DE2139585A1

DE2139585A1 - Axialkolbenmaschine mit einer vorrichtung zum erzeugen einer die zylindertrommel andrueckenden andrueckkraft

Info

Publication number: DE2139585A1
Application number: DE19712139585
Authority: DE
Inventors: Franz Forster
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1971-08-06
Filing date: 1971-08-06
Publication date: 1973-02-15
Also published as: JPS4825905A; JPS5624104B2; FR2149754A5

Description

(A 458) LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

A 71/65 TP/St/Do

5. August 1971

Axialkolbenmaschine mit einer Vorrichtung zum Erzeugen einer die Zylindertrommel andrückenden Andrückkraft

Die Erfindung betrifft eine als Pumpe oder Motor betreibbare Axialkolbenmaschine mit einer Vorrichtung zum Erzeugen einer die auf einem Mittelzapfen gelagerte Zylindertrommel gegen den Steuerspiegel andrückenden, vom Arbeitsdruck abhängigen Andrückkraft, wobei der Mittelzapfen längs verschieblich in einem Gehäuseteil z.B. dem Steuerbodenaufnahmeteil,gelagert ist und die Andrückkraft durch einen in einem vom Arbeitsdruck beaufschlagten,in einem Zylinder verschiebbaren Kolben zwischen dem Gehäuseteil und einer mit dem Mittelzapfen verbundenen Trageplatte erzeugt wird.

Bei einer bekannten Axialkolbenmaschine dieser Art sind konzentrisch um den Mittelzapfen in zumindest annähernd einer Ebene zwei Ringräume als ringförmige Zylinder ausgestaltet, wobei in jedem Ringraum ein Ring als Kolben verschiebbar ist, der gegen die mit dem Mittelzapfen verbundene Trageplatte drückt (US-PS 3 495 542). Die Herstellung dieser ringförmigen

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Zylinder ist ziemlich aufwendig, zumal mit Rücksicht auf den hohen Arbeitsdruck,der eines, der Ringkolben beaufschlagt,und die relativ geringe Andrückkraft nur relativ schmale Ringräume benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine Axialkolbenmaschine zu schaffen, bei der die Einrichtung zum Erzeugen der Andrückkraft mit geringem Aufwand hergestellt werden kann und zudem noch weiter ausgestaltungsfähig ist.

Zu diesem Zweck sind gemäß der Erfindung zwei zumindest annähernd gleich große ,als Zylinder wirkende Bohrungen zumindest annähernd parallel zur Achse des Mittelzapfens oder zumindestens annähernd in einer durch dessen Achse gehenden Ebene im Gehäuseteil angeordnet, wobei in jedem dieser Zylinder ein gegen die Trageplatte abgestutzter Kolben verschiebbar ist. Diese parallel zum Mittelzapfen verlaufenden Zylinderbohrungen relativ kleinen Durchmessers können mit verhälnismäßig sehr geringem Aufwand hergestellt werden und in diese können sehr einfache Kolben eingesetzt werden ggf. serienmäßig hergestellte Paßstifte, die als Kolben verwendet werden.

Bei einer Axialkolbenmaschine mit zwei Flüssigkeitskanälen von denen jeder in jeweils einem Betriebszustand der den höher*. Druck führende Kanal ist und beide Kanäle mit einem eine Andrückkraft erzeugenden Zylinder in Verbindung stehen (wie durch die US-PS 3 495 542 bekannt), ist in Weiterausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß zwei Paare von Zylindern im Gehäuseteil angeordnet sind und die beiden Ebenen,in denen jeweils ein Zylinderpaar zumindestens annähernd liegt, um 90 Winkelgrad zueinander versetzt sind, d.h. im rechten Winkel zueinander stehen, wobei die Zylinder jedes Zylinderpaares mit dem gleichen Flüssigkeitskanal verbunden sind.

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Die beiden Zylinder bzw. die beiden Zylinder jeden Zylinderpaares können genau gleich groß sein und genau in der zugeordneten ,durch die Achse des Mittelzapfens gehenden Ebene liegen. In diesem Falle ist es zweckmäßig, daß die Verbindung zwischen Trageplatte und Mittelzapfen gelenkig ist. Die beiden Zylinder bzw. die beiden Zylinder jeden Paares können aber auch ungleich groß sein oder etwas neben der zugeordneten Ebene liegen, wobei dann die Verbindung zwischen Trageplatte und Mittelzapfen und der auf dieser unnachgiebig gelagerten oder mit dieser steif verbundenen Zylindertrommel biegesteif ist j wobei die Ungleichheit der Zylinder und bzw. oder die Verschiebung der Zylinder aus der genannten Ebene heraus derart gewählt ist, daß die resultierende der von den beiden Kolben erzeugten Kräfte auf der gleichen Seite neben der Mittelachse des Mittelzapf ens liegt, auf der auch der Steuerkanal im Steuerspiegel liegt, der'mit diesen beiden Zylindern verbunden ist, so daß die Kraft,nit öer die Zylindertrommel gegen den Steuerspiegel angedrückt wird₉ auf der Seite,auf der der den hochdruckfiihrende Steuerkanal liegt, größer ist als auf der gegenüberliegenden Seite»

