DE2101963B2

DE2101963B2 - Axialkolbenmaschine mit veränderbarem Hubvolumen

Info

Publication number: DE2101963B2
Application number: DE19712101963
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7502 Malsch Molly
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-01-16
Filing date: 1971-01-16
Publication date: 1974-10-03
Also published as: DE2101963A1; DE2101963C3

Description

35

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit veränderbarem Hubvolumen, enthaltend eine Antriebswelle mit einem Triebflansch, einen in einem Schwenkrahmen um eine die Achse der Antriebswelle kreuzende Achse verschwenkbaren Zylinderblock, der an einer Umsteuerung: anliegt, Kolben, die in dem Zylinderblock geführt und über Kolbenstangen gelenkig mit dem Triebflansch verbunden sind, und eine im schwenkenden Sinne auf den Schwenkrahmen wirkende Kolben-Zylinder-Einheit

Der Ausdruck »kreuzende« bedeutet dabei, daß die Schwenkachse des Schwenkrahmen« in einer zur Achse der Antriebswelle senkrechten Ebene liegt diese Achse jedoch nicht schneidet also außermittig zu der Achse der Antriebswelle liegt

Die Verschwenkung des Schwenkrahmens um eine außermittige Achse gestattet es, den schädlichen Raum über den Kolben in deren oberem Totpunkt klein zu halten, was insbesondere bei hohen Drücken zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades führt Bei der Verschwenkung des Schwenkrahmens um eine außermittig zu der Achse der Antriebswelle liegende Achse üben die hydraulischen Kräfte in den Zylindern des Zylinderblocks bekanntermaßen ein resultierendes Moment auf den Zylinderblock und den Schwenkrahmen aus. Dieses Moment kann bei den hohen Drücken recht erhebliche Werte annehmen. Es ist daher erforderlich, diesem Moment durch entsprechende Kräfte entgegenzuwirken, um eine Verstellung des Schwenkrahmens und des Zylinderblocks zu ermöglichen» Das geschieht bekanntermaßen durch eine Kolben-Zylinder-Einheit

Es ist eine Axialkolbenmaschine bekannt, bei welcher eins Verschwenkung des Triebflansches relativ zu dem gehlusefest dreiibsr gelagerten Zylinderblock um eine Schwenkachse erfolgt, weiche die Achse des Zylinderblocks schneidet Zu beiden Seiten greifen an dem Triebflansch dabei Stellmotoren in Gestalt von Kolben-Zylinder-Einheiten an. von denen die eine, unterstützt von einer Feder, den Triebflansch in seine maximale SchwenksteUung zu verstellen trachtet und die andere von Öldruck beaufschlagt und an der diametral entgegengesetzten Seite des Triebflansches angreifend diesem Stellmotor entgegenwirkt Der erstere Stellmotor jst dabei als Teleskoprohr ausgebildet wobei jedoch in dem inneren Kolben des Teleskoprohres wieder ein Kolben gleitet der an der geschlossenen Stirnseite des äußeren Rohres anliegt und von Drucköl beaufschlagt ist Bei dieser bekannten Anordnung wirken die über die Axialkolben auf den Triebflansch ausgeübten, hy draulischen Kräfte symmetrisch zur Schwenkachse des Triebflansches, so daß kein zu kompensierendes hy drauiisches Moment etwa auf den Triebflansch wirkt.

Ein weiteres Problem, welches bei solchen AxiaSkoi honmaschinen auftritt, besteht darin, einen Druckiiüs sigkeitsanschluß an dem schwenkbaren Schwenk rah men vorzusehen. Bei Verwendung der Maschine als Motor muß über diesen Druckflüssigkeitsanschiuü Druckflüssigkeit zugeführt werden, welche den Motor treibt. Bei Verwendung als Pumpe wird Druckflüssigkeit über den Druckflüssigkeitsanschluß gefördert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ei nt Axialkolbenmaschine der eingangs erwähnten Art /u schaffen, bei welcher in besonders einfacher Weise gleichzeitig das Problem der Kompensation der hy draulischen Momente am Schwenkrahmen und des Druckflüssigkeitsanschlusses zu dem verschwenkbar: η Schwenkrahmen gelöst ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Kolben-Zy linder-Einheit in an sich bekannter Weise als Teleskop rohr ausgebildet ist und zugleich als Druckflüssigkeitsleitung dient

