnen.

Der Bereich in dem Umsteuerbereich ist besonders vorteilhaft, weil dort das Arbeitsmedium bereits vollständig komprimiert ist und dadurch unter Druck stehendes Arbeitsmedium in den Schmiermediumkanal gelangt. Das unter Druck stehende Arbeitsmedium sorgt für eine Pulsschmierung an der Kontaktstelle der Stellteilanbindung der Stellkolben an der Schwenkwiege.

Diese Ausführung ist eine weitere Verbesserung der Ausführung mit dem Ausgangspunkt des Schmiermediumkanals vor dem Umsteuerbereich.

Da im Umsteuerbereich der Schrägscheibenmaschine ein Teil des Arbeitsmediums verlustbehaftet in den Niederdruck abgeführt wird, ist es vorteilhaft einen Teil des Arbeitsmediums zur Pulsschmierung an der Kontaktstelle der Stellteilanbindung der Stellkolben an der Schwenkwiege zu nutzen, wodurch die im Umsteuerbereich auftretende Verlustenergie gezielt genutzt wird, um die Stellteilanbindung hydrostatisch zu entlasten. Somit können die Leckageverluste weiter verringert werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, den Ausgangspunkt des Schmiermediumkanals in dem Umsteuerbereich nahe eines inneren Totpunkts oder eines äußeren Totpunkts der Schwenkwiege auszubilden.

Als innerer Totpunkt wird einer von zwei Totpunkten bezeichnet, die bei einer kompletten 360-Grad-Umdrehung des Zylinders von den einzelnen Kolben der Schrägscheibenmaschine überfahren werden. Am inneren Totpunkt sind die Kolben ganz eingefahren, das heißt, der Arbeitsraum des Arbeitskolbens, bzw. das zugehörige Zylindervolumen ist am kleinsten. Im Gegensatz dazu sind die Kolben am äußeren Totpunkt ganz ausgefahren. Durch die Anordnung des Aus- gangspunkts des Schmiermediumkanals in der Nähe des inneren Totpunkts der Schwenkwiege wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass das komprimierte Arbeitsmedium aus dem jeweiligen Arbeitsraum oder Zylinderraum des Kolbens von der Lauffläche der Schwenkwiege über den Schmiermediumkanal zur Kon- taktstelle der Stellteilanbindung der Stellkolben an der Schwenkwiege geführt wird. Da während des Umsteuervorgangs der Druck des Arbeitsmediums funktionsbedingt abgebaut wird, wird in vorteilhafter Weise die frei werdende Energie zur Pulsschmierung der Stellteilanbindung genutzt, wodurch der Wirkungsgrad der Schrägscheibenmaschine verbessert wird. Ein Druckwechsel von Hochdruck zu Niederdruck findet im Bereich des inneren Totpunkts statt, wenn die Schrägscheibenmaschine als Pumpe betrieben wird. Wenn die Schrägscheibenmaschine als Motor betrieben wird, findet der Druckwechsel im Bereich des äußeren Totpunkts statt. Im Pumpenbetrieb der Schrägscheibenmaschine ist der Ausgangspunkt des Schmiermediumkanals in der Nähe des inneren Totpunkts der Schwenkwiege angeordnet. Im Motorbetrieb der Schrägscheibenmaschine ist der

Ausgangspunkt des Schmiermediumkanals in der Nähe des äußeren Totpunkts der Schwenkwiege angeordnet.

In einer Weiterbildung der Erfindung endet der Endpunkt des

Schmiermediumkanals an zumindest einer Stellteilanbindung des Stellkolbens.

Durch das Zuführen des Arbeitsmediums an den Endpunkt des

Schmiermediumkanals wird die Kontaktstelle der Stellteilanbindung des Stellkolbens in vorteilhafter Weise direkt mit unter Druck stehenden Arbeitsmedium versorgt. Dadurch ist eine einfache Schmierung der Kontaktstelle der sich ineinan- der beweglichen Teile möglich. Der Endpunkt kann zum einen direkt an der

