EP0090206A2 - Hydraulic axial-piston machine - Google Patents

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EP0090206A2
EP0090206A2 EP83102218A EP83102218A EP0090206A2 EP 0090206 A2 EP0090206 A2 EP 0090206A2 EP 83102218 A EP83102218 A EP 83102218A EP 83102218 A EP83102218 A EP 83102218A EP 0090206 A2 EP0090206 A2 EP 0090206A2
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EP
European Patent Office
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piston machine
axial piston
machine according
swivel body
pin
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EP83102218A
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EP0090206B1 (en
EP0090206A3 (en
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Wilhelm Nolden
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PepsiAmericas Inc
Original Assignee
Abex Corp
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Publication date
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Publication of EP0090206A3 publication Critical patent/EP0090206A3/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014—Details or component parts
    • F04B1/2078—Swash plates
    • F04B1/2085—Bearings for swash plates or driving axles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12—Coating

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic axial piston machine according to the preamble of claim 1.
  • Rolling bearings for such tasks are expensive, place high demands on the geometry of the adjacent parts and, due to the internal clearance conditions and the point load caused thereby, can
  • the outer ring cannot be used according to the theoretical static load rating.
  • the vibrations and forces of the pump mechanism prematurely lead to material fatigue in the rolling contact zone or the bearings must be oversized in accordance with the required service life.
  • Hydrostatic bearings are lossy, produce very different friction conditions and require correspondingly high adjustment forces, which in turn is reflected in an increased volume of the adjustment and control devices.
  • the invention is based on the object of a hydraulic axial piston machine, i.e. to create a pump or motor that is compact. and is correspondingly stiff, so that a low-vibration construction arises, and in particular is low in noise.
  • All of the axial forces that occur during operation are transmitted through the curved surface to the linear roller bearing, which is a simple, mass-produced machine element.
  • the design and dimensioning is carried out so that the force transmitted to the running plate is evenly distributed over all rolling elements.
  • the storage according to the invention prevents bending vibrations and thus the noise generated by them. In practice, storage takes place where the resulting force of the axial piston occurs.
  • the axial piston machine is advantageously designed as specified in claims 3 and 4, then the span between the two linear roller bearings is small. If one makes the following theoretical considerations, essential advantages become clear.
  • the support of the resulting axial force on the pressure side of the machine - seen here as a mechanical model - represents a beam on two supports with line load. Since bending vibrations are primarily responsible for noise emissions over all other forms of vibration, the linear roller bearings are arranged as close as possible to the line of action of the resulting axial force . This line of action oscillates slightly (in a practical embodiment around an average of 0.63 of the pitch circle radius of the piston path). Thus, with minimal elastic deflection of the bearing points, the resulting axial force is applied to the corresponding support, i.e. transferred to the damping plates. Due to their good damping behavior, these effectively couple the excitation vibrations of the swivel body from the control floor.
  • the axial piston pump shown in the drawing has. a flange 1, which ensures the connection with the corresponding supply and discharge lines for the hydraulic oil.
  • the flange 1 is connected to a housing 2 by screws.
  • the drive shaft 5 is passed through the distributor 3 and the control plate 6.
  • the drive shaft drives a cylinder drum 7 with a piston 8.
  • the connection between the drive shaft 5 and the cylinder drum 7 takes place via a toothing sleeve 38 made of plastic or similar damping material with an internal and external tooth profile for transmitting the torque.
  • a helical spring 39 ensures a corresponding preload.
  • a housing cap 4 which surrounds the other components of the axial piston pump, is fastened to the housing 2 with the aid of a tensioning band 35 and with the interposition of a sealing ring 37.
  • the sliding shoes 11 are biased against the swash plate 10 by a pressure plate 9.
  • the drive shaft 5 led out of the housing 2 on one side is supported in a slide bearing 52 with corresponding bearing shells and bearing rings.
  • a sealing ring 53 which also rotates, ensures a corresponding seal. It is biased by several springs 56.
  • a pin 55 ensures that the sealing ring 53 also rotates.
  • a cover 54 forms the closure of the housing 2.
  • the actual stator of the axial piston pump is formed by a central tube 41 which is mounted in the housing 2 via two plastic damping rings 57.
  • This central tube 41 practically forms a support frame for absorbing all hydraulic forces, namely both in the axial and in the radial direction.
  • the central tube serves to support the cylinder drum 7 forming the rotor and a pin ring 42 for guiding the swash plate 10 and for fastening the control base 22, which absorbs the axial forces of the swivel body bearing.
  • the cylinder drum is supported by a freely rotating bearing ring 43 which has a number of radial lubrication bores 48.
  • the cylinder drum 7 is received by a sleeve 45 which is supported axially and radially against the bearing ring 43.
  • the sleeve forms with the outer surface of the cylinder drum 7 . a fit that allows relative axial movement. A relative rotational movement is prevented by a pin 46.
  • Wave springs 47 which generate an axial preload, ensure that the bearing ring 43 runs smoothly.
  • the preload simultaneously forms the static pressure of the cylinder drum 7 on the control plate 6.
  • the freely rotating bearing ring 43 forms an inner lubricating gap Si with the sleeve 45 and an outer lubricating gap Sa with the central tube 41, so that two gaps - viewed from a functional point of view - are connected in series.
  • the mean resulting lateral force of all pistons loaded on the pressure side of the pump runs in the direction of arrow Z (FIG. 6) and loads the bearing ring 43 in the center.
  • the build-up of two heavy-duty hydrodynamic oil pressure films in the Si and Sa columns is supported by pressure oil from the high-pressure side of the pump, which is forced in front of the pressure zone via a flow restrictor.
  • the supply takes place via a supply line 51.
  • the lubrication gap, Si is supplied by the radial lubrication holes 48 in the bearing ring 43.
  • appropriately designed lubrication channels 50 are formed on the bead 44 of the sleeve 45, depending on the direction of rotation. As a result, the bearing ring 43 is flooded with splash oil from the pump housing during operation.
  • the bearing ring 43 is supported on the other side against a support ring 49 provided with openings. Due to the flooding of the bearing ring 43 described, a highly loaded hydrodynamic lubricating film also forms in the gap to the support ring 49 during operation.
  • the central tube 41, the pin ring 42, the support ring 49 and the control plate 6 are to be considered as stator parts.
  • the cylinder drum 7 with the sleeve 45 rotate at the pump speed.
  • a drag torque acts on the bearing ring 43 during operation, so that it rotates at about half the pump drive speed under normal operating conditions (approx. 100 ° C.).
  • the swash plate 10 is pivotally mounted so that a variable piston stroke results when pivoted about a corresponding transverse axis.
  • the swash plate 10 is screwed onto a swivel body 12.
  • Lateral guide arms 13 of the swivel body 12 laterally each comprise a sliding block 15 rotatably mounted on the two pins 14 of the pin ring 42 .
  • the axis of rotation is identical to the transverse or pin axis MM.
  • the rear side of the swivel body 12 has a radius R in the areas L, so that when the swivel body 12 rotates about the pin axis MM, a linear movement of the running plate 16 results.
  • swivel body 12 is fixed in the MM axis, and the documents - that is, running plate 16 - move transverse to the MM axis.
  • the swivel body 12 and the running plate 16 are coupled via guide grooves and rollers 17.
  • the movement of the running plate 16 runs in the vertical direction.
  • the running plate 16 is in turn supported on two linear roller bearings 18 which roll on fixed plates 19.
  • a cage 20 is used to secure the position of the linear roller bearings 18, which like a frame encompasses the linear roller bearings and secures them in the respective position without play.
  • the running plate 16 runs through twice the distance as the cage 20 or the linear roller bearing 18.
  • the fixed plates 19 rest on damping plates 21 made of plastic, which in turn are arranged in corresponding chambers in the control floor 22.
  • the control base 22 is screwed to the pin ring 42.
  • the elastic deflection of these entire bearings can be calculated by correspondingly calculating the rigidity of the running plate 16, the fixed plates 19 and the damping plates 21 place so influenced that the line force (Hertzian pressure) introduced between swivel body 12 and bearing plate 16 distributes the bearing force evenly over all rolling elements of the linear roller bearings.
  • the operating noises and the vibrations of the pump mechanism were isolated from the control floor 22 by the damping plates 21 made of plastic.
  • the pump regulator 24 with the adjusting piston 25 is accommodated in the control base 22.
  • the adjusting piston 25 is designed as a differential piston.
  • a yoke 26 is screwed onto the rod end of the adjusting piston and comprises a bolt 27 in the form of a fork.
  • the bolt is rotatably mounted in a bridge 28.
  • the bridge 28 is screwed to the swivel body 12.
  • control slots 32 and 33 are formed in the control plate, which ensure a connection to the suction line 30 and the pressure line 31, respectively.
  • Sleeves 34 made of plastic represent an acoustic decoupling of the distributor 3 from the housing 2 and therefore contribute to noise reduction.
  • a line 36 is supplied with pressure oil from the pressure side, which in turn supplies the pump regulator 24 and the channel 51 with pressure oil.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

