DE1936431A1

DE1936431A1 - Radialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE1936431A1
Application number: DE19691936431
Authority: DE
Inventors: Oswald Thoma
Original assignee: Hydraulic Drive AG
Current assignee: Hydraulic Drive AG
Priority date: 1968-07-27
Filing date: 1969-07-17
Publication date: 1970-01-29
Also published as: DE1936431B2; JPS519924B1; US3750533A

Description

Hydraulie-Briva A,G₆₀ Glarus / Schweirs₉ Bankstrasse k

Radialkolbenmaschine

aasssBsssssssaassass

Die Erfindung besieht sich auf eine Radialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor), mit einer Zylindertrommel,'die in einem Gehäuse angeordnet äst ταηύ eine Mehrzahl von im wesentlichen radialen Zylinderbohrungen aufweist, in denen jeweils ein Kolben verschiebbar ist, an dessen äußerer Ende ein Gleitschuh angebracht ist» der auf einer risgfönaigen» die Zylindertrommel umgebenden Lauffläche gleitet. Die Gleitfläeh® d©s '31©itschuhe s ist dabei meist der Form der Lauffläche angepaßt« also im allgemeinen teilzylindrisoh. Uta ein Verdrehen des Gleitschuhes, das die notwendige aatt® Asslage der Gleitfläche auf dar Lauffläche aufheben würde, im Betrieb an vermeiden, ist eiae entsprechende Führung für den Gleitschuh erforderlich» Andererseits ist die Zylindertrommel bereits axial geführt₈ so daß sehr enge Tcleranassa eingehalten werdes miiBB®n_g um ein Verklemmen zu vermeiden*

Der Erfindung liegt di@ Aufgab© sugrund@_B ®in© Eadialkolbenmaechine zu schaffen, bei des* @±ne J'ührung der Gleitschuhe ohne statische Überbestlmtnura^ und ohne Einhalt mag enpr Toleranzen ®rs5±®lt wird _β Diese Aufgabe wird erfAadwagsg@aiäß dadurch g@lSst₉ daß die Zylindertrommel axial fr@i beweglich im Gehäuse gelagert ist, während die Gleitschuhe gegen Verschiebung in axialer Richtung geführt sind, Pie axiale Fixierung der Zylindertrommel erfolgt als® dtarcb.die Gl@its£tafc@.übe-r die Kolben ₉ so daS eine statlsaefee ü^örbostiüiHmEsg vermieden ist.

swei auelsaffider parallsla Führupgsfläoltea auf, die mit swei Ssstolterss mn ü&n S©lt©n der Füte^sfrstmss ssasaia Bl@ ©!«itaofe^h^lllsilatssi; tM'HSi%n dslsei um IQsfaufsieht

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im wesentlichen rechteckig sein. Die Schultern sind aus Herst el lungs gründen bevorzugt an verschiedenem! Teilen des Gahäuses angebracht.

Die Gleitschuhe k8jas3©n in üblicher ¥_eise gelenkig mit :lhreui Kolben verbunden und an ihrem Gleitflachen mit Sehmier- und/oder Drosaelnutess versehen sein. Bei einer rechteckigen Ausbildung ißt mindestens eine ringförmige Nut in der Gleitfläche vorgesehen, so daß im Bereich Jeder Ecke eine etwa dreieckige Auflagefläche entsteht. Der Gleitschuh kann als W einstückiges Gußteil oder als Sinterkörper ausgebildet sein, wobei nur die Fühmmga- und Gleitflächen bearbeitet sind, während die Schmier-' oder Drosselnuten bereits beim Guß- oder Sintervorgang hergestellt werden.

