DE2124644B2 - Axialkolbenmaschine mit umlaufender Zylindertrommel - Google Patents
Axialkolbenmaschine mit umlaufender ZylindertrommelInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/0032—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F01B3/0035—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons
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- F01B3/0082—Details
- F01B3/0085—Pistons
- F01B3/0088—Piston shoe retaining means
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
x = 2(b+h),
worin bedeuten:
worin bedeuten:
b maximal zulässige Abweichung der Lage einer
Zylinderbohrung von deren Sollage,
h maximale Abweichung der Lage eines Loches in der I !alteplatte von der Sollage.
h maximale Abweichung der Lage eines Loches in der I !alteplatte von der Sollage.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Toleranzmaß (xjden Wert
χ = 0,039 cm
hat.
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit umlaufender Zylindertrommel und Kugelkopfkolben
und einer in der Verbindungsebene der Kugelkopfmitten in der Maschinenachse zentrierten Haltescheibe mit
Aufnahmelöchern für die Kolbenschuhe der Kugclköpfe.
Bei bekannten derartigen Axialkolbenmaschinen (US-PS 27 76 629, CH-PS 4 57 324) besteht das Problem,
daß Zwängungen auftreten können durch gleichzeitige Berührung zwischen der Haltescheibe und zwei
verschiedenen, diametral gegenüberliegenden Gleitschuhen. Diese Zwängungen wirken sich im Verkanten
eines Kolbens in seiner Zylinderbohrung aus und können damit die öffnung und damit das Unwirksamwerden
der hydrostatischen Lagerung des betreffenden Gleitschuhes bewirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art das
Auftreten von Zwängungskräften zu verhindern, ferner einen Abbau der Fluidlager und eine dadurch erfolgende
übermäßige Abnutzung zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Aufnahmelöcher um ein solches Toleranzmaß vergrößert
sind, daß bei einem Umlauf der Zylindertrommel jeweils nur ein Kolbenschuh an der Halteplatte anliegt
und daß die Zentrierung der Haltescheibe nicht mehr in der Maschinenachse erfolgt, sondern innerhalb der
Größenordnung des Toleranzmaßes in Richtung der voll aus der Zylindertrommel ausgefahrenen Kolben
versetzt ist. Dadurch wird erreicht, daß die Haltescheibe während eines Umlaufes jeweils nur von dem
Kolbenschuh eines Kolbens mitgenommen wird, der weitgehend in die Zylindertrommel eingefahren ist
Es ist zwar bereits bekannt (DE-PS 6 37 040), die ι Verbindungsebene der Kugelkopfmitten aller Kolben so
zu legen, daß sich die Achsen von Maschine und Haltescheibe nicht in dieser Verbindungsebene schneiden,
jedoch ergibt sich dieser Versatz zwangsläufig durch die andersartige Konstruktion de- Zuordnung
ίο zwischen Half.escheibe und den Kolbenschuhen, bei der
die Haltescheibe nicht in oder an der Verbindungsebene liegt Die vorteilhaften Wirkungen, die sich durch eine
solche Maßnahme bei einer gattungsgemäßen Axialkolbenmaschine erzielen lassen, sind dort nicht erkannt
Ii worden.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher
erläutert Es zeigt
Fi g. 1 einen Längsschnitt einer Axialkolbenmaschine
nach der Erfindung,
Fig.2 eine Ansicht entsprechend Fig.4 einer
bekannten Maschine,
Fig.3 eine Ansicht entsprechend Fig.5 einer
bekannten Maschine,
Fig.4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 von
Fig. 1,
Fig.5 verschiedene Stellungen der Gleitschuhe in
bezug auf die Löcher in der Haiteplatte,
Fig.6 eine Teilansicht einiger Gleitschuhe und der
ίο Haiteplatte von F i g. 1,
Fig.7 eine Teilansicht entsprechend Fig.6 mit
entgegengesetzt geneigter Schrägfläche,
Fig.8 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform
einer Axialkolbenmaschine nach der Erfin-Ji dung,
F i g. 9 eine Schnittansicht längs der Linie 9-9 von F i g. 8.