1. Hydraulic axial piston machine with a shaft passed to the outside on one side for the cylinder barrel and with a swash plate pivotably mounted by means of a tilting yoke in the trunnions of a trunnion ring at the end remote from the shaft passage, characterized in that the tilting yoke (12) with the swash plate (10) is displaceable at right angles to the trunnion axis (M-M) and rolls by means of a curved surface (29), whose radius of curvature (R) is located with its centre point on the trunnion axis (M-M), on a rotary disk (16), which is in turn supported by a linear roller bearing (18, 19) on a control base (22) connected to the trunnion ring (42).

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a hydraulic axial piston machine according to the preamble of claim 1.

Es sind die unterschiedlichsten hydraulischen Axialkolbenmaschinen der vorstehend genannten Art bekannt. Bei einer bekannten Axialkolbenmaschine nehmen die Zapfen die gesamten hydraulischen Kräfte, d.h. die Axial- und die Radial-Kräfte, auf. Der Steuerkolben zur Durchführung der Schwenkbewegung der Schrägscheibe ist in dem Stator angeordnet, der die Zylindertrömmel umgibt. (DT-AS 19 15 735).A wide variety of hydraulic axial piston machines of the type mentioned above are known. In a known axial piston machine, the pins take up the entire hydraulic forces, i.e. the axial and radial forces. The control piston for carrying out the swiveling movement of the swash plate is arranged in the stator which surrounds the cylinder drums. (DT-AS 19 15 735).

