Schiefseheiben-Hubkolbenmasebine. Maschinen vorliegender Art bestehen <I>z. B. aus</I> einem Pumpen- und einem Motor teil, die im wesentlichen gleich ausgebildet sind. Es ist auch möglich, von diesen Ma schinen nur den Pumpen- oder nur den Motorteil zu verwenden. Beispielsweise kann der Motorteil mit Vorteil für den Antrieb von irgendeiner Maschine, z. B. einer Werk zeugmaschine, verwendet werden.
Bekannt sind schon Schiefscheiben-IIub- kolbenmaschinen, bei denen entweder der Zylinderkörper gegenüber der Schiefscheibe, oder umgekehrt die Schiefscheibe gegenüber dem Zylinderkörper zur Erzeugung des Pumpenhubes gedreht wird. Bei Maschinen dieser Art werden die Umfangskräfte von den Kolben oder Kolbenschäften direkt auf den Zylinderkörper übertragen, was wesent liche Reibungsverluste ergibt.
Zur Verminderung derselben ist bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden Maschine der Kolbenschaft von einem Kugel- ring umgeben, durch den die durch den axialen Arbeitsdruck des Kolbens erzeugten radialen Kräfte wenigstens teilweise auf den Zylinderkörper übertragen werden.
In der beigeordneten Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an einem Beispiel und drei Detailvarianten dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schiefscheiben-Hubkolbenmaschine, Fig. 2 eine Variante der Kolbenlagerung, Fig. 3 eine weitere Variante der Kolben- lagerung,
Fig. 4 eine dritte Variante der Kolben lagerung.
Der mit einer Antriebswelle aus einem Stück bestehende Zylinderkörper 1 ist durch Zapfen 2 und Kugellager 3 im Gehäuse boden 4 und Deckel 5 drehbar gelagert. In mehreren axialen Bohrungen des Zylinder körpers 1 bewegen sich, wie dies bei der artigen Maschinen üblich ist, Kolben 6. Die Kolben 6 haben eine am obern (vordern) Ende offene Bohrung 16, in welche eine Feder 7 eingeschoben und geführt ist. Durch die Federn 17 werden die Kolbenschäfte 6' gegen ein kolbenseitig in die Schiefscheibe 8 eingelassenes Drucklager 8a gedrückt.
Die zwei Teile 6, 6' können getrennte Stücke bil den (Fix. 4) oder an ein und demselben Stück ausgebildet sein (Fix. 1 und 2). Der Zylinderkörper 1 legt sich mit seiner als Steuerspiegel 9 ausgebildeten Stirnfläche an den Steuerspiegel 10 des Gehäuseteils 4, wobei seine Austrittsbohrungen 11 im Be trieb die Schlitze 12 und 13, die zu Sammel kanälen 14 und 15 führen, überstreichen.
Die Bohrungen für die Schäfte 6' sind am hintern (untern) Ende um den doppelten Durchmesser von Kugeln 18; die in Kugel käfigen 17 einen den Kolbenschaft umge benden Ring 18 bilden, grösser als der be treffende Schaftteil. Bei der Drehbewegung des Zylinderkörpers 1 rollen die Schäfte 6' ?,-n den hintern- Stirn±lächev. 20 all der. Drucklager 8a ab,
wobei sie sich um ihre Längsachse drehen und sieh gleichzeitig axial hin- und herbewegen. Der axiale Öl- druck und derjenige der Scheibe 8 auf die Kolben erzeugen infolge der Schräglage der Scheibe 8 eine radiale Kraftkomponente PI auf den Kolbenschaft, welche vom Kugel- ring 18 auf den Zylinderkörper übertragen wird.
Der Kugelkäfig 17 ist hinten gegen das Austreten aus der Bohrung durch einen an den Zylinderkörper angeschraubten Deckel 19 gesichert. Die gegen das Druck lager 8a der Schiefscheibe anliegende Stirn fläche 20 des Kolbenschaftes 6' ist mit einer 5 Wölbung versehen, deren Radius grösser ist als der halbe Durchmesser des Kolbens 6.