Schwenkwiege angeordnet sein, oder auch an einem in der Schwenkwiege angeordneten Bauteil, wie beispielsweise einen Schaft. Der Schaft steht dabei in Kontakt zum Stellkolben und der Endpunkt endet am Schaft an der Kontaktstelle zum Stellkolben.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Schmiermediumkanal aus zumindest drei Bohrungen gebildet. Eine erste Bohrung geht vom Ausgangspunkt des Schmiermediumkanals aus. Eine zweite Bohrung geht vom Endpunkt des Schmiermediumkanals aus und eine dritte Bohrung verbindet die erste und die zweite Bohrung durch die Schwenkwiege hindurch miteinander. Diese Anordnung der drei Bohrungen und die dadurch entstandene vorteilhafte einfache Geometrie des Schmiermediumkanals in der Schwenkwiege ermöglicht eine einfache Herstellung der Schwenkwiege. Herstellungsbedingte Öffnungen können beispielsweise einfach durch Stopfen, Dichtungen oder Schrauben geschlossen werden. Zudem wird dadurch für eine möglichst kleine Distanz zwischen dem Ausgangs- und dem Endpunkt des Schmiermediumkanals gesorgt, wodurch das Totvolumen des Schmiermediumkanals so gering wie möglich gehalten wird.

Dadurch können Kosten bei der Herstellung der Schrägscheibenmaschine und Leckageverluste beim Betrieb verringert werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung verbindet der Schmiermediumkanal ausschließlich den Ausgangspunkt und den Endpunkt hydraulisch miteinander. Dadurch wird in vorteilhafte Weise dafür gesorgt, dass die Leckageverluste bei der Pulsschmierung so gering wie möglich sind.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Schrägscheibenmaschine sind die Arbeitskolben über Gleitschuhe, die auf der Lauffläche gleitend an der Schwenkwiege anliegen, mit der Schwenkwiege gekoppelt.

Die Gleitschuhe, die auch als Kolbenschuhe bezeichnet werden, sind vorteilhaft mit jeweils mindestens einer Durchgangsbohrung ausgestattet, die den Durchtritt von Arbeitsmedium aus dem jeweiligen Arbeitsraum ermöglicht.

In einem Ausführungsbeispiel der Schrägscheibenmaschine ist die Stellteilanbin- dung aus einer Stellkugel und einer die Stellkugel aufnehmenden Ausnehmung in der Schwenkwiege gebildet, wobei der Stellkolben über die Stellteilanbindung mit der Schwenkwiege gekoppelt ist. Diese Ausführung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Ausführung des Stellkolbens, wodurch dessen Herstellkosten verringert werden. Ferner ist durch diese Ausführung der Stellteilanbindung die Kontaktstelle, bzw. die zu schmierende Stelle, direkt an der Schwenkwiege angeordnet. Dadurch verringert sich das Totvolumen des Schmiermediumkanals. In einer Weiterbildung des vorhergehenden Ausführungsbeispiels ist die Aus- nehmung kalottenförmig ausgebildet. Die Kalottenform sorgt in vorteilhafter Weise für eine sichere Aufnahme der Stellkugel in der Schwenkwiege und weist aufgrund seiner Geometrie in Verbindung mit einem Schmiermedium, beispielsweise dem Arbeitsmedium, gute Gleiteigenschaften auf.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Schrägscheibenmaschine ist die Stellteilanbindung aus einem in der Schwenkwiege angeordneten Schaft und einer am Stellkolben angeordneten Gleiteinrichtung ausgebildet ist, wobei der Stellkolben über die Stellteilanbindung mit der Schwenkwiege gekoppelt ist. Diese Ausführung der Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Herstellung der Schwenkwiege, da die Kontaktstelle der Stellteilanbindung nicht unmittelbar an der Schwenkwiege liegt, sondern an der Kontaktstelle des Schafts zum Stellkolben.

In einer Weiterbildung des vorhergehenden Ausführungsbeispiels ist der Schaft auf der zum Stellkolben hingewandten Seite kugelförmig ausgebildet und der Schaft ist in der Gleiteinrichtung beweglich angeordnet.

