DE2203278A1 - AXIAL PISTON MACHINE - Google Patents

AXIAL PISTON MACHINE

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DE2203278A1
DE2203278A1 DE19722203278 DE2203278A DE2203278A1 DE 2203278 A1 DE2203278 A1 DE 2203278A1 DE 19722203278 DE19722203278 DE 19722203278 DE 2203278 A DE2203278 A DE 2203278A DE 2203278 A1 DE2203278 A1 DE 2203278A1
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Dieter Bertsch
Dieter Hofsaess
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Robert Bosch GmbH
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    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
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Description

17.1.72 Se/Sm17.1.72 Se / Sm

Anlage zurAttachment to

Patent- undPatent and

Gebrauehsnust erhilf sanineldungGebrauehsnust help sanine report

RQBERTBOSCH GMBH, StuttgartRQBERTBOSCH GMBH, Stuttgart

AxialkolbenmaschineAxial piston machine

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit einem rotierenden Zylinderkörper, der in Zylinderbohrungen Hubbewegungen ausführende Kolben aufnimmt und an einem Steuerspiegel anliegt, an den sich in t'mfangsrichtung erstreckende, mit den Mündungen der Zylinderbohrungen zusammenwirkende Steueröffnungen .ausgebildet sind, und bei der an mindestens einer der sich relativ zueinander bewegenden Flächen von Zylinderkörper und Steuerspiegel die Steueröffnungen und/oder Mündungen der Zylinderbohrungen außen und innenjumgebende Dichtstege und ein durch eine Nut vom äußeren Dichtsteg getrennter Tragsteg ausgebildet sind.The invention relates to an axial piston machine with a rotating Cylinder body, which receives piston executing stroke movements in cylinder bores and rests against a control plate, to the one extending in the circumferential direction with the mouths the cylinder bores cooperating control openings. formed are, and in the case of at least one of the surfaces of the cylinder body and the control plate that move relative to one another the control openings and / or mouths of the cylinder bores outside and inside jumgebende sealing webs and a through a Groove from the outer sealing web separate support web are formed.

Ein schwieriges Problem bei Kolbenpumpen dieser Bauart besteht darin, die Leckverluste bei den heute üblichen hohen DrückenA difficult problem with piston pumps of this type is the leakage losses at today's high pressures

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StuttgartStuttgart

von bis zu 300 at auch nach längerer Betriebsdauer klein zu halten. Durch die im Druckmittel enthaltenen Verunreinigungen, die in den Spalt zwischen Zylinderkörper und Steuerfläche gelangen, ist diese einem Verschleiß unterworfen, der unmittelbar neben den Steuerschlitzen im Bereich der relativ schmalen Dichtstege an größten ist. Im Bereich des Tragstegs ist der Verschleiß geringer. Die hierdurch entstehende, ungleiche Spalthöhe verursacht ein Ansteigen des Leckverlustes, was schließlich zum Ausfall der Pumpe führen kann.of up to 300 at, even after a long period of operation keep. Due to the impurities contained in the pressure medium that get into the gap between the cylinder body and the control surface, this is subject to wear and tear, which occurs immediately next to the control slots in the area of the relatively narrow sealing webs is greatest. There is wear and tear in the area of the support web less. The resulting unequal gap height causes an increase in the leakage loss, which ultimately can lead to failure of the pump.

Man hat mit verschiedenen Maßnahmen diesen Hangel zu beheben versucht. Aus der US-PS 3 05I 093 ist eine Axialkolbenmaschine bekannt, bei der der Tragsteg ein in Abschnitte unterteilter Ring mit relativ geringer Breite ist. Da diese Abschnitte als Gleitlager ausgebildet sind, ist an ihnen der Verschleiß trotz geringer 'Tragkraft der hydrodynamischen Druckfelder kleiner als an den Dichtstegen, so daß auch hier die Spalthöhe ungleich wird.This deficiency has to be remedied with various measures tries. US Pat. No. 3,051,093 discloses an axial piston machine known, in which the support web is a ring divided into sections with a relatively small width. Since these sections are available as Plain bearings are formed, the wear on them is less than despite the low load-bearing capacity of the hydrodynamic pressure fields at the sealing webs, so that the gap height is also unequal here.

