DE2018804A1 - Hydraulische Axialkolbenmaschine - Google Patents

Hydraulische Axialkolbenmaschine

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Publication number
DE2018804A1
DE2018804A1 DE19702018804 DE2018804A DE2018804A1 DE 2018804 A1 DE2018804 A1 DE 2018804A1 DE 19702018804 DE19702018804 DE 19702018804 DE 2018804 A DE2018804 A DE 2018804A DE 2018804 A1 DE2018804 A1 DE 2018804A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bores
shaft
axial piston
channels
piston machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702018804
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut 5600 Wuppertal Faust
Original Assignee
Langen & Co, 4000 Dusseldorf
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Langen & Co, 4000 Dusseldorf filed Critical Langen & Co, 4000 Dusseldorf
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Publication of DE2018804A1 publication Critical patent/DE2018804A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0002Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F01B3/0008Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders having self-acting distribution members, e.g. actuated by working fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

  • Gegenstand: ilydraulische Axialkolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Axialkolbenmaschine mit einer von einer Welle durchdrungenen, gehäusefesten Zylindertrommel, in der auf einem Teilkreis mehrere als Zylinder dienende Bohrungen parallel zur Achse oder mindestens in einer Ebene mit der Achse angebracht sind, in denen Kolben gleiten, die mit ihren aus den Bohrungen herausragenden Köpfen auf eine drehfest mit der Welle verbundene Taumelscheibe wirken, wobei auf der der Taumelscheibe entgegengesetzten Seite der Zylinder trommel eine ebenfalls itit der Welle dreiifest verbundene, als Drehschieber dienende Steuerscheibe angeordnet ist, die stirnseitig mit sehr geringem Spiel sowohl an der Zylindertrommel als auch an einem Gehäuseteil anliegt und die zwei sich diametral gegenüberliegende,radial verlaufende Stege aufweist, deren Breite mindestens so groß ist wie der Durchmesser der Bohrungen oder von zu den Bohrungen führenden Kanälen, welche Stege zwei zu den Bohrungen oder Kanälen führende Strömungswege durch die Steuerscheibe trennen, von denen-der eine fortwährend mit einem ersten insbesondere radial weiter innen liegenden Leitungssystem verbunden und von einem zweiten insbesondere radial weiter außen liegenden Leitungssystem getrennt ist, während der andere fortwährend mit dem zweiten Leitungssystem verbunden und von dem ersten getrennt ist.
  • Wenn eine derartige Axialkolbenmaschine 2. B. als rotor arbeiten soll, wird Druckmittel durch einen der Strömungswege in die als Zylinder dienenden Bohrungen gedrückt. Die dadurch entstehende Kraft an den Kolben wird auf die Taumelscheibe übertragen und bewirkt auf Grund einer tanyentialen Komponente ein Drehen der Taumelscheibe und damit auch ein Drehen der Felle und der Steuerscheibe. Die Steuerscheibe ist üblicilerweise relativ zur Taumelscheibe so eingestellt, daß etwa bei Erreichen des oberen oder unteren Totpunktes durch einen Kolben die betreffende Bohrung bzw. der betreffende Kanal durch einen der Stege verschlossen wird. Während dieser Zeit sind die Zylinder, von Leckspalten abgesehen, hermetisch verschlossen. Da man den Stegen zur Vermeidung von hydraulischen Kurzschlüssen eine positive Uberdeckung gibt, findet in den Sylindern je nach Bewegungsrichtung eine weitere Kompression oder Expansion statt. Insbeso.;dere bei Llotoren kann eine Kompression zu erheblichen Druckspitzen führen, die den Wirkungsgrad und die Lebensdauer verringern. Diese Nachteile werden dadurch verstärkt, daß sie während der Umsteuerung auftreten, d.h., während einer Zeit, in welcher der Kolben seine geringsten Geschwindigkeiten aufweist und sogar zum Stillstand kommt. Da die eibungsverhältnisse bei Bewegungsbeginn wesentlich schlechter sind als während der Bewegung, kann man sagen, daß bei herkömmlichen Axialkolbenmaschinen die größten hydraulischen Belastungen gerade dann auftreten, wenn die Reibungsverhältnisse die schlechtesten sind.