Es sind anders aufgebaute Axialkolbenpumpen der Schrägscheibenbauart bekannt, bei denen die Schrägscheibe ähnlich einer Wippe in den Innenringen von Wälzlagern gelagert sind. Es sind auch Konstruktionen bekannt, bei denen die Drehzapfen bzw. die Lagerflächen als hydrostatische Lager mit kreisrunden Bahnen ausgebildet sind.Different design axial piston pumps of the swashplate design are known, in which the swashplate is mounted in the inner rings of roller bearings like a rocker. Constructions are also known in which the pivots or the bearing surfaces are designed as hydrostatic bearings with circular tracks.

Wälzlagerungen für derartige Aufgaben sind teuer, stellen hohe Anforderungen an die Geometrie der benachbarten Teile und können infolge der Lagerluft-Verhältnisse und dadurch verursachten Punktlast fürRolling bearings for such tasks are expensive, place high demands on the geometry of the adjacent parts and, due to the internal clearance conditions and the point load caused thereby, can

den Außenring nicht entsprechend der theoretischen statischen Tragzahl ausgenutzt werden. Die Schwingungen und Kräfte des Pumpen-Mechanismus führen vorzeitig zur Materialermüdung in der Wälzkontakt-Zone oder die Lager müssen entsprechend der geforderten Lebensdauer überdimensioniert werden. Diese Maßnahmen wirken sich zusätzlich ungünstig auf die Kosten und das Bauvolumen aus.the outer ring cannot be used according to the theoretical static load rating. The vibrations and forces of the pump mechanism prematurely lead to material fatigue in the rolling contact zone or the bearings must be oversized in accordance with the required service life. These measures also have an unfavorable impact on costs and construction volume.

Hydrostatische Lager sind verlustbehaftet, ergeben stark unterschiedliche Reibungsverhältnisse und verlangen entsprechend hohe Verstellkräfte, was sich wiederum in einem vergrößerten Bauvolumen der Verstell- und Regeleinrichtungen niederschlägt.Hydrostatic bearings are lossy, produce very different friction conditions and require correspondingly high adjustment forces, which in turn is reflected in an increased volume of the adjustment and control devices.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Axialkolbenmaschine, d.h. eine Pumpe oder einen Motor zu schaffen, die kompakt aufgebaut . und entsprechend steif ist, so daß eine schwingungsarme Konstruktion entsteht, und insbesondere geräuscharm ist.The invention is based on the object of a hydraulic axial piston machine, i.e. to create a pump or motor that is compact. and is correspondingly stiff, so that a low-vibration construction arises, and in particular is low in noise.

Diese Aufgabe wird grundsätzlich durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.This object is basically achieved by the characterizing part of claim 1.

Sämtliche während des Betriebes auftretenden Axialkräfte werden durch die gekrümmte Fläche auf das Linearrollenlager übertragen, bei dem es sich um ein einfaches, in Großserie hergestelltes Maschinenelement handelt. Die Ausgestaltung und Dimensionierung wird hierbei so vorgenommen, daß die auf die Laufplatte übertragene Kraft gleichmäßig auf alle Wälzkörper verteilt wird. Die erfindungsgemäße Lagerung verhindert Biegeschwingungen und damit die durch diese entstehenden Geräuse. Praktisch erfolgt die Lagerung dort, wo die resultierende Kraft der Axialkolben auftritt.All of the axial forces that occur during operation are transmitted through the curved surface to the linear roller bearing, which is a simple, mass-produced machine element. The design and dimensioning is carried out so that the force transmitted to the running plate is evenly distributed over all rolling elements. The storage according to the invention prevents bending vibrations and thus the noise generated by them. In practice, storage takes place where the resulting force of the axial piston occurs.

Weitere Vorteile und Einzelheiten sind Gegenstand der Ansprüche 1 bis 7.Further advantages and details are the subject of claims 1 to 7.

Wenn die Axialkolbenmaschine in vorteilhafter Weise so ausgebildet ist, wie in den Ansprüchen 3 und 4 angegeben, dann ist die Stützweite zwischen den beiden Linearrollenlagern gering. Wenn man folgende theoretischen Überlegungen anstellt, werden wesentliche Vorteile deutlich. Die Abstützung der resultierenden Axialkraft auf der Druckseite der Maschine stellt - hier als mechanisches Modell betrachtet - einen Träger auf zwei Stützen mit Streckenlast dar. Da Biegeschwingungen vorrangig vor allen anderen Schwingungsformen für Geräuschemissionen verantwortlich sind, werden die Linearrollenlager möglichst nahe zur Wirkungslinie der resultierenden Axialkraft angeordnet. Diese Wirkungslinie oszilliert geringfügig (bei einer praktischen Ausführungsform um einen Mittelwert von 0,63 des Teilkreisradius der Kolbenbahn). Somit wird mit geringsten elastischen Einfederungen der Lagerstellen die resultierende Axialkraft auf die entsprechende Abstützung, d.h. auf die Dämpfungsplatten übertragen. Diese koppeln aufgrund ihres guten Dämpfungsverhaltens die Erregerschwingungen des Schwenkkörpers wirkungsvoll vom Steuerboden ab.If the axial piston machine is advantageously designed as specified in claims 3 and 4, then the span between the two linear roller bearings is small. If one makes the following theoretical considerations, essential advantages become clear. The support of the resulting axial force on the pressure side of the machine - seen here as a mechanical model - represents a beam on two supports with line load. Since bending vibrations are primarily responsible for noise emissions over all other forms of vibration, the linear roller bearings are arranged as close as possible to the line of action of the resulting axial force . This line of action oscillates slightly (in a practical embodiment around an average of 0.63 of the pitch circle radius of the piston path). Thus, with minimal elastic deflection of the bearing points, the resulting axial force is applied to the corresponding support, i.e. transferred to the damping plates. Due to their good damping behavior, these effectively couple the excitation vibrations of the swivel body from the control floor.

