DE3320695C2

DE3320695C2 -

Info

Publication number: DE3320695C2
Application number: DE19833320695
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 8752 Johannesberg De Heyl
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1982-06-12
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1991-09-05
Also published as: DE3320695A1

Description

Die Erfindung betrifft eine nach dem Schrägscheibenprinzip arbeitende Axialkolbenmaschine mit einer Welle und mit einer mit dieser verbundenen Zylindertrommel, deren eine Stirnfläche gegen einen Steuerboden abgestützt ist und aus deren anderen Stirnfläche Kolben austreten, von denen jeder mittels eines Gleitschuhes gegen eine Schrägscheibe abgestützt ist, wobei jeder Gleitschuh eine gegen die Schrägscheibe anliegende Gleitschuhplatte und einen eine Kugelverbindung zwischen Gleitschuh und Kolben aufnehmenden Gleitschuhhals aufweist, wobei gegen die der Schrägscheibe abgewandten Seite der Gleitschuhplatte eine Niederhalteplatte anliegt, die für jeden Gleitschuhhals eine Ausnehmung aufweist, wobei die Niederhalteplatte mit dem Rand der Ausnehmung gegen die Gleitschuhplatte anliegt, wobei die Niederhalteplatte in ihrem mittleren Bereich eine Ausnehmung mit hohlkugelförmiger Oberfläche aufweist, gegen die eine entsprechend kugelkappenförmige Oberfläche eines Ringes anliegt, der seinerseits durch die Kraft einer vorgespannten Feder derart belastet ist, daß die Federkraft den Ring gegen die Niederhalteplatte und damit diese gegen die Rück seiten der einzelnen Gleitschuhplatten und damit die Gleitschuhe auf die Schrägscheibe drückt (DE-OS 19 45 434, Seite 2, Zeilen 18 bis 20, DE-OS 26 16 985, DE-OS 21 30 514, Beschreibungseinleitung, DE-OS 21 52 568). Um bei hohen Drehzahlen und damit hohen Verschiebegeschwindigkeiten des Kolbens und damit großen Massenträgheitskräften bei der Umkehr der Bewegung des Kolbens von der in den Zylinder eindringenden Bewegungsrichtung in die ausfahrende Bewegungsrichtung sichern zu können, daß die Gleitschuhe nicht unter der Wirkung der Massenträgheitskräfte von der Schrägscheibe abheben, muß die Kraft der Feder sehr groß sein. Zusätzlich sind die gegebenenfalls auftretenden Saugkräfte am Kolben zu berücksichtigen. Diese große Federkraft wirkt ständig auf die Rückseite der Gleitschuhe und drückt diese gegen die Schrägscheibe auch bei geringen Drehzahlen und insbesondere bei Stillstand, wenn die Maschine anlaufen soll. Diese große Kraft hat große Reibungskräfte zwischen Gleitschuh und Schrägscheibe und zwischen Niederhalteplatte und Gleitschuhplatte zur Folge, die unnötigen Energieverlust zur Folge haben und insbesondere beim Anlaufen stören. Um wenigstens für die Reibung an der Stirnfläche der Zylindertrommel geringere Belastungskräfte zu erzielen, ist es bereits bekannt, zwei verschiedene Andrückfedern vorzusehen (DE-OS 21 30 514 und DE-OS 19 45 434). Das erfordert jedoch einen höheren Bauaufwand.The invention relates to a swashplate principle working axial piston machine with one shaft and one connected to this cylinder drum, one of which End face is supported against a control floor and out pistons emerge from the other end face, each of which using a sliding shoe against a swashplate is supported, each slide shoe one against the Swashplate sliding shoe plate and one Ball connection between the slide shoe and the piston Has sliding shoe neck, being against that of the swash plate opposite side of the shoe plate a hold-down plate there is a recess for each neck of the shoe has, the hold-down plate with the edge of the Recess against the shoe plate, the Hold-down plate has a recess in its central area having a hollow spherical surface against which one correspondingly spherical cap-shaped surface of a ring applied, which in turn by the force of a biased Spring is loaded so that the spring force against the ring the hold-down plate and thus this against the back sides of the individual sliding shoe plates and thus the Sliding shoes presses on the swashplate (DE-OS 19 45 434, Page 2, lines 18 to 20, DE-OS 26 16 985, DE-OS 21 30 514, Introduction to the description, DE-OS 21 52 568). To at high Speeds and thus high displacement speeds of the Pistons and thus large inertia forces at Reversing the movement of the piston from the one in the cylinder penetrating direction of movement in the extending To be able to secure the direction of movement that the sliding shoes not under the influence of the inertial forces of the Lift off the swash plate, the force of the spring must be very large be. In addition, those that may occur Consider suction forces on the piston. This size Spring force constantly acts on the back of the shoes and presses it against the swashplate even at low Speeds and especially at standstill when the Machine should start. This great force has great Frictional forces between slide shoe and swash plate and between hold-down plate and slide shoe plate, result in unnecessary loss of energy and especially disturb when starting. At least for the Less friction on the end face of the cylinder drum To achieve load forces, it is already known two to provide different pressure springs (DE-OS 21 30 514 and DE-OS 19 45 434). However, that requires a higher one Construction effort.

