DE1503352B

DE1503352B - Hydraulic multi-cylinder machine

Info

Publication number: DE1503352B
Authority: DE
Inventors: Jaques Chatillon sous Bagneux Faisandier (Frankreich)
Original assignee: Societe dApplications des Machines Motrices SAMM SA
Current assignee: Societe dApplications des Machines Motrices SAMM SA

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine als Motor und Pumpe verwendbare hydraulische Mehrzylindermaschine mit umlaufendem Zylinderblock, mit einem im Gehäuse feststehenden Kolbenführungsring mit einer Nockenfläche zur Betätigung der Arbeitskolben sowie mit einer Steuerspiegelsteuerung, bei welcher die Steuerung über eine senkrecht zur Antriebsachse angeordnete Steuerfläche eines gegen den Steuerspiegel des Zylinderblocks anliegenden beweglichen Steuerkörpers und die Flüssigkeitsführung von diesem in das Gehäuse durch teilweise in dem Steuerkörper, teilweise in dem Gehäuse gelagerte Hohlkolben erfolgt.The invention relates to a hydraulic multi-cylinder machine which can be used as a motor and a pump with a rotating cylinder block, with a piston guide ring fixed in the housing with a Cam surface for actuating the working piston and with a control mirror control, in which the Control via a control surface arranged perpendicular to the drive axis, one against the control plate of the cylinder block adjacent movable control body and the fluid flow from this into the Housing takes place by partially in the control body, partially mounted in the housing hollow piston.

Derartige Anordnungen sind aus der britischen Patentschrift 779 670 und der französischen Patentschrift 1 305 818 bekannt, bei denen jedoch der gegen den Steuerspiegel anliegende Steuerkörper nicht frei beweglich, sondern an auf der dem Steuerspiegel abgewandten Seite im Gehäuse befestigten, in den Steuerkörper eingreifenden axialen Stiften oder Bolzen geführt ist.Such arrangements are from British patent 779 670 and French patent 1 305 818 known, in which, however, the control body resting against the control plate is not free movable, but attached to the side facing away from the control plate in the housing, in the control body engaging axial pins or bolts.

Wenn nun die Drehgeschwindigkeit und der Druck der Arbeitsflüssigkeit nicht allzu hoch sind, genügt bereits die Behinderung der freien Beweglichkeit des Steuerkörpers durch die Führungsstifte, um das freie Spiel des Steuerkörpers am Steuerspiegel einzuschränken und eine ungleichmäßige Anlage mit der Folge ungleichmäßiger Leckraten und schlechten Gleichlaufs herbeizuführen. Außerdem ist dadurch die niedrigste erreichbare Geschwindigkeit nach unten begrenzt. If the speed of rotation and the pressure of the working fluid are not too high, it is enough the obstruction of the free movement of the control body by the guide pins to the free Restrict play of the control body on the control plate and an uneven system with the result cause uneven leakage rates and poor synchronization. It also makes it the lowest achievable speed limited below.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Maschine der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die Erreichung niedriger Geschwindigkeiten unter Erhaltung des einwandfreien und gleichmäßigen Laufs gewährleistet ist.The invention has the task of designing a machine of the type mentioned so that the achievement low speeds while maintaining perfect and even running is.

Hierzu sieht die Erfindung vor, daß der Steuerkörper ausschließlich durch die Hohlkolben drehfest gehalten und in an sich bekannter Weise unter Federdruck und unter dem Druck der Arbeitsflüssigkeit zur Anlage am Steuerspiegel des Zylinderblocks gehalten ist.For this purpose, the invention provides that the control body is held non-rotatably exclusively by the hollow piston and in a manner known per se under spring pressure and under the pressure of the working fluid System is held on the control mirror of the cylinder block.