Die Anordnung des Verstellkolbens in dem Steuerboden, der mit dem Zapfenring verbunden ist (Anspruch 6), sorgt für eine kompakte Ausbildung.The arrangement of the adjusting piston in the control base, which is connected to the pin ring (claim 6), ensures a compact design.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.Further advantages and details of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigt:

Figure imgb0001
It shows:
Figure imgb0001

Die in der Zeichnung dargestellte Axialkolbenpumpebesitzt. einen Flansch 1, der für die Verbindung mit den entsprechenden Zu- und Ableitungen für das Hydrauliköl sorgt. Der Flansch 1 ist durch Schrauben mit einem Gehäuse 2 verbunden.The axial piston pump shown in the drawing has. a flange 1, which ensures the connection with the corresponding supply and discharge lines for the hydraulic oil. The flange 1 is connected to a housing 2 by screws.

In dem Gehäuse 2 ist ein Verteiler 3 befestigt, der auch die Steuerplatte 6 trägt. Durch den Verteiler 3 und die Steuerplatte 6 ist die Antriebswelle 5 hindurchgeführt.A distributor 3, which also carries the control plate 6, is fastened in the housing 2. The drive shaft 5 is passed through the distributor 3 and the control plate 6.

Die Antriebswelle treibt eine Zylindertrommel 7 mit Kolben 8. Die Verbindung zwischen der Antriebswelle 5 und der Zylindertrommel 7 erfolgt über eine Verzahnungshülse 38 aus Kunststoff oder ühnlichem dämpfenden Werkstoff mit einem Innen- und Außenzahnprofil zur Übertrages des Drehmomentes. Für eine entsprechende Vorspannung sorgt eine Schraubenfeder 39.The drive shaft drives a cylinder drum 7 with a piston 8. The connection between the drive shaft 5 and the cylinder drum 7 takes place via a toothing sleeve 38 made of plastic or similar damping material with an internal and external tooth profile for transmitting the torque. A helical spring 39 ensures a corresponding preload.

An dem Gehäuse 2 ist mit Hilfe eines Spannbandes 35 und unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 37 eine Gehäusekappe 4 befestigt, welche die übrigen Bauteile der Axialkolbenpumpe umgibt. Dieses sind insbesondere die Schrägscheibe 10, an der sich die Gleitschuhe 11 ab- stützen. Die Gleitschuhe 11 sind durch eine Andrückplatte 9 gegen die Schrägscheibe 10 vorgespannt.A housing cap 4, which surrounds the other components of the axial piston pump, is fastened to the housing 2 with the aid of a tensioning band 35 and with the interposition of a sealing ring 37. These are in particular the swash plate 10 on which the sliding shoes 11 are supported. The sliding shoes 11 are biased against the swash plate 10 by a pressure plate 9.

Die einseitig aus dem Gehäuse 2 herausgeführte Antriebswelle 5 ist in einem Gleitlager 52 mit entsprechenden Lagerschalen und Lagerringen gelagert. Ein Dichtungsring 53, der mitrotiert, sorgt für eine entsprechende Abdichtung. Er wird durch mehrere Federn 56 vorgespannt. Ein Stift 55 stellt sicher, daß sich der Dichtungsring 53 mitdreht. Ein Deckel 54 bilden den Verschluß des Gehäuses 2.The drive shaft 5 led out of the housing 2 on one side is supported in a slide bearing 52 with corresponding bearing shells and bearing rings. A sealing ring 53, which also rotates, ensures a corresponding seal. It is biased by several springs 56. A pin 55 ensures that the sealing ring 53 also rotates. A cover 54 forms the closure of the housing 2.

Der eigentliche Stator der Axialkolbenpumpe wird durch ein Zentralrohr 41 gebildet, das über zwei Dämpfungsringe 57 aus Kunststoff in dem Gehäuse 2 gelagert ist. Dieses Zentralrohr 41 bildet praktisch einen Stützrahmen zur Aufnahme sämtlicher hydraulischer Kräfte,und zwar sowohl in axialer als auch in radialer Richtung. Das Zentralrohr dient der Abstützung der den Rotor bildenden Zylindertrommel 7, und eines Zapfenringes 42 zur Führung der Schrägscheibe 10 sowie zur Befestigung des Steuerbodens 22, welcher die axialen Kräfte der Schwenkkörper-Lagerung aufnimmt.The actual stator of the axial piston pump is formed by a central tube 41 which is mounted in the housing 2 via two plastic damping rings 57. This central tube 41 practically forms a support frame for absorbing all hydraulic forces, namely both in the axial and in the radial direction. The central tube serves to support the cylinder drum 7 forming the rotor and a pin ring 42 for guiding the swash plate 10 and for fastening the control base 22, which absorbs the axial forces of the swivel body bearing.

