DE2924135A1

DE2924135A1 - HYDRAULIC AXIAL PISTON MACHINE

Info

Publication number: DE2924135A1
Application number: DE19792924135
Authority: DE
Inventors: Vladimir Borisovitsch Anisimov; Michail Grigorjevitsch Kabakov; Michail Juljevitsch Ljandon; Fedor Grigorjevitsch Macak; Aleksej Vadimovitsch Milrud; Sergej Fedorovitsch Stelmach; Stanislav Ivanovitsc Voronenko
Original assignee: MO MASH Z IM KALININA
Current assignee: MO MASH Z IM KALININA
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1980-01-03
Also published as: FR2429908A1

Description

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SCHIFF ν. FDNER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINGHAUS RNCKSHIP ν. FDNER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINGHAUS RNCK

Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf den Maschinenbau und insbesondere auf hydraulische Axialkolbenmaschinen. The invention relates to mechanical engineering and in particular to hydraulic axial piston machines.

Die Erfindung kann in Maschinen verschiedener Zweckbestimmung angewendet werden, die einen Hydraulikantrieb besitzen, beispielsweise in Hydraulik-Eingefäßbaggern, v/o zur Zeit vorwiegend Zweisektions (Zwillings-)-Axialkolbenpumpen mit geneigtem Zylinderblock zum Einsatz kommen.The invention can be used in machines for various purposes are used that have a hydraulic drive, for example in hydraulic single-vessel excavators, v / o at the moment mainly two-section (twin) axial piston pumps with an inclined cylinder block are used.

Bei diesen Pumpen wird jed,e der Sektionen durch eine für die beiden Sektionen gemeinsame Antriebswelle, die Achsen aller Wellen sind parallel, mittels einer Verzahnung bei der seitlichen Leistungszufuhr zur Welle jeder Sektion angetrieben. Die Erfindung kann auch in hydraulischen Einsektionsmaschinen mit seitlicher Leistungszu- oder -abfuhr angewandt werden, in welchen ein freier Zugang zur Stirnfläche der Welle vorhanden ist.With these pumps, each of the sections is replaced by one for the Drive shaft common to both sections, the axes of all shafts are parallel, driven by means of a toothing in the side power supply to the shaft of each section. The invention can also be used in hydraulic single-section machines with lateral power supply or discharge, in which there is free access to the end face of the shaft.

Die Erhöhung der Lebensdauer einer hydraulischen Maschine ist eine der wichtigsten Aufgaben, die bei der Schaffung von hydraulischen Maschinen einer beliebigen Konstruktion zu lösen sind. Die Lebensdauer beim Betrieb der hydraulischen Maschine insgesamt hängt von vielen Faktoren ab, darunter auch von der Betriebsdauer der Lagerung der Welle der hydraulischen Maschine. Dies wiederum ist von durch die Lagerungen aufgenommenen Belastungen abhängig, die nach Möglichkeit vermindert werden müssen.Increasing the service life of a hydraulic machine is one of the most important tasks involved in creating hydraulic machines of any design are to be solved. The overall operating life of the hydraulic machine depends on many factors, including also on the service life of the bearing of the hydraulic machine shaft. This in turn is from through the loads absorbed by the bearings, which must be reduced as far as possible.

Bei- einer bekannten hydraulischen Zwillings-Axialkolbenmaschine (CH-PS 325 587) sind die Wellen der beiden SektionenIn a known hydraulic twin axial piston machine (CH-PS 325 587) are the shafts of the two sections

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gleichachsig gegeneinander angeordnet« Dies gestattet, da der Druck der Arbeitsflüssigkeit in den beiden Sektionen nicht gleich sein kann, die Lager der Welle teilweise von der Wirkung der Axialkräfte, die hierbei entgegengesetzt gerichtet sind, und der Kräftemomente zu entlasten« Jedoch ist es bei dieser Anordnung der Sektionen schwer, einen zufriedenstellenden Aufbau der Maschine zu erzielen. Besonders schwierig ist dabei die Zu- oder Abfuhr der Leistung.arranged coaxially against each other «This is made possible by the pressure of the working fluid in the two sections can not be the same, the bearings of the shaft partially opposed by the action of the axial forces that are here are directed, and to relieve the moments of force «However, with this arrangement of the sections it is difficult to obtain a satisfactory To achieve the construction of the machine. The supply or discharge of the service is particularly difficult.

Praktische Anwendung hat ein Aufbau einer hydraulischen Maschine erfahren (DÜ-OS 20 28 642), bei welchem die beiden Sektionen symmetrisch in bezug auf die Achse der für sie gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sind. "Es ist eine seitliche Leistungszufuhr zu den Wellen jeder Sektion über Zahnräder vorgesehen. Bei einer solchen Anordnung der Sektionen sind jedoch die Axialkräfte nach einer Seite gerichtet und werden gänzlich von den Lagerungen aufgenommen.A structure of a hydraulic machine (DÜ-OS 20 28 642), in which the two Sections are arranged symmetrically with respect to the axis of the drive shaft common to them. "It's a side one Power is supplied to the shafts of each section via gears. With such an arrangement of the sections however, the axial forces are directed to one side and are entirely absorbed by the bearings.