In Fig. 1 ist eine Axialkolbenmaschine 10 aargestellt
mit zwei Enden mit gegenläufig arbeitenden Paaren von Kolben 16 und 18 in uer Zjiiir.derbohrung 17 eines
Zylinderblocks 14. Die Maschine weist ein äußeres Gehäuse auf mit einem hohlen Gehäuseteil 11, der
mittels Bolzen 13 an einer Stirnplatte 12 befestigt ist und eine Seite des Gehäuseteils verschließt. Ein Keil 19
4-, verbindet die axial gelagerte Antriebswelle 15 und den Zylinderblock 14, wobei die Antriebswelle den Zylinderblock
zum Pumpen und der Zylinderblock die Antriebswelle im Motorbetrieb antreibt.
Die Kolben 16 und 18 gehen vom Zylinderblock 14 aus und wirken mit entgegengesetzt geneigten Schrägflächen
20 und 22 des Gehäusteils 11 und der Stirnplatte 12 zusammen, die bei Rotation des Zylinderblocks den
axialen Gegentakt der Kolben bewirken. Ein zentrales Schwenklager 28 und ein Teil 26 führen und lagern ein
mechanisches Lager 24, das zwischen den Kolben 16 und der Schrägfläche 20 liegt, radial, um den axialen
Schub der Kolben 16 zu übertragen.
In gleicher Weise überträgt eine am entgegengesetzten
Ende der Axialkolbenmaschine befindliche Verbin-
ho dungsplatte 30, die zwischen der Schrägflächc 22 und
den Gleitschuhen 32 gelagert ist, den axialen Schub der Kolben 18. Die Gleitschuhe 32 weisen innere kugelförmige
Ausnehmungen auf, welche gelenkig Kugelköpfe 34 umschließen, wobei die Gleitschuhe 32 sich durch
hi vergrößerte Löcher 37 einer Halteplatte 36 erstrecken,
die die vergrößerten Flansche der Gleitschuhe berührt. Die Führung 38 und das Schwenklager 40 lagern sowohl
die HaltcDlatie 36 als auch die VerbindunesDlatte 30
radial, wobei die zusammenwirkenden sphärischen Flächen 39 und 41 der Führung und des Schwenklagers
im Betrieb eine Oszillation ermöglichen. Die Feder 35 übt eine Vorspannung über die Gleitschuhflansche, das
Schwenklager 40, die Führung 38 und die Halteplatte 36 aus, die die Gleitschuhe und die Kolben 18 auf die
Verbindungsplatte 30 drückt
Die Zylinderbohrungen 17 stehen über in den Kolben, den Gleitschuhen und der Verbindungsplatte angeordnete
Innenaurchlässe 42,43 und 44 mit der Schrägfläche
22 in Verbindung, wobei ein getrennter Durchlaß in der Verbindungsplatte 30 für jeden Innendurchlaß 44 der
Gleitschuhe vorgesehen ist. Separate Fluidein- und Auslaßventildurchlässe (die nicht gezeigt sind) in der
Stirnplatte 12 öffnen sich zur Schrägfläche 22 und wirken so mit den Zyünderbohrungen 17 zusammen,
wobei die Fluideinlaß- und Auslaßventildurchlässe mit an dir Außenseite befindlichen Ein- und Auslaßöffnungen
in der Stirnplatte zusammenwirken. Die an sich bekannten Ventildurchlässe bestehen aus separaten,
gewölbten Schlitzen auf der Schrägfläche 22, die mit den Innendurchlässen 44 der Verbindungspla'.te verbunden
sind. Während der ersten halben Drehung, bei der die Kolben axial nach außen laufen, wirken die Zylinderbohrungen
17 mit einem der gewölbten Schlitze zusammen, und während der zweiten halben Drehung,
bei der sich die Kolben in ihre Zylinderbohrungen 17 zurückbewegen, verbinden sich diese mit dem anderen
Ventilschlitz. Ein hydrostatisches Fluidlager zwischen der Verbindungsplatte und der Schrägfläche überträgt
den axialen Schub von den Kolben 18, der durch Druck in den Zylinderbohrungen 17 entsteht. Das Druckfluid
dringt aus denselben zwischen die ebene Fläche der Halteplatte 36 und die Schrägfläche 22 der Stirnplatte
und bildet ein Fluidlager.
