DE1937659A1 - Hydraulic high pressure pump or similar machine - Google Patents
Hydraulic high pressure pump or similar machineInfo
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Description
Hydraulische Hochdruckpumpe oder ähnliche Maschine Die hydraulische Hochdruckpumpe oder ähnliche Maschine besteht aus einem Block, in dem in bestimmten Winkeln zueinander um die Achse berum Zylinder angeordnet sind und der Block in Drehung versetzt wird, ferner aus einem Verteilerblock, der zwei bohnenförmig ausgebildete Schlitze besitzt, mit denen die Zylinder bei der Drehung des Block kes abwechselnd in Verbindung gelangen und einer Scheibe, an der die Kolbenstangen der Zylinder über Gelenke befestigt sinde Die Scheibe und der Block werden in Drehung versetzt, wobei der vor der Achse der Scheibe und der Achse des Blockes gebildete Winkel in der Weise verstellbar ist, daß der Hub der Kolben, d.h. die Leistung der Pumpe oder der ähnlichen Maschine veränderbar ist. Hydraulic high pressure pump or similar machine The hydraulic High pressure pump or similar machine consists of a block in which in certain Angles to each other are arranged around the axis berum cylinder and the block in Rotation is displaced, furthermore from a manifold block, the two bean-shaped trained Has slots with which the cylinders alternate when the block kes rotates get in connection and a disc on which the piston rods of the cylinder The disk and the block are set in rotation, where the angle formed in front of the axis of the disc and the axis of the block in the way is adjustable that the stroke of the piston, i.e. the power of the pump or the similar machine is changeable.
Nach einer in der französischen Patentschrift vom 13. April 1961 No. 1 311 140 bescbriebenen Ausfllbrungsform ist der Verteilerblock drehbar auf Kurbelzapfen angebracht, die exzentrisch zu einer Fläche angeordnet sind. According to one in the French patent specification of April 13, 1961 No. 1 311 140 described embodiment is the distribution block rotatably mounted on crank pins, which are arranged eccentrically to a surface are.
gegen die die Stirnfläche des Blockes anliegt, während die Scheibe im Winkel dazu fest angebracht ist und die Stangen ueber Gelenks in einer Pläche dieser Scheibe montiert sind, die die Achse der Kurbelzapfen enthält. Der Block und die Scheibe der Stangen sind durch eine Kardanwelle drehbar miteinander verbunden, was die Krafttibertragung sicberstellt. Ein Nachteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Zuführungs- und Abführungsleitungen zum Verteilerblock unbedingt durch die Kurbelzapfen gehen messen, was bei mit hohem Druck arbeitenden Pumpen schwer zu lösende Probleme der Dichtigkeit darstellt.against which the face of the block rests, while the disc at an angle to it is firmly attached and the rods over joint in a plane This disc is mounted, which contains the axis of the crank pin. The block and the disc of the rods are rotatably connected to each other by a cardan shaft, what the power transmission provides. There is a disadvantage to this embodiment in that the supply and discharge lines to the manifold block are essential going through the crank pin measure what happens when pumps are working at high pressure represents difficult-to-solve problems of tightness.
Ein anderes bei dieser Art von hydraulischen Maschinen auftretendes Problem bestebt in der homokinetischen Übertragung der Drehbewegung zwischen der Motorwelle und dem Block, da diese Übertragung durch eine Kardanvorrichtung bewerkstelligt wird, die von ihrem Bau her Schwankungen in der Momentgeschwindigkeit bewirkt. Another one that occurs with this type of hydraulic machine Problem consists in the homokinetic transmission of the rotary motion between the Motor shaft and the block, as this transmission is accomplished by a cardan device which causes fluctuations in the instantaneous speed due to its construction.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, diese Nachteile auszuschalten und strebt eine hydraulische Pumpe oder einen Motor an, der bei wobei Druck arbeitet und dadurch gekennzeichnet ist* daß der yerteilerblock feststeht, während der Zytinderblock sich gegen die Fläche des Blockes abstutzt und durch eine durch den Block hindurchgehende Achse in Drebung versetzt ist und die Scheibe drehbar um eine senkrechte Achse in der Verbindungsebene der Stangen montiert ist, wobei die Neigung dieser Achse in bezug auf die Achse des Blockee durch Drehung um eine Achse einstellbar ist, die zur ersten Achse senkffecbt steht und sich in der Verbindungsebene der Stangen auf der Scheibe befindet. The present invention aims to eliminate these drawbacks and seeks a hydraulic pump or motor operating at where pressure and characterized in that the dividing block is stationary, while the cytinder block is supported against the surface of the block and by a passing through the block axis is set in rotation and the disc is rotatable about a vertical axis in the Connecting plane of the rods is mounted, the inclination of this axis with respect to on the axis of the Blockee can be adjusted by rotating around an axis that corresponds to the first Axis is perpendicular and is in the connecting plane of the rods on the disc is located.
