DE2052878C - Einrichtung zum Andrücken und Stabilisieren der Steuerspiegelscheibe einer umsteuerbaren hydrostatischen Axial- oder Radialkolbenmaschine - Google Patents

Description

enuberlic-cn. Andrückniiiid am L■ Rückseite de. ,,^.scheibe sind bei die^-i .„kannten Bauar:

hnJlichen Suu

roltnung cm^
"Uf^ ^eut

... __ icy.! die Aufgabe zugrunde, die

i'.abihsierung der Sieucrspiegdschdbc unter Ver-Vidduiii: der weiter oben beschrieben-.·!! Nachteile aiii \:-.iIich vcrhälmismäL'ig einfadi, Wd-, so /u \erhes-■ ern. daß auch unter wechselnden Beiriehshedinuun- :en und üner sämtliche Bc'.ricbs/u-iande. das heiß'. . .-.I eMrem niedrigen Dre'nzahleii ausgehen bis zu ■■.i'ier. Drehzahlen, hinwei: weder ein Abheben noch ■:;i Fressen der Steuerspiegelscheibe eiiiireten kann

Zur Losung diese: Aufgabe geht die Frfindung von 'er eiiiiiansis z.uersi beschriebenen bekannten Fm- -ichiuiii; aus und kennzeichnet sjch dieser gegenüber .!,ukirch. daß die Andrück/v linder leder Schciben-': -.iite kreuzweise mit der ihnen in be/un auf die 1 otjumktebene gegenüberliegende SteueTÖSTnung vor-

?nfo1_ecdt kreuzweisen N erh.ndune der Andruck-,.,i.nder mit der ihnen in bezug auf die loipunkl-,η,-ne auf der anderen Seheibenhalfte jeweils gegen-,^erliegenden Steueröffnung .st es möglich, die Fn-.·;.·„ der entsprechend lang ausgebildeten merenformi ,,n Steuemffnungen bis auf einen verhalln^.ußig ,5 Kiemen Z^ischenbereich aneinander anzunähern und J_it. Andrückzvlinder gleichwohl beiderseits der Totpunktebene von dieser in solchem Abs.and zu hallen. J.ß s,ch auch unter wechselnden Beiriehsbedmgun- -en erhebliche bessere Bedingungen fur die euwand- :re,e Stabilisierung der Steuersp.egelscheibe ergeben. Die Andrückzylinder lassen sich dabei so we.t, von der Totpunktebene weg. radial nach außen versetzen. a.l-1 sie zusammen mit der ihnen jeweils auf der .-caenüberliegenden Seheibenhalfte zugeordneten, is ;.leichzcitig mit der Druckflüssigkeit beaufschlagten Steueröffnung einen außerordentlich breiten „rksamen Andrückbereich ergeben, der uie einwandfreie Stabilisierung der Steuerspiegelsche.be unte, „cgelsd.ibc aus-

gleichmäßig hohe Andrückung der Steuerspiegelseheibe maßgeblichen And.ückmittel nicht nur großer dimensioniert, sondern ."acinander auch i ". einem größeren Abstand über die Scheibenflache ver.dlt angeordnet sein können, ohne dabei aut nur iewe:is eine der beiden durch die Totpunkiebene /■.!einander distanzierten Scheibenhäirten beschränkt /u >ein.

Ausgehend von der in zweiter Linie als bekannt unterstellten Hinnchmn*: kennzeichnet sieh eine weitere wesentliche Verbesserung der Frfmdung d.iduich. daß in jeder Scheibenluilfie mindestens drei. in bekannter Weise jeweils an ü.e Steueröffnung de: gleichen Seheibenhalfte angeschlossene. hyd'Os-ati sehe Spurlager vorgesehen ,ad. von denen die beiden n'ihe der Totpunktebene auf e.ner zu dieser parallelen Linie liegenden Spurlager unmittelbar mit der. Fnden der zugehörigen Steueröttnu-'g verbunden ?^;nd. Die in der Spurkranztlache der Steuerspiegelscheibenvorderseite in etwa kranzförmiger \ ersetzung außerhalb einer unter atmosphärischem Druck stehenden Ringnut vorgesehenen hydrostatischen Lager erzeugen einen über len gesamten /wischen den drei Andrückmitteln sich erstreckenden Bereich der Scheibe gleichmäßig verteilten, deren Stabilisierung zusätzlich fordernden (iegendruck. der jegliches Bestreben der Scheibe, sich unter den wechselnden Betriebszustanden zu verkanten, verhindert und edadurch ausschließt, daß die aufeinander gleitenden

Flächen fressen.