Bekannt sind hydraulische Maschinen mit hydrostatischer "Entlastung der Lager, die verschiedene konstruktive Ausführung haben.Hydraulic machines with hydrostatic "relief" are known of the bearings, which have different structural designs.

So ist bei einer solchen hydraulischen Maschine (UdSSR-Urheberschein 177 774) der Pleuelkopf in einer Buchse angeordnet, die in der Durchgangsbohrung der Scheibe der Antriebswelle untergebracht ist. Die Buchse stützt sich unmittelbar auf das Gehäuse und weist eine Ausdrehung auf, die durch Axialkanäle in der Buchse, dem Pleuel und dem Kolben mit dem Hohlraum eines Zylinders in Verbindung steht. Hierbei ist jede Lagerung des Pleuels mit einem Mittel zur individuellen Entlastung versehen. Der Nachteil einer solchen Konstruktion ist, daß bei einer Drehung mit hoher Umfangsgeschwindigkeit auf die Buchse ein von den Reibungskräften herrührendes Kippmoment wirkt und die Buchse sich aus ihrer ursprünglichen Lage verschiebt. Aus diesem Grunde entsteht ein ungleichmäßiger Spielraum zwischen Buchse undSuch is the case with such a hydraulic machine (USSR copyright 177 774) the connecting rod head is arranged in a bushing, which is in the through hole of the disk of the drive shaft is housed. The socket rests directly on the housing and has a recess, which is in communication with the cavity of a cylinder through axial channels in the bushing, the connecting rod and the piston. Each bearing of the connecting rod is provided with a means for individual relief. The disadvantage of such The construction is that when the bushing is rotated at high peripheral speed, one of the frictional forces resulting tilting moment acts and the socket moves from its original position. For this reason there is an uneven clearance between socket and

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Gehäuse. Dies vergrößert die Leckverluste der Ärbeitsflüssigkeit in der hydraulischen Maschine und verringert ihren Wirkungsgrad, während die große Geschwindigkeit,mit der die Buchse relativ zum Gehäuse gleitet, in Verbindung mit der Schiefstellung der Buchse den Verschleiß der Reibpaarungen Buchse - Gehäuse beschleunigt.Casing. This increases the leakage losses of the working fluid in the hydraulic machine and reduces its efficiency, while the great speed at which the Bush slides relative to the housing, in connection with the misalignment of the bush the wear of the friction pairings Socket - housing accelerates.

Bekannt sind andere ähnliche Konstruktionen zur hydrostatischen Entlastung (UdSSR-Urheberschein 203 486, DE-PS 1 453 642) der Lager der hydraulischen Maschine, denen die vorerwähnten Nachteile zu eigen sind.Other similar constructions for hydrostatic relief are known (USSR copyright certificate 203 486, DE-PS 1 453 642) the bearings of the hydraulic machine, which have the aforementioned disadvantages.

Es ist eine hydraulische Maschine (DS-PS 1 939 084) bekannt, in der auf einer Antriebswelle eine Scheibe mit an diese angedrückten, relativ zum Gehäuse unbeweglichen Plungern gleichachsig angebracht ist, die in bezug auf die Achse der Welle symmetrisch in einem gewissen Abstand angeordnet sind. Die an der Scheibe anliegende Seite eines jeden Plungers besitzt eine Ausnehmung, die mit der Druckleitung der hydraulischen Maschine in Verbindung steht. Bei der Arbeit übt die Flüssigkeit einen Druck auf die l/elle über die Scheibe nach der Seite aus, die der Wirkungsrichtung der Axialkraft entgegengesetzt ist, indem sie dadurch die von den Wellenlagern aufgenommene Kraft vermindert. Jedoch führt die Anordnung der Plunger in einem gewissen Abstand von der Wellenachse zu denselben Nachteilen, welche der vorstehend beschriebenen hydraulischen Maschine (UdSSR-Urheberschein 177 774) anhaften* Infolgedessen sinkt bei der Erhöhung der Betriebsdauer der Lager gleichzeitig die Lebensdauer von neu eingeführten Elementen (Scheibe, Plunger), was neben der Vergrößerung der Leckverluste der Arbeitsflüssigkeit in der hydraulischen Maschine und der Wirkungsgradeinbuße sich auf die Arbeit der hydraulischen Maschine im ganzen auswirkt.A hydraulic machine (DS-PS 1 939 084) is known in which a disk on a drive shaft with plungers pressed against it and immovable relative to the housing is mounted coaxially, which is arranged symmetrically with respect to the axis of the shaft at a certain distance are. The side of each plunger resting against the disk has a recess that connects to the pressure line of the hydraulic machine is in communication. When working, the liquid exerts a pressure on the l / elle over the Washer to the side that is opposite to the direction of action of the axial force, thereby reducing the direction of the force absorbed by the shaft bearings is reduced. However the arrangement of the plungers at a certain distance from the shaft axis leads to the same disadvantages as the hydraulic machine described above (USSR copyright certificate 177 774) * As a result, the Increase in the service life of the bearings at the same time the service life of newly introduced elements (disc, plunger), what is in addition to the increase in leakage losses of the working fluid in the hydraulic machine and the loss of efficiency affects the work of the hydraulic machine as a whole.

