Eine Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp mit
einer Vorrichtung zur Änderung des Winkels einer Taumelscheibe, welche
Kolbenpumpe/-Motor als Motor zum Antreiben einer Baumaschine oder dergleichen verwendet
wird.
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Als Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp ist bis heute beispielsweise eine
solche bekannt, wie sie in der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. Hei-4-
42550 offenbart ist.
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Insbesondere ist bei einer solchen Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp nach
Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen eine Welle 2 drehbar in einem Gehäuse 1 gelagert
und ist mit einem Zylinderblock 3 so gekoppelt, um zusammen mit der Welle 2 darin
drehbar zu sein. Der Zylinderblock 3 ist parallel zur Welle 2 mit einer Vielzahl von
Zylinderbohrung 4 ausgebildet, die voneinander in Umfangsrichtung beabstandet sind. Jede
der Zylinderbohrungen 4 weist einen gleitend passgenau eingesetzten Kolben 5 auf,
wodurch eine Zylinderkammer 6 innerhalb der Zylinderbohrung 4 gebildet ist. Weiterhin
ist die Welle 2 mit einer Druckkugel 16 gekoppelt, an der ein Schuh 7 eingepasst ist, der
schräg zur Welle 2 durch Anordnung entlang einer Taumelscheibe 8 angeordnet ist. Die
besagte Druckkugel 16 und der Schuh 7 sind so aufgebaut, dass sie gemeinsam mit der
Welle 2 drehen und durch eine Feder 17 in Richtung zur Seiten der Taumelscheibe 8
betätigt werden. Weiterhin ist jeder der Kolben 5 mit seinem Vorderende mit dem Schuh
7 kardanisch gekoppelt. Der durch die vorangenannten Bauteile gebildete Aufbau ist so
konstruiert, dass bei Zufuhr von einem Druckfluid und bei Abfließen desselben von oder
zu einer Fluidquelle (nicht dargestellt), in die Druckaufnahmekammer 6 einer jeden
Zylinderbohrung 4 die Kolben 5 hin- und herbewegt und dabei die Taumelscheibe 8 eine
Drehung der Welle 2 wie auch des zylindrischen Blockes 3 durch Führung des Schuhs 7
und der genannten Kolben in Umfangsrichtung bewirkt. Werden umgekehrt Welle 2 und
Zylinderblock 3 gedreht, werden die Kolben 5 hin und herbewegt, wodurch sie als Pumpe
arbeiten. Es sind diese Bauteile, die den Basisbereich einer Kolbenpumpe/-Motor
vom Taumelscheibentyp bilden.
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Die obenerwähnte Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp hat eine Kapazität die
sich durch die reziproke Verstellung des Kolbens 5 verändert, die sich ergibt, wenn der
Zylinderblock 3 eine Drehung durchführt, und die Größe der reziproken Verstellung des
Kolbens 5 wird bestimmt durch einen Winkel, der durch eine Vorderseite 8a der
Taumelscheibe 8 bezüglich einer Mittellinie 2a der Welle 2, d. h. durch den sogenannten
Taumelscheibenwinkel, bestimmt wird.
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Die Vorrichtung zur Änderung des obengenannten Taumelscheibenwinkels hatte bisher
eine Konstruktion, wie sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist. Dort ist eine hintere
Seite 8b der obenerwähnten Taumelscheibe 8 mit einer ersten Kontaktfläche 9 und
einer zweiten Kontaktfläche 10 ausgebildet, die unter einem vorbestimmten Winkel
zueinander angeordnet sind. Eine Kugel 12 ist zwischen einem Grenzbereich der ersten und
zweiten Kontaktfläche 9 und 10 und einer Taumelscheibenlagerfläche 11 des Gehäuses
1 eingepasst, um die Taumelscheibe 8 zum Schwingen abzustützen. Die
Taumelscheibe 8 wird in Uhrzeigerrichtung durch eine Kraft verschwenkt, die aus den Druckkräften
der Kolben 5 in Richtung der Taumelscheibe 8 resultiert, um die erste Kontaktfläche 9
gegen die Taumelscheibenlagerfläche 11 mit einem resultierenden großen Winkel der
Taumelscheibe 8 zu drücken. Die Taumelscheibe 8 wird ebenfalls durch eine Druckkraft
eines Taumelwinkeländerungskolben 13 verschwenkt, der an dem Gehäuse 1
angeordnet ist, gegen die sich aus den Druckkräften der Kolben 5 in Richtung der
Taumelscheibe resultierenden Kraft, um die zweite Kontaktfläche 10 gegen die
Taumelscheibenlagerfläche 11 mit einem resultierenden kleinen Winkel der Taumelscheibe zu drücken.