Bei dieser Ausführungsform sind die Zuführungskanäle des Verteilerblookes fest angeordnet, was die Probleme bei der Zufuhrung ausschaltet, die durch ein sich mitdrehendes Gelenk entstehen. In this embodiment, the feed channels are the distributor look fixed, which eliminates the feeding problems caused by a co-rotating joint arise.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung erfolgt die Verbindung der Stangen mit der Gelenkscheibe durch ein homokinetisches Gelenk, das durch eine Welle von der Antriebswelle des Blockes weggeftihrt wird. According to another feature of the invention, the connection takes place Rods with the joint disc by a constant velocity joint, which is carried by a shaft is guided away from the drive shaft of the block.
Das homokinetische Gelenk besteht aus einer Muffe, die drehbar mit der die Stangen tragenden Scheibe verbunden ist, wobei die Muffe drei zylindrische, parallel zur Achse und um 120° gegeneinander versetzte Ausnehmungen besitzt und drei sphärisch angeordnete zylindrische Zapfenrollen, die in die Ausnehmungen eingreifen und gleitend auf drei um 1200 gegeneinander versetzten radialen Zapfen montiert sind, welche von dem da der Welle getragen sind. The constant velocity joint consists of a sleeve that rotates with is connected to the disc carrying the rods, the sleeve having three cylindrical, has recesses parallel to the axis and offset from one another by 120 ° and three spherically arranged cylindrical pin rollers which engage in the recesses and slidingly mounted on three radial pins offset from one another by 1200 which are carried by that of the wave.
Naob einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Winkelverbindung der Welle mit Bezug auf die Antriebswelle des Blockes verstellbar. Another feature of the invention is the angle connection of the shaft adjustable with respect to the drive shaft of the block.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einer Ausführungsform, die unten anhand von Schemazeichnungen erläutert werden soll. Further features of the invention emerge from the description an embodiment, which is to be explained below with reference to schematic drawings.
Fig. 1 ist eine Gesamtansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungegemäßen hydraulischen Pumpe; Fig. 2 ist eine Detailansicht der Bauteile des Gelenkes; Fig. 3 ist eine Ansicht in Richtung III-III der Fig. 1; Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der Funktion des homokinetischen Gelenkes; Fig. 5 ist eine Darstellung zur Bestimmung des Rotatloassentrums des Gelenkes und Fig. 6 ist eine Darstellung zur Berechnung der Koordinaten des Zentrums des Gelenkes und zur Demonstration der Homokinetik der Vorrichtung. Fig. 1 is an overall view, partly in section, of one according to the invention hydraulic pump; Fig. 2 is a detailed view of the components of the joint; Fig. Fig. 3 is a view in the direction III-III of Fig. 1; Fig. 4 is a perspective Illustration to explain the function of the constant velocity joint; Fig. 5 is an illustration for determining the center of rotation of the joint and FIG. 6 a representation for calculating the coordinates of the center of the joint and for Demonstration of the homokinetics of the device.
