DE2313575B2

DE2313575B2 - Hydrostatische Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2313575B2
Application number: DE2313575A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 7959 Unterbalzheim Deininger; Ludwig 7917 Voehringen Wagenseil
Original assignee: Hydromatik 7900 Ulm GmbH
Current assignee: Hydromatik 7900 Ulm GmbH
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1973-03-19
Publication date: 1979-05-03
Also published as: DE2313575C3; FR2222550A1; FR2222550B1; JPS49127202A; IT1009319B; DE2313575A1; JPS594553B2; US3961563A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit Triebscheibe, umlaufender Zylindertrommel und einem Steuerspiegelkörper, der durch eine Stelleinrichtung gemeinsam mit der Zylindertrommel verschwenkbar :>t und dessen dem Steuerspiegel abgekehrte zylindermantelförmige Rückseite an einer entsprechend geformten Fühningsfläche des Gehäuses anliegt und dessen Stirnseiten bei Auftreten von Betriebsdruck in Schwenkachsrichtung an Führungen de Gehäuses hydrostatisch und druckabhängig angepreßt werden

Derartige Axialkolbenmaschinen sind besonders für kleinbauende geschlossene Gel," be geeignet und zeichnen sich durch einen geräusch- und erschütterungsarmen Gang auch bei hohen Drücken und Drehzahlen aus.

Bei einer aus der DE-AS 10 17 468 bekanntgewordenen Maschine sind am Steuerspiegelkörper öldruckbeaufschlagte Entlastungsflächen und -nuten vorzusehen, um das sich an der Zylindertrommel einstellende und auf den Steuerspiegelkörper übertragene Kippmoment zu kompensieren. Ferner sind zur Stabilisierung des Steuerspiegelkörpers an dessen Stirnseiten Führungsborde vorgesehen, die sich auf Führungsrollen abstützen. Nachteilig ist bei dieser Ausführung, daß sich der Steuerspiegelkörper beim Ausschwenken der Zylindertrommel insbesondere unter Last infolge der auf ihn durch die Zylindertrommel ausgeübten Kräfte mit seinen Stirnseiten in den Führungen des Gehäuses verkanten kann.

Um diesem Effekt entgegenzuwirken, ist es bei der aus der US-PS 32 33 555 bekanntgewordenen hydrostatischen Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Gattung bekannt, den Steuerspiegelkörper mit Hilfe von Kugeln seitlich an Führungen abzustützen, wobei eine auf die Kugeln wirkende druckabhängige Kraft den Steuerspiegelkörper zusätzlich beaufschlagt, so daß er kraftschlüssig an den seitlichen Führungen des Gehäuses anliegt. Dabei sind die druckmittelbeaufschlagbaren Kugeln derart angeordnet, daß sie gleichzeitig die Aufgabe von Andrückzylindern erfüllen, welche den Steuerspiegelkörper gegen die zylindermantelförmige Führungsfläche des Gehäuses anpressen. Damit sind zusätzliche konstruktiv aufwendige Bauelemente erforderlich, um eine verkantungsfreie Führung des Steuerspiegelkörpers und damit auch Verstellung der Maschine unter Betriebsdruck zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Axialkolbenmaschine nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs zu schaffen, bei der das Anpressen des Steuerspiegelkörpers an die

seitlichen Führungen des Gehäuses bei minimaler, für die öldurchführung unbedingt erforderlicher Baugröße ohne zusätzliche, anpressende Bauteile erfolgt

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer hyHrostatischen Axialkolbenmaschine der eingangs genannten

in Gattung vorgeschlagen, daß eine oder beide Spiegelflächen des Steuerspiegelkörpers sphärisch geformt ist bzw. sind.

