Einrichtung zum Andrücken der Steuerspiegelscheibe einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine
an die Stirnfläche der Zylindertrommel Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum Andrücken der Steuerspiegelscheibe einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine
mit umlaufender, auf der Triebwelle befestigter Zylindertrommel an die Stimfläche
der Zylindertrommel durch den Druck der Arbeitsflüssigkeit. Es ist bei Axialkolbenmaschinen,
bei welchen die genau oder angenähert achsenparallel zur Drehachse der umlaufenden
Zylindertrommel angeordneten Kolben über Gelenkverbindungen von einer Triebscheibe
in Bewegung gesetzt werden, bekannt, die Zylindertrommel etwa auf der Welle fest
und ohne jegliche kardanische Beweglichkeit in dem Maschinengehäuse zu lagern. Da
hierbei Formänderungen der Welle oder Spiel ihrer Lagerung auftreten, ist der nicht
umlaufende Steuerspiegel des Gehäuses an einer um geringe Beträge kardanisch und
längsbeweglichen Steuerspiegelscheibe angebracht.Device for pressing the control plate disc of a hydraulic fluid axial piston machine
on the end face of the cylinder drum The invention relates to a device
for pressing the control plate disc of a hydraulic fluid axial piston machine
with a rotating cylinder drum attached to the drive shaft on the face
the cylinder drum by the pressure of the working fluid. With axial piston machines it is
in which the exactly or approximately axially parallel to the axis of rotation of the revolving
Cylinder drum arranged pistons via articulated connections from a drive pulley
be set in motion, known, the cylinder drum fixed about on the shaft
and to be mounted in the machine housing without any cardanic mobility. There
this is not the case when changes in shape of the shaft or play in its storage occur
circumferential control mirror of the housing on a gimbal and by small amounts
longitudinally movable control mirror disc attached.
Zur Vermeidung allzu großer Axialdrücke auf die Zylindertrommel oder
Wellenlagerung und lästige Vibrationen erzeugender hin- und hergehender Axialdrücke
ergibt sich für jede längsgerichtete Hochdruckölüberleitungsbuchse an der Steuerspiegelscheibe
eine Größe ihrer wirksamen Fläche, welche nicht allzuviel verschieden von der Summe
der Stirnflächen der, wenn auch nur zeitweise unter Hochdruck stehenden Kolben sein
kann. Bei den meist gebräuchlichen Sieben- oder Neunzylindermaschinen sind dies
vier bzw. fünf Kolbenflächen, welche für die Bemessung der ölüberleitungsbuchsen
maßgeblich sind. Damit ergeben sich Abmessungen für diese Buchsen, welche recht
groß sind und dem Doppelten der Kolbendurchmesser entsprechen können. Solche Abmessungen
gestatten es aber nicht, diese Druckölüberleitungsbuchsen nahe an der Welle anzuordnen,
zumal zur Vermeidung starker Formänderungen auch noch erhebliche Wandstärken der
Steuerspiegelscheibe in der Umgebung dieser Buchsen nötig sind. Daher muß der Mittelpunkt
dieser Buchsen verhältnismäßig weit außen liegen, so daß es auch nicht möglich ist,
die Steuerlöcher, welche jeden Zylinder mit den nierenförmigen ölzu- und Ableitungskanälen
im Steuerspiegel wechselweise zu verbinden haben, aus den verlängerten Zylinderachsen
nach innen zu rücken, vielmehr muß man sie oft sogar noch etwas nach außen versetzten,
wenn man vermeiden will, daß aus der gegenseitigen Lage der Steuerlöcher und der
Druckölzuführungsbuchsen starke Kantenpressungen an den dichtenden Steuerflächen
entstehen. Diese Lage der Steuerlöcher und der dazugehörigen nierenförmigen Schlitze
in der Steuerspiegelscheibe weit außerhalb der verlängerten Zylindertrommeldrehachse
führt zu starken Biegungsbeanspruchungen der Steuerspiegelscheibe, so daß sich bei
noch erträglicher Stärke derselben insbesondere bei dem heute verlangten Hochdruckbetrieb
von etwa 200 atü und mehr viel zu große Formänderungen und dementsprechend auch
unerträgliche Undichtigkeiten ergeben, wenn die Steuerspiegelscheibe sich nicht
gegen eine entsprechend starke Gehäusewand lehnen kann. Es ist auch bekannt, den
nicht umlaufenden Steuerspiegel an einer Halbkugel statt an einer Steuerspiegelscheibe
anzubringen und dabei die Steuerschlitze an der Triebwelle zusammenzuziehen. Zur