Da die Abschnitte des Tragstegs an den Rändern von der vorbeifließenden Leckflüssigkeit gekühlt werden, nicht aber in der Mitte, ist hier die Wärmedehnung größer. Die vergrößerte Flächenpressung in diesen Bereich kann zum Pressen der Teile führen.As the sections of the supporting web on the edges of the passing If leakage fluid is cooled, but not in the middle, the thermal expansion is greater here. The enlarged Surface pressure in this area can lead to the parts being pressed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Axialkolbenmaschine zu schaffer, die während ihrer ganzen Lebensdauer geringe Leckverluste aufweist und dadurch besonders betriebssicher ist.The object of the invention is to create an axial piston machine which has low leakage losses over its entire service life and is therefore particularly reliable in operation.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Breite des Tragstegs in radialer Richtung so klein bemessen ist, daß sich über ihm bei rotierendem Zylinderkörper kein hydrodynamisches Druckfeld aufbauen kann.This is achieved according to the invention in that the width of the support web is dimensioned so small in the radial direction that No hydrodynamic pressure field can build up above it when the cylinder body is rotating.

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- 3 Robert Bosch GmbH . R. 699- 3 Robert Bosch GmbH. R. 699

Dies hat den Vorteil, daß die Stützwirkung des Tragstegs erhalten bleibt, dessen Verschleiß aber etwa denjenigen an den Dichtstegen erreicht.This has the advantage that the supporting effect of the support web is retained, but its wear about that of the Sealing webs reached.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Gesamtfläche der Stege zwischen den Steueröffnungen am Steuerspiegel,die von deren Außen- und Innendurchmesser begrenzt wird, höchstens ein Drittel der Fläche der Dichtstege beträgt.It is particularly useful if the total area of the webs between the control openings on the control plate, those of their Outside and inside diameter is limited, at most one Third of the area of the sealing webs.

Kit dieser Ausbildung erzielt man einen gleichmäßigen Verschleiß der gesamten Gleitfläche. Der Schmierspalt bleibt annähernd konstant, wodurch das Ziel der Erfindung, nämlich gleichbleibende, niedrige Leckverluste, erreicht wird.With this training kit, uniform wear is achieved over the entire sliding surface. The lubrication gap remains approximately constant, as a result of which the aim of the invention, namely constant, low leakage losses, is achieved.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in:An example of the invention is shown in the drawing. This shows in:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenpumpe Fig. 2 eine Draufsicht auf den Steuerspiegel der Axialkolbenpumpe nach der Fig. 1 längs II-II1 shows a longitudinal section through an axial piston pump 2 shows a plan view of the control plate of the axial piston pump according to Fig. 1 along II-II

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Zylindertrommel für eine Axialkolbenmaschine.Fig. 3 is a plan view of a cylinder drum for a Axial piston machine.

Die"Axialkolbenpumpe nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 besitzt ein Gehäuse 1, das von einem Gehäusedeckel 2 verschlossen ist. Eine Antriebswelle 3 ist im Gehäusedeckel 2 und im Gehäuseende 4- gelagert und durch eine Keilverzahnung 5 mit einer Zylindertrommel 6 drehfest verbunden. Die Zylindertrommel 6 wird von einer Druckfeder 7» die in einer Stufenbohrung für den Durchtritt der Antriebswelle 3 angeordnet ist, gegen den Steuerspiegel 8 eines nichtrotierenden Steuerspiegelkörpers 9 gepreßt, der seinerseits am Gehäuseende 4- anliegt. In der Zylindertrommel 6 sind konzentrisch zur AntriebsachseThe "axial piston pump according to the embodiment of FIG. 1 and 2 has a housing 1 which is closed by a housing cover 2. A drive shaft 3 is in the housing cover 2 and stored in the housing end 4- and connected by a spline 5 to a cylinder drum 6 in a rotationally fixed manner. The cylinder drum 6 is supported by a compression spring 7 »which is arranged in a stepped bore for the passage of the drive shaft 3, against the control plate 8 of a non-rotating control plate body 9 pressed, which in turn rests on the housing end 4-. In the cylinder drum 6 are concentric to the drive axis

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Robert Bosch GmbH R. 699Robert Bosch GmbH R. 699

Stuttgart j 9O^ 97 RStuttgart j 9O ^ 97 R

Zylinderbohrungen 10 angeordnet, die sich mit Gleitschuhen 11 auf einer Schiefscheibe 12 abstützende Kolben 13 aufnehmen. An den Zylinderbohrungen 10 sind Mündungen 14 ausgebildet, die mit durch Stege 15,16 getrennten Steuerschlitzen 17,18 im Steuerspiegel 8 zusammenwirken. In die beiden Steuerschlitze 17,18 mündet je eine Bohrung 19,20 für den Zu- und Abfluß des Druckmittels.Cylinder bores 10 are arranged, which are connected with sliding shoes 11 Pick up pistons 13 supported on a swash plate 12. Orifices 14 are formed on the cylinder bores 10, with the control slots 17,18 in separated by webs 15,16 Control plate 8 cooperate. In each of the two control slots 17,18 a bore 19,20 opens for the inflow and outflow of the Pressure medium.