Die Abstützung der Zylindertrommel erfolgt über einen frei umlaufenden Lagerring 43, der eine Anzahl radialer Schmierbohrungen 48 ausweist. Die Zylindertrommel 7 wird von einer Hülse 45 aufgenommen, die sich axial und radial gegen den Lagerring 43 abstützt. Die Hülse bildet mit der Außenfläche der Zylindertrommel 7.eine Passung, die eine relative axiale Bewegung ermöglicht. Eine relative Drehbewegung wird durch einen Stift 46 verhindert.The cylinder drum is supported by a freely rotating bearing ring 43 which has a number of radial lubrication bores 48. The cylinder drum 7 is received by a sleeve 45 which is supported axially and radially against the bearing ring 43. The sleeve forms with the outer surface of the cylinder drum 7 . a fit that allows relative axial movement. A relative rotational movement is prevented by a pin 46.

Für den ruhigen Lauf des Lagerringes 43 sorgen Wellenfedern 47, die eine axiale Vorspannung erzeugen. Die Vorspannung bildet gleichzeitig die statische Anpressung der Zylindertrommel 7 an die Steuerplatte 6.Wave springs 47, which generate an axial preload, ensure that the bearing ring 43 runs smoothly. The preload simultaneously forms the static pressure of the cylinder drum 7 on the control plate 6.

Der frei umlaufende Lagerring 43 bildet mit der Hülse 45 einen inneren Schmierspalt Si und mit dem Zentralrohr 41 einen äußeren Schmierspalt Sa, so daß zwei Spalte - funktionstechnich betrachtet - in Reihe geschaltet sind. Die mittlere resultierende Seitenkraft aller auf der Druckseite der Pumpe belasteten Kolben verläuft in Richtung des Pfeiles Z (Fig. 6) und belastet den Lagerring 43 mittig.The freely rotating bearing ring 43 forms an inner lubricating gap Si with the sleeve 45 and an outer lubricating gap Sa with the central tube 41, so that two gaps - viewed from a functional point of view - are connected in series. The mean resulting lateral force of all pistons loaded on the pressure side of the pump runs in the direction of arrow Z (FIG. 6) and loads the bearing ring 43 in the center.

Der Aufbau von zwei hochbelastbaren hydrodynamischen öldruckfilmen in den Spalten Si und Sa wird unterstützt durch zwangsweise vor der Druckzone über eine Mengendrossel zugeführtes Drucköl von der Hochdruckseite der Pumpe. Die Zuführung geschieht über eine \ersorgungsleitung 51. Durch die radialen Schmierbohrungen 48 in dem Lagerring 43 wird der Schmierspalt,Si versorgt. Zum Aufbau eines tragfähigen hydrodynamischen Schmierfilms an den Seitenflächen des Lagerringes 43 sind entsprechend ausgebildete, drehrichtungsabhängig geformte Schmierkanäle 50 an dem Wulst 44 der Hülse 45 ausgebildet. Hierdurch wird der Lagerring 43 während des Betriebes mit Planschöl aus dem Pumpengehäuse umflutet.The build-up of two heavy-duty hydrodynamic oil pressure films in the Si and Sa columns is supported by pressure oil from the high-pressure side of the pump, which is forced in front of the pressure zone via a flow restrictor. The supply takes place via a supply line 51. The lubrication gap, Si is supplied by the radial lubrication holes 48 in the bearing ring 43. To build a stable hydrodynamic lubricating film on the side surfaces of the bearing ring 43, appropriately designed lubrication channels 50 are formed on the bead 44 of the sleeve 45, depending on the direction of rotation. As a result, the bearing ring 43 is flooded with splash oil from the pump housing during operation.

Die Abstützung des Lagerringes 43 auf der anderen Seite erfolgt gegen einen mit Durchbrüchen versehenen Stützring 49. Bedingt durch die beschriebene Umflutung des Lageringes 43 bildet sich auch im Spalt zu dem Stützring 49 im Betrieb ein hochbelasteter hydrodynamischer Schmierfilm aus.The bearing ring 43 is supported on the other side against a support ring 49 provided with openings. Due to the flooding of the bearing ring 43 described, a highly loaded hydrodynamic lubricating film also forms in the gap to the support ring 49 during operation.

Das Zentralrohr 41, der Zapfenring 42, der Stützring 49 und die Steuerplatte 6 sind als Statorteile zu betrachten. Die Zylindertrommel 7 mit der Hülse 45 drehen sich mit Pumpendrehzahl. Infolge der viskosen Flüssikgeitsreibung in den Schmierspalten Si und Sa wirkt im Betrieb auf den Lagerring 43 ein Schleppmoment, so daß sich dieser bei normalen Betriebsbedinungen (ca. 100° C) etwa mit der halben Pumpenantriebsdrehzahl dreht.The central tube 41, the pin ring 42, the support ring 49 and the control plate 6 are to be considered as stator parts. The cylinder drum 7 with the sleeve 45 rotate at the pump speed. As a result of the viscous fluid friction in the lubrication gaps Si and Sa, a drag torque acts on the bearing ring 43 during operation, so that it rotates at about half the pump drive speed under normal operating conditions (approx. 100 ° C.).