In der Zeichnung ist die Frhndune an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt eine hydrostatische Axialkolbenmaschin·; einschließlich Steuerspiege'seheibe im

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durch die Umkehr der Strömungsrichtunü der Druckflüssigkeit beeinträchtigt wird.

Fin weilerer Vorteil der erfmdungsgeniaß kreuz weisen Verbindung der Andruekzylinder mit den ihnen jeweils gegenüberliegenden Steueröffnungen liegt darin, daß die vier Andrückz.v,linder einschließlich der in ihnen dichtend geführten Andrückkolben einen verhältnismäßig großen Durchmesser erhalten können und diese in Verbindung mit ihrer größeren Fntfernung von der Totpunktebene der Scheibe einen höheren wirksamen Andruck ermöglichen, der dem Bestreben nach urölMmöglieher Stabilisierung der Steuerspiegelscheibe ebenfalls entgegenkommt.

Die auf diese Weise erzielte bessere Stabilisierung der Steuerspiegelscheibe vermeidet weitgehend unkontrollierte Schwingungen und verringert dadurch sowohl den Verschleiß als auch die Leckölverluste; -ic trägt zugleich zu einer größeren Laufruhe der Maschine bei.

Die verbesserte Stabilität der Steuerspiegelscheibe beruht in erster Linie darauf, daß die kreuzweise Beaufschlagung der Andrück/.ylinder mit dem Flüssigkeitsdruck der auf der anderen Scheibenhälfte be- _{Jcf SK}.„_C1

gemäß Linie IV-IV der Fig.
Fig. 5 ist ein Schnitt durch
spiegelscheibe gemäß Linie V-V der Fig. 3:

Fig. 6 ist ein Schnitt durch einen Teil der Steuei-5« spiegelscheibe gemäß Linie VI-Vl der F 1 g. 3.

F-' i g. ^Ί zeigt die Steuerspiegelscheibe im Uucr schnitt gemäß Linie VII-VII der Fig. 3

Axialkolbenmaschine!! der in Fig. 1 dargestellte. Bauart können sowohl als Pumpe als auch als Molo· ju arbeiten. Die Ausbildung ist ferner derart getiollen dal) ein Wechsel der Arbeitsrichtung, das heißt, tie Drehrichlun«. möglich ist. wobei sich die Durchfluß richtung des Druckmediunis gleichfalls umkehrt.

Die Maschine gemäß Fig 1 weist drei (iehause

^ß" abschnitte 1. 2 und 3 auf. von denen der vorder

.Abschnitt I die Hauptkigcrung der An- oder Ab

triebswellc4 übernimmt. Im hinteren Abschnitt 3 i-

die Welle über das Lager 5 /weeks genauer Fiih.un

noch einmal abgestützt. Der Abschnitt 3 enthii

fi5 Hilfseinrichtungen, wie z. B. das Ventil 6 und di

Hüfspiimpe 7. Weitere an sich notwendige, aber zi

Erläuterung der Erfindung nicht erforderliche F.ii

richtungen sind nicht gezeichnet worden.

Der mittlere Abschnitt 2 umschließt die Zylinder- liefungen 27 über Zuiiihrungsbohrungcn 29 (F i g. 4)

trommel 8. die verstellbare Schrägscheibe 9 und die mit den C'berleitungsbohrungen 22 in Verbindung

Kolben 10, ferner die Steuerspiegels'.'heibe 11. Die gebracht.

