Die Erfindung betrifft eine für die Verwendung in einer Axialkolbenmaschine geeignete Schwenkwiegenlagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Synchronisationsvorrichtung einer Schwenkwiegenlagerung, wobei durch die Synchronisationsvorrichtung Bewegungen eines Wälzkörper, insbesondere Rollen, führenden Käfigs einer Schwenkwiegenlage rung mit den Schwenkbewegungen einer Schwenkwiege synchronisiert werden.

Eine gattungsgemäße Schwenkwiegenlagerung für eine hydraulische Axialkolbenma schine ist beispielsweise aus der DE 2521 312 B1 bekannt. Mit Hilfe der bekannten Schwenkwiegenlagerung kann eine Schrägscheibe, das heißt Schwenkwiege, in ver änderbarer Winkelstellung in einem Gehäuse gelagert werden. Durch Verstellung der Winkellage der Schrägscheibe verändert sich der Hub von Kolben der Axialkolbenma schine. Das bekannte Schrägscheiben-Schwenklager umfasst Rollen als Wälzkörper, welche in einem Käfig geführt sind. An dem Käfig ist ein sich etwa radial zur Krüm mung des bogenförmigen Käfigs erstreckender Stab schwenkbar angelenkt, wobei der Stab im Fall der DE 2521 312 B1 gegenüber dem Käfig zusätzlich radial verschieblich ist. Der Stab ist mit seinem einen Ende ortsfest an einer Stelle des Gehäuses schwenkbar gelagert und mit seinem anderen Ende an der Schrägscheibe schwenk bar und in seiner Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Jeder Verschwenkung der Schrägscheibe ist damit eine Verlagerung des Käfigs zugeordnet, womit insgesamt eine Synchronisationsvorrichtung gegeben ist.

Eine weitere Axialkolbenmaschine mit einem Schwenklager ist in der DE 102006023 711 A1 beschrieben. In diesem Fall ist ein Käfigsegment durch ein winkelförmiges Führungselement geführt, welches drehbar und verschiebbar am Käfigsegment gela gert ist und zwei Führungsschenkel aufweist, die an den relativ zueinander ver- schwenkbaren Teilen auf verschiedene Weise angehängt sind. Eine weitere Nachführeinrichtung für einen Käfig eines Segmentwälzlagers einer Wie ge, das heißt einer Schwenkwiegenlagerung, ist in der DE 34 42 391 C1 offenbart. Die Nachführeinrichtung umfasst zwei Führungsnuten, wobei ein Führungsglied in einer Kreuzungsstelle der Führungsnuten geführt ist.

Schrägscheiben-Schwenklager mit Kulissensteuerungen zur Synchronisation der Kä figbewegung mit der Schwenkbewegung eines Lagerteils sind auch in den Dokumen ten DE 102009 013 094 B4 und DE 102012 202 742 B3 beschrieben.

Diverse Gestaltungsmöglichkeiten von Käfigen von Schwenkwiegenlagerungen gehen aus den Dokumenten DE 87 05446 U1 , DE 10 2005 034 739 A1 und DE 10 2014 206 803 B3 hervor.

Eine Schwenkwiegenlagerung, bei der die Bewegung eines Käfigs durch Anschläge begrenzt ist, ist in der DE 102017 126 525 A1 beschrieben.

Komplette Axialkolbenmaschinen einschließlich Schwenkwiegenlagerung sind zum Beispiel in den Dokumenten DE 19960 941 A1 und DE 102013210 070 B3 be schrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkwiegenlagerung mit einer Synchronisationsvorrichtung, welche die Relativbewegung der beiden schwenkbar zueinander gelagerten Teile mit der Bewegung eines Käfigsegments synchronisiert, gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere unter fertigungstechni schen Aspekten weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schwenkwiegenlagerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Fierstellung einer Synchronisationsvorrichtung gemäß Anspruch 7. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vor teile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt die Schwenkwiegenlagerung, und umgekehrt.

Die Schwenkwiegenlagerung umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption ein ge bogenes Käfigsegment, in welchem Wälzkörper, insbesondere Zylinderrollen, geführt sind, die zwischen zwei gegeneinander verschwenkbaren Lagerteilen abrollen, wobei eine Synchronisationsvorrichtung, die zur Synchronisation der Relativbewegung der Lagerteile mit der Verlagerung des Käfigsegments ausgebildet ist, einen Schwenkhe bel umfasst, der im Käfigsegment gelagert ist.

