[0001] Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine verstellbaren Verdrängungsvolumens
mit zumindest hydrostatischer Entlastung ihrer gleitflächengelagerter Steuerlinse
bzw. Hubscheibe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
[0002] Aus der Praxis sind derartige Axialkolbenmaschinen in beispielsweise Schrägscheibenbauweise
bekannt, bei denen jeweils die zwecks Verstellung des Verdrängungsvolumens in zwei
gehäusefesten Gleitlagern beidseits der Drehachse der Zylindertrommel schwenkbar gelagerte
Hub- oder Schrägscheibe mittels je eines von der Fluidquelle mit Drucköl versorgten
Druckfeldes hydrostatisch gelagert ist. Die Vertiefungen sind in Schwenkrichtung der
Schrägscheibe langgestreckte rechteckförmige Aussparungen in den Gleitlagern. Die
Zulaufkanäle zur Druckölversorgung der Druckfelder münden in die Aussparungen ein
und verlaufen durch die Schrägscheibe bis zu deren die Kolben über Gleitschuhe abstützenden
Stützfläche. Die Gleitschuhe sind ebenfalls hydrostatisch gelagert und zu diesem Zweck
in ihren der Stützfläche zugewandten Gleitflächen mit je einer kreisrunden Aussparung,
auch Drucktasche genannt, versehen, die über eine Axialbohrung in dem zugeordneten
Kolben mit dem in der jeweiligen Zylinderbohrung herrschenden Kolbendruck beaufschlagt
ist. Die Zulaufkanäle münden auf der Stützfläche in der Gleitbahn der Drucktaschen
aus.
[0003] Folglich stehen während des Betriebs der Axialkolbenmaschine die Aussparungen der
Gleitlager abwechselnd unter dem im Gehäuse herrschenden, niedrigen Lecköldruck und
dem in den Zylinderbohrungen herrschenden, hohen Kolbendruck, so daß die Druckfelder
mit einer der Drehzahl der Zylindertrommel entsprechenden Frequenz pulsieren. Dabei
kann die Schrägscheibe infolge der Druckstoße in den Druckfeldern so weit von den
gehäusefesten Lagerflächen abheben, daß der Fluidablauf aus den Druckfeldern deren
Fluidversorgung über die Zulaufkanäle übersteigt und somit zu einem Zusammenbrechen
der Druckfelder bis zum metallischen Kontakt der verschiebbaren Schrägscheiben-Lagerflächen
mit den gehäusefesten Lagerflächen führt; die dabei auftretende Spalthöhenabnahme
zwischen diesen Lagerflächen bewirkt unmittelbar einen entsprechend schnellen und
hohen Druckaufbau, der seinerseits ein völliges Abheben der Schrägscheibe hervorrufen
kann. Dadurch können in bestimmten Frequenzbereichen resonante Schwingungen auftreten,
die ebenso wie Druckschwankungen, die entsprechend dem Lastverhalten eines von der
Schrägscheibenmaschine angetriebenen Verbrauchers auftreten, zu hohen dynamischen
Belastungen und entsprechend hohen Körperschallstärken führen und ebenso wie mögliche
Strahlkavitationen infolge der pulsierenden Strömungsumkehr in den Zulaufkanälen die
Funktionsfähigkeit der hydrostatischen Lagerung der Schrägscheibe beeinträchtigen.
[0004] Anders als die vorstehend erwähnten Aussparungen geformte Vertiefungen sind z.B.
aus der DE-OS 21 00 028 bekannt: sie sind als in sich geschlossene Ringnuten ausgebildet,
die jeweils einen inselförmigen Lagerflächenanteil rechteckiger Form umgeben, in dem
wiederum eine Aussparung entsprechender Rechteckform ausgebildet ist. Ferner ist es
aus der vorgenannten DE-OS 21 00 028 bekannt, in den beiden gehäusefesten Gleitlagern
für die Schrägscheibe der Schrägscheibenmaschine eine Anzahl von parallelen Nuten
auszubilden, die quer über die gehäusefesten Lagerflächen verlaufen und mit Abstand
von deren seitlichen Rändern geschlossen enden. In diesen Nuten verteilt sich beim
Verschwenken der Schrägscheibe das über je einen Zulaufkanal und je eine angeschlossene
Aussparung in der Schrägscheiben-Lagerfläche zugeführte Fluid, wodurch ein dem Schwenkwinkel
zugeordnetes, in seiner Größe variables Druckfeld entsteht, das die Lagerung entlastet.
