DE2157735A1

DE2157735A1 - DISPLACEMENT PISTON MACHINE, IN PARTICULAR HYDROSTATIC OIL MOTOR OR PUMP WITH SWIVELING BUSHINGS

Info

Publication number: DE2157735A1
Application number: DE19712157735
Authority: DE
Inventors: Mathias Prof Dipl Ing Ott
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1971-11-22
Publication date: 1973-05-24

Description

- Ott - Verdrängerkolbenmaschine -Verdränqerkolbenmaschine, inabes. hydraulischer ölmotor oder Pumpe mit schwenkbaren Buchsen.- Ott - displacement piston machine - displacement piston machine, inabes. hydraulic oil motor or pump with swiveling bushings.

Bekannt geworden ist ein Ulmotor mit Schwenkkolben (SAI, langsamlaufende Hydromotore, H.G.Köhler, Ober Rosbach w.d.h.)mit hoher Leise tungsdichte. Dabei stUtzn sich die Schwenkbuchsen beiderseits durch Zapfen im Gehäuse ab. Die Lagerzapfen Uebernehmen die Steuerung des Zu- und Abflusses der Buchsen-Verdrängerräume. Die Kolben stützen sich an der zentrischen Kurbelwelle ab. Kolbenseitenkräfte sind vermieden. Nachteilig wirkt sich aus verwickelte Teile mit teurer Herstellung und Montage, z.B. Buchsenlagerung in getrennten Sehauseteieln, dreigeteiltes Gehause usw.. Die Zu- und Abflußkanäle der Buchsenlager verlangen Umlenkungen. Eine Regelung der maschinen ist nicht möglich.An Ulmotor with swivel piston (SAI, slow running Hydromotore, H.G. Köhler, Ober Rosbach w.d.h.) with high power density. Included The swivel sockets are supported on both sides by pins in the housing. The bearing journals Take over the control of the inflow and outflow of the socket displacement spaces. the Pistons are supported on the central crankshaft. Piston side forces are avoided. The disadvantage is complicated parts with expensive manufacturing and assembly, E.g. bushing storage in separate building parts, three-part housing, etc .. The Inlet and outlet channels of the bush bearings require diversions. A regulation of the machines can not.

Andererseits sind auch Kolbenpumpen in Reihenbauweise bekannt geworden (w. Stiels Pumpenatlas, Dummer-Verlag, Ludwigsburg)-Schwingschieberpumpe, die sich fUr hohe Drücke und verschmutzte Flüssigkeiten eignet. Die Ausführung hat geringes Leistungsgewicht und fctr den Einsatz in mobilen Geräten weniger geeignet. Sie ist nicht regelbar.On the other hand, piston pumps in series construction have also become known (w. Stiels pump atlas, Dummer-Verlag, Ludwigsburg) swing vane pump, which suitable for high pressures and contaminated liquids. The execution has little Power-to-weight ratio and less suitable for use in mobile devices. she is not adjustable.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Nachteile beider Grundtypen zu vermeiden und zusätzlich eine Regelung (Hubvolumenänderung) zu ermoZglichen.The object of the invention is therefore to address the disadvantages of both basic types avoid and also to enable regulation (change in stroke volume).

Das wird bei einer erfindungsgemäßen AusfAhrung dadurch erreicht, dae bei sternförmiger Kolbenverteilung radialer oder axialer Bauweise die Verdränger-Schwenkkörper an ihrem Umfang zylindrisch oder kugelig gelagert werden. Dis so einfach gelagerten Schwenkkörper nehmen an ihrem Umfang erfindungsgemäße Zu- und Abflußöffnungen auf.In an embodiment according to the invention, this is achieved by because with star-shaped piston distribution, radial or axial design, the displacer swivel body be mounted on their circumference cylindrical or spherical. Dis so simply stored Swivel bodies take on inflow and outflow openings according to the invention on their circumference.

Die Anordnung Schwenkkörper/Kolben mit Gleitschuhen kann vertauscht werden.The arrangement of the swivel body / piston with sliding shoes can be interchanged will.

