| (19) |
 |
|
(11) |
EP 0 953 111 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
19.12.2001 Patentblatt 2001/51 |
| (22) |
Anmeldetag: 01.10.1997 |
|
| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
|
PCT/EP9705/396 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
|
WO 9820/258 (14.05.1998 Gazette 1998/19) |
|
| (54) |
AXIALKOLBENMASCHINE MIT DÄMPFUNGSELEMENT FÜR DIE SCHRÄG- ODER TAUMELSCHEIBE
AXIAL PISTON MACHINE WITH DAMPING ELEMENT FOR THE INCLINED OR WOBBLE PLATE
MACHINE A PISTONS AXIAUX COMPORTANT UN ELEMENT D'AMORTISSEMENT POUR LE DISQUE INCLINE
OU OSCILLANT
|
| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
DE FR GB IT SE |
| (30) |
Priorität: |
05.11.1996 DE 19645580
|
| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
03.11.1999 Patentblatt 1999/44 |
| (73) |
Patentinhaber: BRUENINGHAUS HYDROMATIK GMBH |
|
89275 Elchingen (DE) |
|
| (72) |
Erfinder: |
|
- STÖLZER, Rainer
D-89231 Neu-Ulm (DE)
|
| (74) |
Vertreter: Körfer, Thomas, Dipl.-Phys. |
|
Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, Sonnenstrasse 33 80331 München 80331 München (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 2 347 542 US-A- 3 784 328
|
DE-A- 3 428 591
|
|
| |
|
|
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 296 (M-731), 12.August 1988 & JP 63 075366
A (SHIMADZU CORP), 5.April 1988,
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 208 (M-1401), 23.April 1993 & JP 04 350370
A (HITACHI CONSTR MACH CO LTD), 4.Dezember 1992,
|
|
| |
|
| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
[0002] Eine derartige Axialkolbenmaschine ist z.B. aus der DE 34 28 591 A1 bekannt. Bei
dieser Axialkolbenmaschine sind in einem rotierenden Zylinderblock in bekannter Weise
mehrere Zylinderbohrungen ausgebildet, in welchen Kolben beweglich geführt sind. Die
Kolben stützen sich über Gleitschuhe an einer nicht rotierenden Schrägscheibe ab.
Die Neigung der Schrägscheibe, die das Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine
bestimmt, ist mittels eines hydraulischen Stellkolbens verstellbar, indem die Schrägscheibe
um eine Schwenkachse in einem gewissen Winkelbereich schwenkbar ist. Beim Zurückschwenken
der Schrägscheibe von der Hubstellung in Richtung auf die Null-Hubstellung wird der
an dem hydraulischen Stellkolben angreifende Stelldruck erhöht und die Schrägscheibe
schwenkt zurück, bis sie beim Anschlag an einer Anschlagfläche die Null-Hubstellung
erreicht. Die Bewegung der Schrägscheibe ist dabei jedoch relativ unkontrolliert,
so daß die Schrägscheibe bei Erreichen der Null-Hubstellung an der Anschlagfläche
hart anschlägt. Dies ist unerwünscht, da dies den Verschleiß des Anschlags und der
Schrägscheibe erhöht und zudem zu einer mechanischen Stoßbelastung der gesamten Axialkolbenmaschine
führt.
[0003] Aus der DE 44 40 452 A1 geht eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise hervor,
bei welcher für die Variation der Neigung der Schrägscheibe zwei getrennte Hydraulikzylinder
vorgesehen sind. Dabei dient einer der Hydraulikzylinder dem Ausschwenken der Schrägscheibe
und der zweite Hydraulikzylinder dem Zurückschwenken der Schrägscheibe. Die Schrägscheibe
wird zwar bei dieser Lösung während des gesamten Bewegungsablaufs kontrolliert geführt,
jedoch erfordert der zweite Hydraulikzylinder einen vergleichsweise großen konstruktiven
Aufwand, der sich in relativ hohen Fertigungskosten niederschlägt. Ferner ist eine
getrennte hydraulische Ansteuerung der beiden Hydraulikzylinder notwendig.
[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine
in Schräg- oder Taumelscheibenbauweise so weiterzubilden, daß der Bewegungsablauf
beim Verschwenken der Schräg- oder Taumelscheibe nicht schlagartig, sondern kontinuierlich
erfolgt.
[0005] Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung
mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
[0006] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch Vorsehen eines an der Schräg-
oder Taumelscheibe angreifenden Dämpfungselements das Zurückschwenken der Schräg-
oder Taumelscheibe kontrolliert werden kann. Der Dämpfungskolben ist in einem Dämpfungszylinder
beweglich angeordnet, welcher über ein Drosselelement und ein parallel zu dem Drosselelement
angeordnetes Rückschlagventil mit einem Druckfluid-Reservoir verbunden ist. Dabei
sorgt das Rückschlagventil für einen ungedrosselten Zufluß des Druckfluids von dem
Druckfluid-Reservoir in den Dämpfungszylinder und verhindert einen ungedrosselten
Abfluß des Druckfluids aus dem Dämpfungszylinder unter Umgehung des Drosselelements.
