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DE102006054098A1 - Swash plate mechanism for axial piston machine i.e. axial-piston pump, has sliding bearing formed between swash body and non-rotatable housing disk, where swash body is part of sliding bearing and part of antifriction bearing - Google Patents

Swash plate mechanism for axial piston machine i.e. axial-piston pump, has sliding bearing formed between swash body and non-rotatable housing disk, where swash body is part of sliding bearing and part of antifriction bearing Download PDF

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DE102006054098A1
DE102006054098A1 DE200610054098 DE102006054098A DE102006054098A1 DE 102006054098 A1 DE102006054098 A1 DE 102006054098A1 DE 200610054098 DE200610054098 DE 200610054098 DE 102006054098 A DE102006054098 A DE 102006054098A DE 102006054098 A1 DE102006054098 A1 DE 102006054098A1
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swash plate
plate mechanism
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swash
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German (de)
Inventor
Bert Rosenheinrich
Karl-Franz Dipl.-Ing. Sill
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler KG
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Abstract

The mechanism (1) has a non-rotatable housing disk (2), and a swash body (3) that is rotatably supported on the housing disk. A swash plate (4) is rotatably supported relative to the swash body for acting on an axial piston. An antifriction bearing (5) is formed between the swash body and the swash plate, where an axial ball bearing is provided as the antifriction bearing. A sliding bearing (6) is formed between the swash body and the housing disk, where the swash body is a part of the sliding bearing and a part of the antifriction bearing.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein insbesondere für eine Axialkolbenmaschine geeignetes Taumelscheibengetriebe.The The invention relates to a particular for an axial piston machine suitable swash plate mechanism.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein Taumelscheibengetriebe für eine Axialkolbenmaschine ist beispielsweise aus der DE 197 38 813 B4 bekannt. Dieses Taumelscheibengetriebe weist einen Taumelkörper auf, der einerseits relativ zu einem Außenlaufring und andererseits relativ zu einer mit mindestens einem Kolben zusammenwirkenden Taumelscheibe rotierbar gelagert ist. Der sich an einem Maschinenteil der Axialkolbenmaschine, insbesondere eines Hochdruckreinigungsgerätes, abstützende Außenlaufring kann auch als Gehäusescheibe des Taumelscheibengetriebes bezeichnet werden. Beim Taumelscheibengetriebe nach der DE 197 38 813 B4 handelt es sich insgesamt um eine bewährte Konstruktion.A swash plate mechanism for an axial piston machine is for example from the DE 197 38 813 B4 known. This swash plate mechanism has a wobble body, which is mounted rotatably on the one hand relative to an outer race and on the other hand relative to a cooperating with at least one piston swash plate. The on a machine part of the axial piston machine, in particular a high-pressure cleaner, supporting outer race can also be referred to as a housing plate of the swash plate mechanism. When swash plate transmission after the DE 197 38 813 B4 Overall, it is a proven construction.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Taumelscheibengetriebe gegenüber dem Stand der Technik zu vereinfachen, ohne signifikante Leistungseinschränkungen in Kauf nehmen zu müssen.Of the Invention is based on the object, a swash plate gear across from to simplify the prior art, without significant performance limitations to have to accept.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Taumelscheibengetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Dieses Taumelscheibengetriebe weist eine mit einer Umgebungskonstruktion, beispielsweise einem Maschinengehäuse, nicht rotierbar verbundene Gehäusescheibe, einen Taumelkörper sowie eine Taumelscheibe auf. Der Taumelkörper ist mittels zweier Lager rotierbar zwischen der Gehäusescheibe und der Taumelscheibe gelagert, wobei eines der Lager als Gleitlager und das andere der Lager als Wälzlager ausgebildet ist. Der Taumelkörper bildet somit zugleich ein Teil eines Gleitlagers und ein Teil eines Wälzlagers. Vorzugsweise ist als Lagerung zwischen dem Taumelkörper und der zur Zusammenwirkung mit mindestens einem Axialkolben vorgesehenen Taumelscheibe ein Wälzlager, insbesondere ein Axial-Kugellager, vorgesehen, während die Lagerung des Taumelkörpers auf der Gehäusescheibe als Gleitlagerung ausgebildet ist. Durch die Gleitlagerung ist nicht nur die Konstruktion des Taumelscheibengetriebes vereinfacht, sondern auch der axiale Bauraumbedarf verringert.These The object is achieved by a swash plate mechanism with the features of the claim 1. This swashplate transmission has one with a surrounding construction, For example, a machine housing, non-rotatably connected Housing washer, a tumbling body and a swash plate. The wobble body is by means of two bearings rotatable between the housing disc and the swash plate mounted, wherein one of the bearings as a plain bearing and the other of the bearings as rolling bearings is trained. The tumbling body thus forms at the same time a part of a sliding bearing and a part of a Bearing. Preferably, as storage between the tumbling body and intended for cooperation with at least one axial piston Swash plate a rolling bearing, in particular an axial ball bearing, provided while the storage of the wobble body on the housing disc is designed as a sliding bearing. Due to the sliding bearing is not only the construction of the swash plate mechanism simplified, but also reduces the axial space requirement.