Die Kolben 18 übertragen das Antriebsdrehmoment auf die Haiteplatte 36, und zwar an dem Berührungspunkt
der äußeren Fläche 33 des Gleitschuhs mit der Wand des zugeordneten Loches 37 der Halteplatte. Die
Halte- und die Verbindungsplatte berühren .sich über eine Zahn- und eine Schlitzverbindung 45, 46 an ihrem
Umfang, wobei die Verbindungsplatte 30 synchron mit der Halteplatte 36, den Kolben und dem Zylinderblock
rotiert.
Der Gleitschuh 32 (F i g. 5) berührt die Halteplatte 36 nur einmal pro Drehung an e?ner Stelle 50, wo die
Kolben im Rücklauf begriffen sind. Im Gegensatz dazu berührt der Gleitschuh bei bekannten Maschinen die
Halteplatte zweimal pro Drehung an den Stellen 48 und 50, und zwar beim Rücklauf und beim Auswärtslauf der
Kolben.
Zur Erläuterung der Verhältnisse bei bekannten Maschinen zeigt Fig.2 die entsprechende Stellung der
Gleitschuhe 32 zu den Löchern 37 der Halteplatte und auch des zentralen Schwenklagers 40, das in dieser
Darstellung die Form einer Ellipse hat. Die Achse 52, um die sich die Halteplatte 36 dreht, muß man sich in dieser
Darstellung senkrecht zur schrägen Haltepiatte denken. Sie hat die Form eines Punktes. Die Rotationsachse der
Gleitschuhe 32 liegt parallel zur Achse 52 der Halteplatte, da jeder Gleitschuh schräg zur Halteplatte
angeordnet ist. Die Rotationsachse der Gleitschuhe liegt nicht nur parallel zu, sonderen fällt auch mit der
Achse 52 der Halteplatte zusammen. Diese Achse 52 schneidet die Antriebswellenachse 54 im Punkt 56
(Fig. 1), was ebenfalls das Zentrum des Kreises ist, auf
dem die Kugelköpfe 34 liegen. Die Mittelpunkte der runden Flächen 39 und 40 der Führung und des
Schwenklagers liegen im Punkt 56, um gemeinsame Achseii der Gleitschuhe und der Haiteplatte zu erzielen.
Der Zweck gemeinsamer Achsen für Gleitschuhe und
Halteplatten liegt, wie in der Fachwelt bekannt, darin,
τ die Bewegung zwischen Gleitschuh und Halteplatte, die
von den auf einer Ellipse laufenden Gleitschuhen 32 herrührt, die keinen Kreis wie die Halteplatte 56
beschreiben, auf ein Minimum zu reduzieren.
Das Rotieren der Gleitschuhe mit den Kolben 18 um
κι die Antriebswellenachse 54 verursacht eine elliptische
Bahn der Gleitschuhe um die Achse 52, die schräg zur Antriebswellenachse verläuft Die gemeinsame Achse
52 hält die elliptische Bahn der Gleitschuhe und die runde Bahn der Haiteplatte soweit wie möglich in
\-, Übereinstimmung, um eine Relativbewegung zu reduzieren.
