DE1287933B - Device for pressing the cylinder drum of an axial piston machine against its control plate - Google Patents
Device for pressing the cylinder drum of an axial piston machine against its control plateInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Andrücken der mittels eines frei tragenden Mittelzapfens gelagerten Zylindertrommel einer Axialkolbenmaschine an deren Steuerspiegel.The invention relates to a device for pressing the by means of a cantilever center pin mounted cylinder drum of an axial piston machine at its control plate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Führung der Zylindertrommel zu verbessern, insbesondere die an der Zylindertrommel auftretenden Kippmomente einwandfrei aufzunehmen und dabei die Andrückkraft in günstiger Weise zu erzeugen und zu übertragen.The invention is based on the object of improving the guidance of the cylinder drum, in particular the tilting moments occurring on the cylinder drum can be properly absorbed and at the same time to generate and transmit the pressing force in a favorable manner.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:The invention is characterized by the combination of the following characteristics:
a) Der zum Erzeugen der Andrückkraft vorgesehene Druckraum ist im Steuergehäuse angeordnet, und der Mittelzapfen ist längs verschiebbar, aber undrehbar, in diesem Steuergehäuse gelagert, und die Zylindertrommel ist durch ein Axiallager gegen den Mittelzapfen abgestützt;a) The pressure chamber provided for generating the pressing force is arranged in the control housing, and the central pivot is longitudinally displaceable, but non-rotatable, in this control housing stored, and the cylinder drum is supported by a thrust bearing against the central journal;
b) das Axiallager ist im Bereich der Stirnfläche der Zylindertrommel angeordnet;b) the axial bearing is in the area of the end face of the Cylinder drum arranged;
c) die Zylindertrommel ist zusätzlich mittels mindestens eines Radiallagers auf dem Mittelzapfen gelagert.c) the cylinder drum is additionally on the central journal by means of at least one radial bearing stored.
Das Merkmal a) ist bekannt durch eine Axialkolbenmaschine, bei der im Steuergehäuse ein Mittelzapfen längs verschiebbar gelagert ist, der mit einem Kolben versehen ist. Dieser Kolben begrenzt einen von Arbeitsdruck beaufschlagten Druckraum. Der Zapfen trägt an seinem triebseitigen Ende ein Axialwälzlager, das gegen einen dünnen Bund an der Zylindertrommel abgestützt ist. Der Zapfen ragt nur um eine diesem Axiallager und diesem Bund entsprechende Strecke in die Zylindertrommel hinein, deren Mittelbohrung triebseitig durch einen Teil eines homokinetischen Gelenks verschlossen ist. Diese Lagerung der Zylindertrommel auf dem Zapfen ist nicht geeignet zur Aufnahme der Momente, die quer zur Drehachse der Zylindertrommel insbesondere durch Einwirkung der auf beiden Seiten unterschiedlichen Flüssigkeitsdrücke im Steuerspiegelspalt entstehen. Unter Wirkung der Andrückkraft muß infolgedessen die Zylindertrommel sich mit einem Stützmoment unmittelbar an der Steuerspiegelfläche abstützt. Da die Abstützung auf der Niederdruckseite erfolgt, kann dabei kein hinreichender Schmierfilm im Abstützbereich erzeugt werden, so daß die Zylindertrommelstirnfläche örtlich mit trockener Reibung gegen die Steuerspiegelfläche anläuft (USA.-Patentschrift 2 284146).The feature a) is known from an axial piston machine in which a central pin in the control housing is mounted longitudinally displaceable, which is provided with a piston. This piston limits you pressure chamber acted upon by working pressure. The pin wears at its end on the drive side Axial roller bearing that is supported against a thin collar on the cylinder drum. The peg just sticks out a corresponding to this axial bearing and this collar Stretch into the cylinder drum, the center bore of which on the drive side goes through part of a constant velocity joint is locked. This storage of the cylinder drum on the journal is not suitable for absorbing the moments transverse to the axis of rotation of the cylinder drum in particular The effect of the different fluid pressures on both sides occurs in the control plate gap. As a result, under the effect of the pressing force, the cylinder drum must be directly supported by a supporting moment is supported on the control plate surface. Since the support takes place on the low-pressure side, can a sufficient lubricating film is not generated in the support area, so that the cylinder drum face runs locally with dry friction against the control plate surface (USA.Patent 2 284146).