Die Erfindung kann in der Weise verwirklicht werden, daß durch die Kolben-Zylinder-Einheit die infolge der außermittigen Lagerung von den hydraulischen Kräften in den Zylindern auf Zylinderblock und Schwenkrahmen ausgeübten Schwenkmomente zum überwiegenden Teil kompensiert werden, und, daß an dein Schwenkrahmen eine zusätzliche Kolben-Zylinder-Einheit als Stellzylinder angreift Dementsprechend ist das Teleskoprohr an dem Schwenkrahmen mittels eines Kugelgelenkes angelenkt auf dessen Gelenkfläche mittels Rundschnurringen zwei einander gegenüberliegende, zur Achse des Teleskoprohres gegensinnig geneigte Druckfelder so abgegrenzt und mit dem Inneren des Teleskoprohres verbunden sind, daß durch die Axialkomponenten der darin erzeugten hydraulischen Kräfte eine Entlastung der Gelenkfläche von den über das Teleskoprohr übertragenen Axialkräften erfolgt, während sich die Radialkomponenten kompensieren. Die Druckseite der Umsteuerung steht dabei mit einem dieser Druckfelder in Verbindung.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt;

F i g. 2 zeigt eine Einzelheit von P i g. 1 im Schnitt

In Fi g. 1 ist mit 10 ein Gehäuse bezeichnet in welchem eine Antriebswelle 12 in einem Lager 14 gelagert

ist. Die Antriebswelle 12 trägt einen Triebflansch 16. An dem Triebflansch 16 sind Kotben mit Kolbenstangen 18 angelenkt. Die Kolben sind in Zylindern in einem Zylinderblock 20 geführt Der Zylinderblock 20 ist in einem Schwenkrahmen 22 gelagert und liegt an s einer Umsteuerung 24 an.

Der Triebflansch 16 steht mit dem Schwenkrahmen 22 Ober einen Kegeltrieb in Antriebsverbindung, der von Verzahnungen 26 und 28 auf torischen Fliehen gebildet wird. Der Schwenkrahmen 22 ist an dem Gehäu- ro se 10 um eine der Antriebswelle 12 kreuzende Achse schwenkbar so angelenkt, daß bei einer Schwenkbewegung des Schwenkrahmens 22 eine Abwälzbewegung der Verzahnungen 26 und 28 aneinander erfolgt

Bei der außermittigen Aufhängung des Schwenkrahmens 22 erzeugen die in den Zylindern wirkenden Druckkräfte ein resultierendes Moment, welches den Schwenkrahmen 22 im Uhrzeigersinn in F i g. 1 zu verschwenken trachtet

Diesem Moment wirkt eine Kolben-Zylinder-Einheit » 30 entgegen, die sich über ein Kugelgelenk 32 an dem Gehäuse 10 abstützt, und andererseits ebenfalls über ein Kugelgelenk 34 an der Umsteuerung 24 abgestützt ist.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist die fColben-Zylinder-Einheit 30 als teleskopartig ausgebildet mit einem Teleskoprohr 36, welches in einem äußeren Rohr 38 geführt ist Das äußere Rohr 38 endet in einer Gelenkkugel 40. Die Gelenkkugel 40 ist in einer Gelenkfläche 42 gehalten. Auf der Gelenkfläche 42 ist durch ein Paar von Rundschnurringen 44 46 ein Paar von Druckfeldern 48 bzw. 50 abgegrenzt, die über Bohrungen 52 mit dem Inneren des Teleskoprohres 36 in Verbindung stehen.