Es ist verständlich, daß diese Maßnahme das Ergebnis einer Analyse der Gleitschuh- und Halteplattenbewegung
in bezug auf die Achsen ict, die senkrecht zu der schrägen Kurvenfläche stehen. Eine ähnliche
2(i Analyse im Hinblick auf die senkrecht zu den axialen
Kolben stehenden Achsen zeigt, daß die Gleitschuhe eine runde und die Halteplatte eine: elliptische Bahn
beschreiben.
Im Falle der Koinzidenz der Gleitschuh- und
_>-, Haltepiattenachsen kann ein Gleitschuh 32 die Wand
des Halteplattenloches 37 an vier Stellen 48 bis 51 berühren, wie F i g. 3 zeigt, die die Stellungen des
Gleitschuhs in bezug auf sein entsprechendes Loch 37 bei verschiedenen Drehrichtungen des Gleitschuhs um
die Achse 52 darstellt. Die Stellen 48 bis 51 bilden den Mittelpunkt des Gleitschuhes 32. wenn seine äußere
Fläche 33 die Wand des zugeordneten Loches 37 berührt. Durchgehend gezeichnete Linien zeigen die
vier möglichen Berührungsstellen und die gestrichelten
Γ) Linien andere mögliche Zwischenpositionen. Ein Gleitschuh
berührt die Halteplatte in einer bestimmten Drehrichtung jeweils an zwei dieser Stellen. Bei
Drehung des Gleitschuhs und der Halteplatte im Uhrzeigersinn erfolgt die Berührung an den Stellen 48
4(i und 50, während bei Drehung im Gegenuhrzeigersinn
die Berührung an den Stellen 49 und 51 erfolgt. Im Falle der Drehung im Uhrzeigersinn der Gleitschuhe und der
Halteplatte um die Achse 52 mit der Schrägfläche in der in Fig. I gezeigten Stellung liegen Kolben und
4-, Gleitschuhe im äußeren Hubbereich in der Lage links
der Linie Y-Y von Fig.2 und 3 und bewegen sich
während des Rücklaufs in der Lage rechts der Linie Y- Y nach innen.
Somit wird jeder Kolben verschieden großen
-,o Seitenkräften bei seinem Auswärtshub beim Erreichen
der Stelle 50 ausgesetzt. Die Seitenkraft auf den Kolben verursacht leichtes Verkanten, Stocken und Hängenbleiben
des Kolbens in der Zylinderbohrung 17. An der Btriihrungsstelle 48 beim äußeren Rücklauf kann die
-,-, Kraft, die den Kolben gegen die Verbindungsplatte 30
drückt, nicht ausreichen, um den hohen Reibungswiderstand, der durch die Seitenkraft erzeugt wird, zu
überwinden, so daß der Gleitschuh 32 abhebt und die Verbindungsplp'te nicht mehr berührt. Abnutzung und
no Zerstörung der Gleitschuhe und somit der ganzen
Maschine ist die Folge, weil das Fluiddrucklager zwischen Gleitschuhen und Verbindungsplatte 30
aufgehoben wird. Die beim Einwärtshub an der Stelle 50 ausgeübte Seitenkraft bewirkt nicht das Abheben der
μ Gleitschuhe, jedoch laufen die Gleitschuhe und der
Kolben dann unter Zusammenwirken mit der Verbindungsplatte und der Schrägfläche nach innen.
Bei der Drehung im Gegenuhrzeieersinn sind der
F.inwärishubundder Auswärtshtib in bezug auf die Linie
Y- Y vertauscht. Der Kolben und die Gleitschuhe werden an der Stelle 49 beim Auswärtshub Seitenkräften
ausgesetzt, was das zerstörende Abheben der Schuhe zur Folge hat, wobei der Kolben und die
Gleitschuhe keinen zerstörenden Seitenkräften an der Stelle 51 beim Einwärtshub ausgesetzt sind.