Das Merkmal b) ist bekannt durch eine Axialkolbenmaschine, bei der ein glatter Mittelzapfen die Zylindertrommel auf ihrer gesamten axialen.Erstreckung durchdringt. Der triebseitige Teil dieses Mittelzapfens ist von einer Hülse umgeben, die vor ihrer Stirnfläche zwischen dieser und einem entsprechenden Absatz in der Zylindertrommelbohrung einen Druckraum bildet. Da die Wände dieses Druckraumes teils von der umlaufenden Zylindertrommel, teils von dem feststehenden Mittelzapfen bzw. der Hülse gebildet werden, führen die Wände des Druckraumes relativ Drehungen gegeneinander aus, so daß die Abdichtung Schwierigkeit bereitet. Zwischen der Hülse und dem Mittelzapfen ist eine Feder eingespannt, deren Kraft von einem Bund an der Hülse, der vor der Stirnseite der Zylindertrommel liegt, auf diese übertragen wird. Bei dieser Ausgestaltungsform einer Axialkolbenmaschine ist die Führung der Zylindertrommel schon wesentlich besser als bei der im Zusammenhang mit Merkmal a) beschriebenen Axialkolbenmaschine, jedoch begrenzen die für die Gleitlagerung der Zylindertrommel auf dem Mittelzapfen bei verschiedenen Betriebstemperaturen und für das Bilden des Druckraumes zu berücksichtigenden Gegebenheiten die Wahlmöglichkeiten des Spiels undThe feature b) is known from an axial piston machine, in which a smooth center pin Cylinder drum penetrates along its entire axial extension. The drive-side part of this The center pin is surrounded by a sleeve which, in front of its end face, between this and a corresponding one Paragraph in the cylinder drum bore forms a pressure space. Because the walls of this pressure room partly from the rotating cylinder drum, partly from the fixed center pin or the sleeve are formed, the walls of the pressure space rotate relative to each other, so that the seal Difficulty. A spring is clamped between the sleeve and the central pivot, whose force from a collar on the sleeve, which lies in front of the end face of the cylinder drum, acts on it is transmitted. In this embodiment of an axial piston machine, the guide is the cylinder drum already much better than with the axial piston machine described in connection with feature a), however, the limit for the plain bearing of the cylinder drum on the central journal at different operating temperatures and conditions to be taken into account for the formation of the pressure space the choices of the game and
ίο damit der Führungsgenauigkeit der Zylindertrommel. Der auf dem Mittelzapfen innerhalb der Zylindertrommel vorgesehene Druckraum läßt keine Möglichkeit — insbesondere, wenn in axialer Richtung zwei Druckräume hintereinander angeordnet werden müssen — ein Wälzlager zwischen Zylindertrommel und Mittelzapfen anzuordnen (deutsches Patent 1003 040).ίο thus the guidance accuracy of the cylinder drum. The pressure space provided on the central journal inside the cylinder drum leaves no possibility - Especially if two pressure chambers have to be arranged one behind the other in the axial direction - to arrange a roller bearing between the cylinder drum and the central journal (German patent 1003 040).
Durch die Kombination gemäß der Erfindung ist die Möglichkeit eröffnet, die Zylindertrommel durch ein oder sogar mehrere Radiallager auf dem die Zylindertrommel auf ihrer ganzen axialen Erstrekkung durchdringenden Zapfen exakt zu führen. Dadurch können die an der Zylindertrommel auftretenden Momente aufgenommen werden, so daß die Zylindertrommelstirnfläche exakt parallel zu der Steuerspiegelfläche geführt ist. Dadurch werden Reibung und Leckverluste am Steuerspiegel so gering wie möglich gehalten. Daß durch die Anordnung des Druckraumes bzw. der Druckräume im Steuergehäuse die Leckverluste weiter vermindert werden können, da nicht Teile der Druckraumwand gegenüber den anderen Teilen rotieren, ist ein weiterer Vorteil, der sich durch die Ausgestaltung gemäß der Erfindung ergibt.The combination according to the invention opens up the possibility of using the cylinder drum one or even more radial bearings on which the cylinder drum over its entire axial extent to guide penetrating pin exactly. This can prevent the occurrence of the cylinder drum Moments are recorded so that the cylinder drum face is exactly parallel to the Control plate surface is guided. As a result, friction and leakage losses on the control plate are so low kept as possible. That by the arrangement of the pressure chamber or the pressure chambers in the control housing the leakage losses can be further reduced, since not parts of the pressure chamber wall opposite the Rotating other parts is a further advantage, which is achieved by the design according to the invention results.