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Wie insbesondere in Fig. 2 der beigefügten Figuren dargestellt ist, wird die resultierende
Kraft Fa der Kolbendrückkräfte in Richtung der Taumelscheibe 8 auf einen Punkt
senkrecht zur Vorderseite 8a und der Taumelscheibe 8 ausgeübt, um den Einwirkungspunkt
um eine Länge L1 näher an die erste Kontaktfläche 9 von einer Mitte (d. h., einer
Taumelscheibenschwenkmitte) 12a der Kugel 12 zu verstellen, so dass die resultierende
Kraft Fa ein Moment in Richtung eines Pfeils a bewirkt, um auf die Taumelscheibe 8
einzuwirken. Andererseits kann die Druckkraft Fb des
Taumelscheibenwinkelveränderungskolben 13 ein Moment in Richtung des Pfeils b verursachen, um auf die Taumelscheibe
8 einzuwirken, wodurch das letztere Moment in Richtung des Pfeils b größer als
das vorher genannte Moment in Richtung des Pfeils a ist durch Lokalisieren des
letzteren Ausübungspunktes näher zu ersten Kontaktfläche 9 weiter diametral als der
Ausübungspunkt der resultierenden Kraft Fa.
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Mit der vorangehend erwähnten Struktur ist die Taumelscheibenlagerfläche 11
senkrecht zu einer Mittellinie 2a der Welle 2, während die Mitte 12a der Kugel 12 auf der
Taumelscheibenlagerfläche 11 lokalisiert ist. Da dies eine Beabstandung der Mitte 12a
der Kugel 12 und der Fläche 8a der Taumelscheibe 8 um eine Entfernung L2 verursacht,
die identisch zur Dicke der Taumelscheibe 8 ist, die aus Gründen ihrer Stärke
ausreichend groß sein muss, ergibt sich, dass die obenerwähnte Entfernung L2 zwischen der
Mitte 12a der Kugel 12 und der Vorderfläche 8a der Taumelscheibe 8 ausreichend lang
sein muss.
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Weiterhin muss der obenerwähnte Ausübungspunkt der resultierenden Kraft Fa der
Kolbendrückkräfte in Richtung der Taumelscheibe 8 diametral näher zu der ersten
Kontaktfläche 9 von der Mitte 12a der Kugel 12 verschoben sein, wobei noch der
Ausübungspunkt der resultierenden Kraft Fa der Kolbendrückkräfte in Richtung Taumelscheibe 8
etwas abweichend durch den Drehwinkel des Zylinderblocks 3 ist, wobei die Größe
einer solchen Abweichung dann größer sein wird, wenn die Anzahl der Kolben 5 geringer
ist.
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Aus diesem Grund, da die Verschiebung zwischen dem Ausübungspunkt der
resultierenden Kraft der genannten Kolbendrückkräfte in Richtung Taumelscheibe 8 von der
Mitte 12a der Kugel 12 eine Länge L&sub1; aufweist, die so eingestellt ist, dass sie größer als
die obenerwähnte Abweichung des Aktionspunktes der resultierenden Kraft der
Kolbendrückkräfte in Richtung der Taumelscheibe 8 durch Drehung des Zylinderblocks 3 ist,
gibt es hier eine Vergrößerung der Entfernung L&sub3; von der Mittellinie 2a der Welle 2 zur
Mittel 12a und der Kugel 12.
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Dies verursacht eine Vergrößerung des Moments zum Verschwenken der
Taumelscheibe 8 in Richtung des Pfeils a mit der resultierenden Kraft Fa der Kolbendrückkräfte in
Richtung Taumelscheibe 8 und es ergibt sich ein Bedürfnis, das Moment zum
Verschwenken der Taumelplatte 8 in Richtung des Pfeils b zu vergrößern durch Erhöhen
der Druckkraft Fb des Taumelplattenwinkelveränderungskolbens 13. Es wird ebenfalls
eine verkürzte Entfernung L&sub4; von der Mitte 12a der Kugel 12 zu einem Endbereich 8c
der Taumelscheibe 8 gegeben, um eine vergrößerte Entfernung L&sub3; von der Mittellinie 2a
der Welle 2 zur Mitte 12a der Kugel 12.