Damit entsteht eine einfache stabile Lagerung mit geringer Flächen pressung fctr Buchsen- und Kolbenteil sowie verringerter axialer Ausdehnung. Das Schwenkbuchsenteile gestaltet sich einfach. Die Steueröffnungen am radialen oder axialen Umfang der Schwenkbuchsen ermöglichen kurze Olkanäle in der Buchse sowohl - # - Ott - Verdrängerkolbenmaschine . Schwenkbuchsen als auch im featstehenden Gehäuseteil. Die Dichtflächen zwischen den Saug- und Drucköffnungen und nach augen an der Schwenkbüchse kennen relativ #### groß mit entsprechenden Dichtlangen in Richtung des Druckabfalles sein. Die einfache einzige Schwenkbuchsenlagerung ermöglicht zwei Gehäuseteile wovon eines sämtliche Buchsenlager enthielt. Die Kolben mit Gleitschuhen stützen sich am Umfang der exzentrischen Kurbelwells ab. Durch eine erfindungsgegemäße Gleitverbindung der Kolbenschuhe mit der Kurbelwells, z.B.This creates a simple, stable storage with small areas compression for bushing and piston parts as well as reduced axial expansion. That Swivel socket parts are simple. The control openings on the radial or axial circumference of the pivot bushings allow short oil channels in both the bushing - # - Ott - positive displacement piston machine. Swivel sockets as well as in the feathered housing part. The sealing surfaces between the suction and pressure openings and eyes on the swivel sleeve know relatively #### large with corresponding sealing lengths in the direction of the pressure drop be. The simple single swivel bush bearing enables two housing parts of which one contained all of the bush bearings. The pistons with sliding shoes are supported on the circumference of the eccentric crankshaft. By a sliding connection according to the invention the piston shoes with the crankshaft, e.g.

vermittels Ring sind die Kolben radial geführt, können nicht ab-Vorhaben, die Maschine wirkt selbstansaugend,d.h. ohne #####druck.by means of a ring the pistons are guided radially, they cannot the machine is self-priming, i.e. without pressure.

in der Ansaugleitung.in the suction line.

Es ist auch eine Ausführung nach der Erfindung möglich, bei der die Schwenkbuchsen sich im zentralen feststehenden Rotorteil schwenkbar abstUtzen, während die Kolben außen an an Kurbeln mit Zahnrädern angelenkt sind. Die gelagerten Zahnräder konnen erfindungsgemäß über ein Innen- oder Außenverzahntes zentralrad abtreiben. Das hat den Vorteil, dap hohe Abtriebsmomente erzeugt werden, da das normalerweise benötigte Untersetzungsgetriebe in den Kurbeltrieb der Kolben integriert ist. Die Olzu- und Abfuhr kann zentral auf kurzen Wegen erfolgen (Reibungsverluste!).An embodiment according to the invention is also possible in which the Swivel bushings are supported so that they can swivel in the central fixed rotor part, while the pistons are hinged on the outside of cranks with gears. The stored gears can drive off according to the invention via an internal or external toothed central wheel. This has the advantage that high output torques are generated, since that is normally the case required reduction gear is integrated into the crank mechanism of the piston. the Oil supply and removal can take place centrally over short distances (friction losses!).

Der Gedanke der Schuenkbuchsen läßt sich auch auf Axialkolbenmaschinen übertragen. Dabei stützen sich die Schwenkbuchsen in der bekannten Steuerscheibe nach einer Ausführung der Erfindung ab, Gegenüber konventionellen Axialkolbenmaschinen entsteht der Vorteil eins vergrößerten Schwenkwinkels der 5chwenkbuchssnschse gegenfiber dem Abstützteil der Kolben als An- bzw. Abtrieb.The idea of the Schuenk bushes can also be applied to axial piston machines transfer. The swivel sockets are supported in the known control disc according to one embodiment of the invention, compared to conventional axial piston machines there is the advantage of an enlarged swivel angle of the swivel bushing relative to the fiber the support part of the piston as an input or output.

