DE3742303A1 - Hydrostatic piston machine with flood lubrication - Google Patents
Hydrostatic piston machine with flood lubricationInfo
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Abstract
Description
Vorliegende Erfindung betrifft die Ölspülung in hydrostatischen Kolbenmaschinen mit umlaufendem zur Aufnahme der Arbeitskolben dienenden Zylinderkörper, welcher mit einem stationären Steuer spiegel ein Gleitlager bildet und die den Zylinderkörper auf nehmende Triebwelle in einer Lagerbohrung eines Steuerkopfes an geordnet ist, welche mit der separaten Ölführung Verbindung auf weist. Anwendung findet diese Ölspülung vorzugsweise in als Pumpe oder Motor ausgebildeten spiegelgesteuerten hydrostatischen Axial kolbenmaschinen mit konstantem oder variablem Hubvolumen.The present invention relates to oil flushing in hydrostatic Piston machines with rotating to accommodate the working pistons serving cylinder body, which with a stationary control mirror forms a plain bearing and the cylinder body taking drive shaft in a bearing bore of a control head which is connected to the separate oil guide points. This oil flush is preferably used as a pump or motor-trained mirror-controlled hydrostatic axial piston machines with constant or variable stroke volume.
Bekannt sind hydrostatische Axialkolbenmaschinen (DE-AS 14 53 452), mit umlaufendem, an einem stationären Steuerkopf anliegenden Zylinderkörper, welcher die axialbeweglich angeordneten Arbeits kolben aufnimmt. Um die Leckölverluste derartiger Axialkolben maschinen zu minimieren und für eine ausreichende Schmierung zu nutzen, wird das beiderseits der nierenförmig ausgebildeten Steuerschlitze in der Ebene des Gleitlagers austretende Lecköl in äußeren sowie inneren Ringkanälen gesammelt und über einen separaten Leckölkanal zur Niederdruckseite abgeführt. Im Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 8 dieses Standes der Technik besitzen die als Ringkanal ausgebildete innere Ausnehmung über die Lager bohrung der Triebwelle sowie einen anschließenden radialen Leck ölkanal Verbindung zur Niederdruckseite. Außerhalb der Steuer schlitze ist weiterhin eine kreisringförmige Ausnehmung im Steuer kopf angeordnet, von welcher radiale Nuten in den Gehäuseinnen raum führen. Dieses angesammelte und zu Schmierzwecken benutzte Lecköl wird über ein drehzahlabhängiges Ventil im Zylinderkörper gesteuert und der inneren Leckölzone im Bereich der Triebwelle zugeführt. Diese drehzahlabhängige Steuerung der Leckölführung sichert hierbei die Anpressung des Zylinderkörpers ebenfalls drehzahlabhängig an den Steuerspiegel und soll die Leckölver luste im Steuerspiegelbereich minimieren.Hydrostatic axial piston machines are known (DE-AS 14 53 452), with a rotating cylinder body which bears against a stationary control head and which receives the axially movably arranged working piston. In order to minimize the leakage oil losses of such axial piston machines and to use them for adequate lubrication, the leakage oil emerging on both sides of the kidney-shaped control slots in the plane of the slide bearing is collected in outer and inner ring channels and discharged to the low-pressure side via a separate leakage oil channel. In the exemplary embodiment according to FIG. 8 of this prior art, the inner recess designed as an annular channel has a bore in the drive shaft through the bearing and a subsequent radial leakage oil channel connection to the low-pressure side. Outside the control slots an annular recess in the control head is also arranged, of which radial grooves lead into the housing interior. This accumulated leak oil, which is used for lubrication purposes, is controlled by a speed-dependent valve in the cylinder body and supplied to the inner leak oil zone in the area of the drive shaft. This speed-dependent control of the leakage oil guide ensures the pressure of the cylinder body also speed-dependent on the control mirror and is to minimize the leakage losses in the control mirror area.