Um die genannten Nachteile einer hohen Reibungskraft zu vermeiden, ist es auch bereits bekannt, die Niederhalteplatte fest mit dem Körper, an dem die Schrägscheibe gebildet ist, derart zu verbinden, daß zwischen der der Schrägscheibe zugewandten Seite der Niederhalteplatte und der Schrägscheibe ein fest vorgegebener Abstand gebildet ist, der um ein geringes Spiel größer ist als die Dicke der Gleitschuhplatten (DE-OS 28 04 912). To overcome the disadvantages of high friction avoid, it is also already known that Hold-down plate firmly with the body on which the Swashplate is formed to connect such that between the side of the swashplate facing the Hold-down plate and the swashplate one firmly predetermined distance is formed by a small game is greater than the thickness of the sliding shoe plates (DE-OS 28 04 912).

Obwohl derartige Anordnungen den Eindruck erwecken, einen sehr einfachen Aufbau zu haben, zeigt sich in der Praxis, daß der Herstellaufwand für die verschiedenen am Umfang anzuordnenden Teile, die den Abstand der Niederhalteplattenfläche von der Schrägscheibenfläche bestimmen, einen großen Bauaufwand erfordern, zumal zu berücksichtigen ist, daß die Niederhalteplatte gegenüber der Drehachse exakt zentriert sein muß, damit die Gleitschuhhälse in den Bohrungen der Niederhalteplatte einwandfrei freigehen bzw. dann, wenn die Niederhalteplatte von den Gleitschuhen mitgenommen wird, bei Änderung der Drehwinkelgeschwindigkeit des Umlaufes und damit in Umfangsrichtung an der Niederhalteplatte auftretenden Massenträgheitskräften keine schlagartigen Beanspruchungen auftreten.Although such arrangements give the impression that one Having a very simple structure is shown in practice, that the manufacturing effort for the various on the scope parts to be arranged, the distance of the Hold down plate area from the swash plate area determine, require a large construction effort, especially since take into account that the hold-down plate opposite the The axis of rotation must be exactly centered so that the Sliding shoe necks in the holes in the hold-down plate go clear properly or when the hold-down plate is taken from the slide shoes when changing the Rotational angular velocity of the revolution and thus in Circumferential direction occurring on the hold-down plate Mass inertia forces no sudden stresses occur.

Die bekannten Anordnungen ebenso wie die Anordnung gemäß der Erfindung sind sowohl bei als Pumpe arbeitenden als auch bei als Motor arbeitenden Axialkolbenmaschinen anwendbar und sowohl bei Axialkolbenmaschinen, bei denen der Winkel der Schrägscheibe gegenüber der Drehachse und damit das Hubvolumen pro Umdrehung einstellbar ist, als auch bei solchen, bei denen der Winkel konstant ist.The known arrangements as well as the arrangement according to the Invention are both at working as a pump and at applicable as a motor working axial piston machines and both in axial piston machines, where the angle of Swash plate opposite the axis of rotation and thus that Stroke volume per revolution is adjustable, as well those where the angle is constant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die hohe Reibungskraft, die durch unnötig starkes Andrücken der Gleitschuhe gegen die Schrägscheibe entsteht, bei geringem Bauaufwand durch optimales Ausnutzen sowieso vorhandener Bauteile und einwandfreier Zentrierung zu vermeiden.The invention has for its object the high Frictional force caused by unnecessarily pressing the Slip shoes against the swashplate are created with little Construction effort through optimal use of existing ones anyway Avoid components and perfect centering.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ring gegen einen mit der Welle verbundenen Anschlag abgestützt ist, wobei Anschlag, Ring, Niederhalteplatte und Gleitschuhplatten derart bemessen sind, daß bei Anliegen des Ringes gegen den Anschlag und bei Anliegen der Gleitschuhplatten gegen die Schrägscheibe zwischen Gleitschuhplatte und Niederhalteplatte ein vorbestimmtes geringes Spiel besteht. This object is achieved in that the Ring against a stop connected to the shaft is supported, with stop, ring, hold-down plate and Sliding shoe plates are dimensioned such that when the Ring against the stop and when the Sliding shoe plates against the swash plate between Sliding shoe plate and hold-down plate a predetermined there is little play.

Damit hat bei Anliegen gegen den Anschlag die Niederhalteplatte eine definierte Lage gegenüber der Schrägscheibe und die Kraft der Feder wird nicht auf die Gleitschuhe, sondern auf den Anschlag übertragen. Trotzdem reicht die Kraft der Feder aus, um auch bei großen Massenträgheitskräften und Saugkräften ein Abheben der Gleitschuhe von der Schrägscheibe zu vermeiden. Die Feder aber ist sowieso vorhanden, um die Zylindertrommel gegen den Steuerboden zu drücken.So that has concerns against the attack Hold-down plate a defined position opposite the Swashplate and the force of the spring is not on the Slip shoes, but transferred to the stop. Nevertheless the force of the spring is sufficient to withstand even large ones Inertial forces and suction forces a lifting off Avoid sliding shoes from the swash plate. The feather but is there anyway to counter the cylinder drum To press control floor.

Dabei sind gemäß der Erfindung der Anschlag, der Ring, die Niederhalteplatte und die Gleitschuhplatten derart bemessen, daß bei Anliegen des Ringes gegen den Anschlag und bei Anliegen der Gleitschuhe gegen die Schrägscheibe zwischen Gleitschuhplatte und Niederhalteplatte ein vorbestimmtes geringes Spiel besteht. Die Größe dieses Spieles ergibt sich aus den jeweiligen konstruktiven Bedingungen und kann beispielsweise 1/100 mm bis 3/100 mm betragen, wobei gegebenenfalls diese genannten Werte die Grenzen für die Fertigungstoleranz darstellen können. Bei der Festlegung des Spieles ist die Bildung des Schmierfilmes beispielsweise durch Druckpolster zu berücksichtigen.According to the invention, the stop, the ring, the Hold-down plate and the sliding shoe plates dimensioned in such a way that when the ring bears against the stop and The sliding shoes bear against the swashplate between Sliding shoe plate and hold-down plate a predetermined there is little play. The size of this game results from the respective constructive conditions and can for example 1/100 mm to 3/100 mm, where where appropriate, these values set the limits for the Manufacturing tolerance can represent. When determining the The formation of the lubricating film is an example to be taken into account by pressure pads.

Wie an sich bekannt, ist bei einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform die Feder andererseits gegen die Zylindertrommel abgestützt.As is known per se, is useful Embodiment the spring on the other hand against the Supported cylinder drum.

Es können auch mehrere Federn vorgesehen sein. Für hohe Drehzahlen ist auch eine große Federkraft erforderlich, um ein Abkippen der Zylindertrommel vom Steuerboden zu verhindern. Andererseits wird durch die Anordnung des Anschlages gemäß der Erfindung erzielt, daß diese Federkraft nicht dauernd die Niederhalteplatte auf die Gleitschuhe und diese auf die Schrägscheibe drückt und damit die genannten hohen Reibungskräfte bewirkt. Several springs can also be provided. For high A high spring force is also required to speed the cylinder drum tilts off the control floor prevent. On the other hand, by the arrangement of the Stop according to the invention achieved that this spring force not keep the hold-down plate on the shoes and presses them on the swash plate and thus the mentioned high frictional forces.

Der Anschlag kann aus einem Anschlagring bestehen der seinerseits gegen einen in eine Nut der Welle eingelassenen Seegerring abgestützt ist. Um zu vermeiden, daß bei sehr hohen Drehzahlen der Seegerring unter der Wirkung der Fliehkraft aufspreizt, kann vorgesehen sein, daß der Anschlagring oder der mit der kugelkappenförmigen Oberfläche versehene Ring eine hohlzylindrische Ausnehmung aufweist und derart über den Seegerring geschoben ist, daß bei der Betriebslage, in der diese Ausnehmung den Seegerring umgreift, ein Aufspreizen des Seegerringes vermieden ist. Zur Demontage muß dann zunächst der den Seegerring umgreifende Ring verschoben werden und erst dann kann der Seegerring aufgespreizt werden.The stop can consist of a stop ring in turn against a recessed in a groove of the shaft Seegerring is supported. To avoid that at very high speeds of the Seegerring under the effect of Centrifugal force spreads, it can be provided that the Stop ring or the one with the spherical cap-shaped surface provided ring has a hollow cylindrical recess and is pushed over the Seegerring so that the Operating position in which this recess is the Seegerring encompasses, spreading of the circlip is avoided. To dismantle the Seegerring encircling ring can be moved and only then the Seegerring to be spread.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine axialkolbenmaschine im Axialschnitt dargestellt.In the drawing is an embodiment of the Subject of the invention an axial piston machine in Axial section shown.

Das Gehäuse 1 ist durch eine Steuerbodenaufnahme 2, die in der Zeichnung in nicht mehr dargestellter Weise mit dem Gehäuse verbunden ist, abgeschlossen. Die Welle 3 ist mittels eines Wälzlagers 4 im Gehäuse 1 und mittels eines Wälzlagers 5 in der Steuerbodenaufnahme 2 gelagert. Die Zylindertrommel 6 liegt mit ihrer einen Stirnseite gegen eine Steuerplatte 7 an, die ihrerseits gegen die Steuerbodenaufnahme 2 anliegt. In der Zylindertrommel 6 sind Zylinder gebildet, wobei in jedem Zylinder 8 ein Kolben 9 verschiebbar ist. Jeder Kolben 9 ist gegen einen Gleitschuh abgestützt, der eine Gleitschuhplatte 10 und einen Gleitschuhhals 11 aufweist. Die Gleitschuhe liegen mit ihrer Stirnfläche gegen die Schrägscheibe 12 an, die an einem Schrägscheibenkörper 13 gebildet ist, der seinerseits gegen einen Lagerkörper 14 abgestützt ist, der wiederum seinerseits im Gehäuse 1 befestigt ist. The housing 1 is closed by a control base receptacle 2 , which is connected to the housing in a manner not shown in the drawing. The shaft 3 is mounted in the housing 1 by means of a roller bearing 4 and in the control floor receptacle 2 by means of a roller bearing 5 . The cylinder drum 6 rests with its one end face against a control plate 7 , which in turn rests against the control floor receptacle 2 . Cylinders are formed in the cylinder drum 6 , a piston 9 being displaceable in each cylinder 8 . Each piston 9 is supported against a slide shoe which has a slide shoe plate 10 and a slide shoe neck 11 . The end face of the sliding shoes bears against the swash plate 12 , which is formed on a swash plate body 13 , which in turn is supported against a bearing body 14 , which in turn is fastened in the housing 1 .

Die Feder 15 stützt sich einerseits gegen einen Federstützring 16 ab, der sich seinerseits gegen einen Spreizring 17 abstützt, der in einer Nut der Zylindertrommel abgestützt ist. Andererseits stützt sich die Feder 15 gegen einen Federstützring 19 ab, der auf mehreren, am Umfang gleichmäßig verteilten Stiften 20 abgestützt ist, wobei jeder Stift 20 durch einen Bohrung im Hals 21 der Zylindertrommel 6 hindurchgeführt und in dieser gleitend verschiebbar ist. Die Stifte 20 stützen sich gegen einen Ring 22 ab, der eine kugelkappenförmige Oberfläche 23 aufweist, mit der dieser Ring 22 in einer entsprechend hohlkugelförmig gestalteten Ausnehmung einer Niederhalteplatte 24 abgestützt ist. Die Niederhalteplatte 24 weist für jeden Gleitschuh eine Bohrung 25 auf und stützt sich auf ihrer der Schrägscheibe 12 zugewandten Seite mit dem Rand jeweils einer Bohrung 25 gegen die der Schrägscheibe 12 abgewandte Seite der einzelnen Gleitschuhplatten 10.The spring 15 is supported on the one hand against a spring support ring 16 , which in turn is supported against an expansion ring 17 which is supported in a groove in the cylinder drum. On the other hand, the spring 15 is supported against a spring support ring 19 which is supported on a plurality of pins 20 which are evenly distributed on the circumference, each pin 20 being passed through a bore in the neck 21 of the cylinder drum 6 and being slidably displaceable therein. The pins 20 are supported against a ring 22 which has a spherical cap-shaped surface 23 with which this ring 22 is supported in a correspondingly hollow spherical recess of a hold-down plate 24 . The hold-down plate 24 has a bore 25 for each slide shoe and is supported on its side facing the swash plate 12 with the edge of a bore 25 against the side of the individual slide shoe plates 10 facing away from the swash plate 12 .

Die Welle und der Hals 21 der Zylindertrommel 6 sind mit einer Verzahnung 26 zur Mitnahme der Zylindertrommel auf der Welle versehen.The shaft and the neck 21 of the cylinder drum 6 are provided with a toothing 26 for driving the cylinder drum on the shaft.

Insoweit entspricht die beschriebene Einrichtung dem bekannten Stand der Technik.In this respect, the device described corresponds to that known prior art.

Der Ring 22 stützt sich mit seiner in der Zeichnung linken Stirnfläche gegen einen Anschlagring 27, der seinerseits gegen einen Seegerring 28 anliegt, der in eine Nut 29 der Welle 3 eingelassen ist. Um zu vermeiden, daß bei sehr hohen Drehzahlen der Seegerring 28 unter der Wirkung der Fliehkraft aufspreizt, kann vorgesehen sein, daß der Anschlagring 27 oder der mit der kugelkappenförmigen Oberfläche 23 versehene Ring 22 eine hohlzylindrische Ausnehmung aufweist (in der Figur nicht dargestellt) und derart über den Seegerring 28 geschoben ist, daß bei der Betriebslage, in der diese Ausnehmung den Seegerring 28 umgreift, ein Aufspreizen des Seegerrings 28 vermieden ist. Zur Demontage muß dann zunächst der den Seegerring 28 umgreifende Ring 22 oder Anschlagring 27 axial von der Schrägscheibe weg verschoben werden und erst dann kann der Seegerring 28 aufgespreizt werden.The ring 22 is supported with its left end face in the drawing against a stop ring 27 which in turn rests against a circlip 28 which is embedded in a groove 29 in the shaft 3 . In order to prevent the circlip 28 from expanding under the effect of centrifugal force at very high speeds, it can be provided that the stop ring 27 or the ring 22 provided with the spherical cap-shaped surface 23 has a hollow cylindrical recess (not shown in the figure) and such Is pushed over the circlip 28 that in the operating position in which this recess surrounds the circlip 28 , spreading of the circlip 28 is avoided. For disassembly, the ring 22 or stop ring 27 encompassing the circlip 28 must first be axially displaced away from the swash plate and only then can the circlip 28 be spread open.