Schlisßlich lassen sich die RadialkolbenausfUhrungen noch mit einer Idee koppeln, wonach der rotier#ene Antriebsrotor und das AbstUtzteil der Kolben bzw. der SchwenkbUchsen z.B. ueber Radialschlitz und Gleitstein gekoppelt sind. Daduch können sich beide Abstützteile von Kolben und Buchse unter einer gegenseitigen Schwenk.Finally, the radial piston versions can also be equipped with a Coupling the idea, according to which the rotating drive rotor and the Support part the piston or the swivel bushing, e.g. coupled via a radial slot and sliding block are. As a result, both support parts of the piston and bushing can be under one another Pan.

bewegung drehen, eine durcbgehende G###tbewegung (Kolben oder Schwenkbuchse) zur Lagerung fehlt. Die Ausfuhrung hat auperdem den Vorteil einer Regelung der Förderung bzw. des Hubvolumens durch Veränderung der Exzentrizität zwischen Rotor und Abstützteil.Rotate movement, a continuous G ### t movement (piston or swivel socket) missing for storage. The execution also has the advantage of regulating the promotion or the stroke volume by changing the eccentricity between the rotor and the support part.

Das kann durch Schwenken des Gehäuses mit AbstUtzteil um einen festen Punkt geschehen.This can be done by pivoting the housing with the support around a fixed one Point happen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described below.

Dabei sind: Fig, lo eine Ausführung als Radialmotor mit feststehdem Gehäuseteil und innenliegender Exzenterwelle, im Schnitt.Thereby: Fig, lo an embodiment as a radial motor with stationary Housing part and internal eccentric shaft, in section.

Figi2 eine Anordnung mit innenliegendem ruhendem Rotorteil und aupenliegenden Kurbeln zur Kolbenabstützung.Figi2 shows an arrangement with an internal stationary rotor part and an external rotor part Cranks for piston support.

Fig0 3 eine Axialkobenmaschine mit gebrochenachsiger Triebanordnung (Schwenkkopfmaschine), Fig. 4 4 eine flegelpumpe mit gekoppeltem Rotorteil und AbstUtzring Bei Fig. 1 sind sieben Zylinder vorhanden, die sich sternförmig verteilt vermittels schwenkbarer Zylinderbichsen 2 nach am festen Gehäuse 1 abstützen. Die Kolben 4 gleiten mit ihren Lagerschuhen 3 am Exzenter 9 als Kurbelwelle, die den Iflotorabtrieb bildet. Die Steuerung durch Oeffnungen 8 , in den Schwenkbuchsen und den gehäusefesten Zu- und Abflußkanälen 7a,7b erge#en kurze Kanäle bei großen Querschnitten. Infolge der fehlenden Steuerbüchse verkürzt sich die Baulänge. Die Gleitschuhe sind 5 hydrostatisch entlatet durch handelsübliche Röhren / in den zentralen Kolbenbohrungen und Selbstverständlich ist neben dem gezeigten Büchsenteil eine zylindrisches Teil , wie in Fig. 4 zweckmäßig. Die Kanäle 71, 7b werzen zweckmäßig von einem glockenförmigen Gehäuseteil 1 mit ringförmiyen Zu- und Abflußkanalen versorgt. Die beiden Gehäuseteile 7 s werden bei 4 gedichtet und verschraubt.Fig0 3 shows an axial piston machine with a broken-axis drive arrangement (swivel head machine); The pistons 4 slide with their bearing shoes 3 on the eccentric 9 as a crankshaft which forms the Iflotor output. The control through openings 8 in the swivel sockets and the inflow and outflow channels 7a, 7b fixed to the housing result in short channels with large cross-sections. As a result of the missing control sleeve, the overall length is shortened. The sliding blocks are 5 hydrostatically vented through standard tubes / in the central piston bores and Of course, in addition to the sleeve part shown, a cylindrical part, as in FIG. 4, is expedient. The channels 71, 7b are expediently supplied by a bell-shaped housing part 1 with annular inflow and outflow channels. The two housing parts 7s are sealed and screwed at 4.

Die fig, 2 zeigt eine Umkehrung der Verhältnisse von Fig. 1. Die Schwenkbuchsen 2 2 stützen sich im zentralen ruhenden Rotor 21 ab.The fig, 2 shows a reversal of the relationships of Fig. 1. The pivot bushings 2 2 are supported in the central stationary rotor 21.

