DE1453459B

DE1453459B - Cooling device for the control plate body of a hydraulic fluid axial piston machine

Info

Publication number: DE1453459B
Authority: DE
Inventors: Paul 7140 Ludwigsburg Bosch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für den Steuerspiegelkörper einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) mit einer Ringnut außerhalb der beiden nierenförmigen Steueröffnungen, der dauernd Flüssigkeit über einen Zuflußkanal aus einem der Flüssigkeitsanschlüsse der Maschine zuführbar ist.The invention relates to a cooling device for the control plate body of a hydraulic fluid axial piston machine (Pump or motor) with an annular groove outside the two kidney-shaped control openings, the permanent liquid via an inflow channel can be supplied from one of the fluid connections of the machine.

Bei bekannten Druckflüssigkeits-Axialkolbenpumpen erwärmt sich die Zylindertrommel durch innere Reibung des Arbeitsmittels, von den Arbeitsräumen der Pumpenzylinder ausgehend, sehr stark. Verstärkt wird diese Erwärmung durch die Reibungswärme der im gleichen Bereich liegenden und gegen den Steuerspiegelkörper gepreßten, mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Stirnfläche der Zylindertrommel. Besonders bei Maschinen mit hoher Leistung bei sehr hohen Betriebsdrücken entstehen daher hohe Temperaturen im Steuerspiegelkörper, die die Schmierfähigkeit des Öles im Lagerspalt herabsetzen und damit die Lebensdauer des Lagers verkürzen. Nachteilig ist diese Wärme darüber hinaus durch ihre ungleichmäßige Temperaturverteilung. In der Nähe der Steuerschlitze ist die Temperatur des Steuerspiegelkörpers beispielsweise wesentlich geringer als in ihren äußeren Zonen, da in der Nähe der Steuerschlitze reichlich Lecköl zur Schmierung vorhanden ist und durch die Steuerschlitze strömendes Druckmittel ständig Wärme abführt. Die ungleichmäßige Temperaturverteilung im Steuerspiegelkörper bewirkt Volumenänderungen und damit Verformungen des Steuerspiegelkörpers, die die Abdichtung merklich verschlechtern. In known hydraulic fluid axial piston pumps the cylinder drum heats up due to internal friction in the working medium from the working areas starting from the pump cylinder, very strong. This heating is intensified by the frictional heat the one lying in the same area and pressed against the control plate body at high speed circumferential face of the cylinder drum. Especially with machines with high performance at very high operating pressures, therefore, high temperatures arise in the control plate body, which the Reduce the lubricity of the oil in the bearing gap and thus shorten the service life of the bearing. This heat is also disadvantageous due to its uneven temperature distribution. Nearby the control slots, the temperature of the control mirror body is, for example, much lower than in their outer zones, as there is plenty of leakage oil for lubrication in the vicinity of the control slots and Pressure medium flowing through the control slots continuously dissipates heat. The uneven temperature distribution in the control plate body causes volume changes and thus deformations of the control plate body, which noticeably deteriorate the seal.

Es ist bekannt, durch Drucktaschen die Flächen-t pressung zwischen der Zylindertrommel und demj¹ Steuerspiegel niedrig zu halten und die an der Gleit-I fläche auftretenden Reibungskräfte herabzusetzen.: Doch die quer zur Bewegungsrichtung angeordneten > Taschen unterbrechen den Schmierfilm. Ein Tempe-1 raturausgleich im Steuerspiegel findet nicht statt. ιIt is known by pressure pockets the surface t squeeze between the cylinder drum and to keep demj ¹ control levels low and to reduce the surface friction forces occurring at the floating I .: However, arranged transversely to the direction of movement> pockets interrupt the lubricating film. There is no temperature compensation in the control plate. ι

ίο Weiter ist bekannt, den äußeren Bereich des Steu-i erspiegels durch einen Kanal mit Schmiermittel zu) versorgen, der seinerseits mit einem das hydraulische Mittel führenden Teil in Verbindung steht und mitiS einer Vorrichtung zur Regelung der durchtretender^ίο It is also known that the outer area of the tax i mirror through a channel with lubricant), which in turn with a hydraulic Means leading part is in connection and mitiS a device for regulating the passage through ^

Schmiermittelmenge versehen ist. Auch bei dieseij) Bauart wird kaum Wärme vom Steuerspiegel abgeführt und nichts getan, um eine unsymmetrische Erwärmung des Steuerspiegels zu verhindern.Amount of lubricant is provided. Also with this ij) Design, hardly any heat is dissipated from the control plate and nothing is done to prevent asymmetrical heating to prevent the control mirror.