Am Steuerspiegel 8 ist ein die Steuerschlitze 17,18 innen uicgebender Dichtsteg 21 und ein diese außen umgebender Dichtsteg 22 ausgebildet, der durch eine kreisförmige Nut 23 von einem in sich geschlossenen Tragsteg 24 am Außenumfang des Steuerspiegelkörpers getrennt ist. Die Anlageflächen der Dichtstege 21,22 und des Tragstegs 24 für die Zylindertrommel 6 liegen in einer Ebene.On the control plate 8 is a control slots 17,18 inside uicgebender Sealing web 21 and a sealing web 22 surrounding this outside, which is formed by a circular groove 23 of a self-contained support web 24 is separated on the outer circumference of the control plate body. The contact surfaces of the sealing webs 21,22 and the support web 24 for the cylinder drum 6 lie in one plane.

Im Zylinderkörper ist eine Bohrung 25 ausgebildet, die von dem der Nut 23 gegenüberliegenden Bereich der am Steuerspiegel 8 anliegenden Stirnseite ausgeht und die an der Umfangsflache ins Gehäuseinnere mündet.In the cylinder body, a bore 25 is formed from which the area opposite the groove 23 on the control plate 8 adjoining end face goes out and the on the circumferential surface ins The interior of the housing opens.

Bei einer Drehbewegung der Zylindertrommel 6 saugen die Kolben 13 bei ihrer Hubbewegung, abhängig von der Drehrichtung, aus einem der Steuerschlitze 17,18 Druckmittel in die Zylinderbohrungen 10 ein und schieben es in den anderen wieder aus. Zwischen dem Steuerspiegel 8 und der Zylindertrommel 6 bildet sich ein Schmierspalt aus, durch den Druckmittel von den Steuerschlitzen 17,18 zur Nut 23 abfließen kann, von wo es durch die Bohrung 25 in das Gehäuseinnere gelangt. Die im Druckmittel enthaltenen Schmutzteilchen gelangen ebenfalls in den Spalt zwischen Zylindertrommel 6 und Steuerspiegel 8, werden infolge der Drehbewegung mitgeschleppt und verursachen dadurch einen Verschleiß, der unmittelbar neben den Steuerschlitzen, also im Bereich der Dichtstege 21,22 am größten ist.When the cylinder drum 6 rotates, the pistons 13 suck out during their stroke movement, depending on the direction of rotation one of the control slots 17, 18 pressure medium into the cylinder bores 10 and push it out again into the other. A lubrication gap is formed between the control plate 8 and the cylinder drum 6 through which the pressure medium is released from the Control slots 17,18 can flow to the groove 23, from where it passes through the bore 25 into the interior of the housing. The in Dirt particles contained in pressure medium also get into the gap between cylinder drum 6 and control plate 8, are dragged along as a result of the rotary movement and thus cause wear, which occurs directly next to the control slots, that is, it is greatest in the area of the sealing webs 21, 22.

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- 5 Robert Bosch GmbH R. 699- 5 Robert Bosch GmbH R. 699

Der Tragsteg 24 ist relativ schmal. Die Breite beträgt zweckmäßigerweise etwa 0,5 % bis 2,5 % cLes Außendurchmessers. Dadurch wird verhindert, daß sich über dein Tragsteg 24· bei Rotation des Zylinderkörpers ein hydrodynamisches Druckfeld aufbaut. Trotzdem reicht die Stützwirkung des Tragstegs aus, um ein Abkippen der Zylindertrommel zu verhindern, da die auf diese wirkenden Anpreßkräfte im wesentlichen von den Dichtstegen 21,22 aufgenommen werden.The support web 24 is relatively narrow. The width is expediently about 0.5% to 2.5 % of the outside diameter. This prevents a hydrodynamic pressure field from building up over the support web 24 when the cylinder body rotates. Nevertheless, the supporting effect of the support web is sufficient to prevent the cylinder drum from tilting, since the contact pressure forces acting on it are essentially absorbed by the sealing webs 21, 22.

