DE1061618B - Axial piston unit with rotatable piston drum and swiveling swash plate - Google Patents
Axial piston unit with rotatable piston drum and swiveling swash plateInfo
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Description
Axialkolbenaggregat mit drehbarer Kolbentrommel und schwenkbarer Schiefscheibe Die Erfindung bezieht sich auf Axialkolbenaggregate, also sowohl auf Pumpen als auch auf Druckflüssigkeitsmotore, die aus einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten, mit einer Welle verbundenen Kolbentrommel und einer im Gehäuse unverdrehbar, jedoch um eine zur Drehachse der Kolbentrommel senkrechteAchse schwenkbar gelagerten Schiefscheibe bestehen. Die Schiefscheibe weist an ihrer der Kolbentrommel abgewendeten Rückseite Führungsbahnen in Form eines Kreiszylinders mit zur Kolbentrommeldrehachse senkrechter Mittellinie auf. In der Kolbentrommel sind zentrisch zur Drehachse Zylinderbohrungen vorgesehen, deren Achsen parallel oder schräg zur Kolbentrommeldrehachse stehen. In diesen Zylinderbohrungen sind Kolben verschiebbar, die mit ihrer äußeren Stirnfläche durch in den Zylindern angeordnete Federn gegen die vor der Kolbentrommel befindliche Schiefscheibe gedrückt werden. Zwischen den äußeren Stirnflächen der Kolben und der unverdrehbaren Schiefscheibe ist meistens ein Axiallager vorgesehen. Wenn die Schiefscheibe um ihre Schwenkachse gegenüber der Kolbentrommel derart verschwenkt wird, daß ihre den Kolben zugekehrte Auflagefläche schräg zur Drehachse der Kolbentrommel steht, dann hat eine Verdrehung der Kolbentrommel eine axiale Hin- und Herbewegung jedes einzelnen Kolbens zur Folge. Durch Veränderung des Schwenkwinkels der Schiefscheibe kann der Kolbenhub eingestellt werden. Derartige Axialkolbenaggregate werden zur hydraulischen Betätigung von Werkzeuginaschinen, zur Bildung hydrostatischer Getriebe mit stufenlos veränderbarer Untersetzung und zu vielen anderen Zwecken verwendet.Axial piston unit with rotatable piston drum and swiveling swash plate The invention relates to axial piston units, so both pumps also on hydraulic fluid motors, which consist of a rotatably mounted in a housing, piston drum connected to a shaft and one that cannot rotate in the housing, however about an axis that is perpendicular to the axis of rotation of the piston drum exist. The swash plate faces away from the piston drum on its rear side Guide tracks in the form of a circular cylinder with a perpendicular axis of rotation to the piston drum Center line on. In the piston drum there are cylinder bores centered on the axis of rotation provided whose axes are parallel or oblique to the piston drum axis of rotation. Pistons can be displaced in these cylinder bores with their outer end face by springs arranged in the cylinders against the one in front of the piston drum Swashplate are pressed. Between the outer end faces of the pistons and the non-rotatable swash plate is usually provided with an axial bearing. If the Swash plate so pivoted about its pivot axis relative to the piston drum that its bearing surface facing the piston is oblique to the axis of rotation of the piston drum then a rotation of the piston drum has an axial back and forth movement each individual piston result. By changing the swivel angle of the swash plate the piston stroke can be adjusted. Such axial piston units are used for hydraulic actuation of machine tools, for the formation of hydrostatic gears with continuously variable reduction and used for many other purposes.
Die Lagerung der schwenkbaren Schiefscheibe im Gehäuse bzw. in einem das Gehäuse abschließenden Deckel erfolgt bei bekannten Konstruktionen ausschließlich über zwei zueinander koaxiale, an der Schiefscheibe befestigte Zapfen, deren Mittellinie senkrecht zur Drehachse der Kolbentrommel liegt. Diese Mittellinie stellt die Schwenkachse der Schiefscheibe dar. Die beiden Zapfen dienen bei bekannten Konstruktionen als Führung für die als Kugelgleitlager ausgebildete Schiefscheibe. Bei diesen Konstruktionen sind sehr große Kräfte zur Verschwenkung der Schiefscheibe erforderlich; es ist daher nicht möglich, die Verstellelemente unmittelbar in das Axialkolbenaggregat selbst einzubauen. Es muß vielmehr ein zusätzliches Verstellaggregat für das Axialkolbenaggregat verwendet werden.The storage of the swiveling swash plate in the housing or in a the cover closing off the housing is carried out exclusively in known constructions via two coaxial pins attached to the swash plate, their center line is perpendicular to the axis of rotation of the piston drum. This center line represents the pivot axis the swash plate. The two pins are used in known constructions as Guide for the swash plate designed as a spherical plain bearing. With these constructions very large forces are required to pivot the swash plate; it is therefore it is not possible to insert the adjustment elements directly into the axial piston unit to install yourself. Rather, there must be an additional adjustment unit for the axial piston unit be used.
