DE3120154A1

DE3120154A1 - Hydrostatic axial-piston appliance for use as hydropump or hydromotor

Info

Publication number: DE3120154A1
Application number: DE19813120154
Authority: DE
Inventors: Ünal Dipl.-Ing. 7990 Friedrichshafen Gazyakan; Karlmann Ing.(Grad.) 7992 Tettnang Hamma
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-05-21
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1982-12-23

Abstract

The axial-piston appliance employs cross head shoes (4, 31, 32) which run on a swash plate (3) and are prevented in a positively locking manner by means of a pull-back plate (6) and holding-down devices (7, 33) from lifting off the swash plate (3) or from tilting. A cylinder body (2) is braced against a spherical surface (20) of a control plate (19), and has pistons (8, 9, 11, 12) running therein. Oil ducts (16, 17, 18) in the cylinder body (2) meet oil conduits (24, 25, 26) in the control body (19) on a pitch circle which is smaller than that on which the pistons (8, 9, 11, 12) are situated. The construction of the appliance makes it possible to use higher rotational speeds and thus a greater power density than had been possible hitherto. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Vor- The invention relates to a hydrostatic pre

richtung zur Verwendung als Hydropumpe oder Hydromotor, insbesondere eines Hydrostaten, mit einer Schiefscheibe, die von in einem Zylinderkörper laufenden Kolben mit Gleitschuhen abgetastet wird sowie mit einer Steuerplatte als druckverteilendes Verbindungselement zwischen den Zylinderräumen im Zylinderkörper und den entsprechenden äußeren Druckleitungen.direction for use as a hydraulic pump or hydraulic motor, in particular a hydrostatic, with a swash plate running in a cylinder body Piston is scanned with sliding shoes and with a control plate as a pressure distributing one Connecting element between the cylinder chambers in the cylinder body and the corresponding external pressure lines.

Aus der DE-OS 19 63 288 ist eine hydraulische Pumpe mit ebener Steuerfläche bekannt. Die relativ groß dimensionierte Umsteuervorrichtung erzeugt große öl geschwindigkeiten auf der Lauffläche und am Austritt der Kolbenräume, weshalb der Drehzahl dieser Pumpe Grenzen gesetzt sind. Auch die große Gleitgeschwindigkeit zwischen Ventilkörper und Ventilplatte ist nachteilig, weil die Gleitpaarung nur eine begrenzte Gleitgeschwindigkeit verträgt. DE-OS 19 63 288 discloses a hydraulic pump with a flat control surface known. The relatively large reversing device generates high oil speeds on the running surface and at the exit of the piston chambers, which is why the speed of this Pump limits are set. Also the high sliding speed between the valve body and valve plate is disadvantageous because the sliding pairing only has a limited sliding speed tolerates.

Aus dem Katalog AHydromatik"-Ulm, Nr. A4V, Ausgabe D 4/80"-ist eine Hydropumpe mit sphärischer Steuerfläche und einer unter Federkraft stehenden Niederhalterung bekannt. Bei größerer Drehzahl dieser Pumpe heben die Gleitschuhe unter Zusammendrückung der entsprechenden Andrückfeder von der Schiefscheibe ab, die Drehzahl der Verstellpumpe ist daher begrenzt. Zwar könnten die Gleitschuhandrückkräfte erhöht werden, dadurch würden aber die Leerlauf- und Reibungsverluste ansteigen. Die Andrückfeder mit ihren Hilfselementen erfordert erheblichen Raumbedarf, was zu einem großen Teilkreisdurchmesser der Kolben und zu großen Einbaumaßen der Pumpe führt. Durch die hohe Andrückungskraft der Gleitschuhe sind höhere Leerlaufverluste in diesem Bereich nicht vermeidbar. From the catalog AHydromatik "-Ulm, no. A4V, edition D 4/80" -is one Hydraulic pump with spherical control surface and a hold-down under spring force known. At a higher speed of this pump, the sliding shoes lift under compression the corresponding pressure spring from the swash plate, the speed of the variable displacement pump is therefore limited. It is true that the sliding shoe back forces could be increased as a result but the idling and friction losses would increase. The pressure spring with its Auxiliary elements requires a considerable amount of space, resulting in a large one Pitch diameter of the pistons and large installation dimensions for the pump. By the high pressure of the sliding shoes are higher idling losses in this Area unavoidable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Axialkolbenvorrichtung zur Verwendung als Hydropumpe oder Hydromotor mit größerer Leistungsdichte zu schaffen, als dies bei bisher bekannten Vorrichtungen möglich ist. Bei gegebenem Bauvolumen und/oder -gewicht soll also eine höhere Leistung als bisher erzielt werden können. Die Vorrichtung soll kleiner als bisher bekannte Ausführungen sein und mit niedrigerem Speisedruck auskommen. The invention is based on the object of a hydrostatic axial piston device for use as a hydraulic pump or hydraulic motor with greater power density, than is possible with previously known devices. With a given construction volume and / or weight should therefore be able to achieve a higher performance than before. The device should be smaller than previously known designs and with lower Get by feed pressure.