Die dargestellte hydraulische Pumpe besteht aus einem Rahmengestell 1 aus verschweißten Teilen, auf dem mit Hilfe von Schrauben 2 ein Element befestigt ist, da das La-3 ger 3 bildet. In dieses Lager/ist der Verteilerblock 4 eingepaßt. Dieser Yerteilèrblock 4 besitzt in der zur Achse oder dem Fenster senkrechten Fläche Verteilungsschlitze 5, die über eingelassene Leitungen 6, in das Lager 3 und das Gestell 1 versenkte Leitungen 7 und die Leitungen 8 von auf dem Gestell befestigten Blockverbindungen 9 mit den Saug- und Druckleitungen der Pumpe in Verbindung stehen. The hydraulic pump shown consists of a frame 1 made of welded parts on which an element is fastened with the help of screws 2 is because the La-3 ger 3 forms. The distribution block 4 is fitted into this bearing /. This divider block 4 has a surface perpendicular to the axis or the window Distribution slots 5, which via recessed lines 6, in the warehouse 3 and the Frame 1 recessed lines 7 and the lines 8 of on the Frame fastened block connections 9 with the suction and pressure lines of the pump stay in contact.
In dem Lager 3 ist drehbar und in Längsrichtung durch Kugellager 10 blockiert die hohle Antriebswelle 11 montiert. Das Lager ist durch einen Deckel 12 geschdtzt, der beim Ölkreislauf für Dichtigkeit sorgt. Der Block 13 ist gleitend auf der Welle angebæacht, aber drehbar damit durch Nuten und Leisten 14 verbunden. Er wird unter Druck mittels einer Feder 15 gegen das Fenster des Verteilerblockes gestützt gehalten und ist in einer Bohrung des Lagers 3 durch ein Nadellager 16 zentriert. In the bearing 3 is rotatable and longitudinally through ball bearings 10 blocked the hollow drive shaft 11 mounted. The bearing is through a lid 12 protected, which ensures tightness in the oil circuit. The block 13 is sliding attached to the shaft, but rotatably connected to it by grooves and strips 14. It is under pressure by means of a spring 15 against the window of the distributor block held supported and is in a bore of the bearing 3 by a needle bearing 16 centered.
In dem Block 13 sind die Zylinder 17 gebildet, die in bekannter Weise jeweils eine Öffnung besitzen, welche während der Rotation abwechselnd mit bohnenförmig ausgebildeten Saug-und Druckschlitzen 5 bei der Drehung des Blockes in Verbindung gelangen. In den Zylindern 17 befinden sich die Kolben 18, von denen jeder gelenkig montiert eine Stange 19 besitzt. In the block 13, the cylinders 17 are formed in a known manner each have an opening, which alternates with bean-shaped during rotation formed suction and pressure slots 5 in connection with the rotation of the block reach. In the cylinders 17 are the pistons 18, each of which is articulated has a rod 19 mounted.
Das andere Ende jeder Stange 19 ist gelenkig in einem mit der Scheibe 21 verbundenen Ring 20 verbunden. Wie dargestellt, sind die Stangen 19 in bekannter Weise in bezug auf die Achse schräg gestellt, wo durch der Radius ihres Verbindungskreises auf dem Ring 20 oberbalb des Exzenterradius der Zylinder 17 liegt. Die Scheibe 21 ist verbunden mit einem drehbar angebrachten Stützbock 22 titer ein Widerlager mit konischen Rollen 23 und Kugellager 24 in einem Bodenstück 25. Das Bodenstück 25 ist auf Zapfen 26 in dem Rahmengestell 1 schwimmend gelagert, so daß der Winkel der Achse des Stützblockes 22 und der Achse des Blockes 13 verändert werden kann, um die Leistung der Pumpe zu verändern. Das Gestell ist durch ein Schutzgehäuse 27 verschlossen, das das sich drehende Bodenstück 25 schützt. The other end of each rod 19 is articulated in one with the disc 21 connected ring 20 connected. As shown, the rods 19 are known in FIG Way inclined with respect to the axis, where by the radius of its connecting circle on the ring 20 Oberbalb of the eccentric radius of the cylinder 17 is located. The disk 21 is connected to a rotatably mounted support frame 22 titer a Abutment with conical rollers 23 and ball bearings 24 in a base piece 25. The base piece 25 is floating on pin 26 in the frame 1 so that the angle the axis of the support block 22 and the axis of the block 13 can be changed, to change the performance of the pump. The frame is covered by a protective housing 27 closed, which protects the rotating base piece 25.
