DE2617879A1

DE2617879A1 - Heavy duty axial piston, swashplate pump or motor - has spherically shaped cylinder clearance space and cylinder block walls bulged locally

Info

Publication number: DE2617879A1
Application number: DE19762617879
Authority: DE
Inventors: Gennady Petrowitsc Koschelenko; Rafail Moiseewitsch Pasynkow; Leonid Isaakowitsch Schemper; Michail Alexandrowitsch Sin
Original assignee: VNII STR I DOROSCHNOWO MASH
Current assignee: VNII STR I DOROSCHNOWO MASH
Priority date: 1976-04-23
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE2617879C3; DE2617879B2

Abstract

The heavy duty axial piston, swashplate type, pump/motor is conventional with a rotating cylinder block in which pistons reciprocate by virtue of being movably mounted in a plate set at an angle to the cylinder block axis. However that part (18) of each cylinder into which the piston does not enter has a spherical surface, and is connected to the end opening (14) by a smooth curve. To maintin an even wall thickness, the outside surface of the block is bulged out concentrically in that vicinity (27). Alternatively a reinforcing strap, the same width as the bored-out part of the cylinder, is fitted around the block.

Description

AxIAILKOL3EN- STRÖMUNGSMACHINE AXIAIL COLUMN FLOW MACHINE

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Druckflussigkeit santriebe (Olhydraulik), insbesondere auf Axialkolben-Strömungsmaschinen. The invention relates to the field of pressure fluid drives (Oil hydraulics), especially on axial piston flow machines.

Solche Strömungsmaschinen werden weitgehend in Plugzeugen, Fördergeräten, Hebezeugen und Strassenbaumaschinen verwendet, es ist auch die Anwendung solcher Strömungsmaschinen für Hochseeschiffe und Flussfahrzeuge, Hütten-Walzstrassen, Werkzeug maschinen, Pressen, Fertigungsstrassen und automatische Einrichtungen bekannt. Such flow machines are largely used in plug tools, conveyors, Hoists and road construction machines are used, it is also the application of such Fluid flow machines for ocean-going ships and river vehicles, iron mill lines, tools machines, presses, production lines and automatic devices are known.

Die Erfindung kann sehr erfolgreich bei Axialkolbenpumpen und Hydromotoren für Erdbau-Fördermaschinen, insbesondere für Bagger und Schlepper mit uruckflusslgkeitsgetriebe (Druckflüssigkeits-Transmission) benutzt werden. Die Verwendungs praxis von Axialkolben-Strömungsmaschinen zeigt, dass ihre Hauptkenngrössen-Flüssigkeitsdruckwert, Wellendrehzahl und Lebensdauer - meistens von der Bauart und den Festigkeitseigenschaften des Zylinderblocka und der Gestalt der Arbeitskammern abhängig sind. The invention can be very successful in axial piston pumps and hydraulic motors for earthworks hoisting machines, especially for excavators and tractors with backflow gears (Hydraulic fluid transmission) can be used. The practical use of axial piston fluid flow machines shows that their main parameters - fluid pressure value, shaft speed and service life - mostly on the type and strength properties of the cylinder block and the shape of the working chambers are dependent.

In den meisten Fällen, wenn der Reibverschleiss der gleitenden Reibungspaare durch entsprechende Filtration der Arbeitsflüssigkeit beseitigt ist und wenn die Lager mit erforderlicher Reserve gewählt sind,kann es zu einem Bruch des Zylinderblocks kommen. In most cases, when the fretting of the sliding friction pairs is eliminated by appropriate filtration of the working fluid and if the If bearings with the required reserve are selected, the cylinder block may break come.

Die Sicherung einer entsprechenden Festigkeit des Blocks ist daher eine wichtig.e Aufgabe bei der Entwicklung von Strömungsmaschinen für hohe Drücke. Je grösser die Wellendrehzahl und höher der Druckwert sind, desto höher ist die spezifische Leistung der Strömungsmaschine. Die Anwendung von Hydraulikantrieben (Druckölantrieben) für Pumpen und hydromotoren mit erhöhter spezifischer Leistung ergibt einen erheblichen wirtschaftlichen Nutzen bezu gleich der Herstellungs-Selbstkosten sowie der Betriebekosten, falls mit dem Anstieg der spezifischen Leistung die Lebensdauer der Stromungsmaschine nicht verkürzt wird. Somit ist die Entwicklung einer neuen Konstruktion des Zylinderblocks, die fur hohe Kenngrössen und eine lange Lebensdauer berechnet ist, eine aktuelle Aufgabe für alle Hersteller von Axialkolben-Strömungsmaschinen. Ensuring a corresponding strength of the block is therefore an important task in the development of fluid flow machines for high pressures. The greater the shaft speed and the higher the pressure value, the higher the specific power of the turbomachine. The use of hydraulic drives (Pressurized oil drives) for pumps and hydraulic motors with increased specific power results in a significant economic benefit bezu equal to the production cost as well as the operating costs, if the service life increases with the increase in the specific power the flow machine is not shortened. Thus, the development is a new one Construction of the cylinder block, which for high parameters and a long service life is a current task for all manufacturers of axial piston fluid flow machines.