In vorteilhafter Weise weisen der Schaft und die Gleiteinrichtung Bohrungen auf, die eine hydraulische Verbindung zwischen dem Schmiermediumkanal und dem Stellkolben bilden. Dadurch wird die Stellteilanbindung durch den Schaft und der Gleiteinrichtung hindurch mit Arbeitsmedium versorgt, wodurch eine Pulsschmierung an der Kontaktstelle erreicht wird. Zum einen an der Kontaktstelle zwischen dem Schaft und der Gleiteinrichtung und zum anderen an der Kontaktstelle zwischen der Gleiteinrichtung und dem Stellkolben.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Schwenkwiege für eine vorab beschriebene Schrägscheibenmaschine. Die Schwenkwiege ist separat handelbar.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur hydrostatischen Entlastung einer Stellteilanbindung einer Schrägscheibenmaschine, insbesondere einer Schrägscheibenmaschine nach einer der beschriebenen Ausführungsformen, wobei als Schmiermedium Arbeitsmedium verwendet wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während eines Umsteuervorgangs der Schrägscheibenmaschine deren Arbeitskolben zumindest einen Ausgangspunkt eines Schmiermediumkanals einer Schwenkwiege überfahren und das unter Druck stehende Arbeitsmedium von einem Arbeitsraum der Arbeitskolben über den Schmiermediumkanal an die Stellteilanbindung der Schrägscheibenmaschine geführt und die Stellteilanbindung dadurch hydrostatisch entlastet wird. Durch das Überfahren des Ausgangspunkts des Schmiermediumkanals erfolgt in vorteilhafter Weise eine Pulsschmierung an der zu schmierenden Stelle.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen mobilen oder stationären Hydraulikantrieb mit einer vorab beschriebenen Schrägscheibenmaschine. Die Schrägscheibenmaschine in dem Hydraulikantrieb wird auch als Hydrostat bezeichnet. Der mobile Hydraulikantrieb ist vorzugsweise Teil eines Hydraulikhybridantriebs- strangs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.

Ferner ist auch die Anwendung als mobile oder stationäre hydraulische Arbeitsmaschine möglich.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und der nachfolgenden Zeichnung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1: einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Schrägscheibenmaschine;

Figur 2: eine Draufsicht einer Schwenkwiege der erfindungsgemäßen

Schrägscheibenmaschine, bzw. eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Schwenkwiege; Figur 3: einen Ausschnitt eines Arbeitskolbens der erfindungsgemäßen

Schrägscheibenmaschine;

Figur 4: einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Stell- teilanbindung der erfindungsgemäßen Schrägscheibenmaschine;

Figur 5: einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Stell- teilanbindung der erfindungsgemäßen Schrägscheibenmaschine. Ausführungsformen der Erfindung

Der in Figur 1 dargestellte Längsschnitt zeigt eine erfindungsgemäße Schrägscheibenmaschine 1, die als verstellbare Axialkolbenpumpe zur Umsetzung bzw. Umwandlung von mechanischer Energie (Drehmoment, Drehzahl) in hydrauli- sehe Energie (Volumenstrom, Druck) oder als verstellbarer Axialkolbenmotor zur

Umsetzung bzw. Umwandlung hydraulischer Energie (Volumenstrom, Druck) in mechanische Energie (Drehmoment, Drehzahl) dienen kann. Die Schrägscheibenmaschine 1 fördert dabei ein Arbeitsmedium, bei dem es sich vorzugsweise um Öl, zum Beispiel Hydrauliköl handelt. Das Arbeitsmedium schmiert gleichzei- tig die Komponenten der Schrägscheibenmaschine 1. Eine Antriebswelle 9 ist mittels einer Lagerung 10 an einem Gehäuseteil 21 und mit einer weiteren Lagerung 10 an einer Anschlußplatte 4 der Schrägscheibenmaschine 1 um eine Rotationsachse 8 drehbar bzw. rotierend gelagert. Die Anschlußplatte 4 und das Gehäuseteil 21 bilden das Gehäuse der Schrägscheibenmaschine 1. Die Lage- rung 10 in dem Gehäuseteil 21 ist in dieser Ausführungsform von der Innenseite des Gehäuseteils 21 montierbar. Mit der Antriebswelle 9 ist eine Zylindertrommel 5 drehfest verbunden. Die Zylindertrommel 5 kann dabei in axialer Richtung verschiebbar oder fest verbunden sein. Die Antriebswelle 9 und die Zylindertrommel 5 sind zweiteilig ausgebildet, können aber auch als ein Bauteil ausgebildet sein. Die Zylindertrommel 5 führt die Rotationsbewegung der Antriebswelle 9 aufgrund ihrer drehfesten Verbindung mit aus. In die Zylindertrommel 5 sind eine Vielzahl von Kolbenbohrungen 6 eingearbeitet, in denen Kolben 7 geführt werden, bzw. in denen jeweils ein Kolben 7 beweglich gelagert ist. Die Kolben 7 werden auch Arbeitskolben 7 genannt. Die Längsachsen 35 der Kolbenbohrungen 6 und Arbeits- kolben 7 sind dabei im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 8 der An- triebswelle 9 bzw. der Zylindertrommel 5 ausgerichtet. Je nach Anwendungsfall kann es auch sinnvoll sein, dass die Längsachsen 35 der Kolbenbohrungen 6 und die darin geführten Arbeitskolben 7 nicht achsparallel zueinander angeordnet sind.

