DE1199132B

DE1199132B - Pressure fluid axial piston machine with movably mounted rotating cylinder drum

Info

Publication number: DE1199132B
Application number: DET16993A
Authority: DE
Inventors: Dr Jean Thoma
Original assignee: JEAN THOMA DR
Current assignee: JEAN THOMA DR
Priority date: 1958-07-28
Filing date: 1959-07-23
Publication date: 1965-08-19

Description

Druckflüssigkeitsaxialkolbenmaschine mit beweglich gelagerter umlaufender Zylindertrommel Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum hydraulischen Andrücken der umlaufenden Zy- lindertrommel auf den Steuerspiegel einer Axialkolbenpumpe oder eines Axialkolbenmotors mit drehmomentübertragenden Kolben und mit einem im Steuerspiegelkörper und in der Triebscheibe kugelbeweglich gelagerten, mit der Zylindertrommel umlaufenden Mittelzapfen. Die Zu- und Abführung der Flüssigkeit zu und von den umlaufenden Zylindern erfolgt durch einen feststehenden Steuerspiegel. Zur Erreichung einer guten Dichtheit und von geringen Leckverlusten bemißt man dabei den Steuerspiegel so, daß die unter Druck stehenden Steuerspiegelteile etwas kleiner ausfallen als die unter Druck stehenden Flächen der Arbeitskolben, wodurch der Zylindertrommel gegen den Steuerspiegel des Steuerspiegelkörpers gepreßt wird. Dies führt jedoch zu unerwünscht kleinen Steuerflächen und damit zu engen Steuerkanälen. Zur Behebung dieses Nachteiles ist schon vorgeschlagen worden, mit Hilfe eines vom Drucköl beaufschlagten Differentialkolbens zusätzliche Längskräfte, welche die Zylindertrommel gegen den Steuerspiegel pressen, zu erzeugen. Dadurch wird es möglich, die Steuerkanäle größer zu bemssen, ohne daß ein Abheben der Zylindertrommel oder starke Leckverluste befürchtet werden müssen. Schwierig ist es dabei, den notwendigen Platz für die Unterbringung des Differentialkolbens zu schaffen, ohne die Abmessungen der Axialkolbenmaschine unerwünscht zu vergrößern. Hydraulic fluid axial piston machine with movably mounted revolving cylinder drum The invention relates to a device for hydraulically pressing the revolving cylinder drum onto the control plate of an axial piston pump or an axial piston motor with a torque-transmitting piston and with a center pin revolving with the cylinder drum in a spherically moveable manner in the control plate body and in the drive pulley. The supply and discharge of the liquid to and from the rotating cylinders is carried out by a fixed control plate. In order to achieve good tightness and low leakage losses, the control plate is dimensioned so that the pressurized control plate parts are slightly smaller than the pressurized surfaces of the working pistons, whereby the cylinder drum is pressed against the control plate of the control plate body. However, this leads to undesirably small control surfaces and thus to narrow control channels. To remedy this disadvantage, it has already been proposed to use a differential piston acted upon by the pressure oil to generate additional longitudinal forces which press the cylinder drum against the control plate. This makes it possible to make the control channels larger without having to fear lifting of the cylinder drum or severe leakage losses. It is difficult to create the space required to accommodate the differential piston without undesirably increasing the dimensions of the axial piston machine.