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden, d.h., das Auftreten unzulässig hoher Druckspitzen zu verhindern und die Reibverluste während des Umsteuerns allgemein zu verringern.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da durch, daß jeder Sylinder mindestens im Zeitpunkt des Umsteuerns mit einem System geringen Druckes verbunden ist. Diese Verbindung erfolgt zwecJ-Jäßigerweise durch einen Kanal in der Steuerscheibe, der stirnseitig in den Stegen mündet und dort kurzzeitig mit den Bohrungen oder Kanälen in Verbindung tritt und andererseits mit einem dritten, vorzugsweise innerhalb des ersten liegenden, der Leckölabfuhr dienenden Leitungssystem verbunden ist. Eine einfache Konstruktion erhält man, wenn der Kanal in einen Spalt zwischen Steuerscheibe und Welle zündet. Eine genaue Steuerung ergibt sich, wenn der Kanal in der Steuerscheibe mit von den Bohrungen oder Kanälen in der Zylindertrommel ausgehenden Kerben oder Nuten in Verbindung tritt. -Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß kurz vor Erreichen der Totpunkte die Zylinder drucks werden.
  • Dadurch werden Druckspitzen zu Beginn des Ul.lsteuerns vermieden und entsprechend verringert sich die Reibung, insbesondere die Iiaftreibung an den Kolben.
  • Da die Förderkennlinie in diesem Bereich einen nahezu waagerechten Verlauf hat, ist der volumetrische Verlust sehr gering, so daß sich insgesamt auf Grund des verringerten Reibungsverlustes eine Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades ergibt.
  • Anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.
  • Figur 1 zeigt die stirnseitige Ansicht einer Steuerscheibe mit den Bohrungen gemäß dem Schnitt A - 13 von Figur 2.
  • Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A - 13 in Figur 1.
  • Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie C - D in Figur 1.
  • In einer Zylindertrommeil sind mehrere axial gerichtete Bohrungen 2 angebracht, in denen Kolben 3 gleiten, die auf eine nicht dargestellte Taumelscheibe wirken, welche auf einer Welle 4 befestigt ist. Auf der Welle 4 ist weiterhin eine Steuerscheibe 5 befestigt, die stirnseitig dicht an der Zylinder trommel 1 anliegt und auf der anderen Seite von einem Deckel 6 begrenzt wird. Ein definiertes Spiel zwischen Steuerscheibe 5 und Zylindertrommel 1 bzw. Deckel 6 wird durch einen Distanzring 7 zwischen Zylinder trommel 1 und Deckel 6 erreicht. Der zwischen Distanzring 7 und Steuerscheibe 5 verbleibende Ringraum 8 ist durch eine Bohrung 9 mit einem Anschluß A verbunden. Kanäle lo verbinden die Bohrungen 2 mit der Stirnseite der Zylindertrommel 1 und liegen der Steurscheibe 5 gegenüber. Ein zweiter Anschluß B ist über eine Bohrung 11 mit einer Ringnut 12 in der Steuerscheibe 5 verbunden. Die Ringnut 12 ist gegenüber der Wellenbohrung 13 durch einen Rand 14 abgedichtet und ist mit einem Durchbruch 15 in der Steuer scheibe 5 verbunden, welcher eine Verbindung zwischen Ringnut 12 und den Kanälen lo herstellt. Gegenüber dem Ringraum 8 ist der Durchbruch 15 durch einen Rand 16 sowie zwei sich an den Rand 16 anschließende, radial einwärts bis zur Ring nut 12 verlaufende Stege 17 und 18 getrennt. Die Ringnut 12 ist ihrerseits nach außen durch einen sich an die Stege 17 und 18 anschließenden Rand 19, der eine direkte Verbindung zwischen Ringnut 12 und den Kanälen lo unterbindet, abgedichtet. Auf diese Weise entsteht ein Strömungsweg in Form eines äußeren Durchbruches 20, der den Ringraum 8 mit den Kanälen lo verbindet. Die Kanal lo sind mit radial auswärts gerichteten Kerben 21 versehen, denen in den Totpunkten Kanäle 22 in der Steuerscheibe gegenüberliegen,.die innerhalb der Stege 17 und 18 angeordnet sind und zu Spalten 23 zwischen Steuerscheibe 5 und Welle 4 verlaufen. Der Weitertransport der Flüssigkeit erfolgt durch einen Spalt 24 zwischen Welle 4 und Zylindertrommel 1 zu einem Hohlraum innerhalb der Axialkolbenmaschine und einem Leckölanschluß. Die Breite der Stege 17 und 18 ist so groß, daß keine Verbindung zwischen den Kanälen 22 und den Systemen 12, 15 bzw. 8, 20 stattfinden kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere in der Ausbildung der Kerben, des Kanals und der Weiterleitung sind andere Lösungen denkbar.