[0005] Ölverteilungsnuten bei hydrostatisch entlasteten Lagerungen sind auch in der Fachliteratur
(vgl. Ölhydraulik, Dr. Jean Thoma, Ausgabe 1970, S. 65) mit dem Hinweis beschrieben,
daß sie nicht bis zum äußeren Rand durchgeführt werden dürfen, um einen Kurzschluß
des Fluiddruckes zu verhindern.
[0006] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art
so weiterzubilden, daß die Funktionstüchtigkeit der hydrostatischen Lagerung bzw.
Entlastung ihres verschwenkbaren Stützkörpers insbesondere durch Verringerung von
Druckschwankungen im Druckfeld verbessert ist.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst. Der aus dem Druckfeld insgesamt ablaufende Fluidvolumenstrom ist gegenüber
dem Stand der Technik um die Ablaufkapazität der Entlastungsrillen-Anordnung vergrößert.
Da diese Ablaufkapazität bei Spalthöhenänderungen im wesentlichen konstant bleibt,
ändert sich die Größe des insgesamt ablaufenden Fluidvolumenstroms beim Auftreten
von Störkräften mit entsprechend kleinerer Amplitude. Dementsprechend kleiner ist
auch die Amplitude der durch die Änderung des Fluidvolumenstroms hervorgerufenen Druckänderungen
im Druckfeld, wodurch dessen im Stand der Technik "überschießende" Reaktion auf Störkräfte
weitgehend verhindert und stattdessen ein gedämpftes Ansprechverhalten erzielt wird.
Bei Verwendung einer Druckquelle als Fluidquelle ist im Vergleich zu einer Stromquelle
dieses gedämpfte Ansprechverhalten besonders ausgeprägt. Wird das Druckfeld zur hydrostatischen
Entlastung oder Lagerung der Hubscheibe einer Schrägscheibenmaschine verwendet und
über die kolbenabstützenden Gleitschuhe mit Fluid versorgt, dann verhindert der über
die erfindungsgemäße Entlastungsrillen-Anordnung mit im wesentlichen konstantem Druckgefälle
erfolgende stete Fluidablauf aus dem Druckfeld in Richtung Lecköl eine Strömungsumkehr
im Zulaufkanal und damit Strahlkavitationen an den Gleitschuhen und der Hubscheibe.
Die Ablaufkapazität und damit das gedämpfte Ansprechverhalten der Entlastungsrillen-Anordnung
kann durch entsprechende Wahl der Querschnittsfläche und/oder Länge und/oder Gestaltung
mit beispielsweise zickzackförmigem, mäanderförmigem oder jedem anderen geeigneten
Verlauf auf die jeweiligen Betriebsverhältnisse eingestellt werden. Eine Zulaufdrossel
im Zulaufkanal, wie sie üblicherweise bei Anschluß des Druckfeldes an eine Druckquelle
verwendet wird, kann aufgrund der ihrer Ablaufkapazität entsprechenden Drosselwirkung
der Entlastungsrillen-Anordnung entfallen. Es ist natürlich auch möglich, eine solche
Zulaufdrossel einzusetzen, um eine hydrostatische Lagerung mit entsprechend höherer
Stabilität zu erzielen.
[0008] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Vertiefung ferner eine Ausnehmung,
über die die Entlastungsrille mit dem Zulaufkanal in Verbindung steht. Die Fläche
dieser Ausnehmung kann gleich oder kleiner als diejenige der im Stand der Technik
verwendeten Aussparungen sein. Vorzugsweise ist die Ausnehmung als Erweiterung der
Ausmündung des Zulaufkanals in der Lagerfläche ausgebildet.
