EP0255034A1 - Axial-Kolbenmaschine mit einer Einrichtung zum Spülen des Kreislaufs - Google Patents

Axial-Kolbenmaschine mit einer Einrichtung zum Spülen des Kreislaufs Download PDF

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EP0255034A1
EP0255034A1 EP87110616A EP87110616A EP0255034A1 EP 0255034 A1 EP0255034 A1 EP 0255034A1 EP 87110616 A EP87110616 A EP 87110616A EP 87110616 A EP87110616 A EP 87110616A EP 0255034 A1 EP0255034 A1 EP 0255034A1
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EP
European Patent Office
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axial piston
piston machine
machine according
channel
pressure
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EP87110616A
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Ludwig Wagenseil
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Hydromatik GmbH
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Hydromatik GmbH
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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
    • 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
    • F04B1/2021—Details or component parts characterised by the contact area between cylinder barrel and valve plate

Definitions

  • the invention relates to an axial piston machine according to the preamble of claim 1.
  • the two hydrostatic machines are assigned a common control part, so that this hydrostatic transmission forms a compact component, and the flushing valve of the flushing device is arranged in the common control part.
  • the flushing valve is formed by two spring-loaded check valves, which are arranged in the web section of a U-shaped channel arrangement, which connect the other HD / LP line pair to a common flushing channel.
  • the flush valve itself complex because it comprises two spring-loaded check valves, but there is also a complicated course of the line arrangement accommodating the check valves because a total of four channel sections have to be fitted in the control part in order to supply the line arrangement required for flushing Realize, two check valves with return springs are also to be arranged.
  • the result is a complex design, it must be taken into account that the four line sections are to be accommodated in the control part, which leads to a complicated line arrangement which weakens the control part due to the relatively small design of the control part.
  • the channel sections extending between the check valves and the LP or HP channel must be drilled from the outside.
  • the invention has for its object to simplify the device for rinsing.
  • both the flushing channel arrangement in the control part and the flushing valve are considerably simplified, so that the manufacturing and assembly work is considerably reduced.
  • a control slide is used, which can be formed in one piece and also represents a significant simplification.
  • Another advantage of invent Design according to the invention consists in that the flushing medium is discharged directly into the cavity of the housing, so that no additional lines to be laid outside the housing are required.
  • the device for feeding the circuit is not arranged in the area of the control part. Therefore, the configuration according to the invention can be integrated very advantageously with a device for dining, which is described and illustrated in German Patent No. 2,247,437.
  • the device for flushing simultaneously fulfills a lubrication function for the bearing of the central guide pin and / or for the mounting of the drive shaft.
  • the flushing medium reaches the cavity of the housing via the respective bearing point and is returned to the pressure medium tank by means of the leakage line, which is required anyway.
  • a minimum low pressure or a minimum feed pressure can be maintained by the configurations according to claims 20 to 22, which is particularly important when starting up the axial piston machine. In addition, these features also contribute to a further simplification of the axial piston machine.
  • claims 2O to 22 are to be given independent inventive significance because the advantages which can be achieved by them are independent of the embodiment according to claim 1 and also independent of whether the axial piston machine is suitable for both conveying directions or for motor and pump operation is designed.
  • the axial piston machine generally designated l in FIG. 1 is one of the sliding axis type with a housing 2 in which a drive shaft 3 is rotatably mounted by means of roller bearings 4, 5 and a cylinder block 7 driven by the drive flange 6 of the drive shaft 3 .
  • a cylinder block 7 In the cylinder block 7 there are a plurality of spherical ones arranged on a pitch circle Pistons 8 are displaceable in piston bores 9, which are supported with spherical piston heads 11 in spherical bearings 12 in the drive flange 6.
  • a guide pin l3 is mounted in the center of the cylinder block 7 in a guide bore l4, which likewise has a spherical head l5, with which it is mounted in a central spherical bearing l6 of the drive flange 6.
  • a compression spring l7 is arranged in the guide bore l4, the purpose of which is to elastically prestress the cylinder block 7 toward the side facing away from the drive flange 6 against a control disk l8 on which the cylinder block 7 is mounted.
  • control disk l8 has on its side facing the cylinder block 7 a spherically convexly curved sliding bearing surface l9, against which a spherically concave curved bearing bearing surface 2l of the cylinder block bears under the elastic prestress of the compression spring l7.
  • the control disk 18 is fixed by means of centering pins 22 to a housing cover 24 which tightly closes the cavity 23 of the housing 2.
  • the housing 2 is closed and sealed by a flange 25.
  • the axial piston machine 1 is associated with a device for flushing the circuit, which is only shown in FIGS. 2 and 3 and is generally designated 3l, but the flow course of the flushing oil is shown in FIG. 1 by an arrow line 32.
  • the device 3l for flushing comprises a flush valve 33 integrated in the control disc l8, which is formed by a valve needle 34 which is slidably mounted in a guide bore 35 which diametrically intersects in the control disc l8, ie, intersecting the central axis 36, between the working channels , namely the existing one Control kidneys 37, 38 which, depending on the function of the axial piston machine, each form the high-pressure duct (HD) or the low-pressure duct (ND).
  • the valve needle 34 is dimensioned longer than the distance a between the control kidneys 37, 38.