Die Lauffläche kann zwischen den ringförmigen Schultern senkrecht zur Drehachse der Maschine verschiebbar sein, um die Fördermenge bzw. das SchluckvermSgen der Pumpe bzw. des Motors zu verändern*

Die Erfindung ist besonders nützlich bei Radialkolbenmaacbinen, bei denen die Zylindertrommel drehbar auf einem feststehenden Zapfen gelagert ist» und die Gleitschuhe auf einer ) feststehendem Lauffläche gleiten. Bei solchen Maschinen treten relativ höh® Gieitgeechwindlgkeiten auf, die eine gute Schmierung der Gleit fläch© bedingen, um den Verschleiß gering su halten« Durch die Führung der Gleitschuh© ixt der vor-Velee und die freie axi&Xe Beweglichkeit der Zykaxm *±oh diese ixe axialer Richtung automatisch der axialen Lege der Gleitschuhe und der Kolben einstellen» wodurch ¥eranränguag«n vermiedet» werden und die

«4*te «it iiir*r ganasen öl«itflache an der Lauf- &n&±m$g9to_f »® um& d&ß ästige Qxic±mm%n aufrecht erhalten bleib««,

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K. ι Aasführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter Bes^gnabme auf die Zeielmungen beschriebest» Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Radialkolbenmaschine

gemäß Linie I-I in Fig. 2,

I;ig. 2 einen Teilschnitt gemäß Linie II-II in Fig«, I,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Gleitfläche eines Gleitscbu-

fies' in vergrößertem Maßstab, und
Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3«

Iaa Ausfülarungsbeispiel wird die Erfindung, bei einer kleinen Radialkolbenpumpe mit einem Außendisrehme&ser von et-*a 20 cm angewandt. Diese Pumpe ist dazu bestimmt, mit einem bydrauliscuesi Motor gleicher Bauart gekoppelt au werden, wobei mindestens eine der Einheiten eine veränderliche Verdrängung auf« weist, um eine stufenlose Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Pumpenantriebs-und Motorabtriebswelle zu erreichen. Ein solches Getriebe ist ss.B, für den Antrieb eines selbstfahrenden Rasenmähers oder eines Traktors geringer
Leistung geeignet.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte hydraulische Pumpe weist ein
Gehäuse 1O iuit einem Deckel 11 auf₉ in dem über eis Lagar die Antriebswelle 13 gelagert ist, die über eine Riemenscheibe 14 angetrieben werden kann» Das innere Ende der Welle 13 ist mit einem radialen Flansch 15 versehen, der einen Querschlitz 16 enthält, in den eine Rippe 18 einer elastischen
Kupplungsscheibe 17 axialverschiebllch eingreift. Ατ&Τ der
anderen Seite der Kupplungsscheibe 1? ist eine weitere Rippe 18a vorgesehen, die senkrecht zu der Rippe 18 verläuft
und in zwei radiale, miteinander fluchtende Nuten 19 in der Stirnfläche einer umlaufenden Zylindertrommel 20 eingreift. Die Zylindertrommel 20 ist drehbar auf einem feststehenden
Zapfen 25 gelagert, der sich durch eine zentrale Öffnung in der Seltenwand des Gehäuses 10 in das Gehäuseinner® erstreckt.

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Das äußere Ende des Zapfens 25 weist eines Flansch 2.6 auf, der dichtend an der Seitenwand dee Gehäuses anliegt. Dor Zapfen 25 ist mit zwei Längskanälen 27 und 28 versehen, die an ihren äußeren Enden mit Druckmittelzufluß·- und Abflußanschlüssen 29 bzw, 30 im Gehäuse 10 in Verbindung stehen und in Steueröffnungen 31 und 32 enden.

Dl© Zylinder trommel 20 weist fünf radiale Fortaätss© 35 auf. die jeweils eine Zylinderbohrung 36 enthalten, und ist mit einer zentralen Lageröffnung' 37 versehen, die auf den Zapfen 25 paßt. Von dem radial inneren Ende jeder Zylinderbobrung 36 geht ein radialer Kanal 38 aus, der in die zentrale ^ Öffnung 37 mündet und mit Steueröffnungen 31*32 zusammenwirkt, um den Zu- und Abfluß der Druckflüssigkeit zu bzw. aus der betreffenden Zylinderbohrung zu steuern. Jede ZyIinderbohrung 36 enthält einen Kolben 4o mit einem Kolbenhemd 41, in das eine Druckfeder 42 eingesetzt ist, die sich am inneren Ende der Zylinderbohrung abstützt und bestrebt ist, den Kolben 40 radial nach außen zu drücken. Das äußere Ende jedes Kolbens 40 ist mit einem Kugelkopf 44 verseben, der in eine entsprechend geformte Ausnehmung in einem Gleitschuh 45 eingreift und als Universalgelenk wirkt.