Bei einer anderen bekannten Konstruktion sind die beiden Zapfen der Schiefscheibe im Gehäuse über Wälzlager, insbesondere über Hochschulterkugellager gelagert. Hierbei sind zwar die Verstellkräfte wesentlich geringer als bei der erstgenannten Konstruktion. Bei größeren und stärker belasteten Axialkolbenaggregaten läßt sich aber diese Lagerung konstruktiv nur sehr schwierig verwirklichen. Die beiden Zapfen an der Schiefscheibe müssen sehr stark ausgeführt werden, weil sie die gesamten auf die Schiefscheibe einwirkenden Kräfte aufnehmen müssen.In another known construction, the two pins are the Swash plate in the housing via roller bearings, in particular via high-shoulder ball bearings stored. In this case, the adjustment forces are much lower than in the case of the former Construction. With larger and more heavily loaded axial piston units but it is very difficult to constructively realize this storage. The two cones on the swash plate must be run very strongly because they are the entire must absorb forces acting on the swashplate.
Auch beansprucht die Wälzlagerung der Schiefscheibenseitenzapfen verhältnismäßig viel Raum.The roller bearings of the swash plate side journals are also relatively demanding lots of space.
Es ist auch ein Axialkolbenaggregat bekanntgeworden, bei dem die Schiefscheibe an ihrer der Kolbentrommel abgewandten Rückseite Führungsbahnen in Form eines Kreiszylinders mit zur Kolbentrommelachse senkrechter Mittellinie aufweist, mittels deren die Schiefscheibe gegenüber dem Gehäuse über mindestens drei um die Kolbentrommeldrehachse herum gleichmäßig verteilte Stützrollen abgestützt ist. Jedoch ist bei dieser bekannten Vorrichtung keine besondere Führung der Schiefscheibe gegenüber dem Gehäuse vorgesehen, so daß die Gefahr des Verkantens besteht und der Schwenkwinkel der Schiefscheibe nicht begrenzt ist.An axial piston unit has also become known in which the swash plate on its rear side facing away from the piston drum, guide tracks in the form of a circular cylinder having a center line perpendicular to the piston drum axis, by means of which the swash plate with respect to the housing over at least three evenly around the axis of rotation of the piston drum distributed support rollers is supported. However, in this known device no special guidance of the swash plate is provided with respect to the housing, so that there is a risk of tilting and the swivel angle of the swash plate not is limited.
Eine ähnliche Vorrichtung der zuletzt beschriebenen Art hat die Nachteile, daß sie keine Mittel zur Führung des schwenkbaren Elementes besitzt. Die Fixierung des schwenkbaren Teils muß von einer Verstellvorrichtung übernommen werden, wodurch das Gestänge schwer und kompliziert wird. Sämtliche geschilderten Nachteile werden durch die Erfindung vermieden.A similar device of the type just described has the disadvantages that it has no means for guiding the pivotable element. The fixation of the pivotable part must be taken over by an adjusting device, whereby the linkage becomes heavy and complicated. All described The invention avoids disadvantages.
