DE1403750A1 - Swashplate pump and motor - Google Patents
Swashplate pump and motorInfo
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Description
Priorität: 23. Januar i960, Grossbritannien.Priority: January 23, 1960, Great Britain.
Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Maschinen, insbesondere auf Taumelscheibenpumpen und -motoren mit einem drehbaren Zylinderblock, in welchem in mehreren Zylindern mit einer feststehenden Taumelscheibe antriebsmäasig verbundene Kolben gleitbar angeordnet sind, wobei in einer ebenen Stirnseite dieses Zylinderblocks Kanäle angeordnet sind, die mit den Zylindern in Verbindung stehen und mit in einer ebenen Stirnfläche eines feststehenden Kanalblocks ausgebildeten Einlass- und Auslasskanälen zusammenarbeiten. In dem Patent Nr (Patentanmeldung C 21 235 Ia/59a) der Anmelderin ist eine Einrichtung dieser Art beschrieben und dargestellt,The invention relates to hydraulic machines, in particular on swash plate pumps and motors with a rotating cylinder block, in which piston slidably connected to a stationary swash plate in several cylinders are, wherein channels are arranged in a flat end face of this cylinder block, which are in communication with the cylinders and with Inlet and outlet channels formed in a flat end face of a stationary channel block work together. In the patent No. (patent application C 21 235 Ia / 59a) of the applicant a facility of this type is described and illustrated,
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bei welcher zwischen den besagten ebenen Stirnflächen des Zylinderblocks und des Kanalblocks ein flacher Drehschieber mit Öffnungen angeordnet ist, welche den Übertritt von Strömungsmittel zwischen den Kanälen im Zylinderblock und den Kanälen im ^analolock gestatten, wobei der Drehschieber um die Drehachse des Zylinderblocks verdrehbar ist. Der Drehschieber ist dabei von Hand um die Drehachse verstellbar, um den Zeitpunkt des üffnens der Einlass- und Auslasskanäle einer Pumpe zu verzögern und dadurch einen weicheren und leiseren Lauf der Pumpe bei zunehmender Belastung zu erzielen. Im Falle eines Motors erfolgt die Winkelverstellung des Drehschiebers so, dass das Schliessen der Einlass- und Äuslasskanäle mit zunehmender Belastung zeitlich vorverlegt wird.in which between said flat end faces of the cylinder block and the channel block is a flat rotary valve with openings is arranged, which allows the passage of fluid between allow the channels in the cylinder block and the channels in ^ analogolock, wherein the rotary valve is rotatable about the axis of rotation of the cylinder block. The rotary valve can be adjusted by hand around the axis of rotation, to delay the opening of the inlet and outlet channels of a pump and thereby a softer and quieter one To achieve running of the pump with increasing load. In the case of a motor, the angle of the rotary valve is adjusted so that the closing of the inlet and outlet channels with increasing load is brought forward.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine die Handverstellung ersetzende Einrichtung zur r/inkelverstellung des Drehschiebers, welche diese Verstellung selbsttätig in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen vornimmt und im wesentlichen aus einem Druckmittelmotor besteht, dessen Arbeitskammer mit der Förderseite der pumpe oder der Zuführungsleitung des Motors verbunden ist und der mit dem Drehschieber antriebsmässig verbunden ist, um diesem entgegen der "Wirkung einer Vorspanneinrichtung eine tfinkelbewegung mitzuteilen. Vorzugsweise ist der Druckmittelmotor mit einer hin- und hergehenden iöinstange oder dergleichen versehen, welche mit einer am Umfang desDrehschiebers vorgesehenen Verzahnung kämmt. Die Vorspanneinrichtung kann eine Feder oder ein ähnliches elastisches Element umfassen, welches das Bestreben hat, den Drehschieber in seiner einer leichten BelastungThe present invention is now a manual adjustment Replacement device for the angle adjustment of the rotary valve, which this adjustment automatically depending on the operating conditions undertakes and consists essentially of a pressure medium motor whose working chamber with the delivery side of the pump or the Feed line of the motor is connected and which is drivingly connected to the rotary valve in order to counteract the "effect" to communicate an angular movement to a pretensioning device. Preferably is the hydraulic motor with a reciprocating oil rod or the like, which meshes with a toothing provided on the circumference of the rotary valve. The pretensioner can comprise a spring or a similar elastic element, which tends to the rotary valve in its a light load
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der hydraulischen 1-iaschine entsprechenden Stellung- zu halten.to hold the position corresponding to the hydraulic machine.