[0007] Die Ansprüche 2 bis 12 beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
[0008] Entsprechend Anspruch 2 oder 3 kann die Rückstellfeder den Dämpfungskolben so beaufschlagen,
daß dieser Druckfluid aus dem Druckfluid-Reservoir über das Rückschlagventil und ggfs.
das Drosselelement nachsaugt, sobald der Dämpfungskolben in Richtung einer Vergrößerung
des Volumens des Dämpfungszylinders frei beweglich ist. Auf diese Weise wird sichergestellt,
daß der Dämpfungszylinder instantan mit Druckfluid nachgefüllt wird und somit der
Schwenkbewegung der Schräg- oder Taumelscheibe unmittelbar folgt. Das Druckmittel-Reservoir
kann nach Anspruch 4 ein Leckfluid-Auffangraum in der Umgebung des Dämpfungselements
sein, wobei der Leckfluid-Auffangraum in der Regel durch den Gehäuse-Innenraum der
Axialkolbenmaschine gebildet wird.
[0009] Die Schräg- oder Taumelscheibe kann entsprechend Anspruch 5 eine erste Schwenkstellung
mit einem größeren Neigungswinkel und eine zweite Schwenkstellung mit einem kleineren
Neigungswinkel aufweisen und zwischen diesen beiden Schwenkstellungen hin- und herschwenkbar
sein. Die Axialkolbenmaschine kann ferner entsprechend Anspruch 6 in Schrägscheibenbauweise
ausgebildet sein, wobei das Dämpfungselement entsprechend Anspruch 7 in der Schrägscheibe
oder entsprechend Anspruch 9 in einem der Schrägscheibe gegenüberliegenden, stationären
Gegenstück angeordnet sein kann. Dabei hält die Rückstellfeder den Dämpfungskolben
an der Schrägscheibe entsprechend Anspruch 10 bzw. an dem stationären Gegenstück entsprechend
Anspruch 8 auf Aufschlag.
[0010] Die Schrägscheibe kann ferner entsprechend Anspruch 11 auf der den Kolben abgewandten
Seite eine erste und eine zweite Anschlagfläche aufweisen, die jeweils einen Anschlag
für die erste und die zweite Schwenkstellung der Schrägscheibe bilden.
[0011] Entsprechend Anspruch 12 ist es besonders vorteilhaft, den Angriffspunkt, an welchem
der Dämpfungskolben an der Schrägscheibe angreift, so gegenüber der Zylinderblock-Achse
zu versetzen, daß die resultierende Kraft, die sich aus der von dem Dämpfungskolben
auf die Schrägscheibe ausgeübten Kraft, der von der Schwenkeinrichtung während des
Schwenkvorgangs auf die Schrägscheibe ausgeübten Kraft und der von den Kolben auf
die Schrägscheibe ausgeübten Kraft zusammensetzt, in einem Kräfteschwerpunkt angreift,
der sich auf der Zylinderblock-Achse befindet. Auf diese Weise werden unsymmetrische
Lagerkräfte vermieden und eine Aushebelung des Lagers verhindert.
[0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- einen auszugsweisen, axialen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß
weitergebildeten Axialkolbenmaschine in einer ersten Schwenkstellung der Schrägscheibe;
- Fig. 2
- das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß weitergebildeten
Axialkolbenmaschine in einer zweiten Schwenkstellung der Schrägscheibe;
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung der Wirkungsweise des Dämpfungselements;
- Fig. 4A
- die Kräfteverteilung an dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß
weitergebildeten Axialkolbenmaschine;
- Fig. 4B
- eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 4A;
- Fig. 4C
- eine Aufsicht auf die Darstellung entsprechend Fig. 4A;
- Fig. 5
- einen auszugsweise, axialen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß
weitergebildeten Axialkolbenmaschine in einer zweiten Schwenkstellung der Schrägscheibe;
- Fig. 6
- das in Fig. 5 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß weitergebildeten
Axialkolbenmaschine in einer zweiten Schwenkstellung der Schrägscheibe.