Dadurch .ist es möglich, den grössten Teil der Seitenkomponenten P1 durch den Kugel ring 18 aufnehmen zu lassen, wodurch das i Kippmoment auf den Kolbenschaft ent sprechend kleiner wird.
Die Seitenkompo nente PI wird ganz durch den Kugelring auf den Zylinderkörper übertragen, und das Kippmoment des Kolbenschaftes wird Null, 5 wenn die resultierende, durch den Winkel a und- die Kraft P bestimmte Kraft P2 die Kolben- bezw. Kolbenschaftachse auf der radialen Mittelebene 18-18' des Kugelringes schneidet. Dabei gilt die Bedingung a.
P = b . P1, wobei b den Axialabstand zwischen jener radialen Mittelebene und dem Berüh- rungspunkt 24 zwischen dem freien Kolben schaftende und dem Drucklager der Schief scheibe, und a den radialen Abstand des Punktes 24 von der Kolbenachse bedeutet. Die Kräfte sind durch Pfeile in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt.
Soll der oben angegebenen Bedingung genau entsprochen werden, so soll die gewölbte Stirnfläche eine entspre chende Kurvenform aufweisen. Ein grosser Radius kann bis zu einem gewissen Grade den gleichen Zweck erfüllen.
Die beschriebene Schiefscheiben-Hubkol- benmaschine hat gegenüber den eingangs erwähnten ähnlichen Maschinen den Vor teil der geringeren Abnutzung der Kolben- gleitflächen infolge der geringeren Reibung zwischen Zolbe4 und Zylinderkörper,
wes- halb der Kraftaufwand kleiner und die Lebensdauer des Getriebes grösser ist. Die Ausbildung der Schiefscheibe ist in einfach stem Rahmen gelöst, ohne eine Verschlech- terung des Wirkungsgrades gegenüber be kannten Schiefscheiben-Hubkolbenma-sehinen mit Pleuelstangen in Kauf nehmen zu müs sen.
Fig. 2 zeigt eine Variante des Kolbens samt Kolbenschaft, wonach diese Teile aus einem auf der ganzen Länge zylindrischen, nicht abgesetzten Stück 26 bestehen. Die Kolbenkräfte sind darin für den Winkel a zwischen der Schiefscheibenebene und der Radialebene der Kolbenachse eingezeichnet.
Fig. 3 zeigt die Kolbenkräfte für den Win kel ;ss der Schiefscheibe. Der Berührungs- punkt zwischen Kolben und Schiefscheibe wandert dabei von Punkt 24 in Fig. 2 nach Punkt 25 in Fig. 3.
Fig. 4 zeigt eine Variante des Kolbens samt Schaft, nach welcher diese Teile aus einem zylindrischen Kopf (Kolben) 6 und einem darin durch eine Gelenkkugel 6a angelenkten Schaft 6' be stehen, welcher durch das Kugellager 18 axial verschiebbar geführt ist.
Eine sich gegen eine Abschlussscheibe 27 und eine Schulter des Kolbenschaftes 6' stützende Feder 28 drückt die Kolbenstange an die Schiefscheibe B. Auch bei dieser Variante treten am Kolbenschaft praktisch keine Radialkräfte auf, die unmittelbar auf den Zylinderkörper übertragen werden.
Swivel plate reciprocating muzzle. Machines of the present type consist <I> z. B. from a pump and a motor part, which are essentially the same. It is also possible to use only the pump or only the motor part of these machines. For example, the motor part can advantageously be used to drive any machine, e.g. B. a machine tool are used.
Swash plate / piston-piston machines are already known in which either the cylinder body is rotated with respect to the swash plate or, conversely, the swash plate is rotated with respect to the cylinder body to generate the pump stroke. In machines of this type, the circumferential forces are transmitted from the piston or piston shafts directly to the cylinder body, which results in essential friction losses.
To reduce this, in the machine forming the subject matter of the invention, the piston shaft is surrounded by a ball ring through which the radial forces generated by the axial working pressure of the piston are at least partially transmitted to the cylinder body.