Es wurden Versuche gemacht, eine einfachere Einrichtung zurAttempts have been made to provide a simpler set up

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hydrostatischen Entlastung der Lager von hydraulischen Axialkolbenmaschinen mit geneigtem Zylinderblock zu schaffen, die seitliche Leistungszufuhr und freie Stirnfläche der Antriebswelle haben (Fachzeitschrift "Hydraulic pneumatic power", London, Oktober 1968, Vol. 14, Artikel von Schlosser W.M.J. u.a. "The Service Life of Axial Piston Pumps with Anti Friction Bearings", S. 632-641, Bild 18).hydrostatic relief of the bearings of hydraulic axial piston machines with an inclined cylinder block to create the lateral power supply and free end face of the drive shaft have ("Hydraulic pneumatic power" journal, London, October 1968, Vol. 14, article by Schlosser W.M.J. inter alia "The Service Life of Axial Piston Pumps with Anti Friction Bearings", pp. 632-641, Fig. 18).

In dieser hydraulischen Maschine erfolgt die "Entlastung der Lagerungen mittels eines mit der Welle zusammenwirkenden Plunger-Hydraulikzylinders. Hierbei ist der Plunger gleichachsig auf einer Welle fliegend befestigt, während die Hülse des Hydraulikzylinders unbeweglich mit dem Gehäuse verbunden ist. Dank der Anordnung des Hydraulikzylinders gleichachsig zu der Welle werden die Gleitgeschwindigkeiten, der Verschleiß der reibenden Elemente des Hydraulikzylinders und die Leckage der Arbeitsflüssigkeit verringert, was die Zuverlässigkeit und Betriebsdauer der hydraulischen Maschine positiv beeinflußt.In this hydraulic machine the "relief of the Bearings by means of a plunger hydraulic cylinder cooperating with the shaft. Here the plunger is coaxial cantilevered on a shaft, while the sleeve of the hydraulic cylinder is immovably connected to the housing is. Thanks to the arrangement of the hydraulic cylinder coaxially to the shaft, the sliding speeds, the Wear of the rubbing elements of the hydraulic cylinder and the leakage of the working fluid are reduced, which reduces the Reliability and service life of the hydraulic machine positively influenced.

Infolge der unvermeidlichen Ungenauigkeiten bei der Herstellung von Teilen der hydraulischen Maschine, der Wellendurchbiegung im belasteten Zustand und des Verschleißes der Lagerungen weichen Jedoch die Achse der Welle und zusammen mit ihr auch die Achse des Plungers von der Achse der Hülse ab. Dazu trägt bei der Durchbiegung und der Winkelverschiebungen der Welle die starre fliegende Befestigung des Plungers an der Welle bei. Da der Plunger zur Gewährleistung einer zuverlässigen Abdichtung in den Hohlraum der Hülse mit einem geringen Radialspiel auf eine bestimmte Länge hineinragt, tritt bei der Querverschiebung des Plungers um einen Betrag, der größer als das Spiel ist - die Wahrscheinlichkeit, daß dies in der Praxis eintreten wird, ist groß ein Festklemmen des rotierenden Plungers oder dessen Verbiegen auf. Die von der Biegung des Plungers herrührende Seitenkraft wird von den Hülsenwänden aufgenommen, was wäh-As a result of the inevitable inaccuracies in manufacture of parts of the hydraulic machine, the shaft deflection when loaded and the wear on the bearings However, the axis of the shaft and together with it also the axis of the plunger deviate from the axis of the sleeve away. The rigid, overhung mounting of the plunger contributes to the deflection and angular displacements of the shaft on the shaft. As the plunger to ensure a reliable seal in the cavity of the sleeve protrudes over a certain length with a small radial play, occurs when the plunger is moved transversely an amount greater than the game - the probability that this will occur in practice is great Clamping or bending of the rotating plunger. The one resulting from the bend of the plunger Side force is absorbed by the sleeve walls, which