Damit im drucklosen Zustand;, beispielsweise bein Anfahren₅ die Zylindertrommel auch bereits gegen den Steuerspiegel, anliegt, müssen in bekannter Weise Federn vorgesehen sein, die eine Mindestandrückkraft aufbringen» Diese Federn können in den einzelnen Zylindern angeordnet sein₉ sie können aber auch zwischen Trageplatte und Gehämseplatte angeordnet sein_o

Die Erzeugung der Andrückkraft durch einzelne Kolben,die in jeweils zugeordneten einzelnen Zylindern iis Gehäuseteil verschiebbar sind, ist vorteilhaft Ib Zusammenhang Mit einem wesentlichen Erfindungsgedankea, der darin besteht₉ daß der Mittelzapfen derart mit der Zylindertrommel verbunden ist,

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daß er mit dieser umäuft im Gegensatz zu allen bisher bekannten Einheiten, bei denen die Zylindertrommel drehbcir auf dem Mittelzapfen gelagert ist, der seinerseits drehbar und nur längs verschiebbar im Gehäuseteil gelagert ist. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die Lagerstellen für die Lagerung der Zylindertrommel in deren Innerem engeordnet sein müssen, d.h. an einer Stelle, an der diese Lager sowohl für Reparatur und Wartung als auch für die Schmierung und Kühlung schlecht zugänglich sind. Demgegenüber kann bei mit der Zylindertrommel umlaufendem Mittelzapfen das Lager an einer günstigen Stelle im äußeren Bereich des Gehäuseteils angeordnet werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt.

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Zylindertroiamel-1agerung.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine Zylindertrommellagerung mit einer anderen Verbindung zwischen Trageplatte und Mittelzapfen.

Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die Zylindertrommellagerung gemäß Figur 1 und 2.

In der Zylindertrommel 1 sind Zylinder 3 angeordnet, in denen Kolben 2 verschiebbar sind. In einem Steuerbodenteil 4 sind zwei Flüssigkeitskanäle 5 ausgespart, die mit den Flüssigkeitskanälen 6 im Gehäuseteil 7 kommunizieren.

Die Zylindertrommel i ist auf dem Mittelzapfen 8, der eine Querbohrung 9 und eine zentrale Längsbohrung 10 aufweist, gelagert. In der Längsbohrung 10 ist ein Lagerzapfen 11 längs verschiebbar gelagert. Der Lagerzapfen 11 weist eine Bohrung

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auf, deren in aer Zeichnung untere Seite ballig ist. Durch die Bohrung 12 ist ein Bolzen 13 geschoben, der gegen einen Stützring 14 anliegt, der seinerseits gegen einen Klemmring anliegt, der in eine Nut in der Zylindertrommel 1 eingelegt ist. Der Mittelzapfen 8 ist mittels eines Wälzlagers 16 im Gehäuseteil 7 gelagert.

Im Gehäuseteil 7 sind zwei Zylinder 17 und 18 angeordnet, wobei in jedem derselben ein Kolben 19 verschiebbar ist. Die beiden Kolben 19 liegen gegen ein Wälzlager 20 an, das sich gegen eine Trageplatte 21 abstützt, die gegen eine Muffe 22 anliegt. Die Muffe 22 sowie der Lagerzepfen 11 weisen eine Querbohrung auf, durch die ein Querbolzen 23 gesteckt ist.

Der Zylinder 18 steht über eine Bohrung 24 mit dem in der Zeichnung linken Kanal 6 in Verbindung. Durch zwei miteinander kommunizierende Bohrungen 25 steht fernerhin der Zylinder 18 mit dem Zylinder 17 in Verbindung.

Die Zylinder 18 und 17 sind gleich groß. Die Achsen der Zylinder 17 und 18 liegen in einer durch die Achse des Mittelzapfens 8 gehenden Ebene.

In jedem Zylinder 17 und 18 ist eine Druckfeder angeordnet.

In einer durch die Achse des Mittelzapfens 8 gehenden,zu der Ebene, in der die Achsen der Zylinder 18 und 17 liegen, um 90° versetzten Ebene sind die Achsen der Zylinder 26 und 27 angeordnet, die ebenfalls gleich groß sind. In den Zylindern 26 und 27 sind ebenfalls Kolben 19 verschiebbar gelagert und Federn angeordnet (in der Zeichnung nicht zu erkennen). Jeder der beiden Zylinder 26 und 27 ist durch eine Bohrung 28 mit dem in der Zeichnung rechten Kanal 6 verbunden.