Gemäss der Erfindung sind ferner Mittel für die Dämpfung von Pulsationen in der Verbindungsleitung zwischen der Arbeitsdruckleitung und dem Verstellmotor des Drehschiebers vorgesehen.According to the invention, there are also means for damping pulsations provided in the connecting line between the working pressure line and the adjusting motor of the rotary valve.
Eine-aussen angeordnete Anzeigevorrichtung ist vorteilhaft mit dem Drehschieber oder dessen Verstelleinrichtung verbunden, um die jeweilige Einstellung des Drehschiebers anzuzeigen.An externally arranged display device is advantageous with the Rotary slide or its adjusting device connected to display the respective setting of the rotary slide.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen naher beschrieben. Es zeigen:A preferred embodiment of the invention is below below Described in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig· 1 eine Taumelscheibenpumpe gemäse der Erfindung im Schnitt in einer den Drehschieber enthaltenden Ebene;Fig. 1 shows a swash plate pump according to the invention in section in a plane containing the rotary valve;
Fig. 2 eine Ansicht der Pumpe im Längsschnitt;Fig. 2 is a view of the pump in longitudinal section;
Fig· 3 eine Teilschnittansicht entlang der Linie IH-III von Fig. 1 und Fig. 3 is a partial sectional view taken along the line IH-III of Figs
Fig· ^ einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 1. FIG. 1 shows a section along the line IV-IV of FIG.
Di· Pumpe gemäse der Erfindung besteht aus einem Hauptgehäuse mit einem GehäuseVorderteil 1 und einer mit Kanälen versehenen hinteren The pump according to the invention consists of a main housing with a housing front part 1 and a rear part provided with channels
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Abschlussplatte oder Kanalblock 2. Sowohl das Gehäusevorderteil 1 als auch die hintere Abschlussplatte 2 sind jeweils mit einem Lager k, bzw. 5 für eine kurze, steife Antriebswelle 6 versehen. Anschliessend an das Lager 5 in der hinteren Abschlussplatte 2 ist die Welle 6 mit einem Klemmkonus 7 versehen, auf welchem ein Zylinderblock 8 aufgeklemmt ist. Der Zylinderblock 8 ist durch eine auf der Welle angeordnete Gegenmutter 9 auf dem Konus festgezogen und enthält eine Anzahl von Zylindern Io, deren Achsen in Richtung zur hinteren Abschlussplatte 2 nach innen gegeneinander geneigt sind. In jedem Zylinder ist ein Kolben 11 gleitbar angeordnet, der mit einer normalerweise feststehenden, auf Zapfen 13 (Fig· h) gelagerten Taumelscheibe 12 antriebsmassig verbunden ist. Die Taumelscheibe 12 besitzt eine konische Mittelöffnung 1^, durch welche sich die Welle erstreckt, wobei diese Öffnung so bemessen ist, dass sie eine Verstellung des Winkels der Taumelscheibe zur Welle 6 gestattet.End plate or channel block 2. Both the front housing part 1 and the rear end plate 2 are each provided with a bearing k or 5 for a short, rigid drive shaft 6. Following the bearing 5 in the rear end plate 2, the shaft 6 is provided with a clamping cone 7 on which a cylinder block 8 is clamped. The cylinder block 8 is tightened on the cone by a lock nut 9 arranged on the shaft and contains a number of cylinders Io, the axes of which are inclined inwardly in relation to one another in the direction of the rear end plate 2. A piston 11 is slidably arranged in each cylinder and is connected in a driving manner to a normally stationary swash plate 12 mounted on journals 13 (FIG. H). The swash plate 12 has a conical central opening 1 ^ through which the shaft extends, this opening being dimensioned such that it allows the angle of the swash plate to the shaft 6 to be adjusted.
Die Angriffsfläche der Taumelscheibe ist mit einer Ausnehmung zur Aufnahme einer ringförmigen Gleitplatte 16 versehen, gegen die sich Gleitschuhe 17 abstützen, deren jeder mit einem der Kolben 11 in antriebsmässiger Verbindung steht. Im Interesse einer klareren Darstellung ist in Fig· 2 jeweils nur ein Zylinder Io, Kolben 11 und Gleitschuh 17 gezeigt..The engagement surface of the swash plate is provided with a recess Receiving an annular slide plate 16 is provided against which Support slide shoes 17, each of which with one of the pistons 11 in drive-related Connection. For the sake of clarity, only one cylinder Io, piston 11 and one each is shown in FIG Slide shoe 17 shown.