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Wird allerdings das Moment aufgrund der Drückkraft Fb des
Taumelscheibenwinkelveränderungskolbens 13 größer und die obenerwähnte Entfernung L&sub4; nach verkürzt, wird
die Taumelscheibe 8 nach oben schwingen mit der Kontaktfläche zwischen der zweiten
Kontaktseite 10 und der Taumelscheibentragseite 11 als Drehpunkt und wird instabil
werden. Bisher wurde als Maßnahme beim Stand der Technik vorgesehen, eine
Entfernung L5 von der Mittellinie 2a der Welle 2 zu dem einen Endbereich 8c der
Taumelscheibe 8 zu vergrößern, wodurch die obenerwähnte Entfernung L&sub4; vergrößert wird, um
ein nach oben Schwingen der Taumelscheibe 8 zu vermeiden.
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Da allerdings die Taumelscheibe 8, wie oben erwähnt, größer wird, werden auch
Gehäuse 1 und folglich die gesamte Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp
proportional vergrößert. Um dem zu begegnen, wurde beim Stand der Technik die Anzahl der
Kolben 5 auf 9 festgesetzt, um die Verschiebung des Ausübungspunkts der
resultierenden Kraft der Kolbendrückkräfte in Richtung Taumelscheibe 8 zu vermindern, wodurch
eine Vergrößerung der Taumelscheibe 8 nicht erlaubt wird, um diese an einem nach
oben Verschwenken zu hindern und folglich eine Verminderung der Größe der
Kolbenpumpel-Motor vom Taumelscheibentyp nicht möglich ist.
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Auch wenn bisher vorgeschlagen wurde, wie durch die japanische Patentanmeldung Nr.
Hei 1-301822 (japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. Hei 3-164573) offenbart
wird, dass eine Vergrößerung der Taumelscheibe nicht möglich ist durch eine Neigung
der Taumelscheibenlagerfläche des Gehäuses bezüglich der rechtwinkligen Richtung
der Mittellinie der Welle, um ein Umschwenken der Taumelscheibe zu verhindern, wurde
festgestellt, dass eine solche Maßnahme eine Bearbeitung der
Taumelscheibentragfläche extrem schwierig macht.
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Falls insbesondere die Taumelscheibenlagerfläche 11 senkrecht zur Mittellinie 2a der
Welle 2 verläuft, siehe Fig. 1, sind die Achse der Bearbeitung der
Taumelscheibenlagerfläche 11 und der axialen Lagerbohrung 14 des Gehäuses 1 koaxial zueinander. Auch
wenn die Bearbeitung leicht in einer kurzen Zeit für diese Maßnahmen durchgeführt
werden kann, da sie mit der axialen Lagerbohrung 14 als Referenz durchgeführt werden
kann, wurde festgestellt, dass die Taumelscheibenlagerflächen 11 nicht senkrecht zur
Mittellinie 2a der Welle ist und die axiale Lagerbohrung 14 und die Achse der
Bearbeitung nicht koaxial miteinander sind, wodurch die Bearbeitungsprozeduren zeitlich
verlängert und erschwert werden.
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US 4,690,036 A offenbart einen Stand der Technik äquivalent zu JP 4-42550. Eine
Axialkolbenpumpe oder -motor mit einer Multipositionstaumelscheibe wird offenbart, die
zwischen zwei Stufen veränderbar ist und insbesondere bevorzugt als hydraulischer
Motor zum Antreiben von Fahrzeugen, wie einem Bulldozer, verwendet wird. Gegen
eine glatte Fläche ist ein Schuh einer Kolbenseite einer Taumelscheibe gegenüberliegend
angeordnet. Erste und zweite Anlegebereiche sind an der gegenüberliegenden Fläche
der glatten Fläche lokalisiert, um gegen einen festen Bereich anzuliegen, wenn die
Taumelscheibe um eine Mitte ihrer Verschwenkbewegung sich verschwenkt. Ein
Antriebsbauteil ist angeordnet, welches die Taumelscheibe um eine Mitte ihrer
Schwenkbewegung verschwenkt, um den Winkel der glatten Fläche zu zwei Positionen zu
verstellen.
