Die Erfindung betrifft eine verstellbare

Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1.

Die US 6,676,294 B2 zeigt mehrere Systeme zur Lagerung einer Schwenkwiege einer verstellbaren Axialkolbenmaschine in einem Gehäuse mittels einer in dem Gehäuse angeordneten Lagerschale mit einem ringabschnittförmigen Hauptabschnitt und zumindest einem Abstützbereich. Es ist eine Lagerschale gezeigt, aus der ein Vorsprung mit radialer Komponente aus. der Außenfläche des ringabschnittförmigen Hauptabschnitts herausragt zum Abstützen von Umfangskräften .

Die radiale Komponente führt aufgrund des dadurch vorhandenen Hebels zu einem Biegemoment, wenn Kräfte in Umfangsrichtung auf die Lagerschale wirken.

Diese Biegemomente führen zu einer erheblichen Belastung und können auch zum Versagen der Lagerschale und damit zum Ausfall der Maschine führen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine verstellbare Axialkolbenmaschine zu schaffen, welche eine in Bezug auf die Betriebssicherheit verbesserte Lagerung der Schwenkwiege aufweist und insbesondere material- und kostensparend sowie mit geringem Aufwand realisiert werden kann.

Die Aufgabe wird mit der verstellbaren Axialkolbenmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße verstellbare Axialkolbenmaschine weist ein Gehäuse, eine Schwenkwiege und eine zwischen dem Gehäuse und der Schwenkwiege angeordnete Lagerschale auf. Die Lagerschale umfasst einen ringabschnittförmigen Lagerabschnitt und wenigstens einen in einer Ebene verlaufenden Lagerschalenendbereich mit einem inneren Ende und einem äußeren Ende. Das innere Ende wird durch den Übergang des Lagerabschnitts zu dem Lagerschalenbereich gebildet. An dem Gehäuse ist eine in ihrer Geometrie mit dem Lagerabschnitt korrespondierende Auflagefläche vorgesehen. Ein äußerer Abstützkraftpunkt am äußeren Ende und ein innerer Abstützkraftpunkt am inneren Ende des Lagerschalenendbereichs liegen dabei auf. einer Geraden, welche am inneren Abstützkraftpunkt tangential zum ringabschnittförmigen Lagerabschnitt verläuft. Der innere Abstützkraftpunkt und der äußere Abstützkraftpunkt sind dabei bei Vorliegen einer Kraft in Umfangsrichtung des Lagerabschnitts einer Abstützkraft ausgesetzt, welche parallel zu der Geraden einwirkt.

Dadurch, dass der Lagerschalenendbereich entlang einer Ebene verläuft, können Abstützkräfte übertragen werden, ohne dabei den Lagerschalenendbereich mit Biegemomenten zu belasten. Die Stabilität des Lagerschalenendbereichs und der gesamten Lagerschale sind dann erhöht.

Dadurch, dass ein äußerer Abstützkraftpunkt am äußeren Ende und ein innerer Abstützkraftpunkt am inneren Ende des Lagerschalenendbereichs auf einer Geraden liegen, welche am inneren Abstützkraftpunkt tangential zum ringabschnittförmigen Lagerabschnitt verläuft, können Abstützkräfte vom äußeren Abstützkraftpunkt zum inneren Abstützkraftpunkt derart übertragen werden, dass weder im Lagerschalenendbereich noch im Lagerabschnitt schädliche Biegemomente entstehen. Die Langlebigkeit der Lagerschale ist dann erhöht, insbesondere wird einem Bruch im Betrieb entgegengewirkt .

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen verstellbaren Axialkolbenmaschine gezeigt . Vorzugsweise stützt sich bei Vorliegen einer Kraft in Umfangsrichtung des Lagerabschnitts die Lagerschale über den äußeren Abstützkraftpunkt am Gehäuse ab. Dadurch ist die Lagerschale formschlüssig arretiert und gegen eine Verdrehung in Umfangsrichtung unmöglich.

Vorzugsweise ist der äußere Abstützkraftpunkt an einer Lagerschalen-Abstützfläche der Lagerschale angeordnet. Durch die Ausbildung der Lagerschalen-Abstützfläche kann die Abstützung mittels einer Fläche stattfinden. Die Flächenpressung wird somit verringert .

