DE2616985A1

DE2616985A1 - Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2616985A1
Application number: DE19762616985
Authority: DE
Inventors: Jacques Faisandier
Original assignee: Societe dApplications des Machines Motrices SAMM SA
Current assignee: Societe dApplications des Machines Motrices SAMM SA
Priority date: 1975-04-23
Filing date: 1976-04-17
Publication date: 1976-11-11
Also published as: FR2308806A1

Description

261698$

16 621 /

Societe d¹ Applications des Machines Motrices, 92130 Issy-les-

Moulineaux/Frankreich

Ax ialkolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine in der Form eintu cvxialluLbenmotors oder einer Axialkolbenpumpe.

Eine Axialkolbenmaschine einer bekannten, modex-nen Bauart ist" in Fig. 1 veranschaulicht. Eine solche Axialkolbenmaschine, deren allgemeine Funktion als an sich bekannt nicht naher erläutert zn werden braucht, weist wesentliche Nachteile hinsichtlich der außermittig aufgebrachten Kräfte und damir der Herstellung des Gleichgewichtes an der Verbindung zwischen dem Zylinderblock und der Antriebswelle auf, wodurch (j« w is se Arbt:L t yphasen der Maschine besonders beeinträchtig r werden.

Die in den 'Zylindern h.'rrüchtuiden. Kräfte f ^ Ki; werden durch eine keakti.müitraH L' ausgeglichen, die mit Rucksicht auf die in (Um- Machb.it·.,chaft auftretende geringe keibung senkrecht

BAD ORIGINAL

zur Fläche XY der Taumelscheibe bzw. des Andruckringes PL steht. Die beiden Kräfte F und R wirken auf den Kugelkopf des Kolbens mit dem Mittelpunkt O₁ und ergeben eine Resultierende F₁ = 0 U senkrecht zur Drehachse der Welle, wobei 0 der Mittelpunkt des jeweiligen Kugelkopfes ist. Diese Kraft wird durch nicht näher veranschaulichte Anlagekräfte zwischen dem Kolben und dem Zylinderblock aufgenommen. Die Kraft F₁ tritt bei allen Kolben unter Druck auf und ergibt so eine Resultierende, deren Projektion in der Ebene der Figur OU ist, wobei 0 der Schnittpunkt zwischen der Drehachse der Welle und der Ebene der Mittelpunkte O₁ der Kugelköpfe der Kolben ist. Diese Kraft wird durch eine Kraft O¹ U" von der Welle her und durch ein Moment Cr = QO" χ OU im Gleichgewicht gehalten, welches auf den Zylinderblock ausgeübt werden muß, wobei O¹ der Mittelpunkt des Antriebs und der Verbindung des Zylinderblockes ist. Das Moment Gr wird durch eine Feder RE erzielt, welche den Zylinderblock gemäß einer Kraft F₂ drückt. Diese Kraft F₂ erzeugt bei ihrer Einwirkung auf einen Anlagepunkt V ein Moment 0„V X F₂, welches dem das Ungleichgewicht ergebende Moment Cr entgegenwirkt.

Dieser Nachteil erfordert eine Feder RE, die mit hoher Kraft auf Druck belastet ist. Dadurch wird die innere Reibung der Maschine erhöht und somit der Wirkungsgrad vermindert. Darübe^iinaus wird bei einer Verwendung der Maschine als Hydraulikmotor die Leistung bei geringen Geschwindigkeiten, also im Langsamlauf, vermindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch mechanische Maßnahmen die Achsverlagerung oder Exzentrizität 00' zu vermeiden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verbindung ab zwischen dem ZyI inderb Lock und der Welle mit dem Mittelpunkt 0' über die Entfernung O¹O verschoben. Dabei kann der Punkt ü als starrer Befestigungspunkt zwischen den Kolben, dem Andiuck·

Γ. 0 9 8 L 6 / d η R R

BAD ORIGfNAL

ring und der Taumelscheibe angesehen werden, wobei die Schrägstellung der Taumelscheibe als feste Eingangsgröße des Problems betrachtet werden kann, welches lediglich durch eine Verschiebung des Punktes 0' lösbar ist. Dabei kann die Betrachtung auch so erfolgen, als wenn der Kugelkopf der Welle einen Freiheitsgrad in Axialrichtung gegenüber dem Zylinderblock besäße, um den normalen Andruck des Druckringes an die Taumelscheibe sowie den Andruck des Zylinderblockes auf die Verteilerfläche zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es auch, diese letztgenannten Pro bieme zu lösen. Erfindungsgemäß und im Unterschied zu dem aus Fig. 1 ersichtlichen Stand der Technik ist der Kugelkopf nicht mit der Drehwelle verbunden, sondern mit dem Zylinderblock selbst, derart, daß er im Zylinderblock gleiten kann. Dadurch kann die Erfindung nicht nur das Ungleichgewicht beseitigen, welches zusätzliche innere Reibung und damit einen Wirkungsgradverlust zur Folge hat, sondern ermöglicht darüber/hinaus als Folge des erzielten Gleichgewichtes auch eine geringe Kraft Fp, was wiederum zur Verbesserung des Wirkungsgrades beiträgt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbinduncj mit den Ansprüchen.
Es /,eigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine allgemein bekannte Axialkolbenpumpe, >a >bei der !.reis C denjenigen Heraich angibt, in dem die erfindungsgemäßen Abänderungen liegen,

Fig. 2 in vergrößert i-r Darstellung die durch din Kreis C in Fig. 1 verari''>-h.iul ichte Einzel holt im ILiI lischnitt gemäß Linie OX , n Fig. 3 zur Ver uir.rhau : ι < hung dor erf i ndung s g em aß · > > /ibanduruny en,

BAD ORIGINAL

-A-

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie OC¹ in Fig. 2 und Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie O¹¹Z in Fig. 3.

