(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板構造形式のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械であって、長手方向移動可能なピストン（６）を内側に備えた多数の孔（５）が配置されているシリンダブロック（２）が設けられており、各前記ピストン（６）が滑りシュー（７）を介して斜板（１）に支持されており、各前記滑りシュー（７）が滑りシューの玉継手（７ｂ）によって前記ピストン（６）に結合されており、前記滑りシューの玉継手（７ｂ）が前記ピストン（６）に配置されており、各前記滑りシューの玉継手（７ｂ）が連接棒（７ａ）によって、対応配置された前記滑りシュー（７）に結合されており、前記滑りシューの玉継手（７ｂ）の中心点が平面（Ｅ）に配置され、前記シリンダブロック（２）の回転軸線（Ｒ）に対する該平面（Ｅ）の交点（Ｓ）が、前記シリンダブロック（２）の端面（Ａ）と、この端面（Ａ）とは反対側に位置するシリンダブロック（２）の端部との間に位置している形式のものにおいて、
前記シリンダブロック（２）の回転軸線（Ｒ）に対する前記面（Ｅ）の交点（Ｓ）において、前記シリンダブロック（２）が外周で支承されており、斜板（１）は、傾斜角度が調整可能に設けられており、調整可能な傾斜角度範囲において、全ての滑りシューの玉継手（７ｂ）の中心点が前記シリンダブロック（２）における前記孔（５）の軸方向延伸範囲の内側に配置されていることを特徴とする、斜板構造形式のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項２】
前記滑りシュー（７）および／または前記連接棒（７ａ）および／または前記滑りシューの玉継手（７ｂ）の少なくとも一部が軽金属合金から成っている、請求項１記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項３】
前記シリンダブロック（２）が中央に配置されたトルク連接棒（９）に結合されている、請求項１または２記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項４】
前記シリンダブロック（２）が、該シリンダブロック（２）の軸方向移動を可能にしている支承部（８）によって支承されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項５】
ケーシング（３）がケーシング底部（３ａ）を備えており、該ケーシング底部（３ａ）が閉鎖可能な凹部（３ｂ）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項６】
前記ケーシング底部（３ａ）の前記凹部（３ｂ）に補助機械（Ｈ）が配置されている、請求項５記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項７】
斜板側に配置された駆動装置がアキシャルピストン機械に連結されている、請求項６記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項８】
前記駆動装置が、駆動軸（１４）に連結された太陽歯車（１３）と、トルク連接棒（９）に連結された内歯車（１６）とを備えた遊星歯車装置（１２）として構成されている、請求項７記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項９】
前記補助機械が前記遊星歯車装置（１２）の前記太陽歯車（１３）および／または前記駆動軸（１４）に連結されている、請求項８記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項１０】
前記補助機械が前記シリンダブロック（２）および／または前記トルク連接棒（９）に連結されている、請求項８記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【請求項１１】