Vorzugsweise ist korrespondierend in dem Gehäuse eine Gehäuse-Abstützfläche ausgebildet, an der sich der äußere Abstützkraftpunkt abstützt.

Dabei stützt sich die Lagerschalen-Abstützfläche am Gehäuse insbesondere an einer parallel zur Lagerschalen- Abstützfläche ausgebildeten Gehäuse-Abstützfläche ab. In diesem Fall ist die Abstützung ohne die Geometrien anpassenden Zwischenglied und auf besonders einfache Weise realisiert.

Vorzugsweise sind die Gehäuse-Abstützfläche und die Lagerschalen-Abstützfläche senkrecht zu der Geraden ausgebildet, auf der die beiden Abstützkraftpunkte liegen. Auf diese Weise wird vermieden, dass bei der Abstützung ein Verrutschen der Abstütztlächen relativ zueinander auftritt .

Vorzugsweise ist der Lagerschalenendbereich in Bezug auf eine Ringachse des ringabschnittförmigen Lagerabschnitts schmaler als. der Lagerabschnitt. Somit kann der Lagerschalenendbereich seine Funktion auch mit geringem Platz- und Materialaufwand erfüllen. Die sichere und zuverlässige Lagerung der Schwenkwiege ist dann zudem leicht und platzsparend. Vorzugsweise ist die Lagerschale spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine durch eine Ringachse des ringabschnittförmigen Lagerabschnitts verlaufende Ebene ausgebildet. Auf diese Weise kann die Lagerschale zuverlässig gegen Bewegungen in beide Umfangsrichtungen abgesichert werden.

Vorzugsweise sind der Lagerabschnitt und der Lagerschalenendbereich entlang einer gemeinsamen, in einer Ebene liegenden Außenkante angeordnet. Die Lagerschale ist dadurch leicht herzustellen und stabil in einem Innenraum des Gehäuses aufnehmbar. Trotz einer großen Auflagefläche im Bereich des Lagerabschnitts kann insbesondere, wenn die Lagerschalenendbereiche schmaler sind, Bauraum eingespart werden. Es entsteht eine große nutzbare Innenbreite.

Vorzugsweise ist die der Lagerschalen-Abstützfläche gegenüber liegende Gehäuse-Abstützfläche an einer Rastnase ausgebildet. Auf diese Weise ist eine unkomplizierte und besonders zuverlässige Arretierung der Lagerschale in dem Gehäuse realisiert. Neben einem Einsetzen entlang der Ringachse ist so auch ein Einrasten durch Einschieben der Lagerschale parallel zu einer Triebwellenachse möglich, wenn die Elastizität der Lagerschale eine reversible Verformung erlaubt.

Vorzugsweise weist die Rastnase hierzu eine von der Gehäuse-Abstützfläche abgewandte Rampe als Einführschräge auf . Dadurch ist der Einbau der Lagerschale in das Gehäuse besonders vereinfacht .

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines

Gehäuses einer erfindungsgemäßen verstellbaren Axialkolbenmaschine mit aufgenommener Lagerschale; Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse der erfindungsgemäßen verstellbaren Axialkolbenmaschine mit aufgenommener Lägerschale gemäß Fig. l; und

Fig. 3A und 3B zeigen eine erfindungsgemäße Lagerschale gemäß Fig. 1. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses 1 einer erfindungsgemäßen verstellbaren Axialkolbenmaschine. In dem Gehäuse 1 ist eine Lagerschale 2 in einem Innenraum 3 angeordnet. Eine Schwenkwiege wird der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt. Die Schwenkwiege stützt sich jedoch über die Lagerschale 2 in bekannter Weise an dem Gehäuse 1 ab. Die Lagerschale 2 weist dazu einen ringabschnittförmigen Lagerabschnitt 21, einen in einer Ebene verlaufenden, geraden ersten Lagerschalenendbereich 22.1 und einen ebenfalls in einer Ebene verlaufenden, geraden zweiten Lagerschalenendbereich 22.2 auf. Der erste Lagerschalenendbereich 22.1 stützt sich bei Auftreten einer Umfangskraft ^' im Lagerabschnitt 21 an einer ersten Rastnase 4.1, welche an dem Gehäuse ausgebildet ist, ab. Der zweite Lagerschalenendbereich 22.2 stützt sich bei Auftreten einer Umfangskraft im Lagerabschnitt 21 an einer zweiten Rastnase 4.2, welche ebenfalls an dem Gehäuse ausgebildet ist, ab. Der dargestellte Lagerabschnitt 21 erstreckt sich zwischen den beiden