Eine Schwenkwiege 14 ist um eine Schwenkachse 15 schwenkbar über eine Wiegenlagerung 11 an dem Gehäuseteil 21 gelagert. Zudem weist die

Schwenkwiege 14 eine Öffnung 42 zur Durchführung der Antriebswelle 9 auf. Durch die Schwenkwiege 14 kann der von der Schrägscheibenmaschine 1 geförderte Volumenstrom stufenlos über zumindest eine Schwenkeinrichtung 24 verstellt werden. Die Verstellung erfolgt über Stellkolben 30, wobei die Schwenkeinrichtung 24 sowohl durch zwei Stellkolben 30 als auch durch einen Stellkolben 30 und einen Gegenkolben 29 dargestellt werden kann. Die Verstellung durch die Stellkolben kann beispielsweise hydraulisch erfolgen. Elektrisch oder mechanisch angetriebene Schwenkeinrichtungen 24 sind auch denkbar. Bei einer Vergrößerung des Schwenkwinkels der Schwenkwiege 14 steigt das Verdrängungsvolumen der Schrägscheibenmaschine 1, bei einer Verkleinerung verringert sich dieses entsprechend.

Durch die Schrägstellung der Schwenkwiege 14 bewegt sich jeder Arbeitskolben 7 während einer Umdrehung über einen unteren und einen oberen Totpunkt zurück in seine Ausgangslage. Dabei wird durch Steuergeometrien in einer Steuerplatte oder Verteilerplatte 3 das dem Hubvolumen entsprechende Arbeitsmedium zu- und abgeführt. Die Verteilerplatte 3 ist zwischen der Anschlußplatte 4 und der Zylindertrommel 5 angeordnet.

Auf einer Saugseite strömt Arbeitsmedium in einen sich vergrößernden Arbeitsraum 49 des Arbeitskolbens 7. Gleichzeitig wird auf einer Hochdruckseite das Arbeitsmedium durch die Arbeitskolben 7 aus dem Arbeitsraum 49 in ein angeschlossenes Hydrauliksystem gedrückt.

Die Schwenkwiege 14, auch bekannt als Schrägscheibe, weist eine ebene bzw. plane Fläche auf, die als Lauffläche 18 ausgebildet ist. Auf der Lauffläche 18 sind Gleitschuhe 37 angeordnet, wobei jeder Gleitschuh 37 mit jeweils einem Arbeitskolben 7 verbunden ist. Die Gleitschuhe 37 werden durch eine Rückzugplatte 12 an der Lauffläche 18 der Schwenkwiege 14 gehalten und geführt. Jeder Arbeitskolben 7 weist eine Gelenkkugel 39 auf, welche in einer Lagerpfanne 59 an dem Arbeitskolben 7 befestigt ist, so dass eine Kolbenverbindungsstelle 22 zwischen der Gelenkkugel 39 und der Lagerpfanne 59 an dem Gleitschuh 37 ausgebildet ist und sich der Arbeitskolben 7 über die Lauffläche 18, bzw. über den Gleitschuh 37 an der Schwenkwiege 14 abstützt. Die teilweise sphärisch ausgebildeten Gelenkkugel 39 und Lagerpfanne 59 sind beide komplementär bzw. sphärisch ausgebildet, so dass dadurch bei einer entsprechenden Bewegungsmöglichkeit zueinander zwischen der Gelenkkugel 39 und der Lagerpfanne 59 an den Arbeitskolben 7 möglichst eine ständige Verbindung zwischen dem Arbeitskolben 7 und der Lauffläche 18 vorhanden ist. Aufgrund der Verbindung der Arbeitskolben 7 mit der rotierenden Zylindertrommel 5 und der Verbindung der Lagerpfannen 59 mit den Gleitschuhen 37 führen die Gleitschuhe 37 eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 8 aus.