Die hintere Stirnfläche 18 des Zylinderblocks 8 wird von Einlass-/ Auslasskanälen 19 durchsetzt, wobei jedem Zylinder Io jeweils ein solcher Kanal 19 eugeordnet ist, dessen Öffnung nacheinander mitThe rear end face 18 of the cylinder block 8 is of inlet / Passes through outlet channels 19, each cylinder Io being assigned one such channel 19, the opening of which is consecutively associated with it
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bogenförmigen Einlass- und Auslasschlitzen 2o, 21 zur Deckung kommt, die in einem konzentrisch zur Welle 6 angeordneten, schwimmend gelagerten Drehschieber 22 ausgebildet sind» Der Drehschieber 22 ist, ausgenommen seine Führung zur Winkelverstellung um die Welle 6 in Bezug auf die Taumelscheibe 12, nicht mit der hinteren Abschlussplatte 2 verbunden. Diese Winkelverstellung wird durch nachfolgend noch zu beschreibende Mittel gesteuert. Die Schlitze 2o, 21 stehen mit einer Aussenleitung über in der hinteren Abschlussplatte 2 ausgebildete, sich nach aussen erweiternde Kanäle 27, 28 (Fig. 4) sowie Einlassund Auslaesmuffen 27a, bzw· 28a, in Verbindung. Die Kanäle 27ι 28 münden durch eine Lagerfläche 29 der hinteren Abschlussplatte in die bogenförmigen Schlitze 2o, bzw. 21 des Drehschiebers 22.arcuate inlet and outlet slots 2o, 21 coincide, which are formed in a floating rotary valve 22 arranged concentrically to the shaft 6 »The rotary valve 22 is, except for its guidance for angular adjustment around the shaft 6 in relation to the swash plate 12, not with the rear end plate 2 connected. This angular adjustment is controlled by means to be described below. The slots 2o, 21 are with a Outer line via channels 27, 28 (FIG. 4) formed in the rear end plate 2 and widening outwards, as well as inlet and Outlet sleeves 27a or 28a in connection. The channels 27ι 28 open through a bearing surface 29 of the rear end plate into the arcuate slots 2o or 21 of the rotary slide 22.
Der Drehschieber 22 bildet eine Art Beilagscheibe zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen 18 des Zylinderblocks 8 und 29 der hinteren Abschlussplatte 2 und kann sich zwischen diesen beiden Flächen innerhalb eines gewissen Spielraumes radial frei schwimmend bewegen. Diese radiale Beweglichkeit wird mittels innerer Kanäle und Ausnehmungen hydrostatisch gesteuert. Ausserdem befinden sich zwischen den flachen Aussenseiten des Drehschiebers und den Stirnflächen 18 und Leckölschichten, welche einander entgegengesetzte, im wesentlichen gleichgroß se axiale Kräfte auf den Drehschieber ausüben, so dass dieser auch in axialer Richtung schwimmend gelagert ist und eine gewisseThe rotary valve 22 forms a type of washer between each other facing end faces 18 of the cylinder block 8 and 29 of the rear End plate 2 and can move freely floating radially between these two surfaces within a certain margin. This radial mobility is controlled hydrostatically by means of internal channels and recesses. There are also between the flat outer sides of the rotary valve and the end faces 18 and Leak oil layers, which are opposite, essentially equally large se axial forces exert on the rotary valve, so that this is also floating in the axial direction and a certain amount
Bewegungsfreiheit hat. Der Drehschieber ist in dem DBP Nr Has freedom of movement. The rotary valve is in the DBP No.
(Patentanmeldung C 21 235 Ia/59a) der Anmelderin näher beschrieben. An seinem Umfang ist der Drehschieber 22 mit einer Verzahnung 5o ver-(Patent application C 21 235 Ia / 59a) described in more detail by the applicant. The rotary slide valve 22 is provided with a toothing 5o on its circumference.