Lagerschalenendbereichen 22.1 und 22.2. Der Übergang zu diesen Lagerschalenendbereichen 22.1 und 22.2 ist in der Fig. 1 mit den gepunkteten Linien markiert und stützt sich in Bezug auf durch die Schwenkwiege übertragene radiale Kräfte in Richtung seiner Außenseite an dem Gehäuse 1 in dem Innenraum 3 ab. Der Innenraum 3 ist dazu zumindest in diesem Bereich komplementär zu dem Lagerabschnitt 21 ausgebildet; d.h. ebenfalls ringabschnittförmig.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse 1. mit der aufgenommenen Lagerschale 2 gemäß Fig. 1. Der erste Lagerschalenendbereich 22.1 stützt sich an einer ersten Gehäuse-Abstützflache 40.1 der ersten Rastnase 4.1 ab. Der zweite Lagerschalenendbereich 22.2 stützt sich an einer ersten Gehäuse-Abstützflache 40.2 der zweiten Rastnase 4.2 ab. Damit sind an dem Gehäuse 1 in ihrer Geometrie mit der Lagerschale bzw. mit den Lagerschalenendbereichen 22.1 bzw. 22.2 korrespondierende Auflägeflächen 40.1 bzw. 40.2 vorgesehen. Die erste Rastnase 4.1 und die zweite Rastnase 4.2 weisen jeweils eine Rampe 400.1, eine Rastnasen-Spitze 400.2 und eine Rastnasen-Unterseite 400.3 auf, welche die entsprechende Gehäuse-Abstützfläche 40.1 (bzw. 40.2) bildet.

Die Figuren 3A und 3B zeigen jeweils die Lagerschale 2. Die Lagerschale 2 weist außer dem Lagerabschnitt 21 den ersten Lagerschalenendbereich 22.1 mit einem von dem Lagerabschnitt 21 abgewandten ersten äußeren Ende 23 und den zweiten Lagerschalenendbereich 22.2 mit einem ebenfalls von dem Lagerabschnitt 21 abgewandten zweiten äußeren Ende 23'.

An dem ersten äußeren Ende 23 ist eine erste Lagerschalen- Abstützfläche 23.1' ausgebildet, mit der sich der erste Lagerschalenendbereich 22.1 bei einer in dieser Richtung wirkenden Umfangskraft im Lagerabschnitt 21 gegen die erste Rastnase 4.1 abstützt. In der ersten Lagerschalen- Abstützfläche 23.1' ist hierzu wenigstens ein erster äußerer Abstützkraftpunkt 23.1 ausgebildet, der sich ebenfalls bei der Umfangskraft im Lagerabschnitt 21 gegen die erste Rastnase 4.1 und die erste Gehäuse-Abstützfläche 40.1 abstützt. Die Abstützung erfolgt zum Reduzieren der Flächenpressung vorzugsweise flächig.

Analog ist an dem zweiten äußeren Ende 23' eine zweite Lagerschalen-Abstützfläche 23.3' ausgebildet, mit der sich der zweite Lagerschalenendbereich 22.2 bei einer entsprechend gerichteten Umfangskraft im Lagerabschnitt 21 gegen die zweite Rastnase 4.2 abstützt. In der zweiten Lagerschalen-Abstützfläche 23.3' liegt wenigstens ein zweiter äußerer Abstützkraftpunkt 23.3, der sich ebenfalls bei einer entsprechenden Umfangskraft im Lagerabschnitt 21 gegen die zweite Rastnase 4.2 und die zweite Gehäuse- Abstützflache 40.2 abstützt.