Damit ist ohne zusätzliche bauliche Mittel erreicht, daß der Steuerspiegelkörper unter jeder Belastung

r> uurch die Zylindertrommel und in jeder Schwenklage definiert quer zur Schwenkrichtung gegen eine seiner seitlichen Führungen am Gehäuse angelegt wird, so daß ein Verkanten sicher vermieden ist. Der Steuerspiegelkörper hat eine minimale Baugröße, die sich allein an

in der für die Öldurchführung unbedingt erforderlichen Baugröße orientiert. Normalerweise erhöht eine minimale Baugröße die Verkantungsgefahr eines solchen Steuerspiegelkörpers.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung

Ji werden nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt der Axialkolbenmaschine in der Schwenkebene,

Fig.2 im Ausschnitt eine Schnittansicht entlang der

ι» Linie I-I in Fig. 1 einer ersten Ausführungsform,

Fig.3 im Ausschnitt eine Schnittansicht entlang der Linie I-I in F ig. 1 einer zweiten Ausführungsform,

Fig.4 im Ausschnitt eine Schnittansicht entsprechend dem Schnitt I-I in Fig. 1 einer dritten

ι· Ausführungsform,

Fig.5 schematisch eine Ansicht auf die Steuerspiegelfläche des Steuerspiegelkörpers zur Veranschaulichung der auf den Steuerspiegelkörper wirkenden Kräfte.

•ni Die in Fi g. I dargestellte Axialkolbenmaschine weist eine über Kugellager 1 in einem Gehäuse 2 gelagerte Tricbwellc Ϊ auf. die einstückig eine Triebscheibe 4 trägt. An der Triebscheibe 4 sind über Kugelgelenke 5 die Kolbenstangen 6 von Kolben 7 gelagert. Die KoI-

i'i ben 7 bewegen sich in Zylinilerriiiiiueii 8 einer Zylindertrommel 9. Die Zylindertrommel 9 wird von der Antriebswelle } über die Triebscheibe 4 und die Kolben 7 in Drehung versetz·.. Der Hub tier Kniben richtet sich nach dem .Schrägwinkel der ZyliiklerlnmiMiclachse IO

ν /ur Drehachse Il der Welle i. Die Zylindertrommel 9 wird durch einen über eine Kugel 12 an der Triebscheibe 4 gelagerten Mittelzapfen 15 zentriert und stützt sich — im belasteten Zustand der Maschine unter der Wirkung der Öldruckkräfte und im unbelasteten Zustand der

>') Maschine nur unter der Kraft der zwischen Zapfen 13 und Zylindertrommel 9 vorgesehenen Druckfeder 14 — auf einem Steuerspiegelkörper 15 ab, der seinerseits auf einer zylindrischen Führungsbahn 16 des Maschinengehäuseteiles 17 abgestützt ist. Zur Änderung des

Wi Schrägwinkels der Achse IO der Zylindertrommel 9 gegenüber der Wellenachse 11 und damit der Änderung des Hubvolumens der Kolben 7 in den Zylinderräumen 8 greift an dem Steuerspiegelkörper 15 ein Verstellzapfen 18 an, der mit einer Stellstange 19 fest verbunden ist, die

h'i ihrerseits verschieblich in dem Maschinengehäuseteil 17 in einer Bohrung 20 gelagert ist. An der Stellstange 19 greift ein Verstellmechanismus an, durch den die Steilstange 19 in Längsrichtung verschoben wird, so daß

der Zapfen 18 den Steuerspiegelkörper 15 in der zylindrischen Führungsfläche 16 unter Schwenkung der Zylindertrommel 9 um die Schwenkachse 21 verschiebt. In dem Steuerspiegelkörper 15 sind die Zu- und AbfluQbohrungen (Steuernieren) 22, 23 vorgesehen, die die Zylinderräume 8 jeweils entsprechend der Drehstellung der Zylindertrommel mit dem Zu- bzw. Abflußanschluß 24, 25 in dem Gehäuseteil 17 verbinden (F ig. 2-5).