[0013] Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen axialen Längsschnitt durch eine nur teilweise dargestellte,
erfindungsgemäß weitergebildete Axialkolbenmaschine 1. Die in Fig. 1 und Fig. 2 beispielhaft
dargestellte Axialkolbenmaschine 1 ist in Schrägscheibenbauweise ausgebildet und umfaßt
einen Zylinderblock 2, in welchem mehrere, auf einem Teilkreis gleichmäßig verteilt
angeordnete Zylinderbohrungen 3, 4 vorgesehen sind. In den Zylinderbohrungen 3, 4
sind Kolben 5, 6 bewegbar angeordnet. Die Zylinderbohrungen 3, 4 sind über Verbindungskanäle
7, 8 mit den nierenförmigen Steueröffnungen 9, 10 einer stationären Steuerscheibe
11 verbunden. Der Zylinderblock 2 rotiert um die Zylinderblockachse 12, so daß die
Zylinderbohrungen 3, 4 zyklisch mit einer an der Steueröffnung 9 angeschlossenen,
nicht dargestellten Niederdruckleitung und einer an der Steueröffnung 10 angeschlossenen,
nicht dargestellten Hochdruckleitung verbunden werden. Die Kolben 5, 6 sind an den
der Steuerscheibe 11 abgewandten Enden zu Kugelköpfen 13, 14 ausgeformt, die in sphärischen
Lagern 15, 16 von den Kolben 5, 6 zugeordneten Gleitschuhen 17, 18 gelagert sind.
Die Kolben 5, 6 sind als Hohlkolben ausgebildet und weisen jeweils eine Kolbenausnehmung
19, 20 auf. Die Kolbenausnehmungen 19, 20 sind über Verbindungskanäle 21, 22 der Kolben
5, 6 und weiter über Verbindungskanäle 23, 24 der Gleitschuhe 17, 18 zur hydrostatischen
Entlastung mit an den Gleitschuhen 17, 18 vorgesehenen Drucktaschen verbunden.
[0014] Die Kolben 5, 6 stützen sich über die Gleitschuhe 17, 18 an einer Gleitfläche 26
der Schrägscheibe 25 ab. Die Schrägscheibe 25 ist um eine Schwenkachse 27 schwenkbar
gelagert und weist auf der den Kolben 5, 6 abgewandten Seite eine erste Anschlagfläche
28 und eine zweite Anschlagfläche 29 auf. Wenn die Schrägscheibe, wie in Fig. 1 dargestellt,
an ihrer ersten Anschlagfläche 28 an einem stationären Gegenstück 30 anliegt, ist
die Schrägscheibe bzw. deren Gleitfläche 26 mit einem ersten, relativ großen Neigungswinkel
gegenüber der Zylinderblock-Achse 12 geneigt. Wenn die Schrägscheibe, wie in Fig.
2 dargestellt, hingegen an ihrer zweiten Anschlag fläche 29 an dem stationären Gegenstück
30 anliegt, ist die Schrägscheibe bzw. deren Gleitfläche 26 gegenüber der Zylinderblock-Achse
12 mit einem zweiten, gegenüber dem ersten Neigungswinkel kleineren Neigungswinkel
gegenüber der Zylinderblock-Achse 12 geneigt. Die Neigung der Schrägscheibe 25 ist
daher im Ausführungsbeispiel zwischen zwei diskreten Schwenkstellungen mittels einer
lediglich schematisch angedeuteten Schwenkeinrichtung 31 hin- und herschwenkbar. Die
Schwenkeinrichtung 31 kann z.B. einen hydraulisch beaufschlagbaren Stellkolben umfassen,
der an der Schrägscheibe 25 kraftschlüssig angreift.
[0015] Erfindungsgemäß greift an der Schrägscheibe 25 ferner der Dämpfungskolben 40 eines
allgemein mit 41 bezeichneten Dämpfungselements an. Im in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist das Dämpfungselement 41 in der Schrägscheibe 25 integriert.
Der Dämpfungskolben 40 ist in einem im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 in der
Schrägscheibe 25 vorgesehenen Dämpfungszylinder 42 beweglich angeordnet. Der Dämpfungszylinder
42 ist als Sackbohrung ausgebildet, die an der zweiten Anschlagfläche 29 der Schrägscheibe
25 ausmündet. Der Dämpfungskolben 40 wird mittels einer ebenfalls in dem Dämpfungszylinder
42 angeordneten Rückstellfeder 43 an dem stationären Gegenstück 30 zur Anlage gebracht.
Bei dem stationären Gegenstück 30 kann es sich z.B. um eine Gehäusestirnplatte handeln.
Der Dämpfungszylinder 42 ist über ein Rückschlagventil 44 und einen Zulaufkanal 45
mit dem die Schrägscheibe 25 und den Zylinderblock 2 umgebenden Gehäuse-Innenraum
46 verbunden, der als Leckfluid-Auffangraum dient und entsprechend mit Leckfluid gefüllt
ist. Der Dämpfungszylinder 42 ist über ein Drosselelement 47 zusätzlich mit dem Gehäuse-Innenraum
46 der Axialkolbenmaschine 1 verbunden. Das Drosselelement 47 ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel als Bohrung mit relativ geringem Querschnitt ausgebildet. Der
Zulaufkanal 45 und das Rückschlagventil 44 sind somit parallel zu dem Drosselelement
47 angeordnet.