Der Lagerabschnitt 21 und die Lagerschalenendbereiche 22.1 bzw. 22.2 folgen in Umfangsrichtung (in einer ersten Umfangsrichtung (im Uhrzeigersinn in Fig. 3A) bzw. in einer zweiten Umfangsrichtung (gegen Uhrzeigersinn in Fig. 3A) ) aufeinander. An der Schnittstelle zwischen dem Lagerabschnitt 21 und dem ersten Lagerschalenendbereich 22.1 (bzw. 22.2) ist ein erstes inneres Ende 230 bzw. ein zweites inneres Ende 230' ausgebildet, an dem ein erster innerer Abstützkraftpunkt 23.2 und ein zweiter innerer Abstützkraftpunkt 23.4 liegen. Der äußere

Abstützkraftpunkt 23.1 (bzw. 23.3) stützt sich bei Vorliegen einer entsprechenden Umfangskraft im Lagerabschnitt 21 am Gehäuse 1 ab. Der innere Abstützkraftpunkt 23.2 (bzw. 23.4) überträgt bei Vorliegen einer entsprechenden Umfangskraft am Lagerabschnitt 21 am Lagerschalenendbereich 22.1 (bzw. 22.2) die Kraft zwischen dem jeweiligen Lagerschalenendbereich und dem Lagerabschnitt 21. Der äußere Abstützkraftpunkt 23.1 (bzw. 23.3) am äußeren Ende 23 (bzw. 23') und der innere Abstützkraftpunkt 23.2 (bzw. 23.4) am inneren Ende 23.2' (bzw. 23.4') liegen auf einer ersten Geraden 24.1 (bzw. einer zweiten Geraden 24.2), welche am inneren Abstützkraftpunkt 23.2 (bzw. 23.4) tangential zum Lagerabschnitt 21 verläuft. Der innere Abstützkraftpunkt 23.2 (bzw. 23.4) und der äußere Abstützkraftpunkt 23.1 (bzw. 23.3) sind dadurch bei Vorliegen einer entsprechenden Umfangskraft einer zu der Geraden 24.1 (bzw. 24.2) parallelen Abstützkraft ausgesetzt. In einem nicht dargestellten, modifizierten Ausführungsbeispiel mit ansonsten gleichen Merkmalen, sind die Gehäuse-Abstützfläche 40.1 (bzw. 40.2) und die zugewandte Lagerschalen-Abstützfläche 23.1' (bzw. 23,3') parallel zueinander und vorzugsweise senkrecht zur Geraden 24.1 (bzw. 24.2) angeordnet. Die Lagerschalen- Abstützflache 23.1' (bzw. 23,3 ^' ) und damit der äußere Abstützkraftpunkt 23.1 (bzw. 23.3) stützen sich auch in diesem Beispiel gemeinsam am Gehäuse 1 an der Gehäuse- Abstützfläche 40.1 (bzw. 40.2) ab.

Im Betrieb des erfindungsgemäßen Systems und seinen Variationen sind der innere Abstützkraftpunkt 23.2 (bzw. 23.4) und der äußere Abstützkraftpunkt 23.1 (bzw. 23.3) dabei einer Abstützkraft zumindest im Wesentlichen parallel zu der Geraden 24.1 (bzw. 24.2) ausgesetzt.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Lagerschalenendbereich 22.1 (bzw. 22.2) in axialer Richtung - in Bezug auf die Ringachse A des ringförmigen Lagerabschnitts 21 - schmaler als der Lagerabschnitt 21. Der erste Lagerschalenendbereich 22.1, der Lagerabschnitt 21 und der zweite Lagerschalenendbereich 22.2 sind entlang einer gemeinsamen in einer Ebene senkrecht zur Ringachse A liegenden Außenkante 200 angeordnet, welche zu der Außenseite des Gehäuses 1 gerichtet ist. Die gemeinsame Außenkante 200 ist in Fig. 2 nicht zu sehen, da sie sich in Bezug auf die Zeichenebene hinter der dargestellten Lagerschale 2 befindet.