Zur Erzielung von hohem Wirkungsgrad und insbesondere von geringen Leckverlusten ist es weiterhin notwendig, daß sich die Zylindertrommel mit ihrer Steuerfläche an dem Steuerspiegel genau anschmiegen kann, und daß die Drehachse der Zylindertrommel in möglichst vollkommener Weise den Mittelpunkt der Triebscheibe schneidet, unbeeinflußt von durch Herstellungstoleranzen bedingten Abweichungen der gewünschten Lage des Steuerspiegels. Derartige Ab- weichungen sind auch bei größter Sorgfalt bei der Herstellung schwierig klein zu halten, da sie durch die Toleranzen an vielen dazwischenliegenden Teilen bedingt sind. Es ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, in der Zylindertrommel einen mitumlaufenden Mittelzapfen anzuordnen, welcher im Steuerspiegelkörper und in der Triebscheibe kugelig oder wenigstens um beide Querachsen etwas beweglich gelagert ist, und die Zylindertrommel an diesen Mittelzapfen mit einer weiteren, um beide Querachsen leicht beweglichen Auflage zu führen. Bei dieser Anordnung sind jedoch nur in Verbindung mit dem schwierig herzustellenden und Seitenkräfte auf den Mittelzapfen erzeugenden sphärischen Steuerspiegel wünschenswert große Steuerkanäle unterzubringen.To achieve high efficiency and, in particular, low leakage losses, it is also necessary that the control surface of the cylinder drum can nestle against the control plate and that the axis of rotation of the cylinder drum intersects the center of the drive pulley as perfectly as possible, unaffected by manufacturing tolerances Deviations in the desired position of the control plate. Such waste are deviations to keep even with the utmost care in making difficult small as they are due to the tolerances on many intervening parts. It has therefore already been proposed to arrange a rotating center pin in the cylinder drum, which is mounted spherically in the control plate body and in the drive pulley or at least slightly movable about both transverse axes, and the cylinder drum on this center pin with a further support that is easily movable about both transverse axes respectively. With this arrangement, however, it is only desirable to accommodate large control channels in connection with the spherical control plate, which is difficult to produce and generates side forces on the center pin.

Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein mit einer Ringkolbenfläche des Mittelzapfens zusammenwirkender druckölgespeister Andrückzylinder in einer Kugelpfanne auf der triebscheibenseitigen Stirnfläche der auf einem ebenen Steuerspiegel umlaufenden Zylindertrommel kugelbeweglich gelagert ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, bei voller Wahrung der Kugelbeweglichkeit einen großen Andrückzylinder unterzubringen, ohne den Teilkreis der Zylinderbohrungen bei normaler Zylinderzahl unnötig groß vorsehen zu müssen.According to the invention it is proposed that one with an annular piston surface of the center pin cooperating pressurized oil-fed pressure cylinder in a ball socket on the end face on the drive pulley side of the rotating on a flat control plate Cylinder drum is mounted so that it can move with the ball. This arrangement makes it possible to to accommodate a large pressure cylinder while maintaining the mobility of the ball, Without the pitch circle of the cylinder bores, it is unnecessarily large with a normal number of cylinders to have to provide.

Weiterhin ist es vorteilhaft, den zusammen mit dem Andrückzylinder und der Zylindertrommeel umfaufenden Mittelzapfen steuerspiegelseitig in einer nicht umlaufenden Buchse zu lagern, welches sich über eine kugelige Auflagefläche auf die Rückseite des Steuerspiegelkörpers abstützt. Dabei ist die Buchse im Bereich der Kugelfläche mit einer Querbohrung versehen, welche im Verein mit entsprechenden Quer-und Längsbohrungen im Mittelzapfen das Drucköl vom Steuerspiegelkörper dem Andrückzylinder zuführt. Der Mittelzapfen ist mit einem Lagerdeckel versehen, welcher die erheblichen Längskräfte des Andrückzylinders auf die außenseitige Stirnfläche der Buchse überträgt, und dabei nach Art eines hydrostatischen Spurlagers durch das-aus der zylindrischen Passung des Mittelzapfens in der Buchse austretende Lecköl geschmiert wird. Diese Anordnung gestattet bei vollständiger Wahrung der so wichtigen Kugelbeweglichkeit des Mittelzapfens eine überleitung des Hochdrucköles in den Andrückzylindet und gleichzeitig die Versorgung des- Hydrostatigcheft--Axiäll'agers mit gedrosseltem Drucköl.Furthermore, it is advantageous to use the together with the pressure cylinder and the center pin encircling the cylinder drum on the control mirror side in one not to store circumferential bush, which is on a spherical support surface supports the back of the control mirror body. The socket is in the area the spherical surface provided with a transverse hole, which in conjunction with corresponding Transverse and longitudinal bores in the center pin remove the pressure oil from the control plate body Pressure cylinder feeds. The center pin is provided with a bearing cover, which the considerable longitudinal forces of the pressure cylinder on the outside end face the socket transmits, and in doing so in the manner of a hydrostatic Thrust bearing through the protruding from the cylindrical fit of the central pin in the socket Leak oil is lubricated. This arrangement allows with full compliance with the The important ball mobility of the central pivot is a transfer of the high pressure oil in the pressure cylinder and at the same time the supply of the hydrostatigcheft - Axiäll'agers with throttled pressure oil.

