Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauart, insbesondere für Hydraulikanlagen, mit einer in einem Pumpengehäuse um eine Drehachse rotierend antreibbaren Zylindertrommel, in der Kolben axial bewegbar angeordnet sind, die sich mit ihrem außerhalb der Zylinder trommel zugänglichen Betätigungsende an einer Schrägscheibe zumindest mittelbar abstützen, die zur Einstellung des Hubes der Kolben und damit des durch diese erzeugten Fluid-Systemdrucks in gewünschte Neigungs winkel relativ zur Drehachse mittels einer Verstelleinrichtung schwenkbar ist, die zumindest einen Schwenkhebel aufweist, der mittels eines Stelltrie bes in mindestens eine Richtung auslenk- und wieder rückstellbar ist und der in mindestens einem hydraulisch betätigbaren Betätigungszylinder je weils einen Betätigungskolben aufweist, der an einem Ende an einer An lenkstelle des Schwenkhebels angreift.

Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauart sind Stand der Technik. Sie finden verbreitet Einsatz für die Druckmittelversorgung von Verbrauchern wie Arbeitszylindern, Hydromotoren und dergleichen. Axialkolbenpumpen der eingangs genannten Gattung, bei denen die Schrägscheibe in ihrer Nei- gung gegenüber der Drehachse verstellbar ist, zeichnen sich gegenüber ebenfalls bekannten Axialkolbenpumpen mit feststehender Schrägscheibe durch eine bessere Energiebilanz im Betrieb aus. Während Pumpen mit feststehender Schrägscheibe als Konstantpumpe bei vorgegebener Antriebs- drehzahl stets einen konstanten Volumenstrom des Fluids fördern, auch wenn keine Energie von druckmittelbetätigten Aggregaten angefordert wird und daher im Leerlauf die Strömungswiderstände im Hydraulikkreislauf überwunden werden müssen, wofür Antriebsenergie aufgewendet wird, die keine Nutzenergie liefert, ist durch die Verstellmöglichkeit der Schrägschei benneigung das Fördervolumen auf Null einstellbar und der Bedarf an An triebsenergie minimierbar. Eine Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art ist in dem Dokument WO 2014/187512 A1 offenbart. Die Herstellung der bekannten Axialkolbenpumpen dieser Gattung ist kostenintensiv, weil für die Verstelleinrichtung mit der getrieblichen Verbindung, die die Line arbewegung des jeweiligen Betätigungskolbens des zumindest einen fest stehenden Betätigungszylinders in eine Schwenkbewegung der Schräg scheibe umwandelt, ein erheblicher konstruktiver Aufwand erforderlich ist.

Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Axialkolbenpumpe zur Verfügung zu stellen, deren Verstelleinrichtung für die Lageeinstellung der Schrägscheibe sich bei vergleichsweise einfa cherem Aufbau durch eine hohe Betriebssicherheit auszeichnet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Axialkolbenpumpe gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 besteht eine we sentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass der zumindest eine Betäti gungskolben an seinem der Anlenkstelle abgekehrten Ende eine Führungs fläche aufweist, die einstückig Teil des Betätigungskolbens und in Anlage mit einer zugeordneten Führungsfläche des Betätigungszylinders ist, und dass mindestens ein Ausgleichsmittel vorhanden ist, das die Führungsflä chen in ihrer jeweiligen Lage zueinander ausrichtet. Durch die bei der Er findung vorgesehene Ausgleichseinrichtung, die eine gegenseitige Lageaus richtung von kolbenseitigen Führungsflächen und zylinderseitigen Füh- rungsflächen bewirkt, lässt sich der Stelltrieb mit nur einer einzigen Anlenk stelle zwischen Schwenkhebel und dem Betätigungskolben realisieren. Um den Kolben des Betätigungszylinders bei den Einstellbewegungen, bei de nen der Schwenkhebel eine zur Zylinderachse des Betätigungszylinders quer verlaufende Schwenkbewegung ausführt, frei von Zwangskräften zu halten, ist bei der erwähnten bekannten Lösung zwischen Kolben und Kol benstange des Betätigungskolbens ein Kugelgelenk ausgebildet. Dank des Vorhandenseins des Ausgleichsmittels kommt bei der Erfindung dieses Ku gelgelenk in Wegfall, so dass der Betätigungskolben mit seiner Kolbenstan- ge einstückig durch ein Drehteil gebildet sein kann. Neben der dadurch erreichten Vereinfachung und Verringerung der Herstellkosten verringern sich durch den Wegfall des im Kolben befindlichen Kugelgelenks auch die Reibungskräfte und die Hysterese. Das Ausgleichsmittel kann zumindest teilweise aus einer ballig ausgebilde ten Außenkontur zumindest einer der Führungsflächen und/oder einer fe dernd nachgiebigen Dichtungsanordnung am freien Ende zumindest eines jeweiligen Betätigungskolbens und/oder einer Druckfederanordnung und/oder einer Schmiermittelversorgung gebildet sein.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen sind zwei Betätigungs kolben vorgesehen, die beide mindestens eines der Ausgleichsmittel auf weisen. Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass ein Be tätigungskolben mit seiner freien Stirnseite an einer Systemdruck- und der andere Betätigungskolben mit seiner freien Stirnseite an eine Steuerdruck seite angeschlossen ist, die Teil der Betätigungseinrichtung für die Verstell einrichtung sind. Die Schmiermittelversorgung kann einen Längskanal durch einen der Betä tigungskolben, der vorzugsweise der Systemdruckseite zugeordnet ist, so wie einen weiteren Kanal in der Anlenkstelle des Schwenkhebels aufwei sen. Mit Vorteil kann hierbei eine Drossel an der freien Stirnseite des Betä tigungskolbens den Eingang des Längskanals bilden.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist der jeweilige Betä tigungskolben, zu seiner Stirnseite benachbart, eine durch mindestens einen Kolbenring gebildete Dichtzone und an diese anschließend eine Führungs zone auf, die die eine ballige Führungsfläche bildet, die durch Anlage an der Führungsfläche des Betätigungszylinders das Ausgleichsmittel bildet, wobei sich an die Führungszone ein im Durchmesser verringerter Abschnitt anschließt, der den Übergang zur Kolbenstange des Betätigungskolbens bildet.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Anlenkstelle durch ein Ku gelgelenk mit einem am freien Ende des Schwenkhebels gebildeten Kugel kopf und einer Kugelpfanne am jeweiligen Betätigungskolben gebildet, wobei die Federanordnung Kugelkopf und jeweilige Kugelpfanne kraft schlüssig miteinander in Anlage hält. Dadurch lässt sich der gesamte Stel l trieb spielfrei gestalten.

Die Anordnung kann mit Vorteil derart getroffen sein, dass die Federanord nung gleichzeitig die Schrägscheibe in die der maximalen Pumpenförde rung entsprechende Schwenkstellung vorspannt. Durch diese Doppelfunk tion der Federanordnung braucht der Betätigungszylinder nicht als dop peltwirkender Zylinder für die Erzeugung von Stellbewegungen in beide Richtungen ausgelegt zu sein, sondern es kann ein einfach wirkender Betä tigungszylinder vorgesehen sein, der lediglich eine Stellbewegung aus der Schwenkstellung für maximale Pumpenförderung hin zu geringerem För dervolumen, bis zu Null-Förderung hin, bewirkt. Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der zweite Betäti gungszylinder mit gemeinsamer, zur Drehachse senkrechter Zylinderachse dem ersten Betätigungszylinder gegenüberliegend angeordnet, wobei der Betätigungskolben des zweiten Betätigungszylinders hydraulisch entgegen der Bewegung des Kolbens des ersten Betätigungszylinders bewegbar ist, wobei ein zweites Ausgleichsmittel zwischen dem zweiten Betätigungszy linder und dessen Kolbenstange mit seiner eine ballig gestaltete Führungs fläche bildenden Führungszone des Kolbens des zweiten Betätigungszylin ders gebildet ist und wobei das Ende der Kolbenstange des zweiten Betäti gungszylinders am Betätigungsteil der Schrägscheibe ein zweites Kugelge lenk ausbildet.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Federanordnung eine Druckfeder aufweisen, die die Kolbenstange des zweiten Betätigungskolbens für die Bewegung vorspannt, die dem Ausfahren des Betätigungskolbens des zwei ten Betätigungszylinders und dem Einfahren des Betätigungskolbens des ersten Betätigungszylinders und damit dem Schwenken des Schwenkhebels aus der achsparallelen Richtung in Richtung auf die Stellung der maximalen Pumpenförderung entspricht.