Vermeidung von Kantenpressungen sind dann aber weitere unter Hochdruck stehende
nierenförmige öldruckfelder nötig, was erhebliche zusätzliche Verluste und Komplikationen
bedeutet.To avoid excessive axial pressures on the cylinder drum or
Shaft bearings and annoying vibrations generating reciprocating axial pressures
results for each longitudinal high-pressure oil transfer socket on the control plate disc
a size of their effective surface which is not too different from the sum
the end faces of the pistons, even if they are only temporarily under high pressure
can. These are the most common seven or nine cylinder machines
four or five piston areas, which are used for dimensioning the oil transfer bushings
are relevant. This results in dimensions for these sockets, which are right
are large and can be twice the piston diameter. Such dimensions
but do not allow these pressure oil transfer bushings to be arranged close to the shaft,
especially in order to avoid major changes in shape, there are also considerable wall thicknesses of the
Control mirror disc in the vicinity of these sockets are necessary. Hence the center point
these sockets are relatively far out, so that it is also not possible
the control holes, which each cylinder with the kidney-shaped oil supply and drainage channels
Have to alternately connect in the control plate from the extended cylinder axes
to move inwards, rather you often have to move them a little outwards,
if you want to avoid that from the mutual position of the control holes and the
Pressure oil supply bushes strong edge pressure on the sealing control surfaces
develop. This location of the control holes and the associated kidney-shaped slots
in the control mirror disk far outside the extended cylinder drum axis of rotation
leads to strong bending stresses on the control mirror disc, so that at
even more tolerable strength of the same, especially in the high pressure operation required today
of about 200 atmospheres and more, much too large changes in shape and accordingly
unbearable leaks result if the control mirror disc is not
can lean against a correspondingly thick housing wall. It is also known to the
non-rotating control plate on a hemisphere instead of a control plate disc
to attach and thereby pull together the control slots on the drive shaft. To the
Avoidance of edge pressures are then others under high pressure
kidney-shaped oil pressure fields are necessary, which leads to considerable additional losses and complications
means.
Die Erfindung zeigt einen Weg, der es erstens erlaubt, die Steueröffnungen
an der Zylindertrommel ebenso wie die Steuerschlitze in der Steüerspiegelscheibe
nebst den dazu erforderlichen Dichtstegen recht eng angeschmiegt um die verlängerte
Zylindertrommelachse oder eine durchgeführte Welle und ihre Lagerungen anzuordnen,
und zweitens noch die resultierenden öldurckkräfte einschließlich der Reaktionskräfte
der ölüberleitungsbuchsen ebenfalls so nahe an die verlängerte Zylindertrommelachse
heranzurücken, daß die Biegungsbeanspruchung der Steuerspiegelscheibe recht niedrig
ausfällt.The invention shows a way which firstly allows the control openings
on the cylinder drum as well as the control slots in the steering mirror disk
in addition to the sealing webs required for this, nestled very closely around the extended one
To arrange a cylinder drum axis or a shaft and its bearings,
and secondly, the resulting oil pressure forces including the reaction forces
the oil transfer bushings are also so close to the extended cylinder drum axis
move forward that the bending stress on the control mirror disc is quite low
fails.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß auf der Rückseite der
Steuerspiegelscheibe in der Nähe des Hochdrucksteuerschlitzes mindestens drei an
sich bekannte, unter dem vollen Betriebsdruck stehende Andrückkolben einschließlich
der jeweils
unter Hochdruck stehenden Druckölüberleitungsbuchse
angeordnet sind.According to the invention this is achieved in that on the back of the
Control mirror disc near the high pressure control slot at least three
known pressure pistons under full operating pressure including
each
pressurized oil transfer bushing under high pressure
are arranged.
