DE2355947C2 - Hydrostatische Kolbenmaschine - Google Patents

Description

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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 auf mindestens einer mit Schmiermittelzufuhr versehenen Lagerfläche eines Zapfens um die Achse der kreiszylindrischen Fläche drehbar gelagert ist.

Eine derartige Kolbenmaschine ist z. B. aus der schweizerischen Patentschrift 5 40 427 bekannt. Es ist auch bereits eine derartige Kolbenmaschine vorgeschlagen worden, bei welcher der Führungsteil Bohrungen aufweist, mit deren Hilfe er auf einem Zapfen gelagert ist. Der Zapfen ist dabei mit einer Schmiermittelzufuhr, vorzugsweise mit Schmiertaschen nach der Art einer hydrostatischen Lagerung, versehen.

Bei einer derartigen Maschine, insbesondere wenn sie für hohe Drücke bestimmt ist, muß das Lagerspiel zwischen dem Zapfen und der Bohrung des Führungsteiles möglichst klein gewählt werden, um übermäßige Verluste durch ausströmendes öl zu vermeiden. Dabei besteht jedoch die Schwierigkeit, daß sich der Zapfen im Betrieb weit mehr erwärmt als der Führungsteil, so daß die Gefahr eines Festklemmens des Lagers besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Kolbenmaschine der obengenannten Gattune zu schaffen, bei welcher diese Gefahr vermieden wird und ein kleines Lagerspiel gewählt werden kann, so daß kleine Verluste an hydraulischem Druckmittel entstehen, wobei trotzdem die Gefahr eines Verklemmens ausgeschlossen wird.

Die hydrostatische Kolbenmaschine, durch welche diese Aufgabe gelöst wird, ist d durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Führungsteil und der Lagerfläche ein schwimmender Lagerring angeordnet ist, dessen Lagerspiel in kaltem Zustand gegenüber der Lagerfläche kleiner ist als sein Spiel gegenüber der Bohrung des Gehäuses.

Durch diese Ausbildung ist der Lagerzapfen von einem Ring umgeben, welcher eine kleine Masse aufweist und daher jeweils rasch im Betrieb zusammen mit dem Zapfen auf die gleiche Temperatur aufgewärmt wird. Die daraus sich ergebende Wärmedehnung wird durch das größere Spie! in der Bohrung des Führungsteiles ermöglicht. Da die Außenfläche des Ringes und die Innenfläche der Bohrung des Führungsteiles weniger geschmiert sind und einen größeren Durchmesser aufweisen, besteht zwischen ihnen ein größeres Reibungsmoment als zwischen dem Ring und dem Zapfen. Der Ring hat daher eine Tendenz, sich gegenüber dem Zapfen zu drehen und im Gehäuse festzustehen, wobei jedoch kleinere Bewegungen möglich sind.

Wie bereits erwähnt, kann die Lagerfiäche in an sich bekannter Weise mit Schmiertaschen für eine hydrostatische Schmieranordnung versehen sein. Bei kleineren Drücken kann jedoch auch eine hydrodynamische Schmierung vorgesehen sein.

Vorzugsweise können der Zapfen, der Führungsteil und der Lagerring alle aus einem Material mit gleichem Koeffizienten der Wärmedehnung bestehen. Dadurch werden einfache Verhältnisse bei der Herstellung und im Betrieb geschaffen. Der Ring kann aus dem gleichen Material hergestellt sein, da er im Betrieb im wesentlichen die gleiche Temperatur wie der Lagerzapfen annimmt und daher seine Ausdehnung gleich groß ist, so daß sich das Lagerspiel praktisch nicht verändert.

Die Erfindung wird mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Axialschnitt einer hydrostatischen Kolbenmaschine mit einem Zapfen 1, um welchen ein Zylinderblock 2 drehbar ist. Im Zylinderblock 2 sind Kolben 3 geführt, die an ihren Enden Füße 4 mit ebenen Stützflächen 5 aufweisen. Die Füße sind in an sich bekannter Weise entlang ebener Führungsflächen 6 eines Führungsteiles 7 geführt, die tangential zu einer kreiszylindrischen Fläche angeordnet sind, welche eine Achse A hat. Die Achse A ist zur Achse B eines Teiles 8 des Zapfens exzentrisch, auf welchem der Zylinderblock 2 gelagert ist.

