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Axialkolbenmaschine die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine
mit einem rotierenden Zylinderkörper, in dem zur Antriebsachse konzentrische Zylinderbohrungen
angeordnet sind, die sich auf einem Führungsglied abstützende Kolben aufnehmen und
die Mündungen der Zylinderbohrungen mit in einem Steuerspiegel ausgebildeten Steuerschlitzen
zusammenwirken, und bei der zur Entspannung des in den Zylinderbohrungen eingeschlossenen
Totvolumens zu einem mindestens nahezu drucklosen Raum ein Kanal angeordnet ist,
der dann mit einer Zylinderbohrung in Verbindung steht, wenn sich der Kolben in
der Nähe des oberen Totpunkte befindet.
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Unter dem Totvolumen ist im wesentlichen dasjenige Druckmittel-Volumen
zu verstehen, das zwischen Kolbenstirnfläche und gegenüberliegebder Wandung eingeschlossen
ist, nachdem die Verbindung des Zylinderraums zum Hochdrucksteuerschlitz unterbrochen
ist und der Kolben sich unmittelbar vor dem oberen Totpunkt befindet.
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Eine derartige Axialkolbenmaschine ist bekannt aus der Zeitschrift
Ölhydraulik und Pneumatik, Heft 12, 1968, Seite 9 ff. Bei dieser Maschine ist im
Steuerspiegelkörper ein eine Drosselstelle enthaltender Kanal angeordnet, der jeweils
in der Mitte der beiden die Steuerschlitze trennenden Stege mündet. Der Abstand
zwischen einer Kanalmündung und den benachbarten Steuerschlitzen, gemessen auf den
Teilkreisdurchmesser der Mündungen der Zylinderbohrungen, ist kleiner als die größte
Weite der Mündung einer Zylinderbohrung. Dies hat zur Folge, daß über einen bestimmten
Drehwinkel eine Brücke zwischen einem Steuerschlitz und einer Kanalmündung besteht.
Eine Zylinderbohrung, die von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite wech selt,
erhält, nachdem die Verbindung zum Hochdrucksteuerschlitz unterbrochen ist, über
den Kanal und die Mündung einer Zylinderbohrung, die während dieser Zeit eine Brücke
zwischen der anderen Kanal mündung und dem Niederdrucksteuerschlitz bildet, eine
Verbindung zur Niederdrückseite. Das in der Zylinderbohrung enthaltene Totvolumen
entspannt sich über diese Verbindung zur Niederdruckseite hin.
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Wechselt eine Zylinderbohrung von der Niederdruckseite zur Hochdruckseite,
dann erhält sie auf die oben beschriebene Weise Verbindung mit den Hochdrucksteuerschlitz,
so daß der Zylinderinhalt durch von diesem abströmendes Druckmittel vorkomprimiert
wird. Damit werden schlagartiger Druckwechsel, Verdichtung oder Entspannung des
während des Durchlaufens des Stegn abgeschlossenen Bohrungsraums gemildert, Beabspruchungsspitzen
abgebaut und Geräusche vermindert werden. Diese bekannte Anordnung hat aber den
Nachteil, daß sie konstruktiv und fertigungstechnisch aufwendig und deshalb teugt
ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Axialkolbenmaschine
zuschaffen, bei der auf einfachste Weise eine Entspannung des die Totvolumen erzielt
und/dabei preiswert herzustellen ist.
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Erfindungsgemäß gescgieht dies dadurch, daß der Kanal im Führungsglied
ausgebildet ist, und von dem von den Gleitschuhen überstrichenen Bereich ausgeht
und in das Gehäuseinnere mündet.
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Dadurch wird mit geringem Aufwand eine Entspannung des Totvolumens
und damit eine Verbesserung des Saugverhaltens und eine Verminderung des Betriebsgeräuschen
erzielt. Die durch die Entspannung zusätzlich ins Gehäuseinnere gelangende Druckmittelmende
ist im Vergleich zu der als Leckverlust abfliebenden Menge gering und bewirkt mit
diesem zusammen eine Kühlung der Pumpe.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Drehwinkel zwischen dem Hochdrucksteuerschlitz
und der Mündung des Kanals in der Gleitflächs so beressen ist, daß die Mündung einer
Zylinderbohrung den Hochdrucksteuerschlitz bereits verlassen hat, ehe die Ausnehmung
in der Gleitselmhsohle die Kanalmündung überdeckt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichung wiedergegeben.