In Fig. 2 ist mit 1 der Zylinderblock bezeichnet, wobei der Punkt 0 gleichzeitig Mittelpunkt des kugel kopfes 2 und der Mittelpunkt des Antriebes und der Verbindung de.s Zylinderblocks 1 mittels der Welle 3 ist.

Der Antrieb erfolgt über eine Nuten—Keil-Verbindung, wobei die Nuten des Zylinderblockes eine Länge a'b" und diejenigen der Welle eine Länge b'g aufweisen, wobei der Abschnitt a'g lediglich die Festigkeit bzw. die starre Bauweise der Welle verbessern soll. Der Kugelkopf weist in seinem der Welle benachbarten Abschnitt Nuten auf, die auf entsprechend angepaßten Keilen oder Vorsprüngen des Zylinderblockes gleiten, wobei der Abschnitt d"e der Keilnuten des Zylinderblockes neben der Ermöglichung einer Gleitbewegung der Zentrierung des Kugelkopfes dient. Der eigentliche Antrieb erfolgt im Bereich a'b¹ und a"b" der Keilnuten.

Die Kraft der Feder 4 braucht in der eingangs erläuterten Weise nicht sehr groß zu sein; sie muß lediglich dazu ausreichen, die Arbeitsteile in ihrer Lage zu sichern und muß die auftretenden axialen Komponenten der Besen!eunigungskräfte auf den Druckring sowie das unausgeglichene Moment infolge der Zentrifugalkräfte auf die Kolben übersteigen. Hierzu kann anstelle einer Federkraft von bislier beispielsweise 150N (i50daN) nur eine solche von 30 N (30 daN) für die Feder 4 liegt in an sich bekannter Weise an einem Druckring 5 an. Der Druckring 5 weist in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise drei im wesentlichen in gleichen Winl·ei abständen angeordnete Vorsprünge oder Zähne auf, die erfindungsgemäß in den Zylinderblock verlängert sind und in der Ebene d'd" am Kugelkopf anliegen, ohne die üblichen Maßnahmen zu beeinträchtigen, so daß der Kugelkopf mit der Welle drehfest ver-

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banden ist, sich dabei aber in axialer Richtung in gewissem Umfangt- bewegen kann.

Um einen Durchgang der drei Zähne oder Vorsprünge durch den Antriebsbertiich a'b¹ - a^Mb" zu ermöglichen, sind in der Welle drei Nuten im Winkelabstdnd von 120° vorgesehen, von denen jede fur den Durchtritt eines der Zähne des Druckringes 5 dient, wie dies aus Fig. 3 gemäß Schnittlinie O¹¹Z ersichtlich ist, in der der mit 5¹ bezeichnete Vorsprung oder Zahn, der den Antriebsbereich durchsetzt, zwar nicht näher dargestellt ist, dafür aber aus der entsprechenden Darstellung gemäß Fig. ersichtlich ist« Die einstückige Herstellung des Druckringes und der drei Zähne oder Vorsprünge gewährleistet eine ausgezeichnete Führung, während im Falle einer getrennten Herstellung der Zähne und des Druckringes dieser eine erhebliche Länge erhalten müßte, um jegliche Verklemmungen an der Welle zu vermeiden. Gegebenenfalls können die drei Zähne oder Vorsprünge, die beispielsweise zylindrisch ausgebildet sind, in Lagerausnehmungen oder Steckschächten im Ring gehalten sein, wobei zusätzlich im Bedarfsfall eine Verklebung erfolgen kann, wodurch die gleitende Baugruppe eine Grundführung erhält.

Gemäß Fig. 1 ist die Welle durch das Kugellager RA axial nicht gehalten. Sie besitzt daher ein axiales Spiel, welches durch die Länge b'd^M (vgl. Fig. 2) bezüglich ihrer Verschiebung gegen den Kugelkopf und die Taumelscheibe sowie durch das Spiel jk (vgl. Fig. 1) begrenzt ist.

Erfindungsgemäß wird das Spiel jk beseitigt und durch irgendein als Anschlag wirkendes Axiallager, sei es ein Gleitlager oder ein Wälzlager, ersetzt, wobei die dabei auftretenden Kräfte sehr gering sind. Ebenso könnte anstelle des in Fig* J veranschaulichten Nadellagers ein die Axialkräfte aufnehmendes Wälzlager vorgesehen sein.

6 0 9 8 U 6 / ή ο ρ S

bad original:

Claims

2Ö1S385 P a t ent ans prüche

1. Axialkolbenmaschine, nämlich Hydraulikpumpe oder Hydraulikmotor, bei der die Achsen der Pumpenkolben parallel zur Antriebsachse des Zylinderblockes liegen und deren Taumelscheibe auf einen Kugelkopf wirkt, dessen Mittelpunkt mit dem Antriebsmittelpunkt und der Verbindung des Zylinderblocks zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkopf (2) mit der Welle (1) bewegungsfest verbunden ist, und zwar über eine Gleitbewegungen zulassende Nuten-Keil-Verbindung.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkopf (2) mittels an sich bekannter Zähne oder Vorsprünge (5¹) mit der Welle (3) drehfest verbunden ist, wobei jedoch die Zähne oder Vorsprünge durch die Nuten hindurch bis in den Kugelkopf verlängert sind.

3« Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der Zähne oder Vorsprünge (5¹) fest mit einem Druckring (5) verbunden ist, auf dem die an sich bekannte Feder (4) wirkt, welche den Kugelkopf in Richtung auf die Taumelscheibe drückt.

6 0 9 8 A 6 / 0 ρ fi
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