DE1812801A1 - Hydraulische Axialkolbenmaschine mit umlaufender Zylindertrommel und Schlitzsteuerung - Google Patents

Description

• Hydraulisch. Axialkolbenmaschine mit umlaufender Zylindertrommel und Schlitzsteuerung Die Erfindung betrifft eine hydraulische lijalkolbenmaschine mit umlaufender Zylindertrommel und Schlitz steuerung, wobei die Steuersohlitze der Zylindertronunel auf einem bestimmten vom Teilkreisdurchmesser der Zylindertrommel verschiedenen Teilkreisdurchmesser liegen und eine größere Fläche haben, als iUr einen axialen Kraftausgleich an der Zylindertrommel erforderlich ist.
• Bei bekannten Ausfuhrungen hydraulischer Axialkolbenmaschinen mit Schlitzsteuerung und umlaufender Zylindertrommel, die auf einer durchgeführten Welle befestigt ist, befinden sich die Steuerschlitze der Zylindertrommel auf dem gleichen Teilkreis wie die Zylinderbohrungen. Dabei ist der Querschnitt der Steuerschlitze am Steuerspiegel und die Fläche der Dichtstege der Steuerschlitze so dimensioniert, daß die am Steuerspiegel entstehende Axialkraft gleich oder etwas kleiner als die Summe der wirkenden Kolbenkräfte ist.
• Weiterhin ist eine Anordnung bekannt, bei der die entstehende Axialkraft am Steuerspiegel größer ist als die Summe der wirkenden Kolbenkräfte. Dabei ist der Steuerspiegel winkelbeweglich gelagert, damit er der Bewegung des Zylinderkörpers folgen kann. Die entstehenden axialen Reetkräfte aus der Differenz der Steuerspiegel- und Kolbenkraft werden durch ein Axial lager aufgenommen.
• Befinden sich die Steuerschlitze der Zylindertrommel auf dem gleichen Teilkreisdurchmesser wie die Zylinderbohrungen, so stimmen die Kraftmittelpunkte von Steuerspiegelkraft und Kolbenkraft näherungsweise überein und bei annäherndem axialen Kräfteausgleich entsteht kein Biegemoment um die Totpunktachse der Axialkolbenmaschine.
• Bei beweglicher Anordnung des Steuerspiegels und größerer Axialkraft am Steuerspiegel als durch die Summe der wirkenden Kolbenkräfte kann, fall. die Kraitmittelpunkte übereinstimmen, auf Grund der unterschiedlichen Große der Kräfte ein Biegemoment um die Totpunktachse entetehen, das eine gewisse Neigung der Steuerspiegelebene am Zylinderkörper zur Folge hat, Eber wegen der Winkelbeweglichkeit des Steuerspiegels keine nachteiligen Auswirkungen auf das Lagerverhalten des Steuerspiegels hat. Dieses Moment wird auch durch eine bei Pumpen saugseitig wirkende Axialkraft ausgeglichen.
• Stimmen die Teilkreisdurchmesser von Steuerschlitzen und Zylinderbohrungen überein und ist damit das Biegemoment um die Totpunktachse beaeitigt, ergeben sich bei. hohen Drücken auf Grund der dabei verwendeten kleinen Zylinderbohrungsdurch messer kleine Querschnitte der Steuerschlitze im Zylinderkörper und dadurch ungünstige Strömungsverhältnisse in den Steuerschlitzen.
• Wird ein Uberschuß der Axialkraft in Verbindung mit einem winkelbeweglichen Steuerspiegel verwendet, ist zum Momentenausgleich eine zusätzliche Axialkraft auf der Saugseite erforderlich, wodurch der Kraftmittelpunkt des Steuerspiegels so verändert wird, daß das Moment 0 wird.
• Hierbei müssen die Kraftmittelpunkte an der Steuerscheibe, herrührend von der Lagerkraft am Zylinderkörper und herrührend von der winkelbeweglichen Aufhängung im Gehäuse übereinstimmen, was sich, einem früheren Vorschlag zufolge, mit hohem Aufwand hydraulisch erreichen läßt.
• Diese Lösung hat gegenüber der ersten dargestellten den Vorteil, daß die Steuerquerschnitte größer ausgeführt werden können als bei der ersten Lösung. Allerdinga wird hierbei die bei Pumpen nicht hydrostatisch entlastete Saugseite am Steuerspiegel für eine Kraftübertragung zur Zylindertrommel benutzt, ein Merkmal, das zu erhöhtem Verschleiß an dieser Stelle führt.
• Es ist zweckmäßig, die Steuerquerschnitte möglichst groß zu machen, um günstige Strömungsverhältnisse bei geringem Geräusch zu erhalten. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Steuerschlitze auf einem kleineren Umfang als dem des Teilkreisdurchmessers der Zylinderbohrungen angeordnet werden, jedoch wird bei axialem Kräftegleichgewicht durch die unterschiedlichen Kraftmittelpunkte von Steuerspiegelkraft und Kolbenkratt ein Biegemoment us die Totpunktachse entstehen, was zu einer Neigung der Steuerspiegelebene der Zylindertrommel bei beiderseitig durchgeführter und an ihren Enden gelagerter Welle führt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch das Biegemoment in der Steuerspiegelebene der Zylindertrommel entstehende Neigung dadurch su vermeiden, daß das Biegemoment um die Totpunktachse beseitigt wird.
• Erfindungsgemäß wird der Momentenausgleich an der Zylindertrommel bei kleinem Teilkreisdurchmesser der Steuerschlitze als dem Teilkreisdurchmesser der Zylinderbohrungen dadurch erreicht, daß die am Steuerspiegel krafterzeugend wirkende Flä che so dimensioniert wird, daß die an ihr entstehende Kraft multipliziert mit dem Abstand ihres Kraftmittelpunktes von der Totpunktachse gleich dem Moment ist, was aue Kolbenkraft und Kolbenkraftmittelpunktabstand errechnet wird, unabhängig davon, daß dadurch das axials Kräftegleichgewicht gestört wird. Dieses Kräfteausgleichgewicht wird erfindungsgemäß durch die zusätzliche, hydraulisch erzeugte zentrische Kompensationskraft oder ein hydraulisch beaufschlagtes zentrisches Axiallager beliebiger Art wiederhergestellt, wobei die konstruktive Ausführung dieser axialen Kompensation nioht Gegenstand der Erfindung sein soll.
• Die erfindungsgemäße Lösung ftIr die Auslegung der Steuerschlitze am Steuerspiegel gestattet es, die Steuerschlitzquerschnitte größer zu dimensionieren, als das bei Übereinstimmen der Teilkreisdurchmesser von Steuerschlitzen und Zylinderbohrungen im Zylinderkörper bei gleichseitigem Momentenausgleich ul die Totpunktachse möglich ist, Ohne den Steuerspiegel winkelbeweglich ansuordnen, sondern bei festem Steuerspiegel und axial zentrisch wirkender Kompensationskraft günstige Strömungsverhältnisse in den Steuerschlitzen zu erreichen, die das Ansaug@ verhalten des Gerätes verbessern und entstehende Geräusche vermindern.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
• In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine hydraulische Axialkolbenmaschine mit Darstellung der Steuerschlitze, Fig. 2s die Darstellung der Kräfte und Krdfteangriffspunkte.
• Die hydraulische Axialkolbenmaschine besteht aus dem Gehäuse 1, in dem die Rotorwelle 2 zweimal gelagert ist.
• An der Rotorwelle 2 ist die Steuerplatte 3 mit den Steuer schlitzen 4 befestigt, die sich auf einem kleineren Teilkreisdurchmesser 5 befinden als die Zylinderbohrungen 6 auf ihrem Teilkreisdurchmesser 7. Die Steuerplatte 3 läuft bei Drehung der Rotorwelle 2 gegen den Steuerkopf 8, dessen Steuerschlitse 9 und deren Dicht stege 10 so bemessen sind, daß die durch sie erzeugte Axialkraft Fs, dargestellt in Fig. 2, so groß ist, daß das Produkt aus Axialkraft. des Steuerspiegels F5 und Abstand des Kraftmittelpunktes der Steuerspiegelkraft von der Totpunktachse 0, bezeichnet mit Rs, gleich dem Produkt aus der Summe der wirkenden Kolbenkräfte Fk und Abstand ihres Kraftmittel punktes von der Totpunktachse Oy bezeichnet mit Rk, ist, dargestellt in Fig. 2. Das axiale Eraftgleichgewicht wird durch die Fig. 2 dargestellte zentrisch wirkende axiale Kompensationekraft FA wiederhergestellt, die durch die in Fig. 1 dargestellte zentrisch wirkende Kompensation 11 erzeugt wird.

Claims (2)

Patentansprüche

1. Hydraulische Axialkolbenmaschine mit drehbarer Zylindertrommel und beiderseitig durchgeführter und an ihren Enden gelagerter Welle sowie Schlitzsteuerung, mittels festem oder eingelegtem sphärischen oder ebenen Steuerspiegel, wobei die Steuerschlitze am Steuerspiegel auf einem kleineren Teilkreisdurchmesser liegen ale die Zylinderbohrungen, dadurch gokeanzeichnet, daß das Moment aus Axialkomponente der Steuerspiegelkraft und Kraftmittelpunkt der Steuerspiegelkraft gleich dem Moment aus der Summe der wirkenden Kolbenkräfte und ihrem zugehörigen Kraftmittelpunkt ist.

2. Hydraulische Asialkolbenmaschino nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen des axialen Kraftausgleichs eine zusätzliche zentrisch wirkende hydraulische Axialkraft in die mit dem Zylinderkörper axial fest verbundene Welle einzuleiten ist, deren Größe von dem KraftUberschuß am Steuerspiegel bestimmbar ist.

L e e r s e i t e