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Ist der in der Zeichnung rechte Kanal 6 der den Hochdruck führende, so stehen über die Kanäle 2S die beiden Zylinder 26 und 27 unter diesem Hochdruck und die Kolben 19 in diesen erzeugen eine Andrückkraft, die sich über das Wälzlager 20, die Trageplatte 21, die .Muffe 22, den Bolzen 23, den Lagerzapfen 11, den Querbolzen 13, den Stützring 14 und den Klemmring 15 auf die Zylindertrommel 1 überträgt« Zusätzlich werden die Zylinder 17 und 18 von dem in dem in der Zeichnung linken Kanal herrschenden Druck beaufschlagt und erzeugen eine zusätzliche Andrückkraft.

Bei der in Figur 2 dargestellten Einrichtung sind die Teile 1 bis 7, 9 und 10 und 12 bis 20 die gleichen wie bei der Einrichtung gemäß Figur 1. Der Längsbolzen 29 weist jedoch bei seinem in der Zeichnung oberen Ende eine Querbohrung 30 auf, die auf ihrer in der Zeichnung oberen Seite ebenso ballig ist wie die Querbohrung 12. Diese Querbohrung 30 fluchtet mit einer größeren Bohrung 31 im Mittelzapfen 38. Durch die Bohrung 30 ist ein Querträger 32 geschoben, der auf dem Wälzlager 20 aufliegt. Im übrigen sind Aufbau und Wirkungsweise die gleichen wie bei der Einrichtung gemäß Figur 1. Jedoch ist bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 das Teil 38 (d.h. der Mittelzapfen bzw. die Welle) aus dem Gehäuse heraus verlängert durchgeführt .

Wesentlich beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, daß durch die Ausgestaltung der Übertragung der Andrückkraft von den zusätzlichen druckbeaufschlagten Flächen auf die Zylindertrommel mittels eines in der Triebwerks-IIauptachse liegenden Zugankers auch das Anwenden einer druckbeaufschlagteu Zusatzkraft bei Axialkolbenmaschinen nach dem Schrägscheibenprinzip möglich ist und zwar - wie Figur 2 zeigt - auch bei Schrägscheibenmaschinen, bei denen die Welle auf der Steuerspiegelseite aus der Maschine herausgeführt ist. Bisher war es nicht

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möglich, bei Sclirägscheibenmaschinen die ' Zylindertrommel mittels einer arbeitsdruckabhängigen Zusatzkraft anzudrücken, obwohl hierdurch das Leckölverhalten solcher Maschinen wesentlich verbessert wird, d.h. die am Steuerspiegel durchleckende Flüssigkeitsmenge wesentlich verringert wird und die Schmutzempfindlichkeit verringert werden kann und darüber hinaus die Steuerspiegelfläche insbesondere bezüglich der Breite der Dichtstege günstiger gestaltet werden kann. Gemäß der Erfindung liegt der die Andrückkräfte übertragende Zuganker zum Teil innerhalb der Teile der Schrägscheibenmaschine. Eine wesentliche Ausgestaltung der Erfindung ist somit darin zu sehen, daß die Axialkolbenmaschine gemäß der Erfindung eine Schrägscheiben-maschine ist d.ho ist in der Anwendung der die Andrückkraft erzeugenden und auf die Zylindertrommel übertragenen Einrichtung bei einer Sehr'jgscheibeiiijiaschine mit mit der Welle drehfest verbundener Zylindertrommel zu sehen« Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei solchen Schrägscheibenaiaschinen die Welle an sich von äußeren Axialkräften belastet werden kann beispielsweise durch ein auf der -VeIIe befestigtes Zahnrad mit Schrägverzahnung; „ Diese Axialkräfte dürfen sich nicht auf die Andrückung der Zylindertrommel auswirken. Wesentlich ist deshalb eine funktionsmäßige Trennung zwischen der Welle und deren Funktion und der Andrückeinrichtung für die Zylindertrommel und deren Funktion, d.h. die Ausgestaltung der Andrückeinrichtung derart, daß keine Axialkraft von der Welle auf die Zylindeitrommel übertragen werden kann, obwohl auf diese eine arbeitsdruckabhängige Axialkraft übertragen wird. Wesentlich ist also die Ausgestaltung der Übertragungseinrichtung für die Andrückkraft derart, daß diese in Bezug auf die v?elle rückwirkungsfrei ist._e.