Die Hohlkolben verhindern nur das Mitdrehen, sitzen aber im übrigen nur so eng in den Bohrungen im Steuerkörper und im Gehäuse, wie es zur Gewährleistung der Funktion der Dichtringe erforderlich ist. Die freie Beweglichkeit des Steuerkörpers wird also durch die Hohlkolben nicht über die reine Verdrehsicherung hinaus beeinträchtigt. Die Bedeutung der doppelten Druckausübung liegt darin, daß bei langsamem Lauf und niedrigem Druck im Verein mit der freien Beweglichkeit des Steuerkörpers dieser von den Federn, unabhängig vom Flüssigkeitsdruck, in satter Anlage am Steuerspiegel gehalten und eine einwandfreie Abdichtung sowie ein gleichmäßiger Lauf der Maschine erzielt wird. Bei zunehmendem Druck indessen nimmt auch die über die Arbeitsflüssigkeit ausgeübte Druckkraft zu und überlagert sich zunehmend der Kraft de Feder, um den Dichtdruck proportional dem Druck der Flüssigkeit, gegen die abgedichtet werden soll, zu erhöhen.The hollow pistons only prevent rotation, but otherwise only sit so tightly in the holes in the Control body and in the housing, as is necessary to ensure the function of the sealing rings. the Free movement of the control body is therefore not limited to the simple anti-twist protection due to the hollow piston adversely affected. The importance of double pressure is that when running slowly and low pressure in conjunction with the free movement of the control body of the springs, independently by the fluid pressure, held in full contact with the control plate and a perfect seal and a smooth running of the machine is achieved. With increasing pressure, however, it decreases also the pressure force exerted by the working fluid and is increasingly superimposed on the force de Spring to increase the sealing pressure proportional to the pressure of the liquid to be sealed against raise.

An sich bekannt ist die doppelte Druckausübung aus der deutschen Auslegeschrift 1 026 624, bei der ein axialer, durch eine ifi einen Gehäuseteil eingreifende Verzahnung gegen Verdrehen gesicherter Steuerbolzen unter Federdruck und unter dem Druck der Arbeitsflüssigkeit in Anlage an dem umlaufenden Zylinderblock einer hydraulischen Mehrzylindermaschine gehalten wird.The double pressure exertion is known per se from the German Auslegeschrift 1 026 624, in which an axial one engaging a housing part through an ifi Toothing control bolts secured against twisting under spring pressure and under the pressure of the Working fluid in contact with the rotating cylinder block of a hydraulic multi-cylinder machine is held.

In einer im Hinblick auf platzsparende und einfache Unterbringung der Federn vorteilhaften Ausführungsform, sind die Federn in den Hohlkolben untergebracht und drücken über die Hohlkolben den Steuerkörper gegen den Steuerspiegel des Zylinderblocks. In an embodiment that is advantageous in terms of space-saving and simple accommodation of the springs, the springs are housed in the hollow piston and press the hollow piston Control body against the control plate of the cylinder block.

Zweckmäßig weisen die Hohlkolben eine dem Druck der Flüssigkeit ausgesetzte Fläche auf und drücken über die Fläche den Steuerkörper gegen den Steuerspiegel des Zylinderblocks.The hollow pistons expediently have a surface exposed to the pressure of the liquid and press the control element against the control plate of the cylinder block via the surface.

Es empfiehlt sich, daß die Bohrung jedes Hohlkolbens und die Flüssigkeitsführung im Gehäuse und im Zylinderblock eine geradlinige Verbindung ergeben, um die Strömungsverluste innerhalb der Maschine zu vermindern.It is recommended that the bore of each hollow piston and the fluid guide in the housing and in the Cylinder block result in a straight connection in order to reduce the flow losses within the machine Reduce.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt einen axialen Teilschnitt einer hydraulischen Mehrzylindermaschine unter Aussparung eines strichpunktierten Rechtecks;F i g. 1 shows an axial partial section of a hydraulic multi-cylinder machine with a recess a dot-dash rectangle;

Fig.2 zeigt eine vergrößerte Wiedergabe dieses Rechtecks;Fig. 2 shows an enlarged representation of this rectangle;

Fig.3 ist eine Teilansicht des Steuerkörpers gemäß F i g. 2 von links.3 is a partial view of the control body according to FIG. 2 from the left.

In F i g. 1 bezeichnet 1 das feststehende GehäuseIn Fig. 1 denotes 1 the fixed housing

der Mehrzylindermaschine, in dem sich die in Kugellagern 3 und 4 gelagerte Welle 2 dreht. Auf der Welle 2 ist der Zylinderblock 5 angeordnet und dreht sich mit dieser.of the multi-cylinder machine, in which the shaft 2, which is supported in ball bearings 3 and 4, rotates. On the Shaft 2, the cylinder block 5 is arranged and rotates with this.

