DE1453691A1 - Einrichtung zur Schmierung und Kuehlung in hydraulischen Maschinen,insbesondere Radialkolbenmaschinen - Google Patents

Description

U53691

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung aj\j^jrtlraulischen Maschinen, insbesondere Radialkolbenmaachinen mit umlaufendem Zylinderkörper, mittels welcher eine zwangsläufige Führung des Lecköles zum Zwecke einer Schmierung und Kühlung erfolgt und weiterhin durch zweckmäßige Gestaltung eine verbesserte Wärmeableitung erzielt wird,

Die ausreichende Schmierung der auf den Mittelzapfen von Radialkolbenmaschinen befindlichen Gleitflächen ist für einen funktionssicheren und reibungsarmen Lauf von entscheidender Bedeutung» Dabei !längen die Betriebssicherheit und die Leistung von hydraulischen Axial- und Radialkolbenniaschinen maßgeblich von den konstruktiven /lubau, im besonderen von der Ausbildung der Lagerung derjenigen t.lemente ab, die die Dichtigkeit und die Schlupfverluste und damit den Wirkungsgrad dieser betriebe beeinflussen. Diese Schwierigkeiten sollen bei einer bekannten Ausführung dadurch überwunden werden, daß von einem Ende des Achszapfens, und zwar bei konischen Zapfen vom schwächeren Ende aus, zwischen den Achsaapfcn und den Zylinderblock eine Druckflüssigkeit gepreßt v/ird, wobei der jjruck mindestens so groß wie der Förderdruck der Pumpe β.;in miß·

Der dabei entstehende Druckflüssigkeitsfilm zwischen Achszapfen und Zylinderblock bewirkt einen Druckausgleich rings um den Achszapfen aui" der ganzen Länge des gemeinsamen Bereiches von Achszapfen und umlaufendem Zylinderblock. Weiterhin ist zur Erhaltung der Betriebssicherheit bei variablen Arbeitsdrücken eine Druckkammer und ein Rückschlagventil erforderlich, um damit einen Flüößigkeitsfilm zu erhalten,

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Mos» Ausführung bat den Nachteil, daS Äuawsfct tie ionisch* Gestaltung des Achszapfens und der GXsitbahrusig im Zylin&trkärpey «In hoher Fertigungsaufwand vorliegt? u#d wotteriiin dl« Abhängigkeit der Funktion, besonders in niederen Driickbereichen, von eiB»3C Drucfekaianier und einem KüokschlagvestiX ftoaktionssieherheitexl eist* schlieBt. .

Bine weitere bekannte Ausführung geht davon aus, daß bei der Druckö!erzeugung durch das notwendige Lagerepiel ein Sehlupf 81-druck zwischen Buchse und Lager auftritt» Mit der hierdurch hervorgerufenen Kraft wird die Buchse exs£ das⁵ Saiagseite des Mitte 1-zapfens gegen ύ»η Zapfen gepreßt»

Durch ein geeignetes Schmiersystem misB deshalb auf der Saugseite des Mittel»apfens ein Schmi@rölfils sseaeagt* werden» der die erhebliche Lagerbelastung aufnimmt»

Dieses Problem soll im wesentlichen dadurch gelöst, werden, daß in dem Mittelsapfen von den Sehmiaifniiten ausgehend in einer oder in beiden Drehriehtungen der Steuerbusse sehr flach verlaufende Schmic2?3pal,te eingearbeitet sind, und daß auf der Anlauf se ite der SÄUgfcammer ein vorzugsweise mit üvv Sehmiernute verbundener Entlastungeapölt vorgesehen ist*

Per Nachteil dieser Erfindung besteht w&x mllem daria^ daS die Verwirklichung mit Einern relativ hiihxm Arbaitaaufwand verbunden 1st» jedoch das Problem der Schmierung noch nicht in befriedigender Weise gelöst ist.