In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Schwenkwiege 14 der erfindungsgemäßen Schrägscheibenmaschine 1 mit Blick auf eine gestrichelt dargestellte Lauffläche

18 dargestellt. An den Flügeln der Schwenkwiege 14 sind ein erste Angriffspunkt

19 für eine Schwenkeinrichtung 24 und ein zweiter Angriffspunkt 20 für eine Schwenkeinrichtung 24 angeordnet. Die Schwenkeinrichtungen 24 verstellen die Schwenkwiege 14 um ihre Schwenkachse 15. Ein Umsteuerbereich 44 der Schwenkwiege 14 bewegt sich im Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 entlang der Lauffläche 18. Wenn die zugehörige Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenmotor betrieben wird, dann bewegen sich die Arbeitskolben 7 mit der Zylindertrommel 5 im Uhrzeigersinn relativ zu der Lauffläche 18 der Schwenkwiege 14. Wenn die Schrägscheibenmaschine als 1 Axialkolbenpumpe betrieben wird, dann bewegen sich die Arbeitskolben 7 mit der Zylindertrommel 5 im Gegenuhrzeigersinn relativ zu der Lauffläche 18 der Schwenkwiege 14. Im Pumpenbetrieb wird der Umsteuerbereich 44 durch einen inneren Totpunkt 41 definiert. Der Umsteuerbereich 44 entspricht vorzugsweise einem Winkelbereich von circa plus/minus 15 Grad um den inneren Totpunkt 41. Der innere Totpunkt 41 ist in Figur 2 oben angeordnet. Ein äußerer Totpunkt 42 ist in Figur 2 unten angeordnet. Am inneren Totpunkt 41 sind die Kolben der Schrägscheibenmaschine 1 ganz eingefahren, wobei das zugehörige Zylindervolumen am kleinsten ist. Am äußeren Totpunkt 42 sind die Kolben vollständig ausgefahren. Im Motorbetrieb ist dies umgekehrt.

In dem Umsteuerbereich 44 wird das Arbeitsmediumvolumen der einzelnen Ar- beitsräume 49, die von den Arbeitskolben 7 der Schrägscheibenmaschine 1 begrenzt werden, von Hochdruck auf Niederdruck expandiert. Bei dem Arbeitsmedium handelt es sich vorzugsweise um Öl. Daher wird das

Arbeitsmediumvolumen auch als Ölvolumen bezeichnet.

Die Schwenkwiege 14 weist einen gestrichelt dargestellten Schmiermediumkanal 50 auf, der sich durch die Schwenkwiege 14 erstreckt. Der Schmiermediumkanal 50 reicht in diesem Ausführungsbeispiel von einem Ausgangspunkt 51 bis zu einem Endpunkt 52, bzw. er bildet eine hydraulische Verbindung zwischen diesen beiden Punkten. Die Arbeitskolben 7 der Schrägscheibenmaschine 1 bewegen sich entlang der Lauffläche 18 und somit über den Ausgangspunkt 51 des Schmiermediumkanals 50 und die Schwenkeinrichtung 24, bzw. die Stellteilan- bindung 31 des Stellkolbens 30 ist an dem Angriffspunkt 20 angeordnet und somit an dem Endpunkt 52 des Schmiermediumkanals 50. Der

Schmiermediumkanal 50 bildet somit eine hydraulische Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 49 des Arbeitskolbens 7 und der Stellteilanbindung 31 des Stellkolbens 30.

Der Schmiermediumkanal 50 ist aus drei Bohrungen gebildet. Eine erste Bohrung 53 geht vom Ausgangspunkt 51 des Schmiermediumkanals 50 aus. Eine zweite Bohrung 54 geht vom Endpunkt 52 des Schmiermediumkanals 50 aus und eine dritte Bohrung 55 verbindet die erste 53 und die zweite Bohrung 54 durch die Schwenkwiege 14 hindurch miteinander. Die dritte Bohrung 55 des Schmiermediumkanals 50 ist an dem Flügel der Schwenkwiege 14 durch einen Verschluss 56 geschlossen, so dass das Arbeitsmedium nicht an dieser Stelle in den Niederdruckbereich der Schrägscheibenmaschine 1 austreten kann. Somit verbindet der Schmiermediumkanal 50 ausschließlich den Ausgangspunkt 51 und den Endpunkt 52 hydraulisch miteinander.