Das Gleitlager ist vorzugsweise als selbstzentrierendes Axial-Gleitlager gestaltet. Der Effekt der Selbstzentrierung ist insbesondere durch die rillenförmige Gestalt einer Gleitfläche erreichbar. Die Rille verläuft im Wesentlichen in einer normal zur Rotationsachse des Taumelkörpers angeordneten Ebene. Vorzugsweise befindet sich die Rille in der der Gehäusescheibe zugewandten Oberfläche des Taumelkörpers. Ebenso könnte jedoch auch die Gehäusescheibe mit einer Rille versehen sein, während an der Oberfläche des Taumelkörpers eine damit korrespondierende erhabene Struktur gebildet ist. In allen Fällen befindet sich die rillenförmige Gleitfläche vorzugsweise radial außerhalb der Wälzkörper des Wälzlagers des Taumelscheibengetriebes. Zur Zentrierung des Taumelkörpers relativ zur Gehäusescheibe können zusätzlich oder alternativ zur Rillenstruktur der Gleitfläche Zentrierflächen, beispielsweise konische Flächen, Zentrierrillen oder ähnliches vorgesehen sein.The Sliding bearing is preferably as a self-centering axial plain bearing designed. The effect of self-centering is in particular through the groove-shaped Shape of a sliding surface reachable. The groove runs essentially arranged in a normal to the axis of rotation of the wobble body Level. Preferably, the groove is in the housing disc facing surface of the body. Likewise could but also the housing disc be provided with a groove while on the surface of the body a corresponding raised structure is formed therewith. In all cases is the groove-shaped sliding surface preferably radially outside the rolling elements of the rolling bearing of the swashplate gear. For centering the wobble body relative to the housing disc can additionally or alternatively to the groove structure of the sliding surface centering surfaces, for example conical surfaces, Centering grooves or the like provided be.

Die ein Teil des Gleitlagers bildende Gehäusescheibe ist beispielsweise aus einem Sintermaterial, insbesondere Sintermetall, oder aus Kunststoff gefertigt. Zur Bildung der Gleitoberfläche sind auch Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe, wie prinzipiell aus der DE 200 07 841 U1 bekannt, geeignet. Im Fall der Verwendung von Metall als Grundwerkstoff der Gehäusescheibe ist diese vorzugsweise mit einer Gleitschicht überzogen. Als Gleitschicht kommt beispielsweise, wie grundsätzlich aus der DE 197 28 777 C2 bekannt, eine Zinn und Kupfer enthaltende Legierung in Betracht.The housing disc forming part of the slide bearing is made, for example, from a sintered material, in particular sintered metal, or from plastic. To form the sliding surface are also carbon composite materials, as in principle from DE 200 07 841 U1 known, suitable. In the case of the use of metal as the base material of the housing plate, this is preferably coated with a sliding layer. As sliding layer comes, for example, as basically from the DE 197 28 777 C2 known, a tin and copper-containing alloy into consideration.