Die GB-Patentschrift 1235696 betrifft Axialkolben--Strömungsmaschinen, bei denen der Zylinderblock aus Einzelzylindern besteht, die in zwei Schreiben befestigt sind, ton denen die eine am Stirnverteiler anliegt, während die andere gleichzeitig mit der ersten die Verbindung der Zylinder zu einer steifai 3augruppe gewährleistet. Die Scheiben sind voneinander in einem Abstand entfernt, der gleich der Zylinderlänge ist, und durch Zuganker mit eitander verbunden. GB patent specification 1235696 relates to axial piston flow machines, where the cylinder block consists of single cylinders attached in two letters are, ton which one is applied to the front distributor while the other is at the same time with the first, the connection of the cylinders to a rigid assembly is guaranteed. The disks are spaced from one another by a distance equal to the length of the cylinder is, and connected to each other by tie rods.

Bei einer solchen Bauart ist zwar eine Festigkeitserhöhung der Arbeitskammern erreicht, jedoch ist der Schnitt Jeder Kammer nicht gleichfest, die Arbeitskammergestalt ist so angenommen, dass Spannungsanhäufungen nicht beseitigt sind, deshalb kann die Eriznldungsfestigkeit des Zylinderblocks nicht erhöht werden. In Hinsicht auf die Bauart und Technologie ist diese Konstruktion komplizierter als ein einheitlicher Zylinderblock und findet aus diesem Gründe keine Anwendung in der Praxis. With such a design there is an increase in the strength of the working chambers reached, but the cut of each chamber is not the same, the shape of the working chamber is assumed in such a way that stress accumulations are not eliminated, therefore can the ignition strength of the cylinder block cannot be increased. In terms of In terms of design and technology, this construction is more complicated than a unitary one Cylinder block and for this reason is not used in practice.

Die bekannten Bauarten von Axialkolben-Strömungsmaschinen haben einen Zylinderblock, in dessen Axialbohrungen die Kolben eine Hih- und Her bewegung vollziehen. Die Kolben begrenzen die Arbeitskammern. Ein Teil der Arbeitskammern steht über Kanäle mit dem Hochdruckraum und der andere Teil über Kanäle mit dem Niederdruckraum in Verbindung, während uberqueren einer Blockumdrehung # alle Kolben abwechselnd zwei Totpunkte. Beim Durchkreuzen der Totpunkte erfolgt in jeder der Arbeitskammern nacheinander eine momentane Anderung des Flüssigkeitsdruckes. Je höher der Druckwert und grösser die Wellendrehzahl ist, desto grösser ist die Amplitude und Häufigkeit der Druckschwankungen in den Arbeitskammern. In allen Fällen führt die Differenz zwischen dem Druckwert in der Arbeitskammer d.h. im Inneren der Axialbohrung, und dem Druck ausserhalb des Zylinder blocks sowie dem Druckwert in der benachbarten Arbeitekammer, deren Kolben eine zu dem torhergehelLden' Kolben gegenphasige Stellung einnimmt, zu einer Verformung der Blockwinde. The known types of axial piston flow machines have one Cylinder block in whose axial bores the pistons move up and down. The pistons limit the working chambers. Part of the working chambers protrudes Channels with the high pressure space and the other part via channels with the low pressure space in connection while crossing one block revolution # all pistons alternately two dead points. When crossing the dead center takes place in each of the working chambers successively a momentary change in the fluid pressure. The higher the pressure value and the greater the shaft speed, the greater the amplitude and frequency the pressure fluctuations in the working chambers. In all cases the difference leads between the pressure value in the working chamber, i.e. inside the axial bore, and the pressure outside the cylinder block and the pressure value in the neighboring one Working chamber, the piston of which is in a position in phase opposition to the torhergehelLden 'piston assumes, to a deformation of the log winch.

Der Nachteil der bekannten Bauarten von Axialkolben-Strömungsmaschinen besteht darin, dass die Konstruktion des Zylinderblocke den Einfluss der Arbeitskammerform und der Aussengestaltung des Blocks auf seine statische- und ErmEaungsfestigkeit nicht berücksichtigt. Bei diesen Konstruktionen ist die Gleichfestigkeit der Blockquerschnitte in der Zone der Arbeitskammern, die durch die Stirnfläche des im Totpunkt stehenden Kolbens begrenzt sind, nicht gewährleistet. Die Arbeitskammer, die über einen entsprechenden Kanal mit dem Hochdruck- bzw. The disadvantage of the known types of axial piston flow machines is that the design of the cylinder block has the influence of the shape of the working chamber and the external design of the block for its static and fatigue strength not taken into account. In these constructions, the same strength is the block cross-sections in the zone of the working chambers, through the face of the standing in the dead center Pistons are limited, not guaranteed. The working chamber, which has a corresponding Channel with the high pressure resp.