Steuerspiegelseheibe ist in dem Gehäuseabschnitt 2 Die Verliefungen 26. 27 der hydrostatischen Lager

drehfest, jedoch raumbeweglich gelagert und wird 5 weisen nur eine begrenzte Tiefe auf. In die Zufiih-

mii dem Steuerspiecel 12 durch von der Rückseite 13 riingsbolmincen 28 und 29 (Fig. 4 und Λ) sind Dros-

in Ausnehmungen bzw. Bohrungen eingesetzte Mittel. seistellen 30 eingegliedert. Diese Drosselstellen \er-

wie Andrüekkolben 14 und Druckfedern 15. an die hindern beim Auftreten von plötzlichen Druckstößen

degendäche der Fin- und Ausströnikanäle aulweisen- das stärkere N'achdießen der Druckflüssigkeit in den

den rotierenden Zylindertrommel 8 herangedrückt. io Spalt /wischen Zylindertrommel 8 und Steuerspiegel

Mit Ali ist die Totpunktebene der Steuerspiegel- 12.

scheibe bezeichnet, deren Hälften spiegelbildlich Die Spurkranzlläche 25 wird zum Außenunifanu

gleich ausgebildet sind. der Steuerspiegelseheibe 11 durch eine abgesetzte

F i g. I zeigt die Ausbildung der Steuerspiegel- Ringlläche 31 begrenzt

scheibe von der Seite des Steuerspiegels 12 her. Die 15 Die Rückseite 13 der Steuerspiegelseheibe 11 ist in iiierenförmigen SteueröfTnungen 16 für die Hoch- F i g. 3 veranschaulicht. Auf dem Mittelkreis der druck- und für die Niederdruckflüssigkeit, das heißt. Ringnut 23. auf dem die Mittelpunkte der Bohrungen für die Ausström- und die Hinströmseite, sind mit 24 liegen, belinden sich auch die Mittelpunkte der Bezug auf die Totpunktebene A-H zueinander spiegel- Überleitungsbolmmgen 22 und der Andrück/\linder symmetrisch halbkreisförmig um die Mittelbohrung 20 32 für die Andrüekkolben 14. Die Überleitungsboh-17 angeordnet. Die SteueröfTnungen enden vor der Hingen 22 besitzen einen Durchmesser, der etwa so Totpunktebene etwa in einem Abstand, der der hai- groß ist wie die Hälfte des Innendurchmessers der ben Nutbreite entspricht. Fs verbleibt zwischen den SteuerölTnungen 16. Die Mittelpunkte der beiderseits Hndabschnitten der SteueröiTnungen eine glatte der Totpunktebene A-Ii benachbarten Andrückzylin-Tiennfläche 18. deren Länge Λ' gleich groß oder 25 der 32 liegen etwa in dem gleichen Abstand von der größer ist als die entsprechende Abmessung der Totp ;nktebene wie die Mittelpunkte der halbkreis-Mündung eines Hin- bzw. Ausströmkanals 19. der- förmigen F.ndabschnitte der SteueröiTnungen. Jedem art. daß keine der jeweils benachbarten, einerseits Endabschnitt der SteueröiTnungen ist ein Verbin-Niederdruck-, andererseits Hochdruckflüssigkeit füh- dungskanal 33 zugeordnet, der kreuzweise zu dem mit renden Kanäle unmittelbar in Verbindung gelangen 30 Bezug auf die Totpunktebene auf der gegeniibcrkönncn. liegenden Scheibenhälfte liegenden Andrückzylinder

Die Tiefe der SteueröiTnungen 16 zeigen die 32 hinter den darin geführten Andrüekkolben 14

Fig. 2 und 4. Durch die durch mechanische Mittel führt.