Das Axiallager zwischen dem Bund des Zapfens und einem Teil der Stirnfläche der Zylindertrommel kann, wie bekannt, ein Wälzlager sein. In Weiterausgestaltung der Erfindung kann jedoch auch vorgesehen sein, daß im Bund zwischen diesem und der Stirnfläche der Zylindertrommel ein Ringraum gebildet ist, der von Flüssigkeitsdruck, und zwar vorzugsweise vom jeweiligen Arbeitsdruck, beaufschlagt ist und so ein hydrostatisches Lager bildet. Wenn bei diesem hydrostatischen Lager der Ringraum von Arbeitsdruck beaufschlagt ist, kann der Ringraum mit dem Druckraum im Steuergehäuse in Verbindung stehen.The axial bearing between the collar of the journal and part of the end face of the cylinder drum can, as is known, be a roller bearing. In a further development of the invention, however, provision can also be made be that an annular space is formed in the collar between this and the end face of the cylinder drum is, which is acted upon by fluid pressure, preferably by the respective working pressure and thus forms a hydrostatic bearing. When with this hydrostatic bearing the annulus of working pressure is acted upon, the annular space can be connected to the pressure space in the control housing stand.
In zweckmäßiger Weitergestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß, wie an sich bekannt, zwei konzentrisch den Zapfen umgebende Druckräume vorgesehen sind, von denen jeder mit einer der beiden Leitungen der Axialkolbenmaschine, von denen jeweils eine eine Zuführungsleitung und eine Abführungsleitung ist, verbunden ist.In an expedient further development of the invention it can be provided that, as is known per se, two concentrically surrounding the pin pressure spaces are provided, each of which with one of the two Lines of the axial piston machine, one of which is a feed line and a discharge line is connected.
Ist bei dieser Ausgestaltungsform das Axiallager ein hydrostatisches Lager, das von Arbeitsdruck beaufschlagt ist, kann jeder der beiden Druckräume im Steuergehäuse über einen mit einem Rückschlagventil versehenen Verbindungskanal mit dem Ringraum im Bund des Zapfens vor der Stirnfläche der Zylindertrommel verbunden sein.In this embodiment, the axial bearing is a hydrostatic bearing to which working pressure is applied is, each of the two pressure chambers in the control housing can be equipped with a check valve provided connecting channel with the annular space in the collar of the pin in front of the end face of the cylinder drum be connected.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt.
F i g. 1 zeigt eine Anordnung mit mechanischer Lagerung der Zylindertrommel bezüglich der Abstützkraft,
undIn the drawing, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in section.
F i g. 1 shows an arrangement with mechanical mounting of the cylinder drum with respect to the supporting force, and
F i g. 2 zeigt die Abstützung über ein hydrostatisches Lager.F i g. 2 shows the support via a hydrostatic bearing.
In dem Gehäuse 1 ist eine Steuerspiegelplatte 2 gelagert, die die Steuernieren 3 enthält, durch die die Arbeitsflüssigkeit zu den Zylindern 4 in der Zylindertrommel 5 zugeführt und wieder abgeführt wird. In den Zylindern 4 sind die Kolben 6 verschiebbar, die durch Pleuelstangen 7 mit dem Triebflansch 8, dessen Lagerung in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist, verbunden sind. Die Kanäle 9 in dem Gehäuse 1, die zu den Anschlüssen 10 führen, dienen zur Zu- und Abführung der Arbeitsflüssigkeit. In dem Gehäuse 1 ist der Mittelzapfen 11 undrehbar, aber längs verschiebbar gelagert. Ein steuerseitiger Bund 12 begrenzt den Längsverschiebeweg des Mittelzapfens 11 durch Anlage an der Stirnfläche des Gehäuses 1. Auf ein Gewinde 13 am freien Ende des Mittelzapfens 11 ist eine Mutter 14 aufgeschraubt, die gegen einen Umlaufring 15 eines Wälzlagers anliegt. Der zweite Umlaufring 16 des Wälzlagers liegt gegen eine Bundfläche 17 an der Zylindertrommel 5 an. Zwischen eine weitere Bundfläche 18 der Zylindertrommel und den Umlaufring 16 des Wälzlagers ist eine Tellerfeder 19 eingespannt. Durch zwei Nadellager 20 ist die Zylindertrommel auf dem Mittelzapfen 11 gelagert. In the housing 1, a control mirror plate 2 is mounted, which contains the control kidneys 3 through which the Working fluid is fed to the cylinders 4 in the cylinder drum 5 and discharged again. In the cylinders 4, the pistons 6 are displaceable by connecting rods 7 with the drive flange 8, the Storage is not shown in the drawing, are connected. The channels 9 in the housing 1, which lead to the connections 10 are used to supply and discharge the working fluid. In the case 1, the central pin 11 is non-rotatable, but mounted so as to be longitudinally displaceable. A tax-side covenant 12 limited the longitudinal displacement path of the central pin 11 by resting on the end face of the housing 1 a thread 13 at the free end of the central pin 11, a nut 14 is screwed against a Circumferential ring 15 of a roller bearing rests. The second circumferential ring 16 of the roller bearing lies against a collar surface 17 on the cylinder drum 5. Between another collar surface 18 of the cylinder drum and A plate spring 19 is clamped in the circumferential ring 16 of the roller bearing. By two needle bearings 20 is the cylinder drum is mounted on the central journal 11.