Niederdruckraum in Verbindung steht, hat verschiedene Querschnitte zum Durchströnen der Flüssigkeit. Die schroffen Queruncl schnittsübergänge v Bohrungen bilden Spannungsanhäufungen und vermindern die ErmEdungsfestigkeit des Zylinderblocks.Low pressure chamber is in communication, has different cross-sections for flowing through the liquid. The jagged cross-sectional transitions v holes build up stress accumulations and reduce the fatigue strength of the cylinder block.

Es ist bereits eine Axialkolben-Strömungsmaschine (DE--Patentschrift Nr. 386835 Klasse 47 h. 17) mit einem sphärisebs en Stirnverteiler und einem mittels Pleuel rotierenden Zylinderblock bekannt, wobei die Seitenflächen der Pleuel die Innenflächen der Kolben berühren und dadurch das Drehmoment von der WeLle auf den sylinderblock übertragen können. It is already an axial piston fluid flow machine (DE patent No. 386835 class 47 h. 17) with a spherical face distributor and a medium Connecting rod rotating cylinder block known, the side surfaces of the connecting rods Touch the inner surfaces of the pistons and thereby transfer the torque from the shaft to the can transfer cylinder block.

Die Welle sitzt in Radial- bzw. Drucklagern. Auf dem Wellenflansch sind Kugelköpfe der Pleuel befestigt, deren andere Enden mit den Kolben gelenkig verbunden sind. Da die Achse des Zylinderblocks, in dessen axialen Bohrungen die Kolben sitzen, geneigt zur Wellenachse ist, vollziehen die letzteren beim Rotieren der Welle und des Zylinderblocks eine Hin- und Herbewegung. in bezug auf den Zylinderblock. In Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung der Kolben in den Zylinderblockbohrungen strömt die Flüssigkeit in die Arbeitskammern ein oder läuft aus den letzteren. Die Arbeitskammern, deren Kolben in eine und dieselbe Richtung laufen, sind durch einen Kanal mit dem Hochdruck- oder dem Wiederdruckraum verbunden. Wahrend der Rotation des Zylinder blocks wird pro Umdrehung in jeder der Arbeitskammern der Flüssigkeitsdruck zweimal geändert. The shaft sits in radial or thrust bearings. On the shaft flange the ball heads of the connecting rods are attached, the other ends of which are articulated with the piston are connected. Since the axis of the cylinder block, in whose axial bores the Pistons sit inclined to the shaft axis, the latter perform when rotating the shaft and the cylinder block reciprocate. with respect to the cylinder block. Depending on the direction of movement of the pistons in the cylinder block bores the liquid flows into the working chambers or runs the end the latter. The working chambers, the pistons of which run in one and the same direction, are connected by a channel to the high pressure or low pressure chamber. While the rotation of the cylinder block is per revolution in each of the working chambers the fluid pressure changed twice.

Der volumetrische Wirkungsgrad der Strömungsmaschine wird durch Leckströmungen und Uberströmungen der Flüssigkeit aus den Arbeitskommern bestimmt. The volumetric efficiency of the turbomachine is determined by leakage flows and overflows of the liquid from the working chamber are determined.

Unter ZLeckströmungen" verstehen wir dieJenige Flüssigkeit, die aus der DruckkRmmer abiliesst und in den Hohlraum des Pumpengehäuses gelangt. By "leakage currents" we mean the fluid that flows out of the pressure manifold drains and enters the cavity of the pump housing.

Unter "2berströmungen" verstehen wir diejenige Flüssigkeit, die aus der Druckkammer abfliesst und über den Verteiler in die Arbeitskammer der anderen Phase (Abfluss - oder Saugkammer) gelangt. By "overflows" we mean the liquid that comes from the pressure chamber flows off and via the distributor into the working chamber of the other Phase (discharge or suction chamber) reached.

Die Leckströmungen aus den Arbeitskammern gelangen in das Gehäuse der Strömungsmaschine und werden von hier- dem Behälter zugeführt; der Flüssigkeitsdruck im Gehäuse und ausgewöhnlich serhalb des Zylinderblocks übersteigt den Luftdruck ç unr einen geringen Wert. The leakage flows from the working chambers enter the housing the turbo-machine and are fed from here to the container; the fluid pressure in the housing and exceptionally inside the cylinder block exceeds the air pressure ç unr a low value.

Beim Rotieren der Antriebswelle in Wälzlagern vollziehen die gelenkig mit der Welle verbundenen Pleuel mit den Kolben gemeinsam eine Rotationabesegung in bezug auf das feststehende Gehäuse der Strömungsmaschine und eine Hin- und Herbewegung in bezug auf des Zylinderblocks. Die sphärische Stirnfläche des Zylinderblocks gleitet auf der sphärischen Oberfläche des Verteilers. Die Hochdruck- bzw. Niederdruckkanale des Verteilers sind mit den Zuführungsleitungen verbunden, durch welche die Blüssigkeit an die Strömungsmaschine zugeführtoder von der letzteren abgeleitet wird. When the drive shaft rotates in roller bearings, they are articulated connected to the shaft connecting rod with the piston together a rotational movement with respect to the fixed housing of the turbo machine and a reciprocating movement with respect to the cylinder block. The spherical face of the cylinder block slides on the spherical surface of the manifold. The high pressure or low pressure channels of the distributor are connected to the supply lines Which the liquid is fed to the turbomachine or derived from the latter will.