Der Taumelkörper ist in besonders rationeller Weise als spanlos umgeformtes Blechteil herstellbar. In besonders bevorzugter Ausführungsform ist auf jeder Seite dieses Blechteils spanlos eine Rille in die Oberfläche eingeformt. Die der Taumelscheibe zugewandte Rille dient als Laufrille für die Wälzkörper des Wälzlagers, während die der Gehäusescheibe zugewandte Rille als Teil des Gleitlagers dessen Selbstzentrierung bewirkt.Of the oscillatory body is in a particularly rational way as a chipless formed sheet metal part produced. In a particularly preferred embodiment is on each side this sheet metal part without a groove formed in the surface. The swashplate facing groove serves as a raceway for the rolling elements of the rolling bearing, while the housing disc facing groove as part of the sliding bearing whose self-centering causes.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Taumelkörper verliersicher mit der Gehäusescheibe gekoppelt. Ebenso ist eine verliersichere Kopplung des Taumelkörpers mit der Taumelscheibe realisierbar, so dass das gesamte Taumelscheibengetriebe eine einfach handhabbare, in einem einzigen Arbeitsschritt montierbare Baueinheit darstellt. Die verliersichere, jedoch drehbare Kopplung von Taumelkörper und Gehäusescheibe bzw. von Taumelkörper und Taumelscheibe ist vorzugsweise durch Schnappverbindungen hergestellt. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist zumindest die Schnappverbindung zwischen dem Taumelkörper und der Gehäusescheibe einstückig mit einem der Teile Taumelkörper und Gehäusescheibe, vorzugsweise mit dem Taumelkörper, ausgebildet. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:To an advantageous development of the tumbling body is captive coupled with the housing plate. Likewise, a captive coupling of the wobble body with the swash plate feasible, so that the entire swash plate gear a easy to handle, mountable in a single step Building unit represents. The captive, but rotatable coupling of tumbling bodies and housing washer or of tumbling body and swash plate is preferably made by snap connections. In a particularly preferred embodiment, at least the snap connection between the tumbling body and the housing disc one piece with one of the parts tumbling bodies and housing disc, preferably with the wobble body, educated. Hereinafter will be an embodiment of the invention explained in more detail with reference to a drawing. Here in demonstrate:

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

1 im Querschnitt ein Taumelscheibengetriebe für eine Axial-Kolbenmaschine, und 1 in cross section a swash plate gear for an axial piston machine, and