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rend der Arbeit den Verschleiß von Einzelteilen, die "Erhöhung der Leckverluste der Arbeitsflüssigkeit in der hydraulischen Maschine und den Abfall ihres Wirkungsgrades hervorruft. Die Hülse wird dabei für die Welle zur dritten Lagerung, die die radiale Belastung aufnimmt. All das setzt die Lebensdauer und Betriebssicherheit der hydraulischen Maschine im ganzen herab und kann die praktische Zweckmäßigkei der Anwendung eines solchen Schemas der hydrostatischen Entlastung in den hydraulischen Maschinen des besagten Typs mit der seitlichen Leistungszufuhr auf den Nullpunkt bringen. In solchen Maschinen ist die Welle der zusätzlichen Wirkung von Radialkräften wegen des auf ihr vorhandenen Zahnrades ausgesetzt.rend the work the wear and tear of items that "increase the leakage of the working fluid in the hydraulic machine and the decrease in its efficiency. The sleeve becomes the third bearing for the shaft, which absorbs the radial load. All of that sets the service life and operational safety of the hydraulic machine as a whole decrease and the practical expediency the application of such a hydrostatic relief scheme in hydraulic machines of the said type bring it to the zero point with the power supply on the side. In such machines, the shaft is subject to the additional effect of radial forces because of what is present on it Exposed gear.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der vorerwähnten Nachteile.The purpose of the present invention is to remedy the aforementioned Disadvantage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Axialkolbenmaschine zu schaffen, in der der Hydraulikzylinder in bezug auf die Welle und das Gehäuse der hydraulischen Maschine derart angeordnet ist, daß die Seitenkräfte, welche von dem Plunger und der Hülse des Hydraulikzylinders bei der Querverschiebung der Welle im belasteten Zustand aufgenommen werden, maximal gemindert werden.The invention is based on the object of a hydraulic To create axial piston machine in which the hydraulic cylinder in relation to the shaft and the housing of the hydraulic Machine is arranged such that the side forces generated by the plunger and the sleeve of the hydraulic cylinder at the Transverse displacement of the shaft in the loaded condition can be absorbed, can be reduced to the maximum.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der hydraulischen Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse, in dem ein geneigter Zylinderblock mit Kolben untergebracht ist, welche mit einer Welle gelenkig verbunden sind, die in Drehlagerungen angeordnet ist und mit einem gleichachsig zu ihr angeordneten Plunger-Hydraulikzylinder zusammenwirkt, erfindungsgemäß in Achsrichtung der Welle eine Grundausbohrung eingearbeitet ist, in die der Plunger des Hydraulikzylinder hineinragt, wobei der Abschnitt der Wechselwirkung des Plungers mit der Welle in der Zone der minimalen Größe der Querverschiebung der Welle im belasteten Zustand relativ zum Gehäuse liegt.The problem posed is achieved in that in the hydraulic Axial piston machine with a housing in which an inclined cylinder block with pistons is housed, which are articulated with a shaft which is arranged in rotary bearings and with a coaxial to it Plunger hydraulic cylinder interacts, according to the invention incorporated a basic bore in the axial direction of the shaft into which the plunger of the hydraulic cylinder protrudes, the portion of the interaction of the plunger with the wave in the zone of the minimum size of the transverse displacement the shaft is in the loaded state relative to the housing.

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Die Erfindung gestattet es, die Lebensdauer und die Betriebszeit der hydraulischen Maschine beträchtlich zu erhöhen. The invention makes it possible to increase the service life and the operating time of the hydraulic machine considerably.

Dies wird dadurch sichergestellt, daß der Abschnitt der Wechselwirkung des Plungers mit der Welle sich in der Zone der minimalen Größe der Querverschiebung der Welle im belasteten Zustand befindet, in deren Achsrichtung eine Grundausbohrung ausgeführt ist, in welche der Plunger hineinragt. This is ensured by the fact that the portion of the interaction of the plunger with the shaft is in the zone the minimum size of the transverse displacement of the shaft is in the loaded state, in the axial direction of which a basic bore is made, into which the plunger protrudes.

Dank einer solchen Anordnung der Elemente des Hydraulikzylinders wird die Biegung des Plungers auf eine minimale Größe vermindert, wobei sich entsprechend die Seitenkräfte verringern, die von der Hülse des Hydraulikzylinders aufgenommen werden, welche dabei für die Welle schon nicht mehr die dritte Lagerung darstellen kann. Dies bietet die Möglichkeit, den Verschleiß der Reibflächen des Plungers und der Hülse herabzusetzen, die Leckverluste der Arbeitsflüssigkeit zu verringern, die Wahrscheinlichkeit des Pestklemmens des Plungers in der Hülse auszuschließen und die Betriebsdauer der hydraulischen Maschine insgesamt zu erhöhen.Thanks to such an arrangement of the elements of the hydraulic cylinder, the bending of the plunger becomes minimal Reduced size, with correspondingly reducing the side forces absorbed by the sleeve of the hydraulic cylinder which can no longer represent the third bearing for the shaft. This offers the possibility reduce the wear on the friction surfaces of the plunger and the sleeve, the leakage losses of the working fluid to reduce the likelihood of plunger jamming of the plunger in the sleeve and the service life of the hydraulic machine as a whole.