Somit ändert sich der Druck in den Arbeitskammern. intermittierend vom Förderdruckwert bis zum Saugdruck- oder Abflussdruckwert mit einer der Zylinderblock-Umlaufgeschwindigkeit und der Strömungsmaschinen-Kolbenzahl proportionalen Häufig keit. Dadurch treten in den Zylinderblockwänden, die die Arbeitskammern begrenzen, Wechselspannungen auf, welche Ermüdungsbrüche der Blockwände verursachen. Die Wirkung der Eriiflidungsbrüche wird durch verschiedene Spannungsanhäufungen vergrössert, und zwar durch die grosse Differenz der Blockquerschnitte im Bereich der Arbeitskammern, durch das Fehlen von Hohlkehlen in den Arbeitskaimnern und Kanälen, die die Arbeitskammern mit den Kanälen des Verteilers verbinden. This changes the pressure in the working chambers. intermittently from the delivery pressure value to the suction pressure or discharge pressure value with one of the cylinder block rotational speed and the frequency proportional to the number of pistons in the flow machine. Step through it AC voltages in the cylinder block walls that limit the working chambers which causes fatigue fractures in the log walls. The effect of the malfunction is increased by various accumulations of stress, namely by the large one Difference in block cross-sections in the area of the working chambers due to the lack of them of fillets in the working chambers and channels that connect the working chambers to the Connect the channels of the distributor.

In Zusammenhang damit erfolgen relativ schnelle Ermüdungsbrüche des Zylinderblocks im Bereich der Arbeitskammern. In connection with this, there are relatively rapid fatigue fractures of the Cylinder blocks in the area of the working chambers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolben-Stro"mungsmaschine zu schaffen, bei der die Arbeitskamr mern so ausgeführt sind, dass der Zylinderblock hohe Föder-und druckwertev eine grössere Umlauffrequenz aushält und eine erforderliche Lebensdauer der Konstruktion gewährleistet0 Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass an der Axialkolben-Strömungsmaschine in deren rotierendem Zylinderblock hin- und herbewegbare Kolben untergebracht sind, welche die Arbeitskammern begrenzen, von denen die einen durch einen Kanal mit dem Hochdruckraum und die anderen durch einen Kanal mit dem Niederdruckraum in Verbindung stehen, erfindungsgernäss die Fläche einer Jeden Arbeitskammer bei ihrem kleinsten Rauminhalt sphärisch ausgeführt und gleichmässig mit dem Kanal verbunden ist. The invention is based on the object of an axial piston flow machine to create, in which the working chambers are designed so that the cylinder block high conveying and pressure values, a greater frequency of rotation and a required Lifetime of the construction guaranteed0 The given task was thereby solved that on the axial piston fluid flow machine in its rotating cylinder block reciprocating pistons are housed, which limit the working chambers, of which one through a channel with the high pressure chamber and the other through a channel are in communication with the low pressure chamber, according to the invention the The surface of each working chamber with its smallest volume is made spherical and is evenly connected to the canal.

Die auf diese Weise ausgeführte Strömungsmaschine ist durch eine verlängerte Lebensdauer gekennzeichnet, die infolge der Festigkeitserhöhung des Zylinderblocks erreicht wird, das die Form der Arbeitskammer und die Au ß>ngestaltung des Zylinderblocks im Arbeitskammerbereich unter Einhaltung einer ungefähren Gleichfestgkeit der Blockwände in allen Richtungen sowie unter Berücksichtigung einer Beseitigung von Spannungs anhäufungen ausgeführt sind, die die Ermudungsfestigkeit vermindern. The turbo machine executed in this way is by a extended service life, which is due to the increased strength of the Cylinder block is achieved, the shape of the working chamber and the Au ß> ngestaltung of the cylinder block in the working chamber area while maintaining an approximate uniformity of the block walls in all directions and taking into account removal are carried out by stress accumulations, which reduce the fatigue strength.

Bei einer solchen Gestalt der Arbeitskammer werden im Augenblick der scharfen Änderung des Flüssigkeitsdruckes in derselben die Verformung und Spannungen in den Arbeitskammerwänden gleichmässig verteilte Im Augenblick der Flüssigkeitskompression in der Arbeitskammer entsteht in der letzteren eine Stosswelle, die eine Geräuschursache darstellt. Der Lärmpegel ist von der Lage bes Stosswellenbrennpunktes in bezug auf die Arbeitskammerwände abhängig. Der Stosswellenbrennpunkt fällt ungefähr mit dem Kreuzpunkt der Symmetrieachsen der sphartschen Arbeitakammerfläche zusammen. Infolge einer derartigen Gestalt der Arbeitskammer werden die statische sowie die Ermüdungsfestigkeit des Zylinderblocks wesentlich erhöht und der Lärmpegel vermindert. With such a shape the working chamber will be at the moment the sharp change in the fluid pressure in the same the deformation and stresses evenly distributed in the working chamber walls at the moment of liquid compression In the working chamber, a shock wave is created in the latter, which is the cause of noise represents. The noise level is related to the location of the shock wave focus the working chamber walls dependent. The shock wave focus coincides roughly with the The intersection of the axes of symmetry of the Sphart work chamber surface. As a result Such a shape of the working chamber is the static as well as the fatigue strength of the cylinder block is significantly increased and the noise level is reduced.