Es ist auch schon eine Druckölschmierung eine Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine bekannt, bei der auf dem Steuerspiegel der Maschine eine in zwei jeweils der Hoch- und der Niederdruckseite zugeordnete Halbkreise aufgeteilte Ringnut angeordnet ist Während des Durchlaufs durch die Hochdruckseite wird diese Ringnut, d.h. deren der Hochdruckseite zugeordneter Halbkreisteil über ein Rückschlagventi ständig mit Drucköl vom Hochdruckraum der Maschine versorgt. Ein besonderer Abfluß, über den da;« Schmier-Drucköl wieder abgeführt wird, ist nicht vorkPressure oil lubrication of a hydraulic fluid axial piston machine is also known the one on the control plate of the machine one in two assigned to the high and low pressure sides Semicircles divided annular groove is arranged during the passage through the high pressure side this ring groove, i.e. its semicircle part assigned to the high pressure side, via a non-return valve constantly supplied with pressure oil from the high pressure chamber of the machine. A special drain over which there; " Lubricating pressure oil is discharged again is not pre-set

gesehen. Nachteilig an dieser Maschine ist, daß sie nuj) jeweils die der Hochdruckseite zugeordnete Hälfte dejs Steuerspiegels schmiert. Eine genügende Abführung der entstehenden Wärme kann diese Maßnahme nicht bewirken. Die besonders bei hohen Betriebsdrücke^seen. The disadvantage of this machine is that it nuj) each dejs the half assigned to the high pressure side Control plate lubricates. This measure cannot adequately dissipate the resulting heat cause. Especially at high operating pressures ^

auch an der der Niederdruckseite zugeordneten Half W des Steuerspiegels erzeugte Wärme wird nicht wesentk Hch beeinflußt, so daß der Steuerspiegel auch wiedele örtlich unterschiedlich erhitzt wird und sich deshal] verformt. jualso on the Half W assigned to the low-pressure side The heat generated by the control plate is not significantly affected, so that the control plate also wiedele is heated locally differently and is therefore] deformed. ju

Es ist zwar bekannt, bei Axialkolbenmaschinen a|j der Schrägscheibe einen Kühlkanal auszubildend durch den ständig ein ölstrom zum Kühlen defl Schrägscheibe fließt. Jedoch hat diese Kühleinrichti tung den Nachteil, daß sie den Steuerspiegel nicri« kühlt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundö übermäßige Erwärmung des SteuerspiegelkörpeieIt is known that in axial piston machines a | j the swash plate to form a cooling channel through which a constant flow of oil for cooling defl Swashplate flows. However, this cooling device has the disadvantage that it does not affect the control plate. cools. The invention is based on the object of excessive heating of the control mirror body

einer eingangs erwähnten Druckflüssigkeits-Axialkolia hydraulic fluid axial coli mentioned at the beginning

benmaschine zu vermeiden. '?'■ to avoid ben machine. '?' ■

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreichP daß auf dem Steuerspiegel und auf der rückseitiges Stirnfläche des als Steuerspiegelscheibe mit durchg£, henden Steueröffnungen ausgebildeten Steuerspiegeü körpers mindestens je eine Ringnut mit einem de Durchfluß nicht drosselnden Querschnitt als Kühlk« nal angeordnet ist, der über einen mit einer Drossi versehenenen Zuflußkanal mit Kühlflüssigkeit ve; sorgbar und über einen Abflußkanal mit dem Innei raum des Maschinengehäuses verbunden ist.This is achieved according to the invention in that on the control plate and on the rear Front surface of the control mirror designed as a control mirror disc with continuous control openings body at least one annular groove each with a cross-section that does not restrict the flow as a cooling element nal is arranged, the ve provided with a throttle inlet channel with cooling liquid; care and is connected via a drainage channel with the interior space of the machine housing.

Auf diese Weise wird eine durch die Maschinei wärme hervorgerufene Aufheizung des Steuerspiege körpers verhindert, so daß sich die Schmierung zw sehen Steuerspiegel und Zylindertrommel durch Vi kositätsveränderung der Druckflüssigkeit nicht ve schlechtem kann; auch werden dadurch Verwerfu; gen des Steuerspiegelkörpers durch dessen ungleici mäßige Erwärmung vermieden. Da der erfindungsg mäße Steuerspiegelkörper als Scheibe ausgestaltet i: ist es möglich, durch bloßes Umdrehen des SteueIn this way, a heat generated by the machine is heating of the control mirror body prevented so that the lubrication between the control plate and cylinder drum see through Vi Changes in the viscosity of the hydraulic fluid cannot do any harm; this also leads to rejection; conditions of the control plate body avoided by its unequal heating. Since the erfindungsg moderate control mirror body designed as a disc i: it is possible by simply turning the Steue

iegelkörpers wahlweise die eine oder die andere irnseite derselben als Steuerspiegel zu verwenden, amit erhöht sich die Lebensdauer der gesamten xialkolbenmaschine.to use either one or the other inside of the same as a control plate, This increases the service life of the entire axial piston machine.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung gibt sich dadurch, daß der Zuflußkanal von dem unr Niederdruck, aber unter einem höheren Druck als im Umgebungsdruck (1 ata) stehenden Anschluß jgezweigt ist. Das zur Kühlung verwendete Druckittel wird somit dem Niederdruckbereich entnomlen, so daß die Druckverluste gering sind.An expedient development of the invention is that the inflow channel from the unr Low pressure, but at a higher pressure than the connection under ambient pressure (1 ata) j is branched. The pressure medium used for cooling is thus taken from the low pressure area, so that the pressure losses are low.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und zweckmäige Weiterbildungen sind nachstehend an Hand in ;r Zeichnung vereinfacht dargestellter Ausführungssispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Druckflüsgkeits-Axialkolbenmaschine,
; F i g. 2 einen Querschnitt nach II-II in F i g. 1.
j F i g. 1 zeigt das Gehäuse 1 einer als Pumpe verendbaren Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine, as von einem Deckel 2 verschlossen ist. In dem Geäuse 1 ist in einem Gleitlager 4 eine Antriebswelle 6 ad in einem Gleitlager 5 eine mit der Antriebswelle 6 irbundene Zylindertrommel 7 gelagert, die mit ihrer em Gehäuse zugekehrten Stirnfläche 8 dichtend auf em Steuerspiegel 9 einer Steuerspiegelscheibe 9, 10 feitet. Die rückseitige Stirnfläche 11 der Steuerspieslscheibe liegt fest am Gehäuseboden la an. Am histritt der Antriebswelle aus dem Gehäuse ist eine jichtung 12 angeordnet. In der Zylindertrommel 7 egen Zylinder 13 mit Kolben 14, die durch Druckfeern 16 in Höhlungen 15 der Kolben auf eine Schrägiheibe 17 gedruckt werden. Die Schrägscheibe 17 iht auf einer Stützplatte 18, die sich mit einer kugelien Fläche 19 an dem Deckel 2 abstützt und in ihrer phrägstellung mit Hilfe eines Hebels 20 verstellt wer-ϊη kann.Further details of the invention and expedient developments are explained in more detail below with reference to the drawings of exemplary embodiments shown in simplified form. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a pressure fluid axial piston machine,
; F i g. 2 shows a cross section according to II-II in FIG. 1.
j F i g. 1 shows the housing 1 of a hydraulic fluid axial piston machine which can be used as a pump and which is closed by a cover 2. In the housing 1, a drive shaft 6 ad is mounted in a sliding bearing 4 in a sliding bearing 5 with a cylinder drum 7 irbundene with the drive shaft 6, which leads with its housing facing end face 8 sealingly on em control plate 9 of a control plate disk 9, 10. The rear face 11 of the control mirror rests firmly on the housing base la . A seal 12 is arranged at the step of the drive shaft from the housing. In the cylinder drum 7 there are cylinders 13 with pistons 14, which are pressed onto an inclined disk 17 in cavities 15 of the pistons by means of pressure brackets 16. The swash plate 17 is on a support plate 18, which is supported with a spherical surface 19 on the cover 2 and can be adjusted in its position with the aid of a lever 20.