"Entsprechend einer Variante der Erfindung ist die Hülse des Hydraulikzylinders am Gehäuse starr angebracht, während der Plunger mittels seines Schaftes gelenkig mit der Welle verbunden ist. Bei dieser Ausführung kann man das Verhältnis der Abmessungen der Elemente des Hydraulikzylinders so auswählen, daß die Querverschiebung des Plungers relativ zur Hülse innerhalb des Radialspiels zwischen ihnen erfolgen wird. Dadurch wird die Biegung des Plungers ausgeschlossen. Die bei der Biegung des Plungers auftretenden Seitenkräfte verringern sich."According to a variant of the invention, the sleeve is the Hydraulic cylinder is rigidly attached to the housing, while the plunger is articulated to the shaft by means of its shaft is. In this design, the ratio of the dimensions of the elements of the hydraulic cylinder can be selected so that that the transverse displacement of the plunger relative to the sleeve take place within the radial play between them will. This prevents the plunger from bending. The side forces that occur when the plunger bends decreases.

In Übereinstimmung mit einer anderen Erfindungsvariante dient die Ausbohrung in der Welle als Hülse des Hydraulikzylinders, während der Plunger am Gehäuse starr befestigtIn accordance with another variant of the invention, the bore in the shaft serves as the sleeve of the hydraulic cylinder, rigidly attached to the housing during the plunger

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ist und auf seinem Abschnitt zwischen der Hülse und dem Gehäuse Querschlitze aufweist.and has transverse slots on its portion between the sleeve and the housing.

Hierbei wird die Konstruktion der .erfindungsgemäßen hydraulischen Maschine vereinfacht, wobei jedoch nicht ausgeschlossen ist, daß in einzelnen Fällen, wenn die Wellenverschiebungen (zwar minimal, jedoch nicht gleich Null) größer als das Spiel zwischen Plunger und Hülse sein können, sich der Plunger biegen wird. Die am Plunger vorhandenen Schlitze vermindern bei einer solchen Ausführung das Ausmaß der bei der Verformung entstehenden Seitenkräfte.Here, the construction of the .invention hydraulic Machine simplified, but it is not excluded that in individual cases when the shaft displacements (although minimal, but not equal to zero) can be greater than the play between the plunger and the sleeve, the Plunger will bend. The slots on the plunger reduce the extent of the in such a design side forces arising from the deformation.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the drawing. It shows:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße hydraulische Maschine im Längsschnitt;1 shows a hydraulic machine according to the invention in longitudinal section;

Fig. 2 schematisch die Teile der hydraulischen Maschine bei der Verschiebung der Welle im belasteten Zustand;Fig. 2 schematically shows the parts of the hydraulic machine when the shaft is shifted in the loaded state State;

Fig. 3 eine Variante der Konstruktion der hydraulischen Maschine im Längsschnitt undFig. 3 shows a variant of the construction of the hydraulic machine in longitudinal section and

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 3.FIG. 4 shows a section along the line IV-IV from FIG. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Maschine hat ein Gehäuse 1, in dein die Lagerungen 2 in Form von Wälzlagern eine Welle 3 mit einer Scheibe 4 an ihrem einen Ende angeordnet ist. Die Scheibe 4 ist sit den Pleueln 5 von Kolben 6 gelenkig verbunden, die in die Hohlräume eines geneigten Zylinderblocks 7 hineingehen, der sich über einen Verteiler 8 gegen den Deckel 9 des Gehäuses 1 abstützt. Am anderen Ende der Welle 3 ist ein Antriebsritzel 10 angeordnet, das beispielsweise mit der gemeinsamen Antriebswelle im Falle der Ausführung der hydraulischen Maschine als Zwillingsmaschine (in der Zeichnung nicht dargestellt) oder mit einem anderen An-The hydraulic machine shown in Fig. 1 has a housing 1, in your the bearings 2 in the form of roller bearings one Shaft 3 is arranged with a disk 4 at one end. The disk 4 is articulated to the connecting rods 5 of the piston 6 connected, which go into the cavities of an inclined cylinder block 7, which is opposite via a distributor 8 the cover 9 of the housing 1 is supported. At the other end of the shaft 3, a drive pinion 10 is arranged, for example with the common drive shaft in the case of execution the hydraulic machine as a twin machine (not shown in the drawing) or with another