[0016] Das erfindungsgemäße Dämpfungselement 41 arbeitet dabei wie folgt:
[0017] Wenn die Schrägscheibe 25 aufgrund einer Entlastung der Schwenkeinrichtung 31 von
der in Fig. 2 dargestellten zweiten Schwenkstellung in Richtung auf die in Fig. 1
dargestellte erste Schwenkstellung hin verschwenkt, wird der Dämpfungskolben 40 mittels
der Rückstellfeder 43 an dem stationären Gegenstück 30 in Anlage gehalten. Dabei wird
Druckfluid über den Zulaufkanal 45 und das geöffnete Rückschlagventil 44 und parallel
über das Drosselelement 47 aus dem mit Leckfluid gefüllten Gehäuse-Innenraum 46 angesaugt.
Die Befüllung des Dämpfungszylinders 42 erfolgt dabei über den Zulaufkanal 45 und
das Rückschlagventil 44 so zügig, daß der Dämpfungskolben 40 an dem stationären Gegenstück
30 in fortwährender Anlage gehalten wird.
[0018] Wenn umgekehrt die Schwenkscheibe 25 aufgrund einer Beaufschlagung mit der Schwenkeinrichtung
31 von der in Fig. 1 dargestellten ersten Schwenkstellung in die in Fig. 2 dargestellte
zweite Schwenkstellung verschwenkt wird, schließt das Rückschlagventil 44 den Zulaufkanal
45 ab und das sich in dem Dämpfungszylinder 42 befindliche Druckfluid kann ausschließlich
über das Drosselelement 47 aus dem Dämpfungszylinder 42 ausströmen. Dabei wird die
gewünschte Dämpfung erzielt und es wird verhindert, daß die Schwenkbewegung der Schrägscheibe
25 schlagartig erfolgt und die Anschlagfläche 29 an dem stationären Gegenstück 30
hart anschlägt. Letzteres würde zu einem relativ schnellen Verschleiß der Schwenkscheibe
25 und des stationären Gegenstücks 30 führen. Außerdem würde die gesamte Axialkolbenmaschine
1 bei dieser Schwenkbewegung einer Stoßbelastung ausgesetzt, was unerwünscht ist.
[0019] Aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen Dämpfungselements 41 wird der Schwenkvorgang
daher geringfügig verzögert und eine kontinuierliche, nicht abrupte Schwenkbewegung
der Schrägscheibe25 erzielt. Weiterhin gewährleistet das erfindungsgemäße Dämpfungselement
41 in der in Fig. 1 dargestellten zweiten Schwenkstellung und während des Verschwenkens
von der in Fig. 1 dargestellten ersten Schwenkstellung in die in Fig. 2 dargestellte
zweite Schwenkstellung eine gewisse Abstützung des in Fig. 1 oberhalb der Schwenkachse
27 gelegenen Abschnitts der Schrägscheibe 25, so daß die Belastungen, welchen die
Schrägscheibe 25 ausgesetzt ist, durch die erfindungsgemäße Weiterbildung vorteilhaft
verringert werden.
[0020] Fig. 3 verdeutlicht die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Dämpfungselements 41 anhand
eines hydraulischen Ersatzschaltbildes. Bereits beschriebene Elemente sind mit übereinstimmenden
Bezugszeichen bezeichnet, um die Zuordnung zu erleichtern. Wie bereits beschrieben,
erfolgt das Ansaugen des Druckfluids aus einem Druckfluid-Reservoir 48,welches z.B.
der Gehäuse-Innenraum 46 sein kann, über den Zulaufkanal 45 und das zwischen dem Zulaufkanal
45 und dem Dämpfungszylinder 42 angeordnete Rückschlagventil 44. Parallel zu dem Rückschlagventil
44 und dem Zulaufkanal 45 ist das Drosselelement 47 angeordnet, was bei geschlossenem
Rückschlagventil 44 für ein gedrosseltes Ausströmen des Druckfluids aus dem Druckfluid-Zylinder
42 in das Druckfluid-Reservoir 48 sorgt.
[0021] Die Fig. 4A bis 4C verdeutlichen die Kräfteverteilung an der erfindungsgemäß weitergebildeten
Axialkolbenmaschine 1 entsprechend dem bereits anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten
Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt Fig. 4A eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung,
während Fig. 4B eine Seitendarstellung mit Blickrichtung auf die den Kolben 5, 6 abgewandte
Seite der Schrägscheibe 25 zeigt und Fig. 4C eine Aufsicht auf die in Fig. 4A dargestellte
Anordnung darstellt.