Es ist zweckmässig, dass die Aussenfläche des Zylinderblock£ im Bereich der Arbeitskammern mit sphärischer Fläche konzentrisch zu der erwähnten Kammerfläche liegt. It is useful that the outer surface of the cylinder block £ in the area the working chambers with spherical surface concentric to the mentioned chamber surface lies.

Zum Unterschied von bekannten Bauarten, bei denen der in Diametralrichtung ausgedehnte Blockstirnteil eine Erhöhung der Verteilungsstützfläche sichert und mit der Arbeitskammerforzn keinerlei Bezug hat, gewährleistet die erfindungsgemä sse Bauart durch die beschriebene Konstruktion eine Gleichfestigkeit der Blockwände. Ausserdem vergrössert eine solche Blockgestalt die Steifigkeit und verringert die Verformung der Blockwände um die Arbeitskammer. Dies ist besonders für die Verminderung der Durchbiegung im Kammerbodenteil in Richtung der Verteilungsstirn wichtig, deren Fläche mit hoher Genauigkeit ausgeführt wird und deren Unebenheiten kleiner als die Dicke des Flüssigkeitsfilmes sein muss, der einige Mikron oder einige Dutzend Mikron beträgt. In contrast to known designs, in which the one in the diametrical direction extended block front part ensures an increase in the distribution support area and with the Arbeitskammerforzn has no relation, guarantees the invention This type of construction ensures the same strength of the log walls due to the construction described. In addition, such a block shape increases the rigidity and decreases the rigidity Deformation of the block walls around the working chamber. This is especially for the attenuation the deflection in the chamber bottom part in the direction of the distribution forehead important, their Surface is executed with high accuracy and its unevenness is smaller than the thickness of the liquid film must be a few microns or a few dozen Microns.

Es wird empfohlen, auf der Au ß enfläche des Zylinderblocks im Bereich der Arbeitskammern mit spharischer Fläche ein Verfestigungs-Deckband vorzusehen, dessen Aussenfläche konzentrisch zu der erwähnten Kammerfläche ist. It is recommended to place on the outside surface of the cylinder block in the area Provide a consolidation cover band for the working chambers with a spherical surface, whose outer surface is concentric to the mentioned chamber surface.

Das Deckband ermöglicht es, neben einer Verfestigung des erwähnten Blockteils die weitgehend angewandten und bekannen zylinderförmigen Konstruktionen für die neue Blockbauart zu benutzen. Durch änderung der Spannung und des Werkstoffes des Deckbandes wird eine höhere Festigkeit des zusammengesetzten Zylinderblocks erreicht, als bei einem einheitlichen Block aus gleichartigem Werkstoff. In vielen Fällen hat eine solche Lösung auch Vorzüge in technoLogischer Hinsicht. The shroud makes it possible, in addition to consolidating the aforementioned Block part the largely used and known cylindrical constructions to be used for the new block design. By changing the tension and the material the shroud increases the strength of the assembled cylinder block than with a uniform block made of the same material. In many In some cases, such a solution also has advantages in terms of technology.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines AusfUhrungsbei~ spiels und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. The invention is described below on the basis of an exemplary embodiment and the accompanying drawings explained in more detail.

Es zeigt Fig. 1 Längsschnitt der erfindungsgemässen Axialkolben-Ströimmgsmaschine; Pig. L Längs schnitt des Zylinderblocks; Fig. 3 Querschnitt des Zylinderblocks; Fig. 4 teilweiser Längsschnitt des Zylinderblocks mit Deckband iln bereich der Arbeitskammern mit sphär Fläche. 1 shows a longitudinal section of the axial piston flow machine according to the invention; Pig. L Longitudinal section of the cylinder block; 3 cross section of the cylinder block; 4 shows a partial longitudinal section of the cylinder block with shroud in the area of the working chambers with spherical surface.

Es geht um eine Axialkolben-Strömungsmaschine, in deren Gehäuse 1 (Fig.L) eine welle 2 angeordnet ist, die in einem Tragstützlager 3 und einem Radiallager 4 montiert ist. Letzteres stützt sich mit seiner Stirnfläche gegen den Deckel 5 ab, in dessen Ausdrehung die Kanschettendichtung 6 untergebracht ist. Die Dichtung 6 gewährleistet eine Hermetisierung des Innenhohlraumes der Strömungsmaschine auf der zylinderförmigen Aussenfläche einer mit der Welle rotierenden Buchse 7, Die Buchse 7 sitzt dicht auf der Welle 2. Das andere Ende der Welle 2 ist als Flansch mit halbsphärischen Ausbohrungen an der Stirnfläche ausgeführt, die dem Zylinderblock 8 zugewandet ist. In diesen Ausbohrungen werden Köpfe 9 der Pleuel 10 befestigt, die gelenkig mit den Kolben 1 verbunden sind, welche hin- und herbeweglich in den Axialbohrungen 12 des rotierenden Zylinders blocks 8 angeordnet sind. Die Kolben 11 begrenzen die Arbeitskammern 13, von denen die einen durch den Kanal 14 mit dem Hochdruckraum und die anderen durch den Kanal 14a mit dem Niederdruckraum in Verbindung stehen. In der zentralen halbsphärischen Aus bohrung im Flansch der Welle 2 ist mit den Pleuel ein 10 gemeinsam ein Zapfen 15 befestigt, der als Tragstütze des Blocks 8 dient. Zur Befestigung der Pleuel 10 und des Zapfens 15 an dem Flansch der Welle 2 dient eine Platte 16. It is about an axial piston flow machine, in the housing 1 (Fig.L) a shaft 2 is arranged, which is in a support bearing 3 and a radial bearing 4 is mounted. The latter is supported with its end face against the cover 5 from, in the recess of which the sleeve seal 6 is housed. The seal 6 ensures that the inner cavity of the turbomachine is hermetically sealed the cylindrical outer surface of a bush 7 rotating with the shaft, the Bush 7 sits tightly on shaft 2. The other end of shaft 2 is a flange executed with hemispherical bores on the end face, which the cylinder block 8 is facing. The heads 9 of the connecting rods 10 are fastened in these bores, which are articulated to the piston 1, which can be moved back and forth in the Axial bores 12 of the rotating cylinder block 8 are arranged. The pistons 11 limit the working chambers 13, of which one through the channel 14 with the High-pressure space and the other through the channel 14a in connection with the low-pressure space stand. In the central hemispherical hole in the flange of the shaft 2 is with the connecting rod a 10 jointly attached a pin 15, which acts as a support of Blocks 8 is used. For fastening the connecting rod 10 and the pin 15 to the flange a plate 16 serves the shaft 2.

Diese Platte 16 presst mittels (in der Zeichnung nicht angedeuteten) Schrauben die Köpfe 9 der Pleuel 10 an die Welle an und verhindert das Herausreissen der Pleuel 10 aus den halbsphärischen Aus bohrungen beim Auftreten von Belastungen, die gegen die Kolben 11 gerichtet sind. Der zentrale Zapfen 15 rotiert dank dem Stift 17 synchron mit dem Zylinderblock 8.This plate 16 presses by means (not indicated in the drawing) Screw the heads 9 of the connecting rods 10 onto the shaft and prevent them from being torn out the connecting rod 10 from the hemispherical bores when loads occur, which are directed against the pistons 11. The central pin 15 rotates thanks to the Pin 17 in sync with the cylinder block 8.

Die Fläche 18 (Fig. 2) jeder Arbeitskammer 13 bei kleinstem Rauminhalt der letzteren, d.h. derjenige Teil der Arbeitskaniitier 13, der bei der Stellung des Kolbens 11 im Totpunkt das sogenannte eingeklemmte Flüssigkeitsvolumen begrenzt, ist sphärisch ausgefhhrt, wobei die Kammer gleichmässig mit dem Kanal 14 oder 14a verbunden ist, die mit den Öffnungen 19 bzw. 19a des Verteilers 20 in Verbindung stehen. The surface 18 (Fig. 2) of each working chamber 13 with the smallest volume the latter, i.e. that part of the workmen 13 who are responsible for the position of the piston 11 limits the so-called jammed liquid volume at dead point, is spherical in design, the chamber being uniform with the channel 14 or 14a which is connected to the openings 19 and 19a of the distributor 20 in connection stand.

Die sphärische Stirnfläche des Verteilers 20 bildet mit der zugeordneten sphärischen Fläche des Zylinderblocks 8ein Gleitpaar. Der Verteiler 20 übt gleichzeitig mit der Flüssigkeitsverteilung auch die Aufgabe einer zweiten Tragstütee des Blocks 8 aus. Der Zapfen 15 stützt sich mit dem Kugelkopf gegen die halbsphärische Aus bohrung im Flansch der Welle 2 und mit dem gegttberliegenden Ende gegen das Gleitlager ab, das eine Büchse 21 darstellt, die in die Zentralausbohrung des Verteilers 20 eingepresst ist. Die Welle 2 mit den Lagern 3 und 4, der Zylinderblock 8 mit den Kolben 11 und Pleueln 10 sind im Gehäuse 1 montiert0 In der Aufbohrung des Gehäuses 1 ist ein Anschlagring 22 angeordnet, der die Axialbelastung von den Lagern 3 und 4 auf das Gehäuse 1 überträgt. The spherical end face of the distributor 20 forms with the associated spherical surface of the cylinder block 8 a sliding pair. The distributor 20 exercises at the same time with the liquid distribution also the task of a second carrying bag of the block 8 off. The pin 15 is supported with the ball head against the hemispherical Aus bore in the flange of shaft 2 and with the opposite end against the plain bearing from, which represents a sleeve 21 which is inserted into the central bore of the distributor 20 is pressed in. The shaft 2 with the bearings 3 and 4, the cylinder block 8 with the Pistons 11 and connecting rods 10 are mounted in the housing 10 in the counter bore of the housing 1, a stop ring 22 is arranged, which the axial load from the bearings 3 and 4 on the housing 1 transmits.

Der Verteiler 20 stützt sich mit der ebenen Fläche gegen den Hinterdeckel 23 ab, der mittels Schrauben 24 am Gehäuse 1 befestigt wird. The distributor 20 is supported with the flat surface against the rear cover 23, which is fastened to the housing 1 by means of screws 24.

Sm Deckel 25 sind Kanäle 25:vorgesehen, welche mit einer Stutzenöffnung 26 in Verbindung stehen, an die eine (in der Zeichnung nicht angedeutete) Rohrleitung angeschlossen ist. In the cover 25, channels 25 are provided, which have a nozzle opening 26 are connected to the one (not indicated in the drawing) pipeline connected.

Die Aussenfläche 27 des Zylinderblocks 8 im Bereich der ArbeitskAmmern 13 mit Sphärischer Fläche 18 ist konzentrisch, zu der erwähnten Fläche 18, was aus Fig. 3 ersichtlich ist. The outer surface 27 of the cylinder block 8 in the area of the working chambers 13 with spherical surface 18 is concentric, to the mentioned surface 18, what from Fig. 3 can be seen.

Dadurch wird eine Gleichfestigkeit der Wande des Zylinderblocks 8 erreicht. Eine solche Gestalt des Block 8 erhöht die Steifigkeit und vermindert die Verformung der Wande des Blocks 8 um die Arbeitskammern 13.This results in an equal strength of the walls of the cylinder block 8 achieved. Such a shape of the block 8 increases the rigidity and decreases the deformation of the walls of the block 8 around the working chambers 13.

äan kann auf der Aussenfläche des Zylinderblocks 8 (Fig.4) im Bereich der Arbeitskammern 13 mit sphärischer Fläche 18 ein Verfestigunge-Deckband 28 vorsehen, dessen Aussenfläche zu der erwähnten Fläche 18 konzentrisch verläuft. Dadurch ist es ermöglicht, gleichzeitig mit einer Verfestigung des Zylinderblocks 8 weitgehend anwendbare und bekannte zylinderförmige Konstruktionen zu benutzen. äan can on the outer surface of the cylinder block 8 (FIG. 4) in the area the working chambers 13 with a spherical surface 18 provide a solidification cover band 28, the outer surface of which runs concentrically to the surface 18 mentioned. This is it makes it possible to a large extent simultaneously with a solidification of the cylinder block 8 to use applicable and known cylindrical constructions.

Der Betrieb der Axialkolben- Strömungsmaschine verläuft in folgender Weise. Beim Rotieren der Welle 2 vollziehen die Pleuel 10 gemeinsam mit ihr eine Drehbevegung um die Achse, die zur Welle 2 um einen bestimmten Winkel geneigt ist. Die mit den Pleueln 10 gelenkig verbundenen Kolben 11 rotieren mit dem Zylinderblock 8 gemeinsam und vollziehen in bezug auf den Block 8 eine Hin- und Herbewegung in den Axialbohrungen 12. The operation of the axial piston flow machine is as follows Way. When the shaft 2 rotates, the connecting rods 10 complete a joint with her Rotational movement about the axis which is inclined to the shaft 2 by a certain angle. The pistons 11, which are articulated to the connecting rods 10, rotate with the cylinder block 8 together and perform in relation to the Block 8 a back and forth Movement in the axial bores 12.

Für eine Umdrehung des Blocks 8 vollzieht jeder Kolben einen Arbeitshub und einen Leergang, indem er zwei Totpunkte durchläuft. Steht die Strömungsmaschine als Pumpe im Betrieb, laufen die Kolben 11 beim Arbeitshub in den Bohrungen 12 in Richtung zum Verteiler 20 und drücken die Flüssigkeit aus den Arbeitskamr mern 13 durch die Kanäle 14 des Zylinderblocks in den Druckraum der Verteiler 20.For one revolution of the block 8, each piston completes one working stroke and a backlash by going through two dead centers. The turbomachine is at a standstill As a pump in operation, the pistons 11 run in the bores 12 during the working stroke Direction to the distributor 20 and press the liquid out of the working chambers 13 through the channels 14 of the cylinder block into the pressure chamber of the distributor 20.