[0009] Bei Ausbildung der Axialkolbenmaschine als Schrägscheibenmaschine stellt deren Hubscheibe
den verschwenkbaren Stützkörper dar, der zweckmäßigerweise mit einer weiteren Lagerfläche
in einem weiteren gehäusefesten Gleitlager mit einer weiteren Lagerfläche auf der
der erstgenannten gehäusefesten Lagerfläche gegenüberliegenden Seite der Drehachse
der Zylindertrommel schwenkbar gelagert ist, wobei in wenigstens einer der beiden
weiteren Lagerflächen eine weitere Entlastungsrillen-Anordnung ausgebildet ist. Bei
einer Axialkolbenmaschine mit einer nur in einer Richtung verschwenkbaren und demzufolge
ständig einseitig mit dem Kolbendruck belasteten Hubscheibe ist der Aufbau eines Druckfeldes
über einen Zulaufkanal auf der unbelasteten Seite nicht erforderlich; hier reicht
das bei der Schwenkbewegung aus der Umgebung mitgenommene Schleppöl zur Schmierung
aus. Bei Axialkolbenmaschinen, deren Hubscheiben in beiden Richtungen ausschwenkbar
ist, sind zweckmäßigerweise beide Entlastungsrillen-Anordnungen über je wenigstens
einen Zulaufkanal mit der Fluidquelle verbunden.
[0010] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den verbleibenden Unteransprüchen.
[0011] Nachstehend ist die Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Axialschnitt einer teildargestellten Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise
mit einer in einem Gleitlager um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerter Schrägscheibe
bei Betrachtung in einer Richtung senkrecht zur Schwenkachse, wobei das Gleitlager
eine Entlastungsrillen-Anordnung gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung aufweist,
- Fig. 2
- einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,
- Fig. 3
- einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,
- Fig. 4
- einen Axialschnitt einer teildargestellten Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise
mit einer in einem Gleitlager um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerter Schrägscheibe
bei Betrachtung in einer Richtung senkrecht zur Schwenkachse, wobei das Gleitlager
eine Entlastungsrillen-Anordnung gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung aufweist,
und
- Fig. 5
- einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.
[0012] Die in Fig. 1 dargestellte Axialkolbenmaschine ist als Schrägscheibenpumpe mit verstellbarem
Fördervolumen und zwei Stromrichtungen ausgeführt und umfaßt in bekannter Weise als
wesentliche Bauteile ein hohlzylindrisches Gehäuse, das lediglich durch seine in Fig.
1 untere Stirnwand 1 angedeutet und an seinem oberen Ende durch eine nicht gezeigte
Anschlußplatte verschlossen ist, eine Triebwelle 2, einen Steuerkörper 3, eine Zylindertrommel
4 und eine Schrägscheibe 5.
[0013] Die Triebwelle 2 ragt durch eine Durchgangsbohrung 6 in der unteren Stirnwand 1 in
das Gehäuse hinein und ist mittels nicht gezeigter Lager in dieser Durchgangsbohrung
6 sowie in einer Sackbohrung in der Anschlußplatte drehbar gelagert. Die Triebwelle
2 durchsetzt im Inneren des Gehäuses eine zentrale Durchgangsbohrung 7 in der Schrägscheibe
5 sowie zwei weitere zentrale Durchgangsbohrungen im Steuerkörper 3 und in der Zylindertrommel
4.
[0014] Der Steuerkörper 3 ist an der Anschlußplatte befestigt und mit zwei durchgehenden
Öffnungen in Form von nierenförmigen Steuerschlitzen (nicht gezeigt) versehen, die
jeweils an einen nicht gezeigten Saug- bzw. Druckstutzen der Schrägscheibenpumpe angeschlossen
sind. Die der Anschlußplatte abgewandte und sphärisch ausgebildete Steuerfläche 8
des Steuerkörpers 3 dient gleichzeitig als Lagerfläche für die Zylindertrommel 4.