[0022] Wie aus den Fig. 4A bis 4C zu ersehen, greift an der Schrägscheibe 25 während der
Verstellung derselben die von der Schwenkeinrichtung 31 ausgeübte Kraftkomponente
F
V, die auf die Lagerung der Schwenkachse 27 ausgeübte Lagerkaft F
L/R, die durch die im Ausführungsbeispiel zweifach vorhandenen Dämpfungskolben 40a und
40b jeweils einwirkende Kraft F
DR und die von den Kolben 5, 6 in Gegenrichtung ausgeübte Kraft F
KL an. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Angriffspunkt, an welchem der jeweils
rechts bzw. links wirkende Dämpfungskolben 40b bzw. 40a an der Schrägscheibe 25 angreift,
so gegenüber der Zylinderblock-Achse versetzt ist, daß die resultierende Kraft, die
sich aus der von dem entsprechenden Dämpfungskolben 40b bzw. 40a auf die Schrägscheibe
25 ausgeübten Kraft F
DR, der von der Schwenkeinrichtung 31 während des Schwenkvorgangs auf die Schrägscheibe
25 ausgeübten Kraft F
V und der von den Kolben 5, 6 auf die Schrägscheibe 25 ausgeübten Kraft F
KL zusammensetzt, in einem Kräfteschwerpunkt (S) angreift, der sich auf der Zylinderblock-Achse
12 befindet. Somit wird eine symmetrische Aufteilung der auf die Lagerung des Zylinderblocks
2 wirkenden Lagerkräfte bewirkt und Deviationsmomente werden verhindert. Auf diese
Weise wird einer Aushebelung der Lagerung des Zylinderblocks 2 entgegengewirkt. Ein
der Fig. 4B entsprechendes Kräftedreieck ließe sich auch für den linksseitigen Dämpfungskolben
40a einzeichnen, was aus Vereinfachungsgründen weggelassen ist.
[0023] Die Fig. 5 und 6 zeigen einen axialen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäß weitergebildeten Axialkolbenmaschine 1. Bereits beschriebene
Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, so daß sich eine diesbezügliche
wiederholende Beschreibung erübrigt.
[0024] Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem
in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das erfindungsgemäße
Dämpfungselement 41 nicht in der Schrägscheibe 25, sondern an dem der Schrägscheibe
25 gegenüberliegenden stationären Gegenstück 30, also z.B. in eine Gehäusestirnplatte,
angeordnet ist. Das Dämpfungselement 41 weist im wesentlichen den bereits anhand von
Fig. 1 beschriebenen Aufbau auf. Der Dämpfungskolben 40 ist in dem Dämpfungszylinder
42 beweglich angeordnet und wird mittels der Rückstellfeder 43 so beaufschlagt, daß
der Dämpfungskolben 40 an der Schrägscheibe 25, vorzugsweise an der zweiten Anschlagfläche
29, anliegt. Das Ansaugen des Druckfluids aus dem Gehäuse-Innenraum 46 erfolgt über
den Zulaufkanal 49 und das in der Ansaugphase geöffnete Rückschlagventil 44. Wenn
die Schrägscheibe 25 aus der in Fig. 5 dargestellten ersten Schwenkstellung in die
in Fig. 6 dargestellte zweite Schwenkstellung verschwenkt wird, wird das Druckfluid
über das auch in diesem Ausführungsbeispiel als Bohrung mit geringem Durchmesser ausgebildete
Drosselelement 47 und den sich daran anschließenden Ablaufkanal 48 aus dem Dämpfungszylinder
42 herausgedrückt, wodurch sich die beabsichtigte Dämpfung der Bewegung der Schrägscheibe
25 und die Abstützung der Schrägscheibe 25 während des Verschwenkens ergibt.
[0025] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wie
eingangs erwähnt, kann die vorliegende Erfindung auch bei Axialkolbenmaschinen in
Taumelscheibenbauweise zur Anwendung kommen. Die Dämpfungsanordnung kann auch an beliebiger
anderer Stelle angeordnet sein, sofern gewährleistet ist, daß der Dämpfungskolben
40 in geeigneter Weise an der Schrägscheibe 25 bzw. der Taumelscheibe angreift. Ferner
können zusätzliche Dämpfungselemente im Bereich der ersten Anschlagfläche 28 vorgesehen
sein, um auch für die andere Schwenkrichtung eine ausreichende Dämpfung zu gewährleisten.