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sehen. Mit dieser Verzahnung kämmt eine zylindrische Zahnstange 51, welche auf einer Kolbenstange 52 verschiebbar gelagert ist. Diese Kolbenstange ist seitlich in einem Führungsblock 53 geführt, in welchem sie mittels eines Tauchkolbens 5^ axial verstellbar ist. Der Tauchkolben ^h ist in einer in das Pumpengehäuse eingeschraubten Gewindebuchse 55 geführt und stützt sich gegen eine in letztere eingeschraubte Stellschraube 50 ab.see. A cylindrical toothed rack 51, which is slidably mounted on a piston rod 52, meshes with this toothing. This piston rod is guided laterally in a guide block 53 in which it is axially adjustable by means of a plunger piston 5 ^. The plunger ^ h is guided in a screwed into the pump housing threaded bushing 55 and rests against a screw screwed into the latter 50th
Ein in der Zeichnung nicht dargestellter Kanal im Führungsblock 33 ist durch eine scheiaatisch bei 69 angedeutete Rohrleitung mit der Förderseite der Pumpe verbunden (zweckmässig am Auslasskanal 21, jedoch wahlweise auch an einer anderen geeigneten Stelle der Förderleitung) und mündet in die Bohrung für die Kolbenstange 52. Letztere ist mit einer Ringnut 31 versehen, welche sich über den axialen Verstellbereich der Kolbenstange mit dem vorerwähnten Kanal deckt. Die Ringnut 57 steht mit einer axialen Senkbohrung 58 der Kolbenstange 52 in Verbindung, wobei die Bohrung 58 an ihrem inneren'ünde einen vergrösserten Durchmesser zur Aufnahme eines Drosseleinsatzes 59 aufweist, welcher eine Drosselbohrung 60 besitzt, die in die Innenbohrung der Kolbenstange 3^- mündet. Die die Kolbenstange 52 aufnehmende Bohrung der zylindrischen Zahnstange 51 ist als Sacklochbohrung ausgeführt und bildet den Zylinder eines hydraulischen Motors, welcher dazu dient, die Zahnstange zum Zwecke des Verstellens des Drehschiebers 22. zu bewegen. ...... A channel in the guide block 33 , not shown in the drawing, is connected to the delivery side of the pump by a pipeline indicated diagrammatically at 69 (expediently at the outlet channel 21, but optionally also at another suitable point on the delivery line) and opens into the bore for the piston rod 52 The latter is provided with an annular groove 31 which coincides with the aforementioned channel over the axial adjustment range of the piston rod. The annular groove 57 is connected to an axial countersunk bore 58 of the piston rod 52, the bore 58 having an enlarged diameter at its inner end to accommodate a throttle insert 59 which has a throttle bore 60 which opens into the inner bore of the piston rod 3 ^ . The bore of the cylindrical rack 51 accommodating the piston rod 52 is designed as a blind hole and forms the cylinder of a hydraulic motor which is used to move the rack for the purpose of adjusting the rotary valve 22. ......
Di"· Zahnstange 51 ist durch eine Schraubendruckfeder 6l vorgespannt,Di "· rack 51 is pretensioned by a helical compression spring 6l,
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welche zwischen dem 3nde der Zahnstange und einer Abstützkappe 62 angeordnet ist. Die Kappe 62 ist auf das Ende eines Stiftes 63 aufgesetzt, der in einer der Buchse 55 entsprechenden Gewindebuchse Gh geführt und in dieser mittels einer Anschlagschraube 65 axial verstellbar ist. Die axiale Verstellung des Stiftes 63 bestimmt die Vorspannung der Feder 6l und damit die Verdrehung des Drehschieberswhich is arranged between the 3nd of the rack and a support cap 62. The cap 62 is placed on the end of a pin 63 which is guided in a threaded bushing Gh corresponding to the bushing 55 and is axially adjustable in this by means of a stop screw 65. The axial adjustment of the pin 63 determines the bias of the spring 6l and thus the rotation of the rotary valve
22 mittels der Zahnstange 51 beim Ansteigen des Druckes in der Förderleitung der Pumpe. Der Drosseleinsatz 59 wirkt als Dämpfer zur Beseitigung oder Verringerung von aus der Steuerleitung kommenden Druckimpulsen, wodurch verhindert wird, dass Schwingungen mit Pumpenfrequenz auf den Drehschieber einwirken oder Resonanzschwingungen der Feder 6l entstehen.22 by means of the rack 51 when the pressure in the delivery line rises the pump. The throttle insert 59 acts as a damper for elimination or reduction of pressure pulses coming from the control line, which prevents vibrations at the pump frequency act on the rotary valve or resonance vibrations of the spring 6l arise.