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Eine weitere Schwierigkeit bei dia hydraulischen Ka#ehinen b«_ kannter Art tritt durch cli· Erwärmung der Funktionaeleeeate «tut, _" welche infolge der Materialauadehnung veränderte Froktioneb·«·· J dingungen schafft, die oftmals Störungen, Leiefcungaalnderuiagen und Havarien zur Folge haben. Weiterhin tritt damit auch eine ' u&erwünechte Erwärmung des ifydrauliköles ein_t welche durch die Verminderung der Viskosität eine wesentliche Leistungsminderung zur Folge hat·

Auch ist bereits bekannt, den Laufzapfen mit zusätzlichen Kanälen au versehen, durch welche eine Kühlflüssigkeit geführt wird, wodurch eine Herabsetzung der Temperatur des Laufzapfene erzielt wird.

Mit dieser Lösung wird, zwar die Gleitfähigkeit auf dem Laufzapfen wesentlich verbessert, jedoch hat diese Kühlung nur einen unwesentlichen Einfluß auf die Temperatur des gesamten Aggregates und damit auf die Temperatur des Hydrauliköles.

Die Beseitigung der aufgezeigten Mangel imnn deshalb nur erfolgen, wenn das Problem der Schmierung und der Kühlung als eine komplexe Aufgabe behandelt wird.

Die Erfindung hat daher die Aufgabe, die genannten Nachteile zu beseitigen und eine Einrichtung zur Schmierung und Kühlung in hydraulischen Maschinen zu schaffen, bei der unter Beibehaltung einfachster Bauweise die einzelnen Elemente, insbesondere der Steuerzapfen, so gestaltet sind, daß eine gute Wärmeableitung, eine sichere Schmierung und ein reibungsriindernder und am Steuerzapfen wirkender Druckfeldaufbau gewährleistet wirdo Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Steuer-

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zapfen

und «In Koapleateil
oder stirnseitigen
liehen oder stlrnaeitlgen

sind die angearbeiteten Stege breiter gehabten ate dl» bohrungen, «©bei tu der Tptpmüctßtellung die 3rac)ceeitigöß ßteuerkanten mit deta Schnittpunkt der Querechse d«B Kbetairziipfenß und der Längeaense als Gcbeitelpunkt θ ijien Winkel «Inflohließen, d*r größer let als ein von den saugs*itigen ßteuerteuiten des Steuerzapfene und der Querachse gebildeter Winkel« Ferner ist zwischen den G le it flächen des Stouerzapfens und der Lagerbohrung des Kolben» trägere ein von der gröSenmäßigen Auäbildung dereelben sowie von den Betriebsbedingungen abhängiges Spiel von beispielsweise O_f2 % des Steuörzapfensdurchmessers gewählt, welches der Druckfeldbildung und der Abführung des Schlupföles sowohl an der Seite des Flansches als auch an der dem Flansch entgegengesetzten Seite des Steuerzapfens dient«

Das Pumpengehäuse ist weiterhin als ein der Ansammlung des Schlupföle© dienender Behälter ausgebildet, welcher eine vorzugsweise unterhalb d©r Längsachse des Steuerzapfens liegende und für die ölabfülirung bestimmte Aus tritt soffnung enthält· "

Die wesentlichsten Vorteile öer Erfindung bestehen darin, daß durch die Ausbildung d9© Steuerzapf ons als Komplexteil neben einer stabilen Anordnung doe Steuerzapfens eine gute Wärmeableitung gegeben ist ο Sie templöiie Ausbildung des Steuerzapf ens ermöglicht eine direkte Verbindimg des flanscharfeig ausgebildeter? Teiles -At

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dem Pumpengehäuse mittels Schrauben sowie Paßstiften oder einer entsprechenden Zentrierung, wodurch ein· relativ kurze Bauweise erzielt wird.