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Die Mitte der Schwenkbewegung ist auf einer Oberfläche der Taumelscheibe
angeordnet, so dass die Mitte der Schwenkbewegung in einer äquivalenten Position im
Vergleich zu JP 4-42550 angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenpumpe/-Motor vom
Taumelscheibentyp mit einer Taumelscheibenwinkelveränderungseinrichtung
bereitzustellen, bei der ein Auftreiben der Taumelscheibe verhindert werden kann, falls eine
Taumelscheibenlagerfläche senkrecht zur Mittellinie einer Welle angeordnet ist, und ohne
Vergrößerung der Taumelscheibe.
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Um diese Aufgabe zu lösen, ist die obenerwähnte Kolbenpumpe/-Motor vom
Taumelscheibentyp mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 dadurch
gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe eine Schwenkmitte aufweist, die zwischen der
Vorderseite und der Hinterseite, allerdings nicht auf der Hinterseite lokalisiert ist.
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Gemäß der obenerwähnten Konstruktion und aufgrund der Tatsache, dass die
Schwenkmitte der Taumelscheibe näher zur Vorderseite als zur zweiten Kontaktseite
der Taumelscheibe lokalisiert ist, ist erkennbar, dass, falls die Entfernung zwischen der
Schwenkmitte der Taumelscheibe und dem Ausübungspunkt der resultierenden Kraft
der Kolbendrückkräfte in Richtung der Taumelscheibe identisch zu der beim Stand der
Technik ist, der Abstand zwischen der Mittellinie der Welle und der Schwenkmitte der
Taumelscheibe verkürzt sein wird und der Abstand zwischen der Schwenkmitte und der
Taumelscheibe in einem Endbereich der Taumelscheibe dann proportional vergrößert
sein wird.
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Es ist ebenfalls erkennbar, dass, falls die Taumelscheibenlagerfläche senkrecht zur
Mittellinie der Welle ist, dieses ein Aufschwimmen der Taumelscheibe durch die
resultierenden Kräfte der Kolbendrückkräfte in Richtung Taumelscheibe ohne Vergrößern der
Taumelscheibe verhindern kann.
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Im Zusammenhang mit der obenerwähnten Konstruktion ist es bevorzugt, dass die
Taumelscheibe durch eine Lagereinrichtung am Gehäuse befestigt ist, welche
Lagereinrichtung aufweist: einen Schwenkpunktkörper, der am Gehäuse befestigt ist, und einen
Schwenkaufnahmesitz, der auf der Rückseite der Taumelscheibe vorgesehen ist, und in
dem der Schwenkpunktkörper schwenkbar eingepasst ist.
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Es sei angemerkt, dass die Taumelscheibe in dem Gehäuse durch eine
Lagereinrichtung befestigt ist, die aufweist: einen Schwenkanlenkkörper, der an einer Ausnehmung
der Rückseite der Taumelscheibe befestigt ist, und einen Schwenkaufnahmesitz, der an
dem Gehäuse befestigt ist, und in dem der Schwenkanlenkkörper schwingfähig
eingepasst ist.
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Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich durch die folgende
Detailbeschreibung und die beigefügten Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
darstellen. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass die Ausführungsbeispiele der
beigefügten Figuren in keiner Weise einschränkend sondern nur zur Erläuterung und
zum Verständnis dienen.
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Es zeigen:
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Fig. 1 einen Querschnitt einer Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp mit
einer Taumelscheibenwinkelveränderungsvorrichtung nach Stand der Technik;
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Fig. 2 eine Erläuterungsdarstellung der Schwenktätigkeit einer Taumelscheibe beim
obengenannten Stand der Technik;
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Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Kolbenpumpe/-Motor mit einem
Ausführungsbeispiel einer Taumelscheibenwinkelveränderungseinrichtung gemäß
vorliegender Erfindung;
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Fig. 4 eine Vorderansicht eines ersten Beispiels eines Taumelscheibenlagerteils
gemäß obengenannten Ausführungsbeispiel;
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Fig. 5 einen Querschnitt einer Taumelscheibe nach dem obengenannten
Ausführungsbeispiel;
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Fig. 6 eine Seitenansicht einer Taumelscheibe nach obengenanntem
Ausführungsbeispiel;
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Fig. 7 eine Erläuterung der Taumelscheibenschwenktätigkeit bei dem
obengenannten Ausführungsbeispiel;
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Fig. 8 eine Vorderansicht eines zweiten Beispiels eines Taumelscheibenlagerteils;
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Fig. 9 eine Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines
Taumelscheibenlagerteils;
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Fig. 10 eine Vorderansicht eines vierten Beispiels eines Taumelscheibenlagerteils;
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Fig. 11 eine Vorderansicht eines fünften Beispiels eines Taumelscheibenlagerteils;
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Fig. 12 eine Vorderansicht eines sechsten Beispiels einer
Taumelscheibenlagereinrichtung;
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Fig. 13 eine Vorderansicht eines siebten Beispiels einer
Taumelscheibenlagereinrichtung; und
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Fig. 14 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Taumelscheibenlagerstruktur.
