DE2932583C2

DE2932583C2 - Hydraulische Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise

Info

Publication number: DE2932583C2
Application number: DE19792932583
Authority: DE
Inventors: Ludwig 7917 Vöhringen Wagenseil
Original assignee: Hydromatic GmbH
Current assignee: Hydromatic GmbH
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1979-08-10
Publication date: 1986-07-24
Also published as: DE2932583A1

Description

schine, wöbe; die beiden radialen Gleitlager parallel geschaltet sind. Mit anderen Worten, erfolgt die Versorgung des zweiten Gleitlagers vom Innendruck (Taschendruck) des ersten hydrostatischen Gleitlagers. Dadurch erfolgt automatisch der Ausgleich des Kippmomentes an der Triebscheibe entsprechend der Größe der unsymmetrischen radialen Belastung.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in deu Unteransprüchen gekennzeichnet

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fi g. 1 schematisch im Schnitt und im Ausschnitt den Triebscheibenbereich einer Axialkolbenmaschine, und

Fig.2 im Schnitt einen Ausschnitt des Lagerbereiches einer Triebscheibe.

In F ϊ g. 1 sind das Gehäuse 1, die Zylindertrommel 2, die Kolben 3 mit Kolbenstange 4, die Triebscheibe 5, die Triebwelle 6 einer Axialkolbenmaschine ersichtlich. Die Zylindertrommel 2 ist über einen Mittelzapfen 7, der ebenfalls in der Triebscheibe 5 gelagert ist, geführt Die Triebscheibe 5 ist axial durch ein hydrostatisches Axiallager 8 abgestützt, dessen Lagertasche mit 9 bezeichnet ist und über einen Kanal 10 im Gehäuse 1 mit zwischengeschalteter Drossel Il mit der Hochdruckseite HD der Maschine verbunden ist Das von der Hochdruckseite HD mit Druckflüssigkeit versorgte hydrostatische Axiallager 9 ist der axialen Kraft A aus dem Zerlegungspunkt der resultierenden Kolbenkraft KR entgegengesetzt Seine Auftriebsfläche (resultierende Lagertaschenfläche) ist so bemessen, daß die Breite der die Lagertasche 9 begrenzenden Schmierspalte 12, gesteuert durch die Druckflüssigkeitszufuhr über die Drossel 11, auch beim ungünstigsten Lastfall der Maschine (Nullage) noch einen, wenn auch minimalen Wert einnimmt so daß bei allen Befriebszusiänden eine metallische Berührung an den Lagerstellen sicher vermieden ist

Als radiale Abstützung der Triebscheibe 5 sind bei der gezeigten Ausführungsform zwei diametral gegenüberliegende hydrostatische Gleitlager 13 und 14 vorgesehen. Das erste radiale Gleitlager 13 dient zur Aufnahme der in Radialrichtung wirkenden resultierenden Kolbenkräfte und besteht aus einer durch Stege J5 im Gehäuse 1 abgegrenzten Lagertasche 16, welche über einen Kanal J 7 und eine Drosselstelle 18 mit dem Kanal 10 und damit mit der Hochdruckseite HD der Maschine verbunden ist. Das zweite radiale Gleitlager 14 besteht aus einem in einer Zylinderbohrung 19 im Gehäuse 1 geführten Druckkolben 20, der eine Drucktasche 21 enthält und damit als radial beweglicher Gleitschuh wirkt Der Zylinderraum 19 ist mit dem Kanal 17 verbunden, so daß die Lagertasche 16 des ersten Gleitlagers 13 und der im Druckraum des Kolbens 20 in jedem Betriebszustand mit Druckflüssigkeit gleichen Druckes beaufschlagt sind. Der Kolben 20 enthält eine Drosselstelle 22 und einen Kanal 23, der die Drucktasche 21 mit dem Druckraum des Kolbens 20 verbindet, so daß die Lagertasche 21 mit Schmierflüssigkeit versorgt wird.

Die Kraft R', die vom ersten radialen Gleitlager 13 auf die Triebscheibe 5 ausgeübt wird» kann aus baulichen Gründen nur im Abstand a der radialen Kraft R aus dem Zerlegungspunkt der resultierenden Kolbenkraft KR entgegenwirken. Die Auftriebsfläche des Gleitlagers 13 bzw. seine Lagertasche 16 ist so bemessen, daß die Breite der Schmierspalte 24, gesteuert durch die Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit über die Drossel 18, auch beim ungünstigsten Lastfall (maximaler Schwenkwinke! der Zylindertrommel 2) einen noch minimalen Wert haben, so daß eine metallische Berührung an den Lagerstellen vermieden ist Das zweite dem eritgenannten hydrostatischen Gleitlager 13 diametral gegenüberliegende Gleitlager 14 liegt in einem Abstand a + b vom Zerlegungspunkt der resultierenden Kolbenkraft KR und ist als radial bewegliches hydrostatisches Lager ausgebildet und wird vom Innendruck (Taschendruck) des ersten Gleitlagers 13 aus mit Druckflüssigkeit über den Kanal 17 versorgt Durch diese Anordnung wird erreicht, daß ein automatischer Ausgleich des sonst vorhandenen Kippmomentes an der Triebscheibe erfolgt