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trieb verbunden ist. An demselben Ende der Welle 3 (in ihrer Stirnfläche) ist gleichachsig mit ihr eine Grundausbohrung eingearbeitet, deren Grund beispielsweise eine sphärische Oberfläche hat, mit welcher der Schaft eines Plungers 11 zusammenwirkt. Der Dichtungsteil des Plungers 11 ist mit einem geringen Spiel auf eine zur zuverlässigen Abdichtung ausreichende Länge in der Hülse 12 des Plunger-Hydraulikzylinders untergebracht. Die Hülse 12 stützt sich unbeweglich am Gehäuse 1 ab. Dies vereinfacht die Flüssigkeitszuführung unter Druck, wobei jedoch auch andere Varianten der Anordnung von Hülse und Plunger möglich sind. Der Hohlraum der Hülse 12 steht mittels einer Rohrleitung 13 mit der Druckleitung der hydraulischen Maschine in Verbindung. Die Lagerungen 2 werden vorzugsweise in Form von Schrägwälzlagern ausgeführt, deren Außenringe in bezug auf das Gehäuse 1 fixiert sind, während die Innenringe auf der einen Seite der Welle 3 durch den Zylinderblock 7, auf der anderen Seite aber durch eine Tellerfeder 14 angedrückt sind.drive is connected. At the same end of the shaft 3 (in its end face) is coaxial with it a basic bore incorporated, the base of which has, for example, a spherical surface with which the shaft of a Plungers 11 cooperates. The sealing part of the plunger 11 is reliable with a small play on one Sealing sufficient length housed in the sleeve 12 of the plunger hydraulic cylinder. The sleeve 12 is supported immovable on the housing 1. This simplifies the supply of liquid under pressure, although other variants are also possible the arrangement of the sleeve and plunger are possible. The cavity of the sleeve 12 stands by means of a pipeline 13 in connection with the pressure line of the hydraulic machine. The bearings 2 are preferably in the form of Running angular contact bearings, the outer rings of which are fixed with respect to the housing 1, while the inner rings on the pressed on one side of the shaft 3 by the cylinder block 7, but on the other side by a plate spring 14 are.

Während der Arbeit wirken die Kolben 6 über die Pleuel 5 auf die Scheibe 4 der Welle 3 ein. Die dabei entstehenden erheblichen Kräfte, darunter auch Axialkräfte, werden von den Lagern 2 aufgenommen. Die dem Hohlraum der Hülse 12 zugeführte Arbeitsflüssigkeit wirkt über den Plunger 11 auf die sphärische Oberfläche des Grundes in der Ausbohrung der Welle 3 in der entgegengesetzten Richtung ein, wodurch eben die Entlastung der Lager 2 herbeigeführt wird. Der Durchmesser des Plungers 11 wird so angenommen, daß die Entlastungskraft die die Lager belastende Axialkraft um einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Diese Bedingung wird dadurch erzielt, daß der Druck im Hohlraum der Hülse 12 praktisch gleich ist dem Druck in den Hohlräumen des Zylinderblocks 7. Infolge der unvermeidlichen Ungenauigkeit bei der Herstellung ist die Achse der Welle 3 in bezug auf die Achse der Hülse 12 etwas versetzt. Dies wird auch noch dadurchDuring work, the pistons 6 act via the connecting rods 5 onto the disk 4 of the shaft 3. The resulting considerable forces, including axial forces, are from the camps 2 added. The working fluid supplied to the cavity of the sleeve 12 acts via the plunger 11 the spherical surface of the base in the bore of the shaft 3 in the opposite direction, making flat the relief of the bearing 2 is brought about. The diameter of the plunger 11 is assumed to be the relief force the axial force loading the bearings falls below a specified value. This condition is thereby achieved that the pressure in the cavity of the sleeve 12 is practically equal to the pressure in the cavities of the cylinder block 7. As a result of the inevitable inaccuracy in the In manufacture, the axis of the shaft 3 is slightly offset with respect to the axis of the sleeve 12. This is made even more by it

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verstärkt, daß die Welle 3 durch die von den Kolben 6 und dem Ritzel 10 herrührenden Radialkräfte belastet ist, welche eine Durchbiegung der Welle 3 und einen Verschleiß der Lager hervorrufen. Aus diesen Gründen ist die Größe der Querverschiebung der Achse der Welle 3 in bezug auf die Achse der Hülse 12 und des Gehäuses 1 in verschiedenen Abschnitten der Welle 3 unterschiedlich. Die Länge der Ausbohrung in der Welle 3 wird derart gewählt, daß der Abschnitt der Wechselwirkung des Plungers 11 mit der Welle in der Zone mit minimaler Größe der Querverschiebung der Welle J im belasteten Zustand relativ zum Gehäuse 1 liegt. Diese Zone wird auf rechnerischem oder experimentellem Wege bestimmt. Wegen des ständigen Andrückens der Lagerringe wird das Radialspiel in den Lagern bei deren Verschleiß ausgeglichen, was die Größe der Querverschiebungen der Achse der Welle 3 relativ zum Gehäuse 1 vermindert und die Beständigkeit der Lage der Zone der minimalen Verschiebung der Welle 3 auf der Länge derselben beim Dauerbetrieb der hydraulischen Maschine gewährleistet. Da diese Größe praktisch nicht auf den Nullpunkt gebracht werden kann, soll der Plunger 11 bei der Wechselwirkung mit der Welle 3 bei deren Querverschiebung bis zu einem zulässigen Grenzwert eine Beweglichkeit relativ zur Hülse ohne Berührung ihrer Wände und ohne Biegung innerhalb des Spielraumes zwischen ihnen unter Berücksichtigung der erforderlichen Dicke des Ölfilmes haben, der zwischen dem Plunger 11 und der Hülse 12 vorhanden ist. Dies wird durch Änderung der Länge der Elemente des Plunger-Hydraulikzylinders erreicht.reinforced that the shaft 3 by the piston 6 and the pinion 10 originating radial forces is loaded, which a deflection of the shaft 3 and wear of the Cause bearing. For these reasons, the size of the Transverse displacement of the axis of the shaft 3 with respect to the Axis of the sleeve 12 and the housing 1 in different sections of the shaft 3 different. The length of the bore in the shaft 3 is chosen such that the portion of the interaction of the plunger 11 with the shaft lies in the zone with the minimum size of the transverse displacement of the shaft J in the loaded state relative to the housing 1. This zone is determined by calculation or by experiment. Because of the constant pressure on the bearing rings the radial play in the bearings is compensated when they wear, which reduces the size of the transverse displacements of the axis of the shaft 3 relative to the housing 1 and the durability the location of the zone of minimum displacement of the shaft 3 along the length of the same during continuous operation of the hydraulic machine guaranteed. Because this size is practical can not be brought to the zero point, the plunger 11 is to interact with the shaft 3 at their transverse displacement up to a permissible limit value a mobility relative to the sleeve without touching it Walls and without bend within the clearance between them, taking into account the required thickness of the Have oil film which is present between the plunger 11 and the sleeve 12. This is done by changing the length of the Elements of the plunger hydraulic cylinder reached.