  • the displacement movement of the valve needle 34 is limited by stops 39, 4l, which are formed by the outer walls of the control kidneys 37, 38.
  • the length L of the valve needle 34 is selected so that in the stop positions the end of the valve needle 34 facing away from the respective stop 39, 4l projects into the control kidney 37, 38 in question.
  • the passage of the flushing valve 33 is formed by a longitudinal groove 42 in the valve needle 34, the length l of which corresponds approximately to the distance a between the control kidneys 37, 38.
  • the arrangement of the longitudinal groove 42 is such that when the valve needle 34 stops on the left stop 39 (shown in FIGS. 2 and 3), the left end of the longitudinal groove 42 projects into the control kidney 37, so that an opening 43 results.
  • the flow cross section of the passage can be determined through this opening 43 or through the cross section of the longitudinal groove 42 in the sense of a throttle.
  • the right end of the longitudinal groove 42 is covered by the wall of the guide bore 35, so that there is only one passage between the control kidney 37 and a connecting channel 44 arranged centrally in the control disk 18.
  • the valve needle 34 stops on the right stop 41, the right end of the longitudinal groove 42 projects into the control kidney 38 to form an opening 42, while the left end of the longitudinal groove 42 is covered by the wall of the guide bore 35.
  • the purge valve 33 is automatically controlled by the respective high pressure, which acts on the respective end face 45 of the valve needle 34 and shifts it against the respective stop 39 or 4l.
  • the valve needle 34 In the illustrated Position, the valve needle 34 has been moved to the left against the stop 39 by the high pressure in the control kidney 38.
  • the switching position of the purge valve 33 or the valve needle 34 there is a connection between the low-pressure control kidneys, that is to say the LP line, with the connecting channel 44. This sits in FIGS. 2 and 3 in the cylinder block 7, in a spring receiving part 46 and in Guide pin l3 continues so that the flushing oil coming from the respective LP line reaches the bearing l6 (FIG. 1) for the purpose of lubricating it.
  • the connecting channel 44 continues first as an axial bore 47 and then as a diametric bore 48 in the drive shaft 3, the latter opening radially between the two existing roller bearings 4, 5.
  • the flushing oil thus passes from the bearing 16 to the roller bearings 4, 5, where it executes the flow identified by the arrow line 32 in FIG. 1 and reaches the cavity 23 of the housing 2.
  • a leakage oil line leads from one of the connections 49, 50 to the oil reservoir. So that the spherical head l5 in the bearing l6 is able to perform pendulum movements with a free passage of the connecting line 44, the mutually facing ends of the axial bore 47 and the channel section 5l in the head l5 are expanded in a trumpet shape.
  • a second connecting channel 52 is provided between the flushing valve 33 and the cavity 23 of the housing, which also starts from the axial channel section 53 in the control disk l8, but initially radially below the control disk l8 and then axially in the housing cover 24 extends.
  • This configuration makes it possible to use one and the same control disk 18 also for those constructions in which removal of the flushing oil through the cylinder block 7 is undesirable or not is possible.
  • the connecting channel 52 is closed by a sealing washer 54, which is inserted in a recess on the underside of the control washer 18.
  • a pressure valve 56 opening in the direction of flow of the flushing oil is arranged in the connecting channel 44, the purpose of which is to maintain a minimum low pressure or a minimum feed pressure.
  • the pressure valve 56 consists of a conical valve body 57, which is biased against the flow direction of the flushing oil by 58 by a compression spring 59 against a valve seat 60, which is formed by the spring receiving part 46.
  • the pressure valve 56 is thus arranged in the cylinder block 7 or in the guide pin 13 or assigned to these parts.
  • the valve needle 34 can be assembled or disassembled through a mounting hole 62 which is aligned with the guide bore 35 in an edge section 63 arranged on the outside of the control kidney 38.
  • the mounting hole 62 is closed by a plug 64 which forms the stop 4l.
  • the stroke that the valve needle 34 executes under the action of the high pressure is dependent on its length L and on the distance of the stops 39, 4l from one another.
  • the stops 39, 41 are located within the control kidneys 37, 38.
  • the stops 39, 34 are formed by extensions 65 on two sealing plugs 64 which protrude into the control kidneys 37, 38, the sealing plugs 64 are arranged in the region of the edge sections 63 of a continuous mounting hole 62 and are fastened therein.
  • valve needle 34 The displacement of the valve needle 34 is dependent on its length L and on the distance between the outer walls of the control kidneys 37, 38. According to FIG. 4, the valve needle 34 is approximately the length of the extensions 65 or Stops 39, 4l are shorter, but in this embodiment it also protrudes on both sides into the free space of the control kidneys 37, 38.
  • the cross section of the extensions 65 is preferably tapered to reduce the flow resistance it exerts.
  • the extensions 65 are tapered cylindrical sections
  • the valve spring 34 is centered by spring force. 4 serve for this purpose two compression springs 7l arranged on both sides of the valve needle 34, which can be supported on the outer walls of the control kidneys 37, 38 or also on the shoulders of the sealing plugs 64 and act with their inner ends against shoulders 72 on the valve needle 34.
  • the shoulders 72 can be arranged on the valve needle 34 itself.