Da es sich bei der veranschaulichten Axialkolbenpumpe um eine solche mit veränderlichem Hubvolumen handelt, ist die Schrägscheibe 10 schwenkbar gelagert, so daß sich bei Schwenkung um eine entsprechende Querachse ein veränderlicher Kolbenhub ergibt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Schrägscheibe 10 auf einem Schwenkkörper 12 verschraubt. Seitliche Führungsarme 13 des Schwenkkörpers 12 umfassen seitlich jeweils einen auf den beiden Zapfen 14 des Zapfenringes 42 drehbar gelagerten Gleitstein 15 . Die Drehachse ist identisch mit der Quer-oder Zapfenachse M-M. Die Rückseite des Schwenkkörpers 12 besitzt in den Bereichen L einen Radius R, so daß sich bei der Drehung des Schwenkkörpers 12 um die Zapfenachse M-M eine Linearbewegung der Laufplatte 16 ergibt. Infolge der großen axialen Kolbenkräfte in der Druekzone entsteht zwischen dem Schwenkkörper 12 und der Laufplatte 16 ein Reibschluß, ähnlich wie .eine belastete Walze auf einer ebenen Unterlage .abrollt, nur mit dem Unterschied, daß hier die Walze - . sprich Schwenkkörper 12 - in der Achse M-M fixiert ist, und die Unterlagen - sprich Laufplatte 16 - sich quer zur Achse M-M bewegt. Der Schwenkkörper 12 und die Laufplatte 16 sind über Führungsnuten und -rollen 17 gekoppelt.Since the illustrated axial piston pump is one with a variable stroke volume, the swash plate 10 is pivotally mounted so that a variable piston stroke results when pivoted about a corresponding transverse axis. In the embodiment shown, the swash plate 10 is screwed onto a swivel body 12. Lateral guide arms 13 of the swivel body 12 laterally each comprise a sliding block 15 rotatably mounted on the two pins 14 of the pin ring 42 . The axis of rotation is identical to the transverse or pin axis MM. The rear side of the swivel body 12 has a radius R in the areas L, so that when the swivel body 12 rotates about the pin axis MM, a linear movement of the running plate 16 results. As a result of the large axial piston forces in the pressure zone, a frictional engagement is created between the swivel body 12 and the running plate 16, similar to how. That is, swivel body 12 - is fixed in the MM axis, and the documents - that is, running plate 16 - move transverse to the MM axis. The swivel body 12 and the running plate 16 are coupled via guide grooves and rollers 17.

Unter Zugrundelegung der Darstellung der Fig.4 verläuft die Bewegung der Laufplatte 16 in der Vertikalen. Die Laufplatte 16 stützt sich wiederum auf zwei Linearrollenlager 18 ab, die auf Fixplatten 19 abrollen. Zur Lagesicherung der Linearrollenlager 18 dient ein Käfig 20, der wie ein Rahmen die Linerarrollenlager umfaßt und spielfrei in der jeweiligen Stellung sichert.4, the movement of the running plate 16 runs in the vertical direction. The running plate 16 is in turn supported on two linear roller bearings 18 which roll on fixed plates 19. A cage 20 is used to secure the position of the linear roller bearings 18, which like a frame encompasses the linear roller bearings and secures them in the respective position without play.

Bei Einleitung einer Schwenkbewegung durchläuft die Laufplatte 16 die doppelte Wegstrecke wie der Käfig 20 bzw. die Linearrollenlager 18.When a swiveling movement is initiated, the running plate 16 runs through twice the distance as the cage 20 or the linear roller bearing 18.

Die Fixplatten 19 liegen auf Dämpfungsplatten 21 aus Kunststoff auf, die wiederum in entsprechenden Kammern in dem Steuerboden 22 angeordnet sind. Der Steuerboden 22 ist mit dem Zapfenring 42 verschraubt.The fixed plates 19 rest on damping plates 21 made of plastic, which in turn are arranged in corresponding chambers in the control floor 22. The control base 22 is screwed to the pin ring 42.

Durch entsprechende Berechnung der Steifigkeit der Laufplatte 16, der Fixplatten 19 und der Dämpfungsplatten 21, kann die elastische Durchbiegung dieser gesamten Lagerstelle so beeinflußt werden, daß sich die über eine Linienberührung (Hertz'sche Pressung) zwischen Schwenkkörper 12 und Laufplatte 16 eingeleitete Lagerkraft gleichmäßig auf alle Wälzkörper der Linearrollenlager verteilt. Durch die Dämpfungsplatten 21 aus Kunststoff wurden die Betriebsgeräusche und die Schwingungen der Pumpenmechanik vom Steuerboden 22 isoliert.The elastic deflection of these entire bearings can be calculated by correspondingly calculating the rigidity of the running plate 16, the fixed plates 19 and the damping plates 21 place so influenced that the line force (Hertzian pressure) introduced between swivel body 12 and bearing plate 16 distributes the bearing force evenly over all rolling elements of the linear roller bearings. The operating noises and the vibrations of the pump mechanism were isolated from the control floor 22 by the damping plates 21 made of plastic.