Während bei den Anordnungen gemäß dem bekannten Stand der Technik die Kraft der Feder 15 die Niederhalteplatte 24 gegen die Gleitschuhplatten 10 und damit diese gegen die Schrägscheibe 12 drückt, drückt bei der Ausgestaltungsform gemäß der Erfindung die Kraft der Feder 15 den Ring 22 gegen den Anschlagring 27, der seinerseits durch den Seegerring 28 gegen die Welle 3 abgestützt ist. Durch die Dimensionierung des Anschlagringes 27, des Seegerringes 28 und der Nut 29 und des Ringes 22 und der Niederhalte platte 24 und der einzelnen Gleitschuhplatten 10 wird erzielt, daß die der Schrägscheibe 12 zugewandte Seite der Niederhalteplatte 24 bei Anliegen der vorgenannten Teile unter der Kraft der Feder 15 einen Abstand hat, der um ein vorbestimmtes Spiel größer ist als die Stärke (Dicke) der Gleitschuhplatten 10. Andererseits steht die volle Kraft der Feder 15 zur Verfügung, um ein Abheben der Gleitschuhplatten 10 von der Schrägscheibe 12 unter der Wirkung von Massenträgheitskräften zu verhindern.While in the arrangements according to the known prior art, the force of the spring 15 presses the hold-down plate 24 against the sliding shoe plates 10 and thus against the swash plate 12 , in the embodiment according to the invention the force of the spring 15 presses the ring 22 against the stop ring 27 , which in turn is supported against the shaft 3 by the circlip 28 . By dimensioning the stop ring 27 , the circlip 28 and the groove 29 and the ring 22 and the hold-down plate 24 and the individual sliding shoe plates 10 it is achieved that the swash plate 12 facing side of the hold-down plate 24 when the aforementioned parts are under the force of Spring 15 has a distance which is greater than the thickness of the sliding shoe plates 10 by a predetermined play. On the other hand, the full force of the spring 15 is available in order to prevent the sliding shoe plates 10 from lifting off from the swash plate 12 under the action of inertial forces.

Claims

1. Axial piston machine with a cylinder drum connected to a shaft in a torsionally rigid manner, the end face of which is supported against a control base and pistons emerge from the other end face, each of which is supported by means of a sliding shoe against a swash plate, each sliding shoe having a sliding shoe plate and a sliding shoe neck, whereby Against the side of the sliding shoe plate facing away from the swash plate, a hold-down plate bears, which in its central region has a recess with a hollow spherical surface, against which a corresponding spherical cap-shaped surface of a ring bears, which in turn is loaded by the force of a prestressed spring, characterized in that the Ring ( 22 ) is supported against a stop connected to the shaft ( 3 ), the stop, ring ( 22 ), hold-down plate ( 24 ) and sliding shoe plates ( 10 ) being dimensioned such that when the ring ( 22 ) bears against the stop and at If the sliding shoe plates ( 10 ) bear against the swash plate ( 12 ) between the sliding shoe plate ( 10 ) and the hold-down plate ( 24 ), there is a predetermined slight play.

2. Axial piston machine according to claim 1, characterized characterized that the game 0.01 mm to 0.03 mm is.

3. Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the spring ( 15 ) is supported on the other hand against the cylinder drum ( 6 ).

4. axial piston machine according to claim 1, characterized in that the stop consists of a stop ring ( 27 ), which in turn is supported against a in a groove ( 29 ) of the shaft ( 3 ) recessed circlip ( 28 ).

5. Axial piston machine according to claim 4, characterized in that the ring ( 22 ) or the stop ring ( 27 ) has a hollow cylindrical recess, the hollow cylindrical inner surface of which engages around the circlip ( 28 ).