In dem Zylinderblock 5 sind elf Zylinder 6 vorgesehen, von denen jeder einen Arbeitskolben 7 enthält. Der Arbeitskolben 7 trägt eine Rolle 10, welche auf einer sinusförmigen Nockenfläche 8 abrollt. Die Mehrzylindermaschine ist für acht Hübe je Umdrehung eingerichtet. Dementsprechend weist das Nokkenprofil acht vollständige Sinuslinien auf, welche jedoch in ihrer Form abgewandelt sind, um Strömungsstillstände bei der Umdrehung zu bilden. Durch die Leitung 11 wird die Arbeitsflüssigkeit eingespeist und durch die Leitung 12 zum Vorratsbehälter zurückgeleitet. In the cylinder block 5, eleven cylinders 6 are provided, each of which contains a working piston 7. The working piston 7 carries a roller 10 which rolls on a sinusoidal cam surface 8. the The multi-cylinder machine is set up for eight strokes per revolution. The cam profile shows accordingly eight complete sinusoidal lines, which, however, are modified in their shape in order to form flow stoppages during the rotation. Through the The working fluid is fed in through line 11 and returned through line 12 to the reservoir.

Gemäß F i g. 2 erfolgt die Zuleitung der Arbeitsflüssigkeit durch den Kanal 13 in den Grund eines jeden Zylinders 6. Der Steuerkörper ist in seiner Gesamtheit mit 14 bezeichnet. Er weist zylindrische Ausnehmungen zur Aufnahme der Hohlkolben 15 auf, die jeweils von einer Feder 16 am Grund ihrer Ausnehmung gehalten werden. Die Feder 16 ist bestrebt, den Hohlkolben auf die linke Seite der F i g. 2 zu drücken. Auf die Fläche 17 des Hohlkolbens 15 wirkt die Druckflüssigkeit, welche durch die Leitung 11 ankommt. Hierzu ist der gemäß F i g. 2 rechte Teil des Hohlkolbens 15 in einer Ausnehmung des Teils 18 des feststehenden Gehäuses 1 untergebracht.According to FIG. 2 the supply of the working fluid takes place through the channel 13 in the bottom of each Cylinder 6. The control body is designated by 14 in its entirety. It has cylindrical recesses for receiving the hollow piston 15, each of which is supported by a spring 16 at the bottom of its recess being held. The spring 16 endeavors to move the hollow piston to the left of FIG. 2 to press. The pressure fluid, which arrives through the line 11, acts on the surface 17 of the hollow piston 15. For this purpose, according to FIG. 2 right part of the hollow piston 15 in a recess of the part 18 of the fixed housing 1 housed.

Durch den Hohlkolben 15 verläuft eine Bohrung 19 kreisförmigen Querschnitts, während der Durchlaß 20, welcher der Bohrung 19 entspricht und in dem Steuerkörper 14 vorgesehen ist, einen länglichen etwa bohnenförmigen Querschnitt besitzt.A bore 19 of circular cross section runs through the hollow piston 15, while the passage 20, which corresponds to the bore 19 and is provided in the control body 14, an elongated approximately Has bean-shaped cross-section.

Beide Querschnitte sind aus F i g. 3 ersichtlich, in welcher die Hohlkolben 15 gestrichelt angedeutet sind. In F i g. 3 sind nur zwei Hohlkolben 15 wiedergegeben, während auf dem ganzen Umfang sechzehn Stück verteilt sind, nämlich zwei je Zylinder 6, von denen der eine für die Zuleitung der Arbeitsflüssigkeit, der andere für deren Ableitung vorgesehen ist.Both cross sections are from FIG. 3 can be seen in which the hollow piston 15 is indicated by dashed lines are. In Fig. 3 only two hollow pistons 15 are shown, while sixteen over the entire circumference Pieces are distributed, namely two per cylinder 6, one of which is for the supply of the working fluid, the other is intended for their derivation.