Im Gegensatz dazu wird die Berührung und das zerstörende Abheben der Gleitschuhe während des
Auswärtshubes der Kolben bei der Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruches
vermieden. Wie in Cig. I und F i g. 4 bis 6 gezeigt, liegt die rotierende Achse 58 der llalteplattc
über der Achse 52 der Gleitschuhe. Das Anheben der llalteplattc 36 und ihrer Achse 58 auf der Linie YY
vermeidet die Berührung der Gleitschuhe mit der I lalleplatte über der Linie X-X und an den Stellen 48
und 49 von F; i g. 5. So kann eine Berührung nur noch 'inierhiilh der ί inie V- \ 2Π den unteren S'eüen '*0 5!
stattfinden. F.in im Uhrzeigersinn rotierender Gleitschuh 32 berührt die Halteplattc nur an einer Stelle 50
während des FJnwärtshubes des Kolbens. Bei einer Drehung des Gleitschuhe im Gegenuhrzeigersinn
erfolgt die Berührung nur an der Stelle 51.
Der Gleitschuh 32 berührt die Halteplatte in einem Winkclbcreich um die Stelle 50 oder 51 so lange, bis ein
nachfolgender Gleitschuh in den Bereich eintritt, um die Halteplatte zu berühren und anzutreiben. Die Halteplatte
wird immer von den Gleitschtihen berührt wenn auch nur an den Stellen 50 oder 51. Die Anzahl der Kolben in
einem Motor bestimmt hauptsächlich die Breite eines solchen Winkelbereichs. Bei Maschinen mit neun
Kolben — wie gezeigt — erstreckt sich der Bereich ca. 20" zu beiden Seiten der Stelle 50 oder 51. In der ganzen
Beschreibung soll der Hinweis auf das Berühren der Gleitschuhe mit der Halteplatte in einem bestimmten
Punkt eine Berührung über einen solchen Winkelbereich ausdrücken, wobei die Halteplatte im wesentlichen
ständig von dem einen oder anderen Gleitschuh mitgenommen wird.
In F i g. I liegen die Mittelpunkte der sphärischen
Flächen 39 und 41 im Punkt 60 der Antriebswellenachse 54 im Abstand vom Punkt 56 in axialer Richtung vom
Zylinderblock 14 weg. Wie F i g. 4 und 5 zeigen, ist die Rotationsachse 58 der Halteplatte nach oben von der
Achse 52 weg verschoben, so daß die Gleitschuhe 32 die Halteplatte bei den Gleitschuhpositionen 48 und 49
nicht mehr berühren. Dies bedingt ein etwas größeres Loch in der Halteplatte wegen der größeren Bewegung
zwischen Gleitschuh und Halteplatte, die durch die nicht übereinanderliegenden Achsen verursacht wird.
Die Rotationsachse 58 braucht lediglich um einen unendlich kleinen Betrag nach oben über der Gleitschuhachse
angebracht werden, um theoretisch eine unerwünschte Berühaing an den Stellen 48 und 49 zu
verhindern. In der Praxis muß sie jedoch genügend weit entfernt liegen, um Toleranzen zwischen den verschiedenen
Teilen zu kompensieren, um zu gewährleisten, daß die Gleitschuhe die Halteplatte während ihres
Auswärtshubes nicht berühren. Um den genauen Abstand zwischen der Gleitschuhachse und der
Halteplattenachse zu bestimmen, müssen die Toleranzen berücksichtigt werden. In Fig. 1 z. B. schließen die
zu betrachtenden Toleranzen zwischen den einzelnen Teilen folgendes ein: den Abstand zwischen den
Zyündcrbohrüngen J7 in dem Zylinderblock 14, die