Die Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. The invention is defined by the features set out in the characterizing part of claim 1 Features solved.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß höhere Drehzahlen, höhere Drücke und eine kompaktere Bauweise erreichbar sind als bei bekannten Axialkolbenvorrichtungen bzw. aus diesen Vorrichtungen aufgebauten Getrieben. The invention has the advantages over the known that higher speeds, higher pressures and a more compact design can be achieved than in known axial piston devices or built up from these devices Driven.

Hierdurch ist eine höhere Leistungsdichte der Vorrichtung als bisher erreichbar. Ein Abheben der Gleitschuhe bei großen Drehzahlen ist zuverlässig ausgeschlossen, eine exakte Gleitschuhführung ist also gewährleistet. Durch die Verwendung formschlüssiger Niederhaltung kann- der Zylinder kompakter ausgeführt sein, der Teilkreisdurchmesser der Kolbenbohrungen kann also klein gehalten werden. Dies hat bei vergleichbarer Drehzahl kleinere Gleitschuhgeschwindigkeit, geringere Abnützung der reibenden Teile und eine kleinere Geräuschentwicklung zur Folge. Die formschlüssige Niederhaltung hat gegenüber der Federniederhaltung den Vorteil, daß der Speisedruck niedrig sein kann. Bei der bekannten Niederhaltung mittels Federkraft dient der Speisedruck nämlich mit zur Niederhaltung, was bei formschlüssiger Niederhaltung nach der Erfindung aber nicht nötig ist. Hierdurch kann a P, also die Differenz zwischen Hoch- und Niederdruck, größer sein. Die formschlüssige Niederhaltung der Gleitschuhe verhindert auch deren Kippen.This results in a higher power density of the device than before accessible. A lifting of the sliding shoes at high speeds is reliably excluded, an exact sliding shoe guide is therefore guaranteed. By the The use of form-fitting hold-down can make the cylinder more compact The pitch circle diameter of the piston bores can therefore be kept small. At a comparable speed, this has a lower sliding shoe speed, lower Wear of the rubbing parts and less noise as a result. the Positive hold-down has the advantage over spring hold-down that the feed pressure can be low. With the known hold-down by means of spring force the feed pressure is used to hold down, which is the case with positive hold-down but is not necessary according to the invention. As a result, a P, i.e. the difference between high and low pressure, be greater. The positive hold down of the Slide shoes also prevent them from tipping over.

Die Kombination einer formschlüssigen Niederhalterung mit einer sphärischen Steuerfläche mit klein dimensionierter Umsteuerung ermöglicht eine Drehzahl steigerung, eine Erhöhung der nutzbaren Druckdifferenz, eine Reduzierung der blgeschwindigkeiten jeweils am Ein- bzw. Austritt der Kolbenräume und eine Herabsetzung der Geräuschentwicklung der Vorrichtung. The combination of a form-fitting hold-down with a spherical one Control surface with small-sized reversing enables an increase in speed, an increase in the usable pressure difference, a reduction in the blowing speeds each at the inlet and outlet of the piston chambers and a reduction in noise development the device.

Durch Reduzierung der radialen Beschleunigung der Olteilchen wird die Leckage am Dichtspalt zwischen drehendem Zylinderkörper und feststehender Ventilplatte auf einen zuverlässig beherrschbaren Wert gesenkt. Durch die Verwendung der sphärischen Steuerfläche wird eine kippfreie Abstützung der Zylindertrommel auf der Ventilplatte in allen Betriebszuständen erreicht.By reducing the radial acceleration of the oil particles the leakage at the sealing gap between the rotating cylinder body and the fixed valve plate reduced to a reliably manageable value. By using the spherical The control surface is a tilt-free support of the Cylinder drum reached on the valve plate in all operating states.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Further advantageous refinements of the invention can be found in FIGS Subclaims.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 einen weiteren Teilschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1, jedoch um 900 verdreht und mit ausgelenkter Schiefscheibe. The invention is based on an exemplary embodiment with reference to a drawing explained. 1 shows a partial section through the device according to the invention, FIG. 2 shows a further partial section through the device according to FIG. 1, but around 900 twisted and with a deflected swashplate.