Aus Fig. 2 folgt, daßFrom Fig. 2 it follows that

L . i 1 L. i 1

1 ü - d - 2A " 2 '1 ü - d - 2A "2 '

worin L die Länge des Plungers mit Schaft, 1 die Länge des Dichtungsteils zwischen dem Plungerwhere L is the length of the stemmed plunger, 1 is the length of the sealing portion between the plunger

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und der Hülse 12;and the sleeve 12;

" die größtmögliche zulässige Querverschiebung der Welle 3 in bezug auf die Achse der Oberfläche der Wechselwirkung des Hydraulikzylinders mit dem Gehäuse 1, in der Zeichnung die Achse der Hülse oder die Bohrung für diese im Gehäuse 1;"the greatest possible permissible transverse displacement of the shaft 3 with respect to the axis of the surface of the Interaction of the hydraulic cylinder with the housing 1, in the drawing the axis of the sleeve or the hole for this in the housing 1;

D der Innendurchmesser der Hülse 12; d der Außendurchmesser des Plungers 11 undD is the inner diameter of the sleeve 12; d is the outer diameter of the plunger 11 and

Δ die minimal erforderliche Ölfilmdicke auf jeder Seite des Plungers 11 sind.Δ is the minimum required oil film thickness on each side of the plunger 11.

Bei dieser Ausführung können der Spielraum zwischen dem Plunger 11 und der Hülse 12 sowie die Länge des,Dichtungsteils zwischen ihnen eine für die zuverlässige Abdichtung erforderliche Größe haben, jedoch wird die Möglichkeit des Festklemmens des Plungers 11 in der Hülse 12 hierbei ausgeschlossen. Die Hülse 12 wird von der Wirkung der Seitenkräfte entlastet.In this embodiment, the clearance between the plunger 11 and the sleeve 12 as well as the length of the sealing part between them can provide a reliable seal Have the required size, but the possibility of the plunger 11 jamming in the sleeve 12 is excluded here. The sleeve 12 is relieved of the effect of the side forces.

Dadurch wird die Betriebssicherheit und Lebensdauer der "Elemente der hydrostatischen Entlastung der Lager bei einer minimalen Zahl von Gelenkverbindungen und Dichtflächen erhöht. "Eine Vergrößerung dieser Zahl ist nicht erwünscht, da dies die Durchführung der Flüssigkeit unter hohem Druck aus dem Hohlraum der Hülse 12 zur geschmierten Oberfläche für die Wechselwirkung des Schaftes des Plungers 11 mit der Welle 3 erschweren würde.This increases the operational safety and service life of the "elements of the hydrostatic relief of the bearing at a minimal number of articulated connections and sealing surfaces increased. "An increase in this number is not desirable, as this is the passage of the liquid under high pressure from the cavity of the sleeve 12 to the lubricated surface for the interaction of the shaft of the plunger 11 with the shaft 3 would be more difficult.

In der hydraulischen Maschine, die gemäß einer anderen in Fig. 3 dargestellten Variante der Erfindung ausgeführt ist, dient die Ausbohrung in der Welle 3 als Hülse 15 des Hydraulikzylinders, in welche ein Plunger 16 hineinragt, der am Gehäuse 1 starr befestigt ist. Der Plunger 16 besitzt einen durchgehenden Axialkanal 17, der über die Rohrleitung 13 die Druckleitung der hydraulischen Maschine mit dem Hohlraum der Hülse 15 verbindet. Der Plunger 16 weist auf seinem Ab-In the hydraulic machine, which is designed according to another variant of the invention shown in FIG. 3, the bore in the shaft 3 serves as a sleeve 15 of the hydraulic cylinder, into which a plunger 16 protrudes, which is rigidly attached to the housing 1. The plunger 16 has a continuous axial channel 17 which, via the pipe 13, connects the pressure line of the hydraulic machine with the cavity the sleeve 15 connects. The plunger 16 has on its off

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schnitt zwischen, der Hülse 15 und dem Gehäuse 1 Querschlitze 18 auf.cut between, the sleeve 15 and the housing 1 transverse slots 18 on.

