DE2352520B1 - Hydrostatische Kolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Kolbenmaschine mit einem um einen Zapfen drehbaren Zylinderblock, in welchem radial zum Zapfen am Umfang des Zylinderblocks verteilte Kolben geführt sind, die an ihren äußeren Enden Füße mit ebenen Stützflächen aufweisen, die entlang ebener Führungsflächen eines Führungsteiles geführt sind, welche tangential zu einer kreiszylindrischen Fläche angeordnet sind, die zur Achse des Zylinderblocks exzentrisch ist, wobei der Führungsteil am Zapfen um die Achse dieser kreiszylindrischen Fläche drehbar gelagert ist.

Eine derartige Kolbenmaschine ist z. B. aus der DT-OS 2 134 944 bekannt. Bei dieser bekannten Maschine ist der Führungsteil großen radialen Kräften ausgesetzt, so daß eine hydrostatische Lagerung am Zapfen vorgesehen werden muß.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Kolbenmaschine der erwähnten Gattung zu schaffen, bei welcher der Führungsteil so ausgebildet ist, daß seine Lagerung am Zapfen mit minimalem Spiel und ohne die Gefahr von Verklemmen möglich ist.

Die hydrostatische Kolbenmaschine, durch welche dieses Ziel erreicht ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil einen Führungsring aufweist, auf welchem die Führungsflächen ausgebildet sind, und der in radialer Richtung auf zwei scheibenförmigen Seitenteilen abgestützt ist, wobei die Abstützung mit der Hilfe von zylindrischen Stützflächen am Führungsring und an den Seitenteilen erfolgt, die derart angeordnet sind, daß jeweils die zur Achse des Führungsteils senkrechte Symmetrieebene der betreffenden Stützfläche gleichzeitig die zur Achse des Führungsteiles senkrechte Symmetrieebene des Lagers des Seitenteiles am Zapfen bildet.

Durch diese Maßnahme wird auch bei sehr hohen radialen Belastungen des Führungsteiles eine Deformation seiner Lagerflächen am Zapfen vermieden, welche zum Verklemmen gegenüber dem Zapfen führen könnte. Das ermöglicht die Verwendung eines äußerst kleinen Spieles zwischen dem Zapfen und der Lagerfläche in der Wand der Seitenteile, so daß auch die Ölverluste in der hydrostatischen Lagerung minimal sein können.

Mit der Hilfe dieser Maßnahme kann somit neben der angestrebten Betriebssicherheit auch ein besonders hoher Wirkungsgrad der Maschine erzielt werden.

Die Stützflächen können am Führungsring seitliche Schultern bilden, die sich im Bereich der neutralen Achse des Querschnittes des Führungsringes befinden, wobei die Stützflächen der Seitenteile in seitlich ausgebogenen Randbereichen der Seitenteile ausgebildet sind, die gegenüber der Symmetrieebene der Lager der Seitenteile versetzt sind. Dadurch wird eine einfache mechanische Ausführungsform erhalten, bei welcher unter Umständen die Stützflächen der Kolben breiter sein können als die axiale Länge des Zylinderblocks.

Zur Verbindung der Seitenteile mit dem Führungsring können Gewindebolzen vorgesehen sein, die im Führungsring durch Bohrungen durchgeführt sind, deren Durchmesser größer ist als der des Bolzenschaftes, derart, daß bei einer Deformation des Führungsringes in seiner Achsenrichtung unter dem Einfluß der Kolbenkräfte der Bolzenschaft außer Berührung mit der Wand der Bohrung bleibt.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine,

F i g. 2 den Schnitt II-H aus der F i g. 1,
F i g. 3 einen Ausschnitt aus der F i g. 1 mit undeformiertem Führungsring in größerem Maßstab und
F i g. 4 einen der F i g. 3 entsprechenden Ausschnitt, wobei der Führungsring durch die Anpreßkraft eines Kolbens deformiert ist.