The subject of the invention is shown in the accompanying drawing using an example and three detailed variants. 1 shows a longitudinal section through a swash plate reciprocating piston machine, FIG. 2 shows a variant of the piston mounting, FIG. 3 shows another variant of the piston mounting,
Fig. 4 shows a third variant of the piston bearing.
The existing with a drive shaft in one piece cylinder body 1 is rotatably supported by pins 2 and ball bearings 3 in the housing bottom 4 and cover 5. In several axial bores of the cylinder body 1 move, as is customary in such machines, pistons 6. The pistons 6 have a bore 16 open at the upper (front) end into which a spring 7 is inserted and guided. The piston shafts 6 ′ are pressed by the springs 17 against a thrust bearing 8 a embedded in the swash plate 8 on the piston side.
The two parts 6, 6 'can form separate pieces (Fix. 4) or be formed on one and the same piece (Fix. 1 and 2). The cylinder body 1 lies with its end face designed as a control plate 9 on the control plate 10 of the housing part 4, with its outlet bores 11 in loading the slots 12 and 13, which lead to collecting channels 14 and 15, sweep over.
The bores for the shafts 6 'are at the rear (lower) end by twice the diameter of balls 18; the cages in ball 17 form a piston skirt umge surrounding ring 18, larger than the shaft part concerned. During the rotary movement of the cylinder body 1, the shafts 6 '?, -N the rear-forehead ± smileev roll. 20 all of the. Thrust bearing 8a from,
rotating about their longitudinal axis and simultaneously moving axially back and forth. The axial oil pressure and that of the disk 8 on the pistons, due to the inclined position of the disk 8, generate a radial force component PI on the piston shaft, which is transmitted from the ball ring 18 to the cylinder body.
The rear of the ball cage 17 is secured against emergence from the bore by a cover 19 screwed onto the cylinder body. The end face 20 of the piston skirt 6 ′ that rests against the pressure bearing 8a of the swash plate is provided with a curvature, the radius of which is greater than half the diameter of the piston 6.
As a result, it is possible to have the majority of the side components P1 absorbed by the ball ring 18, whereby the tilting moment on the piston skirt is correspondingly smaller.
The side component PI is transferred entirely through the ball ring to the cylinder body, and the tilting moment of the piston shaft is zero, 5 when the resulting force P2 determined by the angle a and the force P the piston respectively. The piston shaft axis intersects on the radial center plane 18-18 'of the ball ring. Condition a applies.
P = b. P1, where b is the axial distance between that radial center plane and the contact point 24 between the free piston shaft end and the thrust bearing of the swash plate, and a is the radial distance between point 24 and the piston axis. The forces are shown by arrows in FIGS. 1, 2 and 3.
If the above condition is to be met exactly, the curved face should have a corre sponding curve shape. A large radius can to some extent serve the same purpose.
The swash plate reciprocating machine described has the advantage over the similar machines mentioned at the beginning of the lower wear of the piston sliding surfaces due to the lower friction between the Zolbe4 and the cylinder body,
which is why the effort required is less and the service life of the gear unit is longer. The design of the swash plate is achieved in a simple framework, without having to accept a deterioration in the degree of efficiency compared to known swash plate reciprocating piston machines with connecting rods.
2 shows a variant of the piston including the piston skirt, according to which these parts consist of a non-offset piece 26 which is cylindrical over its entire length. The piston forces are shown therein for the angle α between the swash plate plane and the radial plane of the piston axis.
Fig. 3 shows the piston forces for the angle; ss of the swash plate. The point of contact between piston and swash plate moves from point 24 in FIG. 2 to point 25 in FIG. 3.
Fig. 4 shows a variant of the piston including the shaft, according to which these parts are composed of a cylindrical head (piston) 6 and a shaft 6 'articulated therein by a joint ball 6a, which is guided axially displaceably by the ball bearing 18.
A spring 28 supporting itself against a cover plate 27 and a shoulder of the piston shaft 6 'presses the piston rod against the swash plate B. In this variant, too, there are practically no radial forces on the piston shaft which are transmitted directly to the cylinder body.