Der Stlltzblock 22 wird von einem Gelenk mit drei Zapfen (siehe Fig. 1 und 2) angetrieben, das eine mit dem StUtsblock 22 und der Scheibe 21 verbundene Muffe 28 besitzt. Diese Muffe besitzt drei zylindrische, zur Achse parallele und um 1200 gegeneinander versetzte Ausnehmungen 29, in denen sphärisch angeordnete Rollen 30 gleiten, die auf den drei Zapfen 31 gelagert sind, die mit dem oberen Teil 32 des Gelenkes verbunden sind, welches eine Antriebswelle 33 besitzt, die in der hohlen Welle 11 gelagert ist. An seinem anderen Ende besitzt die Welle 33 eine Verzahnung 34; die Zähne können in die entsprechenden Nuten des Teiles 35 der hohlen Welle 11 eingreifen. Das Teil 35 trägt Flansche 36 sur Verbindung mit dem Antriebsmotor. Die Nuten des Teiles 35 und die entsprechende Verzahnung 94 haben eine leicht. The support block 22 is supported by a joint with three pins (see Fig. 1 and 2) driven, the one connected to the StUtsblock 22 and the disk 21 Has sleeve 28. This sleeve has three cylindrical ones, parallel to the axis and 1200 mutually offset recesses 29 in which spherically arranged Rollers 30 slide, which are mounted on the three pins 31 connected to the upper Part 32 of the joint are connected, which has a drive shaft 33 which is mounted in the hollow shaft 11. The shaft has 33 at its other end a toothing 34; the teeth can be in the corresponding grooves of part 35 of the engage hollow shaft 11. The part 35 carries flanges 36 sur connection with the Drive motor. The grooves of the part 35 and the corresponding teeth 94 have one easy.
Winkelversetzung, was die Verstellung der Keilverbindung der Scheibe 21 in besug auf den Block 13 gestattet und es möglich macht, den Stangen 19 eine leichte Neigung nach vorn zu erteilen, um die durch das Gelenk übertragene Kupplung zu vermindern.Angular displacement, resulting in the displacement of the spline connection of the disc 21 allowed in besug on the block 13 and makes it possible to the rods 19 a slight forward inclination to give to the coupling transmitted by the joint to diminish.
Es wird später gezeigt, daß die Tripodenkupplung homokinetisch ist und daß das Zentrum der Tripoden oder der drei Zapfen einen Kreis beschreibt, dessen Radius eine Funktion des Winkels ist, den die Achse der Scheibe 21 und die Achse des Blockes 13 bilden, wobei die Gesobwiadigkeit das Dreifache der Drehgeschwindigkeit der Antriebs welle beträgt. It will be shown later that the tripod clutch is homokinetic and that the center of the tripods or the three cones describes a circle, its Radius is a function of the angle made by the axis of the disc 21 and the axis of the block 13 form, the Gesobwiadigkeit three times the speed of rotation the drive shaft is.
In der Fig. 4 ist Z die Achse der Soheibe, Z' die Achse des Blockes und # der Winkel zwischen diesen beiden Achsen. Die Ebene der Enden der Zapfen schneidet den Zylinder der Achsen S der zylindrischen Ausnehmungen der koaxialen Muffe bei Z gemäß einer Ellipse G2. Die Ebene Oxy ist die senkrechte Bezugsebene zur Achse OZ. Die Ebene Ox'y' ist die senkrechte Ebene zur Achse Z', die die Ellipse C' enthält. Das ist der einfache Kreis in der Ebene Oxy des durch die Achsen S beschriebenen Zylinders. In Fig. 4, Z is the axis of the sole plate, Z 'the axis of the block and # the angle between these two axes. The plane of the ends of the tenons intersects the cylinder of the axes S of the cylindrical recesses of the coaxial sleeve Z according to an ellipse G2. The Oxy plane is the reference plane perpendicular to the axis OZ. The plane Ox'y 'is the plane perpendicular to the axis Z' containing the ellipse C '. This is the simple circle in the plane Oxy of that described by the S axes Cylinder.