Um das radiale, hydrostatische Lagersystem verkantungsfrei zu halten, ist folgende Bedingung zu erfüllen:

R'- a = s(a + b)

d. h., da die wirksamen Flächen FR und FS den gleichen Druck habtn, muß das Flächenverhältnis

FR'

FS ''

sein.

Besitz die Kraft R' aus der Fläche FR' für jeden Betriebszustand genügend Auftrieb, richtet sich ihre Größe automatisch nach der radialen Kraft R.

Die hydrostatischen Gleitlager 13 und 14 können gemäß F i g. 2 in einer Lagerbuchse 25 innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet sein, die durch ihre hydrodynamische Wirkung den verkantungsfreien Lauf der gesamten Lageranordnung zusätzlich unterstützt. Die Verbindungskanäle 26, 27 für die gemeinsame Druckflüssigkeitszufuhr der Gleitlager 13, 14 können dabei innerhalb der Buchse 25 ausgebildet sein. Im übrigen sind in Fig.2 funktionell gleiche Teile mil den gleichen Bezugszeichen versehen, wie in F i g. 1 und werden nicht nochmals erläutert
Die beispielsweise gezeigte Lageranordnung ist auf eine einseitige Druck- und Schwenkrichtung der Zylindertrommel 2 ausgelegt Das axiale und radiale hydrostatische Lagersystem läßt sich durch eine Verdopplung der hydrostatischen Elemente in Verbindung mit einer richtigen Druckzuordnung auf beidsefrige Druck- und Schwenkrichtung der Axialkolbenmaschine ausweiten. Weiter ist es denkbar, die axiale Kraft an der Triebscheibe 5 durch einzelne, unmittelbar den Kolben zugeordnete hydrostatische Axiallager aufzunehmen.

Hierzi>2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Axi- Patentansprüche: alkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise mit einer durch ein Axial- und RadiaJlager abgestützten Trieb-

1. Hydraulische Axialkolbenmaschine in Schräg- scheibe, wobei das Radiallager durch zwei oder mehrere achsenbauweise mit einer durch ein Axial- und Ra- 5 am Umfang der Triebscheibe angeordnete hydrostatidiallager abgestützten Triebscheibe, wobei das Ra- sehe Gleitlager gebildet ist

diallager durch zwei oder mehrere am Umfang der Das GB-PS 11 93 705 zeigt Maschinen dieser Art, bei

Triebscheibe angeordnete hydrostatische Gleitlager welcher eine Gleitlagerung die in radialer Richtung wirgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß kenden resultierenden Kolbenkräfte aufnimmt Die Lamindestens zwei Gleitlager (13,14) einander diame- io gerstelle erstreckt sich unsymmetrisch vom Zerlegungstral gegenüberliegend angeordnet sind, von denen punkt der Kräfte aus, so daß ein verkanteter Lauf nicht das eine Gleitlager (13) zur Aufnahme der in Radial- auszuschließen ist Außerdem ergibt diese bekannte Lörichtung wirkenden resultierenden Kolbenkräfte sung einen sehr großen Lagerdurchmesser und sie läßt (KR) in Wirkrichtung dieser Radialkraft (—R) ange- nur geringe Schrägungswinkel der Zylindertrommel ZU₁ ordnet und das gegenüberliegende Gleitlager (14) 15 Aus der DE-PS 11 51 422 ist es bekannt, die rotierenzur Aufnahme des auftretenden Kippmomentes ge- de Zylindertrommel derartiger Axialkolbenmaschinen genüber dem die Radialkräfte aufnehmenden Gleit- durch an dem Außenumfang der Zylindertrommel anlager axial versetzt am Umfang der Triebscheibe greifende hydrostatische Gleitschuhe, die z. B. mit geangeordnet ist drosseltem Drucköl aus dem Hochdruckkreislauf der als

2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch 20 Pumpe arbeitenden Maschine gespeist werden, abzugekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeit den Gleit- stützen. Diese unsymmetrische Abstützung dient zum lagern (13,14) über zumindest eine Drossel (18) von Ausgleich der Biegemomente, die am Mittelzapfen der der Hochdruckseite der Maschine zuführbar ist und Zylindertrommel wirken.