Figur 3 zeigt einen im Schnitt dargestellten Arbeitskolben 50 in der Zylindertrommel 5 der Schrägscheibenmaschine 1. Dieser ist in der Zylindertrommel 5 hin und her bewegbar geführt. Die Zylindertrommel 5 ist zwischen der Verteilerplatte 3 und der Schwenkwiege 14 angeordnet. Dabei ist der Arbeitskolben 7 über eine als Gleitschuh 37 ausgeführte Gleiteinrichtung mit der Schwenkwiege 14 gekoppelt. Der Gleitschuh 37 liegt gleitend an der Lauffläche 18 der

Schwenkwiege 14 an.

Der Arbeitskolben 7 begrenzt in der Zylindertrommel 5 einen Arbeitsraum 49. Der Arbeitsraum 49 ist über einen Kanal 71, der sich durch den Arbeitskolben 7 und den Gleitschuh 37 erstreckt, mit einer Ausnehmung 72 verbunden, die an einem dem Arbeitskolben 7 abgewandten Ende des Gleitschuhs 37 ausgebildet ist. Der Kanal 71 ist als Durchgangsbohrung ausgeführt. Die Ausnehmung 72 des Gleitschuhs 37 ist der Lauffläche 18 der Schwenkwiege 14 zugewandt.

Durch einen Pfeil 73 ist in Figur 3 die Bewegung des Arbeitskolbens 7 im Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 angedeutet. Wenn der Gleitschuh 37 mit der Ausnehmung 72 den Ausgangspunkt 51 des Schmiermediumkanals 50 in der Lauffläche 18 überfährt, dann wird der Arbeitsraum 49 beziehungsweise das Verdrängungsvolumen, das von dem Arbeitskolben 7 begrenzt wird, über den Kanal 71 mit dem Schmiermediumkanal 50 verbunden. Es entsteht ein Druckerhöhung, bzw. ein Druckimpuls des Arbeitsmediums im Schmiermediumkanal 50.

Die erste Bohrung 53 des Schmiermediumkanals 50 geht aus von dem von der Lauffläche 18 der Schwenkwiege 14 ausgehenden Ausgangspunkt 51 in Richtung einer Lagerfläche 13 der Schwenkwiege 14, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die erste Bohrung 53 in der Schwenkwiege 14 endet und nicht durch die Schwenkwiege 14 hindurch reicht. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform könnte die erste Bohrung eine Durchgangsbohrung sein, die auf der Seite der Lagerfläche einen Verschluss aufweist.

Die Lagerfläche 13 der Schwenkwiege 14 ist einer Lagerschale 16 zugewandt. Die Lagerschale 16 ist in dem Gehäuseteil 21 der Schrägscheibenmaschine 1, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, positioniert. Die erste Bohrung 53 schneidet in der Schwenkwiege 14 die dritte Bohrung 55 des Schmiermediumkanals 5, dabei erstreckt sich die erste Bohrung 53 senkrecht durch die Schwenkwiege 14. Diese kann aber auch schräg ausgeführt sein.

In der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Ausgangspunkt 51 des Schmiermediumkanals 50 in dem Umsteuerbereich 44 der Lauffläche 18 der Schwenkwiege 14 angeordnet.

Ferner ist der Ausgangspunkt 51 des Schmiermediumkanals 50 in dem

Umsteuerbereich 44 nahe des inneren Totpunkts 41 oder des äußeren Totpunkts 42 der Schwenkwiege 14 ausgebildet.

Im Umsteuerbereich 44 der Schrägscheibenmaschine 1 wird ein Teil des Arbeitsmediums verlustbehaftet über eine Kerbe 34 in der Verteilerplatte 3 aus dem Arbeitsraum 49 in den Niederdruck abgeführt, wenn der Arbeitskolben 7, bzw. die Kolbenbohrung 6 mit ihrer der Verteilerplatte 3 zugewandten Öffnung über die Kerbe 34 fährt.

In diesem Ausführungsbeispiel überfährt die Ausnehmung 72 des Gleitschuhs 37 den Ausgangspunkt 51 des Schmiermediumkanals 50. Gleichzeitig überfährt die Öffnung der Kolbenbohrung 6 die Kerbe 34 in der Verteilerplatte 3.