Konzentrizität zwischen dem Kugelkopf 34 und dem Durchmesserkreis des zugeordneten Kolbens, den
Durchmesser der äußeren Fläche 33 der Gleitschuhe die Konzentrizität dieser Fläche 33 mit dem runden
Gleitschuhstutzen, der mit dem Kugelkopf zusammenwirkenden Durchmesser der Löscher 37 der Halteplatte
-> den Abstand zwischen den Löchern 37 der Halteplatte
die Konzentrizität der inneren und äußeren Führungen 38, und die Konzentrizität der inneren und äußeren
Flächen des Schwenklagers 40. Von diesen sind in bezug auf die Berührung zwischen Gleitschuh und Halteplattc
in die Lage der Zylinderbohrungen 17 innerhalb des Zylinderblocks und die Lage Her l.örhrr 17 drt
Halteplatte die wichtigsten Faktoren. Die nachfolgende empirische Formel gibt den ungefähren Mindcstabstant
zwischen den Punkten 56 und 60 in der Praxis an:
a —
sin H
.ί = M(nfjf»i»ahst?.nd/^Ischen den Punkten 56 und 60:
JIi b = maximal zulässige Abweichung der Lage einer
Zylinderbohrung 17 von deren Sollage;
h = maximale Abweichung der Lage eines Loches 37
h = maximale Abweichung der Lage eines Loches 37
in der Halteplatte von der Sollage;
(-) = Neigungswinkel einer Schrägfläche 22 zu einer j-, senkrecht zur Antricbswellcnach.se 54 liegenden
(-) = Neigungswinkel einer Schrägfläche 22 zu einer j-, senkrecht zur Antricbswellcnach.se 54 liegenden
F.bene(F i g. 6).
F i g. '. /eigt einen Motor, dessen Gesamtgröße durch
einen Radius von etwa 2.6 cm für den Kreis mit den in Mittelpunkten der Zylinderbohrungcn !7 bosiinimi is;
wobei die Toleranz, der Lage demselben ±0.13 mm ist und die Toleranz der Lage der Löcher 37 gleich
±0.065 mm ist.
So lautet die obige Gleichung:
So lautet die obige Gleichung:
0.4 mm
H=.
sin (-ι
Dies ergibt einen Zwischenraum von etwa 0.4 mm
in zwischen den Achsen 52 und 58. um eine unerwünschte
Berührung an den Stellen 48 und 49 zu vermeiden. Für eine Neigung der Schrägfläche von 14° wird der axiale
Abstand zwischen den Punkten 56 und 60 ungefähr 1.6 mm. Im Falle einer Maschine mit variabler
:-, Verdrängung wird dieser Zwischenraum auf der Basis einer Verdrängung von weniger als dem Maximum
errechnet.
Bei der Maschine nach F i g. 1 strömt das Fluid durch die Kolben und die Gleitschuhe in die Zylinderbohrun-
-,Ii gen 17. Die Kolben und die Gleitschuhe müssen eine
größere Antriebsleistung auf die Halteplatte üb ,"tragen,
um zusätzlich die Verbindungsplatte 30 anzutreiben, wobei die größere Antriebsleistung die Seitenkraft
auf die Kolben und die Tendenz zum Abheben der Gleitschuhe verstärkt. Das Abheben der Gleitschuhe 32
von der Räche der Verbindungsplatte 30 schafft ein anderes Problem, daß nämlich ein offener Strömungsweg für die gesamte Strömung der Maschine geschaffen
ist, so daß diese durch die Innendurchlässe 42 und 44 in
(,o das innere Gehäuse strömen. Die Strömung einer derart
großen Fluidmenge in das Innere kann den Bruch des Gehäuseteils 11 zur Folge haben. Dadurch, daß die
Ursache des Abhebens der Gleitschuhe ausgeschaltet ist, wird die Zerstörung des Gehäuses vermieden.