[0015] Die Zylindertrommel 4 ist mittels einer Keilnut-Verbindung 9 drehfest mit der Triebwelle
2 verbunden und weist allgemein axial verlaufende Zylinderbohrungen 10 auf, die gleichmäßig
auf einem zur Triebwellenachse koaxialen Teilkreis angeordnet sind, an der der Gehäuse-Stirnwand
1 zugewandten Zylindertrommel-Stirnseite direkt und an der dem Steuerkörper 3 zugewandten
radialen Zylindertrommel-Lagerfläche über Mündungskanäle 11 auf dem gleichen Teilkreis
wie die Steuerschlitze ausmünden. Innerhalb der Zylinderbohrungen 10 verschiebbar
angeordnete Kolben 12 sind an ihren der Gehäuse-Stirnwand 1 zugewandten Enden mit
Kugelköpfen 13 versehen, die in Gleitschuhen 14 gelagert sind und sich über diese
an einer ringförmigen Gleitscheibe 15 abstützen, die von der Triebwelle 2 durchsetzt
und an der Schrägscheibe 5 befestigt ist. Die Gleitschuhe 14 sind an ihren der Gleitscheibe
15 zugewandten Gleitflächen mit je einer Drucktasche 16 in Form einer kreisförmigen
Aussparung versehen, die über eine Durchgangsbohrung 17 im Gleitschuh 14 an einen
abgestuften axialen Durchgangskanal 18 im jeweiligen Kolben 12 angeschlossen und auf
diese Weise mit der Zylinderbohrung 10 verbunden ist. Jeder axiale Durchgangskanal
18 ist im Bereich des zugeordneten Kugelkopfes 12 mit einer Drossel 19 ausgebildet.
Ein mittels der Keilnut-Verbindung 9 axial verschiebbar auf der Triebwelle 2 angeordneter
und durch eine Feder 20 in Richtung Gehäuse-Stirnwand 1 beaufschlagter Niederhalter
21 hält die Gleitschuhe 14 in Anlage an die Gleitscheibe 15.
[0016] Eine lediglich angedeutete Stelleinrichtung 22 greift an einen sich in Richtung der
Anschlußplatte erstreckenden Arm 23 der Schrägscheibe 5 an und dient zum Verschwenken
derselben um eine zur Triebwellenachse senkrechten Schwenkachse 24. Die Schrägscheibe
5 ist als sog. Schwenkwiege mit halbzylindrischem Querschnitt ausgebildet und mit
zwei beidseits der Triebwelle 2 parallel zueinander in Schwenkrichtung, also senkrecht
zur Schwenkachse 24, verlaufenden teilzylindrischen Lagerflächen 25 in zwei gehäusefesten
Gleitlagern 26 mit je einer entsprechend geformten Lagerfläche 27 schwenkbar gelagert.
Jedes Gleitlager 26 ist als Lagerschale ausgebildet, die einen Teil einer Hohlzylinder-Wandung
darstellt, deren nach innen gewölbte, innere Wandungsfläche die Lagerfläche 27 bildet.
Die Gleitlager 26 sind an einer entsprechend geformten Innenfläche der Gehäuse-Stirnwand
1 mit nicht näher dargestellten Befestigungsmitteln 28 befestigt. Der Abstand der
in Schwenkrichtung verlaufenden Längsmittelachsen 29 der Lagerflächen 25 und 27 ist
gleich dem Durchmesser des Teilkreises der Drucktaschen 16.
[0017] Die Lagerflächen 25 und 27 sind als langgestreckte Rechtecke ausgebildet, die gehäusefesten
Lagerflächen 27 weisen an ihren parallelen, mit gleichem Abstand von der Schwenkachse
24 beidseits derselben angeordneten Stirnseiten je eine Stufe 30 auf. Durch diese
Stufen 30 werden die gehäusefesten Lagerflächen 27 in je zwei Teilbereiche unterschiedlicher
Länge, gemessen in Schwenkrichtung, aufgeteilt, deren kürzere Teilbereiche einander
zugewandt sind.
[0018] Je eine Entlastungsrillen-Anordnung in Form einer zickzackförmigen Entlastungsrille
31.1 bestehend aus einzelnen Rillenabschnitten mit dem gleichen Bezugszeichen 31.1
ist mit gleichmäßiger Verteilung in den gehäusefesten Lagerflächen 27 ausgebildet
und mündet mit je einem offenen Ende an der betreffenden Stufe 30 aus. Die Rillenabschnitte
31.1 schneiden die jeweilige Lagerflächen-Längsmittelachse 29 unter einem Winkel α
und verlaufen bis in die zur Längsmittelachse 29 parallelen Randbereiche der jeweiligen
Lagerfläche 27, ohne dort auszumünden. Die Entlastungsrille 31.1 weist den in Fig.
3 gezeigten, etwa halbkreisförmigen Querschnitt auf.