1. Axialkolbenmaschine (1) mit
einem Zylinderblock (2), in welchem Zylinderbohrungen (3, 4) vorgesehen sind, in denen
Kolben (5, 6) bewegbar geführt sind, die sich zur Ausführung einer Hubbewegung an
einer Schräg- oder Taumelscheibe (25) abstützen, und
einer Schwenkeinrichtung (31), um die Neigung der Schräg- oder Taumelscheibe (25)
durch Verschwenken um eine Schwenkachse (27) zu verändern,
gekennzeichnet durch
zumindest ein Dämpfungselement (41) mit einem an der Schräg- oder Taumelscheibe (25)
angreifenden Dämpfungskolben (40), der in einem Dämpfungszylinder (42) beweglich angeordnet
ist, welcher über ein Drosselelement (47) und ein parallel zu dem Drosselelement (47)
angeordnetes Rückschlagventil (44) mit einem Druckfluid-Reservoir (48) verbunden ist,
wobei das Rückschlagventil (44) den ungedrosselten Zufluß des Druckfluids von dem
Druckfluid-Reservoir (48) in den Dämpfungszylinder (42) ermöglicht und den ungedrosselten
Abfluß des Druckfluids aus dem Dämpfungszylinder (42) unter Umgehung des Drosselelements
(47) verhindert.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Rückstellfeder (43) den Dämpfungskolben (40) so beaufschlagt, daß dieser Druckfluid
aus dem Druckfluid-Reservoir (48) über das Rückschlagventil (44) nachsaugt, sobald
der Dämpfungskolben (40) in Richtung einer Vergrößerung des Volumens des Dämpfungszylinders
(42) frei beweglich ist.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckfluid zusätzlich über das Drosselelement (47) nachgesaugt wird.
4. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckfluid-Reservoir (48) ein Leckfluid-Auffangraum, insbesondere der Gehäuse-Innenraum
(46) der Axialkolbenmaschine (1), ist.
5. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schräg- oder Taumelscheibe (25) mittels der Schwenkeinrichtung (31) zwischen
einer ersten Schwenkstellung (Fig. 1, Fig. 5) entsprechend einem größeren Neigungswinkel
und einer zweiten Schwenkstellung (Fig. 2, Fig. 6) entsprechend einem kleineren Neigungswinkel
hin- und herschwenkbar ist,
wobei das Dämpfungselement (41) die Schwenkbewegung beim Verschwenken der Schrägoder
Taumelscheibe (25) von der ersten in die zweite Schwenkstellung aufgrund des gedrosselten
Abflusses des Druckfluids aus dem Dämpfungszylinder (42) dämpft.
6. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Axialkolbenmaschine (1) in Schrägscheibenbauweise ausgebildet ist und die Kolben
(5, 6), die in den Zylinderbohrungen (3, 4) des um eine Zylinderblock-Achse (12) rotierenden
Zylinderblocks (2) angeordnet sind, sich an einer ortsfesten Schrägscheibe (25) abstützen.
7. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dämpfungselement (41) in oder an der Schrägscheibe (25) angeordnet ist.
8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfungskolben (40) durch die Rückstellfeder (43) an einem der Schrägscheibe
(25) gegenüberliegenden, stationären Gegenstück (30) auf Anschlag gehalten wird.
9. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dämpfungselement (41) in oder an einem der Schrägscheibe (25) gegenüberliegenden,
stationären Gegenstück (30) angeordnet ist.
10. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfungskolben (40) durch die Rückstellfeder (43) an der Schrägscheibe (25)
auf Anschlag gehalten wird.
11. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schrägscheibe (25) auf der den Kolben (5, 6) abgewandten Seite eine erste (28)
und eine zweite (29) Anschlagfläche aufweist und die Schrägscheibe bei Anschlag an
der ersten Anschlagfläche (28) die erste Schwenkstellung (Fig. 1, Fig. 5) mit größerem
Neigungswinkel und bei Anschlag an der zweiten Anschlagfläche (29) die zweite Schwenkstellung
(Fig. 2, Fig. 6) mit kleinerem Neigungswinkel einnimmt.
12. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Angriffspunkt, an welchem der bzw. jeder Dämpfungskolben (40a;40b) an der Schrägscheibe
(25) angreift, so gegenüber der Zylinderblock-Achse (12) versetzt ist, daß die resultierende
Kraft, die sich aus der von dem Dämpfungskolben (40a; 40b) auf die Schrägscheibe (25)
ausgeübten Kraft (FDR), der von der Schwenkeinrichtung (31) während des Schwenkvorgangs auf die Schrägscheibe
(25) ausgeübten Kraft (FV) und der von den Kolben (5, 6) auf die Schrägscheibe (25) ausgeübten Kraft (FKL) zusammensetzt, in einem Kräfteschwerpunkt (S) angreift, der sich auf der Zylinderblock-Achse
(12) befindet.