前記トルク連接棒（９）が緩衝装置（２１）を介在させて前記シリンダブロック（２）に接続されている、請求項３記載のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板構造形式のハイドロスタティック式アキシャルピストン機械であって、長手方向移動可能なピストンを内側に備えた多数の孔が配置されているシリンダブロックが設けられており、各前記ピストンが滑りシューを介して斜板に支持されており、各前記滑りシューが滑りシュー継手たとえば玉継手によって前記ピストンに結合されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式のアキシャルピストン機械は、従来の技術において多数の実施形態で公知である。この場合シリンダブロック支承部の形式によって、装置間に違いが設けられている。すなわち、シリンダブロックの内側支承部と外側支承部である。従来の内側支承部では、機械ケーシングに転がり軸受で支承された回転軸に、シリンダブロックが支承される。シリンダブロックは、軸歯列（Wellenvezahnung）で駆動される。この軸歯列によって、シリンダブロックの軸方向の移動および限られた範囲での角度調節が可能となる。これによってシリンダブロックはその位置を制御面に適合することができる。軸に対するシリンダブロックの支持は、複数の滑りシューの玉継手の中心点を通る平面と、シリンダブロックの回転軸線もしくは軸の回転軸線との交点の領域で得られる。この交点は，従来の技術で公知のアキシャルピストン機械では，軸方向でシリンダブロックの外側に位置する（つまり軸方向でシリンダブロックと斜板との間に位置する）。これによって内側で支承されたシリンダブロックを備えたアキシャルピストン機械では、シリンダブロックが斜板に向かってネック(Hals）部分だけ延長されている。外側で支承されたシリンダブロックを備えたアキシャルピストン機械では、ネックに代わって、カラーがシリンダブロックの外歯車に設けられている。前述の構成手段（シリンダブロックにおけるネックもしくはカラー）によって、アキシャルピストン機械の最低構造長さが規定される。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第３４２３４６７号明細書によって、シリンダブロックがネックもカラーも備えていないが、複数の滑りシュー継手の中心点を通る平面と、シリンダブロックの回転軸線との交点が、同様にシリンダブロックの外側に位置しているアキシャルピストン機械が公知である。前記の構造エレメントは省略することができる。というのはシリンダブロック軸受として、円錐形の軸受、つまり、傾斜型玉軸受（Schraegkugellager）、円錐ころ軸受または滑り軸受が使用されるからである。このような形式のシリンダブロック軸受はシリンダブロックの外側軸受のためにも内側軸受のためにも使用することができる。公知のアキシャルピストン機械の欠点は、制御面の領域においてシリンダブロックの摩耗が生じる場合、シリンダブロックの軸方向の調整を行うことができないということである。これはシリンダブロック軸受の円錐形状が原因である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の、多種多様の形式で使用可能なハイドロスタティック式アキシャルピストン機械を改良し、コンパクトな構造形式で改良されたシリンダブロック支承部が設けられたものを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するための本発明の装置では、複数の滑りシューの玉継手の中心点が平面に配置され、前記シリンダブロックの回転軸線に対する該平面の交点が、シリンダブロックの端面と、この端面とは反対側に位置するシリンダブロックの端部との間に位置している。前記シリンダブロック（２）の回転軸線（Ｒ）に対する前記面（Ｅ）の交点（Ｓ）において、前記シリンダブロック（２）が外周で支承されており、斜板（１）は、傾斜角度が調整可能に設けられており、調整可能な傾斜角度範囲において、全ての滑りシューの玉継手（７ｂ）の中心点が前記シリンダブロック（２）における前記孔（５）の軸方向延伸範囲の内側に配置されている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明のように構成されていると、前述の交点が軸方向で実際のシリンダドラムの内側にか、またはこのシリンダドラムの斜板側の外側縁部の領域に位置するので、シリンダブロックを支持するために、軸方向でシリンダブロックに接続し、このシリンダブロックの長さを規定する特別な構成エレメントも、シリンダブロックの移動自由度（調節性）を制限する円錐形の軸受も必要としない。さらにシリンダブロックは、従来の技術の直接的でない支承部とは異なって、孔の軸方向延伸部の領域で直接的に支承することができる（ラジアル軸受として構成されている滑り軸受またはころがり軸受）。本発明によるアキシャルピストン機械は軸方向で極めて短く構成することができる。
【０００７】
有利には、シリンダブロックが、シリンダブロックの回転軸線と、複数の滑りシュー継手の中心点を通る平面との交点の領域に支承されている。
【０００８】