[0019] In jeder gehäusefesten Lagerfläche 27 ist im Schnittpunkt ihrer Längsmittelachsen
29 mit einer gedachten, die Schwenkachse 24 senkrecht schneidenden Geraden eine sich
in die Gehäuse-Stirnwand 1 hineinerstreckende Ausnehmung 32 ausgebildet, an die ein
Zulaufkanal 33.1 angeschlossen ist. Dieser besteht aus einer in die Ausnehmung 32
einmündenden Sackbohrung 34 in der Gehäuse-Stirnwand 1, in welche Sackbohrung 34 eine
Zulaufdrossel 35.1 in Form eines Verstelldrosselventils eingeschraubt ist, sowie aus
einer Zulaufleitung 36, die den Eingang der Zulaufdrossel 35.1 in nicht gezeigter
Weise mit dem Druckstutzen der Schrägscheibenpumpe verbindet. Jede Ausnehmung 32 mündet
in die zugeordnete Entlastungsrille 31.1 auf halber Länge derselben ein.
[0020] Beim Betrieb der Schrägscheibenpumpe wird die Triebwelle 2 angetrieben und damit
die Zylindertrommel 4 mitsamt den Kolben 12 in Drehung versetzt. Wenn durch Betätigung
der Stelleinrichtung 22 die Schrägscheibe 5 in eine Schrägstellung gegenüber der Zylindertrommel
4 verschwenkt worden ist, so vollführen sämtliche Kolben 12 Hubbewegungen; bei Drehung
der Zylindertrommel 4 um 360
o durchläuft jeder Kolben 12 einen Saug- und einen Kompressionshub, wobei entsprechende
Druckmittelströme erzeugt werden, deren Zu- und Abführung über die Mündungskanäle
11, die Steuernieren und den Druck- und Saugstutzen erfolgen.
[0021] Dabei läuft während des Kompressionshubes jedes Kolbens 12 Drucköl von der betreffenden
Zylinderbohrung 10 über den axialen Durchgangskanal 18 und die Durchgangsbohrung 17
im zugeordneten Gleitschuh 14 in dessen Drucktasche 16 und baut in prinzipiell gleicher
Weise wie im noch zu beschreibenden Fall der Schwenklagerung der Schrägscheibe 5 ein
Druckfeld zwischen der Gleitscheibe 15 und dem jeweiligen Gleitschuh 14 auf, das als
hydrostatisches Lager für letzteren dient.
[0022] Über den an den Druckstutzen der Schrägscheibenpumpe angeschlossenen Zulaufkanal
33.1 läuft unter Hochdruck stehendes Drucköl in die beiden, in den gehäusefesten Gleitlagern
26 ausgebildeten Ausnehmungen 32 und in die jeweils angeschlossene Entlastungsrille
31.1, um sowohl über diese als auch unter Anheben der Schrägscheibe 5 durch den dabei
jeweils entstehenden Spalt zwischen den jeweils einander zugeordneten Lagerfläche
25, 27 zu dem unter Lecköldruck stehenden Gehäuse-Innenraum abzulaufen. Dabei baut
sich zwischen diesen Lagerflächen 25, 27 beidseits der Triebwelle 2 je ein Druckfeld
auf, das aufgrund des gegenüber dem Hochdruck um den Druckabfall in der jeweiligen
Zulaufdrossel 35.1 verminderten Zulaufdruckes in der betreffenden Ausnehmung 32 und
Entlastungsrille 31.1 ein hydrostatisches Lager darstellt, dessen Tragkraft sich aus
der Größe der jeweiligen Lagerfläche 27 einschließlich der Ausnehmung 32 und der Entlastungsrille
31.1, aus dem Zulaufdruck und aus dem zulaufenden Druckölstrom bestimmt, der seinerseits
von der Spalthöhe abhängt, die so gewählt ist, daß bei normaler Belastung durch den
Kolbendruck kein metallischer Kontakt zwischen den Lagerflächen 25 und 27 auftritt.
Wenn zu dieser Belastung eine Störkraft hinzukommt, dann wird die Spalthöhe kleiner,
der Druckölstrom und der Druckabfall an der Zulaufdrossel 35.1 sinken, so daß der
Druck in der Entlastungsrille 31.1 steigt und die erhöhte Belastung aufnehmen kann.