Bei sieben und neun Zylindern führt dies angenähert zu Größen der
Buchsen und Andrückkolben von knapp dem Anderthalbfachen des Arbeitskolbendurchmessers,
womit sich unter Vermeidung von Kantenpressungen die gewünschten Anpreßdrücke ergeben,
und zwar, ohne daß an der Zylindertrommellagerung oder an der Welle übermäßig hohe
Achsdrücke wirksam werden. Die damit bei den üblichen Zylinderzahlen mögliche weitgehende
Zusammenziehung der Steuerflächen an der verlängerten Zylindertrommelachse oder
einer durchgeführten Welle und ihrer Lagerungsteile ergibt für die bei einer beweglichen
Steuerspiegelscheibe besonders notwendige zusätzliche Spurlagerung am Außenumfang
derselben einen besonders reichlich ausfallenden Platz, so daß diese auch für große
Beanspruchungen vollauf genügt.With seven and nine cylinders this approximates the sizes of the
Bushings and pressure pistons of almost one and a half times the working piston diameter,
which results in the desired contact pressures while avoiding edge pressures,
without excessively high on the cylinder drum bearing or on the shaft
Axle pressures take effect. The extensive possible with the usual number of cylinders
Contraction of the control surfaces on the extended cylinder drum axis or
a passed shaft and its bearing parts results in a movable
Control mirror disc particularly necessary additional track bearing on the outer circumference
the same a particularly abundant space, so that this also for large
Stresses fully sufficient.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Die A b b.1 bis 6 zeigen eine Ausführungsform. 1 ist die umlaufende Zylindertrommel,
welche fest auf der Welle 8 angeordnet ist und in ihrem Innern sieben Zylinder einschließlich
der Kolben 2 aufnimmt, die über die Kugelgelenke 3 und die Gleitschuhe 4 von der
Tragscheibe 5, die auf der schräg einstellbaren Schiefscheibe 6 angeordnet ist,
in Bewegung gesetzt werden. 7 ist der Zu- bzw. Abfluß, 9 ist ein Kegelrollenlager
der Triebwelle 8; 10 und 11 sind steuerseitige Triebwellenlager und 12 und
13 Steuerspiegelschmierbohrungen. 14 ist die Steuerspiegelscheibe,
welche auf ihrer Oberseite die nierenförmigen Druckölzu- und - Abflußschlitze 22
(A b b. 3 und 6) trägt. Die Steuerspiegelscheibe 14
wird mit geringem Spiel
und daher auch um gewisse Beträge kardanisch beweglich von den Druckölzuflußbuchsen
15 und 16 gehalten, wobei die Dichtungen 27 und 28 zur besseren Abdichtung dienen.Embodiments of the invention are shown in the drawings. A b b.1 to 6 show an embodiment. 1 is the rotating cylinder drum, which is fixedly arranged on the shaft 8 and in its interior accommodates seven cylinders including the pistons 2, which via the ball joints 3 and the sliding shoes 4 from the support plate 5, which is arranged on the inclined swash plate 6, be set in motion. 7 is the inflow and outflow, 9 is a tapered roller bearing of the drive shaft 8; 10 and 11 are drive shaft bearings on the control side and control plate lubrication holes 12 and 13. 14 is the control plate disk, which carries the kidney-shaped pressure oil inlet and outlet slots 22 (A b b. 3 and 6) on its upper side. The control plate disk 14 is held by the pressure oil supply bushings 15 and 16 so that it can move gimbally by certain amounts with little play, the seals 27 and 28 serving for better sealing.
Um nun trotz Ausführung reichlicher Wandstärken der Steuerspiegelscheibe
die Steueröffnungen 25 der Zylinder und die Steuerschlitze 22 mit ihren Dichtstegen
21 eng angeschmiegt an die verlängerte Zylindertrommeldrehachse oder an eine
durchlaufende Welle ausführen zu können und dabei schädliche Kantenpressungen zu
vermeiden, sind, wie in A b b. 2 ersichtlich, in der Nähe der Umsteuerstellen die
Andrückkolben 18 angeordnet mit Federn 17, die über Rückschlagventile 30
(Ab b. 5) jeweils an die gerade druckführende Seite der Axialkolbenmaschine
angeschlossen werden.In order to be able to carry out the control openings 25 of the cylinders and the control slots 22 with their sealing webs 21 tightly to the extended cylinder drum axis of rotation or to a continuous shaft and to avoid damaging edge pressures, as in A b b. 2, in the vicinity of the reversing points, the pressure pistons 18 are arranged with springs 17, which are each connected to the side of the axial piston machine that is currently under pressure via check valves 30 (from b. 5).
Damit läßt sich die Lage der resultierenden Kräfte, welche die Steuerspiegelscheibe
von unten unterstützen, nämlich die resultierende öldruckreaktiön in der gerade
unter Druck stehenden Druckölzuflußbuchse 15 oder 16 und die Kräfte der beiden ständig
von Hochdruck beaufschlagten Andrückkolben 18 mit weitgehender Annäherung zum Zusammenfallen
bringen mit den resultierenden öldruckkräften in den Steuerschlitzen 22 zusätzlich
der anteiligen öldruckkräfte in den diese umrahmenden Dichtflächen 13 in A b b.1.