Während des Arbeitsablaufs verschieben sich aus den obengenannten Gründen die Achse der Welle 3 und dementsprechend die der Hülse 15 in der Querrichtung in bezug auf die Achse des Plungers 16 und des Gehäuses 1. Diese Verschiebung ist auf verschiedenen Abschnitten der Welle 3 größenmäßig ebenfalls verschieden. Der Dichtungsteil des Plungers 16, dessen Oberfläche hier mit der Welle zusammenwirkt, befindet sich in der Zone der minimalen Verschiebungen, die im allgemeinen auch nicht gleich Null sein können. Wenn diese Verschiebungen größer sind als der Spielraum zwischen dem Dichtungsteil des Plungers 16 und der Hülse 15, beginnt sich der Plunger 16 zu biegen. Hierbei treten Seitenkräfte auf, die von dem Plunger 16 und der Hülse 15 aufgenommen werden und die vorstehend angegebenen Nachteile verursachen, nämlich einen Verschleiß der Reibflächen, eine Vergrößerung der Leckverluste der Arbeitsflüssigkeit usw. Das Vorhandensein von Querschlitzen am Plunger 16 vermindert dessen Biegesteifigkeit und führt dadurch zur Verringerung der auf den Plunger 16 und die Hülse 15 einwirkenden Seitenkräfte«During the workflow shift out of the above Establish the axis of the shaft 3 and, accordingly, that of the sleeve 15 in the transverse direction with respect to the axis of the plunger 16 and the housing 1. This displacement is also in size on different sections of the shaft 3 different. The sealing part of the plunger 16, the surface of which here cooperates with the shaft, is located are in the zone of minimal displacements, which in general cannot be equal to zero. When these shifts are greater than the clearance between the sealing part of the plunger 16 and the sleeve 15, begins the Plunger 16 to bend. This results in side forces that are received by the plunger 16 and the sleeve 15 and cause the disadvantages indicated above, viz wear of the friction surfaces, increase in leakage losses the working fluid, etc. The presence of transverse slots on the plunger 16 reduces its flexural rigidity and thereby leads to a reduction in the pressure on the plunger 16 and the sleeve 15 acting side forces "

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Claims

SHIP ν. Füner S ^'r Rehl Schubel-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARiAHlLFPLATZ 2*3, MDNCHEN SO POSTADRESSE: POSTFACH SS OI6O, D-8OOO MÖNCHEN 95MARiAHlLFPLATZ 2 * 3, MDNCHEN SO POSTAL ADDRESS: POST BOX SS OI6O, D-8OOO MÖNCHEN 95

Moskovskij machinostroitelnyj
zavod imeni Kalinina

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES ALSO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICEPROFESSIONAL REPRESENTATIVES SO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

KARL LUDWIS SCHIFF (I9B4 —1978)KARL LUDWIS SCHIFF (I9B4 —1978)

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNERDIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIPL. ING. PETER STREHLDIPL. ING. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPFDIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

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DR. ING. DIETER FINCKDR. ING. DIETER FINCK

TELEFON (O89) 48 SO 54TELEPHONE (O89) 48 SO 54

TELEX 5-53565 AURO DTELEX 5-53565 AURO D

TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHENTELEGRAMS AUROMARCPAT MUNICH

June 15, 1979
HYDRAULIC AXIAL PISTON MACHINERY;

Claims

, -
[1y hydraulic axial piston machine with a housing in which an inclined cylinder block is arranged with pistons which are articulated to the disc of a drive shaft which is arranged in rotary bearings and cooperates with a plunger hydraulic cylinder arranged coaxially to it, characterized in that in the shaft (3) has a basic bore in the direction of its axis, into which the plunger (11) of the hydraulic cylinder protrudes, the section of the interaction of the plunger (11) with the shaft (3) in the
Zone of the minimum size of the transverse displacement of the shaft (3) in the loaded state relative to the housing (1).

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2 «Hydraulic axial piston machine according to claim 1, characterized in that the sleeve (12) of the hydraulic cylinder is rigidly connected to the housing (1), while the plunger (11) via its shaft with the shaft (3) is articulated.

3. Hydraulic axial piston machine according to claim 1, characterized in that the bore in the shaft (3) serves as a sleeve (15) of the hydraulic cylinder, while the plunger (16) is rigidly attached to the housing (1) and on its portion between the sleeve (15) and the housing (1) has transverse slots (18) «

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