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Für die Anwendung der Zylindertrommelandriickung bei einer Schrägscheibeneinheit ist die Ausgestaltung der Kraftübertragungseinrichtung zwischen dem oder den druckbeaufschlagten Kolben und der Zylindertrommel als von der drehfest mit der Zylindertrommel verbundenen Welle (die insofern dem bei Schwenktrommelmaschinen zur Lagerung der Zylindertrommel dienenden Mittelzapfen entspricht) riickwirkungsfrei unabhängige Baugruppe das Erfindungswesentliche, nicht die Ausgestaltungsform und Anordnung der druckbeaufschlagten Kolben. Vielmehr können im Falle dieser Anwendung bei einer Schrägscheibeneinheit auch andere Formen und Ausgestaltungen für die die Andrückkraft erzeugenden Zylinder und Kolfcen gewählt werden, beispielsweise ^f ür das Andrücken von unmittelbar dem Mittelzapfen bekannte Ausgestaltungsform mit einem oder zwei konzentrisch zur Triebwerkshauptachse angeordneten ringförmigen Zylindern.

Diese Anordnung gemäß der Erfindung ermöglicht insbesondere das Durchführen der Triebwelle z.B. als Zapf\velle oder zum Antrieb einer weiteren Hilfsptimpe (siehe Figur 2).

Durch die Anordnung des Zugankers gemäß der Erfindung wird die Triebwelle axial und radial von der Andrückvorrichtung nicht belastet, d.h. die Triebwelle kann in der herkömmlichen Weise gelagert werden, was durch eine Übertragung des bekannten Mittelzapfen-Systems (Triebwelle entspricht LIittelzapfen) nicht möglich wäre. Hierbei müßte die Andrückvorrichtung die Triebwelle durch die Lager- und Dichtstellen axial ziehen, was wiederum unrief-inierbare Reibungskräfte bzw. Einflüsse auf-die EI f ekt ivandriickkraf t zur Folee hätte.

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

/ !^Axialkolbenmaschine mit einer Vorrichtung zum Erzeugen einer ^—' die auf einem Mittelzapfen gelagerte Zylindertrommel gegen den Steuerspiegel andrückenden,vom jeweiligen Arbeitsdruck abhängigen Andrückkraft wobei der Mittelzapfen längs verschieblich in einem Gehäuseteil gelagert ist und die An-

mindestens

druckkraft durch,einen in einem vom Arbeitsdruck beaufschlagten ,in einem Zylinder verschiebbaren Kolben zwischen Gehäuseteil und einer mit dem Mittelzapfen verbundenen Trageplatte erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zumindest annähernd gleich große Zylinder (17, 18) zumindest annähernd parallel zur Achse des Mittelzapfens (8 bzw. 38) zumindest annähernd in einer durch dessen Achse gehenden Ebene im Gehäuseteil (7) angeordnet sind, wobei in jede dieser Zylinder (17 bzw. 18) ein gegen die Trageplatte (21 bzw« 32) abgestützter Kolben (19) verschiebbar ist.
2) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 mit· zwei Flüssigkeitskanälen,von denen jeder in jeweils einem Betriebszustand der den höheren Druck führende Kanal ist und beide Kanäle mit einem eine Andrückkraft erzeugenden Zylinder in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare von Zylindern (i7, 18 und 26, 27) im Gehäuseteil (7) angeordnet sind und die beiden Ebenen,in denen jeweils ein Zylinderpaar zumindest annähernd liegt, im rechten Winkel zueinander stehen, wobei die Zylinder (i7, 18 bzw. 26, 27) jedes Zylinderpaares mit dem gleichen Flüssigkeitskanal (6) verbunden sind.
3) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (17 und 18) genau gleich groß sind und genau in der zugeordneten Ebene liegen und daß

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die Verbindung zwischen Trageplatte (21 oder 32) und Mittelzapfen (8 bzw. 38) gelenkig ist.
4) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder ungleich groß sind und/oder etwas neben der zugeordneten Ebene liegen, wobei die Verbindung zwischen Trageplatte und Zylindertrommel biegesteif ist.
5) Axialkolbenmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Zylinder (17, 18, 26, 27) eine Feder zum Aufbringen einer Mindestandrückkraft vorgesehen ist.
6) Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Trageplatte und Gehäuseteil eine Feder angeordnet ist.
7) Axialkolbenmaschine insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelzapfen (8 bzw. 38) drehfest mit der Zylindertrommel (l) verbunden ist und drehbar gegenüber dem Kolben (19) abgestützt ist.
8) Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung der eine die Zylinder-

' trommel (l) gegen den Steuerspiegel drückende Kraft erzeugenden Einrichtung (i7, 18, 26, 27, 11, 13, 14, 23, 32) bei einer Sehrägscheibenmaschine mit mit der Zylindertrommel (l) umlaufender Welle (8 bzw. 38).

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9) Axialkolbenmaschine, die als Schrägscheibeniuaschine nach Anspruch 8 ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Übertragen einer Andrückkraft auf die Zylindertrommel die Welle (8, 38) durchdringt, jedoch keine Kräfte übertragenden Flächen zwischen dieser Einrichtung und der Welle (8, 38) vorhanden sind.

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