Durch die Exzentrizität eder Achsen A und B entstehen in an sich bekannte- Weise bei einer gemeinsamen Drehung des Zylinderblocks 2 und des Führungsteiles 7 um ihre Achsen A und B Pumpbewegungen der Kolben 3. Dadurch wird das Volumen von Zylinderräumen 10 verändert, die durch Kanäle 11 im Zylinderblock 2 und 12, 13 im Zapfen 1,8 an Leitungen für ein hydraulisches Druckmittel anschließbar sind. ]e nach der Anordnung kann die Maschine entweder als Pumpe oder als Motor arbeiten. Das Prinzip der Arbeitsweise der Maschine ist näher in der erwähnten schweizerischen Patentschrift 5 40 427 beschrieben, so daß es sich erübrigt, darauf näher einzugehen.

Wie aus der Figur hervorgehl, sind Seitenwände 14 des Führungsteiles 7 mit Bohrungen 15 versehen, in

welchen Lagerringe ί6 angeordnet sind. Die Lagerringe 16 umschließen Lagerflächen 17 de? Zapfens 1. Wie noch aus der Figur hervorgehl, sind die Lagerflächen 17 mit Taschen 18 für eine hydrostatische Schmierung versehen, die in bekannter Weise durch Kanäle 20 mit den Kanälen 12 bzw. 13 verbunden sind. Der Zapfen 1 kann in einem nicht dargestellten Gehäuse befestigt sein. Dem Führungsteil 7 kann ein Drehmoment durch eine Verzahnung 19 zugeführt bzw. entnommen werden.

Das Lagerspiel zwischen der Lagerfläche Ϊ7 und der Bohrung des Ringes 16 ist durch die Differenz der Durchmesser Dz und Dr des Ringes bestimmt. Zwischen dem Lagerring und der Bohrung 15 besteht ein Spiel, das durch die Differenz Dg- Du gegeben ist, wo- '5 bei Da der Außendurchmesser des Ringes 16 und Dg der Innendurchmesser der Bohrung 15 ist.

Zur Erzielung der erfindungsgemäßen Wirkung ist das Spiel (Dr- Dz) kleiner als das Spiel (Dg- Da). Dabei kann das Spiel [Dr- Dz) das kleinste Spiel sein, das *o ohne Rücksicht auf Temperaturdifferenzen eine einwandfreie hydrostatische Lagerung des Ringes 16 auf der Lagerfläche 17 des Zapfens 1 gestattet. Dadurch ergeben sich im Betrieb minimale Verluste durch Ausströmung des hydrostatischen Druckmittels, vorzugsweise Öles, aus der Lagerung. Wenn sich der Lagerzapfen 1 erwärmt, so nehmen die Ringe 16 praktisch gleichzeitig die gleiche Temperatur an. Das Spiel (Dr- Dz) bleibt daher unverändert. F.s vermindert sich nur das Spiel (D₁^- Cu), das entsprechend groß gewählt werden kann. Wegen der einwandfreien Schmierung zwischen dem Ring 16 und dem Zapfen 1 dreht sich der Ring 16 um den Zapfen und nicht im Führungsteil. Wegen der im Betrieb unveränderten Richtung der Kraft, mit welcher sich der Führungsteil 7 am Zapfen 1 abstützt, bleibt der Ring 16 gegenüber dem Führungsteii 7 praktisch unbeweglich.

Bei einer Ausführungsform der Maschine mit einem Durchmesser des Zapfens 1 bzw. der Lagerfläche 17 von 100 mm betrug das Spiel (Dr- Dz) 0,02 bis 0.04 mm und das Spiel (Dg- Da) 0,1 mm.

Hierzu 1 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 auf mindestens einer mit Schrriermittelzufuhr versehenen Lagerfläche eines Zapfens um die Achse der kreiszylindrischen Fläche drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Führungsteil (7) und der Lagerfläche (17) ein schwimmender Lagerring (16) angeordnet ist, dessen Lagerspiel (DR- Dz) in kaltem Zustand gegenüber der Lagerfläche (17) kleiner ist als sein Spiel (Dg- Da) gegenüber der Bohrung (15) des Führungsteiles.

2. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (17) in an sich bekannter Weise mit Schmiertasehen (18) für eine hydrostatische Schmieranordnung versehen ist.

3. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (1, 8), der Führungsteil (7) und der Lagerring (16) alle aus einem Material mit gleichem Koeffizienten der Wärmedehnung bestehen.