本発明の特に有利な実施形態によれば、全ての滑りシューの中心点がシリンダブロックにおける孔の軸方向延伸部の内側の領域に配置されている。これによってピストン横方向力は、従来の技術の斜板駆動装置とは異なって、ピストン自由端部に作用するのではなく、シリンダブロックにおける孔の軸方向延伸部の内側に受容される。したがってピストンは曲げ負荷されず、極めて短く構成することが可能で、これによって構造スペースに関する利点がもたらされる。シリンダブロックにおける孔のピストンのガイド長さは、従来の一般的な寸法（ピストン直径のほぼ１．５〜２．５倍までに相応する）に対して、孔のシールのために十分である程度まで短縮することができる。したがって本発明のアキシャルピストン機械の寸法は軸方向でストローク量に対して極めて小さくなっている。
【０００９】
さらにピストンの質量も著しく減少することができる。これによって慣性力が減少される。これはたとえば自動吸い込み式ポンプとして本発明のアキシャルピストン機械を作動する場合に、ピストン戻し装置の負荷軽減を意味する。シリンダブロックの回転中に作用する遠心力も減少される。
【００１０】
全ての滑りシュー継手の中心点をシリンダブロックにおける孔の軸方向延伸部の内側に配置するために様々な可能性が存在する。たとえば斜板の最大調節角度を、全てのピストンが完全に孔に沈み込むまで減少することができる。ピストン直径を拡大すること、および吸引横断面を相応に拡大することによって、本発明のアキシャルピストン機械の搬送もしくは吸引量減少の少なくとも一部を補償することができる。したがってこの場合、ストロークの短い機械が形成され、これによってピストン速度を僅かにするという利点がもたらされる。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、滑りシューの玉継手がピストンに配置されており、各滑りシューが連接棒を介して対応配置された玉継手に結合されている。連接棒の長さを適当にすることによって、斜板の調節角度が変化されていない場合、ピストンは対応配置された孔に完全に入り込むことができる。
【００１２】
連接棒が設られることによって生じる滑りシュー配置構成の質量増加を防止するためかまたは少なくとも一部を補償するために、滑りシューおよび／または連接棒および／または滑りシュー継手が少なくとも部分的に軽金属合金から形成されると有利であることが判明した。しかしながら滑りシューが前述の短い、したがって軽いピストンに組み合わせられる場合には、滑りシュー配置構成の質量増加を許容することができる。
【００１３】
本発明のアキシャルピストン機械は、内側支承部を備えたシリンダブロックの形式でも外側支承部を備えたシリンダブロックの形式でも実施することができる。シリンダブロックが外側で支承されていると、シリンダブロックの駆動装置／出力装置に関して有利である。この場合シリンダブロックはねじり力も曲げ負荷も伝達しなければならない軸に代わって、中央に配置されたトルク連接棒に結合することができる。横方向力のないそのようなトルク連接棒は、前述の駆動軸／出力軸よりも極めて短い直径を有している。
【００１４】
有利には、シリンダブロックが、シリンダブロックの軸方向移動を可能にしている支承部、たとえばころ軸受によって支承されている。しかも滑り軸受配置構成を設けることもできる。
【００１５】
本発明の有利な実施形態によれば、ケーシングがケーシング底部を備えており、ケーシング底部が閉鎖可能な切欠を有している。切欠を通じて別の機械を駆動することができる。
【００１６】
さらにケーシング底部の切欠に補助機械たとえば補助ポンプを配置することができる。したがって補助機械は、アキシャルピストン機械の寸法を拡大することなしにアキシャルピストン機械に組み込まれる。
【００１７】
本発明の別の構成によれば、斜板側に配置された駆動装置がアキシャルピストン機械に連結されている。このようにしてアキシャルピストン機械の回転数を増減することができる。
【００１８】
駆動装置が単段式の遊星歯車装置として構成されており、この遊星歯車装置が駆動軸に連結された太陽歯車と、トルク連接棒に連結された内歯車とを有している限り、一方ではコンパクトな寸法が得られ、他方では本発明のアキシャルピストンをポンプとして使用する場合、騒音を減少するために回転数を低減させることができる（内歯車の直径が太陽歯車の直径の２倍の寸法を有していると、単段式の遊星歯車装置の場合の減速比は２：１である）。
【００１９】
これに対して、補助機械が遊星歯車装置の太陽歯車および／または駆動軸に連結されていると、補助機械は一定の回転数で駆動することができる。補助機械がシリンダブロックおよび／またはトルク連接棒に連結されていると、アキシャルピストン機械と補助機械とを同回転数で駆動することもできる。
【００２０】