Sine verkürzte Bauweise wird außerdem noch dadurch erreicht, daß durch die Ausbildung des Steuerzapfens als Komplexteil bei bestimmten hydraulischen Maschinen auf eine weitere Lagerung verzichtet werden kann_o

Außerdem 1st durch die erfindungsgemäSe Anordnung der Stehe, welche die Druckmitteleintritts- bzw, -austrittöffnungen am Steuersapfen abgrenzen, eine DruckteMbildung vorhanden, welche eine reibungsarmen Lauf gewährleistet und durch die Abführung des Schlupfölea eine sichere Schmierung garantiert. Die Ansammlung des Schlupföle· im Pumpengehäuse hat einen guten Wärmeaustausch zwischen den gesamten Pumpenelementen zur Folge und gibt der hydraulischen Maschine eine in relativ engen Grenzen gehaltene Betriebstemperatur· Diese Betriebstemperatur, die erfahrungsgemäß bei einer bestimmten Ausführung -fine relativ konstante Höhe von etwa 60° erreicht, bietet die Möglichkeit, durch entsprechende «Zahl des Hydraulikölee und der günstigsten Ferti^ungstoleranaen neben einer störungsfreien Funktion einen bestmöglichen 'Wirkungsgrad zu erzielen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Schmierung und Kühlung in hydraulischen Maschinen, insbesondere Radialkolbenmaschinen, ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel dargestellt und näher beschrieben.

Es seigern

Figo 1 eine zum Teil im Schnitt dargestellte Radialkolbenmaschine

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Fig· 2 einen Querschnitt dee Steuereapfeae usä

gemäß Schnitt A-A ' ° :%·■'■ '"

Der Steuerzapf en 1 einer Radi aiko Ibenpuepe bekannte* Auafüh&mg ist mit einem Plansch 2 versehen und zwecke günstigster Wäraeableituag als Kompleacteil ausgebildet· Weiterhin ist der Steuer» zapfen 1 in bekannter Weise mit Stegen 3t 4 versehen» welche ein* durch Steuerkanten 5* \ 6^f bzw· 5ⁿ» ⁶" abgegrenzte Stegbreit· B*f Bⁿ besitzen und breiter gehalten sind als der Durchmesser der Kolbenbohrung 7* Durch die Steuerkanten 5» $ 5" wird ein Saagraua & und durch die Steuerkanten 6'j 6** ein Bruckraum 9 abgegrenzt, welche Über Druokmittel-Zuführungskanäle 10 bzw· -Abführungskanäle 11 mit im Plansch Z befindlichen seitlichen bzw. stirnseitigen Anschlüssen I2j 13 verbunden sind. Die Stege 3, 4 schließen mit den Stegbreiten B'j B" je einen aus einem Winkel cA. ' bzw» B* und einem Winkel oC " bzw. S" bestehenden Winkel ^*-^f bzw. ^" ein, deren Scheitelpunkt auf der Längsachse des Steuerzapfene 1 liegt. Der gemeinsame Schenkel der Winkel <X * und B* sowie eC " und B" entspricht der Querachse x-x des Steuerzapfens 1, welche nach dem Ausführusgsbelspiel durch die innere und äußere Totpunktstellung des Kolbens 14 führt und in dieser Stellung der Achse der Kolbenbohrung 7 entspricht _o Der Winkel cO, welcher zugleich dem Winkel

oC" entsprich^ wird dadurch bestimmt, daß der der Saugseite zuliegende Schenkel 15 durch einen Punkt geht, welcher bei Zusammentreffen der Achse ämr Kolbenbohrung 7 &it der Querachse x_x des Steuerzapfene 1 von fax Steuerkante 5* und einer dem Saugraum S zugewandten Kaste der Kolbenbohruag 7 gebildet wird*