Das Verdrehen des Drehschiebers durch die Zahnstange 51 'erfolgt im Sinne einer Verzögerung des Öffnens der beiden Einlass- und Auslassschlitze 2o, 21 und geschieht in der Drehrichtung des Zylinderblocks. Der Grund hierfür ist, dass der Einlassdruck in einer Pumpe im Vergleich zum Förderdruck niedrig ist, so dass am oberen Totpunkt des Kolbens 11 (d.h. am Ende des Ladehubes), der Zylinder Io Öl mit niedrigem Druck enthält. Wenn nunmehr der gemeinsame Einlass-/Auslasskanal 19 nach dem Auslassschlitz 21 zu geöffnet wird, findet im Zylinder aufgrund des viel höheren Druckes in der Lastleitung ein ' plötzlicher Druckanstieg statt, so dass beim Beginn des Förderhubes eines jeden Kolbens eine Reihe von Stoßwellen in dem System erzeugt würde· Ee muse deshalb zwischen dem oberen Totpunkt und dem Offnen des Saals 19 zum Auslaßschlitz 21 eine gewisse WinkelVerzögerung vor- :The rotation of the rotary valve by the rack 51 'takes place in A delay in the opening of the two inlet and outlet slots 2o, 21 and happens in the direction of rotation of the cylinder block. The reason for this is that the inlet pressure in a pump is low compared to the delivery pressure, so that at the top dead center of the Piston 11 (i.e. at the end of the loading stroke), the cylinder Io with low oil Contains print. If now the common inlet / outlet channel 19 is opened after the outlet slot 21, takes place in Cylinder due to the much higher pressure in the load line a ' sudden pressure increase takes place, so that at the beginning of the delivery stroke of each piston generates a series of shock waves in the system would · Ee muse therefore between the top dead center and the opening of the hall 19 to the outlet slot 21 a certain angle delay before:
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gesehen werden, damit das Öl im Zylinder Io mindestens auf den Leitungsdruck vorverdichtet werden kann. In gleicher Weise wird der Üldruck in den Zylindern Io mindestens annähernd auf Leitungsdruck herabgesetzt, wenn die Zylinder sich dem Einlaßschlitz 2o nähern»can be seen so that the oil in the cylinder Io is at least equal to the line pressure can be pre-compressed. In the same way, the oil pressure in the cylinders Io is at least approximately at line pressure reduced when the cylinders approach the inlet slot 2o »
Die in den Zeichnungen dargestellte Maschine kann, anstatt als Pumpe, auch als Motor verwendet werden. Bei einem Motor wird der Kanal im Führungsblock 53 mit der Druckleitung (d.h. mit der Ölzufuhrleitung) verbunden und die Winkelverdrehung des Drehschiebers 22 erfolgt im Sinne einer Vorverlegung des Schliessens des Auslaßschlitzes 21 (d.h. entgegen der Drehrichtung des Zylinderblocks), so dass in jedem Arbeitszylinder Öl eingeschlossen und im unteren Totpunkt auf einen sich mit zunehmender Belastung dem Leitungsdruck annähernden.Druck verdichtet wird. Hierdurch wird der Zylinder bei verhältnismäseig hohem Innendruck mit dem Leitungsdruck in Verbindung gebracht.The machine shown in the drawings can, instead of being a pump, can also be used as a motor. In the case of an engine, the duct in the guide block 53 is connected to the pressure line (i.e. the oil supply line) connected and the angular rotation of the rotary valve 22 takes place in the sense of advancing the closure of the outlet slot 21 (i.e. contrary to the direction of rotation of the cylinder block), so that oil is trapped in each working cylinder and on itself at bottom dead center with increasing load approximating the line pressure. Pressure compressed will. This causes the cylinder to operate at a relatively high internal pressure associated with line pressure.
Am Umfang des Drehschiebers 22 ist eine zweite Verzahnung 5oa angebracht, welche mit einem Zahnrad 66 kämmt, auf dar Welle 67 einer aussen angeordneten Anzeigevorrichtung 68 befestigt ist (siehe auch Fig. 3)· Diese Anzeigevorrichtung dient zum Anzeigen der jeweiligen Stellung des Drehschiebers 22 und ist aussen in der hinteren Abschlussplatte 2 angeordnet.A second toothing 5oa is attached to the circumference of the rotary valve 22, which meshes with a gear 66, on the shaft 67 one externally arranged display device 68 is attached (see also Fig. 3) · This display device is used to display the respective Position of the rotary slide valve 22 and is arranged on the outside in the rear end plate 2.
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Claims (1)
äussere Anzeigevorrichtung Zum Anzeigen der jeweiligen Winkelstellung dee Drehschiebers antriebsmässig verbunden ist.11. Swash plate pump or motor according to one of the preceding claims, characterized in that with the rotary valve one
Outer display device To display the respective angular position the rotary slide is connected in a drive manner.
. H. FINCKE, D1PL.-ING. H. BOHR WPC-WO. & STAEGHl PATlNTANWXlTt
. H. FINCKE, D1PL.-ING. H. BOHR WPC-WO. & STAEGHl
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |