DE1653492C3 - Als Flüssigkeits-Pumpe und/oder -Motor verwendbare Axialkolben-Einheit - Google Patents

Description

^der Aggregate als auch die

Kolbentrommel im Abstand voneinander angeordneten Rollen- oder Nadellager (6, 7) in radialer Richtung und gegen Kippen mögliehst starr, in axialer Richtung jedoch einstellbar geführt ist,

c) die Kolbentrommel ist mit der aus dem Gehäuse herausragenden Antriebs- bzw. Haltewelle drehfest, aber in gewissen Grenzen winkel- und/oder längsbeweglich verbunden und

eine vorgespannte Feder (17), die die KoI-blifl

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bentrommelstirnfläche elastisch in Anlage an der Steuerscheibe hält.

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2 Axialkolben-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiefscheibe als an sich bekannter um eine zur Längsachse der Kolbentrommel senkrechte Achse auf unterichiedliche Schiefwinkel einstellbarer Schwenkkorper (131,,132) ausgebildet ist

3. Axialkolben-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Steuerscheibe (102) in an sich bekannter Weise je eine als Pumpe bzw. als Motor arbei- !ende Kolbentrommel (105, 205) angeordnet ist, deren Zylinder über die Steuerscheibe durchsetzende die nierenförmigen Steuerschlitze beider Steuerflächen verbindende Kanäle (124, 125) in Verbindung stehen.

Die Erfindung erstreckt sich auf eine als Flüssigkeits-Pumpe und/oder -Motor verwendbare Axialkolben-Einheit. Diese besteht in bekannter Weise aus

65 Merkmale gelost worden:

a) Die Kolben liegen mit ihren Kuppen direkt an einem Drucklager der zugehörigen Schiefscheibe an,

b) die Steuerscheibe weist mindestens einen mit ihr starr verbundenen zentrisch und senkrecht zur Steuerfläche angeordneten Lagerzapfen (4) auf, auf dem die Kolbentrommel (5) mittels zweier innerhalb der Kolbentrommel im Abstand voneinander angeordneten Rollen- oder Nadellager (6, 7) in radialer Richtung und gegen Kippen möglichst starr, in axialer Richtung jedoch einstellbar geführt ist,

c) die Kolbentrommel ist mit der aus dem Ge-_{Muse herausragenden} Antriebs- bzw. Halte_we„_{e drehfest aber in} g_ewissen Grenzen winkel-und/oder längsbeweglich verbunden und

_{d) ejne vorgespannte Feder (17) die die} Kolben-

trommelstirnfläche elastisch in Anlage an der Steuerscheibe hält.

Bei dieser Ausgestaltung der Axialkolben-Einheiten wirken die Erfindungsmerkmale dahingehend zusammen, daß der an sich instabile Spalt zwischen der Zylindertrommel und der Steuerscheibe auf seiner ganzen Fläche zwangsweise egalisiert und damit ein gleichmäßiger Ölfilm auch bei stärkeren Druck-Schwankungen aufrechterhalten wird. Zu dieser Wirkung tragen sowohl die direkte Anlage der Kolben mit ihren Kuppen an einem Drucklager der zugehöri» gen Schiefscheibe durch Verringerung des auf die Kolbentrommel im Betrieb ausgeübten Kippmomentes als auch die gegen Kippmomente starre Lagerung der Kolbentrommel auf den mit der Steuerscheibe starr verbundenen zentrisch und senkrecht zur Steu-