Diese zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenmaschine mit gleichbleibender
Drehrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schwenkscheibe der Axialkolbenmaschine
nach der Fig. 2, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Schwenkscheibe einer Axialkolbenmaschine
mit umkehrbarer Drehrichtung.
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Die Axialkolbenmaschine nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besitzt
eine Gehäuse 1, das von einem Gehäusedeckel 2 verschlossen ist. Eine Antriebswelle
3 ist im Gehäusedeckel 2 und im Gehäuse
selbst gelagert und durch
eine Keilverzahilung 4 drehfest mit einer Zylindertrommel 5 verbunden, die von einer
Druckfeder 6 gegen einen Steuerspiegel 7 eines am Gehäuseende anliegenden Steuerspiegelkörper
8 gepreßt wird. In der Zylindertrommel 5 sind konzentrisch zur Antriebsachse Zylinderbohrungen
9 ausgebildet, die dicht gleitrend Kolben 10 aufnehmen, welche sich mit Gleitschuhen
11 auf e:i.ne..
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Gleitfläche 12 einer Schwenkscheibe 13 abstützen. Jeder Kolben 10
wird in Iiängsrichtung von einc,r Bohrung 14 durchdrungen, welehe mit einer Bohrung
15 im Gleitschuh zusammenwirkt, die in eine Ausnehmung 16 in der Gleitschuhschle
mündet.
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in dem Steuerspiegelkörper 8 sind zwei etwa nierenförmige Steuerschlitze
17,18 angeordnet, in die je ein im Gehäuseende ausgebildeter Kanal 19,20 für den
Zu- oder Abfluß des Druckmittels mündet.
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Die Mündungen 21 der Zylinderbohrungen 9 wirken mit den Steuerschlitzen
17,18 zusammen. Ein Kanal 22 im Gehäuseende ermöglicht den Abfluß von sich im Gehäuseinneren
sammelndem Druckmittel zu einem nicht dargestellten Behälter.
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Die Schwenkschreibe 13 ist in einer Lagerschale 23 gelagert und durch
einen Bolzen 24 und eine Lasche 25 mit einem druckbeafschlagten Stellkolben 26 verbunden.
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Ein Kanal 27 in der Schwenkscheibe 13 geht von dem von den Aus-Drehmungen
16 der Gleitschuhe überstrichenen Bereich der Gleitfläche 12 aus und mündet in das
Gehäuseinnere. Die tage der Mündung 28 des Kanals 27 in der Gleitfläche 12 der Schwen3rscheibe
13 bezüglich der Lage der Steuerschlitze 17,18 im Steuerspiegel zeigt die Fig. 2.
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Die Ausnehmung 16 in der Gleitschuhsohle überdeckt die Zündung 28
des Kanals 27 bei jedem Schwenkwinkel der Schwenkscheibe erst dann, wenn - in Projektion
auf der Schwenkscheibe dargestcllt - die Mündung 21 der von der Hochdruckseite zur
Niederdruckseite wechselnden Zylinderbohrung 9 den Hochdrucksteuerschlitz verlassen
hat und noch ehe sie den Niederdrucksteuerschlitz überdeckt.
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Bei einem Schwenkwinkel der Schwenkscheibe vom 00 durchlaufen die
Gleitschuhe 11 auf der Gleitfläche eine zu den Steuerschlitzen konzentrische Bahn
29, bei einem Schwenkwinkel γ durchlaufen sie eine Bahn 30, die zu den Steuerschlitzen
versetzt ist. Eine Ausnehmung 16 nimmt bei vergleichbarem Drehwinkel dabei die Stellung
16' ein.