Umgekehrt sinkt bei einer Entlastung der Druck in der Entlastungsrille 31.1 mit steigender
Spalthöhe. Die auf diese Weise aufgebauten Druckfelder werden über den jeweiligen
Zulaufkanal 33.1 ständig mit unter Hochdruck stehendem Drucköl versorgt, so daß keine
Druckschwankungen und Strahlkavitationen infolge einer Strömungsumkehr in den Zulaufkanälen
33.1 auftreten.
[0023] Jedoch können Druckschwankungen als Folge von unterschiedlichen Belastungen eines
von der Schrägscheibenpumpe angetriebenen Verbrauchers Spalthöhenänderungen und damit
Volumenstromänderungen des aus den Druckfeldern ablaufenden Drucköls verursachen,
die im Vergleich zum Stand der Technik um die Ablaufkapazität der jeweiligen Entlastungsrille
31.1, d.h. den aus ihr ablaufenden Volumenstrom, geringer sind. Diese geringeren Volumenstromänderungen
bewirken ihrerseits entsprechend geringere Änderungen der Druckdifferenzen an den
Zulaufdrosseln 35.1 und damit gegen Hochdruckschwankungen wesentlich stabilere Druckfelder.
Beispielsweise verursacht bei einem plötzlichen Anstieg des Hochdrucks infolge höherer
Belastung des Verbrauchers die korrespondierende Zunahme der Spalthöhe einen um die
erwähnte Ablaufkapazität geringeren Anstieg der aus den Druckfeldern ablaufenden Ölvolumenströme
und damit der Druckdifferenzen an den Zulaufdrosseln 35.1. Entsprechend geringer ist
der Druckabfall in den Druckfeldern, wodurch ein Zusammenbrechen derselben mit nachfolgendem
überschießenden Druckaufbau bis zum Abheben der Schrägscheibe 5 verhindert wird.
[0024] Die Schrägscheibenpumpe nach den Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von derjenigen nach
den Fig. 1 bis 3 durch eine hydrostatische Lagerung der Schrägscheibe 5, die bei ansonsten
gleicher Kontruktion und unverändert gedämpftem Ansprechverhalten auf Störkräfte in
den gehäusefesten Lagerflächen 27 beidseits der Triebwelle 2 je eine mäanderförmig
verlaufende Entlastungsrille 31.2 aufweist, die an den beiden Stirnseiten im Bereich
des jeweils kürzeren Teilbereichs der Lagerfläche 27 ausmündet und im rechten Winkel
β zur Schwenkrichtung verlaufende Rillenabschnitte 31.2' und diese miteinander verbindende,
parallel zur Schwenkrichtung verlaufende weitere Rillenabschnitte 31.2'' umfaßt und
über je einen Zulaufkanal 33.2 mit dem in den Zylinderbohrungen 10 unter Kolbendruck
stehenden Drucköl in Fluidverbindung steht. Zu diesem Zweck verläuft jeder Zulaufkanal
33.2 durch die Schrägscheibe 5 sowie die Gleitscheibe 15 und mündet einerseits an
deren den Gleitschuhen 14 zugewandten Gleitbahn auf dem Teilkreis der Drucktaschen
16 und andererseits in der Mitte der Schrägscheiben-Lagerfläche 25 aus. Eine Zulaufdrossel
35.2 ist in jedem Zulaufkanal 33.2 im Übergangsbereich von der Schrägscheibe 5 zur
Gleitscheibe 15 ausgebildet.
[0025] Während des Betriebes der Schrägscheibenpumpe ist die Schrägscheibe 5 nur auf der
sog. Hochdruckseite belastet, d.h. auf derjenigen Seite der Triebwelle 2, auf der
die Kolben 12 ihren Kompressionshub vollführen. Ist die Schrägscheibe 5 beispielsweise
aus der in Fig. 5 gezeigten Nullstellung, bei denen kein Kolbenhub stattfindet, nach
oben verschwenkt, dann ist bei Drehung der Zylindertrommel 4 im Uhrzeigersinn die
linke Seite die Hochdruckseite, die durch das Druckfeld hydrostatisch gelagert ist,
welches sich zwischen den links gelegenen Lagerflächen 25, 27 infolge der Druckölversorgung
aus den Zylinderbohrungen 10 aufbaut, in denen die Kolben 12 ihren Kompressionshub
vollführen. Auf der in Fig. 5 rechts der Triebwelle 2 gelegenen sog. Niederdruckseite
ist die Schrägscheibe 5 mangels ausreichender Druckölversorgung der dort befindlichen
Lagerflächen 25, 27 aus den Zylinderbohrungen 10, in denen die Kolben 12 ihren Saughub
vollführen, lediglich hydrostatisch entlastet, wobei das durch die Schwenkbewegung
der Schrägscheibe 5 mitgenommene und in der Entlastungsrille 31.2 gespeicherte Schleppöl
für eine ausreichende Schmierung der beiden Lagerflächen 25, 27 sorgt.