Gleichzeitig läßt sich die Größe dieser resultierenden Kräfte so aufeinander abstimmen,
daß das Axialdrücke aufnehmende Kegelrollenlager 9 nur mäßig beansprucht wird, jedoch
auch keine hin- und hergehenden Kräfte an diesem aufzunehmen sind, was in der Regel
unerwünscht ist. Die erfindungsgemäße Unterstützung der Steuerspiegelscheibe an
drei Punkten durch mit Hochdruck belastete Kolben, d. h., genauer gesagt, durch
zwei hochdruckbelastete Andrückkolben und eine unter Hochdruck stehende ölüberleitungsbuchse,
ergibt kleine Biegungsbeanspruchungen und insbesondere recht kleine Formänderungen
bei mäßiger Stärke der Steuerspiegelscheibe. Dies um so mehr, als diese drei Unterstützungspunkte
verhältnismäßig nahe aneinanderliegen und auch die einfache Gestalt des Hochdruckzufuhr-
und bzw. Abfuhrkanals, welcher gradlinig oder nur schwach gekrümmt die Steuerspiegel-
durchsetzt, keinen fühlbaren Einfluß auf die Formänderung ausüben kann.This allows the position of the resulting forces, which the control plate disc
support from below, namely the resulting oil pressure reaction in the straight
pressurized Druckölzuflußbuchse 15 or 16 and the forces of the two constantly
Pressure piston 18 acted upon by high pressure with a substantial approximation to collapse
bring with the resulting oil pressure forces in the control slots 22 additionally
the proportional oil pressure forces in the sealing surfaces 13 framing them in A b b.1.
At the same time, the size of these resulting forces can be coordinated with one another in such a way that
that the axial pressure absorbing tapered roller bearing 9 is only moderately stressed, however
also no reciprocating forces are to be absorbed on this, which is usually
is undesirable. The inventive support of the control mirror disc on
three points through pistons loaded with high pressure, d. i.e., more precisely, through
two high pressure loaded plungers and a high pressure oil transfer bushing,
results in small bending stresses and, in particular, very small changes in shape
with moderate thickness of the control mirror disc. Even more so than these three points of support
are relatively close to each other and also the simple shape of the high pressure feed
and or discharge channel, which straight or only slightly curved the control plate
interspersed, cannot exert any noticeable influence on the change in shape.
Im Gegensatz hierzu ergibt sich bei der bereits bekannten Unterstützung
einer ebenfalls beweglichen Steuerspiegelscheibe durch nur zwei Druckölzuführungsbuchsen
ein wesentlich größeres Biegungsmoment bei verhältnismäßig großem Abstand dieser
beiden Unterstützungspunkte, weil zur Erzielung eines einigermaßen kantenpressungsfreien
Gleichgewichtes bei diesen bekannten beiden Druckölzuführungsbuchsen diese nicht
etwa nahe nebeneinander angeordnet werden können, sondern sie vielmehr in größerer
Entfernung voneinander und nicht mehr weit entfernt von den beiden Enden jedes nierenförmigen
Steuerschlitzes angebracht sein müssen. Insbesondere, da ferner die Hauptmenge des
umlaufenden Drucköls an der Mitte jedes Steuerschlitzes auftritt, ist es nötig,
einen verhältnismäßig tiefen Verbindungskanal von jeder dieser bekannten beiden
Druckölüberleitungsbuchsen zu der Mitte des Steuerschlitzes zu führen, was eine
bedeutende Verminderung der Torsionssteifigkeit der Steuerspiegelscheibe und eine
ungünstige Zickzackform der Zuleitungskanäle bedingt, und zwar gerade an der für
die Formänderung der Steuerspiegelscheibe wichtigsten Stelle.In contrast to this, results from the already known support
a likewise movable control plate disc through only two pressure oil supply sockets
a much larger bending moment with a relatively large distance between them
two support points, because to achieve a reasonably edge pressure-free
Equilibrium with these two known pressure oil supply bushings, this is not the case
can be arranged roughly close to each other, but rather they are larger
Distance from each other and not far from the two ends of each kidney-shaped
Control slot must be attached. In particular, since the majority of the
circulating pressurized oil occurs in the middle of each control slot, it is necessary to
a relatively deep connecting channel of either of these known two
To lead pressure oil transfer bushings to the center of the control slot, what a
significant reduction in the torsional stiffness of the control mirror disc and a
unfavorable zigzag shape of the supply ducts, especially at the for
the change in shape of the control mirror disc most important point.
Die Rückschlagventile 30 in A b b. 5 an den beiden Andrückkolben können
entfallen, wenn man anstatt eines einzigen Andrückkolbens 18 deren zwei nebeneinander
oder ineinander, eventuell konzentrisch ineinander anordnet. Nach A b b. 3 kann
man die Stirnfläche des Stufenkolbens mit dem einen Steuerschlitz, z. B. 22, verbinden,
während die Ringfläche 23 mit dem anderen Steuerschlitz verbunden ist.The check valves 30 in A b b. 5 on the two pressure pistons
omitted if, instead of a single pressure piston 18, two of them are next to each other
or arranged one inside the other, possibly concentrically inside each other. According to A b b. 3 can
one the end face of the stepped piston with the one control slot, z. B. 22, connect,
while the annular surface 23 is connected to the other control slot.