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Im Folgenden wird ein passendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
bezüglich der Taumelscheibenwinkelveränderungseinrichtung für eine Kolbenpumpe/-
Motor vom Taumelscheibentyp unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
beschrieben.
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Die Beschreibung erfolgt anhand der Fig. 3 bis 14. Bei der Beschreibung werden
gleichen Bauteile oder Teile wie beim Stand der Technik durch gleiche Bezugszeichen
gekennzeichnet.
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Eine Welle 2 ist drehbar in einem Gehäuse 1 gelagert und ist mit einem zylindrischen
Block 3 gekoppelt, der so angeordnet ist, dass er zusammen mit der Welle 2 drehbar ist.
Der Zylinderblock 3 ist parallel zur Welle 2 mit einer Vielzahl von Zylinderbohrungen 4
versehen, die voneinander in Umfangsrichtung beabstandet sind. Jede der
Zylinderbohrungen 4 weist einen Kolben 5 auf, der in diese gleitfähig eingepasst ist. Dadurch wird in
eine Zylinderkammer 6 innerhalb der Zylinderbohrung 4 gebildet. Weiterhin ist die Welle
2 mit einer Druckkugel 36 gekoppelt, an der ein Schuh 7 eingepasst ist, der schräg zur
Welle 2 dadurch angeordnet ist, dass er entlang der Taumelscheibe 8 verläuft. Die
Druckkugel 36 und der Schuh 7 sind so aufgebaut, dass sie zusammen mit der Welle 2
drehbar und durch eine Feder 38 zur Seite der Taumelscheibe 8 druckbeaufschlagt
werden. Zusätzlich weist jeder der Kolben 5 ein Vorderende auf, das mit dem Schuh 7
doppelgelenkig (universell) gekoppelt ist. Der aus den vorangehenden Bauteilen
gebildete Aufbau ist so konstruiert, dass bei Zufuhr oder Abfluss von Druckfluid von oder zu
einer Fluidquelle (nicht dargestellt), die Druckaufnahmekammer 6 einer jeden
Zylinderbohrung 4 die Kolben 5 hin- und herbewegt, wodurch die Taumelscheibe 8 die Welle 2
wie auch den zylindrischen Block 3 durch Führen des Schuhs 7 und der Kolben 5 in
Umfangsrichtung dreht. Werden umgekehrt Welle 2 und zylindrischer Block 3 gedreht,
werden die Kolben 5 hin- und herbewegt, wodurch sie als Pumpe arbeiten. Diese
Bauteile bilden den Basisbereich einer Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp.
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Die obenerwähnte Taumelscheibe 8 hat eine Rückseite 8b die mit einer ersten
Kontaktfläche 9 und einer zweiten Kontaktfläche 10 ausgebildet ist, die unter einem
vorbestimmten Winkel angeordnet sind. Die Taumelscheibe 8 ist durch ein Paar von
Taumelscheibenlagerteilen 20 gelagert, um im Gehäuse 1 verschwenkt werden zu können. Die
Taumelscheibe 8 wird in Richtung des Pfeils a durch die Kraft, die sich aus den
Druckkräften Fa des Kolbens 5 in Richtung Taumelscheibe 8 ergibt, in eine Position
verschwenkt, in der die erste Kontaktfläche 9 in Kontakt mit einer Taumelscheibenlagerfläche 11 gerät, und wird ebenfalls in Richtung des Pfeils b durch die Druckkraft eines
Taumelscheibenwinkelveränderungskolbens 13 in eine Position verschwenkt, in der die
zweite Kontaktfläche in Kontakt mit der Taumelscheibenlagerfläche 11 gerät.
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Die obenerwähnte Taumelscheibenlagerfläche 11 ist senkrecht zur Mittellinie 2a der
Welle 2 und weist eine erste Taumelscheibenlagerfläche 11-1 auf der einen Seite und
eine zweite Taumelscheibenlagerfläche 11-2 auf der anderen Seite bezüglich der
Mittellinie 2a der Welle 2 auf. Die erste Taumelscheibenlagerfläche 11-1 und die zweite
Taumelscheibenlagerfläche 11-2 weichen voneinander in ihrer Position in Axialrichtung der
Welle 2 ab.