多くの使用例、たとえば本発明のアキシャルピストンを、内燃機関によって駆動される、ハイドロスタティック式駆動装置のポンプとして使用する場合では、トルク連接棒が緩衝装置を介在させてシリンダブロックに接続されていると、騒音減少に関して有利である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。
【００２２】
本発明のアキシャルピストン機械は調節可能な斜板１と、外側に支承されたシリンダブロック２と、ケーシング３と、閉鎖カバー４とを有している。閉鎖カバー４はケーシング３を閉鎖し、斜板受容部として形成されている。図示したアキシャルピストン機械はたとえばポンプとして使用することができる。
【００２３】
シリンダブロック２は、内側に長手方向可動のピストン６を備えた、シリンダブロックに対して同心的な孔５を有している。孔５は制御面Ｂによって圧力媒体を供給され、この制御面Ｂは本実施例ではケーシング３のケーシング底部３ａに設けられている。ピストン６は滑りシュー７によってそれぞれ斜板１に支持されている。各滑りシュー７は連接棒７ａを介して、ピストン６において玉継手として形成された滑りシュー継手７ｂに結合されている。各滑りシュー継手７ｂの中心点は共通の平面Ｅ（一点鎖線で示した）に配置されており、この平面Ｅはシリンダブロック２の回転軸線Ｒとの交点Ｓを有している。
【００２４】
本発明によれば、この交点Ｓはシリンダブロック２の端面Ａと、この端面Ａとは反対側に位置するシリンダブロック２の端部との間に位置しており、シリンダブロック２の端面Ａにおいて孔５が斜板側で開口している。つまり端面Ａはピストン出口開口もしくはピストン突き出し開口（Kolbenaustrittsoeffnung）を有している。本発明には、交点Ｓが端面Ａに位置する、つまりシリンダブロック２の斜板側の外側縁部の領域に位置する配置構成も含まれている。
【００２５】
本発明による交点Ｓの配置構成によって、シリンダブロック２はたとえばケーシング３における（シリンダブロック２に対する）外側支承部によって、該シリンダブロック２の周面の領域において支承することが可能で、この外側支承部は本実施例では交点Ｓの領域におけるころ軸受８によって得られる。アキシャルピストン機械のシリンダブロックの外側支承部が設けられる場合、従来の技術における多くのアキシャルピストン機械で必要な、シリンダブロックを延長し、ひいてはアキシャルピストン機械の軸方向寸法を規定するカラーは、したがって必要でない。これによってアキシャルピストン機械の短縮された構造形式が得られる。このような効果はシリンダブロックの内側支承部が設けられる場合でも得られる。なぜならばこの場合、従来の技術によって公知の機械では必要なネック部分を設ける必要がないからである。
【００２６】
本実施例では、著しく変化された構成を実施することもできる。この場合全滑りシュー継手７ｂの中心点は、シリンダブロック２における孔５の軸方向延伸部の内側に配置されている（図１に示した実施例では、孔５から最も出ているピストン６の滑りシュー継手７ｂの中心点は、依然として孔５の軸方向延伸部と見なされる平面Ａに位置している）。したがってピストン横方向力はピストン６の自由端部に作用せず、シリンダブロック２における孔５の軸方向延伸部の内側で受容される。これによってピストン６を極めて短く構成することができる。なぜならばピストンは曲げ負荷されず、孔における面圧は著しく減少されているからである。シリンダブロック２の孔５におけるピストン６のガイド長さは、孔５のシールに対して十分である範囲で短縮することができる。したがってアキシャルピストン機械の軸方向の寸法はストローク量に対して極めて小さい。さらにピストン６の質量は従来のピストンに比べて明らかに減少され、これによって慣性力が減少される。
【００２７】
連接棒が設けられていない配置構成に対して、回転する滑りシューが設けられた配置構成の質量増加を防止するために、滑りシュー７および／または連接棒７ａおよび／または滑りシュー継手は少なくとも一部を軽金属合金から形成することができる。
【００２８】
シリンダブロック２の中央の切欠２ａに、横方向力のない（querkraftfrei）、トルク連接棒９がシリンダブロックに結合されている。トルク連接棒９は閉鎖カバー４に支承されており、これによって本発明のアキシャルピストン機械をほぼ任意の駆動システムの構成要素として使用することができる。この場合トルク連接棒９は、ポンプ駆動装置におけるアキシャルピストン機械を使用する場合には、駆動軸として使用され、モータ駆動装置において使用する場合には、出力軸として使用される。トルク連接棒の使用によって、本発明のアキシャルピストン機械の極めてコンパクトな構造形式が得られる。
【００２９】