1. Axial piston machine (1) with a cylinder block (2), in which cylinder bores (3, 4)
are provided, in which pistons (5, 6) are displaceably guided, which in order to execute
a lifting movement are supported against an inclined or wobble plate (25), and with
a pivoting device (31) for changing the inclination of the inclined or wobble plate
(25) by pivoting said plate about a pivot axis (27), characterised by at least one damping element (41) with a damping piston (40), which acts upon the
inclined or wobble plate (25) and is displaceably arranged in a damping cylinder (42),
which is connected via a throttle element (47) and a non-return valve (44) arranged
parallel to the throttle element (47) to a pressure fluid reservoir (48), the non-return
valve (44) allowing for the unthrottled supply of the pressure fluid from the pressure
fluid reservoir (48) into the damping cylinder (42) and preventing the unthrottled
outflow of the pressure fluid from the damping cylinder (42) bypassing the throttle
element (47).
2. Axial piston machine according to claim 1, characterised in that a restoring spring (43) acts upon the damping piston (40) in such a manner that the
damping piston draws further pressure fluid from the pressure fluid reservoir (48)
via the non-return valve (44) as soon as the damping piston (40) is freely movable
in the direction of an increase in volume of the damping cylinder (42).
3. Axial piston machine according to claim 2, characterised in that further pressure fluid is additionally drawn via the throttle element (47).
4. Axial piston machine according to one of claims 1 to 3, characterised in that the pressure fluid reservoir (48) is a leakage fluid collecting chamber, more particularly
the housing interior (46) of the axial piston machine (1).
5. Axial piston machine according to one of claims 1 to 4, characterised in that the inclined or wobble plate (25) can be pivoted back and forth by means of a pivoting
device (31) between a first pivot position (Fig. 1, Fig. 5) corresponding to a larger
angle of inclination and a second pivot position (Fig. 2, Fig. 6) corresponding to
a smaller angle of inclination, the damping element (41) damping the pivoting movement
during the pivoting of the inclined or wobble plate (25) from the first into the second
pivot position as a result of the throttled outflow of the pressure fluid from the
damping cylinder (42).
6. Axial piston machine according to one of claims 1 to 5, characterised in that the axial piston machine (1) is designed with an inclined plate construction and
the pistons (5, 6), which are arranged in the cylinder bores (3, 4) of the cylinder
block (2) rotating about the cylinder block axis (12), are supported against a stationary
inclined plate (25).
7. Axial piston machine according to claim 6, characterised in that the damping element (41) is arranged in or on the inclined plate (25).
8. Axial piston machine according to claim 7, characterised in that, by means of the restoring spring (43), the damping piston (40) is held in abutment
against a stationary counter element (30) opposing the inclined plate (25).
9. Axial piston machine according to claim 6, characterised in that the damping element (41) is arranged in or on a stationary counter element (30) opposing
the inclined plate (25).
10. Axial piston machine according to claim 9, characterised in that the damping piston (40) is held in abutment against the inclined plate (25) by means
of the restoring spring (43).
11. Axial piston machine according to claim 5 and one of claims 6 to 10, characterised in that, on its side facing away from the pistons (5, 6), the inclined plate (25) comprises
a first (28) and a second (29) abutment surface, and during abutment against the first
abutment surface (28) the inclined plate adopts the first pivot position (Fig. 1,
Fig. 5) with the larger angle of inclination and during abutment against the second
abutment surface (29) it adopts the second pivot position (Fig. 2, Fig. 6) with the
smaller angle of inclination.
12. Axial piston machine according to one of claims 6 to 11, characterised in that the point of application, at which the or each damping piston (40a; 40b) acts upon
the inclined plate (25), is offset relative to the cylinder block axis (12) in such
a manner that the resulting force, which is composed of the force (FDR) exerted by the damping piston (40a; 40b) upon the inclined plate (25), the force
(FV) exerted by the pivoting device (31) upon the inclined plate (25) during the pivoting
procedure and the force (FKL) exerted by the pistons (5, 6) upon the inclined plate (25), acts at a centre of
gravity of the forces (S) which is located on the cylinder block axis (12).
1. Machine (1) à pistons axiaux comprenant un bloc-cylindres (2) dans lequel sont prévus
des alésages cylindriques (3, 4) dans lesquels sont guidés, avec mobilité, des pistons
(5, 6) prenant appui contre un disque (25) incliné ou oscillant, en vue d'accomplir
une course, et un dispositif de pivotement (31) conçu pour faire varier l'inclinaison
du disque (25) incliné ou oscillant, par pivotement autour d'un axe de pivotement
(27),
caractérisée par
au moins un élément d'amortissement (41) muni d'un piston amortisseur (40) venant
en prise avec le disque (25) incliné ou oscillant et logé, avec mobilité, dans un
cylindre amortisseur (42) qui est raccordé à un réservoir (48) à fluide pressurisé,
par l'intermédiaire d'un élément d'étranglement (47) et d'un clapet antiretour (44)
agencé parallèlement audit élément d'étranglement (47),
sachant que ledit clapet antiretour (44) permet l'afflux non étranglé du fluide pressurisé
dans le cylindre amortisseur (42), à partir du réservoir (48) à fluide pressurisé,
et empêche l'évacuation non étranglée dudit fluide pressurisé, à partir dudit cylindre
amortisseur (42), avec contournement de l'élément d'étranglement (47).