Die Reibfläche am Tragsteg 24 ist bei diesen Abmessungen so weit verringert, daß trotz auftretender KiSchreibung die Wärmeentwicklung so gering ist, daß dadurch keine. Neigung zum Fressen besteht. Die Mischreibung am Tragsteg in Verbindung mit der Wirkung der Verunreinigungen im Druckmittel bewirkt nun, daß der Verschleiß an diesen etwa so groß ist wie an den Dichtstegen. Die Gesamtfläche der Stege 15,16 zwischen den Steuerschlitzen 17,18 die von deren Innen-und Außendurchmesser begrenzt wird ist aus demselben Grunde ebenfalls gering bemessen, sie beträgt höchstens ein Viertel der Fläche der Dichtstege 21,22. Der Verschleiß an den Stegen 15,16, hervorgerufen von den Verunreinigungen, entspricht etwa dem an den DichtStegen 21,22.The friction surface on the support web 24 is the same with these dimensions Far reduced that despite the appearance of Ki-spelling the heat development is so small that it does not result in any. There is a tendency to eat. The mixed friction on the support web in connection with the The effect of the impurities in the pressure medium now causes the wear on these to be about as great as on the sealing webs. The total area of the webs 15, 16 between the control slots 17,18 which are limited by their inner and outer diameters is also small for the same reason, it is at most a quarter of the area of the Sealing webs 21,22. The wear on the webs 15,16 caused of the impurities, corresponds approximately to that on the sealing webs 21, 22.

Man erzielt somib eine Nächstellwirkung* Der Schmierspalt zwischen Zylindertrommel 6 und Steuerspiegel 8 bleibt im Betrieb annähernd konstant und dadurch auch die Leckverluste.One achieves somib an adjustment effect * The lubrication gap between The cylinder drum 6 and the control plate 8 remain approximately constant during operation and, as a result, the leakage losses as well.

Bei der Zylindertrommel 30 für eine Axialkolbenmaschine nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind in der Stirnfläche 31, die an einem Steuerspiegel anliegt, Mündungen 32a - 32g von Zylinderbohrungen 33a - 33g ausgebildet, die durch Stege 34a - 34g getrennt und von einem inneren Dichtstßg 35 und einem äußeren Dichtsteg 36 umgeben sind. Eine kreisförmige Nut 3?In the case of the cylinder drum 30 for an axial piston machine In the embodiment of FIG. 3, openings 32a-32g are provided in the end face 31, which rests against a control plate formed by cylinder bores 33a-33g, which are separated by webs 34a-34g and from an inner sealing plug 35 and a outer sealing web 36 are surrounded. A circular groove 3?

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- 6 Robert Bosch GmbH R. 699- 6 Robert Bosch GmbH R. 699

trennt einen in sich geschlossenen Tragsteg 38 am Außenumfang der Zylindertrommel von dem äußeren Dichtsteg 36. Von der Nut 37 geht eine Bohrung 39 für den Abfluß der Leckflüssigkeit aus, äie an der Umfangsflache endet. separates a self-contained support web 38 on the outer circumference of the cylinder drum from the outer sealing web 36. A bore 39 for the drainage of the leakage fluid extends from the groove 37 and ends at the circumferential surface.

Die Breite des Tragstegs 38 ist relativ gering bemessen, sie beträgt 0,5 bis 2,5 °/° seines Außendurchmessers. Die Fläche der Stege 34-a - 3^-g zwischen'den Mündungen, die von deren Außen- und Innendurchmesser begrenzt wird, ist ebenfalls klein gehalten, ihre Gesamtfläche beträgt höchstens 1/4- der Fläche der Dichtstege 35j36. Man erzielt dadurch ein Verschleißverhalten der an einen Steuerspiegel ohne Dichtstege und Tragsteg anliegenden Fläche 31 der Zylindertrommel, das dem des Steuerspiegels nach der Fig. 2 entspricht. The width of the support web 38 is relatively small, it is 0.5 to 2.5 ° / ° of its outer diameter. The area of the webs 34-a - 3 ^ -g between the mouths, which is delimited by their outer and inner diameter, is also kept small; their total area is at most 1/4 the area of the sealing webs 35-36. This achieves a wear behavior of the surface 31 of the cylinder drum resting against a control plate without sealing webs and support web, which corresponds to that of the control plate according to FIG. 2.