Wenn R der Radius des Kreises a und oC der Winkel des einen der Radien ist, die das Zentrum 0 an der einen der Achsen S'1 der zylindrischen Ausnehmungen der Muffe mit der Achse Ox verbinden, so gilt für die Winkel xOS'1, xOS'2, xOS'3, die der genannte Radius und die Radien, die das Zentrum 0 mit den Achsen S'2 und S'3 der beiden anderen zylindrischen Ausnehmungen verbinden, folgende Besiebung: xOS'1 = α sOS'2 = α + 2#/3 und xOS'3 = α + 2#/3 Wenn man die Schnittpunkte von S'1, S'2 und S'3 mit der Ellipse C' mit E, F bzw. G bezeichnet, so gelten für die Koordinaten in der Ebene x'Oy' dieser drei Punkte folwende Beziebungen: Wenn man das Zentrum des Tripoden mit # bezeichnet, so ist dieser Punkt # der Punkt, von dem man konstruktionsgemäß die drei Punkte E, F und G unter einem Winkel von y- sieht. Es läßt sich zeigen, daß, welches auch diese Punkte sind, immer ein solcher Punkts exiatiert.If R is the radius of the circle a and oC is the angle of one of the radii which connect the center 0 on one of the axes S'1 of the cylindrical recesses of the sleeve with the axis Ox, then the following applies to the angles xOS'1, xOS '2, xOS'3, the said radius and the radii connecting the center 0 with the axes S'2 and S'3 of the two other cylindrical recesses, the following definition: xOS'1 = α sOS'2 = α + 2 # / 3 and xOS'3 = α + 2 # / 3 If the points of intersection of S'1, S'2 and S'3 with the ellipse C 'are denoted by E, F and G, then apply to the coordinates in the plane x'Oy 'of these three points the following relations: If you designate the center of the tripod with #, this point # is the point from which, according to the construction, you can see the three points E, F and G at an angle of y-. It can be shown that whatever these points are, there is always such a point.
Wenn man im einzelnen den Punkt E betrachtet und wenn man die Senkrechten in F und G als EF und EG bezeichnet, eo ist der Punkt # der Fußpunkt der Senkrechten von E auf eine Gerade HJ, während H und J Punkte auf diesen Senkrecbten EF und EG sind, wobei HEF und JEG = 300 gilt. If you look at point E in detail and if you look at the perpendicular in F and G referred to as EF and EG, eo the point # is the base point of the vertical from E to a straight line HJ, while H and J points on these perpendicular lines EF and EG where HEF and JEG = 300.
Es liegen nun # und F auf dem gleichen Kreis mit dem Durchmesser EH und und G auf dem gleichen Kreis mit dem Durchmesser EJ. Daraus ergibt sich, daß die Winkel E#F und E#G 90° + 1/2 des Bogens FH oder GJ betragen, d.h. # And F are now on the same circle with the diameter EH and and G on the same circle with diameter EJ. This results in, that the angles E # F and E # G are 90 ° + 1/2 of the arc FH or GJ, i.e.
90° + 30° = 120°.90 ° + 30 ° = 120 °.
Betrachten wir nun Fig. 6, so zeigt die Konstruktion dieses Punktes #, wobei der Kreis C der Fig. 4 in die Ebene Ox'y' verlegt ist. Die Dreiecke EFH und EGH sind homothetisch und in ihnen gelten die Beziehungen |EH| |EG| |FH|= und |GJ| = . Turning now to Figure 6, the construction of this point shows #, the circle C of FIG. 4 being moved to the level Ox'y '. The triangles EFH and EGH are homothetic and the relationships | EH | hold in them | EG | | FH | = and | FY | =.
73 73 Wenn ferner i und j die Einheitsverktoren auf Ox und Oy sind und wenn ein Vektor V als Komponenten ai und bj hat, so gelten die folgenden Beziehungen: V = ai + bj; V' (welches senkrecht ist zu V zu + #/2 ) ist gleich -bi + aj und V'' (welches senkrecht ist zu V' zu - #/2) ist gleich bi-aj. 73 73 Further, if i and j are the unit vectors on Ox and Oy and if a vector has V as components ai and bj, then the following relationships hold: V = ai + bj; V '(which is perpendicular to V to + # / 2) is equal to -bi + aj and V' ' (which is perpendicular to V 'to - # / 2) is equal to bi-aj.