! Jeder Zylinder ist durch eine öffnung 21 mit der uf dem Steuerspiegel 9 gleitenden Stirnfläche 8 der ylindertrommel 7 verbunden. Im Steuerspiegel liesn in gleicher Entfernung von der Drehachse eine mit nem Einlaß 23 verbundene Niederdruck-Steueröffiimg 24 und eine mit einem Auslaß 25 verbundene bchdruck-Steueröffnung 26 (Fig.2). Vom Einlaß s 5 zweigt ein Zuflußkanal 27 mit einer darin angeord-ιϊίεη Drossel 28 ab. Dieser führt in einen ringnutförüigen Kühlkanal 30 der Stirnfläche 11 der Steuerspie- :lscheibe 10. Der Ringkanal 30 ist über eine Zufluß-LDhrung 31 mit einem ringnutförmigen Kühlkanal 32 j;s Steuerspiegels 9 verbunden. Im Steuerspiegel 9 (igen diametral gegenüber der Einmündung der Zußbohrung 31 Abflußöffnungen 33, 34 (Fig. 2), die zum entlasteten Innenraum 38 im Gehäuse 1 der Maschine führen.! Each cylinder is through an opening 21 with the uf the control plate 9 sliding end face 8 of the cylinder drum 7 connected. Read in the control panel at the same distance from the axis of rotation a low-pressure control opening connected to an inlet 23 24 and a pressure control opening 26 connected to an outlet 25 (FIG. 2). From the inlet S 5 branches off an inflow channel 27 with a ιϊίεη angeord-ιϊίεη therein Throttle 28 off. This leads into an annular groove-shaped cooling channel 30 of the end face 11 of the control mirror : washer 10. The ring channel 30 is via an inflow L-duct 31 is connected to an annular groove-shaped cooling channel 32 j; s control plate 9. In the control mirror 9 (igen diametrically opposite the confluence of the Zußbohrung 31 discharge openings 33, 34 (Fig. 2), the lead to the relieved interior 38 in the housing 1 of the machine.

Von zwei Ringnuten 35, 36 zwischen den Kühlkanälen 30 und 32 und den Steueröffnungen 24 und 26 den Stirnflächen 9, 11 der Steuerspiegelscheibe 10 ist die Ringnut 36 über Schrägbohrungen 37 in der Zylindertrommel mit dem Innenraum 38 verbunden.Of two annular grooves 35, 36 between the cooling channels 30 and 32 and the control openings 24 and 26 the end faces 9, 11 of the control plate disk 10 is the annular groove 36 via inclined bores 37 in the cylinder drum connected to the interior 38.

Beim Arbeiten der Pumpe dreht sich die Zylindertrommel 7, in Blickrichtung der F i g. 2 gesehen, im Uhrzeigersinn. Während die öffnung 21 eines der Zylinder 13 die Niederdruck-Steueröffnung 24 überläuft, saugt der in seine äußere Totpunktstellung gehende Kolben 14 Flüssigkeit aus dem Einlaß 23 an. Hat der Kolben die äußere Totpunktstellung erreicht, so ist die Verbindung zwischen Öffnung 21 und Niederdruck-Steueröffnung 24 unterbrochen und der Druckhub beginnt. Im weiteren Verlauf der Umdrehung der Zylindertrommel 7 trifft die Öffnung 21 auf die Hochdruck-Steueröffnung 26, in der Förderdruck herrscht. Der Inhalt des Zylinders wird zum AuslaßWhen the pump is working, the cylinder drum 7 rotates in the direction of view of FIG. 2 seen in Clockwise. While the opening 21 of one of the cylinders 13 overflows the low-pressure control opening 24, The piston 14, which is moving into its outer dead center position, sucks in liquid from the inlet 23. When the piston has reached the outer dead center position, the connection between opening 21 and Low pressure control port 24 interrupted and the pressure stroke begins. In the further course of the revolution of the cylinder drum 7, the opening 21 meets the high pressure control opening 26, in the delivery pressure prevails. The contents of the cylinder become the outlet

25 hinausgeschoben. Ist der innere Totpunkt erreicht, so ist die Verbindung zur Hochdruck-Steueröffnung unterbrochen und der Vorgang wiederholt sich.25 postponed. Once the inner dead center has been reached, the connection to the high pressure control port is established interrupted and the process repeats itself.