  • the shoulders 72 are arranged on flange pieces 73 which are fastened in the region of the ends of the valve needle 34 or are fitted on the tapered sections 74 of the valve needle 34.
  • the distance between the shoulders 75, ie the distance between the flange pieces 73 corresponds to the distance a between the inner walls of the control kidneys 37, 38.
  • valve needle 34 is thus fixed relatively stable in its center-centered position. Due to the respectively occurring high pressure, the valve needle 34 is shifted to the left or right, so that one end of the longitudinal groove 42 protrudes into the respective control kidney 37, 38, whereby the passage to the connecting channel section 53 is opened. in the Depressurized state, the valve needle 34 is again in its center-centered position. The stroke which the valve needle 34 exerts from this position is denoted by h.
  • a substantially straight spiral spring 8l is used for centering the valve needle 34, which extends transversely to the valve needle 34 and engages with its free end 82 in a hole in the valve needle 34.
  • the spiral spring 8l is arranged in a channel 83 which extends transversely to the guide bore 35 or to the valve needle 34 and preferably in the center thereof and is dimensioned in cross section so large that, in view of the stroke required for the valve needle 34, the spiral spring 8l performs the required deflection can
  • the channel 83 preferably extends radially to the control disk 18 and is drilled into it from the outside. When the channel 83 extends beyond the guide bore 35 into the channel section 53, a connection to the control kidneys 37, 38 is hereby automatically created.
  • the channel 83 is preferably dimensioned larger in cross section than the guide bore 35 in order to obtain a passage around the valve needle 34.
  • the passage can also be formed by a through hole 84, into which the free end 82 of the spiral spring 8l surrounds.
  • a simple mounting of the spiral spring 81 results from the accommodation and mounting of its fastening end 85 in an axial hole of a sealing plug 86 for the channel 83.
  • the passage from the control kidney 38 to the connecting channel section 53 is open. Ie, high pressure is present in the control kidney 37.
  • the spiral spring 8l returns the valve spring 34 to its central position, in which - as in all of the previously described exemplary embodiments - the longitudinal groove 42 is closed because its length l is dimensioned shorter than the distance a between the inner walls of the control kidneys 37, 38.
  • the control kidneys 37, 38 adjoin the area the ends of which are arranged in axial channel sections 88, 89, in the area of which the guide bore 35 and the valve needle 34 are arranged.
  • blind holes 9l are countersunk in the outer wall of the control kidney 38 or the channel section 89 on the side opposite the mounting hole 64 in order to create a flat stop surface.

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Abstract

Bei einer Axial-Kolbenmaschine zur Verwendung in einem hydrostatischen Getriebe mit geschlossenem Kreislauf, mit einem die Arbeitszyklen der Axial-Kolbenmaschine (l) steuernden Steuerteil (l8) und mit einer ein Spülventil (33) aufweisenden Einrichtung (3l) zum Spülen und Speisen des Kreislaufs, wobei das Spülventil (33) im Steuerteil (l8) angeordnet ist sowie vom Hochdruck beaufschlagbar ist und jeweils die Niederdruckleitung mit einer Rückflußleitung (44) verbindet, soll die Einrichtung (3l) zum Spülen vereinfacht werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der Ventilkörper des Spülventils (33) durch einen zylindrischen Kolbenschieber (34) gebildet ist, der in einer sich unmittelbar zwischen dem Hochdruckkanal (38) und dem Niederdruckkanal (37) im Steuerteil (l8) erstreckenden Führungsbohrung (35) verschiebbar gelagert ist, wobei die Führungsbohrung (35) im Bereich des Kolbenschiebers (34) durch einen Verbindungskanal (44) mit dem Hohlraum (23) des Gehäuses (2) der Axial-Kolbenmaschine (l) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Axial-Kolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs l.
  • Eine Axialkolbenmaschine dieser Bauart ist in der DE-OS l9 46 658 beschrieben und dargestellt.
  • Es ist bei hydrostatischen Getrieben mit geschlossenem Kreislauf bekannt, eine Einrichtung zum Spülen und ggf. auch Speisen des Kreislaufs mit dem Zweck vorzusehen, ständig heißes Druckmedium abzuführen und gegen gekühltes kontinuierlich auszutauschen und somit frisches Druckmedium zwecks Ersatz der Druckmediumverluste zuzuführen.
  • Bei dem in der DE-OS l9 46 658 beschriebenen und darge­stellten hydrostatischen Getriebe ist den beiden hydro­statischen Maschinen ein gemeinsames Steuerteil zugeordnet, so daß dieses hydrostatische Getriebe ein kompaktes Bauteil bildet, und das Spülventil der Spüleinrichtung ist im gemeinsamen Steuerteil angeordnet. Es sind jeweils zwei sich zwischen den hydrostatischen Maschinen er­streckende Hochdruck- und Niederdruckkanäle vorhanden, wobei die Einrichtung zum Speisen des Kreislaufs in Form einer über Rückschlagventile mit einem Leitungspaar der beiden vorhandenen HD- und ND-Leitungspaare verbundene Speise-Zuführungsleitung in das Steuerteil ebenfalls integriert ist.