2 in einem vergrößerten Querschnitt ausschnittsweise eine für das Taumelscheibengetriebe nach 1 geeignete, eine Beschichtung aufweisende Gehäusescheibe. 2 in an enlarged cross-sectional detail of one for the swash plate gear 1 suitable housing having a coating disc.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Ein in 1 dargestelltes Taumelscheibengetriebe ist für die Verwendung in einer Axialkolbenpumpe, insbesondere in einem Hochdruckreiniger, vorgesehen. Hinsichtlich der Funktion des Taumelscheibengetriebes 1 wirkt auf die DE 103 57 084 A1 verwiesen. Das Taumelscheibengetriebe 1 setzt sich im Wesentlichen zusammen aus einer drehfest im Hochdruckreiniger angeordneten Gehäusescheibe 2, einem als spanlos hergestelltes Blechteil ausgebildeten Taumelkörper 3, sowie einer Taumelscheibe 4, die zur Betätigung nicht dargestellter Kolben vorgesehen ist. Die Rotationsachse des Taumelkörpers 3 ist mit A1, die hierzu schräg gestellte Symmetrieachse der Taumelscheibe 4 mit A2 bezeichnet. Zur rotierbaren Lagerung des Taumelkörpers 3 zwischen der Taumelscheibe 4 und der Gehäusescheibe 2 sind ein Wälzlager 5 und ein Gleitlager 6 vorgesehen, wobei das Wälzlager 5 zwischen dem Taumelkörper 3 und der Taumelscheibe 4 und das Gleitlager 6 zwischen dem Taumelkörper 3 und der Gehäusescheibe 2 gebildet ist.An in 1 shown swash plate gear is intended for use in an axial piston pump, in particular in a high-pressure cleaner. With regard to the function of the swash plate mechanism 1 acts on the DE 103 57 084 A1 directed. The swashplate transmission 1 consists essentially of a non-rotatably arranged in the high-pressure cleaner housing disc 2 , A formed as a chipless sheet metal part formed tumbling body 3 , as well as a swash plate 4 , which is provided for actuating unillustrated piston. The axis of rotation of the wobble body 3 with A1, the inclined axis of symmetry of the swash plate 4 denoted by A2. For rotatable storage of the tumbling body 3 between the swash plate 4 and the housing disc 2 are a rolling bearing 5 and a plain bearing 6 provided, wherein the rolling bearing 5 between the tumbling body 3 and the swash plate 4 and the sliding bearing 6 between the tumbling body 3 and the housing disc 2 is formed.

Das Wälzlager 5 ist als Axial-Kugellager mit Kugeln 7 als Wälzkörpern ausgebildet. Die Kugeln 7 sind in einem Käfig 8 aus Kunststoff geführt. Sowohl die Taumelscheibe 4 als auch der Taumelkörper 3 weisen jeweils eine Rille 9, 10 auf, in welcher die Kugeln 7 abrollen, wobei die Laufrille 10 des Taumelkörpers 3 spanlos in diesen eingeformt ist.The rolling bearing 5 is as an axial ball bearing with balls 7 designed as rolling elements. The balls 7 are in a cage 8th made of plastic. Both the swash plate 4 as well as the body of tumbling 3 each have a groove 9 . 10 on, in which the balls 7 unroll, with the track groove 10 of the body 3 is formed without cutting in these.

Auf der der Rille 10 gegenüberliegenden, der Gehäusescheibe 2 zugewandten Seite des Taumelkörpers 3 ist in dessen Oberfläche eine weitere Rille 12 spanlos eingeformt. Diese Rille 12 bildet eine Gleitfläche des Gleitlagers 6 und kontaktiert eine ebenfalls ringförmig umlaufende Erhebung 13 an der Oberfläche der Gehäusescheibe 2. Die Erhebung 13 ist einteilig mit der Gehäusescheibe 2 ausgebildet, welche im Ausführungsbeispiel nach 1 aus Sintermetall gefertigt ist. Durch Tränkung dieses Sintermetalls mit Öl im Betrieb des Taumelscheibengetriebes 1 ist ein reibungsarmer Lauf des Gleitlagers 6 gegeben. Die Rille 12 ist, bezogen auf die Achse 1A, radial außerhalb der Mittelpunkte der Wälzkörper 7, das heißt radial außerhalb des Teilkreisdurchmessers, angeordnet. Dies sorgt für eine großflächige Verteilung der auf das Gleitlager 6 wirkenden Axialkräfte. Durch die Rillenstruktur der Gleitflächen 12, 13 ist zudem ein Selbstzentrierungseffekt gegeben. Der Taumelkörper 3 weist eine Innenkontur 11 auf, die eine formschlüssige Verbindung mit einer nicht dargestellten Antriebswelle ermöglicht.On the groove 10 opposite, the housing disc 2 facing side of the swash body 3 is in its surface another groove 12 formed without cutting. This groove 12 forms a sliding surface of the sliding bearing 6 and contacted a likewise annular circumferential survey 13 on the surface of the housing disc 2 , The assessment 13 is in one piece with the housing washer 2 formed, which in the embodiment according to 1 is made of sintered metal. By impregnation of this sintered metal with oil in the operation of the swash plate mechanism 1 is a low-friction running of the plain bearing 6 given. The groove 12 is, based on the axis 1A , radially outside the centers of the rolling elements 7 that is, radially outside the pitch circle diameter. This ensures a large distribution of the on the plain bearing 6 acting axial forces. Through the groove structure of the sliding surfaces 12 . 13 In addition, there is a self-centering effect. The tumbling body 3 has an inner contour 11 on, which allows a positive connection with a drive shaft, not shown.