b5 Die Erfindung kann ebenfalls bei Maschinen variabler
Verdrängung angewendet werden, bei denen die Neigung der Schrägfläche 22 variabel sein kann,
einschließlich der Maschinen, bei denen die Schrägflä-
ehe 22 in beiden Richtungen von einer senkrecht zu den
Kolben stehenden Ebene bewegbar ist, um eine reversible Strömung von der Maschine zu schaffen. Die
F i g. 6 und 7 zeigen solche entgegengesetzt geneigten Schrägen, wobei der Abstand des Punktes 60 des
Schwenklagers von dem Punkt 56 die Halteplatte nach oben auf den voll ausgezogenen Kolben hin bewegt
(F i g. j), wie vorher beschrieben, so daß die Berührung
zwischen Gleitschuh und Halteplatte in einem den voll eingezogenen Kolben einschließenden Bereich von 90°
stattfindet. Dasselbe erfolgt bei der nach unten gerichteten Bewegung der Halteplatte 36 und der Achse
58 in F i g. 7, wieder in Richtung auf den voll ausgeschobenen Kolben. Die Berührungsstellen in
F i g. 7 liegen wieder innerhalb 90° im Bereich der voll
eingezogenen Kolben, jedoch an den höher gelegenen Stellen 48 und 49 und nicht an den Stellen 50 und 51 wie
bei der Ausfühmngsform nach Fig.4 bis 6. Dir
Berührung an den Steiien 48 oder 49 (was von der Drehrichtung des Kolbens abhängt) erfolgt während
des Kolbeneinwärtshubes, während bei dem Auswärtshub des Kolbens keine Berührung an den Stellen 50 oder
51 stattfindet.
Der Abstand des Schwenklagermittelpunktes 60 rechts vom Zylinderblock entsprechend Punkt 56
gewährleistet eine Berührung der Halteplatte nur beim Einwärtshub des Kolbens, wobei die Drehrichtung des
Kolbens und die Neigungsrichtung der Schrägfläche keine Rolle spielt. Wenn die Neigung 0 wird, wenn die
Schrägfläche 22 senkrecht zur Antriebswellenachse liegt, fallen die Achsen der Gleitschuhe und der
Halteplatte zusammen, während sie bei bisherigen Maschinen auf der Antriebswellenachse 34 lagen. Das
Abheben der Gleitschuhe ist weniger problematisch bei kleinen Neigungen, da sich der Kolben 18 nicht so weit
in der Zylinderbohrung bewegt und nicht so leicht verkantet und klemmt
F i g. 8 zeigt einen weiteren Anwendungsbereich der Erfindung in einer axialen Kolbenmaschine und eine
verschiedene Kolbenpumpenkonstruktion, bei der die Halteplatte an der Schrägfläche und nicht über ein
Schwenklager (Fig. 1) auf der Antriebswelle geführt wird.
Die Axialkolbenmaschine von F i g. 8 weist eine axial gelagerte Antriebswelle 72 auf, die durch das Gehäuse
71 führt und mit dem rotierenden Zylinderblock 74 bezüglich Drehbewegungen verbunden ist Die Kolben
76 bewegen sich in den Zylinderbohrungen 78 hin und her, um das Ru id in und aus diesen über Ventilschlitze 80
und 81 einer Stirnplatte 82 zu verdrängen. Die Stirnplatte grenzt an eine Fläche des Zylinderblocks,
welcher Ein- und Auslaßfluidöffnungen aufweist, die mit den Ventilschlitzen 80 und 81 zusammenwirken. Die an
den äußeren Kugelköpfen (F i g. 1) angebrachten Gleitschuhe 84 berühren gleitend die Seite einer feststehenden Schrägplatte 86. Die Gleitschuhe ragen durch
Locher der Halteplatte 88, die die Vorsprünge der
Gleitschuhe 84 berühren, um diese möglichst eng an der Schrägplatte zu halten. Die Kolben und der Zylinderblock 74 rotieren synchron und im Uhrzeigersinn, siehe
-, F i g. 9, mit der Antriebswelle um die Achse 90, und mit Fluid aus den Zylinderbohningen 78 gefüllte Fluiddrucklager schmieren die entsprechend rotierenden Berührungsflächen des Zylinderblocks 74 mit der Stirnplatte
82 und der Gleitschuhe 84 mit der Schrägplatte 86.