Hinsichtlich der Betätigung der Verstelleinrichtung kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der erste Betätigungszylinder mit einem Steu erdruck für die Einstellung der Pumpenförderung und der zweite Betäti gungszylinder mit dem herrschenden Systemdruck beaufschlagt sind.

Dadurch ist die Verstelleinrichtung bei fehlendem Systemdruck, also bei Stillstand der Pumpe, durch die Kraft der Druckfeder auf die Maximal- Förderung eingestellt. Beim Betrieb der Pumpe mit sich ergebendem Sys temdruck bleibt die Einstellung auf Maximal-Förderung so lange beibehal ten, bis die durch den Steuerdruck im ersten Betätigungszylinder erzeugte Stellkraft die vom Systemdruck im zweiten Betätigungszylinder erzeugte Kolbenkraft, zuzüglich der Federkraft, übersteigt, wonach, vom Steuerdruck abhängig, die Schrägscheibe auf geringere Förderleistung zurückge schwenkt wird. Für einen Betrieb mit einem Steuerdruck begrenzten Druckniveaus ist vor zugsweise die vom Steuerdruck beaufschlagbare Kolbenfläche des Kolbens des ersten Betätigungszylinders größer gewählt als die vom Systemdruck beaufschlagbare Kolbenfläche des Kolbens des zweiten Betätigungszylin ders. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig.1 einen Längsschnitt einer Axialkolbenpumpe in Schrägschei- benbauart gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 um 90° verdreht gezeichneten Längs schnitt der Axialkolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik; Fig. 3 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungs gemäßen Axialkolbenpumpe, wobei die Verstelleinrichtung geschnitten dargestellt ist;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, wobei die Verstell einrichtung in dem der maximalen Pumpenförderung entspre chenden Betriebszustand dargestellt ist;

Fig. 5 eine gegenüber Fig. 3 und 4 vergrößert und abgebrochen ge zeichnete Darstellung, wobei die Verstelleinrichtung in dem der Null-Förderung entsprechenden Betriebszustand darge stellt ist;

Fig. 6 eine gesonderte Darstellung des in Fig. 5 linksseitigen Betäti gungskolbens des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Fig. 7 einen Längsschnitt der Darstellung von Fig. 6;

Fig. 8 in gegenüber Fig. 7 etwa 50-fach vergrößerter Darstellung den in Fig. 7 mit X bezeichneten Bereich;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines eine Trennstelle aufweisenden Kol benringes des Ausführungsbeispiels; und Fig. 10 in gegenüber Fig. 9 etwa 50-fach vergrößerter Darstellung den in Fig. 9 mit Y bezeichneten Bereich der Trennstelle.