Die erfindungsgemäße Axialk-olberunaschine hat die Eigenschaft, daß die Zylindertrommeiväll#tändig kinematisch aufgehängt ist, und daß durch die Erzeugung der zusätzlichen Längskräfte die Steuerkanäle wünschenswert groß bemessen werden können. Dabei -best;pirrt sich Abstand und WinKellage der Z.vlindertron--mel relativ zum Steuerspiegel nur durch die Steuerflächen, welche dadurch auch bei uncenauer Fertigung aller übrigen Teile im inneren Xontakt sichen und nur geringe.Leckverluste erzeugea. Durch. die spezielle Anordnung des Al-,drückzyl;p#d,-rs mit der Rir2'1-oll--onfläche großen Durchmesser des Mittelzapfeps ip den Raum zwischen Triebscheibc und Zviindertrom-mel ist -es möglich, genügend croCtc unter bruck stehende Flächen vorzus#'ehen"">undtdoclli eine sehr kompakte Bauweise der -esamten Maschine zu erhalten.The Axialk-olberunaschine according to the invention has the property that the cylinder drum is constantly kinematically suspended, and that through the generation of the additional longitudinal forces, the control channels are desirably large can. At the same time, the distance and angular position of the z.vinder drum are relatively misguided to the control plate only through the control surfaces, which also with uncenauer Manufacture of all other parts in the inner Xontakt secure and only minor leakage losses generate a. By. the special arrangement of the Al-, push-cylinder; p # d, -rs with the Rir2'1-oll - on surface large diameter of the central tap ip the space between the drive disk and the central cylinder it is possible to provide enough croCtc under bridged areas to obtain a very compact design of the entire machine.

Die Erfinduna ist in einem Ausführungsbeispiel einer nicht regelbaren Axialkolbenpumpe dargestellt. In der Figur bedeutet 1 die umlaufende Zylindertrommel, in welcher die Arbeitskolben 2 über Kolbenstan 'gen mit Kugelköpfen 3 in einer schräggestellten Triebscheib,- 4 angebracht sind. Die Triebscheibe 4 ist mittels Kugellagern 5 im Gehäuse gelagert, während die Zu- und Abführung der Flüssigkeit über die Steuerkanäle 6 und den Steuerspiegel 7 erfolgt.The invention is shown in an exemplary embodiment of a non-controllable axial piston pump. In the figure, 1 denotes the revolving cylinder drum in which the working pistons 2 are attached via piston rods with ball heads 3 in an inclined drive pulley - 4. The drive pulley 4 is mounted in the housing by means of ball bearings 5 , while the liquid is supplied and discharged via the control channels 6 and the control plate 7 .

Wesentlich ist der Mittelzapfen 8, welcher im Körper des Steuerspiegels 7 und in der Triebscheibe 4 weni-stens um -eringe Beträge kugelbeweglich gec' C, l# ZD la-ert ist. Der Mittelzapfen 8 ist im Bereich zwischen Zylindertrommel 1 und Triebscheibe 4 von einem Andrückzylinder 10 umgeben, welcher im Verein mit einer Ringkolbenfläche des Mittelzapfens 8 nach Art eines Differentialkolbens Anpressungskräfte erzeugt und über die Kugelpfanne 9 der Zylindertrommel 1 auf diese überträgt.What is essential is the central pin 8, which is positioned in the body of the control plate 7 and in the drive pulley 4 so as to be able to move with the ball at least by small amounts. The center pin 8 is surrounded in the region between cylinder drum 1 and drive pulley 4 of a pressure cylinder 10 which produces Anpressungskräfte together with an annular piston surface of the center pin 8 in the manner of a differential piston and transmits this via the ball socket 9 of the cylinder drum. 1