daß die beiden radialen Gleitlager parallel geschal- Bei der in der DE-PS 11 72 506 beschriebenen Weitet sind. 25 terentwicklung des Gegenstandes der DE-PS 11 51 422

3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch erfolgt die hydrostatische Abstützung der Zylindergekennzeichnet daß — in Axialrichtung gesehen — trommel unsymmetrisch, wobei eine durch den die Mitte des die Radialkraft (—R) aufnehmenden Schwenkwinkel der Zylindertrommel gesteuerte Dros-Gleitlagers in einem Abstand a vom Zerlegungs- sei bzw. ein Umschaltventil die Beaufschlagung der hypunkt der Kolbenkraft auf der Triebscheibe (5) und 30 drostatischen Gleitschuhe mit Druckflüssigkeit aus eidie Mitte des Jas Kippmoment aufnehmenden Gleit- ner gesonderten Druckmittelquelle steuert

lagers um einen Betrag a + b vom Zerlegungspunkt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hy-

der Kolbenkraft (KR) auf der Triebscheibe angeord- drostatische Gleitlageranordnung zu schaffen, welche net ist, wobei sich die wirksame Lagerfläche (FR') bei allen Betriebszuständen die radiale Abstützung der

des die Radialkraft (—R) aufnehmenden Radialla- 35 Triebscheibe ermöglicht

gers (13) zu der wirksamen Lagerfläche (FS) des das Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine hydraulische Axi-

Kippmoment aufnehmenden Radiallagers (14) wie alkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise mit einer

das Verhältnis aus der Summe der Abstände a, b zu durch ein Axial- und Radiallager abgestützten Trieb-

dem Abstand a verhält scheibe, wobei das Radiallagerdurch zwei oder mehrere

4. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherge- 40 am Umfang der Triebscheibe angeordnete hydrostatihenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu- sehe Gleitlager gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, mindest eines der Gleitlager (14) als Gleitschuh mk daß mindestens zwei Gleitlager einander diametral gevon der Druckflüssigkeit beaufschlagten Druckkol- genüberliegend angeordnet sind, von denen das eine ben (20) ausgebildet ist, von dessen Druckraum einer Gleitlager zur Aufnahme der in Radiairichtung wirken-Drucktasche (21) in der Gleitfläche des Gleitschuhs 45 den resultierenden Kolbenkräfte in Wirkrichtung dieser über eine Drossel (22) Schmierflüssigkeit, zuführbar Radialkraft angeordnet und das gegenüberliegende ist Gleitlager zur Aufnahme des auftretenden Kippmo-

5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch mentes gegenüber dem die Radialkräfte aufnehmenden gekennzeichnet, daß nur das das Kippmoment auf- Gleitlager axial versetzt am Umfang der Triebscheibe nehmende Gleitlager (14) als Gleitschuh-Lager aus- 50 angeordnet ist.

gebildet ist Da aus konstruktiven Gründen eine radiale Abstüt-

6. Axialkolbenmaschine nach einem der vorherge- zung durch ein hydrostatisches Gleitlager im Angriffshenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die punkt der resultierenden Kolbenkräfte an der Triebbeiden Radial-GIeitlager (13,14) in einer im Maschi- scheibe nicht möglich ist, besteht der Grundgedanke der nengehäuse (1) angeordneten Lagerbuchse (25) an- 55 Erfindung darin, mindestens zwei Gleitlager vorzusegeordnet sind und zur Druckölversorgung über in hen, von denen das eine um einen konstruktiv notwendider Lagerbuchse angeordnete Kanäle (26, 27) mit- gerweise vorgegebenen axialen Abstand vom Angriffseinander verbunden sind. punkt der resultierenden Kolbenkräfte versetzt ange-

7. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprü- ordnet ist und die radialen Kolbenkräfte aufnimmt, wäh-,.. ehe 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch das 60 rend das andere Gleitlager dem ersten Gleitlager dia- )$. Axiallager (8) der Maschine in an sich bekannter metral gegenüberliegt und um einen weiteren axialen Ij; Weise als hydrostatisches Gleitlager ausgebildet ist Abstand versetzt angeordnet ist, um die Kippkräfte aufg und die Druckölversorgung des Axiallagers und der zunehmen, die an der Triebscheibe durch die konstruk- '■'[ parallel geschalteten Radiallager (13; 14) gemeinsam tiv nicht mögliche symmetrische Abstützung der radialvon der Hochdruckseite der Maschine durch eine 65 len Kolbenkräfte durch das erste Gleitlager entstehen. p Drossel (18) getrennt in Reihe geschaltet erfolgt. Zweckmäßig erfolgt in bekannter Weise die Zufüh- % , rung der Druckflüssigkeit zu den Gleitlagern über zu-

mindest eine Drossel von der Hochdruckseite der Ma-