Erfindungsgemäß ist zur Lagerung des Schwenkhebels im Käfigsegment ein Gelenk lager vorgesehen ist, welches bezüglich einer mittig zwischen eine Innenumfangsflä che und eine Außenumfangsfläche des Käfigsegments gelegten Tangentialebene un symmetrisch ausgebildet ist.

Der Schwenkhebel ragt beidseitig aus dem Gelenklager heraus. Insofern ist eine Ge meinsamkeit zwischen der Lagerung des Schwenkhebels und einem aus der DE 10 2009 027 204 A1 bekannten Kugelhülsengelenk gegeben. Im Unterschied zur Lage rung des Schwenkhebels ist das Kugelhülsengelenk jedoch spiegelsymmetrisch zu einer die Kugelhülse schneidenden Mittelebene ausgebildet.

Es hat sich gezeigt, dass durch die unsymmetrische Gestaltung des Gelenklagers der Schwenkwiegenlagerung fertigungstechnisch vorteilhafte Möglichkeiten gegeben sind, das Lageraußenteil einstückig durch das Käfigsegment zu bilden.

Die Tangentialebene schneidet das Gelenklager mittig, das heißt im Drehpunkt. Die das Gelenklager betreffenden geometrischen Angaben beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf die Normalstellung des Schwenkhebels. In der Normalstellung ist der Schwenkhebel in Radialrichtung der Schwenkwiegenlagerung ausgerichtet und schneidet damit die Schwenkachse der Schwenkwiegenlagerung. Eine durch den Schwenkhebel definierte, in Radialrichtung der Schwenkwiegenlagerung ausgerichte te Gerade stellt eine Flächennormale der Tangentialebene dar.

Gemäß verschiedener möglicher Ausgestaltungen ist ein durch den Schwenkhebel gebildetes Gleitlagerinnenstück im Gegensatz zum durch das Käfigsegment gebilde ten Gleitlageraußenstück symmetrisch ausgebildet.

Unter einer Symmetrie ist hierbei eine Spiegelsymmetrie bezüglich der Tangential ebene zu verstehen. Typischerweise hat das Gleitlagerinnenstück eine sphärische Form. Eine Verschiebbarkeit des Schwenkhebels relativ zum Käfigsegment in Radial richtung, das heißt in Längsrichtung des Schwenkhebels, ist in bevorzugter Ausgestal tung nicht vorgesehen.

Gemäß einer ersten möglichen Bauform ist an der Außenumfangsfläche des Kä figsegments eine das Gelenklager umgebende, ringförmige Vertiefung gebildet, wel che außerhalb eines ringförmigen Sicherungskragens angeordnet ist, der unmittelbar durch das Käfigsegment gebildet ist und zusammen mit einer durch das Käfigsegment bereitgestellten sphärischen Gleitlagerfläche den Schwenkhebel im Käfigsegment un verlierbar hält. Das Gleitlageraußenstück ist vorzugsweise einstückig unmittelbar durch das Käfigsegment gebildet.

Ein Umformung eines Lagerteils eines Kugelgelenks ist prinzipiell zum Beispiel aus den Dokumenten WO 2004/020847 A1 und DE 202007 000609 U1 bekannt, wobei diese bekannten Kugelgelenke als symmetrische Gelenke gestaltet sind.

Weiterhin wird auf das Dokument WO 2007/115516 A1 hingewiesen, in welchem die Nutzung eines Kaltumformverfahrens zur Herstellung eines Radialgelenks beschrie ben ist. Ein Kugelzapfen, welcher eine Komponente des Radialgelenks darstellt, ragt einseitig aus einem Gehäuse heraus. Gemäß einer zweiten möglichen Bauform ist der Schwenkhebel im Gelenklager durch einen im Käfigsegment gehaltenen Sicherungsring gegen Herausziehen gesichert.

In diesem Zusammenhang wird auf die WO 2011/032616 A1 hingewiesen, welche ein Gelenk mit an einem Zapfen befestigten Kugelkopf beschreibt, wobei zur Verspan nung einer Lagerschale eine Ringmutter vorgesehen ist.