Zur Berechnung der Geraden HJ berechnet man zunächst die Werte OH
und OJ OH ist gleich OF + FH oder es gibt 2# sin (α+ ) - sin α 3 EF
FH# + rot - #/2 = i #3 #3 2# cos (α + ) - cos α - j #3 cos # 2# cos(α+
) sin(alpha;+ ) - sin α OH = + i cos # #3
Woraus folgt, daß die Koordinaten eines Punktes der Geraden E# bestimmt werden können nach: y = x - + sinα cosα cos # und die eines Punktes der Geraden HJ nach cosα cosα y = - x + Hx + Hy sinα sinα Der Punktfl liegt auf diesen beiden Geraden, daraus folgt, daß man sie gleichsetzen kann, was nach Einführung der Werte Hx und Hy ergibt cos(α + 2#/3) sin(α + 2#/3) - sinα Hx = + cos + cos # #3 cos(α- ) - cosα 2# 3 Hy = sin(α+ ) -#3 cos # Die Vereinfachung ergibt 1 - cos # x# = - 1/2 cos α (cos²α - 3 sin² α) oder 1 - cos # x# = - 1/2 cos3α cos # Wenn man diesen Wert von x in die Gleichung oben der Geraden E# zuführt, so erhält man für y# 1 - cos # y# = - 1/2 sinα (3cos²α - sin²α) oder cos # 1 - cos # y# = - 1/2 sin 3 α cos # Daraus folgt, daß R der Radius des Kreises C ist, daß für die Koordinaten des Rotationszentrums des Tripoden gilt: 1- cos # x# = - R/2 cos 3α cos # 1- cos # x# = - R/2 sin 3α cos # Daraus läßt sich ableiten, daß das Zentrum des Tripoden eine Kreislinie mit dem Radius R (1 - cos #) mit der dreifachen Geschwindigkeit von der des Antriebes beschreibt. From which it follows that the coordinates of a point of the straight line E # are determined can be according to: y = x - + sinα cosα cos # and that of a point of the straight line HJ according to cosα cosα y = - x + Hx + Hy sinα sinα The point fl lies on these two straight lines, from which it follows that they are equated can, which results after the introduction of the values Hx and Hy cos (α + 2 # / 3) sin (α + 2 # / 3) - sinα Hx = + cos + cos # # 3 cos (α-) - cosα 2 # 3 Hy = sin (α +) - # 3 cos # The simplification results in 1 - cos # x # = - 1/2 cos α (cos²α - 3 sin² α) or 1 - cos # x # = - 1/2 cos3α cos # If you put this value of x in the equation above of the straight line E # feeds, we get for y # 1 - cos # y # = - 1/2 sinα (3cos²α - sin²α) or cos # 1 - cos # y # = - 1/2 sin 3 α cos # It follows that R is the radius of the circle C is that for the coordinates of the center of rotation of the tripod: 1- cos # x # = - R / 2 cos 3α cos # 1- cos # x # = - R / 2 sin 3α cos # From this it can be deduced that the center of the tripod is a circular line with the radius R (1 - cos #) describes with three times the speed of the drive.
Es können zahlreiche Modifikationen an dieser Ausführungsform angebracht werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Numerous modifications can be made to this embodiment without departing from the scope of the invention.
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DE (1) | DE1937659A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3960061A (en) * | 1975-03-27 | 1976-06-01 | Caterpillar Tractor Co. | Mounting arrangement for a hydraulic motor |
-
1966
- 1966-02-19 DE DE19661937659 patent/DE1937659A1/en active Pending
-
1970
- 1970-07-24 BE BE753881D patent/BE753881Q/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3960061A (en) * | 1975-03-27 | 1976-06-01 | Caterpillar Tractor Co. | Mounting arrangement for a hydraulic motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE753881Q (en) | 1970-12-31 |
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