Die äußeren Flächen der Gleitschuhe 45 gleiten auf einer z>lindrischen Lauffläche 46 eines Ringes 47, der die Zylinder-™ trommel 20 umgibt und um einen Drehzapfen 48 im Gehäuse 10 verschwenkbar ist. Auf der dem Drehzapfen 48 gegenüberliegenden Seite ist der Ring 4? Kit einem Finger 50 versehen, der in einen Schlitz in einer Hegeletange 51 eingreift. Die Regelstange 51 ist quer zur Drehachse der Zylindertrommel 20 verschiebbar in einer Bohrung 52 im Gehäuse 10 gelagert und ihr äußeres Ende 53 kann mit einem Hegelhebel zur Einstellung der Fördermenge der Pumps verbunden werden. Zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Ringes 37 ist der Finger 50 mit

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einem parallel zur Drehachse verlaufenden Ansatz 54 verse» hen, der in einen Bodenschutz 55 in der Innenfläche des Deckels 11 eingreift,wobei die Länge des Schlitzes 55 die Größe des Vorstellweges bestimmt. Durch das Schwenken des -Ringes 4? um den Drehzapfen 48 kann die Exzentrizität des Ringes hinsichtlich des Zapfens 25 und der Zylindertrommel 20 verändert werden, wodurch die Fördermenge der Pumpe geändert wird.

Die äußere Gleitflache jedes Gxeitschuhes 45 hat eine teilzylindrische Form, wie insbesondere aus Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, um aatt an der Lauffläche 46 dee Ringes 47 anzuliegen« Um eine auereichend© Schmierung dieser Gleitfläche zu* erreichen, ist der Gleitschuh mit einer zentralen Bohrung 60 versehen» dl· mit einer Längsbohrung 61 im Kolben 40 in Verbindung steht und dadurch öl aus dem Zylinderraum erhält. Von der zentralen Bohrung 6ö erstrecken sich zwei radiale Drosselnuten 62 kleinen Querschnitts in der Gleitfläche nach außen au einer Inneren ringförmigen ölverteilernut 63 mit etwa 15 vm Durchmesser« Jede Droeaelnut 62 hat etwa V-förtüigen Querschnitt alt einer Breite von etwa 0,25mn und einer Tiefe von etwa 0,4 mnu Uta die Ringnut 63 erstreckt sich eins Ringfläche 64 mit einem Außendurohmeeβer von etwa 24 aal. Diese RingflKohe 64 ist von einer Entlastungs-Rlngnut 65 mit einem Außendurohaeeeer von ca. 28 ma »«geben· Die Gleitfläche des Gleitschuhe» ist in der Abwicklung¹ rechteckig, wie aus Fig· 3 ersichtlich ist,, und ihr« Abmessung in Utaf anger! eh tung des Ringes 4? beträgt ea 32 mm und quer dazu etwa 25 κ». Die Entlastungs-Ringpcrat 65 schneidet also die beiden längeren Seiten 66,67 ^der Gleitfläche und sie ist durch kurse radiale Muten 70 tait den kürzere» Seiten 68,69 der Gleitfläche verbunden. BadMs?3& werden an dem vier Scken der Gi®it£XH«h« las weaent-lieb.®» dreieckig«! Lageapffl&eBen 71 gebildet. Das durch die zentrale Bohrung 60 siisgefüturfce Schmier81 wird beios Dtaröht^itt d-sareh die üvoss^lnntmn 62

gedrosselt» wodurch der Brück auf den gewünschten Wert verringert wird, so daß ein Ölfilm mit dem richtigen Druck iiber den Flächen außerhalb und innerhalb der Ringnut 63 aufrechterhalten bleibt.

Jeder Gleitschuh muß gegen eine Schwenkbewegung um die Längsachse seines Kolbens gesichert werden, da sonst seine Gleitfläche nicht mehr voll an der Lauffläche 46 anliegt. Dies wird dadurch erreicht, daß dor Hing 47 zwischen zwei ringförmigen Schultern 75 und 16 geführt 1st, die von den einander zugewandten Xnnenf!Hohen des Gehäuses 10 und des Deckels It gebildet sind.. Die entsprechende axiale Erstreitkung jedes Gleitschuhes 45 ist derart, daß seine längeren Seitenflächen 66,67 die beiden Schultern 75»7^ berühren, wodurch jeder Gleitschuh in seiner richtigen Lage gehalten wird.