(Fräsen) erzeugte zweimalige Abstufung bei 20 und Die in den Andrückzylindern 32 geführten An-

21 wird ein strömungsgünstiger ÖITnungsbcrcich zu 35 driickkolben 14 (Fig. I und 5) werden bei Druck-

den Übcrleitungsbohrungen 22 geschaffen, die in an beaufschlagung aus den Stcucröffnungcn 16 über die

sich bekannter Weise an den hydraulischen Kreislauf Verbindungsbohrungen 33 gegen den Fndabschnitt 3

angeschlossen sind. der Maschine geschoben, wobei die Steucrspiegel-

Das sich in der Fbene des Steuerspiegels von den scheibe mit ihrem Steuerspiegel an die Zylinder-

SteuerölTnungen 16 gleichmäßig nach allen Seiten 40 trommel angedrückt wird.

ausbreitende und dabei schwächer werdende Druck- Die Kräfte- und Momentenverhältnisse an der feld wird zur Welle 4 hin durch die Bohrung 17 und Steuerspiegcl'.cheibe sind so gestaltet, daß das resulaußenseitig durch die im Querschnitt klein gehaltene ticrcnde Moment aus dem Druck in jeder Steuer-Ringnut 23 begrenzt. Diese Ringnut ist über vier öffnung 16 multipliziert mit dem entsprechenden gleichmäßig auf den Umfang verteilte Bohrungen 24 45 Hebelarm bis zur Eibene A-B, zuzüglich dem resultie-(F ig. 7) an die Atmosphäre angeschlossen und mit- renden Moment aus den hydrostatischen !,agem 26. hin drucklos. Der Abstand des Außendurchmessers 27 einer Hälfte der Steuerspiegelseheibe multipliziert der SteueröiTnungen 16 zum Innendurchmesser der mit dem entsprechenden Hebelarm bis . .ir F.bene Ringnut 23 entspricht etwa dem Abstand des Innen- A-B. kompensiert wird durch das Moment aus dem durchmesser der Steueröffnungen zum Durchmesser 50 Druck der jeweiligen Druckflüssigkeitsübcrleitungs der Mittelbohrung 17. bohrung 22 multipliziert mit dem Hebelarm bis zui

Die Ringnut 23 ist von einer Spurkranzfiäche 25 Ebene A-B. zuzüglich dem resultierenden Momenl

umgeben, deren Breite etwa der Breite der Steuer- aus dem Druck in den hinter der F.bene A-B beauf-

öffnungen 16 entspricht. In dieser Spurkranzfläche schlagten Andrückzylindern 32 multipliziert mit dcrr

sind Vertiefungen 26 und 27 vorgesehen. Die Ver- 55 entsprechenden Hebelarm bis zur F.bene A-B. Durcl

tiefungen 26. 27 sind jeweils in gleichem Abstand von die vorstehenden Maßnahmen ist gewährleistet. daC

der Mitte der Steuerspiegelseheibe angeordnet. Die jede Hälfte der Stcuerspiegelscheibc für sich aus

Vertiefungen 26 liegen etwa in gleichem Abstand balanciert ist.

zur F.bene A -B wie die Mittelpunkte der halbkreis- Damit beim Anlaufen der Maschine der Steuer-

förmig ausgebildeten Hndabschnitte der Steueröffnun- 60 spiegel 12 an der Zylindertrommel 8 anliegt, befinder

gen. Jedem Fndabschnitt ist eine Vertiefung zugeord- sich auf der Rückseite 13 der Steuerspicgclscheirx

net. Die Vertiefungen 27 liegen genau in der recht- die Ausnehmungen 34, weiche die Druckfcdcn

winklig zur F.bene A-B Hegenden Mittelebene C-D. 15 aufnehmen. Die Mittelpunkte dieser Aus

Die Vertiefungen 26 und 27 stehen unmittelbar und nehmungen befinden sich in etwa dem gleichen radia

dauernd unter dem Finfluß der Druckflüssigkeit und 65 Jen Abstand von der Steucrspiegclmitic wie dei

bilden hydrostatische Lager. Die Vertiefungen 26 äußerste Punkt einer Überlcitungsbohrung 22. Mi

sind über Zuführungsbohrungen 28 (Fi g. 6) mit den Bezug auf die quergerichtete Mittelebcne C-D sind sit

1 ndabschnillcn der SteueröfTnungen 16 und die Ver- jeweils paarweise nach unten und oben symmetriscl