Durch die Erfindung soll ein Axialkolbenaggregat der geschilderten Art geschaffen werden, das bei konstruktiv einfacher Ausbildung nur sehr geringe Verstellkräfte für die Schiefscheibe erfordert, so daß unabhängig von der Größe und von dem verwendeten Arbeitsdruck des Aggregates die zur Verschwenkung der Schiefscheibe erforderlichen, entsprechend klein ausfallenden Verstellelemente unmittelbar mit in das Aggregatgehäuse eingebaut werden können.The invention is intended to provide an axial piston unit of the type described Kind are created, which is very low with a structurally simple training Requires adjustment forces for the swash plate, so that regardless of the size and the working pressure of the unit used to pivot the swash plate necessary, correspondingly small failing adjusting elements directly with can be installed in the unit housing.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels der zylindrischen Führungsbahnen die Schiefscheibe gegenüber dem Gehäuse über mindestens drei um die Kolbentrommeldrehachse herum etwa gleichmäßig verteilte Stützrollen abgestützt ist, die im Gehäuse um zur Mittellinie des Kreiszylinders parallele Drehachsen drehbar gelagert sind, wobei die Schiefscheibe durch eine Führung gegenüber dem Gehäuse derart geführt ist, daß sie sich nur um die Mittellinie der Führungsflächen verschwenken kann: Gleichzeitig dienen diese Zapfen zur Begrenzung des maximalen Schwenkwinkels nach beiden Seiten. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird diese Führung dadurch erzielt, daß die zylindrische Rückseite der Schiefscheibe mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut erhält, in die beiderseits der Kolbentrommeldrehachse je ein am Gehäuse befestigter Zapfen hineinragt. Diese beiden in die Nut hineinragenden Zapfen verhindern jegliche Bewegung der Schiefscheibe außer einer Verdrehung um die Mittellinie des Kreiszylinders, auf dem die Führungsflächen liegen. Diese Mittellinie stellt somit die Schwenkachse für die Schiefscheibe dar.This object is achieved in that by means of the cylindrical guide tracks the swash plate with respect to the housing over at least three support rollers approximately evenly distributed around the axis of rotation of the piston drum is supported in the housing about axes of rotation parallel to the center line of the circular cylinder are rotatably mounted, the swash plate through a guide opposite the Housing is guided in such a way that it is only around the center line of the guide surfaces can pivot: At the same time, these pins serve to limit the maximum Swivel angle to both sides. According to a particular embodiment of the invention this leadership is achieved in that the cylindrical back of the swash plate receives at least one circumferential groove into both sides of the A pin attached to the housing protrudes into each piston drum rotation axis. These two Pins protruding into the groove prevent any movement of the swash plate except for a rotation around the center line of the circular cylinder on which the guide surfaces lie. This center line thus represents the pivot axis for the swash plate.
Um möglichst geringe Verstellkräfte für die Verschwenkung der Schiefscheibe zu erhalten, empfiehlt es sich, erfindungsgemäß die Stützrollen im Gehäuse mittels Wälzlagern, und zwar aus Raumgründen vorzugsweise mittels Nadellagern, drehbar zu lagern.In order to have the lowest possible adjustment forces for pivoting the swashplate To obtain, it is advisable to use the support rollers in the housing according to the invention Rolling bearings, for reasons of space, preferably by means of needle bearings, rotatable to store.
Erfindungsgemäß kann die Schiefscheibe beispielsweise zwei Führungsbahnen erhalten, deren jede über zwei Stützrollen gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist. Die den beiden Führungsbahnen zugeordneten Stützrollen können in diesem Fall koaxial zueinander liegende Drehachsen erhalten. Die in diesem Fall verwendeten vier Stützrollen liegen also etwa an den Ecken eines Quadrates. Hierbei empfiehlt es sich, den die Stützrollen aufnehmenden Gehäuseteil im Querschnitt ebenfalls etwa quadratisch auszubilden.According to the invention, the swash plate can, for example, have two guide tracks obtained, each of which is supported by two support rollers relative to the housing. The support rollers assigned to the two guideways can in this case be coaxial Obtain mutually lying axes of rotation. The four support rollers used in this case are therefore roughly at the corners of a square. It is recommended that the Support rollers receiving housing part in cross-section also to be approximately square.
Erfindungsgemäß wird jede Stützrolle mittels eines Nadellagers aus einem abgesetzten Zapfen drehbar gelagert, der von einer Seitenfläche des die Stützrollen aufnehmenden Gehäuseteils in eine abgesetzte Bohrung des Gehäuseteils eingeschoben wird. Der die Bohrung im Gehäuse nach außen abschließende Kopf des Zapfens hat einen größeren Außendurchmesser als die Stützrolle, so daß der Bolzen mit aufgeschobener Stützrolle von außen in den Gehäuseteil eingeschoben werden kann. Hierdurch ergibt sich eine sehr einfache Montage der Lagerung für die Schiefscheibe. Mit Rücksicht auf die auftretenden hohen Kräfte wird zweckmäßig jeder Bolzen auch an seinem inneren Ende, also nicht nur fliegend mittels des vergrößernden Kopfes, im Gehäuse gelagert.According to the invention, each support roller is made by means of a needle bearing a stepped pin rotatably supported by a side surface of the support rollers receiving housing part inserted into a stepped bore of the housing part will. The head of the pin, which closes off the bore in the housing towards the outside, has a larger outside diameter than the support roller, so that the bolt with pushed Support roller can be pushed into the housing part from the outside. This results in a very simple assembly of the storage for the swash plate. With consideration Each bolt is expediently also on its inner side to cope with the high forces that occur End, not just floating by means of the enlarging head, stored in the housing.