Bei der in den F i g. I und 2 gezeigten Ausführungsform ist die Steuerspiegelfläche 26 des Steuerspiegelkörpers 15 sphärisch-konvex ausgebildet Durch diese Formgebung wirkt auf den Steuerspiegelkörper 15 die resultierende Auflagekraft R der unter Last stehenden Zylindertrommel 9. Dieser Auflagekraft R wirkt die durch das Abstützen der Rückseite 27 des Steuerspiegelkörpers 15 auf der zylindrischen Führungsfläche 16 aufgebrachte Stützkraft Z entgegen. Als Resultierende dieser Kräfte R und Z wird eine Seitenkraft S erzeugt, die den Steuerspiegelkörper 15 mit einer seiner Stirnseiten 28 gegen eine Führung 29 des Gehäuseteiies 17 anlegt Auf der gegenüberliegenden ieite des Steuerspiegelkörpers entsteht zwischen der Stirnseite

30 und der Führung 31 ein Spalt 32. Durch dieses Anlegen des Steuerspiegelkörpers 15 mit einer Stirnseite 28 an der Führung 29 ist vermieden, daß sich der Steuerspiegelkörper 15 bei Verstellung über die Stellstange 19 und den Zapfen 18 nicht in der durch die Führungsfläche 16 und die seitlichen Führunger. 29 und

31 gebildeten Ausnehmung verkanten und verklemmen kann (vgl. unten erläuterte F i g. 5).

Bei der in Fi g. 1,2 und J gezeigten Ausführungsform ist die Steuerspiegelfläche 26 des Steuerspiegeikörpers 15 sphärisch-konvex geformt und die Rückseite 27 des Steuerspiegelkörpers 15 und entsprechend die FOhrungsfläche 16 mit einem auf der Schwenkachse 21 als Mittelpunkt liegenden Radius zylindrisch oder sphärisch geformt Im übrigen sind gleiche Teile und entsprechende Kräfte mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist die Steuerspiegelfläche 26 eben und nur die Rückseite 27 des Steuerspiegelkörpers 15 und entsprechend die Führungsfläche 16 mit einem auf der Schwenkachse 21

in als Mittelpunkt liegenden Radius sphärisch geformt. Bei dem in allen Ausführungsformen dargestellten Sonderfall der symmetrischen Ausschwenkung der Maschine liegt der Mittelpunkt der sphärischen Rückseite 27 bzw. der Führungsfläche 16 im Schnittpunkt der Schwenk-

Ii achse 21 mit der Zylindertrommel-Drehachse 10. Im übrigen sind in Fig.4 ebenfalls gleiche Teile und entsprechende Kräfte mit gleichen Bezugszeichen

versehen.

Anhand Fig.5 werden die erzeugten und ausgenutz-

.'(i ten, auf den Steuerspiegelkörper 15 wirkenden Kräfte erläutert Es bedeuten:

P+ P' = Verstellkraft aufgebracht durch Verstelleinrichtung 18,19
.·"■ P ■- Reibkraft auf der Druckseite der Maschine

P' = Reibkraft auf der seitlichen Führung 29

5 = durch die Formgebung der SteuerspiegelP.äche und/oder der Rückseite bzw. der Führungsfläche bestimmte Seitenkraft

mi S' = der Seitenkraft entgegenwirkende, von der Führung 29 aufgebrachte Kraft

MR = Drehmoment, das von der Zylindertrommel 9 auf den Steuerspiegelkörper 15 ausgeübt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydrostatische Axialkolbenmaschine mit Triebscheibe, umlaufender Zylindertrommel und einem Steuerspiegelkörper, der durch eine Stelleinrichtung gemeinsam mit der Zylindertrommel verschwenkbar ist und dessen dem Steuerspiegel abgekehrte zylindermantelförmige Rückseite an einer entsprechend geformten Führungsfläche des Gehäuses anliegt und dessen Stirnseiten bei Auftreten von Betriebsdruck in Schwenkachsrichtung an Führungen des Gehäuses hydrostatisch und druckabhängig angepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Spiegelflächen des Steuerspiegelkörpers (15) sphärisch geformt ist bzw. sind.