Weiterhin ist eine Spül- und Schmiereinrichtung für hydrosta tische Axialkolbenmaschinen bekannt (DD-PS 1 31 948), welche eine gezielte Steuerung des Spül- und Leckölstromes auf bestimmte Elemente, wie z. B. Gleitschuhe der Arbeitskolben und Radiallager des Zylinderkörpers bezweckt. Somit erfolgt zwangsweise eine permanente Schmierung derartiger Lagerbauteile einer Axialkolben maschine, welche einen umlaufenden und an einem Steuerspiegel anliegenden Zylinderkörper mit axial angeordneten Arbeitskolben aufweist. Genannte Steuerung des Spül- und Leckölstromes erfolgt mittels Stellkolben des als Wiege ausgebildeten Bewegungswand lers, welche radiale Kanäle im Gehäuse bzw. Zylinder überdecken bzw. freigeben. Diese Kanäle verbinden hierbei einen inneren Leckölraum an der Peripherie des Zylinderkörpers sowie einen äußeren Leckölraum im Bereich des Bewegungswandlers, an dem die Gleitschuhe der Arbeitskolben zur Anlage kommen. Am Gleitlager zwischen Zylinderkörper und Steuerspiegel anfallendes Lecköl ge langt somit vom inneren Leckölraum in die radialen Kanäle des Gehäuses und wird über Aussparungen der Stellkolben in den äuße ren Leckölraum abgesteuert, wonach es in einen nicht dargestellten Niederdruckbehälter gelangt.There is also a flushing and lubrication device for hydrosta table axial piston machines known (DD-PS 1 31 948), which a targeted control of the flushing and leakage oil flow to certain Elements such as B. Sliding shoes of the working pistons and radial bearings of the cylinder body. Thus, one is forced permanent lubrication of such bearing components of an axial piston machine, which has a revolving and at a control mirror adjacent cylinder body with axially arranged working pistons having. The control of the flushing and leakage oil flow takes place by means of the adjusting piston of the movement wall designed as a cradle lers which cover radial channels in the housing or cylinder or release. These channels connect an inner one Oil leakage space on the periphery of the cylinder body and a outer oil leakage area in the area of the motion converter on which the Sliding shoes of the working pistons come to rest. On the plain bearing Leakage oil occurring between the cylinder body and the control mirror thus reaches from the inner oil leakage space into the radial channels of the Housing and is on recesses of the actuating piston in the outer ren leaked oil chamber, after which it is in a not shown Low pressure tank arrives.
Mit den angeführten hydrostatischen Kolbenmaschinen des bekannten Standes der Technik wird zum einen mittels Drosseleinrichtungen ein bestimmter Lecköldruck erzeugt, welcher der Anpressungsände rung des Zylinderkörpers an den Steuerspigel dient.With the hydrostatic piston machines of the known The state of the art is on the one hand by means of throttle devices generates a certain leakage oil pressure, which of the contact surfaces tion of the cylinder body on the control mirror is used.
Zum anderen ist ein Druckausgleich zwischen den Leckölräumen bei derseits eines Wälzlagers für die Außenlagerung des Zylinderkör pers beabsichtigt und erforderlich.On the other hand, there is a pressure equalization between the leakage oil chambers on the other side of a roller bearing for the external storage of the cylinder body pers intended and required.
Beide Lösungswege sind jedoch nicht geeignet, hohe Temperaturen des Lecköles im Inneren der Kolbenmaschine mittels eines Spül ölstromes zu vermeiden bzw. mit begrenzten Öltemperaturen die Viskosität des Öles in bestimmten Grenzen zu halten. Bei tempera turbedingter Unterschreitung derartiger Grenzwerte der Viskosität des Öles werden die Schmierspalte in den jeweiligen Gleitlagern so gering, daß Mischreibung eintritt und sogenannte "Fresser" an den Gleitflächen unvermeidlich sind. However, both solutions are not suitable, high temperatures the leak oil inside the piston machine by means of a flush to avoid oil flow or with limited oil temperatures Keep the viscosity of the oil within certain limits. At tempera door-related falling below such viscosity limits of the oil become the lubrication gaps in the respective plain bearings so low that mixed friction occurs and so-called "eaters" are inevitable on the sliding surfaces.
Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung hydrostatischer Kolben maschinen, beispielsweise in Axialkolbenbauart, mit permanenter Ölspülung sowie zwangsweiser Schmierung und Kühlung derselben, um die Lebens- bzw. Einsatzdauer derartiger Kolbenmaschinen bei maximalen Arbeitsdrücken zu erhöhen und diese mit geringem technologischen Aufwand sowie reduzierter Masse zu fertigen.The aim of this invention is to create hydrostatic pistons machines, for example of the axial piston type, with permanent Oil rinsing and forced lubrication and cooling of the same, to the life or service life of such piston machines to increase maximum working pressures and these with low technological effort and reduced mass to manufacture.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hydrostatische Kolben maschinen mit separater Ölspülung zu schaffen, welche die zwangs weise Schmierung und Kühlung von als Gleit- oder Wälzlager aus gebildeten Bauteilen dieser Kolbenmaschine zwecks Reduzierung der Reibwerte sowie mechanische Verluse gewährleistet bei gleich zeitiger optimaler Wärmeableitung, insbesondere im Bereich der mechanisch hochbeanspruchten Lagerstellen/Gleitpartner.The invention has for its object hydrostatic pistons to create machines with separate oil rinsing, which the forced as lubrication and cooling from slide or roller bearings formed components of this piston machine for the purpose of reduction the coefficients of friction and mechanical losses are guaranteed at the same time timely optimal heat dissipation, especially in the area of mechanically highly stressed bearings / sliding partners.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Steuerkopf der hydrostatischen Kolbenmaschine zusätzlich zum ersten Leckölkanal, der mit der Lagerbohrung der Triebwelle ver bunden ist, ein weiterer, mit dieser jedoch nicht verbundener Leckölkanal vorhanden ist und von diesen Leckölkanälen jeweils mindestens ein Anschlußkanal über die Rückseite des Steuerspiegels in das Gehäuse führt. Mit dieser Kanalanordnung wird innerhalb des Gehäuses der Kolbenmaschine ein Spülkreislauf realisiert, der eine notwendige Temperatursenkung gewährleistet und damit der Vermeidung von Funktionsausfällen des hydrostatischen Gerätes vorbeugt. Der erreichbare Kühl- und Schmiereffekt dieses erfin dungsgemäßen Ölkreislaufes sichert eine Minimierung des Ver schleißes an hochbelasteten Funktionsteilen der Kolbenmaschine sowie deren Einatz in hydrostatischen Kreisläufen mit Arbeits drücken größer als 25 MPa.According to the invention, this object is achieved in that Control head of the hydrostatic piston machine in addition to first leakage oil channel, which ver with the bearing bore of the drive shaft is bound, another, but not connected to this Leakage oil channel is present and each of these leakage oil channels at least one connection channel via the rear of the control mirror leads into the housing. With this channel arrangement is inside a flushing circuit is implemented in the piston machine housing, which ensures a necessary temperature reduction and thus avoiding malfunctions of the hydrostatic device prevents. The achievable cooling and lubricating effect invented this Oil circuit according to the invention ensures a minimization of the Ver wear on highly stressed functional parts of the piston machine as well as their use in hydrostatic circuits with working pressures greater than 25 MPa.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform eines derartigen Spül kreislaufes wird der von der Lagerbohrung der Triebwelle abge führte Leckölkanal über einen Anschlußkanal und eine innere Ring nut des Steuerkopfes mit einem Innenraum des Zylinderkörpers ver bunden, wodurch der Zwangslauf des Spülöles vom Leckölkanal und vom Innenraum des Zylinderkörpers unter Ausnutzung der Zen trifugalwirkung schräger Bohrungen desselben zum äußeren Raum des Gehäuses erfolgt.According to a preferred embodiment of such a rinse circuit is removed from the bearing bore of the drive shaft led leakage oil channel over a connection channel and an inner ring groove of the control head ver with an interior of the cylinder body tied, which causes the flushing oil to run out of the drain channel and from the interior of the cylinder body using the Zen centrifugal effect of oblique bores of the same to the outer space of the housing.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, den mit der Lagerbohrung der Triebwelle nicht verbundenen zwei ten Leckölkanal über einen Anschlußkanal und eine äußere Ringnut des Steuerkopfes mit einem Außenraum des Gehäuses außerhalb des Zylinderkörpers zu verbinden. Hiermit ist Abführung des Spülöles zum Niederdruckbehälter möglich, welches durch die Zentrifugal wirkung des Zylinderkörpers in den äußeren Bereich des Gehäuses gelangt und von hier zur Gewährleistung der Ölzirkulation nach außen abzuführen ist. Damit wird die notwendige Schmierung und Kühlung in der Kolbenmaschine gewährleistet sowie ein Druckauf bau im Gehäuse derselben durch anfallendes Lecköl vermieden.In this context, it has proven to be advantageous the two not connected to the bearing bore of the drive shaft leakage oil channel via a connection channel and an outer annular groove of the control head with an outer space of the housing outside the Connect cylinder body. This is the removal of the flushing oil possible to the low pressure tank, which is by centrifugal effect of the cylinder body in the outer area of the housing arrives and from here to ensure oil circulation is to be discharged outside. This will provide the necessary lubrication and Cooling in the piston machine ensured as well as pressure construction in the same housing avoided due to leakage oil.
Außerdem ist es von Vorteil, daß beide mit den Anschlußkanälen verbundenen Ringnuten einen endlosen Dichtsteg an der inneren Stirnseite des Steuerkopfes einschließen, welcher als Anlage fläche des Steuerspiegels fungiert und die nierenförmigen Steuer öffnungen aufnimmt. Genannter Dichtsteg bewirkt hierbei eine funk tionelle Trennung beider Anschlußkanäle und gewährleistet dadurch den Zwangslauf des Spülöles durch die Kolbenmaschine vom Innen raum des rotierenden Zylinderkörpers zum periphären Teil des Gehäuses in einfachster Weise.It is also advantageous that both with the connection channels connected ring grooves an endless sealing web on the inner Include the front of the control head, which is an attachment area of the tax mirror acts and the kidney-shaped tax openings. Said sealing bar causes a radio tional separation of both connection channels and thereby ensures the forced operation of the flushing oil from the inside by the piston machine space of the rotating cylinder body to the peripheral part of the Housing in the simplest way.
Schließlich/letztlich hat es sich als günstig erwiesen, beide voneinander getrennten Leckölkanäle in eine gemeinsame Bezugs ebene zu legen, welche am äußeren Ende der Lagerbohrung der Trieb welle verläuft. Dadurch ist es möglich, die Leckölabführung mit der Schmierung und Kühlung des Gleitlagers der Triebwelle auf einfache und rationelle Weise zu kombinieren und eine technologisch günstige Anordnung der Leckölkanäle im Steuerkopf zu garantieren.Ultimately / ultimately it turned out to be cheap, both separate leakage oil channels in a common reference to lay level, which at the outer end of the bearing bore of the drive wave runs. This makes it possible to use the leak oil drain the lubrication and cooling of the plain bearing of the drive shaft simple and rational way to combine and a technological to guarantee a favorable arrangement of the leakage oil channels in the control head.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die Zeichnungen folgendes darstellenThe invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail, the drawings showing the following
Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine, Fig. 1 shows the partial longitudinal section of a hydrostatic axial piston machine,
Fig. 2 den Querschnitt durch diese Axialkolbenmaschine gemäß Fig. 1 in der Ebene A-A. Fig. 2 shows the cross section through this axial piston machine according to FIG. 1 in the plane AA .
Gezeigt ist in Fig. 1 eine als Pumpe oder Motor einsetzbare hydrostatische Kolbenmaschine, ausgebildet als Axialkolbenma schine, deren Gehäuse 1 eine durchgehende zentrale Triebwelle 2 aufnimmt. Diese Triebwelle 2 ist einerseits in einem Flansch 3 wälzgelagert und andererseits in einem Steuerkopf 4 gleitgelagert. Auf dieser Triebwelle 4 ist ein Zylinderkörper 5 drehfest und selbsteinstellend angeordnet, welcher in bekannter Weise über Federmittel 6 kraftschlüssig am Steuerkopf 4 zur Anlage gebracht wird. Im umlaufenden Zylinderkörper 5 sind mehrere achsparallele Arbeitskolben 7 angeordnet und über hydrostatisch entlastete Gleitschuhe 8 an einer Schiefscheibe 9 abgestützt. Die dem Steuer kopf 4 zugewandte Stirnseite des Zylinderkörpers 5 bildet mit einem Steuerspiegel 10 ein Gleitlager, welcher am Steuerkopf 4 anliegt und mittels bekannter Sicherungselemente auf diesem fixiert bzw. drehgesichert ist. Die Rückseite des Steuerspiegels 10 liegt hierbei an einem Dichtsteg 11 des Steuerkopfes 4 an, welcher durch je eine innere und äußere Ringnut 12, 13 gebildet wird. Genannter Dichtsteg 11 befindet sich hierbei im Bereich des Teilkreises von im Steuerspiegel 10 angeordneten nicht dargestellten nierenförmi gen Steuerschlitzen, welche für die Zu- und Abführung des hydrau lischen Mediums über Steueröffnungen 14,15 im Steuerkopf 4 verant wortlich sind und dessen Steuerung in bekannter Weise gewährleisten. Vom Endbereich einer Lagerbohrung 16 im Steuerkopf 4 zur Aufnahme der Triebwelle 2 verläuft annähernd rechtwinkelig zur Längsachse derselben ein erster Leckölkanal 17, welcher zu einem äußeren Gewindeanschluß 18 führt. Dieser Leckölkanal 17 besitzt außerdem Verbindung zu einem Anschlußkanal 19, welcher den Steuerkopf 4 durchdringt und im zentralen Bereich des Steuerspiegels 10 in die innere Ringnut 12 einmündet. Von der äußeren Ringnut 13 am Dichtsteg 12 wird ein weiterer Kanal 20 zu einem zweiten separaten Leckölkanal 21 geführt, der ebenfalls rechtwinkelig zur Längsachse der Triebwelle 2 verläuft und in einem äußeren Gewindeanschluß 22 endet. Beide Leckölkanäle 17, 21 liegen hier bei aus Fertigungsgründen in einer gemeinsamen Ebene 23, wobei vom zweiten Leckölkanal 21 keine Verbindung zur Lagerbohrung 16 genannter Triebwelle 2 besteht.Shown in FIG. 1 is a hydrostatic piston machine which can be used as a pump or motor and is designed as an axial piston machine, the housing 1 of which accommodates a continuous central drive shaft 2 . This drive shaft 2 is on the one hand roller-mounted in a flange 3 and on the other hand is slidably mounted in a control head 4 . On this drive shaft 4 , a cylinder body 5 is arranged in a rotationally fixed and self-adjusting manner, which is frictionally brought into contact with the control head 4 in a known manner via spring means 6 . A plurality of axially parallel working pistons 7 are arranged in the rotating cylinder body 5 and supported on a swash plate 9 via hydrostatically relieved sliding shoes 8 . The control head 4 facing end face of the cylinder body 5 forms with a control mirror 10, a plain bearing, which rests on the control head 4 and is fixed or secured against rotation by means of known securing elements. The back of the control mirror 10 lies against a sealing web 11 of the control head 4 , which is formed by an inner and outer annular groove 12, 13 . -Called sealing ridge 11 is located in this case in the region of the pitch circle of the control plate 10 is arranged not shown nierenförmi gene control slots, which responsible for the supply and discharge of hydrau metallic medium via control openings 14,15 in the control head 4 are literally and ensure its control in a known manner . From the end region of a bearing bore 16 in the control head 4 for receiving the drive shaft 2 , a first leak oil channel 17 runs approximately at right angles to the longitudinal axis thereof, which leads to an external threaded connection 18 . This leak oil channel 17 also has a connection to a connecting channel 19 which penetrates the control head 4 and opens into the inner annular groove 12 in the central region of the control mirror 10 . From the outer annular groove 13 on the sealing web 12 , a further channel 20 is guided to a second separate leakage oil channel 21 , which also extends at right angles to the longitudinal axis of the drive shaft 2 and ends in an outer threaded connection 22 . Both leakage oil channels 17, 21 lie here for manufacturing reasons in a common plane 23 , wherein there is no connection from the second leakage oil channel 21 to the bearing bore 16 of the drive shaft 2 .