  • Bei der bekannten Ausgestaltung wird das Spülventil durch zwei federbeaufschlagte Rückschlagventile gebildet, die im Stegabschnitt einer U-förmigen Kanalanordnung angeordnet sind, die das andere HD-/ND-Leitungspaar mit einem gemeinsamen Spülkanal verbinden.
  • Bei der bekannten Ausgestaltung ist nicht nur das Spülven­til selbst aufwendig, weil es zwei federbeaufschlagte Rückschlagventile umfaßt, sondern es ist auch ein kompli­zierter Verlauf der die Rückschlagventile aufnehmenden Leitungsanordnung vorgegeben, weil insgesamt vier Kanalab­schnitte im Steuerteil anzubringen sind, um die für das Spülen erforderliche Leitungsanordnung zu verwirk­lichen, wobei zusätzlich zwei Rückschlagventile mit Rückstellfedern anzuordnen sind. Es ergibt sich eine aufwendige Bauweise, wobei zu berücksichtigen ist, daß die vier Leitungsabschnitte im Steuerteil unterzu­bringen sind, was aufgrund der verhältnismäßig kleinen Bauweise des Steuerteils zu einer komplizierten, das Steuerteil schwächenden Leitungsanordnung führt. Außerdem sind die sich zwischen den Rückschlagventilen und dem ND- bzw. HD-Kanal erstreckenden Kanalabschnitte von außen anzubohren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zum Spülen zu vereinfachen.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs l gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist sowohl die Spülkanalanordnung im Steuerteil als auch das Spülven­til erheblich vereinfacht, so daß der Fertigungs- und Montageaufwand erheblich verringert ist. Anstelle von vier Spülkanalabschnitten bei der bekannten Ausgestaltung sind bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung lediglich zwei Spülkanalabschnitte erforderlich, wodurch das Steuerteil erheblich weniger geschwächt wird. Außerdem kommt ein Steuerschieber zum Einsatz, der einstückig ausgebildet werden kann und ebenfalls eine wesentliche Vereinfachung darstellt. Ein weiterer Vorteil der erfin­ dungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, daß das Spül­medium unmittelbar in den Hohlraum des Gehäuses abgeführt wird, so daß es keiner zusätzlicher, außerhalb des Gehäuses zu verlegender Leitungen bedarf.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es vorgesehen, die Einrichtung zum Speisen des Kreislaufs nicht im Bereich des Steuerteils anzuordnen. Deshalb läßt sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung sehr vorteilhaft mit einer Einrichtung zum Speisen integrieren, die in der deutschen Patentschrift 2 247 437 beschrieben und dargestellt ist.
  • Die Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 2 bis l2 tragen ebenfalls zu einer Vereinfachung der Axial-Kolbenmaschine bei.
  • Gemäß Anspruch 8 erfüllt die Einrichtung zum Spülen gleichzeitig eine Schmierungsfunktion für das Lager des mittigen Führungszapfens und/oder für die Lagerung der Antriebswelle. Das Spülmedium gelangt über die jeweilige Lagerstelle in den Hohlraum des Gehäuses und wird mittels der sowieso notwendigen Leckleitung zum Druckmedium-Tank zurückgeführt.
  • Die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen l3 bis l9 beziehen sich auf einen mittenzentrierten Kolbenschieber, wodurch bei ebenfalls einfacher Ausgestaltung eine Funktionsverbes­serung erzielt wird.
  • Durch die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 2O bis 22 läßt sich ein Mindestniederdruck oder ein Mindestspeise­druck aufrechterhalten, was insbesondere beim Anfahren der Axial-Kolbenmaschine von Bedeutung ist. Außerdem tragen auch diese Merkmale zu einer weiteren Vereinfachung der Axial-Kolbenmaschine bei.
  • Den in den Ansprüchen 2O bis 22 enthaltenen Ausgestaltungen ist selbständige erfinderische Bedeutung zuzumessen, weil die durch sie erzielbaren Vorteile unabhängig von der Ausgestaltung nach Anspruch l und auch unabhängig davon sind, ob die Axial-Kolbenmaschine für beide Förder­richtungen oder auch für den Motor- und Pumpenbetrieb ausgelegt ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand in vereinfachten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. l eine erfindungsgemäß ausgestaltete Axial-Kolben­maschine im axialen Schnitt;
    • Fig. 2 den Zylinderblock und die Steuerscheibe der Axial-Kolbenmaschine im um 9O° verdrehten Schnitt in etwas vergrößerter Darstellung als Einzelheit;
    • Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Axial-Kolben­maschine;
    • Fig. 4 eine Steuerscheibe im axialen Schnitt als weiteres Ausführungsbeispiel;
    • Fig. 5 eine Steuerscheibe im radialen Schnitt als weiteres Ausführungsbeispiel.