Die Bohrung 87 der Schrägplatte 86 führt die Halteplatte 88 radial. Eine zentrale Führungsvorrichtung 92, die an die Halteplatte angeschraubt ist, gleitet
an den zwischen der rotierenden Führungsvorrichtung 92 und der nicht rotierenden Schrägplatte befindlichen
Lagern entlang. Somit ist die zentrale Achse 96 der Bohrung 87 gleichzeitig die Drehachse der Halteplatte
88.
Die zentrale Achse der Bohrung 87 liegt exzentrisch zu der Antrieösweiienachse, so daß die Drehachse 96
der Halteplatte gegenüber der Drehachse 98 der Gleitschuhe 84 versetzt ist Letztere schneidet die
Antriebswellenachse 90 im Punkt 100, welcher wiederum der Schnittpunkt der Antriebswellenachse mit der
Ebene ist, die die Mittelpunkte der Kugelköpfe umfaßt.
F i g. 9 zeigt dafl die Drehachse 96 oberhalb und rechts
von der Drehachse 98 der Gleitschuhe und senkrecht zu einer linie 102, die die Mittelpunkte 103 und 104 eines
Gleitschuhs 92 schneidet, liegt Die Punkte 103 und 104 entsprechen den beiden Stellen 48 und 50 von F i g. 3,
wenn die Gleitschuhe im Uhrzeigersinn rotieren.
Eine derartige Lagerung der Halteplattenachse % verhindert eine Antriebsberührung zwischen dem
Gleitschuh 84 und der Halteplatte im Punkt 103 und an der linken Sehe der Achse Y- Y, wo die Kolben und die
j-, Gleitschuhe ihren Auswärtshub ausführen. Die einzige Berührungsstelle entspricht dem Punkt 104 beim
Rücklauf des Kolbens. Diese Anordnung verhindert das Verkanten der Kolben und das Abheben der Gleitschuhe in der gleichen Weise wie in F i g. 1 gezeigt
Die Anordnung der Halteplattenachse 96, wie in F i g. 4 gezeigt schließt jedoch eine Kolbenrotation in
beide Richtungen und entgegengesetzten Neigungen der Schrägplatte, wie bei der Anordnung nach F i g. 1
nicht ein. Die Halteplattenachse 96 kann natürlich
ähnlich wie die Achse 58 von Fig. 1 in bezug auf die
Gleitschuhachse gelagert sein, indem erstere vertikal
nach oben von der Achse 98 auf der Linie Y- Y in F i g. 9 eingestellt ist Dies kann besonders einfach realisiert
werden in einer Maschine mit variabler Verdrängung
so mit einer Halteplatte, die auf einer Schrägplatte geführt wird, die um eine Querachse verstellbar ist die die
Antriebswellenachse in einem Punkt der dem Punkt 60 von F i g. 1 entspricht schneidet Dies lagert die
Halteplattenachse entsprechend der Achse 58 von
F i g. 1 und ergibt ebenfalls die Vorteile, wie sie in F i g. 1
beschrieben sind.
Claims (2)
1. Axialkolbenmaschine mit umlaufender Zylindertrommel und Kugelkopfkolben und einer in
der Verbindungsebene der Kugelkopfmitten in der Maschinenachse zentrierten Haltescheibe mit Aufnahmelöchern
für die Kolbenschuhe der Kugelköpfe, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmelöcher um ein solches Toleranzmaß (x)
vergrößert sind, daß bei einem Umlauf der Zylindertrommel jeweils nur ein Kolbenschuh an der
Halteplatte anliegt und daß die Zentrierung der Haltescheibe nicht mehr in der Maschinenachse
erfolgt, sondern innerhalb der Größenordnung des Toleranzmaßes (x) in Richtung der voll aus der
Zylindertrommel ausgefahrenen Kolben versetzt ist
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Toleranzmaß (x) mindestens
folgenden Wert hat:
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---|---|
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DE2124644B2 true DE2124644B2 (de) | 1979-03-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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BHN | Withdrawal |