Alternativ kann der Ausgangspunkt 51 des Schmiermediumkanals 50 vor dem Umsteuerbereich 44 der Lauffläche 18 der Schwenkwiege 14 angeordnet sein.

Figur 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Stellteilanbindung 31 der Schrägscheibenmaschine 1. Die Stellteilanbindung 31 ist aus einem in der Schwenkwiege 14 angeordneten Schaft 25 und einer am Stellkolben 30 angeordneten Gleiteinrichtung 26 ausgebildet ist, wobei der Stellkolben 30 über die Stellteilanbindung 31 mit der Schwenkwiege 14 gekoppelt ist. Der Schaft 25 ist auf der zum Stellkolben 30 hingewandten Seite kugelförmig ausgebildet und er ist in der Gleiteinrichtung 26 beweglich angeordnet. Der Schaft 25 und die Gleiteinrichtung 26 weisen Bohrungen 27 auf, die eine hydraulische Verbindung zwischen dem Schmiermediumkanal 50 und dem Stellkolben 30 bilden. Die Bohrung 27 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel der zweiten Bohrung 54 des Schmiermediumkanals 50. Die Stellteilanbindung 31 wird durch den Schaft 25 und der Gleiteinrichtung 26 hindurch mit Arbeitsmedium versorgt, wodurch eine Pulsschmierung an der zu schmierenden Kontaktstelle erreicht wird. Zum einen an der Kontaktstelle zwischen dem Schaft 25 und der Gleiteinrichtung 26 und zum anderen an der Kontaktstelle zwischen der Gleiteinrichtung 26 und dem

Stellkolben 30.

Der Schaft 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel in der Schwenkwiege 14 einge- presst. Er kann alternativ auch eigeschraubt, eingesteckt und mit der Schwenk- wiege 14 verschweißt sein. Der Schmiermediumkanal 50 ist wie bereits in Figur 2 gezeigt durch einen Verschluss 56 zum Niederdruckbereich verschlossen.

Der Endpunkt 52 des Schmiermediumkanals 50 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an dem Schaft 25 angeordnet. Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Stellteilanbindung 31 der

Schrägscheibenmaschine 1. Hier ist die Stellteilanbindung 31 aus einer Stellkugel 32 und einer die Stellkugel 32 aufnehmenden Ausnehmung 33 in der Schwenkwiege 14 gebildet, wobei der Stellkolben 30 über die Stellteilanbindung 31 mit der Schwenkwiege 14 gekoppelt ist. In dieser Ausführung ist die Kontakt- stelle der Stellteilanbindung 31, bzw. die zu schmierende Stelle, direkt an der

Schwenkwiege 14 angeordnet. Die Ausnehmung 33 ist kalottenförmig ausgebildet. Während des Druckimpulses, bzw. der Druckerhöhung wird Druck an der Kontaktstelle zwischen der Stellkugel 32 und der Ausnehmung 33 aufgebaut, wodurch eine hydrostatische Entlastung der Bauteile erfolgt. Der

Schmiermediumkanal 50 ist mit der zweiten Bohrung 54 verbunden und ist wie bereits in Figur 2 gezeigt durch einen Verschluss 56 zum Niederdruckbereich verschlossen.

Der Endpunkt 52 des Schmiermediumkanals 50 ist bei diesem Ausführungsbei- spiel direkt an der Schwenkwiege 14 angeordnet.

Die hydrostatische Entlastung der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Stellteil- anbindungen 31 der Schrägscheibenmaschine 1, findet vor oder während des Umsteuervorgangs der Schrägscheibenmaschine 1 statt. Die Arbeitskolben 7 überfahren den Ausgangspunkt 51 des Schmiermediumkanals 50 der Schwenk- wiege 14 und das unter Druck stehende Arbeitsmedium wird von dem Arbeitsraum 49 der Arbeitskolben 7 über den Schmiermediumkanal 50 an die Stellteil- anbindung 31 der Schrägscheibenmaschine 1 geführt, wobei diese dadurch hydrostatisch entlastet wird. Dieser Vorgang wurde in der Beschreibung der Figur 3 ausführlich erläutert.