Jede Kolbenstange 23 treibt Uber eine angelenkte Kurbel 231 mit Zahnrad 24 4 auf eine gemeinsames Zahnrad 29 oder 30 ab. (29) ist innenverzahnt, wodurch ein größeres Untersetzungsverhältnis entsteht. Die Zu- und AbflUsse zu den Verdrängerräumen 22' erfolgen Uber eine zentrale Bohrung 284, einen Ringkanal 28b, den ein fRohr 27 trennt. Die Anordnung vereinigt Kolbentrieb und Untersetzungsgetriebe Bei Fig. 3 ist eine gebrochenachsige Axialkolbenmaschine gezeigt, wobei die Zylindertrommel durch einzelne Schwenkbuchsen 32a mit Kolben und kugelkopf 33 , und 3; ersetzt sind. Die Buchsen stützen sich mit ihrem kugeligen Enden 328 in der gemeinsamen Steuerscheibe 34 ab, die Kolben durch Kugeln 36 im Treibflansch 40. Die Steuerspiegelscheibe 34 ruht im Gehäuseteil 91 . Die Steuerscheibe kann vom Antrieb über Kegelräder 37, 37' mitgenommen werden (Konstantpumpe bzw. -motor). Bei einer regelbaren Ausführung würde der Gehäuseteil 3 1 um die Achse »- Ad im Drehpunkt des Gelenkes 38 schwenken. Anstelle eines präziesen Kardangelenkes ist hier die Mitnahme durch einen Schlitz und Gleitbolzen der gekuppelten Teile 30, 40 erreicht. Es wird ein groper Schwenkwinkel ã (bis 450) erreicht, d.h. hohe momente, geringes Leistungsgewicht, gute Wirkungsgrade. Der Schwenkwinkel ist nicht läbger begrenzt durch die Winkelfreiheit der zur Buchsenführung geneigten Kolben stange und damit von der zulässigen Knicklast. Es ist zweckmässig den Lagerradius R möglichst grop zu gestalten, damit die Knickgefahr 33, zu 32a sinkt.Each piston rod 23 drives via an articulated crank 231 with gear 24 4 on a common gear 29 or 30. (29) is internally toothed, which results in a larger reduction ratio. The inflow and outflow to the displacement spaces 22 'take place via a central bore 284, an annular channel 28b which is separated by a pipe 27. The arrangement combines the piston drive and reduction gear In Fig. 3, a broken-axis axial piston machine is shown, the cylinder drum by individual pivot bushings 32a with piston and ball head 33, and 3; are replaced. The sockets are supported with their spherical ends 328 in the common control disk 34, the pistons by balls 36 in the drive flange 40. The control plate disk 34 rests in the housing part 91. The control disk can be taken along by the drive via bevel gears 37, 37 '(fixed displacement pump or motor). In the case of a controllable embodiment, the housing part 3 1 would pivot about the axis »- Ad at the pivot point of the joint 38. Instead of a precise universal joint, the coupled parts 30, 40 are taken along through a slot and sliding bolts. A large swivel angle ã (up to 450) is achieved, ie high torques, low power-to-weight ratio, good efficiency. The pivot angle is not limited by the angular freedom of the piston rod inclined towards the bushing guide and thus by the permissible buckling load. It is advisable to make the bearing radius R as large as possible so that the risk of buckling decreases from 33 to 32a.