[0026] Ebenso wie im Fall der hydrostatischen Lagerung nach den Fig. 1 bis 3 bestimmt die
Ablaufkapazität der mäanderförmigen Entlastungsrille 31.2 auf der Hochdruckseite das
Maß der Dämpfung, mit dem das hochdruckseitige hydrostatische Lager nach den Fig.
4 und 5 auf Störkräfte anspricht. Der über diese Entlastungsrille 31.2 erfolgende
stete Ölablauf mit im wesentlichen konstantem Druckgefälle zum Lecköl verhindert außerdem
die im Stand der Technik aufgrund der pulsierenden Druckfelder in den Drucktaschen
16 auftretende Strömungsumkehr im Zulaufkanal 31.2 und damit Strahlkavitationen an
den Gleitschuhen 14 und der Gleitscheibe 15.
[0027] Bei Schrägscheibenpumpen mit nur einer Stromrichtung, bei der also die Schrägscheibe
nur in einer Richtung verschwenkt werden kann, ist es nicht unbedingt erforderlich,
das der Niedruckseite zugeordnete Gleitlager 26 über den jeweiligen Zulaufkanal 33.1
bzw. 33.2 an den Druckstutzen der Schrägscheibenpumpe oder an deren Zylinderbohrungen
10 zwecks Druckölversorgung anzuschließen. Dieses Gleitlager 26 wird beim Verschwenken
der Schrägscheibe 5 durch das dabei mitgenommene Schleppöl ausreichend benetzt, so
daß seine Schmierung sichergestellt ist.
[0028] Bei Verschleißerscheinungen der gehäusefesten Gleitlager 26 verringert sich der Querschnitt
der Entlastungsrillen 31.1 bzw. 31.2, wodurch sich deren Drosselwirkung erhöht und
dadurch eine Verschleißkompensation erreicht wird.
[0029] Bei einer Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise mit einem in einer gehäusefesten
Lagerfläche zwecks Veränderung des Verdrängungsvolumens hydrostatisch gelagerten schwenkbaren
Steuerkörper ist die Entlastungsrillen-Anordnung in dieser gehäusefesten und/oder
der zugeordneten Steuerkörper-Lagerfläche ausgebildet.
1. Axialkolbenmaschine verstellbaren Verdrängungsvolumens mit einer drehbaren Zylindertrommel
(4), in der in im wesentlichen axialen Zylinderbohrungen (10) hydraulisch beaufschlagbare
Kolben (12) verschiebbar geführt sind, und mit zwei, den Stirnseiten der Zylindertrommel
zugeordneten und die von den Kolben sowie der Zylindertrommel ausgeübten hydraulischen
Kräfte aufnehmenden Stützkörpern (3, 5), von denen einer (5) mit einer teilzylindrischen
Lagerfläche (25) in wenigstens einem gehäusefesten Gleitlager (26) mit einer Lagerfläche
(27) entsprechender Form schwenkbar um eine zur Drehachse der Zylindertrommel senkrechte
Schwenkachse (24) zwecks Verstellung des Verdrängungsvolumens gelagert und mit Hilfe
wenigstens eines über zumindest einen Zulaufkanal (33.1; 33.2) mit einer Fluidquelle
in Fluidverbindung stehenden Druckfeldes hydrostatisch zumindest entlastet ist, wobei
in wenigstens einer (27) der beiden Lagerflächen (25, 27) zumindest eine Vertiefung
(31.1, 31.2, 32) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefung aus einer sich zumindest teilweise im Druckfeld erstreckenden Entlastungsrillen-Anordnung
(31.1; 31.2) mit wenigstens einer Entlastungsrille (31.1; 31.2) besteht, die unter
Entlastung des Druckfeldes durch gedrosselten Ablauf des Fluids aus der Lagerfläche
(27) ausmündet.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Entlastungsrillen-Anordnung (31.1; 31.2) mit im wesentlichen gleichmäßiger
Verteilung über die Lagerfläche (27) erstreckt.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlastungsrillen-Anordnung (31.1; 31.2) Rillenabschnitte (31.1; 31.2') umfaßt,
die im Winkel (α;β) zur Schwenkrichtung des Stützkörpers (5) verlaufen.