Die vom jeweiligen Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 12 abhängige Stellung der Laufplatte 16 und des Käfigs 20 mit den beiden Linearrollenlagern 18 wird geometrisch eindeutig bestimmt durch zwei jeweils außen am Käfig 20 angeschraubte, drehbare Laschen 23. Die Laschen sind in den Kopplungspunkten auf Büchsen aus Kunststoff gelagert.The position of the running plate 16 and of the cage 20 with the two linear roller bearings 18, which is dependent on the respective pivoting angle of the pivoting body 12, is geometrically clearly determined by two rotatable tabs 23 screwed on the outside of the cage 20, respectively. The tabs are mounted on plastic bushings in the coupling points.

Im Steuerboden 22 ist der Pumpenregler 24 mit dem-Verstellkolben 25 untergebracht. Der Verstellkolben 25 ist als Differentialkolben ausgebildet. Am Stangenende des Verstellkolbens ist ein Joch 26 angeschraubt, das in Form einer Gabel einen Bolzen 27 umfaßt. Der Bolzen ist in einer Brücke 28 drehbar gelagert. Die Brücke 28 ist mit dem Schwenkkörper 12 verschraubt.The pump regulator 24 with the adjusting piston 25 is accommodated in the control base 22. The adjusting piston 25 is designed as a differential piston. A yoke 26 is screwed onto the rod end of the adjusting piston and comprises a bolt 27 in the form of a fork. The bolt is rotatably mounted in a bridge 28. The bridge 28 is screwed to the swivel body 12.

Die druckabhängig vom Pumpenregler 24 geregelte Position des Verstellkolbens 25 wird somit formschlüssig auf den Schwenkkörper 12 übertragen, d.h. einer bestimmten Stellung des Verstellkolbens entspricht ein bestimmter Winkel der Schrägscheibe 10 und damit einem bestimmten Hubvolumen der Pumpe.The position of the adjusting piston 25, which is regulated in a pressure-dependent manner by the pump regulator 24, is thus transferred to the swivel body 12 in a form-fitting manner, i.e. a certain position of the adjusting piston corresponds to a certain angle of the swash plate 10 and thus a certain stroke volume of the pump.

Die Abstützung des Schwenkkörpers 12 über die beschriebene Lagerung mittels Linearrollenlager auf dem Steuerboden 22, in dem auch die komplette Pumpenregler mit Verstellkolben untergebracht ist, ergibt infolge der Verschraubung mit dem Zapfenring 42 und . dem Zentralrohr 41 eine äußerst kompakte, steife und damit schwingungsarme Konstruktion, die auch insbesondere hinsichtlich der Geräuschemission erhebliche Vorteile bildet.The support of the swivel body 12 via the described bearing by means of linear roller bearings on the control floor 22, in which the complete pumps regulator is housed with adjusting piston, results due to the screw connection with the pin ring 42 and. the central tube 41 is an extremely compact, rigid and therefore low-vibration construction, which also has considerable advantages, particularly with regard to noise emission.

Wie beim Betrachten der Fig. 3 deutlich wird, sind in der Steuerplatte 6 Steuerschlitze 32 und 33 ausgebildet, die für eine Verbindung mit der Saugleitung 30 bzw. der Druckleitung 31 sorgen. Hülsen 34 aus Kunststoff stellen eine schalltechnische Abkoppelung des Verteilers 3 vom Gehäuse 2 dar und tragen deshalb zur Geräuschdämpfung bei. Von der Druckseite wird eine Leitung 36 mit Drucköl versorgt, die wiederum den Pumpenregler 24 als auch den Kanal 51 mit Drucköl versorgt.As is clear when looking at FIG. 3, 6 control slots 32 and 33 are formed in the control plate, which ensure a connection to the suction line 30 and the pressure line 31, respectively. Sleeves 34 made of plastic represent an acoustic decoupling of the distributor 3 from the housing 2 and therefore contribute to noise reduction. A line 36 is supplied with pressure oil from the pressure side, which in turn supplies the pump regulator 24 and the channel 51 with pressure oil.