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Auf diese Weise, da die Taumelscheibenlagerfläche 11 senkrecht zur Mittellinie 2a der
Welle 2 ist, sind die Bearbeitungsachse der Taumelscheibenlagerfläche 11 und die
axiale Lagerbohrung 14 des Gehäuses 1 koaxial zueinander. Dadurch kann die
Bearbeitung leicht in einem kurzen Zeitraum durchgeführt werden, da die entsprechenden
Prozeduren mit der axialen Lagerbohrung 14 als Referenz durchgeführt werden können.
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In Verbindung mit dem oben gesagten sei angemerkt, dass erste und zweite
Taumelscheibenlagerfläche 11-1 und 11-2 in ihrer Position in Axialrichtung der Welle 2 identisch
sein können.
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Jedes der obengenannten Taumelscheibenlagerbauteile 20 weist nach Fig. 4 einen
Befestigungskörper 21 auf, der sicher an einem Endwandbereich 1a des Gehäuses 1
befestigt ist, und einen Schwenkpunktkörper 23 in Form eines sphärischen Körpers, der
sicher durch Schweißen oder dergleichen an einem sphärisch ausgenommenen Bereich
22 des Befestigungskörpers 21 befestigt ist. Der Schwenkpunktkörper 23 hat eine Mitte
23a, die in axialer Richtung der Welle 2 so abweichend angeordnet ist, dass sie näher
zur Seite der Taumelscheibe 8 als zur Innenseite (d. h., zur ersten
Taumelscheibenlagerfläche 11-1) des Endwandbereichs 1a angeordnet ist, und der schwenkbar in einem
Schwenkaufnahmesitz 24 eingepasst ist, der durch einen sphärisch ausgenommenen
Bereich gebildet ist, der zur Rückseite 8b der Taumelscheibe 8 offen ist. Die Mitte des
Schwenkaufnahmesitzes 24 ist näher zur Vorderfläche 8a der Taumelscheibe 8 als zur
Rückseite 8b angeordnet, d. h., zur ersten Kontaktfläche 9 und zur zweiten Kontaktfläche
10. Folglich ist ebenfalls die Schwenkmitte der Taumelscheibe 8, d. h., die Mitte 23a des
Schwenkpunktkörpers 23, in einer Position näher (d. h. versetzt), zur Vorderseite 8a als
zur Rückseite 8b der Taumelscheibe 8 angeordnet.
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Nach Fig. 5 und 6 weist die Taumelscheibe 8 eine Bohrung 25 auf, durch die die Welle 2
hindurchtritt und die Schwenkaufnahmesitze 24, die durch ein Paar von sphärisch
ausgenommenen Bereichen gebildet sind, sind diametral näher zur zweiten Kontaktfläche
10 an beiden Seiten der Bohrung 25 in der Rückseite 8b angeordnet. Weiterhin ist jeder
der Schwenkaufnahmesitze 24 mit seiner Mitte 24a näher zur Vorderseite 8a als zur
Rückseite 8b (d. h., zur ersten Kontaktfläche 9 und zur zweiten Kontaktfläche 10,
angeordnet).
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Im Folgenden wird eine Erläuterung bezüglich der Detailstruktur eines jeden des
vorangehenden Bauteils gegeben.
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Das Gehäuse 1 weist ein Motorgehäuse 30 und eine Abdeckung 31 auf. Die Welle 2 ist
über ein Lager 32 m Motorgehäuse 30 und in der Abdeckung 31 zur Drehung in diesem
gelagert. Der Zylinderblock 3 ist eingepasst und mit der Welle 2 zur gemeinsamen
Drehung durch eine Verzahnungsanordnung gekoppelt, wobei eine Ventilplatte 33 zwischen
dem Zylinderblock 3 und der Abdeckung 31 angeordnet ist, so dass der Zylinderblock 3
entlang der Ventilplatte 33 verdrehbar ist.
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Der Schuh 7 ist mit einer Kugel 34 versehen, die drehbar mit dem Kolben 5 gekoppelt
und gegen die Vorderfläche 8a der Taumelscheibe 8 mit einer Schuhaufnahme 35, einer
Aufnahmeführung 36, einem Stift 37 und einer Feder 38 gedrückt wird.