Durch die Führung der Schiefscheibe gegenüber dem Gehäuse bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Verkanten verhindert, und der Schwenkwinkel der Schiefscheibe ist begrenzt.By guiding the swash plate against the housing in the Device according to the invention tilting is prevented, and the pivot angle the swash plate is limited.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielsweise dargestellt. Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das gesamte Axialkolbenaggregat durch die Drehachse der Kolbentrommel; Abb. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie A-B in Abb. 1; Abb. 3 zeigt eine Ansicht der Schiefscheibe allein in Richtung_des Pfeiles C in Abb. 1.In the drawing, an embodiment of the invention is for example shown. Fig. 1 shows a longitudinal section through the entire axial piston unit through the axis of rotation of the piston drum; Fig. 2 shows a cross section along the line A-B in Fig. 1; Fig. 3 shows a view of the swash plate only in the direction_des Arrow C in Fig. 1.
Das Gehäuse des Aggregates besteht aus dem Gehäuseteil 1 und dem Deckel 2, der mit dem Teil 1 dicht verschraubt wird. Beide Teile sind im Querschnitt etwa quadratisch. Die Kolbentrommel 3 ist im Gehäuse des Rollenlagers 4 gelagert, sie ist mit einer im Gehäusedeckel 2 mittels des Rollenlagers 5 gelagerten An- bzw. Abtriebs-welle 6 verbunden. Die Kolbentrommel 3 besitzt zu ihrer Drehachse 8 etwas schräg stehende Zylinderbohrungen 7, in denen Kolben 11 verschiebbar gelagert sind. Jeder Kolben 11 steht unter der Wirkung einer im Zylinderraum 7 angeordneten Druckfeder 9, die ihn nach außen zu schieben versucht. Die Zu- bzw. Ableitungen der einzelnen Zylinderräume 7 sind mit 10 bezeichnet.The housing of the unit consists of the housing part 1 and the cover 2, which is screwed tightly to part 1. Both parts are approximately in cross-section square. The piston drum 3 is mounted in the housing of the roller bearing 4, they is connected to or mounted in the housing cover 2 by means of the roller bearing 5. Output shaft 6 connected. The piston drum 3 has something about its axis of rotation 8 inclined cylinder bores 7 in which pistons 11 are slidably mounted. Each piston 11 is under the action of a compression spring arranged in the cylinder space 7 9 that tries to push him outwards. The inlets and outlets of the individual Cylinder spaces 7 are denoted by 10.
Die Bewegung der einzelnen Kolben 11 erfolgt durch eine Schiefscheibe 12, die im Gehäusedeckel 2 unverdrehbar gelagert ist. .Die äußeren Stirnseiten 13 der Kolben 11 stützen sich auf dem einen Ring eines Axialkugellagers 14 ab, dessen anderer Ring an der Schiefscheibe 12 befestigt ist. Die Schiefscheibe 12 stützt sich im Gehäusedeckel 2 über vier Stützrollen 15 ab, die im Gehäusedeckel 2 drehbar gelagert sind. Zu diesem Zweck sind auf der Rückseite 16 der Schiefscheibe 12 zwei Führungsbahnen 17 und 18 vorgesehen, die auf einer Kreiszvlinderfläche liegen, deren Mittellinie mit der gewünschten Schwenkachse 19 der Schiefscheibe 12 zusammenfällt. Wie Abb. 2 zeigt, liegen die Drehachsen jeweils einer der beiden Stützrollen 15, die den beiden Führungsbahnen 17 und 18 zugeordnet sind, koaxial zueinander. Jede Stützrolle 15 ist über ein Nadellager 20 auf einem im Deckelgehäuse befestigten, abgesetzten Zapfen 21 drehbar gelagert. Der Kopf 22 des Zapfens 21 besitzt einen größeren Durchmesser als die Stützrolle 15, so _daß der Zapfen 21 mit aufgeschobener Stützrolle 15 von außen in den Gehäusedeckel 2 eingeschoben werden kann. Der Zapfen 21 ist an seinem inneren Ende 23 nochmal im Gehäusedeckel 2 gelagert. Die Stützrolle 15 befindet sich also zwischen zwei Lagerstellen 22 und 23 des Bolzens 21, so daß dieLagerung eine große Steifigkeit aufweist.The individual pistons 11 are moved by a swash plate 12, which is mounted in the housing cover 2 so that it cannot rotate. The outer end faces 13 the piston 11 are supported on one ring of an axial ball bearing 14, the Another ring is attached to the swash plate 12. The swash plate 12 is supported in the housing cover 2 via four support rollers 15, which are rotatable in the housing cover 2 are stored. For this purpose, there are two on the rear side 16 of the swash plate 12 Guideways 17 and 18 are provided, which lie on a Kreiszvlinderfläche whose The center line coincides with the desired pivot axis 19 of the swash plate 12. As Fig. 2 shows, the axes of rotation are each one of the two support rollers 15, which are assigned to the two guide tracks 17 and 18, coaxially to one another. Every Support roller 15 is attached to a needle bearing 20 on a cover housing, offset pin 21 rotatably mounted. The head 22 of the pin 21 has a larger diameter than the support roller 15, so that the pin 21 with pushed-on Support roller 15 can be pushed into the housing cover 2 from the outside. The cone 21 is again mounted in the housing cover 2 at its inner end 23. The support role 15 is therefore located between two bearings 22 and 23 of the bolt 21, so that the bearing has great rigidity.