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Bei einer Drehbewegung der Zylindertromel 5 saugen die Kolben 10 durch
eine Bewegung in Richtung des unteren Totpunktes Druckmittel aus dem Niederdrucksteuerschlitz
an und schieben es bei einer Bewegung in Richtung des oberen Totpunkten in den Hochdrucksteuerschlitz
aus. Noch ehe ein Kolben 10 den oberen Totpunkt erdreich hat, wird die Verbindung
der Zylinderbohrung mit den Hochdrucksteuerschlitz unterbrochen und der seine Bewegung
fortsetzende Kolben komprimiert das Druckmittel weiterhin, bis er den oberen Totpunkt
erreicht hat. Kurz ehe die Mündung der Zylinderbohrung den Niededruckschlitz erreicht,
überdeckt die Ausnehmung 1C3 in der Gleitschuhsohle die Mündung 28 des Kanals 27,
so daß sich das eingeschlossene, unter hohem Druck stehende Totvolumen über die
Bohrungen 14 und 15, die Ausnehmung 16 und den Kanal 27 in das Gehäuseinnere entspannen
kann. Druck schläge und ein verschlechterter Wirkungsgrad, die dann auftreten, wenn
sich das Lotvolumen direkt in den Saugschlitz entspannt, werden vermieden. Vcm Gehäuseinneren
kann daJP Druckmittel durch den Kanal 22 zu einem Behälter abfließen.
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Uber einen gewissen Drehwinkel bildet die Ausnehmung 16 in der Gleitschuhsohle
eine Brücke zwischen dem Gehäuseinneren und dem Niederdrucksteuerschlitz. Dies ist
dann zulässig, wenn kein oder nur ein geringer Druckunterschied besteht, so daß
kein Druckmittel von der Saugseite zilin Gehäuseinneren oder umgekehrt abfließt.
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Der Drehwinkel, über den die Ausnehmung 16 in der Gleitschuhsohle
die Kanalmündung 28 in der Gleitfläche 12 überdeckt, hat beim Schwenkwinkel O der
Schwenkscheibe einen Größtwert und nimmt mit
zunehmendem Schwenkwinkel,
bei dem die Gleitschuhe 11 z. B. die Bahn 30 durchlaufen, ab, wie an der Stellung
einer Ausenhmumg 16' eines Gleitschuhs erkennbar ist. Das Verschwenken der Schwenkscheibe
geschieht durch ein Verschieben des Stellkolbens 26.
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Das Totvolumen einer Zylinderbohrung hat bei einem Schwenkwinkel der
Schwenkscheibe 13 von Oo seinen Größtwert und nimmt ebenfalls mit größer werdendem
Schwenkwinkel ab, so daß einem kleineren Totvolumen auch eine kürzere Entspannungszeit
zugeordnet ist.
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Die Anordnung einer Bohrung bezüglich der Steuerschlitze zur Entspannung
des Totvolumens bei einer Pumpc mit umkehrbar er Drchrichtung oder mit großem Unterschied
zwischen Gehauseinnendrlick und Zulaufdruck zeigt die Fig. 3.
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In der Gleitfläche 35 einer Schwenkscheibe 36 ist eine Bohrung 37
angeordnet, die etwa dem Totpunkt der Kolbenbewegung gegenüberliegt. Der Abstand
der auf die Gleitfläche 35 projizieren Steuerschlitze 17, 18 zur Mündung 38 der
Bohrung 37 ist so groß, daß die Mündung 21 einer Zylinderbohrung den Hochdrucksteuerschlitz,
z. B. 17, bereits verlassen hat, ehe die Ausnehmung 16 in der Gleitsohle eines Gleitschuhs
die Mündung 38 überdeckt. Wenn die Ausnehmung 16 die Mündung 38 überdeckt, kann
sich das in der Zylinderbohrung eingeschlossene Totvolumen über die Bohrung 37 in
das Gehäuseinnere entspannen. Im Verlauf der Weiterdrehung der Zylindertrommel gibt
die Ausnehmung 16' die Mündung 38 frei, ehe die Mündung 21' der Zylinderbohrung
den Saugsteuerschlitz z. B. 18 überdeckt.
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Bei dieser Anordnung wird vermieden, daß von der Druck- edei Saugseite
über die Zylinderbohrung, die Ausnehmung 1G in Gleitsehuh sind die Bohrung 37 Druckmittel
in das Gehäuseinnere abfließt.