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Im Folgenden wird das vorangehende Ausführungsbeispiel bei Betätigung als Motor
erläutert.
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Wenn ein Druckfluid einem Vorsteueranschluss 39 zugeführt wird, wird ein Ventilstößel
40 zum Umschalten des Taumelscheibenwinkels verstellt gegen die Kraft einer Feder 43
nach links, so dass des Motors eigener Druck, d. h., der Druck, der der höhere von
Motoreinlassdrucks und Motorauslassdruck ist, der Fluidkammer 42 durch ein Fluidkanal 41
zugeführt wird, wobei durch den Druck innerhalb der Fluidkammer 42 der
Taumelscheibenwinkelveränderungskolben 13 verschiebbar ist, um die Taumelscheibe 8 in
Gegenuhrzeigerrichtung zu verschwenken und anschließend einen Kontakt der zweiten
Kontaktfläche 10 der Taumelscheibe 8 mit der zweiten Taumelscheibenlagefläche 11-2
herzustellen mit einem resultierenden kleinen Winkel der Taumelscheibe 8.
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Dies ermöglicht bei der Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp eine reduzierte
Kapazität und Welle 2 wird mit dem Zylinderblock 3 mit einer erhöhten Geschwindigkeit
gemeinsam gedreht.
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Wird andererseits das Druckfluid nicht länger dem Vorsteueranschluss 39 zugeführt,
wird der Ventilstößel 40 zum Umschalten des Taumelscheibenwinkels durch Feder 43
nach rechts verstellt. Da der Taumelscheibenwinkeländerungskolben 13 eine reduzierte
Druckkraft aufweist, kann dann der Fluidkanal 41 mit dem Inneren des Gehäuses 1 in
Verbindung geraten. Als Ergebnis verschwenkt die Taumelscheibe 8 in
Uhrzeigerrichtung durch die resultierenden Kräfte der Kolbendruckkräfte in Richtung Taumelscheibe
8, so dass die erste Kontaktfläche 9 der Taumelscheibe 8 in Kontakt mit der ersten
Taumelscheibelagerfläche 11-1 gerät, wobei sich ein resultierender großer Winkel der
Taumelscheibe 8 ergibt.
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Dies ermöglicht eine erhöhte Kapazität der Kolbenpumpe/-Motor vom
Taumelscheibentyp und der Welle 2 eine gemeinsame Drehung mit dem Zylinderblock bei reduzierter
Geschwindigkeit.
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Folglich ist feststellbar, dass mit den Bauteilen nach obiger Konstruktion und mit der
vorangehend beschriebenen Tätigkeit nach Fig. 7 der Abstand L&sub2; zwischen der Mitte 23a
des Schwenkpunktkörpers 23 und der Vorderseite 8a der Taumelscheibe kürzer als die
Dicke der Taumelscheibe 8 ist. Gleichzeitig wird der Abstand L&sub3; zwischen der Mitte 23a
des Schwenkpunktkörpers 23 und der Mittellinie 2a der Welle 2 kürzer und die
Entfernung zwischen der Mitte 23a des Schwenkkörpers 23 und dem einen Endbereich 8c der
Taumelscheibe 8 wird proportional größer. Als Konsequenz ist es möglich, den Abstand
L&sub5; zwischen der Mittellinie 2a der Welle 2 und dem einen Endbereich 8c der
Taumelscheibe 8 zu verkürzen. An diesem Punkt sei angemerkt, dass in Fig. 7 Bezugszeichen
5a an der Mitte der Kopplung von Kolben 5 und Schuh 7 entspricht.
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Demgemäss kann ohne Vergrößerung der Taumelscheibe 8 diese an einem
Aufschwimmen gehindert werden, wenn die Taumelscheibe 8 in Richtung des Pfeils b
durch die Druckkraft Fb des Taumelscheibenwinkelveränderungskolbens 13 gedrückt
wird.