Während des ganzen Umlaufs der Zylindertrommel 7 ist der Zuflußkanal 27 im Einlaß 23 über die Drossel 28 mit den Kühl- und Abflußkanälen 30 bis 34 der Steuerspiegelscheibe 10 verbunden, so daß ständig ein Teil der einströmenden Flüssigkeit diesen Weg fließt und die Steuerspiegelscheibe kühlt. Da die Kühlkanäle einen verhältnismäßig großen Querschnitt und damit kleinen Durchflußwiderstand haben, geht wenig Energie verloren, so daß der Druck im Einlaß nur geringfügig über dem Druck im Gehäuseinneren (gewöhnlich Umgebungsdruck) liegen muß.During the entire revolution of the cylinder drum 7, the inflow channel 27 is in the inlet 23 via the Throttle 28 connected to the cooling and drainage channels 30 to 34 of the control plate disc 10, so that part of the inflowing liquid constantly flows this way and cools the control plate disc. Since the Cooling channels have a relatively large cross-section and thus small flow resistance is possible Little energy is lost, so that the pressure in the inlet is only slightly above the pressure in the interior of the housing (usually ambient pressure) must be.

Die Schmierung des Steuerspiegels 9 erfolgt von innen nach außen bis zur Ringnut 36 durch Druckflüssigkeit unmittelbar von den Steueröffnungen 24,The control plate 9 is lubricated from the inside out as far as the annular groove 36 by hydraulic fluid directly from the control openings 24,

26 aus. Sich in dieser Nut ansammelnde heiße Druckflüssigkeit wird durch die am Umfang der Zylindertrommel verteilten Schrägbohrungen 37 nach außen geschleudert.26 off. The hot hydraulic fluid that collects in this groove is released by the pressure on the circumference of the cylinder drum distributed inclined bores 37 thrown outwards.

Die zu beiden Seiten des Kühlkanals 32 liegende Stirnfläche des Steuerspiegels wird vom Kühlstrom dieses Kanals geschmiert.The end face of the control plate lying on both sides of the cooling channel 32 is controlled by the cooling flow this channel lubricated.

Natürlich kann der Zuflußkanal 27 — nicht wie in F i g. 1 dargestellt — auch unabhängig vom Niederdruckanschluß 23 der Axialkolbenmaschine mit Druckflüssigkeit versorgt werden. Der Druck im Zuflußkanal kann dabei z. B. von einer Hilfspumpe mit Druckhalteventil oder auch aus dem Hochdruckanschluß abgeleitet und über ein Druckbegrenzungsventil bestimmt werden.Of course, the inflow channel 27 - not as in FIG. 1 - also independent of the low pressure connection 23 of the axial piston machine are supplied with hydraulic fluid. The pressure in the inflow channel can z. B. from an auxiliary pump with pressure relief valve or from the high pressure connection derived and determined via a pressure relief valve.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Cooling device for the control plate body of a hydraulic fluid axial piston machine (Pump or motor) with an annular channel outside the two kidney-shaped control openings, the constant liquid via a supply channel from one of the liquid connections of the machine can be fed, characterized in that on the control plate (9) and on the rear end face (11) of the control mirror body designed as a control mirror disc (10) with continuous control openings (24, 26) at least one annular groove each with a cross-section that does not restrict the flow as Cooling channel (30, 32) is arranged, which is provided via an inflow channel provided with a throttle (28) (27) can be supplied with cooling liquid and via a drain channel (33, 34) with the interior (38) of the machine housing (1) is connected.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the inflow channel (27) of the connection which is under low pressure, but under a pressure higher than ambient pressure (23) is branched.

3. Cooling device according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling channel (30, 32) runs parallel to the circumference of the control plate body and that the drainage channel (33, 34) is arranged diametrically opposite the inflow channel (31).