Da somit jeder Gleitschuh axial in Bezug auf das Gehäuse festgelegt ist und über den Kugelkopf 44 auch de;, zugehörigen Kolben 40 axial fixiert, wird auch die Zylindertrommel 2O₁ die auf dem Zapfen 25 axial verschiebbar ist, durch din Gleitschuhe 45 über die Kolben 40 axial gehalten.

Jeder Kolben 4o wird vorzugsweise durch Sintern aus einer Sisenlegierung hergestellt und die Bearbeitung kann auf spitzenlosen Schleifen der äußeren zylindrischen Oberfläche beschränkt werden« während die Kugelfläche unbearbeitet bleibt. Jeder Gleitschuh 45 wird durch Sintern aus Phospborbronze hergestellt, wobei die äußere Gleitfläche und die innere Hohlkugelfläche sowie die Wüten in der Gleitfläche während des Foraproaesees gebildet werden. Die Bearbeitung kann im wesentlichen auf die teilzylindrische Gleitfläche beschränkt: werden» Diese Art der Herstellung »aobt viele komplizierte Bearbsittingssc&ritte usratfilg und verringert die Herstellungskosten <e«r Gleitschuhe betrachtlich* Darüber hinaus trägt üjLm Porosität des gesinterten Gleitschubes zu einer verbesserten Schmierung bei«

§09085/02Ö2 - Patentansprüche -

Claims

P a t β is t a η ε -r> r ii c b. β

; 1 ο Radialkolbenmaschine mit einer Zylinder trommels die ίτ> β3.-V -^y nam Gehäuse angeordnet ist und eine Mehrzahl von ±m wesentlichen radialen Zylinderbohrungen aufweist * in clanera je eis Kolben verschiebbar ist, au dessen äußerem Ende ein Gleitschuh angebracht ist, dex· auf einer ringförmigen, die Zylindertrommel umgebenden Lauffläche gleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindertron-tsiol (2θ) axial freibeweglich im Gehäuse (1O,11) gelagert ist, während die Gleitschuh© (%3) gegen axial© ¥ersohlebung geführt sind.
2. Radialkolbenmaschine nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen der Gleitschuhe (45) Abschnitte von Rotationsflächen sind und daß die Gleitschuhe V+5) an ihresi ümfangsflächen zwei gegenüberliegende zueinander parallele Ftihrungsflachen (66_f67) aufweisen.
1. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Jeder Seits der Lauffläche {^6} eine ringförniige Fläche (73t7^) vorgesehen ist, zwischen denen die Gleitschuhe (45) axial geführt sind.
4. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flachen (75„76) an verschiedenen Tei-(10,11) des Gehäuses angebracht sind.
5. Radialkolbenmaschine nach ©inem oder mehreren cäer vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß di® Gleitselxtshe (^5) eine in Draufsicht im wesentlichen rechteckige Gleitfläche haben.
6. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 5 ■> dadurch gekennzeichnet* daß in der Gleitfläche Jedes Gleitschuhe (45) mindestens eine ringförmige Schmierntit {63) und an j®d®r Eck© eiae dreieckige Atjflagefläeh© (71) vorgssehen ist =

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7. Radialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindertrommel (20) drehbar auf einem feststehenden Zapfen (25) gelagert ist.
8. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 7§ dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindertrommel (20) mit ihrer Triebwelle (13) über eine elastische Kupplung (1?) verbunden ist, die so beschaffen ist, daß sie eine begrenzte Axialbewegung der Zylindertrommel (20) zuläßt,
Radialkolbenmaschine nach Anspruch 3» gekennzeichnet durcin einen die Lauffläche (k6) enthaltendem Ring (^7), der zwischen den Führungsflächen (75,?6) quer zur Drehachse der Maschine verstellbar ist.
10. Radialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschuhe (45) einstückig gegossen oder gesintert sind, wobei nur die Gleitfläche bearbeitet ist, während zumindest ein Teil der ölzufuhr- und Verteilungenuten (62,63,6h) in der Gleitfläche bei dem Gieß- oder Sinterpresse gebildet sind.

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