Der Mittelzapfen 11 ist mit zwei Abschnitten größeren Durchmessers 21 und 22 versehen. Vor der Ringfläche 23 des Abschnittes 21 ist ein Druckraum 24 gebildet, der durch eine Verbindungsbohrung 25 mit einem der Kanäle 9 in Verbindung steht. Vor der Stirnfläche 26 des Abschnittes 22 ist ein Druckraum 27 gebildet, der durch eine Bohrung 28 mit dem zweiten der Kanäle 9 in Verbindung steht. Auf die Stirnflächen 23 und 26 wirken somit stets der Druck auf der Hochdruck- und der Druck auf der Niederdruckseite der Axialkolbenmaschine ein, so daß eine aus den Drücken in den Räumen 24 und 27 auf die Flächen 23 und 26 resultierende Kraft über den Mittelzapfen 11 und die Mutter 14 sowie das Wälzlager 15, 16 unmittelbar oder mittelbar über die Feder 19 auf die Zylindertrommel 5 übertragen wird.The center pin 11 is provided with two sections of larger diameter 21 and 22. Before the Annular surface 23 of section 21 is a pressure space 24 formed by a connecting bore 25 communicates with one of the channels 9. In front of the end face 26 of the section 22 is a pressure chamber 27 which is in communication with the second of the channels 9 through a bore 28. On the End faces 23 and 26 thus always act the pressure on the high pressure side and the pressure on the low pressure side the axial piston machine, so that one of the pressures in the spaces 24 and 27 on the Areas 23 and 26 resulting force on the center pin 11 and the nut 14 and the roller bearing 15, 16 is transmitted directly or indirectly via the spring 19 to the cylinder drum 5.
Die die Druckräume 24 und 27 begrenzenden Teile 1 und 21, 22 bzw. 1 und 11, 21 führen dabei keine Drehbewegung gegeneinander aus. Die einzelnen Räume sind durch O-Ringe 29 gegeneinander abgedichtet.The parts 1 and 21, 22 and 1 and 11, 21 delimiting the pressure chambers 24 and 27 lead in this case no turning movement against each other. The individual spaces are opposed to one another by O-rings 29 sealed.