Als optionales Merkmal des Taumelscheibengetriebes 1 ist in 1 zusätzlich eine Schnappverbindung 14 dargestellt. Diese ist hergestellt durch eine Federzunge 15, welche mit dem Taumelkörper 3 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Die Federzunge 15 umgreift die Gehäusescheibe 2 derart, dass die Rotation des Taumelkörpers 3 relativ zur Gehäusescheibe 2 nicht behindert ist. In vergleichbarer Weise ist auch eine Verliersicherung zwischen dem Taumelkörper 3 und der Taumelscheibe 4 realisierbar, sodass das Taumelscheibengetriebe 1 insgesamt eine vormontierte Baueinheit bildet.As an optional feature of the swashplate gear 1 is in 1 in addition a snap connection 14 shown. This is made by a spring tongue 15 , which with the tumbling body 3 connected or integrally formed with this. The spring tongue 15 surrounds the housing disc 2 such that the rotation of the wobble body 3 relative to the housing plate 2 is not handicapped. In a similar way is also a captive between the wobble body 3 and the swash plate 4 feasible, so the swash plate gear 1 a total of a preassembled unit forms.

In 2 ist eine alternative Ausführungsform der ein Teil des Gleitlagers 6 bildenden Gehäusescheibe 2 dargestellt. Ein Grundwerkstoff 16, nämlich Me tall, der Gehäusescheibe 2 ist mit einer Beschichtung 17, die eine Gleitschicht des Gleitlagers 6 bildet, beschichtet. Die Beschichtung 17 umfasst einen Sinterwerkstoff 18, beispielsweise Sinterbronze, sowie einen Füllstoff 19, insbesondere einen Kunststoff. Als Kunststoff 19 ist beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen) geeignet. Alternativ sind, abhängig von der Anwendung des Taumelscheibengetriebes 1, beispielsweise hochmolekulares PE (Polyethylen), POM (Polyoxymethylen) oder PUR (Polyurethan) als Bestandteile der Beschichtung 19 geeignet.In 2 is an alternative embodiment of a part of the sliding bearing 6 forming housing disc 2 shown. A base material 16 , Me tall, the housing disc 2 is with a coating 17 , which is a sliding layer of the sliding bearing 6 forms, coated. The coating 17 comprises a sintered material 18 , For example, sintered bronze, and a filler 19 , in particular a plastic. As plastic 19 For example, PTFE (polytetrafluoroethylene) is suitable. Alternatively, depending on the application of the swashplate gear 1 For example, high molecular weight PE (polyethylene), POM (polyoxymethylene) or PUR (polyurethane) as components of the coating 19 suitable.

11
TaumelscheibengetriebeSwash plate mechanism
22
Gehäusescheibehousing washer
33
Taumelkörperoscillatory body
44
Taumelscheibeswash plate
55
Wälzlagerroller bearing
66
Gleitlagerbearings
77
Wälzkörperrolling elements
88th
KäfigCage
99
Rillegroove
1010
Rillegroove
1111
Innenkonturinner contour
1212
Rillegroove
1313
Erhebungsurvey
1414
Schnappverbindungsnap
1515
Federzungespring tongue
1616
GrundwerkstoffParent material
1717
Beschichtungcoating
1818
SinterwerkstoffSintered material
1919
Füllstofffiller
A1A1
Rotationsachseaxis of rotation
A2A2
Symmetrieachseaxis of symmetry

Claims (12)