Claims (4)

Patentansprüche
1. Hydraulische Axialkolbenmaschine mit einer von einer Welle durchdrun<jenen, gehäusefesten Zylindertrommel, in der auf einem Teilkreis mehrere als Zylinder dienende Bohrungen parallel zur Achse oder mindestens in einer Ebene mit der Achse angebracht sind, in denen Kolben gleiten, die mit ihren aus den Bohrungen herausragenden Köpfen auf eine drehfest mit der Welle verbundene Taumelscheibe wirken, wobei auf der der Taumelscheibe entgec3engesetzten Seite der Zylinder trommel eine ebenfalls mit der Welle drehfest verbundene, als Drehschieber dienende Steuerscheibe angeordnet ist, die stirnseitig mit sehr geringem Spiel sowohl an der Zylindertrommel als auch an einem Gehäuseteil anliegt Und die zwei sich diametral gegenüberliegende, radial verlaufende Stege aufweist, deren Breite mindestens so groß ist, wie der Durchmesser der Bohrungen oder von zu den Bohrungen führenden Kanälen, welche Stege zwei zu den Bohrungen oder Kanälen führende Strömungswege durch die Steuerscheibe trennen, von denen der eine fortwährend mit einem ersten, insbesondere radial weiter innen liegenden Leitungssystem verbunden und von einem zweiten insbesondere radial weiter außen liegenden Leitunssystem getrennt ist, während der andere fortwährend mit deni zweiten Leitungssystem verbunden und von dem ersten getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (Bohrung 2) mindestens im Zeitpunkt des Umsteuerns mit einem System geringen Druckes verbunden ist.
2. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch einen Kanal (22) in der Steuerscheibe (5) erfolgt, der stirns'cttig in den Stegen (17, 18) mündet und dort kurzzeitig mit den Bohrungen oder Kanälen (lo) in Verbi"'\ing tritt und andererseits mit einem dritten, vorzugsweise innerhalb des ersteren (l2, 15) liegenden, der Leckölabfuhr dienenden Leitungssystem (23, 24) verbunden ist.
3. ydrauiische Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (22) in einen Spalt (23) zwischen Welle (4) und Steuerscheibe (5) mUndetO
4. Hydraulische Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (22) mit radial von den Kanälen (lo) ausgehenden Kerben (21) in Verbindung tritt. Leerseite
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DE (1) DE2018804A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4286503A (en) * 1977-03-24 1981-09-01 Stefan Fule Machine of the axial piston pump type which can be used as a pump or as a motor
WO2015176989A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Mahle International Gmbh Axialkolbenmaschine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4286503A (en) * 1977-03-24 1981-09-01 Stefan Fule Machine of the axial piston pump type which can be used as a pump or as a motor
WO2015176989A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Mahle International Gmbh Axialkolbenmaschine

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