In beiden Bauformen ist das Käfigsegment vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Ebenso kommt eine Fertigung des Käfigsegments aus Metall in Betracht. Sowohl bei einer Fertigung des Käfigsegments aus Kunststoff als auch bei einer Fertigung des Käfigsegments aus Metall handelt es sich bei dem Käfigsegment vorzugsweise um ein einstückiges Bauteil, wobei das Gelenklageraußenstück unmittelbar durch dieses Bauteil gebildet ist. Bei dem Schwenkhebel handelt es sich in beiden Fällen vorzugs weise um ein Metallteil.

Die Synchronisationsvorrichtung der Schwenkwiegenlagerung ist in folgenden Schrit ten herstellbar:

- Bereitstellung eines Käfigsegment-Rohteils, in welchem eine Durchgangs bohrung mit einem zylindrischen Abschnitt und einem sich an den zylindri schen Abschnitt anschließenden, verjüngenden Abschnitt angeordnet ist,

- Bereitstellung eines Schwenkhebels, welcher eine von seinen Enden beab- standete sphärische Verdickung aufweist,

- Einsetzen des Schwenkhebels in die Durchgangsbohrung des Käfigseg- ment-Rohteils, so dass die sphärische Verdickung zur Anlage am sich ver jüngenden Abschnitt der Durchgangsbohrung kommt,

- Verengung des zylindrischen Abschnitts der Durchgangsbohrung, womit der Schwenkhebel gegen Herausziehen aus der Durchgangsbohrung gesichert wird. Bei der ersten Bauform wird ein Teilbereich des zylindrischen Abschnitts der Durch gangsbohrung beispielsweise durch Erhitzen und Verformen des Käfigsegment- Rohteils verengt. Je nach Werkstoff kommt auch eine Kaltumformung des Käfigseg- ment-Rohteils in Betracht.

Unabhängig von der Temperatur, bei welcher die Verformung vorgenommen wird, die Verformung des Käfigsegment-Rohteils zum Beispiel durch Aufsetzen eines Stempels mit ringförmiger Stempelfläche auf die Außenumfangsfläche des Käfigsegment- Rohteils erfolgen.

Entspricht das Gelenklager der zweiten Bauform, so entfällt in bevorzugter Verfah rensführung das Verformen des Käfigsegment-Rohteils. Vielmehr wird in diesem Fall der zylindrische Abschnitt durch Einsetzen des Sicherungsrings in das Käfigsegment- Rohteil verengt.

In beiden Bauformen der Schwenkwiegenlagerung hat das Gelenklager in beiden Axi alrichtungen, bezogen auf die Längsrichtung des Schwenkhebels, typischerweise eine unterschiedliche mechanische Belastbarkeit. Damit ist das Gelenklager besonders gut auf die tatsächlichen Belastungszustände in einer Axialkolbenmaschine abstimmbar.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeich nung näher erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 Komponenten eines ersten Ausführungsbeispiels einer Schwenkwiegen lagerung,

Fig. 2 einen Käfig der Schwenkwiegenlagerung nach Fig. 1 in geschnittener perspektivischer Ansicht, Fig. 3 bis 6 Montageschritte zur Herstellung der Anordnung nach Fig. 1 ,

Fig. 7 ausschnittsweise ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schwenkwie genlagerung,

Fig. 8 einen Sicherungsring der Anordnung nach Fig. 7,

Fig. 9 einen Montageschritt zur Fierstellung der Anordnung nach Fig. 7.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf beide Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Eine lediglich ausschnittsweise dargestellte Schwenkwiegenlagerung 1 umfasst ein gekrümmtes Käfigsegment 2, in welchem nicht dargestellte Wälzkörper, nämlich Zy linderrollen, in Käfigtaschen 3 geführt sind. Die Wälzkörper kontaktieren im fertig mon tierten Zustand der Schwenkwiegenlagerung 1 eine Schwenkwiege und ein Gehäuse als relativ zueinander verschwenkbare Lagerteile. Die Schwenkwiegenlagerung 1 ist Teil einer nicht weiter dargestellten Axialkolbenmaschine, das heißt einer Axialkolben pumpe oder eines Axialkolbenmotors. Mit Hilfe der Schwenkwiegenlagerung 1 kann der Volumenstrom durch die Axialkolbenmaschine beinflusst werden. Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus und der Funktion der Schwenkwiegenlagerung 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.