Der Kanal 13 ist in einem Teil 21 des Zylinderblocks 5 vorgesehen und dreht sich mit diesem. Der Teil 21 weist zwischen den Stellen 22 und 23 eine einen Steuerspiegel bildende senkrecht zur Achse der Welle 2 stehende ebene Fläche auf. Der Teil 21 kann mit dem Zylinderblock 5 einstückig oder an den Zylinderblock 5 angesetzt sein. Der Steuerkörper 14 weist gleichzeitig eine ebene Fläche auf, die unter der Wirkung der Feder 16 bzw. unter der Gesamtwirkung dieser Feder 16 und des bei 11 ankommenden Drukkes auf die Steuerspiegelfläche des Teils 21 gedrückt wird. The channel 13 is provided in a part 21 of the cylinder block 5 and rotates therewith. the Part 21 has between the points 22 and 23 a control plate forming a perpendicular to the axis of the Wave 2 standing flat surface. The part 21 can be integral with the cylinder block 5 or attached to the cylinder block 5 should be set. The control body 14 has at the same time a flat surface which is below the Effect of the spring 16 or under the overall effect of this spring 16 and the pressure arriving at 11 is pressed onto the control plate surface of the part 21.

An der dem Steuerspiegel zugewandten Fläche des Steuerkörpers 14 sind zwischen den Stellen 24 und 25 bzw. 26 und 27 Dichtflächen vorhanden. Zwischen den Stellen 22 und 24 bzw. 23 und 27 ist eine freie Oberfläche vorhanden, die zur Aufnahme des Unterschieds zwischen der Kraft, die durch die Hohlkolben 15 in F i g. 2 nach links ausgeübt wird, und der Kraft dient, die von dem Druck herrührt, welcher auf die Oberfläche 24 bis 27 des Steuerkörpers 14 wirkt.On the surface of the control body 14 facing the control plate, there are between the points 24 and 25 or 26 and 27 sealing surfaces available. Between the positions 22 and 24 or 23 and 27 is a free one Surface in place to accommodate the difference between the force exerted by the hollow piston 15 in FIG. 2 is exerted to the left, and serves the force resulting from the pressure exerted on the Surface 24 to 27 of the control body 14 acts.

Wie in F i g. 3 zu erkennen ist, ist die den Steuerspiegel bildende Fläche des Steuerkörpers 14 durch eine Anzahl von Dichtflächen gebildet, die sich durch radiale Rillen 28, 29 in Verbindung mit Umfangsrillen 30, 31 ergeben.As in Fig. 3 can be seen, the surface of the control body 14 forming the control plate is represented by a Number of sealing surfaces formed, which are formed by radial grooves 28, 29 in connection with circumferential grooves 30, 31 result.

Die Wirkungsweise der Mehrzylindermaschine ist folgende: Die bei 11 ankommende Arbeitsflüssigkeit drückt den Hohlkolben 15 nach links auf den Grund der Ausnehmung in dem Steuerkörper 14. Der Hohlkolben 15 drückt hierdurch gegen den Steuerkörper 14, der seinerseits an dem Steuerspiegel des Teiles 21 zur Anlage kommt. Während eine Strömung stattfindet, deckt sich der Kanal 13 mit den Durchlässen 19 bzw. 20.The multi-cylinder machine works as follows: The working fluid arriving at 11 presses the hollow piston 15 to the left onto the base of the recess in the control body 14. The hollow piston As a result, 15 presses against the control body 14, which in turn presses against the control plate of the part 21 comes to the plant. While a flow is taking place, the channel 13 coincides with the passages 19 or 20.

Für den gleichen Zylinder 6 ergibt sich der Rückstrom durch die im Drehsinn folgende Leitungsanordnung. Der Rückstrom erfolgt durch die Leitung 12 zum Vorratsbehälter.For the same cylinder 6, the return flow results from the line arrangement following in the direction of rotation. The return flow takes place through line 12 to the storage container.

Die Mehrzylindermaschine läßt die Umkehr der Bewegungsrichtung zu. In diesem Fall erfolgt die Zuleitung der Arbeitsflüssigkeit durch die Leitungen 12 und der Rückstrom durch die Leitungen 11.The multi-cylinder machine allows the direction of movement to be reversed. In this case the feed takes place the working fluid through the lines 12 and the return flow through the lines 11.