Aus dem Hohlraum des Verteilers 20 gelangt die Flüssigkeit in die Kanäle 25 des Hinterdeckels 23 und in die Stutzenöffnung 26, die mit einer Rohrleitung verbunden ist. Gleichzeitig saugen dieJenigen Kolben 11, die den Leergang ausführen indem sie sich in bezug auf den Block 8 in Richtung vom Verteiler bewegen, die Flüssigkeit ein. Für jeden Kolben 11 verläuft die Saugphase wie auch die Drückphase während einer halben Umdrehung des Blocks 8. Die sphärische Gestalt eines Teiles der Arbeitskammer 13 gewährleistet eine erhöhte Festigkeit des Blocks 8 im Bereich der abgesperrten Flüssigkeitsmenge. From the cavity of the distributor 20, the liquid passes into the Channels 25 of the rear cover 23 and into the nozzle opening 26 connected to a pipeline connected is. At the same time, the pistons 11 that perform the idle suck moving in the direction of the manifold with respect to the block 8, the liquid a. For each piston 11, the suction phase as well as the push phase run during half a turn of block 8. The spherical shape of part of the working chamber 13 ensures increased strength of the block 8 in the area of the blocked off Amount of liquid.

Da der Flüssigkeitsdruckwechsel in einer Jeden der Arbeitskamw mern 13 mit einer Häufigkeit verläuft, die der Drehzahl des Blocks 8 und der Anzahl der Kolben 11 proportional ist, ist zur Sicherung einer langen Lebensdauer eine hohe Ermtidungsfestigkeit des Zylinderblocks zu gewährleisten. Die sphärische Gestalt eines Teiles der Kammer 13 verringert die Spannungsanhäufung, verbessert die hydraulischen Kenndaten der Förderstrekke und vermindert gleichzeitig den Luftlärmpegel. Die letztere Eigenschaft ist von besonderen Wichtigkeit für Strömungsmaschinen, die in der Nähe des Maschinenführer- oder Steuermann-Arbeitsplatzes montiert sind, und in anderen Fällen, wenn an die Akustik-Kenndaten des Flüssigkeitsantriebs erhöhte Anforderungen gestellt werden. Die Flüssigkeits-Leckströmungen aus den Arbeitskammern 13, die durch die Spiele in den gleitenden Reibungspaaren längs der Kolben 11 und des Verteilers 20 fliessen, gelangen in das Innere des Gehäuses 1 und von hier wird der Drainagestrom durch die Öffnung über die Rohrleitung dem (in der Zeichnung nicht angegebenen) Behälter zugeführt.Because the fluid pressure change in each of the working chambers 13 runs with a frequency that the speed of the block 8 and the number of Piston 11 is proportional, is a high one to ensure a long service life To ensure earthing strength of the cylinder block. The spherical shape a part of the chamber 13 reduces the accumulation of stresses, improves the hydraulic Characteristic data of the conveyor line and at the same time reduces the air noise level. The latter Property is of particular importance for turbomachines that are in the vicinity of the machine operator or helmsman's workstation are installed, and in others Cases when the acoustic characteristics of the liquid drive increased demands are made. The liquid leakage flows from the working chambers 13 caused by the play in the sliding friction pairs along the pistons 11 and of the distributor 20 flow, get into the interior of the housing 1 and from here the drainage flow through the opening via the pipeline to the (not in the drawing specified) container.

Steht die Strömungsmaschine als Hydromotor im Betrieb, so wird die Flüssigkeit unter Druck durch die Stutzenöffnung 26 im Hinterdeckel 23 und die Kanäle 25 des Verteilers 20 den Arbeitskammern 13 zugeführt. Die Kolben 11 werden unter dem Flüssigkeitsdruck aus den Axialbohrungen 12 des Blocks 8 herausgeschoben, und beim Arbeitshub wird die Fortschrittsbewegung der Kolben 11 in die Drehbewegung der Welle 2 umgewandelt. If the flow machine is in operation as a hydraulic motor, the Liquid under pressure through the nozzle opening 26 in the rear cover 23 and the channels 25 of the distributor 20 is supplied to the working chambers 13. The pistons 11 are under pushed out of the fluid pressure from the axial bores 12 of the block 8, and during the working stroke, the progressive movement of the piston 11 turns into a rotary movement of wave 2 converted.

Claims

PATENT CLAIMS: Axial piston fluid machine in whose rotating Cylinderblook reciprocating pistons are housed, which working chambers limit, one of which by a channel with the high pressure chamber and the other are in communication with the low-pressure space through a duct, d u r ch g e it is not noted that the surface (18) of each working chamber (13) is at Their smallest volume is spherical and even with the canal (14 or 14a) is connected.

2. Axial piston fluid flow machine according to claim 1, d ad u r c h g It is not noted that the outer surface (27) of the cylinder block (8) in the Area of the working chambers (13) with the spherical surface (18) concentrically to the mentioned area (18) of the chambers (13).

3. Axial piston fluid flow machine according to claim 1, d a -d u r c h it is not noted that on the outer surface of the cylinder block (8) in the In the area of the working chambers (13) with the spherical surface (18) there is a strengthening shroud (28) is provided, the outer surface of which is concentric to the mentioned surface (18) the chambers (13) runs.