In den Figuren, von denen Fig. 1 und 2 eine Axialkolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik und Fig. 3 bis 10 ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung zeigen, ist ein Pumpengehäuse mit 1 bezeichnet, in dem eine Zylin dertrommel 3 mittels einer Antriebswelle 5 um eine Drehachse 7 drehbar ist. Wie am besten aus den eine Axialkolbenpumpe des Standes der Tech nik zeigenden Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, stützen sich in der Zylindertrom mel 3 befindliche, axial bewegbare Kolben 9 über an ihren oberen Enden befindliche Gleitschuhe 1 1 an der Gleitfläche 1 3 einer Schrägscheibe 15 ab. Diese ist an ihrer von der Gleitfläche 1 3 abgewandten Seite über eine kreisbogenförmige Schrägscheibenlagerung 1 7 am Pumpengehäuse 1 derart bewegbar geführt, dass die Schrägscheibe 1 5 um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die, zur Drehachse 7 senkrecht verlaufend, in der Ebene der Gleitfläche 1 3 der Schrägscheibe 1 5 und damit zur Zeichenebene der Fig. 1 , 3 und 4 senkrecht verläuft. Mittels einer als Ganzes mit 21 bezeich- neten Verstelleinrichtung ist die Schrägscheibe 1 5 um diese Schwenkachse zwischen den in Fig. 1 und 4 gezeigten, geschwenkten Einstellungen, die der maximalen Förderleistung der Pumpe entsprechen, und den in Fig. 2, 3 und 5 gezeigten Einstellungen auf Null-Förderung schwenkbar, wobei sich hierbei die Ebene der Gleitfläche 1 3, bezogen auf den vertikalen Verlauf der Drehachse 7, in der Horizontalen befindet, so dass kein Hub der Kol ben 9 bei der Rotation der Zyl indertrommel 3 erfolgt.

Als der Schrägscheibe 1 5 zugeordnetes Betätigungsteil weist die

Verstelleinrichtung 21 einen Schwenkhebel 23 auf, der an der Schrägschei be 1 5 befestigt ist und sich seitlich der Schrägscheibe 1 5 und der Zylinder trommel 3 erstreckt. Der Schwenkhebel 23 ist am Gehäuse 1 mittels eines Drehzapfens 1 9 (s. Fig. 2) schwenkbar gelagert. An seinem unteren freien Ende weist der Schwenkhebel 23 eine Anlenkstelle 29 auf, an der Stellglie der der Verstelleinrichtung 21 angreifen, um den Schwenkhebel 23 in der Zeichnungsebene von Fig. 1 und 3 bis 5 zu bewegen und damit die Schräg scheibe 1 5 um deren Schwenkachse zu verschwenken.

Die Verstelleinrichtung 21 weist, wie Fig. 3 bis 5 zeigen, einen ersten Betä tigungszylinder 31 mit einer eine Zylinderachse 32 definierenden Zylinder buchse 33 auf, in der ein Betätigungskolben 35 geführt ist. Der Kolben 35 ist durch ein mit seiner Kolbenstange 37 einstückiges Drehteil gebildet und weist an seinem freien Ende eine Kugelpfanne 39 auf, die bei Anlage am die Anlenkstelle bildenden Kugelkopf 29 des Schwenkhebels 23 ein Kugel gelenk bildet. Dem ersten Betätigungszylinder 31 entgegengesetzt und mit diesem auf gemeinsamer Zylinderachse 32 liegend, weist die Verstellein richtung 21 einen zweiten Betätigungszylinder 43 mit einer Zylinderbuchse 45 auf. In dieser ist ein zweiter Betätigungskolben 47 geführt, der, wie der erste Betätigungskolben 35, zusammen mit seiner Kolbenstange 49 durch ein einstückiges Drehteil gebildet ist. Wie der erste Betätigungskolben 35 weist der zweite Betätigungskolben 47 am freien Ende seiner Kolbenstange 49 eine Kugelpfanne 51 auf, die unter Anlage am Kugelkopf 29 des