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Im Vergleich mit einer bekannten Vorrichtung ist feststellbar, dass die Mitte 12a der
Kugel 12 auf der Taumelscheibenlagerfläche 11 beim Stand der Technik angeordnet ist,
dies entspricht der ersten Taumelscheibenlagerfläche 11-1 beim Ausführungsbeispiel
nach Erfindung. Folglich würde nach Fig. 7 der Abstand zwischen der Kugelmitte 12a,
falls beim Stand der Technik angewandt, und der Mittellinie 2a der Welle 2 durch einen
Betrag L&sub6; vergrößert und es wäre notwendig, die Taumelscheibe 8 um diesen Betrag zu
vergrößern.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass der Befestigungskörper 21 und der
Schwenkpunktkörper 23 einteilig nach Fig. 8 geformt sein können und dass sie getrennt geformt
und dann unter Verwendung zusammensetzbar sind, wie in Fig. 9 dargestellt. Alternativ
kann der Befestigungskörper 21 einen Vorsprung 21a aufweisen, während der
Schwenkpunktkörper 23 mit einer Ausnehmung 23b ausgebildet ist, so dass der
Vorsprung 21a in die Ausnehmung 23b nach Fig. 10 einpassbar ist. Bei einer weiteren
Alternative kann der Befestigungskörper 21 mit einer Ausnehmung 21b ausgebildet sein,
während der Schwenkpunktkörper 23 einen Vorsprung 23c aufweist, so dass der
Vorsprung 23c in die Ausnehmung 21b nach Fig. 11 einpassbar ist.
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Nach Fig. 12 ist es weiterhin möglich, dass der Schwenkpunktkörper 23 einteilig mit dem
Befestigungskörper 21 geformt und von konischer Konfiguration an seinem Vorderende
ist, das dann eine sphärische Konfiguration aufweisen kann. In diesem Fall sollte der
Schwenkaufnahmesitz 24 eine konische Ausnehmung auf seiner Unterseite aufweisen,
die dann eine sphärische Ausnehmung sein kann.
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Weiterhin kann der Schwenkpunktkörper nach Fig. 13 säulenartig geformt sein. In
diesem Fall sollte der Schwenkaufnahmesitz 24 eine langgestreckte Ausnehmung mit
kreisförmigem Querschnitt aufweisen.
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Eine weitere Modifikation ist in Fig. 14 dargestellt, bei der die Ausnehmung 50 in der
Rückseite 8b der Taumelscheibe 8 gebildet ist und bei der dort ein
Taumelscheibenlageteil 20 befestigt ist. Ein Befestigungsbauteil 51 kann dann am Gehäuse 1 angebracht
sein und der dafür vorgesehene Schwenkaufnahmesitz 24 kann in dem
Schwenkpunktkörper 23 des Schwenkplattenlagerbauteils 20 eingepasst sein, um ein Drehen der
Taumelscheibe 8 zu ermöglichen.
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Wie in der vorangehenden Beschreibung in der Kolbenpumpe/-Motor vom
Taumelscheibentyp gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt, kann aufgrund der Tatsache,
dass die Schwenkmitte der Taumelscheibe näher zur Vorderseite der Taumelscheibe
als die zweite Kontaktfläche der Taumelscheibe angeordnet ist, erkannt werden, dass,
falls die Entfernung zwischen der Schwenkmitte der Taumelscheibe und dem
Ausübungspunkt der resultierenden Kraft der Kolbendrückkräfte in Richtung Taumelscheibe
8 identisch zu dem nach dem Stand der Technik ist, der Abstand zwischen der Mittellinie
der Welle und der Schwenkmitte der Taumelscheibe verkürzt und der Abstand zwischen
der Schwenkmitte der Taumelscheibe und dem einen Endbereich der Taumelscheibe
proportional vergrößert ist.
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Es ist weiterhin erkennbar, dass, falls die Taumelscheibenlagerfläche senkrecht zur
Mittellinie der Welle ist, die obige Konstruktion ein Aufschwimmen der Taumelscheibe
durch die resultierenden Kräfte der Kolbendruckkräfte in der Richtung der
Taumelscheibe ohne Vergrößerung der Taumelscheibe verhindert. Dadurch kann eine kompakte
Kolbenpumpe/-Motor vom Taumelscheibentyp erhalten werden, bei der die
Taumelscheibenlagerfläche gut bearbeitbar ist.
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Die vorliegende Erfindung ist vorangehend mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel
beschrieben worden. Es ist offensichtlich, dass viele Änderungen, Weglassungen und
Hinzufügungen ohne Abweichen vom Schutzumfang möglich sind. Daher ist die
vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsbeispiele der obigen
Ausführungen beschränkt, sondern umfasst alle möglichen Ausführungsbeispiele innerhalb des
Schutzumfangs, wie er sich durch die beigefügten Ansprüche ergibt.