Eine als Hydropumpe oder als Hydromotor aufgebaute Axialkolbenvorrichtung (Fig. 1) besteht im wesentlichen aus einer Antriebswelle 1, einem Zylinderkörper 2, einer Schiefscheibe 3 und darauf gleitenden Gleitschuhen 4, 31, 32, Kolben 8, 9, 11, 12 und einer Steuerplatte 19. Der Zylinderkörper 2 ist drehfest mit der Antriebswelle 1 verbunden. Die Gleitschuhe 4, 31, 32, in denen Köpfe der Kolben 8, 9, 11, 12 geführt sind, werden durch eine Rückzugplatte 6 gegen die Schiefscheibe 3 gehalten. Die Rückzugplatte 6 wird ihrerseits durch einen Niederhalter 7, 33 in Richtung auf die Schiefscheibe 3 gehalten und verhindert zusammen mit der Rückzugplatte 6 ein Abheben der Gleitschuhe 4, 31, 32 von der Schiefscheibe 3. Der Niederhalter 7, 33 ist mit Hilfe von Schrauben 5, 10, 27 (Fig. 1, 2) befestigt, die ihrerseits in das Material des Schwenkkörpers 30 eingedreht sind. Der Niederhalter 7, 33 kann als einstückiger Ring ausgeführt sein, er kann aber auch aus mehreren, ringsegmentartigen Teilen bestehen. An axial piston device constructed as a hydraulic pump or as a hydraulic motor (Fig. 1) consists essentially of a drive shaft 1, a cylinder body 2, a swash plate 3 and sliding shoes 4, 31, 32, piston 8, 9, 11, 12 and a control plate 19. The cylinder body 2 is rotationally fixed to the drive shaft 1 connected. The sliding shoes 4, 31, 32, in which the heads of the pistons 8, 9, 11, 12 are guided are held against the swash plate 3 by a retraction plate 6. the Retraction plate 6 is in turn by a hold-down 7, 33 in the direction of the Swash plate 3 held and prevented together with the retraction plate 6 a lifting of the sliding blocks 4, 31, 32 from the swash plate 3. The hold-down device 7, 33 is fastened with the help of screws 5, 10, 27 (Fig. 1, 2), which in turn are screwed into the material of the swivel body 30. The hold-down 7, 33 can be designed as a one-piece ring, but it can also consist of several, ring segment-like Share exist.

Die in Lagern 28, 29 laufende Antriebswelle 1 kann auch über das Lager 29 hinaus verlängert sein und dort eine Abtriebswelle 21 bilden. The drive shaft 1 running in bearings 28, 29 can also use the Bearing 29 also be extended and form an output shaft 21 there.

Die einzelnen Zylinder, in denen die Kolben 8, 9, 11, 12 laufen, sind über jeweils einen Olkanal 16, 17, 18 (Fig. 1, 2) und über ölführungen 24, 25, 26 in der Steuerplatte 19 mit Druck leitungen (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden. Diese Druckleitungen können z. B. Verbindungen zwischen einer Hydropumpe und einem Hydromotor darstellen. The individual cylinders in which pistons 8, 9, 11, 12 run, are each via an oil channel 16, 17, 18 (Fig. 1, 2) and oil guides 24, 25, 26 in the control plate 19 with pressure lines (not shown in the drawing) tied together. These pressure lines can, for. B. Connections between a hydraulic pump and a hydraulic motor.

Die Schiefscheibe 3 kann um einen Drehpunkt 13 (Fig. 2) verschwenkbar gelagert sein. Der Verschwenkungsbewegung dienen ein Lager 14 sowie ein Zapfen 15 (Fig. 1), die Bewegung selbst wird in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Verstellhebels 22 und eines Kopfes 23 bewirkt, der seinerseits mit einem Verstellmotor, z. B. einem Verstellkolben, in Verbindung steht. The swash plate 3 can be pivoted about a pivot point 13 (FIG. 2) be stored. A bearing 14 and a pin 15 serve for the pivoting movement (Fig. 1), the movement itself is assisted in a manner known per se one Adjusting lever 22 and a head 23 causes, which in turn with an adjusting motor, z. B. an adjusting piston, is in communication.