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Claims (6)

- 7 Robert Bosch GmbH R. 699- 7 Robert Bosch GmbH R. 699 Ansprüche:Expectations: Λ.)Axialkolbenmaschine mit einem rotierenden Zylinderkörper, der in Zylinderbohriingen Hubbewegungen ausführende Kolben aufnimmt und an einen Steuerspiegel anliegt, an dem sich in Umfangsrichtung erstreckende, mit. den Mündungen der Zylinderbohrungen zusammenwirkende Steueröffnungen ausgebildet sind, und bei der an mindestens einer der sich relativ zueinander bewegenden Flächen von Zylinderkörper und Steuerspiegel die Steueröffnungen und/oder Mündungen der Zylinderbohrungen außen und innen umgebende Dichtstege und ein durch eine Nut vom äußeren Dichtsteg getrennter Tragsteg ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Tragstegs (24,38) in radialer Richtung so klein bemessen ist, daß sich in allen Betriebszuständen über ihm bei rotierendem Zylinderkörper kein hydrodynamisches Druckfeld aufbauen kann. Λ.) Axial piston machine with a rotating cylinder body, which receives piston executing stroke movements in cylinder bores and rests on a control plate on which extending in the circumferential direction with. the mouths of the cylinder bores cooperating control openings are formed, and in which the control openings and / or mouths of the cylinder bores outside and inside surrounding sealing webs and a support web separated by a groove from the outer sealing web are formed on at least one of the surfaces of the cylinder body and control plate moving relative to one another , characterized in that the width of the support web (24,38) is dimensioned so small in the radial direction that no hydrodynamic pressure field can build up over it in all operating states when the cylinder body is rotating. 2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Tragstegs (24-,3S) am Steuerspiegel (8) und/oder an dem Zylinderkörper (30) in radialer Richtung 0,5 bis 2,5 % seines Außendurchmessers beträgt.2. Piston machine according to claim 1, characterized in that the width of the support web (24-, 3S) on the control plate (8) and / or on the cylinder body (30) in the radial direction is 0.5 to 2.5% of its outer diameter. 3. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der den Tragsteg (24-, 38) vom äußeren Dichtsteg (22,36) trennenden Nut (23,37) ein Kanal (25,39) ausgeht, durch den die Leckflüssigkeit zum Gehäuseinneren abfließen kann.3. Piston machine according to one of claims 1 to 2, characterized in that that of the groove (23,37) separating the support web (24-, 38) from the outer sealing web (22,36), a channel (25,39) goes out through which the case drain fluid to the inside of the housing can. 309831/0136309831/0136 - 8 Robert Bosch GmbH R. 699- 8 Robert Bosch GmbH R. 699 Stuttgart ■ 2 20 3 2? 8Stuttgart ■ 2 20 3 2? 8th 4. Kolbenmaschine nach, einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Stege (15,16) zwischen den Steueröffnungen (17,18) am Steuerspiegel (3), die von deren Außen- und Innendurchmesser begrenzt wird, höchstens ein Drittel der Fläche der Dichtstege (21,22) beträgt *4. Piston machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the total area of the webs (15,16) between the control openings (17,18) on the control plate (3), which of the outer and inner diameter of which is limited to a maximum of one third of the area of the sealing webs (21,22) * 5· Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3% dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Stege (34-a - 34-g) zwischen den Zylinderbohrungen (33a - 33g)· ä.ie von. deren Innen- und Außendurchmesser begrenzt xvird. höchstens ein Viertel der Fläche der Dichtstege (35»36) beträgt,5 · Piston machine according to one of Claims 1 to 3%, characterized in that the total area of the webs (34-a-34-g) between the cylinder bores (33a-33g) is from. whose inner and outer diameter is limited xvir. is at most a quarter of the area of the sealing webs (35 »36), 6. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5» sit einem sich relativ zu einem Steuerspiegelkörpe.'-"* drehenden Zylinderkörper, dadurch gekennzeichnet, daß Dicatstege (2'' ,22,35}36) und Tragsteg (24-, 33) εη demjenigen Körper ausgebildet sind, der aus dem Werkstoff größerer Wärmeleitfähigkeit besteht, ,6. Piston machine according to one of claims 1 to 5 »sit one relative to a control plate body .'- "* rotating cylinder body, characterized in that Dicat webs (2 '', 22.35} 36) and support web (24-, 33) εη that body are formed, which consists of the material of greater thermal conductivity, 309831/013 6309831/013 6
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