,ctzl, derart, daß eine durch den Mittelpunkt der .icrsjpiegc'scrieibc geführte und jeweils diametral i;nübcrliegcnde Ausnehmungen 34 mittig verbinde Linie beide Überlciuingsbohrungen 22 an entengesetzten Umfangsseiten tangiert.
}ie an Hand der Zeichnungen bei einer Axial-

kolbenmaschine beschriebene Steuerspiegelscheib eignet sich auch für hydrostatische Maschinen m radial liegenden Arbeitskolben. Ferner braucht di Fläche des Stcuerspiegels nicht ebcnflächig zu seit Auch ein sphärisch gestalteter Stcuerspiegel kann di Grundausbildung nach der Erfindung erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

einander spiem'lsvmmetrisch gegenüberliegenden i'aienuiii-prüchc· Steueröttnungen aus Raumgründen nur die Anordnung je eines gemeinsamen, sowohl für die Hoch-

1. F-inrichtung /um Andr.iekei. und Stabi'isie druck- als auch für die Niederdrucksteueröffnung ren der Steuerspiegelscheibe einer umsteuerbaren 5 bestir.,niten Audi ück/v Finders mit Andrückkolben eriivdrostatischen Axial- oder Radialkolben- laubt. die Jain /wangläufk in der Totpunktebene m.i-chine mit zylindertrommelstirnseitinem der Scheibe lii.eeii b/w. so angeordnet sind, daß die Stciicr^picgel und zwei spiegelsvmmetrisehen. Totpunktebene der Scheibe durch sie diametral hiunierenförmigen Steuerötfnungen. mit mindestens durchgeht. Diese Anordnung ist Lieswegen nachteilig. einem hydrostatischen Spurlager je Scheiben- io weil die mit dem Wechsel der Arbeitsriehlung verhallte und einer unter Atmosphärendruck stehen- bundene l'mkehiung der Strömungsrichtung und Jen Ringnut /wischen Spurlagerfläche und oder Änderung der Druckhöhe der Arbeitsflüssigkeit Steueiöffnungen. wobei auf tier Rückseite der die Einschaltung von Rückschlagventilen in die Ver-Se'deibe in gleichfalls spiegeNv mmetrische: An- jindungskanäle /wischen den Andrückzv lindern und Ordnung außer Bohrungen mit Andrückfedern ic 15 den ihnen räumlich unmittelbar zugeordneten Steuer-/wei mit Bezug auf die Totpunktebene einander öffnungen erfordert. Eine einwandfreie Stabilisierung paarweise gegenüberliegende Andrückzylinder der Steuerspieeelscheibe ist dabei nicht möglich.

mit dann .'ichtcnd geführten Andrückk.ilbcn Auch in dem Falle, in dem unter Inkaufnahme vervorgesehen sind, die mit den Steueröffnuneen hältnismäßin kurzer Steueröffnungen beiderseits der durch Kanäle verbunden sind, dadurch ge- 20 Totpunktebene getrennte, jeder Seh.Mbenhülfte gekennzeichnet, daß die Andrückzylinder sondert zugeordnete Andrückzv linder mit darin ge-(32) jeder Scheibenhälfte kreuzweise mit der führten Andrückkolben vorgesehen werden können, ihnen in bezug auf die Totpunktebene (A-R) hat die bekannte Schaltungsweise den Nachteil, daß gegenüberliegenden SteueröJnung (16) verbunden die Andrückzv linder einschließlich der darin dichsind 35 tend geführten A'.drückkolben aus Raumgründen im

2. Hinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Durchmesser verhältnismäßig klein gehalten werden kennzeichnet, ciaß in jeder Scheibenhäifte min- müssen. Zwar ergeben sich aut diese Weise bessere destens drei, in bekannter Weise jeweils an die Stabilitäi.ibedingungen als im Falle der Verwendung Steueröffnung der gleichen Scheibenhälfte an- nur je eines gemeinsamen, auf der Totpunktebene geschlossene, hydros'utisehr Spurlager (26. 27) 30 liegenden Andrüekzylinclers, wie denn bei dieser Anvorgesehen sind, von denen die beiden nahe der Ordnung auch auf die Einschaltung von Rückschlag