Die Druckfelder 48 und 50 sind einander gegenüberliegend gegen die Längsachse des Teleskoprohres 36 gegensinnig geneigt Es entstehen zwei in F i g. 2 nach unten gerichtete Kraftkomponenten von den beiden Druckfeldern 48 und 50 auf die Gelenkkugel 40, die also in axialer Richtung wirken und die Gelenkfläcbe 42 von den im Inneren der Gelenkkugel 40 wirksamen nach oben in F i g. 2 gerichteten Kräften enth&tet Die radialen Komponenten der Druckkräfte der beiden Druckfelder 48 und SO heben sich auf. Es ergibt sich also eine hydraulische Entlastung des Kugelgelenks 34.

Das Druckfeld 48 ist über einen Kanal 53 mit der Druckseite der Umsteuerung 24 verbunden. Der Runcischnurring 44 dient damit zugleich der Abdichtung, wenn bei Pumpenbetrieb Druckflüssigkeit über den Kanal 42 in das Innere des Teleskoprohres .16 gefördert wird Ober das Teleskoprohr 36 kann die geförderte Druckflüssigkeit in geeigneter Weise weitergeleitet werdea Bei Motorbetrieb wird in entsprechender Weise über das Teleskoprohr 36 und den Kanal 53 Druckflüssigkeit auf die Maschine gegeben.

Das Schwenkmoment welches von den Kolben in den Zylindern des Zylinderblocks 20 auf diesen und auf den Schwenkrahmen 22 im Uhrzeigersinn ausgeübt wird, wird durch die Gegenkraft über die als Teleskoprohr 36 ausgebildete Kolben Zylinder-Einheit 30 weitgehend, aber nicht völlig kompensiert, so daß ein resultierendes Moment übrigbleibt, welches den Schwenkrahmen 22 im Uhrzeigersinn zu verschwenken trachtet. Diesem wirkt der Stellzylinder 144 entgegen, der von einer (nicht gezeigten) Druckregelvorrichtung unter dem Einfluß der Flüssigkeitsförderung durch das Teleskoprohr 36 so angesteuert wird, daß Druckflüssigkeit in den Stellzylinder 144 eintrit? und eine Verschwenkung des Schwenkrahmens 22 entgegen dem Uhrzeigersinn, also auf kleinere Winkel hin, erfolgt Im umgekehrten Fall gestattet der Stellzylinder 144 eine Bewegung des Schwenkrahmens 22 im Uhrzeigersinn zu größeren Winkeln hin.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Axialkolbenmaschine mit verenderbarem Hubvolumen, enthaltend eine Antriebswelle mit einem s Triebflansch, einen in einem Schwenkrahmen um eine die Achse der Antriebswelle kreuzende Achse verschwerikbaren Zylinderblock, der an einer Umsteuerung anliegt, Kolben, die in dem Zylinderblock gefQhrt und Ober Kolbenstangen gelenkig mit dem to Triebflansch verbunden sind, und eine im schwenkenden Sinne auf den Schwenkrahmen wirkende Kolben-Zylinder-Einheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheit (30) in an sich bekannter Weise als Teleskoprohr (36) ,₅ ausgebildet ist und zugleich als Druckflüssigkeitsleitung dient

2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teleskoprohr (36) an dem Schwenkrahmen (22) mittels eines Kugelgelenkes (34) angelenkt ist, auf dessen Gelenkfläche (42) mittels Randschnurringen (44,46) zwei einander gegenüberliegende, zur Achse des Teleskoprohres (36) gegensinnag geneigte Druckfelder (48, 50) so abgegrenzt und mit dem Inneren des Teleskoprohres (36) verbunden sind, daß durch die Axialkomponenten der darin erzeugten hydraulischen Kräfte eine Entlastung der Gelenkfläche (42) von den über das Teleskoprohr (36) übertragenen Axialkräften erfolgt, während sich die Radialkomponenten korn- _J0 pensieren, und daß die Druckseite der Umsteuerung (24) mit einem dieser Druckfelder (48) in Verbindung steht.