  • Bei der in Fig. l allgemein mit l bezeichneten Axial-Kol­benmaschine handelt es sich um eine solche der Schief­achsenbauart mit einem Gehäuse 2, in dem eine Antriebswelle 3 mittels Wälzlagern 4, 5 und ein vom Antriebsflansch 6 der Antriebswelle 3 angetriebener Zylinderblock 7 drehbar gelagert sind. Im Zylinderblock 7 sind eine Mehrzahl auf einem Teilkreis angeordneter sphärischer Kolben 8 in Kolbenbohrungen 9 verschiebbar, die mit kugelförmigen Kolbenköpfen ll in sphärischen Lagern l2 im Antriebsflansch 6 gelagert sind. Mittig im Zylinder­block 7 ist ein Führungszapfen l3 in einer Führungsbohrung l4 gelagert, der ebenfalls einen sphärischen Kopf l5 aufweist, mit dem er in einem mittigen sphärischen Lager l6 des Antriebsflansches 6 gelagert ist. Zwischen dem Führungszapfen l3 und dem Zylinderblock 7 ist in der Führungsbohrung l4 eine Druckfeder l7 angeordnet, deren Zweck es ist, den Zylinderblock 7 zur dem Antriebs­flansch 6 abgewandten Seite hin gegen eine Steuerscheibe l8 elastisch vorzuspannen, an der der Zylinderblock 7 gelagert ist. Hierzu weist die Steuerscheibe l8 auf ihrer dem Zylinderblock 7 zugewandten Seite eine sphärisch konvex gekrümmte Gleit-Lagerfläche l9 auf, an der eine sphärisch konkav gekrümmte Gleit-Lagerfläche 2l des Zylinderblocks unter der elastischen Vorspannung der Druckfeder l7 anliegt. Die Steuerscheibe l8 ist mittels Zentrierstiften 22 an einem den Hohlraum 23 des Gehäuses 2 dicht verschließenden Gehäusedeckel 24 festgelegt. An der anderen Stirnseite ist das Gehäuse 2 durch einen Flansch 25 verschlossen und abgedichtet.
  • Der Axial-Kolbenmaschine l ist eine nur in den Fig. 2 und 3 dargestellte und allgemein mit 3l bezeichnete Einrichtung zum Spülen des Kreislaufs zugeordnet, wobei jedoch der Strömungsverlauf des Spülöls in Fig. l durch eine Pfeilinie 32 dargestellt ist.
  • Die Einrichtung 3l zum Spülen umfaßt ein in die Steuer­scheibe l8 integriertes Spülventil 33, daß durch eine Ventilnadel 34 gebildet ist, die in einer Führungsbohrung 35 verschiebbar gelagert ist, die sich diametral in der Steuerscheibe l8, d.h., die Mittelachse 36 schneidend, zwischen den Arbeitskanälen, nämlich den vorhandenen Steuernieren 37, 38 erstreckt, die in Abhängigkeit von der Funktion der Axial-Kolbenmaschine jeweils den Hochdruckkanal (HD) oder den Niederdruckkanal (ND) bilden. Die Ventilnadel 34 ist länger bemessen als der Abstand a zwischen den Steuernieren 37, 38. Die Verschiebebewegung der Ventilnadel 34 wird durch Anschläge 39, 4l begrenzt, die durch die äußeren Wandungen der Steuernieren 37, 38 gebildet sind. Die Länge L der Ventilnadel 34 ist so gewählt, daß in den Anschlagstel­lungen das dem jeweiligen Anschlag 39, 4l abgewandte Ende der Ventilnadel 34 in die betreffende Steuerniere 37, 38 hineinragt. Der Durchgang des Spülventils 33 wird durch eine Längsnut 42 in der Ventilnadel 34 gebildet, deren Länge l etwa dem Abstand a zwischen den Steuernieren 37, 38 entspricht. Die Anordnung der Längsnut 42 ist so getroffen, daß bei Anschlag der Ventilnadel 34 am linken Anschlag 39 (in Fig. 2 und 3 dargestellt) das linke Ende der Längsnut 42 in die Steuerniere 37 hinein­ragt, so daß sich eine Öffnung 43 ergibt. Der Durchfluß­querschnitt des Durchgangs kann durch diese Öffnung 43 oder durch den Querschnitt der Längsnut 42 im Sinne einer Drossel bestimmt sein. In dieser Position ist das rechte Ende der Längsnut 42 durch die Wandung der Führungsbohrung 35 abgedeckt, so daß ein Durchgang nur zwischen der Steuerniere 37 und einem in der Steuer­scheibe l8 mittig angeordneten Verbindungskanal 44 besteht. Bei Anschlag der Ventilnadel 34 am rechten Anschlag 4l ragt das rechte Ende der Längsnut 42 zur Bildung einer Öffnung 42 in die Steuerniere 38 hinein, während das linke Ende der Längsnut 42 durch die Wandung der Führungsbohrung 35 abgedeckt ist.