Der Zylinderkörper 2 arbeitet gegen eine sphärische, an der Steuerplatte 19, vorgesehene Fläche 20, die selbst bei Drehzahlerhöhung hierbei auftretende dynamische Kippkräfte sehr gut aufnehmen kann. Hierdurch werden eine kippmomentfreie Lagerung des Zylinderkörpers 2 sowie eine klein dimensionierte Umsteuerung an der Steuerplatte 19 möglich. Die Gleitgeschwindigkeit des auf der Steuerplatte 19 gleitenden Zylinderkörpers 2 sowie die öl geschwindigkeit in den Olkanälen 16, 17, 18 und in den ölführungen 24, 25, 26 werden herabgesetzt. The cylinder body 2 works against a spherical one on the control plate 19, provided area 20, the dynamic that occurs even when the speed is increased Can absorb tilting forces very well. This results in a bearing that is free of tilting moments of the cylinder body 2 and a small-sized reversal on the control plate 19 possible. The sliding speed of the cylinder body sliding on the control plate 19 2 as well as the oil speed in the oil channels 16, 17, 18 and in the oil ducts 24, 25, 26 are reduced.

Die Kolben 8, 9, 11, 12 sind bei einem Ausführungsbeispiel achsparallel ausgerichtet. Sie können aber auch konisch ausgerichtet sein. Von den Zylinderräumen der Kolben 8, 9, 11, 12 aus führen die ölkanäle 16, 17, 18 möglichst weit in Richtung auf die Antriebswelle 1 bzw. Abtriebswelle 21 nach innen und treffen mit ihren freien Enden jeweils mit den freien Enden der Olführungen 24, 25, 26 der Steuerplatte 19 zusammen. Der sich ergebende kleine Durchmesser des Teilkreises, auf dem die ölkanäle 16, 17, 18 einerseits und die ölführungen 24, 25, 26 andererseits zusammentreffen, führt zu kleiner Gleitgeschwindigkeit des Zylinderkörpers 2 an der Steuerplatte 19. Die formschlüssige Niederhalterung für die Gleitschuhe 4, 31, 32 ermöglicht eine exakte Gleitschuhführung auf der Schiefscheibe 3. Die Gleitschuhe 4, 31, 32 können auch bei hohen Drehzahlen nicht von der Schiefscheibe 3 abheben oder kippen. The pistons 8, 9, 11, 12 are axially parallel in one embodiment aligned. But they can also be aligned conically. From the cylinder chambers the pistons 8, 9, 11, 12 lead the oil channels 16, 17, 18 as far as possible in the direction on the drive shaft 1 or output shaft 21 inwards and meet with their free Ends with the free ends of the oil guides 24, 25, 26 of the control plate 19 together. The resulting small diameter of the pitch circle on which the oil channels 16, 17, 18 on the one hand and the oil guides 24, 25, 26 on the other meet, leads to a slow sliding speed of the cylinder body 2 on the control plate 19. The form-fitting hold-down for the sliding blocks 4, 31, 32 enables an exact sliding shoe guide on the swash plate 3. The sliding shoes 4, 31, 32 cannot lift off or tilt from the swash plate 3 even at high speeds.

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Claims

Hydrostatic axial piston device for use as a hydraulic pump or hydraulic motor claims W Hydrostatic axial piston device for use as a hydraulic pump or hydraulic motor, in particular a hydrostat, with a swash plate, which is scanned by pistons running in a cylinder body with sliding shoes as well as with a control plate as a pressure-related connecting element between the cylinder spaces in the cylinder body and the corresponding external pressure lines, thereby g e -k It is noted that the cylinder body (2) is against a spherical surface (20) of the control plate (19) runs, and that the sliding shoes (4, 31, 32) form-fit are held against the swash plate (3).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the positive hold-down of the sliding blocks (4, 31, 32) hold-down (7, 33), which are fastened by means of screws (5, 10, 27).

3. Device according to claim 1 or according to claims 1 and 2, in that the pistons (8, 9, 11, 12) are axially parallel run to the drive shaft (1) or output shaft (21).