In der F i g. 1 ist eine hydrostatische Kolbenmaschine dargestellt, die einen Zapfen 2 aufweist, der in einem nicht dargestellten Maschinengehäuse befestigt ist. Der Zapfen hat zylindrische Flächen 3 für die Lagerung eines Führungsteiles 4 und eine zu diesen exzentrische zylindrische Fläche 5 für die Lagerung eines Zylinderblocks 6. Im Zylinderblock sind radial zur zylindrischen Fläche 5 des Zapfens 2 Zylinderbohrungen 7 ausgebildet, in welchen Kolben 8 geführt sind. Die Kolben 8 haben Füße 9 mit ebenen Stützflächen 10, die sich auf ebenfalls ebenen Führungsflächen 11 des Führungsteiles 4 abstützen.

Wie aus der F i g. 2 hervorgeht, sind die Führungsflächen 11 tangential zu einem Kreiszylinder 12 angeordnet, dessen Achse in der Achse A der zylindrischen Flächen 3 liegt. Die Achse A ist gegenüber der Achse B der zylindrischen Fläche 5 des Zapfens 2 um eine Exzentrizität e versetzt.

Im Teil des Zapfens 2 mit der zylindrischen Fläche 5 sind Steuerkanäle 13 und 14 ausgebildet, die über Verbindungskanäle 15 und 16 mit Kanälen 17 und 18 für die Zufuhr bzw. die Entnahme von hydraulischem Druckmittel verbunden sind. Die zylindrischen Flächen 3 des Zapfens 2 sind mit hydrostatischen Lagertaschen 20 versehen, die in bekannter, in den F i g. 1 und 2 nicht dargestellter Weise, an die Kanäle 17 bzw. 18 angeschlossen sind. Durch den Anschluß der Lagertaschen 20 an die Kanäle 17 oder 18 wird, wie bereits in der erwähnten DT-OS 2 134 944 beschrieben, eine Lagerung erhalten, bei welcher auf die Lagerflächen 21 des Führungsteiles 4 Kräfte wirken, welche die seitens der Kolben 8 auf den Führungsteil 4 wirkenden Kräfte im Gleichgewicht halten.

Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, ist der Führungsteil 4 in einen Führungsring 22 und zwei Seitenteile 23 unterteilt. Die Seitenteile 23, in denen die Lagerflächen 21 ausgebildet sind, sind mit dem Führungsring 22 durch zylindrische Flächen 24 an den Seitenteilen und 25 am Ring 22 verbunden. Der Ring 22 stützt sich dabei über seine zylindrischen Flächen 25 an beiden Seiten auf den zylindrischen Flächen 24 der Seitenteile 23 ab. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß eine zur Achse A des Führungsteiles 4 senkrechte Symmetrieebene 5 der Flächen 24 und 25 gleichzeitig die zur Achse des Führungsteiles senkrechte Symmetrieebene der Lagerfläche 21 bildet. Wie aus der Figur hervorgeht, bilden die Stützflächen 25 am Führungsring 22 seitliche Schultern, die sich im Bereich der neutralen Achse X des Querschnittes des Führungsringes 22 befinden. An den Seitenteilen 23 sind die Stützflächen 24 in seitlich ausgebogenen Randbereichen 26 ausgebildet, die gegenüber den Symmetrieebenen 5 der Lagerflächen 21 der Seitenteile 23 versetzt sind.

Wie noch aus den Fig. 1, 3 und 4 hervorgeht, sind zur Verbindung der Seitenteile 23 mit dem Führungsring 22 Gewindebolzen 27 vorgesehen, die im Führungsring 22 durch Bohrungen 28 durchgeführt sind. Der Durchmesser der Bohrungen 28 ist größer als der des Bolzenschaftes, derart, daß bei einer Deformation des Führungsringes 22 nach der F i g. 4 in seiner Achsenrichtung unter dem Einfluß der Kolbenkräfte (P in der F i g. 4) der Schaft des Bolzens 27 außer Berührung mit der Wand der Bohrung 28 bleibt.