Der Steuerkörper 14 wird an einer Drehung durch die Hohlkolben 15 gehindert, die ihrerseits in den Teil 18 festgehalten sind. Um eine einwandfreie Abdichtung am Steuerspiegel zu erzielen, müßte die Berührungsfläche genau senkrecht zur Drehachse stehen. Technologische Gründe machen dies jedoch unmöglich. Falls Abweichungen von der Senkrechten infolge Bearbeitungsungenauigkeit, von Spiel oder Federn in den Kugellagern für die Welle 2, von ungleichmäßigen Ausdehnungen oder Metallverformungen vorhanden sind, werden die Anlageflächen am Steuerspiegel eine Taumelbewegung ausführen bzw. windschief sein, was Leckverluste zur Folge hat, die sich besonders beim Durchgang durch die oberen und unteren Totpunkte bemerkbar machen. Damit nun der Steuerkörper die leicht taumelnde Bewegung nachvollziehen und stets am Steuerspiegel anliegen kann, muß er vollkommen fliegend bzw. schwebend gehalten werden. Dies geschieht ganz gleichmäßig durch die Hohlkolben 15, die mit Spiel in ihren Ausnehmungen angeordnet sind und folgende Wirkungen gewährleisten:The control body 14 is prevented from rotating by the hollow piston 15, which in turn is in the part 18 are recorded. In order to achieve a perfect seal on the control plate, the contact surface would have to be are exactly perpendicular to the axis of rotation. However, technological reasons make this impossible. If deviations from the vertical due to machining inaccuracy, play or springs in the ball bearings for shaft 2, uneven expansion or metal deformations are, the contact surfaces on the control plate will wobble or be crooked, which results in leakage losses, which are particularly evident when passing through the top and bottom dead centers to make noticable. So that the control body can now reproduce the slightly tumbling movement and can always rest on the control plate, it must be kept completely floating or floating. This is done quite evenly by the hollow piston 15, which is arranged with play in their recesses and ensure the following effects:

1. Sie führen den Steuerkörper 14 am Steuerspiegel drehfest gegen den drehenden Teil 21;1. They lead the control body 14 on the control plate in a rotationally fixed manner against the rotating part 21;

2. Sie ergeben innere Verbindungen für den Durchlaß der Druckflüssigkeit;2. They result in internal connections for the passage of the hydraulic fluid;

3. Sie halten über die Federn 16 bei sehr geringen Geschwindigkeiten mit kleinem hydraulischem Druck den Steuerkörper 14 in Anlage am Steuerspiegel; 3. They hold over the springs 16 at very low speeds with small hydraulic Pressure the control body 14 in contact with the control plate;

4. Sie ergeben das notwendige freie Spielen des Steuerkörpers 14, damit dieser immer an dem drehenden Teil 21 in Anlage sein kann.4. They give the necessary free play of the control body 14 so that it is always on the rotating part 21 can be in plant.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Hydraulic multi-cylinder machine that can be used as motor and pump with rotating Cylinder block with a piston guide ring with a cam surface that is fixed in the housing for actuating the working pistons as well as with a control plate control, in which the control Via a control surface arranged perpendicular to the drive axis, one against the control plate of the cylinder block adjacent movable control body and the liquid flow from this into the housing through hollow pistons which are partially mounted in the control body and partially in the housing takes place, characterized in that the control body (14) exclusively through the hollow piston (15) held in a rotationally fixed manner and in a manner known per se under spring pressure and under the pressure of the working fluid to rest on the control plate of the cylinder block (5) is maintained.

2. Multi-cylinder machine according to claim 1, characterized in that the springs (16) in the Hollow piston (15) are accommodated and the control body (14) against the hollow piston (15) Press the control mirror of the cylinder block (5).

3. Multi-cylinder machine according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow piston (15) have a surface (17) exposed to the pressure of the liquid and across the surface (17) press the control element (14) against the control plate of the cylinder block (5).

4. Multi-cylinder machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Bore (19) of each hollow piston (15) and the fluid guide in the housing (1) and in the cylinder block (5) result in a straight connection.