4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rillenabschnitte (31.1) eine Entlastungsrillen-Anordnung (31.1) mit Zickzack-Verlauf
bilden.
5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rillenabschnitte (31.2') in einem im wesentlichen rechten Winkel (β) zur Schwenkrichtung
des Stützkörpers (5) verlaufen und gemeinsam mit weiteren, sie miteinander verbindenden
Rillenabschnitten (31.2'') mit einem zur Schwenkrichtung im wesentlichen parallelen
Verlauf eine mäanderförmige Entlastungsrillen-Anordnung (31.2) bilden.
6. Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlastungsrillen-Anordnung (31.1; 31.2) sich bis in die parallel zur Schwenkrichtung
des Stützkörpers (5) verlaufenden Randbereiche der Lagerfläche (27) erstreckt.
7. Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlastungsrille (31.1; 31.2) im Bereich der beidseits der Schwenkachse (24)
angeordneten Stirnseiten der Lagerfläche (27) mit je einem offenen Ende ausmündet.
8. Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlastungsrillen-Anordnung (31.1; 31.2) in der gehäusefesten Lagerfläche
(27) ausgebildet ist.
9. Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefung ferner eine Ausnehmung (32) umfaßt, über die die Entlastungsrille
(31.1; 31.2) mit dem Zulaufkanal (33.1; 33.2) in Verbindung steht.
10. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (32) in der gehäusefesten Lagerfläche (27) ausgebildet ist.
11. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (32) als Erweiterung der Ausmündung des Zulaufkanals (33.1, 34)
in der Lagerfläche (27) ausgebildet ist.
12. Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zulaufkanal (33.1, 34; 33.2) in den mittleren Bereich der Lagerfläche (27)
einmündet.
13. Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zulaufkanal (33.1; 33.2) eine Zulaufdrossel (35.1; 35.2) aufweist.
14. Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fluidquelle eine Druckquelle ist.
15. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckquelle der von der Axialkolbenmaschine ausgangsseitig erzeugte Hochdruck
ist.
16. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckquelle der in den Zylinderbohrungen (10) auf den Kolben (12) lastende
Fluiddruck ist.
17. Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Axialkolbenmaschine eine Schrägscheibenmaschine ist, deren Hubscheibe (5)
als der verschwenkbare Stützkörper mit einer weiteren Lagerfläche (25) in einem weiteren
gehäusefesten Gleitlager (26) mit einer weiteren Lagerfläche (27) schwenkbar gelagert
ist, wobei in wenigstens einer (27) der beiden weiteren Lagerflächen (25, 27) eine
weitere Entlastungsrillen-Anordnung (31.1; 31.2) ausgebildet ist, und daß beide gehäusefeste
Gleitlager (26) beidseits der Drehachse der Zylindertrommel (4) angeordnet sind.
18. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Entlastungsrillen-Anordnung (31.1; 31.2) über wenigstens einen weiteren
Zulaufkanal (33.1; 33.2) mit der Fluidquelle in Verbindung steht.
19. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 17 oder 18,
gekennzeichnet durch Gleitschuhe (14), die die Kolben (12) auf einer Gleitbahn (15)
der Hubscheibe (5) abstützen und zwecks hydrostatischer Entlastung bzw. Lagerung Drucktaschen
(16) in Form von Aussparungen aufweisen, die an axiale Durchgangskanäle (18) in den
Kolben (12) angeschlossen sind, und daß jeder Zulaufkanal (33.2) durch die Hubscheibe
(5) hindurch bis zur Ausmündung in der Gleitbahn (15) auf dem Teilkreis der Drucktaschen
(16) verläuft.