  • Das Spülventil 33 wird automatisch durch den jeweiligen Hochdruck gesteuert, der auf die jeweilige Stirnfläche 45 der Ventilnadel 34 wirkt und diese gegen den jeweiligen Anschlag 39 oder 4l verschiebt. In der dargestellten Position ist die Ventilnadel 34 durch den Hochdruck in der Steuerniere 38 nach links gegen den Anschlag 39 verschoben worden. In der Schaltstellung des Spülventils 33 bzw. der Ventilnadel 34 besteht jeweils eine Verbindung der Niederdruck aufweisenden Steuerniere, also der ND-Leitung mit dem Verbindungskanal 44. Dieser setzt sich gemäß den Fig. 2 und 3 im Zylinderblock 7, in einem Federaufnahmeteil 46 und im Führungszapfen l3 fort, so daß das von der jeweiligen ND-Leitung kommende Spülöl zum Lager l6 (Fig. l) zwecks Schmierung desselben gelangt. Von hier aus setzt sich der Verbindungskanal 44 zunächst als axiale Bohrung 47 und dann als diametrale Bohrung 48 in der Antriebswelle 3 fort, wobei letztere zwischen den zwei vorhandenen Wälzlagern 4, 5 radial mündet. Das Spülöl gelangt somit vom Lager l6 zu den Wälzlagern 4, 5 wobei es die in Fig. l mit der Pfeillinie 32 gekennzeichnete Strömung ausführt und in den Hohlraum 23 des Gehäuses 2 gelangt. Von hier aus führt von einem der Anschlüsse 49, 5O eine nicht dargestellte Leckölleitung zum Öl-Vorratsbehälter. Damit der sphärisch Kopf l5 im Lager l6 bei einem freien Durchgang der Verbindungslei­tung 44 Pendelbewegungen auszuführen vermag, sind die einander zugewandten Enden der axialen Bohrung 47 und des Kanalabschnitts 5l im Kopf l5 trompetenförmig erwei­tert.
  • Es ist alternativ ein zweiter, in Fig. l dargestellter Verbindungskanal 52 zwischen dem Spülventil 33 und dem Hohlraum 23 des Gehäuses vorgesehen, der ebenfalls vom axialen Kanalabschnitt 53 in der Steuerscheibe l8 ausgeht, sich jedoch zunächst radial unterhalb der Steuerscheibe l8 und dann axial im Gehäusedeckel 24 erstreckt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, ein und dieselbe Steuerscheibe l8 auch für solche Konstruktionen zu verwenden, bei denen eine Abführung des Spülöls durch den Zylinderblock 7 nicht erwünscht oder nicht möglich ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verbindungskanal 52 durch eine Dichtungsscheibe 54 verschlossen, die in einer Ausnehmung an der Unterseite der Steuerscheibe l8 eingesetzt ist.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist im Verbindungs­kanal 44 ein in Strömungsrichtung des Spülöls öffnendes Druckventil 56 angeordnet, dessen Zweck es ist, einen Mindestniederdruck bzw. einen Mindestspeisedruck aufrecht­zuerhalten. Das Druckventil 56 besteht aus einem kegeligen Ventilkörper 57, der entgegen der mit 58 bezeichneten Strömungsrichtung des Spülöls durch eine Druckfeder 59 gegen einen Ventilsitz 6O vorgespannt ist, der durch das Federaufnahmeteil 46 gebildet ist. Das Druckventil 56 ist somit im Zylinderblock 7 bzw. im Führungszapfen l3 angeordnet bzw. diesen Teilen zugeordnet.
  • Die Ventilnadel 34 kann durch ein Montageloch 62 montiert bzw. demontiert werden, die mit der Führungsbohrung 35 fluchtend in einem außenseitig von der Steuerniere 38 angeordneten Randabschnitt 63 angeordnet ist. Das Montageloch 62 ist durch einen Verschlußstopfen 64 verschlossen, der den Anschlag 4l bildet.
  • Der Hub, den die Ventilnadel 34 unter der Wirkung des Hochdrucks jeweils ausführt, ist abhängig von Ihrer Länge L und vom Abstand der Anschläge 39, 4l voneinander. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 befinden sich die Anschläge 39, 4l innerhalb der Steuernieren 37, 38. Die Anschläge 39, 34 werden bei diesem Ausführungsbei­spiel durch Verlängerungen 65 an zwei Verschlußstopfen 64 gebildet, die in die Steuernieren 37, 38 hineinragen, wobei die Verschlußstopfen 64 im Bereich der Randabschnitte 63 eines durchgehenden Montagelochs 62 angeordnet und darin befestigt sind.