Dadurch, daß die Symmetrieebenen der Stützflächen 24 gleichzeitig die Symmetrieebenen der Lagerflächen 21 bilden, wird eine Deformation der Lagerfläche in axialer Richtung, die zu Kantenpressung führen könnte, vermieden. In der Wand des Seitenteiles 23 besteht bei dieser Ausführungsform im Bereich der Lagerfläche 21 nur eine symmetrische Belastung, so daß die Lagerfläche 21 in axialer Richtung in ihrer ganzen Länge gleichmäßig gegen den Zapfen 2 angepreßt wird.

Wie aus den F i g. 3 und 4 hervorgeht, wird bei der vorliegenden Ausbildung des Führungsteiles gleichzeitig vermieden, daß durch die Belastung der Führungsflächen entstehende Biegemomente auf die Seitenteile übertragen werden. Die durch die Kolben hervorgerufenen Kräfte B haben nach der F i g. 4 nur eine Deformation des Führungsringes in seiner Achsenrichtung an der betreffenden Stelle zur Folge, ohne daß diese Deformation in der Form eines Biegemomentes auf die Seitenteile 23 übertragen würde. Auch dadurch wird eine Deformation der Seitenteile 23 vermieden, die zu einem Verklemmen der Lagerflächen 21 auf den Flächen 3 des Zapfens führen könnte.

In der F i g. 1 wurde strichpunktiert eine Hohlwelle 30 dargestellt, die z. B. für den Anschluß eines Motors dienen kann, wenn es sich bei der Maschine um eine Pumpe handelt. Es versteht sich, daß der Anschluß des Führungsteiles auch auf eine andere Weise erfolgen kann.

In der F i g. 1 wurden die Flächen 24 und 25 so dargestellt, daß sie eine gemeinsame Symmetrieebene S haben. Falls diese Flächen seitlich gegeneinander versetzt sind, muß die Symmetrieebene 5 die Symmetrieebene des wirksamen Teiles dieser Flächen sein, an welchem sie aufeinander aufliegen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Kolbenmaschine mit einem um einen Zapfen drehbaren Zylinderblock, in welchem radial zum Zapfen am Umfang des Zylinderblocks verteilte Kolben geführt sind, die an ihren äußeren Enden Füße mit ebenen Stützflächen aufweisen, die entlang ebener Führungsflächen eines Führungsteiles geführt sind, welche tangential zu einer kreiszylindrischen Fläche angeordnet sind, die zur Achse des Zylinderblocks exzentrisch ist, wobei der Führungsteil am Zapfen um die Achse dieser kreiszylindrischen Fläche drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (4) einen Führungsring (22) aufweist, auf welchem die Führungsflächen (11) ausgebildet sind, und der in radialer Richtung auf zwei scheibenförmigen Seitenteilen (23) abgestützt ist, wobei die Abstützung mit der Hilfe von zylindrischen Stützflächen (24, 25) am Führungsring (22) und an den Seitenteilen (23) erfolgt, die derart angeordnet sind, daß jeweils die zur Achse (A) des Führungsteils (4) senkrechte Symmetrieebene (S) der betreffenden Stützfläche (24, 25) gleichzeitig die zur Achse des Führungsteiles senkrechte Symmetrieebene des Lagers (21) des Seitenteiles (23) am Zapfen (2,3) bildet.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (25) am Führungsring

(22) seitliche Schultern bilden, die sich im Bereich der neutralen Achse (X) des Querschnittes des Führungsringes befinden, und daß die Stützflächen (24) der Seitenteile (23) in seitlich ausgebogenen Randbereichen (26) der Seitenteile (23) ausgebildet sind, die gegenüber den Symmetrieebenen (S) der Lager (21) der Seitenteile (23) versetzt sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Seitenteile

(23) mit dem Führungsring (22) Gewindebolzen (27) vorgesehen sind, die im Führungsring (22) durch Bohrungen (28) durchgeführt sind, deren Durchmesser größer ist als der des Bolzenschaftes, derart, daß bei einer Deformation des Führungsringes (22) in seiner Achsenrichtung unter dem Einfluß der Kolbenkräfte der Bolzenschaft außer Berührung mit der Wand der Bohrung (28) bleibt.