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Der Winkel B*, welcher zugleich dem Winkel Sⁿ entspricht, ist größer «la der Winkel oC * und wird dadurch bestimmt, daß bei der Stellung der jeweiligen Kolbenbohrung 7 zur Querachse x-x von beispielsweise 5 bie 10° in Richtung des Druckraumea 9, der dem Drookraun 9 zuliegende Schenkel 16 durch einen Punkt geht, welcher Ton 4er Steuerkante 6' und einer dem Druckr&um 9 zugewandten Kante der Kolbeabohrung 7 gebildet wirdo Die Grobe dee Winkel ß* bzw₀ ß" ist dabei so gewählt, daß ein gewünschter Druckfeldaufbau zwischen den Gleitflächen des Steuorzapfens 1 und der Lagerbohrung des Kolbenträgers 17 den Abfluß dee Schmiermittels und damit eine sichere Schmierung gewährleistete Weiterhin ißt das lampengehäuse 10 zur Ansai imlung des 'ich lupf Öles als ein Behälter ausgebildet und jait einer /'ustrittsöffnung 19 rersehen", welche vorzugsweise unterhalb der Achse des Steuerzapf ene 1 liegt und der »llabfführung diente

Die Wirkungsweise der erfindun^sßoraäiien F'inrich'ung besteht darin, daß.nach dea dargestellten Beispiel bei Totpunlrtstellung des Kolbens 14 die jeweilige Kolbenbohmnf 7 von dem ^tege 3 vollkosBoen bedeckt ist· Bei Drehung des Kolbcnträgers 17 ₁ ci^h·, bei Bewegung eines Kolbens 14 aus der ;iufieren xotpoi'^tstellung gegen den Druckraum 9t ^ird durch diesen Kolben 14 ein JamcL aufgebaut, wodurch in Abhängigkeit von dem gewählten Bpiel zviißcl.on den Steuerzapfen 1 und dem Kolbenträger 17 ein Druckfelä entsteht, welches in der Folge zu eine ta Durchfluß des ScMupföles durch die? Gleitlagerung führt· Nach dem Austritt ces Schlupfoles aus der Gleitlagenmg erfolgt die Annan»·lunc in dem als Behälter ausgebildeten Pumpenfrehäuee 18 und bewirkt <^n /ärmeaustf uoch_c Bei

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Claims (1)

1. auf »ine» ftati^*]»«fiAMt str*iM«wi«dßftK< -;.>"'#ϊ,'-i*t» in welobem aioa

   aowi· durch. Stt|^ thw 1 ninilig

   sapfta (1) mit ·!&·& ?Uai*eii (2) v«r»«lvwi «ad al» ause»biU*t ist tmd die aa^arb»it«t«» ßt·^ (Jr 4)

   sind als di· Iolb«Bboliruae«xi (7),«l»i st«u»rkant«A (*U^&* > **t den Schaittje dte Bteueraspftttti (1) uftä d·* LaGgewh·* al«

   •ijama Winkel (B¹I **) eiÄaoüliefi·», dar (ρρβ*·» ift al« #ia τ·«, den SAUgeeitig«» ßtetierfc«BtejQ <5*t <?P) dee 3t«ti«r»apf»JÄ» (1) und de* quercha»· (x~x) gebildeter Winkel i öf *| eC *)_f »4

   awiscben den Gleitflacken d«· Steeer*apf:*Ji'<1> der Lagerbohxung dee Kolbemträger» (47) «in-iwii'tar $*fB«»- mäuigen Auebildung derselben «on*· ΨΒ» ta» JMarie»ite#itUftirm|pi abhäneig·· Spiel von beiepi*l»w»i*» 0_f2 ^ ««i'^^errafcf«^ ^:,' , duxofaaeeeere gewählt wird, welche, 4·» Dru*W#ldb'iljeti·^ ««4 ^ \

   der Abführung des Bahlupfaie» » «ÜT flelf# te»

   (2) al· auch, an der dem Plaaeeb <2) amtgeie«0e«*%»ta« gnit·

   des Steuertapfen· (1) dient, xxm\ t*im»T

   al· ein der Äjws«l««e anegebildet

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   BAD OF^QlNAL

   5· Kinri«ht«ÄB Jaaeh iaepjweJi 1 und 2, d*dtt*ib e»k«on»«JuObn«t|

   und iiij di* ÖUi>fmma* b^etlie*· l«Btri*t»«ffl(B»e (19) «ot-

   BAD OR3GINAL