Taumelscheibengetriebe, insbesondere für eine Axialkolbenmaschine, mit einer nicht drehbaren Gehäusescheibe (2), einem auf der Gehäusescheibe (2) drehbar gelagerten Taumelkörper (3), sowie einer relativ zum Taumelkörper (3) drehbar gelagerten, zur Zusammenwirkung mit mindestens einem Axialkolben geeigneten Taumelscheibe (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Taumelkörper (3) sowohl Teil eines Gleitlagers (6) als auch Teil eines Wälzlagers (5) ist.Swash plate gear, especially for an axial piston machine, with a non-rotatable housing disc ( 2 ), one on the housing disc ( 2 ) rotatably mounted wobble body ( 3 ), as well as relative to the wobble body ( 3 ) rotatably mounted, suitable for cooperation with at least one axial piston swash plate ( 4 ), characterized in that the wobble body ( 3 ) both part of a sliding bearing ( 6 ) as well as part of a rolling bearing ( 5 ). Taumelscheibengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (5) zwischen dem Taumelkörper (3) und der Taumelscheibe (4) und das Gleitlager (6) zwischen dem Taumelkörper (3) und der Gehäusescheibe (2) gebildet ist.Swash plate mechanism according to claim 1, characterized in that the rolling bearing ( 5 ) between the wobble body ( 3 ) and the swash plate ( 4 ) and the sliding bearing ( 6 ) between the wobble body ( 3 ) and the housing disc ( 2 ) is formed. Taumelscheibengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Wälzlager (5) ein Axial-Kugellager vorgesehen ist.Swash plate mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that as rolling bearing ( 5 ) An axial ball bearing is provided. Taumelscheibengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (6) als selbstzentrierendes Axial-Gleitlager ausgebildet ist.Swash plate mechanism according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sliding bearing ( 6 ) is designed as a self-centering axial slide bearing. Taumelscheibengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (6) eine rillenförmige Gleitfläche (12) aufweist.Swash plate mechanism according to claim 4, characterized in that the sliding bearing ( 6 ) a groove-shaped sliding surface ( 12 ) having. Taumelscheibengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die rillenförmige Gleitfläche (12) radial außerhalb der Wälzkörper (7) des Wälzlagers (5) befindet.Swash plate mechanism according to claim 5, characterized in that the groove-shaped sliding surface ( 12 ) radially outside the rolling elements ( 7 ) of the rolling bearing ( 5 ) is located. Taumelscheibengetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusescheibe (2) aus Sintermaterial gefertigt ist.Swash plate mechanism according to one of claims 2 to 6, characterized in that the housing disc ( 2 ) is made of sintered material. Taumelscheibengetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusescheibe (2) aus Kunststoff gefertigt ist.Swash plate mechanism according to one of claims 2 to 6, characterized in that the housing disc ( 2 ) is made of plastic. Taumelscheibengetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusescheibe (2) eine eine Gleitoberfläche bildende Beschichtung (17) aufweist.Swash plate mechanism according to one of claims 2 to 6, characterized in that the housing disc ( 2 ) a coating which forms a sliding surface ( 17 ) having. Taumelscheibengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Taumelkörper (3) als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildet ist.Swash plate mechanism according to one of claims 1 to 9, characterized in that the wobble body ( 3 ) is formed as a chipless formed sheet metal part. Taumelscheibengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Taumelkörper (3) verliersicher mit der Gehäusescheibe (2) gekoppelt ist.Swash plate mechanism according to one of claims 1 to 10, characterized in that the wobble body ( 3 ) captive with the housing washer ( 2 ) is coupled. Taumelscheibengetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung zwischen dem Taumelkörper (3) und der Gehäusescheibe (2) mittels einer Schnappverbindung (14) hergestellt ist.Swash plate mechanism according to claim 11, characterized in that the coupling between the swash body ( 3 ) and the housing disc ( 2 ) by means of a snap connection ( 14 ) is made.
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