erfläche angeordneten Lagerzapfen durch zwei inner- einem zugleich als Wälzlager-Innen-Laufbahn verbalb der Kolbentronunel im Abstand voneinander wendbaren einsatzgehärtetem Stahl hergestellt und angeordnete möglichst spielarme Rollen- oder Nadel- im fertig bearbeiteten Zustand in die im allgemeinen lager sowie die in Längsrichtung nachgiebige in ge- aus Bronze bestehende Steuerscheibe eingepreßt wissen Grenzen winkelbeweglicht Verbindung zwi- S wird, wonach die Steuerfläche unter Aufnahme zwischen der Kolbentrommel und der aus dem Gehäuse sehen Spitzen genau laufend zu den Lagern abgezoherausragenden Welle und schließlich die vorge- gen wird. Die Verwendung einer solchen durchgespannte Feder zum elastischen Anpressen der Kolben- henden Steuerachse mit aus Steifigkeitsgründen mögtrommel an die Steuerfläche bei. Durch die gleichzei- liehst großem Durchmesser und entsprechender tige Anwendung der Erfindungsmerkmale ist es ge- *° Länge schafft gleichzeitig die Möglichkeit, die zum lungen, das im Betrieb auf die Kolbentrommel wir- Nachfördern von Arbeitsflüssigkeit in den inneren kende Moment so weit zu verringern und diese derart Kreislauf des Getriebes benötigten sogenannten steif auf dem mit der Steuerscheibe starr verbünde- »Schnüffel-Ventile« in besonders vorteilhafter Weise nen Lagerzapfen zu führen, daß das bisher infolge axial innerhalb der Steuerachse anzuordnen und soeiner gewissen Nachgiebigkeit der Kolbentrommel- 15 gar noch weitere Steuereinrichtungen wie z.B. ein Lagerung aufgetretene einseitige Einlaufen der Fülldruck-Begrenzungsventil und/oder ein Entkupp-Dichtflächen praktisch völlig beseitigt und gleichzei- lungsventil ebenfalls in der Steuerachse unterzubrintig die Abnutzung der Steuerflächen auf einen gen.

Bruchteil der früheren Werte verringert werden Nachstehend sind 2 Ausführungsbeispiele der Erkonnte. Die in gewissen Grenzen winkel- und/oder " findung an Hand der Zeichnung mit 2 Abbildungen längsbewegliche Drehverbindung zwischen der KoI- näher erläutert. Von diesen zeigt bentrommel und deren Antriebs- bzw. Haltewelle F i g. 1 eine als Pumpe oder Motor verwendbare verhindert dabei gleichzeitig mit Sicherheit jedes Axialkolben-Einheit nach der Erfindung im Längs-Verspannen der allein durch die doppelte Lagerung schnitt und

auf dem Zapfen der Steuerscheibe geführten Kolben- »5 F i g. 2 ein aus einer Axialkolben-Pumpe und

trommel, wobei die Verwendung mindestens einer einem Axialkolben-Motor bestehendes hydrostati-

voreespannten Feder zum Andrücken der Kolben- sches Getriebe ebenfalls im Längsschnitt,

trommel an die Steuerscheibe auch bei fehlendem Die in F i g. 1 veranschaulichte als Pumpe oder

Arbeitsdruck einen genau definierten Fläche;Klruck Motor verwendbare Axialkolben-Einheit besteht aus

in den Steuerflächen einzuhalten gestattet, der eine 30 folgenden Hauptbauteilen:

ausreichende Abdichtung bei geringstem Verschleiß Einem topfförmigen Gehäuse 1, dessen offene Seite gewährleistet. durch einen Deckel 2 verschlossen ist. In eine zentri-Die erfindungsgemäße Ausgestaltung von Axial- sehe Bohrung 3 des Deckels 2 ist ein Lagerzapfen 4 kolben-Einheiten wirkt sich bei allen verschiedenen fest eingepreßt, auf dem eine Kolbentronunel 5 mit Bauformen günstig aus. Ein besonders wichtiges An- 35 Hilfe zweier im Abstand voneinander angeordneter wendungsgebiet bilden solche Axialkolben-Pumpen Wälzlager 6 und 7 gegen Kippbewegungen und in ra- und -Motoren, bei denen die Schiefscheibe als an dialer Richtung spielfrei, jedoch in Achsrichtung sich bekannter um eine zur Längsachse der Kolben- einstellbar geführt ist. Die Kolbentroinmel 5 enthält trommel senkrechte Achse zwecks Veränderung des eine Mehrzahl von in Achsrichtung verlaufenden zy-Förder- bzw. Schluckvolumens auf unterschiedliche 40 lindrischen Bohrungen 8, in denen Kolben 9 abdich-Schiefwinkel einstellbarer Schwenkkörper ausgebil- tend geführt sind. Letztere stützen sich unter dem det ist. Bei derartigen Axialkolben-Einheiten kommt Druck der Arbeitsflüssigkeit in den Zylindern 8 mit einer gegen Kippmomente möglichst steifen Drehla- ihren kalottenförmigen Böden 10 auf dem Laufring gerung der Kolbentrommel gegenüber der Steuer- 11 eines unter einem Schiefwinkel im Gehäuse anscheibe nämlich deshalb eine erhöhte Bedeutung zu, 45 geordneten Axiallagers 11, 12, 13 ab. Die Kolbenweil bei einer aus baulichen Gründen — nämlich trommel 5 steht über eine axial- und begrenzt winkel-Kleinhaltung des Auiiendurchmessers und der Ver- bewegliche Verzahnung 14 mit einer durch ein Kustellkräfte — allein zweckmäßigen Anordnung der gellager 15 abgestützten und aus dem Gehäuse 1 Schwenkkörper-Kippachse in oder nahe an der Be- herausragenden Welle 16 in drehfester Verbindung, rührungsebene zwischen den Kolbenböden und dem 50 Eine Druckfeder 17 hält die als Dichtfläche 18 aus-Schwenkkörper der Angriffspunkt der über die KoI- gebildete Stirnseite der Kolbentrommel 5 bei fehlenbentrommel-Lagerung abzustützenden Radialkraft dem Druck in der Arbeitsflüssigkeit unter einem mit dem Verändern des Schiefwinkels sich in Achs- genau definierten Flächendruck in Anlage an der als richtung verschiebt. Steuerscheibe 19 für den Flüssigkeit* Ein- und Ausschließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, de- 55 tritt zu den Zylindern 8 ausgebildeten Innenseite des ren Merkmale auch bei hydrostatischen Getrieben Deckels 2. Die Steuerscheibe weist zu diesem Zweck anzuwenden, bei denen auf beiden Seiten der Steuer- zwei nierenförmige Steuernuten 20 bzw. 21 auf, die scheibe in an sich bekannter Weise je eine als Pumpe über Bohrungen 22 bzw. 23 mit den Anschlüssen der bzw. als Motor arbeitende Kolbentronunel angeordnet Saug- bzw. Druckleitung 24 bzw. 25 und über Bohist, deren Zylinder über die Steuerscheibe durchset- 60 rungen 26 in der Zylindertrommel 5 mit den Zyhnzende, die nierenförmigen Steuerschlitze beider Steu- dem 8 in Verbindung stehen.

erflächen verbindende Kanäle in Verbindung stehen. Das in Fi g. 2 dargestellte hydrostatische Getriebe

Die Lagerzapfen für die auf beiden Seiten der besteht im wesentlichen aus zwei gleichartig aufge-

Steuerscheibe angeordaeten Kolbentrommeln des bauten Axialkolben-Einheiten gemäß dem vorste-Pumpen-und Motorteiles derartiger Getriebe werden 65 hend an Hand der Fig. 1 beschriebenen Ausfüh-

dabei zweckmäßig zu einer durchgehenden mit der rungsbeispiel, die gleichachsig auf beiden Seiten

Steuerscheibe z.B. durch Einpressen starr verbünde- einer gemeinsamen Steuerscheibe 102 einander ge-

nen Steuerachse zusammengefaßt, die vorteilhaft aus genüberliegend angeordnet sind. Soweit die Bauele-

mente dieses Getriebes mit dem vorstehend beschriebenen , Ausführungsbeispiel übereinstimmen, sind diese mit entsprechenden Endziffern für den Pumpenteil lot and den Motorteil 200 bezeichnet. Die Hauptunterschiede gegenüber der Axialkolben-Einheit nach Fig. 1 liegen darin, daß die Drucklager 111 bis 113 bzw. 211 bis 213 an Schwenkkörpern 131I)ZW, 231 angeordnet sind, die um zur Drehachse 132 der Kolbentrommel 105 bzw, 205 senkrechte Achsen 133 bzw. 233 mit Hilfe von Schwenkhebeln 134 bzw. 234 zum stufenlosen Verändern des Übersetzungsverhältnisses und der Drehricbtung zwischen der Eingangswelle 116 und der Ausgangswelle 216 auf verschiedene Schiefwinkel eingestellt werden können. Die Lagerzapfen 104 bzw. 204 für die je 2 Wälzlager 106,107 bzw. 206, 207 der Kolbentrommeln 105 bzw. 205 der Pumpen- und Motorseite werden in diesem Fall von den beiden herausragenden Enden einer einzigen in die gemeinsame Steuerscheibe 102 eingepreßten Steuerachse 130 gebildet. Der Durchmesset der Steuerachse 130 ist dabei zur Erzielung einer !möglichst hohen Steifigkeit so groß ausgeführt, daß darin verschiedene Steuereinrichtun-