Claims

Schrägscheibenmaschine (1 ) mit Arbeitskolben (7), die in einer im Wesentlichen axialen Richtung in Kolbenbohrungen (6) einer Zylindertrommel (5) hin und her bewegbar geführt sind, und mit einer über Stellkolben (29, 30) verstellbaren Schwenkwiege (14), wobei die Schwenkwiege (14) mindestens einen Schmiermediumkanal (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

der Schmiermediumkanal (50) eine hydraulische Verbindung zwischen zumindest einem Arbeitsraum (49) der Arbeitskolben (7) und zumindest einer Stellteilanbindung (31 ) der Stellkolben (29, 30) an der Schwenkwiege (14) bildet.

Schrägscheibenmaschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

ein Ausgangspunkt (51 ) des Schmiermediumkanals (50) vor oder in einem Umsteuerbereich (44) einer Lauffläche (18) der Schwenkwiege (14) angeordnet ist.

Schrägscheibenmaschine (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

der Ausgangspunkt (51 ) des Schmiermediumkanals (50) in dem

Umsteuerbereich (44) nahe eines inneren Totpunkts (41 ) oder eines äußeren Totpunkts (42) der Schwenkwiege (14) angeordnet ist.

Schrägscheibenmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

der Endpunkt (52) des Schmiermediumkanals (50) an der zumindest einen Stellteilanbindung (31 ) des Stellkolbens (29, 30) endet.

Schrägscheibenmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermediumkanal (50) aus zumindest drei Bohrungen (53, 54, 55) gebildet ist, wobei eine erste Bohrung (53) vom Ausgangspunkt (51 ) des Schmiermediumkanals (50) ausgeht, eine zweite Bohrung (54) vom Endpunkt (52) des Schmiermediumkanals (50) ausgeht und eine dritte Bohrung (55) die erste (53) und die zweite Bohrung (54) durch die Schwenkwiege hindurch (14) miteinander verbindet.

der Schmiermediumkanal (50) ausschließlich den Ausgangspunkt (51 ) und den Endpunkt (52) hydraulisch miteinander verbindet.

die Arbeitskolben (7) über Gleitschuhe (37) die auf der Lauffläche (18) gleitend an der Schwenkwiege (14) anliegen, mit der Schwenkwiege (14) gekoppelt sind.

die Stellteilanbindung (31 ) aus einer Stellkugel (32) und einer die Stellkugel (32) aufnehmenden Ausnehmung (33) in der Schwenkwiege (14) gebildet ist, wobei der Stellkolben (29, 30) über die Stellteilanbindung (31 ) mit der Schwenkwiege (14) gekoppelt ist.

Schrägscheibenmaschine (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

die Ausnehmung (33) kalottenförmig ausgebildet ist.

Schrägscheibenmaschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

die Stellteilanbindung (31 ) aus einem in der Schwenkwiege (14) angeordneten Schaft (25) und einer am Stellkolben (29, 30) angeordneten Gleiteinrichtung (26) ausgebildet ist, wobei der Stellkolben (29, 30) über die Stellteilanbindung (31 ) mit der Schwenkwiege (14) gekoppelt ist. Schrägscheibenmaschine (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

der Schaft (25) auf der zum Stellkolben (29, 30) hingewandten Seite kugelförmig ist und der Schaft (25) in der Gleiteinrichtung (26) beweglich angeordnet ist.

Schrägscheibenmaschine (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

der Schaft (25) und die Gleiteinrichtung (26) Bohrungen (27) aufweisen, die eine hydraulische Verbindung zwischen dem Schmiermediumkanal (50) und dem Stellkolben (29, 30) bilden.

Schwenkwiege (14) für eine Schrägscheibenmaschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 8 bis 10.

Verfahren zur hydrostatischen Entlastung einer Stellteilanbindung (31 ) einer Schrägscheibenmaschine (1 ), insbesondere einer Schrägscheibenmaschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei als Schmiermedium Arbeitsmedium verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass

vor oder während eines Umsteuervorgangs der Schrägscheibenmaschine (1 ) deren Arbeitskolben (7) zumindest einen Ausgangspunkt (51 ) eines Schmiermediumkanals (50) einer Schwenkwiege (14) überfahren und das unter Druck stehende Arbeitsmedium von einem Arbeitsraum (49) der Arbeitskolben (7) über den Schmiermediumkanal (50) an die Stellteilanbindung (31 ) der Schrägscheibenmaschine (1 ) geführt und die Stellteilanbindung (31 ) dadurch hydrostatisch entlastet wird.