Der Mittelzapfen ist steuerspiegelseitig in einer um beide Querachsen etwas beweglichen, nicht umlaufenden Buchse 12 gelagert, welche sich mit einer Kugelfläche auf dem Steuerspiegelkörper abstützt. Das für die Speisung des Andrückzylinders 10 benötigte Drucköl wird der Druckleitung über Rückschlag-,Jentile 11 entnommen und über entsprechende Querbohrungen in der Buchse 12 und die Längsbohrung 13 im Mittelzapfen 8 dem Andrückzylinder 10 zugeführt. Der Übergang des Drucköles von der nicht umlaufenden Buchse 12 auf den umlaufenden Mittelzäpfen erfolgt: über eine Ringnut 14 mit Abdichtung durch einfache Passun'-.- -1).a9,-äußere Ende des Mittelzapfens 8 ist mit einem Ugerdeckel 15 versehen, welcher die bedeutenden Längskräfte des Mittelzapuä #. - ju fens.8 auf die' B se 12 nd damit auf den Steuer,-spiegel 7 überträgt. Das'- vion- der zyl;ndrischen'Pa§-sung auf der äußeren Seite anfallende, stark gedrosselte Leckö.1 diept zur Schmierung der Lagerflächen zwischen der -Stirn'seite der Buchse 12 und dIeni Laggerdeckel 1-5 nach Art eines hydrostatischen Axialla-ers.The center pin is mounted on the control plate side in a non-circumferential bush 12 which is somewhat movable about both transverse axes and which is supported with a spherical surface on the control plate body. The pressure oil required for the supply of the pressure drum 10 is taken from the pressure line via non-return, Jentile 11 and through respective transverse bores in the bush 12 and the longitudinal bore 13 is supplied to the pressure drum 10 in the center pin. 8 The transfer of the pressure oil from the non-rotating bushing 12 to the rotating central journal takes place: via an annular groove 14 with sealing by simple passun '-.- -1) .a9, -outer end of the central journal 8 is provided with a Ugerdeckel 15 , which the significant longitudinal forces of the central Zapuä #. - ju fens.8 on the 'B se 12 and thus on the control mirror 7 transmits. Das'- VION the cyl; ndrischen'Pa§-sung on the outer side accumulating strongly throttled Leckö.1 DIEPT for lubricating the bearing surfaces between the bushing 12 and the -Stirn'seite Dieni Laggerdeckel 1-5 in the manner of a hydrostatic Axialla -ers.

Die Kugelpfanne 9 des Andrückzylinders 10 auf der Zyl-Indertromr-nel 1 über Bohrungen 16 von einern ode## mehreren Arbeitszylindern aus guschrniert. Dic Bohrun-en 16 sind so ancebracht, daß sie an einer Stelle in den Arbeitszylinder münden ', welcher ganz oder zeitweise vor. der, Kolbm 2 bedeckt ist. Der Steuerspiege17 ist -in der Figur uyr. 90-- um die Län -es2chse - vei* reht gezeichnet, b um die Entpahme von Drücköl deutlich darstellen zu können. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 820 242, 760 783; deutsche Auslegeschriften Nr. 1003 040, 1003 039; österreichische Patentschrift Nr. 167 045; französische Patentschrift Nr. 879 818; USA.-Patentschriften Nr. 1156 433, 1163 849, 1362040.The ball socket 9 of the pressure cylinder 10 is guschrniert on the Zyl-Indertromr-nel 1 via bores 16 from one ode ## several working cylinders. The bores 16 are placed in such a way that they open into the working cylinder at one point, which is completely or temporarily in front of it. the, Kolbm 2 is covered. The control mirror17 is uyr in the figure. 90 - around the length axis - drawn vertically, b in order to be able to clearly show the extraction of pressure oil. Considered publications: German Patent Specifications No. 820 242, 760 783; German Auslegeschriften No. 1 003 040, 1003 039; Austrian Patent No. 167 045; French Patent No. 879 818; USA. Patent Nos. 1156 433, 1163 849, the 1,362,040th

Claims

Claims: Device for hydraulic 2'.pressing the rotating cylinder drum on the control plate of an axial piston pump or motor with torque-transmitting piston and with a ball-movably mounted in the control gear body and in the drive pulley, rotated with the cylinder drum-center pin, d a - characterized by the fact that the pressure cylinder (10 ), which interacts with an annular piston surface of the central pin (8) , is mounted in a spherical socket (9) on the drive pulley-side face of the Z - # "cylinder drum (1) rotating on a flat safety mirror (7) is. ninth device according to claim 1, characterized in that the center pin (8) is mounted steering mirror each other in a non-rotating, oil-tight in the control mirror body and small, spherical movable bushing (12) and a mounted on the central pin (8) bearing cover (15) on the outer end face of the bushing (12), with transverse bores in B Bushing (12) and central pin ( 8) are provided for introducing pressure oil.