Schwenkhebels 23 ein zweites Kugelgelenk bildet. Die druckbeaufschlagte Kolbenfläche 53 des ersten Kolbens 35 ist größer als die druckbeaufschlagte Kolbenfläche 55 des zweiten Betätigungskolbens 47. Zwischen der Zylin derbuchse 45 des zweiten Betätigungszylinders 43 und einem Federteller 57, der durch einen radial vorstehenden Bund der Kolbenstange 49 des zweiten Betätigungskolbens 47 gebildet ist, ist eine Druckfeder 59 einge spannt, die die Verstelleinrichtung 21 in die in Fig. 4 gezeigte, der maxima len Pumpenförderung entsprechende Einstellung vorspannt und außerdem die am Kugelkopf 29 des Schwenkhebels 23 gebildeten Kugelgelenke spiel frei hält.

Um die Betätigungskolben 35 und 37 frei von Zwangskräften bei den Ein stellbewegungen zu halten, bei denen sich der Kugelkopf 29 des Schwenk hebels 23 mit vertikaler Bewegungskomponente geringfügig aus der Zylin derachse 32 entfernt, ist bei der Erfindung ein Ausgleichsmittel vorgesehen, das das beim Stand der Technik hierfür vorgesehene, im jeweiligen Betäti gungskolben befindliche zusätzliche Kugelgelenk ersetzt. Beim vorliegen den Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Ausgleichsmittel durch Füh rungsflächen am jeweiligen Betätigungskolben 35, 47, der mit seiner Kol benstange 37 bzw. 49 einstückig ausgebildet ist, und durch eine Führungs fläche am zugeordneten Betätigungszylinder 31 , 43, genauer gesagt, durch deren Zylinderbuchse 33 bzw. 45, gebildet. Beim gezeigten Ausführungs beispiel ist eine spezielle Außenkontur des jeweiligen Betätigungskolbens 35, 47 als Führungsfläche vorgesehen, die Teil des Ausgleichsmittels bildet. Die diesbezügliche Formgebung ist unter Bezug auf die Fig. 6 bis 8 erläu tert, die gesonderte Darstellungen des mit seiner Kolbenstange 49 einstü ckigen zweiten Betätigungskolbens 47 enthalten. Das in diesen Figuren, und insbesondere in Fig. 8, für den kleineren Betätigungskolben 47 gezeig te Umfangsprofil entspricht vollumfänglich dem Umfangsprofil des größe ren Betätigungskolbens 35.

Die Fig. 6 und 7 zeigen den Betätigungskolben 47 mit darauf vormontierter Druckfeder 59, die sich einerseits an dem feststehenden Federteller 57 der Kolbenstange 49 und am anderen Ende an einem auf der kreiszylindrischen Außenfläche 61 der Kolbenstange 49 verschiebbaren Federteller abstützt, bei dem es sich um einen aus zwei Ringhälften 63 und 65 zusammenge setzten Federteller handelt. Bei dem in Fig. 6 und 7 gezeigten, entspannten Zustand der Druckfeder 59 liegt der geteilte Federteller 63, 65 an einer Stu fe 67 der Kolbenstange 49 an. Die Gestaltung der Außenkontur der Betäti gungskolben 35 und 47, die als Teil des Ausgleichsmittels eine begrenzte Auslenkbewegung der Achse der Kolbenstangen 37, 49 aus der Zylinder achse 32 ermöglicht, ist lediglich für das Beispiel des kleineren Kolbens 47 in Fig. 8 näher dargestellt. Wie gezeigt, ist in der Nähe der vorderen Kol benfläche 55 eine Dichtzone 69 aus einem Kolbenringpaket 70 gebildet, das aus drei gleich ausgebildeten Kolbenringen 71 besteht, von denen einer in Fig. 9 und 10 näher dargestellt ist. An der von der Kolbenfläche 55 ab gewandten Seite schließt sich (s. Fig. 8) an die Kolbenringe 71 eine Füh rungszone 73 an. Diese ist aus einem Umfangsabschnitt 75 gebildet, der die jeweilige kolbenseitige Führungsfläche bildet und eine leichte ballige Wölbung besitzt, die derart gewählt ist, dass der Kolben 47 auch bei gerin ger Achsabweichung in der jeweiligen Zylinderbuchse 33, 45 geführt ist, die die zylinderseitige Führungsfläche bildet. An den Abschnitt 75 schließt sich wiederum ein im Außenumfang zurückgenommener Abschnitt 77 (Fig. 8) an, der den Übergang zu den im Außendurchmesser weiter verrin gerten Umfangsabschnitten der Kolbenstange 49 bildet.