1 otpunktebene (A-B) auf eine zu dieser paralle- ventilen in die Verbindungskanäle mit den jeweils

len Linie liegenden Spurlager (26) unmittelbar zugehörigen Steueröffnungen verzichtet werden kann,

mit den Enden der zugehörigen Steueröffnung Diese verbesserten Stabilitätsverhältnisse werden

(16) verbunden sind 35 aber auf der anderen Seite nur mit einer nachteiligen

Verkürzung der Steueröffnungen sowie mit entsprechend schwächeren, weil kkincr dimensionierten

Andrückzylindern bzw. -kolben erkauft.

Die bei der bekannten Hinrichtung in beiden

40 beschriebenen Grenzfällen erreichbare Stabilisierung

der Steuerspiegelscheibe bleibt, wenn auch in unter-

Die Erfindung betrifft eine Hinrichtung zum An- schiedlichem Grade, unzureichend, so daß unter den

drücken und Stabilisieren der Steuerspiegelscheibe wechselnden Betriebsbedingungen unkontrollierbare

einer umsteueibaren hydrostatischen Axial- oder Schwingungen auftreten können. Diese haben einer-

Radialkolbenmaschine mit zylindertrommelstirnseiti- 45 seits ein stellenweises Abheben der Steuerspicgel-

gem Steuerspiegel und zwei spiegelsymmetrischen scheibe von der Gegenfläche der Zylindertrommel

nieienformigen Steueröffnungen. mit mindestens mit dadurch bedingter vergrößerter Spaltbildung und

einem hydrostatischen Spurlager je Scheibenhälfte erhöhten Leckölverlusten zur Folge und vergrößern

und einer unter Atmosphärendruck stehenden Ring- andererseits die Gefahr, daß Flächenbereiche des

nut zwischen Spurlagerfläche und Steueröffnungen, 5& Steuerspiegels infolge erhöhter Anpressung nie :it aus-

vvobei auf der Rückseite der Scheibe in gleichfalls reichend geschmiert werden und dadurch erhöhtet

spiegelsymmetrisjher Anordnung außer Bohrungen Verschleiß eintritt.

mit Andrückfedern je zwei mit Bezug auf die Tot- Bei einer weiteren zum Stande der Technik ge-

punktebene einander paarweise gegenüberliegende hörenden Hinrichtung zum Andrücken und Stabili-

Andrück/ylinder mit darin dichtend geführten An- 55 sieren der Steuerspiegelscheibe einer umsteuerbarer

drüekkolben vorgesehen sind, die mit den Steuer- hydrostatischen Kolbenmaschine ist es bereits be

öffnungen durch Kanäle verbunden sind. kannt, zwei senkrecht zur Totpunktebene radia

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Gattung außen liegende Spurlager vorzusehen, die über je eiiii

sind die auf der Rückseite der Steuerspiegelscheibe kurze radiale Verbindiingsnut an je eine annäherni

mit Bezug auf die Totptinktebene einander paarweise ^fio über den halben Umfang verlaufende Ringnut an

gegenüberliegenden Andrückz.ylinder mit darin dich- geschlossen sind, die ihrerseits einen Spurlagerkran

lend geführten Andrüekkolben über die Kanäle je- mit der Arbeitsflüssigkeit beschickt. Die Arbeits

weils unmittelbar mit der in der gleichen Scheiben- flüssigkeit gelangt dabei von der Hochdrucksteuer

hallte befindlichen Steueröffnung verbunden. Diese öffnung über in der Steuerspiegelscheibe vorgesehen

Schaltungsweise hat bei verhältnismäßig langen 65 Kanäle zunächst zu dem umfangsseitigen Spurlager

nieienformigen Steueröffnungen, die im allgemeinen kranz und erst von dorl: übe. Jie .schmale und niedrig

erwünscht sind, den Nachteil, daß der schmale Zwi- radiale Verbindungsnut zu den punktförmigen Spui

schenhereich zwischen den beiderseitigen Enden der lagern, die der Totpunktebene der Scheibe senkrech