BezugszeichenReference numerals

  • 1 Flansch1 flange
  • 2 Gehäuse2 housings
  • 3 Verteiler3 distributors
  • 4 Gehäusekappe4 housing cap
  • 5 Antriebswelle5 drive shaft
  • 6 Steuerplatte6 control plate
  • 7 Zylindertrommel7 cylinder drum
  • 8 Kolben8 pistons
  • 9 Andrückplatte9 pressure plate
  • 10 Schrägscheibe10 swash plate
  • 11 Gleitschuh11 sliding shoe
  • 12 Schwenkkörper12 swivel bodies
  • 13 Führungsarm13 guide arm
  • 14 Zapfen14 cones
  • 15 Gleitstein15 sliding block
  • 16 Laufplatte16 running plate
  • 17 Führungsrollen17 leadership roles
  • 18 Rollenlager (linear)18 roller bearings (linear)
  • 19 Fixplatte 2 St19 fixed plate 2 pcs
  • 20 Käfig20 cage
  • 21 Dämpfungsplatte 2 St21 damping plate 2 pcs
  • 22 Steuerboden22 control floor
  • 23 Laschen23 tabs
  • 24 Pumpenregler24 pump controllers
  • 25 Verstellkolben25 adjusting pistons
  • 26 Joch26 yoke
  • 27 Bolzen27 bolts
  • 28 Brücke28 bridge
  • 29 gekrümmte Fläche29 curved surface
  • 30 Saugleitung30 suction line
  • 31 Druckleitung31 pressure line
  • 32) Steuerschlitze3332) Control slots 33
  • 34 Hülse aus Kunststoff34 plastic sleeve
  • 35 Spannband35 tension strap
  • 36 ölbohrung36 oil well
  • 37 Dichtungsring37 sealing ring
  • 38 Verzahnungshülse38 toothing sleeve
  • 39 Schraubenfeder39 coil spring
  • 40 Gehäusekappe40 housing cap
  • 41 Zentralrohr41 central tube
  • 42 Zapfenring, zweiteilig42 Tenon ring, two parts
  • 43 Lagerring43 bearing ring
  • 44 Wulst an 4544 bead on 45
  • 45 Hülse45 sleeve
  • 46 Stift46 pin
  • 47 Wellenfeder47 wave spring
  • 48 Schmierbohrung48 lubrication hole
  • 49 Stütztring49 support ring
  • 50 Schmierkanal50 lubrication channel
  • 51 Versorgungsleitung f. 5051 supply line f. 50
  • 52 Gleitlager52 plain bearings
  • 53 Dichtungsring53 sealing ring
  • 54 Deckel54 cover
  • 55 Stift55 pen
  • 56 Federn56 feathers
  • 57 Dämpfungsring57 damping ring

Claims (7)

1. Hydraulische Axialkolbenmaschine mit einer einseitig nach außen geführten Welle für die Zylindertrommel und mit einer Schrägscheibe, die über einen Schwenkkörper in Zapfen eines Zapfenringes schwenkbar an dem der Wellendurchführung abgelegenen Ende gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkkörper (12) mit der Schrägscheibe (10) senkrecht zur Zapfenachse (M-M) verschiebbar ist und über eine gekrümmte Fläche (29), deren Krümmungsradius (R) mit seinem Mittelpunkt auf der Zapfenachse (M-M) liegt sowie auf einer Laufplatte (16) abrollt, die wiederum durch ein Linearrollenlager (18,19) an einem mit dem Zapfenring (42) verbundenen Steuerboden (22) abgestützt ist.1. Hydraulic axial piston machine with a shaft for the cylinder drum which is guided outwards on one side and with a swash plate which is pivotably mounted on the end remote from the shaft bushing via a swivel body in the pin of a journal ring, characterized in that the swivel body (12) with the swash plate ( 10) can be moved perpendicular to the pin axis (MM) and over a curved surface (29), the radius of curvature (R) of which lies with its center on the pin axis (MM) and rolls on a running plate (16), which in turn is supported by a linear roller bearing (18 , 19) is supported on a control base (22) connected to the pin ring (42). 2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkkörper (12) seitlich Führungsarme (13) aufweist, die die verschiebbare Lagerung je eines Gleitsteines (15) bilden, der wiederum drehbar auf dem zugeordneten Zapfen (14) gelagert ist.2. Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the swivel body (12) laterally has guide arms (13) which form the displaceable mounting of a sliding block (15), which in turn is rotatably mounted on the associated pin (14). 3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Linearrollenlager (18, 19) und dem Steuerboden (22) eine Dämpfungsplatte (21) aus Kunststoff oder dergleichen angeordnet ist.3. Axial piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that a damping plate (21) made of plastic or the like is arranged between the linear roller bearing (18, 19) and the control base (22). 4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei symmetrisch zueinander angeordnete Linearrollenlager (18, 19) und diesen zugeordnete Dämpfungsplatten (21) vorgesehen sind.4. Axial piston machine according to claim 1 or 3, characterized in that two symmetrically arranged linear roller bearings (18, 19) and associated damping plates (21) are provided. 5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß außen an dem Käfig (20) jedes Linearrollenlagers (18, 19) eine Lasche (23) befestigt ist, die über Führungsnuten und -rollen (17) mit dem Schwenkkörper (12) verbunden ist.5. Axial piston machine according to claim 4, characterized in that on the outside of the cage (20) of each linear roller bearing (18, 19) a tab (23) is attached, which is connected via guide grooves and rollers (17) to the swivel body (12) . 6. Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuerboden (22) der Verstellkolben (25) zur Durchführung der Schwenkbewegung der Schrägscheibe (10) angeordnet ist.6. Axial piston machine according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the control base (22) the adjusting piston (25) is arranged to carry out the pivoting movement of the swash plate (10). 7. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellkolben (25) über ein Joch (26),einen Bolzen (27) und eine Brücke (28) mit dem Schwenkkörper (12) verbunden ist.7. Axial piston machine according to claim 6, characterized in that the adjusting piston (25) via a yoke (26), a bolt (27) and a bridge (28) is connected to the swivel body (12).
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