Bei der in F i g. 2 dargestellten Einrichtung sind die Teile 1 bis 10 die gleichen wie in Fig. 1. Der Mittelzapfen 30 weist an seinem freien Ende ein T-förmiges Bundstück 31 auf, in dem ein RingraumIn the case of the in FIG. 2, the parts 1 to 10 are the same as in Fig. 1. The Center pin 30 has at its free end a T-shaped collar piece 31 in which an annular space
32 ausgenommen ist, der vor der Stirnfläche der Zylindertrommel 5 liegt. Auf den steuerseitigen Teil des Mittelzapfens 30 ist eine Hülse 33 aufgeschoben, die sich durch einen Bund 34 gegen die Stirnfläche des Gehäuses 1 abstützen kann und die andererseits durch eine Mutter 35, die auf ein Gewinde des Mittelzapfens 30 aufgeschraubt ist, in ihrer Längsversohiebung gegenüber diesem begrenzt ist. Die Hülse32 is excluded, which is located in front of the end face of the cylinder drum 5. On the tax-side part of the center pin 30, a sleeve 33 is pushed on, which extends through a collar 34 against the end face of the housing 1 can be supported and the other hand by a nut 35 on a thread of the central pin 30 is screwed on, is limited in its longitudinal displacement with respect to this. The sleeve
33 weist zwei Abschnitte 36 und 37 verschiedenen Durchmessers auf. Vor der Stirnfläche des Abschnittes 36 ist ein Ringraum 38 gebildet, der durch eine Bohrung 39 mit dem Kanal 9 in Verbindung steht. Vor der ringförmigen Stirnfläche des verdickten Teiles 37 der Hülse 33 ist ein Ringraum 40 gebildet, der durch eine Bohrung 41 mit dem zweiten Kanal 9 in Verbindung steht. Zwischen die Stirnfläche des Teiles 37 der Hülse 33 und das Gehäuse 1 ist eine Tellerfeder 42 eingespannt. Der Druckraum 40 ist durch eine Bohrung 43 und anschließende Bohrungen mit dem Ringraum 32 verbunden. Der Druckraum 38 ist durch eine Bohrung 44 in gleicher Weise mit dem Ringraum 32 verbunden, wobei die Leitungen 43 und 44 je durch ein Überdruckventil 45 abgesichert sind,33 has two sections 36 and 37 of different diameters. Before the face of the section 36, an annular space 38 is formed which is in communication with the channel 9 through a bore 39. In front of the annular end face of the thickened part 37 of the sleeve 33, an annular space 40 is formed which communicates with the second channel 9 through a bore 41. Between the face of the part 37 of the sleeve 33 and the housing 1, a plate spring 42 is clamped in place. The pressure chamber 40 is through a bore 43 and subsequent bores are connected to the annular space 32. The pressure space 38 is connected by a bore 44 in the same way with the annular space 32, the lines 43 and 44 are each secured by a pressure relief valve 45,
.5 so daß nur jeweils der den höheren Druck aufweisende der beiden Druckräume 38 und 40 mit dem Ringraum 32 in Verbindung steht. Die Zylindertrommel 5 ist wiederum durch Nadellager 20 auf dem Mittelzapfen 30 gelagert. Der in den Kanälen 9 vorhandene Arbeitsmitteldruck überträgt sich durch die Bohrungen 39 und 41 auf die Druckräume 38 und 40, so daß in diesen Kräfte erzeugt werden, die auf den Mittelzapfen 30 und dessen Bundstück 31 übertragen werden. Da in dem Ringraum 32 ebenfalls Flüssigkeitsdruck herrscht, wird durch diesen wiederum eine Kraft zwischen dem Bundstück 31 und der Zylindertrommel 5 übertragen. In der Ringfläche neben dem Ringraum 32 zwischen der Stirnseite des Bundstücks 31 und der Stirnseite der Zylindertrommel 5 bildet sich durch aus dem Ringraum 32 hinausleckende Druckflüssigkeit ein Schmiermittelfilm, dessen Druck ebenfalls zur Übertragung einer Kraft zwischen Bundstück 31 des Mittelzapfens 30 und Zylindertrommel 5 beiträgt. Solange in den Druckräumen 38 und 40 kein Druck vorhanden ist, wird durch die Feder 42 eine Grundkraft zwischen Gehäuse 1 und Buchse 33 und damit Mittelzapfen 30 übertragen, die wiederum über den Bundteil 31 auf die Zylindertrommel 5 übertragen wird und zu einer Grundanpassung auch bei fehlendem Arbeitsmitteldruck führt..5 so that only the one of the two pressure chambers 38 and 40 having the higher pressure with the Annular space 32 is in communication. The cylinder drum 5 is in turn by needle bearings 20 on the Center pin 30 mounted. The working medium pressure present in the channels 9 is transmitted through the Bores 39 and 41 on the pressure chambers 38 and 40, so that forces are generated in these, which on the center pin 30 and its collar piece 31 are transferred. Since in the annular space 32 as well Liquid pressure prevails, this in turn creates a force between the collar piece 31 and the Cylinder drum 5 transferred. In the annular area next to the annular space 32 between the end face of the Collar piece 31 and the end face of the cylinder drum 5 is formed by leaking out of the annular space 32 Hydraulic fluid is a film of lubricant, the pressure of which is also used to transmit a force between the collar piece 31 of the central pin 30 and the cylinder drum 5 contributes. As long as in the printing rooms 38 and 40 is no pressure, the spring 42 creates a basic force between the housing 1 and bushing 33 and thus center pin 30, which in turn over the collar part 31 on the cylinder drum 5 is transferred and to a basic adaptation even in the absence of working medium pressure leads.
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