Die Fig. 4 zeigt eine Verbindung der Idee der Koppelung aller AbstUtzteile (Abstützring 43, Rotor 41) mit der Idee der ichwenkbuchsen. Ring 43 und Rotor sind durch die Koppelelemente; Schiitzführung 46 von 41 und Bolzen 5G. Der Antrieb der Pumpe erfolgt von der Rotorwelle 41'. Die Schwenkbuchsen 42 sind kugelig oder zylindrisch im rotor gelagert und führen geringe Schwenkbewegungen aus, die zur Steuerung der Zu- und Abflüsse 48',48 und 52 im zentralen Rotorkörper 41 dienen. Die Kolbenenden lagern im Ring 43, und fUhren nur noch geringe Schwenkbewegungen anstelle umlaufender Gleitbewegungen aus. Die Zu- und Abf lupkanäle sind ähnlich der Fig. 2 ausgefUhrt.Fig. 4 shows a connection of the idea of coupling all support parts (Support ring 43, rotor 41) with the idea of the swivel bushes. Ring 43 and rotor are through the coupling elements; Schiitzführung 46 von 41 and bolt 5G. The drive of the The pump is carried out by the rotor shaft 41 '. The pivot bushings 42 are spherical or cylindrical stored in the rotor and perform small swiveling movements that are used to control the Inlets and outflows 48 ', 48 and 52 in the central rotor body 41 are used. The piston ends are stored in the ring 43, and only perform small pivoting movements instead of rotating ones Sliding movements. The inlet and outlet channels are designed in a manner similar to that of FIG.

Die Anordnung ermöglicht eine geringe Baugröße in axialer Richtung.The arrangement enables a small size in the axial direction.

Die hydrostatische Lntlsstung der Kolbenlager ist durch eingesetzte Rohre 45 erreicht und läßt sich anpassen durch Austausch der Rohre. Um einen Vordruck in der Ansaugleitung zu umgehen, könnte in der Verdrängerräumen 53 Federn untergebracht sein. Es wären aber auch zylindrische oder kugelige Lager 44/der Kolbenenden möglich.The hydrostatic release of the piston bearings is due to Reached tubes 45 and can be adjusted by exchanging the tubes. To get a form To bypass in the intake line, 53 springs could be accommodated in the displacement chambers be. However, cylindrical or spherical bearings 44 / the piston ends would also be possible.

Durch Schwenken des Gehäuses 49 mit Ring 43 um 54 wird der Kolbenhub (Exzentrizität von 41 und 43) bzw. die Fördermenge verstelltBy pivoting the housing 49 with ring 43 by 54, the piston stroke (Eccentricity of 41 and 43) or the delivery rate is adjusted

Claims

Claims 0 Displacement piston machine, especially hydrostatic Ulmotor or pump with swiveling bushings, characterized in that the piston displacement parts (2), Fig. 7, or (22), Fig. 2, or

(42), Fig. 4 on their spherical or cylindrical circumference on the stator part (1) or (25) or (41), Fig. 1, 2, 3, 4 rotatably support.

20 displacement piston machine according to claim 1., - characterized in that the piston displacement parts (2) or (22) (42) Fig. 1, 2, 4 have control openings which are opposite to the corresponding openings (7a, b), or ( 28a, b) and (48a, b) control the inflow and outflow of the displacement chambers in the stator part, Fig. 1,, 30 displacement piston machine, lnabes. hydrostatic Ulmotor or pump according to claims 1 and 2, characterized gekennzsicheet that the displacement piston (3c ial 2 ft

are arranged in a star shape, Fig. 1; 2; 4 4. Displacement piston machine according to claim 3, characterized in that the displacement part (g) is cylindrical, is supported in the housing on the circumference (/ o), while the piston is supported by means of their sliding shoes (3) on the eccentric shaft or drive supports, Fig. +.

5. Displacement piston machine according to claim 4, characterized in that dsp the function of the piston with the sliding shoe and the cylindrical displacement part interchanged are.

6. Displacement piston machine according to claim 4, characterized in that dap the sliding shoes (3) of the piston (4) by means of rings (12) in the radial direction are performed, Fig. 1 # - Patent claims -70 \ Jerdranger piston machine according to claim 1, characterized in that in an axial piston machine Displacement bushings (32a) are pivotably supported in a control disc (34), Fig. 3 8. Displacement piston machine according to claim 1 and claim 3, characterized in that dap the rotor part (4x and the support ring (43), for example via a radial slot and sliding block and D) are radially movably coupled and both rotate, FIG. 4.

9. Displacement piston machine according to claims 1 and 3, characterized by The pivot bushings 22 can pivot in the central, stationary rotor part 21 AbstUtzen while the pistons 23 are hinged to cranks 23 'with gears 24, about Drive off externally toothed wheel 30 or an internally toothed wheel 29, FIG. 2