Somit ist gewährleistet, daß zwecks Spülung der Axialkolben maschine über den Leckölkanal 17 zugeführtes Hydrauliköl durch den Anschlußkanal 19 in einen zentralen Innenraum 24 des Zylin derkörpers 5 gelangt und weiter über freie Bohrungen 25 im Zylin derkörper 2 einem Außenraum 26 des Gehäuses 1 zugeführt wird. Bei der gezeigten schrägen Anordnung der Bohrungen 25 wird durch die Rotation des Zylinderkörpers 5 die Zentrifugalwirkung für die Ölzirkulation wirksam. Da dieser Außenraum 26 über die Ring nut 13 im Steuerkopf 4 sowie den Anschlußkanal 20 mit dem Leck ölkanal 21 verbunden ist, kann dieses Hydrauliköl zirkulieren und damit eine Schmier- und Kühlfunktion für alle wesentlichen Bauteile/Verschleißteile der Axialkolbenmaschine erfüllen. Für den beschriebenen Fall der Spülung ist der Gewindeanschluß 18 mit einer separaten Druckmittelquelle, z. B. einer bekannten Anbaupumpe verbunden, während vom Gewindeanschluß 22 die Verbin dung zu einem nicht dargestellten drucklosen Ölbehälter erfolgt. Sofern für bestimmte Einsatzfälle eine derartige Spülung inner halb des Gehäuses 1 nicht erforderlich ist, dient mindestens einer der Leckölkanäle 18, 22 zur Abführung anfallender Leckage. Anstelle einer Axialkolbenmaschine kann diese erfindungsgemäße Spüleinrichtung auch für Radialkolbenmaschinen Anwendung finden, die in gleicher Weise einen Steuerspiegel 10 aufweisen. This ensures that for the purpose of flushing the axial piston machine via the leak oil channel 17 hydraulic oil supplied through the connecting channel 19 into a central interior 24 of the cylinder body 5 and further via free bores 25 in the cylinder body 2 an outer space 26 of the housing 1 is supplied. In the shown oblique arrangement of the bores 25 , the centrifugal effect for the oil circulation is effective due to the rotation of the cylinder body 5 . Since this outer space 26 is connected via the ring groove 13 in the control head 4 and the connecting channel 20 to the leak oil channel 21 , this hydraulic oil can circulate and thus fulfill a lubricating and cooling function for all essential components / wearing parts of the axial piston machine. For the described case of flushing, the threaded connection 18 is connected to a separate pressure medium source, e.g. B. a known add-on pump, while from the threaded connection 22, the connec tion takes place to an unpressurized oil tank, not shown. If such a flushing is not required within the housing 1 for certain applications, at least one of the leak oil channels 18, 22 is used to discharge any leakage. Instead of an axial piston machine, this flushing device according to the invention can also be used for radial piston machines which have a control mirror 10 in the same way.
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Bezugszeichenaufstellung
1 - Gehäuse
2 - Triebwelle
3 - Flansch
4 - Steuerkopf
5 - Zylinderkörper
6 - Federmittel
7 - Arbeitskolben
8 - Gleitschuh
9 - Schiefscheibe
10 - Steuerspiegel
11 - Dichtsteg
12 - Ringnut
13 - Ringnut
14 - Steueröffnung
15 - Steueröffnung
16 - Lagerbohrung
17 - Leckölkanal
18 - Gewindeanschluß
19 - Anschlußkanal
20 - Anschlußkanal
21 - Leckölkanal
22 - Gewindeanschluß
23 - Ebene
24 - Innenraum
25 - Bohrung
26 - AußenraumReference numerals 1 - housing
2 - drive shaft
3 - flange
4 - control head
5 - cylinder body
6 - spring means
7 - working piston
8 - shoe
9 - swashplate
10 - Tax mirror
11 - sealing web
12 - ring groove
13 - ring groove
14 - Tax opening
15 - Tax opening
16 - bearing bore
17 - Leakage oil duct
18 - threaded connection
19 - connection channel
20 - connection channel
21 - Leakage oil duct
22 - threaded connection
23 - level
24 - interior
25 - hole
26 - outside space
Claims (5)
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