EP0090206B1 - Hydraulic axial-piston machine - Google Patents

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EP0090206B1
EP0090206B1 EP83102218A EP83102218A EP0090206B1 EP 0090206 B1 EP0090206 B1 EP 0090206B1 EP 83102218 A EP83102218 A EP 83102218A EP 83102218 A EP83102218 A EP 83102218A EP 0090206 B1 EP0090206 B1 EP 0090206B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston machine
axial piston
machine according
linear roller
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP83102218A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0090206A2 (en
EP0090206A3 (en
Inventor
Wilhelm Nolden
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PepsiAmericas Inc
Original Assignee
Abex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abex Corp filed Critical Abex Corp
Publication of EP0090206A2 publication Critical patent/EP0090206A2/en
Publication of EP0090206A3 publication Critical patent/EP0090206A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0090206B1 publication Critical patent/EP0090206B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-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
    • F04B1/2014Details or component parts
    • F04B1/2078Swash plates
    • F04B1/2085Bearings for swash plates or driving axles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12Coating

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 cannot be used in accordance with the theoretical static load rating due to the internal clearance conditions and the resulting point load for the outer ring.
  • 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 and require an increased build volume.
  • the invention is based on the object of a hydraulic axial piston machine, i.e. to create a pump or a motor, which is of compact construction and is correspondingly rigid, so that a low-vibration construction is created, and in particular is low-noise.
  • 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 before 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.
  • a distributor 3 is fastened in the housing 2 and also carries the control plate 6.
  • 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 the like, damping Material with an internal and external tooth profile for the transmission of 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, 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 (FIG. 6).
  • the cylinder drum 7 is received by a sleeve 45 which is supported axially and radially against the bearing ring 43.
  • the sleeve forms a fit with the outer surface of the cylinder drum 7, which enables a 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 functionally considered - 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 support of the bearing ring 43 on the other side is at an apertured supporting ring 49. Due to the described circumfluence of the position ring 43 is also formed in the gap to the support ring 49 during operation, a highly loaded hydrodynamic lubricating film 'from.
  • 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 which is rotatably mounted on the two pins 14 of the pin ring 42.
  • the axis of rotation is identical to the transverse or pin axis M-M.
  • 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 M-M there is a linear movement of the running plate 16.
  • a frictional engagement occurs between the swivel body 12 and the running plate 16, similar to how a loaded roller rolls on a flat surface, with the only difference that the roller — that is, swivel body 12 — is fixed in the axis MM is, and the documents speak running plate 16 - moves transversely to the axis MM.
  • 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 vertically.
  • the running plate 16 is in turn supported on two linear roller bearings 10 which roll on fixed plates 19.
  • a cage 20 is used which, like a frame, comprises 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 this entire bearing point can be influenced in such a way that the bearing force introduced via a line contact (Hertzian pressure) between the swivel body 12 and the running plate 16 is evenly increased distributed all rolling elements of the linear roller bearings.
  • the operating noises and the vibrations of the pump mechanism are isolated from the control base 22 by the damping plates 21 made of plastic.
  • the position of the running plate 16 and the cage 20 with the two linear roller bearings 10, which is dependent on the respective swivel angle of the swivel body 12, is geometrically clearly determined by two rotatable brackets 23 screwed on the outside of the cage 20.
  • the brackets are mounted in the coupling points on plastic bushings.
  • 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 25.
  • the bridge 28 is screwed to the swivel body 12.

Landscapes

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  • Hydraulic Motors (AREA)

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 Zylindertrommel umgibt. (DE-B-1915 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 drum. (DE-B-1915 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 für 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.Rolling bearings for such tasks are expensive, place high demands on the geometry of the adjacent parts and cannot be used in accordance with the theoretical static load rating due to the internal clearance conditions and the resulting point load for the outer ring. 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, und erfodern ein vergrößertes Bauvolumen.Hydrostatic bearings are lossy and require an increased build volume.

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 a motor, which is of compact construction and is correspondingly rigid, so that a low-vibration construction is created, and in particular is low-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. Weitere Vorteile und Einzelheiten sind Gegenstand der Ansprüche 1 bis 7.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, the bearings are placed where the resulting force of the axial pistons occurs. 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 before 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:

  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Axialkolbenmaschime nach der Erfindung, nämlich durch eine Axialkolbenpumpe;
  • Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Axialkolbenpumpe der Fig. 1, jedoch um 90° gedreht; Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie A-A der Fig. 1;
  • Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie B-B der Fig. 2;
  • Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles X der Fig. 2;
  • Fig. 6 eine Einzelheit aus dem Schnitt der Fig.
  • Fig. 7 eine Seitenansicht der Darstellung der Fig. 6; und
  • Fig. 8 eine Ansicht, die derjenigen der Fig.6 entspricht, jedoch die wesentlichen Bauteile im nichtgeschnittenen Zustand zeigt.
It shows:
  • 1 shows a longitudinal section through an embodiment of an axial piston machine according to the invention, namely through an axial piston pump.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the axial piston pump of FIG. 1, but rotated through 90 °; 3 shows a cross section along the line AA of FIG. 1.
  • 4 shows a section along the line BB of FIG. 2.
  • Fig. 5 is a view in the direction of arrow X of Fig. 2;
  • 6 shows a detail from the section of FIG.
  • Fig. 7 is a side view of the illustration of Fig. 6; and
  • Fig. 8 is a view that corresponds to that of Figure 6, but shows the essential components in the uncut state.