Zwischen dem Gehäusedeckel 2 und der Schiefscheibe 12 ist eine Führung vorgesehen, die lediglich eine Verschwenkung der Schiefscheibe um die Achse 19, jedoch keine andersartige Bewegung der Schiefscheibe 12 gestattet. Diese Führung besteht aus einer in die Rückseite 16 der Schiefscheibe 12 eingearbeiteten Ringnut 24, in die beiderseits der Kolbentrommeldrehachse je ein im Gehäusedeckel 2 befestigter Stift 25 bzw. 26 hineinragt.Between the housing cover 2 and the swash plate 12 is a guide provided that only a pivoting of the swash plate about the axis 19, however, no other type of movement of the swash plate 12 is permitted. This leadership consists of an annular groove worked into the rear side 16 of the swash plate 12 24, in each of the two sides of the piston drum axis of rotation a fixed in the housing cover 2 Pin 25 or 26 protrudes.
Die Verschwenkung der Schiefscheibe 12 und damit die Einstellung des Axialkolbenaggregates erfolgt in üblicher Weise durch zwei Elemente: Auf der einen Seite der Kolbentrommeldrehachse 8 ist eine Druckfeder 27 vorgesehen, die über einen Stift 28 die Schiefscheibe 12 in Richtung auf maximale Schrägstellung zu verschieben sucht. Auf der anderen Seite steht die Schiefscheibe 12 unter dem Einfluß eines Kolbens 29, dessen Zylinderraum 30 über eine Bohrung 31 mit dem Druckraum 32 des Aggregates verbunden ist. Durch Verschiebung der mit dem Kolben 29 verbundenen Kolbenstange 33 kann die Fördermenge des Aggregates willkürlich verringert werden. Die Einstellung des Widerlagers 34 der Druckfeder 27 bestimmt den in dem Aggregat maximal auftretenden Druck.The pivoting of the swash plate 12 and thus the setting of the Axial piston unit is carried out in the usual way by two elements: On the one hand Side of the piston drum axis of rotation 8, a compression spring 27 is provided, which via a Pin 28 to move the swash plate 12 in the direction of maximum inclination seeks. On the other hand, the swash plate 12 is under the influence of a Piston 29, the cylinder chamber 30 of which via a bore 31 with the pressure chamber 32 of the Aggregate is connected. By moving the piston rod connected to the piston 29 33 the delivery rate of the unit can be reduced arbitrarily. The setting of Abutment 34 of the compression spring 27 determines the maximum occurring in the unit Pressure.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEN13805A DE1061618B (en) | 1957-06-22 | 1957-06-22 | Axial piston unit with rotatable piston drum and swiveling swash plate |
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DEN13805A DE1061618B (en) | 1957-06-22 | 1957-06-22 | Axial piston unit with rotatable piston drum and swiveling swash plate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1061618B true DE1061618B (en) | 1959-07-16 |
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ID=7339778
Family Applications (1)
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DEN13805A Pending DE1061618B (en) | 1957-06-22 | 1957-06-22 | Axial piston unit with rotatable piston drum and swiveling swash plate |
Country Status (1)
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DE (1) | DE1061618B (en) |
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1957
- 1957-06-22 DE DEN13805A patent/DE1061618B/en active Pending
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