斜板１を調節するために、調節シリンダ１０と、この調節シリンダ１０内で長手方向摺動可能で、斜板１に作用結合されている調節ピストン１１が設けられている（図１には簡単な形式で作用する２つの調節シリンダのうちの一方だけが示されており、他方の調節シリンダは回転軸線Ｒに関して、図示した調節シリンダに対して対称的に配置されている）。両方の調節シリンダおよび調節ピストンはそれぞれ回転軸線に対して斜めに配置されており、この場合調節シリンダ／調節ピストンと回転軸線との間に有利には鋭角が形成されている。ケーシング底部３ａは閉鎖可能な切欠３ｂを備えている。この切欠３ｂに、本実施例のアキシャルピストン機械では補助ポンプＨが配置されている。したがってこの配置構成は、補助ポンプの設けられていないアキシャルピストン機械よりも多くのスペースを必要するわけではない。
【００３０】
図１に示した実施例によれば、補助ポンプＨはシリンダブロック２、ひいてはトルク連接棒９によって駆動される。これはアキシャルピストン機械も補助ポンプも同じ回転数を有していることを意味する。
【００３１】
図２に示した実施例では、閉鎖カバー４に単段式の遊星歯車装置１２が隣接されており、遊星歯車装置１２の太陽歯車１３が駆動軸１４に同期回転するように結合されている。遊星歯車装置１２のウェブ１５はケーシングに固定されている。内歯車１６はトルク連接棒９に一体成形された連行円板９ａによってシリンダブロック２に接続されている。本発明のアキシャルピストン機械をポンプとして使用する場合、依然としてコンパクトな寸法にもかかわらず、たとえば騒音を減少するためおよび／またはハイドロリックな出力損失を減少するために回転数を低減させることができる。
【００３２】
図２に示した実施例では、補助ポンプＨはシリンダブロック２もしくはトルク連接棒９にではなく、駆動ロッド１７に結合されており、この駆動ロッド１７は中空に形成されたトルク連接棒９の内側に配置され、駆動軸１４に連結されている。したがって補助ポンプＨは駆動軸１４と同回転数を有し、これに対しシリンダブロック２は遊星歯車装置１２によって回転数を減少される。
【００３３】
図３に示した実施例では、図１に示した実施例と同様に補助ポンプＨは直接シリンダブロック２によって、ひいてはトルク連接棒９によって駆動される。シリンダブロック２が遊星歯車装置１２によって低減された回転数で駆動されるので、これは補助ポンプＨにも当てはまる。
【００３４】
図４に示した実施例では、本発明のアキシャルピストン機械とはずみ車１８とが設けられた配置構成が示されている。この配置構成は図示していない内燃機関に取り付けるために設けられている。この場合はずみ車ケーシング１９に設けられているはずみ車１８は、内燃機関のクランク軸２０に同期回転するように結合されている。アキシャルピストン機械ははずみ車１８に隣接されており、はずみ車１８の切欠１８ａに入り込むように延びている。
【００３５】
トルク連接棒９ははずみ車から離間する側の端部で、たとえばエラストマから成っている緩衝装置２１に結合されている。このような配置構成の、本発明のアキシャルピストン機械によって形成される極めて短い構造形式では、緩衝装置２１によって、一方では騒音が著しく減少され、他方ではクランク軸２０もしくははずみ車１８とアキシャルピストン機械との間の偏心率が補償され、軸方向の寸法偏差が補償される。
【図面の簡単な説明】
【図１】補助ポンプを備えた、本発明のアキシャルピストン機械を示す断面図である。
【図２】補助ポンプおよび駆動装置を備えた、本発明によるアキシャルピストン機械を示す断面図である。
【図３】図２に基づく、本発明のアキシャルピストン機械の変化実施例を示す断面図である。
【図４】内燃機関のはずみ車に接続された緩衝装置を備えた、本発明のアキシャルピストン機械を示す断面図である。
【符号の説明】
１  斜板、  ２  シリンダブロック、  ２ａ  切欠  ３  ケーシング、  ３ａケーシング底部、  ３ｂ  切欠、  ４  閉鎖カバー、  ５  孔、  ６  ピストン、  ７  滑りシュー、  ７ａ  連接棒、  ７ｂ  滑りシュー継手、  ８  ころ軸受、  ９  トルク連接棒、  ９ａ  連行円板、  １０  調節シリンダ、  １１  調節ピストン、  １２  遊星歯車装置、  １３  太陽歯車、  １４  駆動軸、  １５  ウェブ、  １６  内歯車、  １７  駆動ロッド、  １８  はずみ歯車、  １９  はずみ車ケーシング、  ２０  クランク軸、  ２１  緩衝装置、  Ａ  端面、  Ｂ  制御面、  Ｅ  平面、  Ｈ  補助ポンプ、  Ｒ  回転軸線、  Ｓ  交点
【図１】
0005054257.tif 000002
【図２】
0005054257.tif 000003
【図３】
0005054257.tif 000004
【図４】
0005054257.tif 000005