Der Schwenkwiegenlagerung 1 ist eine insgesamt mit 4 bezeichnete Synchronisati onsvorrichtung zuzurechnen, die dafür sorgt, dass die Verschwenkung des Käfigseg ments 2 auf die Relativbewegung zwischen den zueinander verstellbaren Lagerteilen abgestimmt ist. Die Synchronisationsvorrichtung 4 umfasst einen Schwenkhebel 5, der im Käfigsegment 2 gelagert ist. Hierbei ist durch den Schwenkhebel 5 und das Kä figsegment 2 ein Gelenklager 6 ausgebildet. Das Gelenklager 6 ist gebildet durch ein Gleitlagerinnenstück 7, welches unmittelbar durch den Schwenkhebel 5 bereitgestellt wird, und ein Gleitlageraußenstück 8, welches durch eine Lagerplatte 9 des Kä figsegments 2 bereitgestellt wird. Die Lagerplatte 9 ist entsprechend der Krümmung des Käfigsegments 2 leicht gekrümmt und geht in eine Käfigleiste 10 über. Die Käfig leiste 10 ist über Stege 12 mit einer weiteren Käfigleiste 11 verbunden, wobei jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Stegen 12 eine Käfigtasche 3 gebil det ist. Die Stege 12 sind parallel zur Schwenkachse der Schwenkwiegenlagerung 1 ausgerichtet.

Das durch den Schwenkhebel 5 gebildete Gleitlagerinnenstück 7 wird auch als Ge lenkkugel bezeichnet. Weiterhin weist der Schwenkhebel 5 an seinen beiden Enden jeweils eine Endkugel 13, 14 auf. Die radial innerhalb des Käfigsegments 2 angeord nete Gelenkkugel 13, das heißt diejenige Endkugel 13, die geringer als das Käfigseg ment 2 von der Schwenkachse der Schwenkwiegenlagerung 1 beabstandet ist, weist einen geringeren Abstand von der Gelenkkugel 7 als die äußere Endkugel 14 auf. Dies ist gleichbedeutend damit, dass ein außenliegender Arm 15 des Schwenkhe bels 5 länger ist als ein innenliegender Arm 16. Die Länge der Arme 15, 16 wird je weils ausgehend vom Mittelpunkt des Gelenklagers 6 gemessen. Der Mittelpunkt des Gelenklagers 6 liegt in einer Tangentialebene TE, welche mittig zwischen die innere und die äußere Oberfläche der Lagerplatte 9 gelegt ist.

Das Gleitlagerinnenstück 7 hat eine sphärisch geformte Oberfläche und ist spiegel symmetrisch zur Tangentialebene TE gestaltet. Das Gleitlagerinnenstück 7 ist in eine Durchgangsöffnung 28, welche sich in der Lagerplatte 9 befindet, eingesetzt.

Im Unterschied zum Gleitlagerinnenstück 7 ist das Gleitlageraußenstück 8, welches durch das Käfigsegment 2 bereitgestellt wird, unsymmetrisch zur Tangentialebene TE ausgebildet. Ein innerer Abschnitt 17 der Durchgangsöffnung 28 erstreckt sich von der Tangentialebene TE aus radial nach innen, das heißt in Richtung zur Schwenkachse der Schwenkwiegenlagerung 1. Der Krümmungsradius des inneren Abschnitts 17 ist dem Radius der Gelenkkugel 7 angepasst. Damit ist das Gelenklager 6 dazu ausge bildet, Kräfte, welche den Schwenkhebel 5 in dessen Längsrichtung radial nach innen belasten, abzustützen. Der innere Abschnitt 17 der Durchgangsöffnung 28 stellt eine sphärische Gleitlagerfläche dar.

Darüber hinaus ist das Gelenklager 6 auch in der Lage, ein Herausziehen des Schwenkhebels 5 aus dem Käfigsegment 2 nach außen zu verhindern, wobei in die ser Richtung vergleichsweise geringe Kräfte aufzunehmen sind. Die Sicherung des Schwenkhebels 5 gegen Herausziehen aus dem Käfigsegment 2 nach außen erfolgt in den beiden Ausführungsbeispielen auf unterschiedliche Weise, wie im Folgenden näher erläutert wird.

Bei der Herstellung der Synchronisationsvorrichtung 4 gemäß Fig. 1 wird von einem in Fig. 2 dargestellten Käfigsegment-Rohteil 18 ausgegangen. Die Form des Käfigseg mentrohteils 18 entspricht mit Ausnahme des Gleitlageraußenstücks 8 der Form des endgültigen Käfigsegments 2. Auch der innere Abschnitt 17 der Durchgangsöffnung 28 hat bereits seine endgültige Form.