S gen untergebracht werden können. In dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 bestehen diese aus den (nur einmal dargestellten) sogenannten »Schnuffel-Ventilen« 135, die zum Einleiten der von einer nicht dargestellten Füllpumpe durch die Leitung 136 nachge-

förderten Arbeitsflüssigkeit in die jeweils als Saugleitung wirkenden Steuerkanäle 124 bzw. 125 dienen und einem Enkupplungsventil 137 zum selbsttätigen Kurzschließen der Steuerkanäle 124 und 125 dei Saug- und Druckseite in Abhängigkeit vom Füll·

druck (z.B. beim Stillstand des Getriebes). Schließlich sind in der Steuerachse 130 Kanäle 138 und 13! für die Zufuhr eines Teiles der nachgeförderten Ar heizflüssigkeit als Schmiermittel zu den Drucklagen 111 bis 113 bzw. 211 bis 213 angeordnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Als Flüssigkeitspumpe und/oder Motor verwendbare Axialkolben-Einheit, bestehend aas einem äußeren Gehäuse, einer relativ zu dem Gehäuse drehbaren Kolbentrommel mit einer Mehrzahl von im gleichen Abstand von der Mitteltchse und parallel zu dieser angeordneten ZyUndem mit abdichtend darin geführten Kolben sowie einer aus dem Gehäuse herausragenden Antriebs- bzw. HalteweUe für die Kolbentrommel, einer in dem Gehäuse angeordneten Schiefscheibe, die bei einer Relativdrehung zwischen Kolbentrommel und Schiefscheibe die Kolben in ihren Zylindern hin- und herbewegt, und einer auf der anderen Seite der Kolbentrommel angeordneten fest mit dem Gehäuse verbundenen Steuerscheibe mit nierenförmigen Steuerschlitzen rum abwechselnden Verbinden der Zylinder mit einer Saug- und einer Druckleitung durch entsprechende von den Zylindern zur Stirnseite der Kolbentrommel führenden öffnungen, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender für sich bekannter Merkmale:

a) Die Kolben liegen mit ihren Kuppen direkt Ϊ5ΕΓ ?£S Th "' ^{U1> 211) der ZU}' geborgen Schiefscheibe an.

^b) s?

senkrecht zur Steuerfläche angeordneten

einem äußeren Gehäuse, einer relativ zu dem Gehäuse drehbaren Kolbentrommel mit einer Mehrzahl von in gleichem Abstand von der Mittelachse und paraüel zu dieser angeordneten Zylindern mit abdichtend darin geführten Kolben sowie einer aus dem Gehäuse herausragenden Antriebs- bzw. Haltewelle für die Kolbentrommel, einer in dem Gehäuse angeordneten Schiefscheibe, die bei einer Relativdrehung zwischen Kolbentrommel und Schiefscheibe die Kolben in ihren Zylindern hin- und herbewegt, und einer auf der anderen Seite der Kolbentrommel angeordneten fest mit dem Gehäuse verbundenen Steuerscheibe mit nierenfönnigen Steuerschlitzen zum abwechselnden Verbinden der Zylinder mit einer Saug- und einer Druckleitung durch entsprechende von den Zylindern zur Stirnseite der Kolbentrommel führende öffnungen.

Im praktischen Betrieb derartiger Axialkolben-Pumpen und -Motoren hat sich gezeigt, daß an der ao Lauffläche des Steuerspiegels trotz sorgfältiger Auswahl der bestgeeigneten Werkstoffe für die Steuerscheibe und die Kolbentrommel eine verhältnismäßig starke Abnutzung auftrat, die nur entsprechend begrenzte Laufzeiten der Aggregate zwischen den enforderlichen Überholungen durch Nacharbeiten der ^^dVrtrfldung ist es, bei einer Axia.kolben-Einheit der vorstehend beschriebenen Art dem Einlaufen der Steuerfläche entgegenzuwirken und da-