Die Fig. 9 und 10 zeigen die Bauweise der Kolbenringe 71 . In der Fig. 10 ist der in Fig. 9 mit Y bezeichnete geöffnete Bereich des jeweiligen Kolben- ringes 71 näher dargestellt. Wie gezeigt, ist dieser Bereich derart verzahnt, dass der Kolbenring 71 elastisch nachgiebig ist, weil am Übergangsbereich seiner Ringenden 80 Freiräume 79 vorhanden sind, innerhalb deren sich die beiden Ringenden 80, wie mit Richtungspfeilen 81 angedeutet, gegen einander bewegen können, während sie an einer Trennstelle 83 aneinander gleiten, die eine Dichtfläche bildet. Für die Schmiermittelversorgung der am Kugelkopf 29 mit den Kugelpfannen 39 und 51 gebildeten Kugelgelenke ist in dem mit dem Systemdruck beaufschlagbaren Kolben 47 eine in der Kol benstange 49 durchgehende Schmiermittelbohrung 85 gebildet, die, von einer an der Kolbenfläche 55 liegenden Drosselstelle 87 ausgehend, bis zur Kugelpfanne 51 führt und sich von dort über eine Bohrung 89 im Kugelkopf 29 bis zur Kugelpfanne 39 des größeren Kolbens 35 fortsetzt.

Wie erwähnt, ist der Druckraum 91 des Betätigungszylinders 31 (Fig. 3 und 5) mit dem die Verstelleinrichtung 21 betätigenden Steuerdruck beauf schlagbar, während der Druckraum 93 des Betätigungszylinders 43 (Fig. 4) mit dem Systemdruck beaufschlagbar ist. Die Fig. 4 zeigt die Einstellung auf maximale Förderleistung bei fehlendem Steuerdruck im Druckraum 91 des größeren Betätigungskolbens 35. Durch den im Druckraum 93 des kleine ren Betätigungskolbens 47 wirkenden Systemdruck und die Kraft der Druck feder 59, die sich über den geteilten Federteller 63, 65 an der Zylinder buchse 45 abstützt, sind die Kolben 35 und 47 in der Zeichnung nach rechts verschoben und der Schwenkhebel 23 in die in Fig. 4 gezeigte Stel lung ausgeschwenkt. Um die Verstelleinrichtung 21 auf geringere Förder leistung einzustellen, wird dem Druckraum 91 des Betätigungszylinders 31 ein entsprechender Steuerdruck zugeführt. Sobald dieser die kombinierte Kraft, die aus dem Systemdruck im Druckraum 93 des kleineren Kolbens 47 und aus der Kraft der Druckfeder 59 resultiert, übersteigt, bewegen sich die Kolben 35, 47 in der Zeichnung nach links, wobei die Förderleistung bis auf Null-Förderleistung verringerbar ist, die in Fig. 3 und 5 dargestellt ist, wobei sich der geteilte Federteller 63, 65 auf dem zylindrischen Abschnitt 61 der Kolbenstange 49 verschoben und von der Stufe 67 wegbewegt hat, wobei die Druckfeder 59 zusammengedrückt ist. Durch die Wirkung der Druckfeder 59 ist auch bei Stillstand der Pumpe und damit fehlendem Sys temdruck die Verstelleinrichtung auf die maximale Förderleistung einge- stellt, die in Fig. 4 gezeigt ist.