2. Machine à pistons axiaux selon la revendication 1,
caractérisée par le fait
qu'un ressort de rappel (43) sollicite le piston amortisseur (40) de façon telle que
ce dernier continue d'aspirer du fluide pressurisé à partir du réservoir (48) à fluide
pressurisé, par l'intermédiaire du clapet antiretour (44), aussitôt que ledit piston
amortisseur (40) peut se mouvoir librement dans le sens d'un accroissement du volume
du cylindre amortisseur (42).
3. Machine à pistons axiaux selon la revendication 2,
caractérisée par le fait
que le fluide pressurisé subit une post-aspiration additionnelle de la part de l'élément
d'étranglement (47).
4. Machine à pistons axiaux selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisée par le fait
que le réservoir (48) à fluide pressurisé se présente comme une chambre collectrice de
fuites de fluide, en particulier comme l'espace interne (46) du carter de ladite machine
(1) à pistons axiaux.
5. Machine à pistons axiaux selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisée par le fait
que le disque (25) incliné ou oscillant peut être animé d'un va-et-vient pivotant, au
moyen du dispositif de pivotement (31), entre une première position prise par pivotement
(figure 1, figure 5) et correspondant à un grand angle d'inclinaison, et une seconde
position prise par pivotement (figure 2, figure 6) et correspondant à un angle d'inclinaison
plus petit,
sachant que l'élément d'amortissement (41) amortit le mouvement pivotant lors du pivotement
du disque (25) incliné ou oscillant s'opérant depuis la première jusqu'à la seconde
position prise par pivotement, du fait de l'évacuation étranglée du fluide pressurisé
à partir du cylindre amortisseur (42).
6. Machine à pistons axiaux selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisée par le fait
que ladite machine (1) à pistons axiaux est du type de réalisation à disque incliné,
et les pistons (5, 6), logés dans les alésages cylindriques (3, 4) du bloc-cylindres
(2) tournant autour d'un axe (12), prennent appui contre un disque incliné (25) fixe.
7. Machine à pistons axiaux selon la revendication 6,
caractérisée par le fait
que l'élément d'amortissement (41) est disposé dans ou sur le disque incliné (25).
8. Machine à pistons axiaux selon la revendication 7,
caractérisée par le fait
que le piston amortisseur (40) est maintenu, par l'intermédiaire du ressort de rappel
(43), en butée contre une pièce complémentaire fixe (30) située en vis-à-vis du disque
incliné (25).
9. Machine à pistons axiaux selon la revendication 6,
caractérisée par le fait
que l'élément d'amortissement (41) est disposé dans ou sur une pièce complémentaire fixe
(30) située en vis-à-vis du disque incliné (25).
10. Machine à pistons axiaux selon la revendication 9,
caractérisée par le fait
que le piston amortisseur (40) est maintenu en butée contre le disque incliné (25) par
l'intermédiaire du ressort de rappel (43).
11. Machine à pistons axiaux selon la revendication 5 et l'une des revendications 6 à
10,
caractérisée par le fait
que le disque incliné (25) présente des première (28) et seconde (29) surfaces de butée,
du côté tourné à l'opposé des pistons (5, 6) ; et ledit disque incliné prend la première
position prise par pivotement (figure 1, figure 5), et associée à un grand angle d'inclinaison,
lors d'une venue en butée contre la première surface de butée (28), et la seconde
position prise par pivotement (figure 2, figure 6), et associée à un angle d'inclinaison
plus petit, lors d'une venue en butée contre la seconde surface de butée (29).
12. Machine à pistons axiaux selon l'une des revendications 6 à 11,
caractérisée par le fait
que le point d'attaque, auquel le ou chaque piston amortisseur (40a ; 40b) vient respectivement
en prise avec le disque incliné (25), est décalé, par rapport à l'axe (12) du bloc-cylindres,
de façon telle que la force résultante, composée de la force (FDR) appliquée au disque incliné (25) par le piston amortisseur (40a ; 40b), de la force
(FV) appliquée au disque incliné (25) par le dispositif de pivotement (31) au cours du
processus de pivotement, et de la force (FKL) appliquée au disque incliné (25) par les pistons (5, 6), agisse sur un centre de
gravité (S) situé sur ledit axe (12) du bloc-cylindres.