Die in der Zeichnung dargestellte Axialkolbenpumpe besitzt 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 is fastened in the housing 2 and also carries the control plate 6. 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 ähnlichem 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 the like, damping Material with an internal and external tooth profile for the transmission of 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 abstützen. 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, 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 (Fig. 6) aufweist. 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 (FIG. 6). The cylinder drum 7 is received by a sleeve 45 which is supported axially and radially against the bearing ring 43. The sleeve forms a fit with the outer surface of the cylinder drum 7, which enables a 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 Spaltefunktionstechnich 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 functionally considered - 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 Versorgungsleitung 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 Lagerringes43 sind entsprechend ausgebildete, drehrichtungsabhängig geformte Schmierkanäle 50 (Fig. 8) 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. In order to build up a stable hydrodynamic lubricating film on the side surfaces of the bearing ring 43, appropriately designed lubrication channels 50 (FIG. 8) are formed on the bead 44 of the sleeve 45. 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 support of the bearing ring 43 on the other side is at an apertured supporting ring 49. Due to the described circumfluence of the position ring 43 is also formed in the gap to the support ring 49 during operation, a highly loaded hydrodynamic lubricating film 'from.

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 Queroder 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 Druckzone 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 which is rotatably mounted on the two pins 14 of the pin ring 42. The axis of rotation is identical to the transverse or pin axis M-M. 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 M-M there is a linear movement of the running plate 16. As a result of the large axial piston forces in the pressure zone, a frictional engagement occurs between the swivel body 12 and the running plate 16, similar to how a loaded roller rolls on a flat surface, with the only difference that the roller — that is, swivel body 12 — is fixed in the axis MM is, and the documents speak running plate 16 - moves transversely to the axis MM. 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 10 ab, die auf Fixplatten 19 abrollen. Zur Lagesicherung der Linearrollenlager 10 dient ein Käfig 20, der wie ein Rahmen die Linerarrollenlager umfaßt und spielfrei in der jeweiligen Stellung sichert.Based on the illustration in FIG. 4, the movement of the running plate 16 runs vertically. The running plate 16 is in turn supported on two linear roller bearings 10 which roll on fixed plates 19. To secure the position of the linear roller bearings 10, a cage 20 is used which, like a frame, comprises 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 Laufptatte 16 eingeleitete Lagerkraft gleichmäßig auf alle Wälzkörper der Linearrollenlager verteilt. Durch die Dämpfungsplatten 21 aus Kunststoff werden die Betriebsgeräuche und die Schwingungen der Pumpenmechanik vom Steuerboden 22 isoliert.By appropriately calculating the rigidity of the running plate 16, the fixed plates 19 and the damping plates 21, the elastic deflection of this entire bearing point can be influenced in such a way that the bearing force introduced via a line contact (Hertzian pressure) between the swivel body 12 and the running plate 16 is evenly increased distributed all rolling elements of the linear roller bearings. The operating noises and the vibrations of the pump mechanism are isolated from the control base 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 10 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 the cage 20 with the two linear roller bearings 10, which is dependent on the respective swivel angle of the swivel body 12, is geometrically clearly determined by two rotatable brackets 23 screwed on the outside of the cage 20. The brackets are mounted in the coupling points on plastic bushings.

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 25 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 25. 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. 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.The support of the swivel body 12 via the described bearing by means of linear roller bearings on the control base 22, in which the complete pump regulator with adjusting piston is accommodated, results in an extremely compact, rigid and thus low-vibration construction due to the screw connection with the journal ring 42 and the central tube 41 also forms considerable advantages, particularly with regard to noise emission. 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.

Figure imgb0001
Figure imgb0001

Claims (7)

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).
2. Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the tilting yoke (12) has lateral guide arms (13), forming in each case the displaceable mounting support of a slide ring (15), which is in turn rotatably mounted on the associated trunnion (14).
3. Axial piston machine according to claims 1 or 2, characterized in that a damping plate (21) made from plastic or the like is positioned between the linear roller bearing (18,19) and the control base (22).
4. Axial piston machine according to claims 1 or 3, characterized in that in each case two symmetrical linear roller bearings (18,19) and damping plates (21) associated therewith are provided.
5. Axial piston machine according to claim 4, charaterized in that a cover plate (23) is fixed to the outside of the cage (20) of each linear roller bearing (18,19) and is connected by means of guide grooves and rollers (17) to the tilting yoke (12).
6. Axial piston machine according one or more of the proceeding claims characterized in that the swash plate (10) is arranged in the control base (22) of the adjusting piston (25) for carrying out the pivoting movement.
7. Axial piston machine according to claim 6, wherein the adjusting piston (25) is connected by means of a yoke (28), a bolt (27) and a bridge (28) to the tilting yoke (12).
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