Im Zuge der Herstellung der Synchronisationsvorrichtung 4 wird der Schwenkhebel 5 von außen in das Gleitlageraußenstück 8 eingesetzt, so dass sich die in Fig. 3 darge stellte Anordnung ergibt. Ein an den inneren Abschnitt 17 radial - bezogen auf die Schwenkachse - nach außen anschließender äußerer Abschnitt 19 der Durchgangs öffnung 28, das heißt der außerhalb der Tangentialebene TE liegende Bereich der In nenoberfläche des Gleitlageraußenstücks 8, ist zylindrisch - mit kreisrundem Quer schnitt - geformt, wobei der Durchmesser des äußeren, zylindrischen Abschnitts 19 an den Durchmesser der Gelenkkugel 7 angepasst ist.

Nachdem der Schenkhebel 5 in das Gleitlageraußenstück 8 eingesetzt ist, wird die Lagerplatte 9 mit Hilfe eines in den Fig. 4 und 5 erkennbaren Werkzeugs 20 verformt. Zum Zweck der Verformung wird die Lagerplatte 9 vorübergehend erwärmt. Das als Stempel mit hohlzylindrischer Form ausgebildete Werkzeug 20 wird konzentrisch zum Gleitlageraußenstück 8 und zum Schwenkhebel 5 auf das Gelenklager 6 aufgesetzt, wobei eine ringförmige Bearbeitungskante 21 , die eine Stirnfläche des Werkzeugs 20 bildet, in die Oberfläche der Lagerplatte 9 eingedrückt wird. Damit bildet sich an der Außenoberfläche der Lagerplatte 9 eine ringförmige Vertiefung 22, wobei durch Mate rialverdrängung zugleich ein ringförmiger Sicherungskragen 23 gebildet wird, durch welchen der äußere Abschnitt 19 verjüngt ist, so dass der Schwenkhebel 5 gegen Herausziehen aus dem Käfigsegment 2 nach außen gesichert ist und zugleich in der entsprechenden Richtung eine Gleitlagerung zwischen der Gelenkkugel 7 und dem Gleitlageraußenstück 8 gegeben ist. Ein zerstörungsfreies Demontieren des Gelen klagers 6 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nicht möglich.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 weist der äußere, zylindrische Abschnitt 19 des Gleitlageraußenstücks 8 eine Ringnut 24 auf. Eine Verformung des Käfigsegment- Rohteils 18 ist in diesem Fall nicht vorgesehen. Stattdessen wird nach dem Einsetzen des Schwenkhebels 5 in das Gleitlageraußenstück 8 ein in Fig. 8 isoliert dargestellter Sicherungsring 25 in die Ringnut 24 eingesetzt. Der nicht geschlossene Sicherungs ring 25 weist an seinen beiden einander zugewandten Enden Öffnungen 26 auf, die das Ansetzen eines Werkzeugs zum Komprimieren des Sicherungsrings 25 ermögli chen. Mit demselben, nicht dargestellten Werkzeug ist auch eine Zerlegung des Ge lenklagers 6 möglich. Im Übrigen erfüllt der Sicherungsring 25 einen dem Sicherungs kragen 23 entsprechende Funktion. Zur Anpassung an die Form der Gelenkkugel 7 weist der Sicherungsring 25 an seiner Innenumfangsfläche eine Fase 27 auf.

Bezuqszeichenliste

1 Schwenkwiegenlagerung Käfigsegment

3 Käfigtasche Synchronisationsvorrichtung

5 Schwenkhebel Gelenklager

7 Gleitlagerinnenstück, Gelenkkugel

8 Gleitlageraußenstück

9 Lagerplatte

10 Käfigleiste

11 Käfigleiste

12 Steg

13 innere Endkugel

14 äußere Endkugel

15 außenliegender Arm

16 innenliegender Arm

17 innerer Abschnitt der Durchgangsöffnung

18 Käfigsegment-Rohteil

19 äußerer Abschnitt der Durchgangsöffnung

20 Werkzeug, Stempel

21 Bearbeitungskante

22 ringförmige Vertiefung

23 Sicherungskragen

24 Ringnut

25 Sicherungsring

26 Öffnung

27 Fase

28 Durchgangsöffnung

TE Tangentialebene