Die erste Rastnase 4.1 und die zweite Rastnase 4.2 und damit auch die Rampe 400.1, die Rastnasen-Spitze 400.2 und die Rastnasen-Unterseite 400.3 jeder Rastnase 4.1, 4.2 sowie die entsprechenden Gehäuse-Abstützflachen 40.1 und 40.2 weisen eine gleiche gemeinsame Breite auf. Diese gemeinsame Breite ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kleiner als die in Bezug auf die Ringachse A axiale Erstreckung der Lagerschalenendbereiche 22.1 und 22.2. Die Rastnasen 4.1, 4.2 sind im Bezug auf die Breite des Lagerabschnitts 21 mittig angeordnet. Damit werden Drehmomente vermieden. Die Rampe 400.1 ist wie eine Einführschräge ausgebildet, an der die Lagerschale 2 beim Einführen der Lagerschale 2 in den Innenraum 3 in die dargestellte Position gleiten kann. Beim Einbringen der Lagerschale 2 in die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Position können verschiedene Methoden verwendet werden. Entsprechend einer ersten Methode wird die Lagerschale 2 - mit Bezug auf Figur 2 - von oben eingeführt. Die Lagerschale 2, wird in der dargestellten Orientierung von oben in Richtung dem Innenraum 3 bewegt. Die Lagerschalenendbereiche 22.1, 22.1 stützen sich - die Lagerschale 2 elastisch deformierend - erst gegen die Rampen 400.1, 400.2 ab, um anschließend - die Lagerschale 2 wieder entspannend - unter die Rastnasen 4.1, 4.2 einzurasten.

Entsprechend einer zweiten Methode, wird die Lagerschale 2 - ebenfalls mit Bezug auf Figur 2 - ebenfalls von oben eingeführt. Die Lagerschale 2 wird dann jedoch an den Rastnasen 4.1 und 4.2 vorbei von oben in Richtung des Innenraums 3 bewegt und bei Erreichen der Tiefe der Endlage senkrecht zur Zeichenebene in die Zeichenebene hinein unter die Rastnasen 4.1 und 4.2 geschoben.

Die Lagerschale 2 kann gemäß einer dritten Montagemethode auch zunächst ohne die ebenen Lagerschalenendbereiche 22.1 und 22.2 ausgebildet sein. Sie erstreckt sich dann in der Seitenansicht der Fig. 3A entlang einer Kreislinie. Dadurch kann sie ohne elastische Verformung an den Rastnasen 4.1, 4.2 vorbei eingesetzt werden. Danach erfolgt eine plastische Verformung der

Lagerschalenendbereiche 22.1 und 23.1 durch Aufweiten, bis die ebenen Lagerschalenendbereiche 22.1 und 22.2 erreicht sind. Diese werden durch das Umformen unter die Rastnasen 4.1 und 4.2 gebracht .

Die Lagerschale 2 ist spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine durch die Ringachse A geteilte und verlaufende Ebene E senkrecht zur Zeichenebene der Figuren 3A und 3B ausgebildet. Spiegelsymmetrisch in Bezug auf die Zeichenebene in Fig. 2 ist in dem Gehäuse 1 eine weitere Lagerschale 2 in dem Gehäuse angeordnet. Die beiden Außenkanten 200 weisen in Bezug auf die Ringachse A voneinander weg. Die weitere Lagerschale _. ist analog zu der beschriebenen Lagerschale 2 in dem Gehäuse 1 angeordnet. Mittels der so angeordneten und arretierten Lagerschalen 2 ist eine sichere Schwenkwiegenlagerung realisiert . Anstelle einer Rastnase 4.1 (bzw. 4.2) mit der Gehäuse- Abstützfläche 40.1 (bzw. 40.2) kann zur Bildung der Gehäuse-Abstützfläche 40.1 (bzw. 40.2) z.B. eine Gehäuse- Wölbung, eine Gehäuse-Ausnehmung oder z.B. ein durch das Gehäuse form- und/oder kraftschlüssig arretiertes, separat einzusetzendes Element verwendet werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind auch einzelne Merkmale der Ausführungsbeispiele vorteilhaft miteinander kombinierbar.