  • Der Verschiebeweg der Ventilnadel 34 ist abhängig von ihrer Länge L und vom Abstand zwischen den äußeren Wänden der Steuerniere 37, 38. Gemäß Fig. 4 ist die Ventilnadel 34 etwa um die Längen der in den freien Raum der Steuernieren 37, 38 hineinragenden Verlängerungen 65 bzw. Anschläge 39, 4l kürzer bemessen, jedoch ragt sie bei diesem Ausführungsbeispiel beiderseits ebenfalls in den freien Raum der Steuernieren 37, 38 hinein. Der Querschnitt der Verlängerungen 65 ist vorzugsweise verjüngt, um den von ihm ausgeübten Strömungswiderstand zu verringern. Vorzugsweise sind die Verlängerungen 65 verjüngte zylindrische Abschnitte
  • Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 und 5 ist die Ventilfeder 34 durch Federkraft mittenzentriert. Gemäß Fig. 4 dienen hierzu zwei beiderseits der Ventilnadel 34 angeordnete Druckfedern 7l, die sich an den äußeren Wänden der Steuernieren 37, 38 oder auch an den Schultern der Verschlußstopfen 64 abstützen können und mit ihren inneren Enden gegen Schultern 72 an der Ventilnadel 34 wirken. Die Schultern 72 können an der Ventilnadel 34 selbst angeordnet sein. Beim vorliegenden Ausführungs­beispiel sind die Schultern 72 an Flanschstücken 73 angeordnet, die im Bereich der Enden der Ventilnadel 34 befestigt sind, oder auf den verjüngten Abschnitten 74 der Ventilnadel 34 aufgesteckt sind. Der Abstand der Schultern 75, d.h. der Abstand zwischen den Flansch­stücken 73, entspricht dem Abstand a zwischen den Innenwän­den der Steuernieren 37, 38. Die Ventilnadel 34 ist somit in ihrer mittenzentrierten Position verhältnismäßig stabil festgelegt. Durch den jeweils auftretenden Hochdruck wird die Ventilnadel 34 nach links oder rechts verschoben, so daß jeweils ein Ende der Längsnut 42 in die betreffende Steuerniere 37, 38 hineinragt, wodurch der Durchgang zum Verbindungs-Kanalabschnitt 53 geöffnet wird. Im drucklosen Zustand befindet sich die Ventilnadel 34 wieder in ihrer mittenzentrierten Position. Der Hub, den die Ventilnadel 34 aus dieser Position heraus ausübt, ist mit h bezeichnet.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 dient zur Mittenzen­trierung der Ventilnadel 34 eine sich im wesentlichen gerade erstreckende Biegefeder 8l, die sich quer zur Ventilnadel 34 erstreckt und mit ihrem freien Ende 82 in ein Loch der Ventilnadel 34 einfaßt. Die Biegefeder 8l ist in einem Kanal 83 angeordnet, der sich quer zur Führungsbohrung 35 bzw. zur Ventilnadel 34 und vorzugsweise mittig dazu erstreckt und im Querschnitt so groß bemessen ist, daß angesichts des für die Ventil­nadel 34 erforderlichen Hubes die Biegefeder 8l die erforderliche Auslenkung auszuführen vermag. Der Kanal 83 erstreckt sich vorzugsweise radial zur Steuerscheibe l8 und ist von außen in diese eingebohrt. Wenn der Kanal 83 sich über die Führungsbohrung 35 hinaus bis in den Kanalabschnitt 53 hineinerstreckt, wird hierduch automatisch eine Verbindung zu den Steuernieren 37, 38 geschaffen. Vorzugsweise ist der Kanal 83 im Querschitt größer bemessen als die Führungsbohrung 35, um einen Durchgang um die Ventilnadel 34 herum zu erhalten. Der Durchgang kann jedoch auch durch ein durchgehendes Loch 84 gebildet sein, in den das freie Ende 82 der Biegefeder 8l einfaßt. Eine einfache Halterung der Biegefeder 8l ergibt sich durch die Aufnahme und Halterung ihres Befestigungsendes 85 in einem axialen Loch eines Verschlußstopfens 86 für den Kanal 83. In der in Fig. 5 dargestellten Position ist der Durchgang von der Steuernie­re 38 zum Verbindungs-Kanalabschnitt 53 offen. D.h., in der Steuerniere 37 steht Hochdruck an. Bei Stillstand der Axial-Kolbenmaschine l stellt die Biegefeder 8l die Ventilfeder 34 in ihre Mittelposition zurück, in der - wie schon bei allen vorbeschriebenen Ausführungsbei­spielen - die Längsnut 42 verschlossen ist, weil ihre Länge l kürzer bemessen ist, als der Abstand a zwischen den inneren Wandungen der Steuernieren 37, 38. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel schließen sich an die Steuernieren 37, 38 im Bereich deren Enden angeordnete axiale Kanalabschnitte 88, 89 an, in deren Bereich die Führungsbohrung 35 bzw. die Ventilnadel 34 angeordnet ist.
  • Zwecks Schaffung einer ebenen Anschlagfläche sind beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 auf der der Montagebohrung 64 gegenüberliegenden Seite Sacklöcher 9l in die äußere Wand der Steuerniere 38 bzw. des Kanalabschnitts 89 eingesenkt.

Claims (22)

1. Axial-Kolbenmaschine (l) zur Verwendung in einem hydrostatischen Getriebe mit geschlossenem Kreislauf, mit einem die Arbeitszyklen der Axial-Kolbenmaschine (l) steuernden Steuerteil (l8),
und mit einer ein Spülventil (33) aufweisenden Einrich­tung (3l) zum Spülen des Kreislaufs,
wobei das Spülventil (33) im Steuerteil (l8) angeordnet ist sowie vom Hochdruck beaufschlagbar ist und jeweils die Niederdruckleitung (37 bzw. 38) mit einer Rückfluß­leitung (44, 52) verbindet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilkörper des Spülventils (33) durch einen zylindrischen Kolbenschieber (34) gebildet ist, der in einer sich unmittelbar zwischen dem Hochdruckkanal (37 bzw. 38) und dem Niederdruckkanal (37 bzw. 38) im Steuerteil (l8) erstreckenden Führungs­bohrung (35) verschiebbar gelagert ist, wobei die Führungsbohrung (35) im Bereich des Kolbenschiebers (34) durch einen Verbindungskanal (44; 52) mit dem Hohlraum (23) des Gehäuses (2) der Axial-Kolbenmaschine (l) verbunden ist.
2. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch l,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolbenschieber (34) wenigstens einen längs verlaufenden Kanal (42) aufweist, der endseitig radial offen ist, und daß in der jeweiligen Arbeitsstel­lung des Kolbenschiebers (34) das dem Hochdruckkanal (38) am nächsten liegende offene Ende des Kanals (42) durch die Wandung der Führungsbohrung (35) abgedeckt ist.
3. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kanal durch weingstens eine Längsnut (42) in der Umfangsfläche des Kolbenschiebers (34) gebildet ist.
4. Axial-Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche l bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die der Führungsbohrung (35) gegenüberliegenden Wandungen des Hochdruck- und des Niederdruckkanals (37, 38) oder Sacklocher (62, 9l) in den Wandungen Anschläge (39, 4l) für den Kolbenschieber (34) bilden.
5. Axial-Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche l bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens in einem oder in beiden der der Führungs­bohrung (35) gegenüberliegenden Randabschnitte (63) des Steuerteils (l8) eine koaxiale Montagebohrung (62) angeordnet ist, in der ein Anschlag- oder Ver­schlußteil (64) angeordnet ist.
6. Axial-Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche l bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsbohrung (35) eine mit der Drehachse (36) des Zylinderblocks (7) fluchtende Achse des Steuerteils (l8) etwa schneidet.
7. Axial-Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche l bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hochdruck- und der Niederdruckkanal (37, 38) einander gegenüberliegende, kreisbogenförmig gekrümmte bzw. nierenförmige Kanäle sind und der Kolbenschieber (34) - axial zur Kolbenmaschine (l) gesehen - im Endbereich der Kanäle oder in dem Bereich der nierenförmigen Kanäle angeordnet ist, in dem letztere ihren geringsten Abstand (a) voneinander aufweisen.
8. Axial-Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche l bis 7,
dadurch gekennzeichnet
, daß der Verbindungskanal (44, 53) im Steuerteil (l8) axial in Richtung auf den Zylinderblock (7) verläuft sowie diesen durchsetzt.
9. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Führung des Zylinderblockes (7) ein mittiger, in einem Lager (l6) eines Antriebsflansches (6) gelagerter Führungszapfen (l3) angeordnet ist und der Verbindungskanal (44) sich längs durch den Führungs­zapfen (l3) bis in dessen Lager (l6) erstreckt (Fig. l).
lO. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebsflansch (6) ein Teil einer im Gehäuse (2) gelagerte Antriebswelle (3) ist und der Verbin­dungskanal (44) durch einen zunächst axial und dann radial in der Antriebswelle (3) verlaufenden Kanal (47, 48) in den Bereich des Lagers (4, 5) verlängert ist.
11. Axial-Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche l bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbindungskanal (52, 53) sich im Steuerteil (l8) axial zur dem Zylinderblock (7) abgewandten Seite erstreckt und dann durch das das Steuerteil tragende Bauteil (Gehäusedeckel 24) verläuft.
12. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch ll,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbindungskanalabschnitt (53) im Steuerteil (l8) ein Durchgangskanal ist, dessen dem Zylinderblock (7) abgewandte Öffnung durch eine in eine Ausnehmung einsetzbare Scheibe (54) verschließbar ist (Fig. 2 und 3).
13. Axial-Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche l bis l2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolbenschieber (34) durch wenigstens eine Feder (7l; 8l) mittenzentriert ist (Fig. 4 und 5).
14. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch l3,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf beiden Seiten des Kolbenschiebers (34) eine Feder (7l) angeordnet ist, die gegen Schultern (72) am Kolbenschieber (34) wirken (Fig. 4).
15. Axial-Kolbenmaschine nach Ansrpruch l4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federn (7l) gegen Flanschstücke (73) wirken, die auf verjüngten Endzapfen (74) des Kolbenschiebers (34) angeordnet sind.
16. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch l3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder durch eine sich quer zum Kolbenschieber (34) erstreckende Biegefeder (8l) gebildet ist, die in eine Ausnehmung (84) im Kolbenschieber (34) einfaßt (Fig. 5).
17. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch l6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Biegefeder (8l) in einem die Führungsbohrung (35) vorzugsweise mittig kreuzenden Kanal (83) angeordnet ist.
18. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch l7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Befestigungsende (85) der Biegefeder (8l) vorzugsweise in einer Bohrung eines Verschlußstopfens (86) für den Kanal (83) befestigt ist.
19. Axial-Kolbemaschine nach Anspruch l7 oder l8,
dadurch gekennzeichnet
, daß der Kanal (83) in der Ebene des Steuerteils (l8) angeordnet und über die Führungsbohrung (35) hinaus bis in den Verbindungskanal (44, 53) verlängert ist.
2O. Axial-Kolbenmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche l bis l9,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verbindungskanal (44; 52) ein in Strömungsrich­tung (58) des Spülmediums öffnendes Druckventil (56) angeordnet ist.
2l. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch 2O,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckventil (56) im Zylinderblock (7) angeord­net ist.
22. Axial-Kolbenmaschine nach Anspruch 2l,
dadurch gekennzeichnet
, daß das Druckventil im Führungszapfen (l3) des Zylinderblockes (7) angeordnet ist.
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