EP0632187A1 - Valve plate of an axial piston machine with at least a spherical surface - Google Patents

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EP0632187A1
EP0632187A1 EP94109910A EP94109910A EP0632187A1 EP 0632187 A1 EP0632187 A1 EP 0632187A1 EP 94109910 A EP94109910 A EP 94109910A EP 94109910 A EP94109910 A EP 94109910A EP 0632187 A1 EP0632187 A1 EP 0632187A1
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EP
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housing
control body
control
centering
piston machine
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Brueninghaus Hydromatik GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0032Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F01B3/0044Component parts, details, e.g. valves, sealings, lubrication
    • F01B3/0052Cylinder barrel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01B3/0032Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F01B3/0044Component parts, details, e.g. valves, sealings, lubrication
    • F01B3/0055Valve means, e.g. valve plate
    • 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
    • F04B1/2042Valves

Definitions

  • the invention relates to an axial piston machine according to the preamble of claim 1.
  • Such an axial piston machine is known from US Pat. No. 3,657,970, the centering piston device of which comprises at least two centering pistons which support the control body at diametrically opposite locations on a circular housing wall and in this way cannot prevent its rotation by the cylinder drum during operation of the axial piston machine.
  • This means comprises below the edge region of the control body in the housing formed annular groove, which is arranged in this arranged annular disc with two diametrically opposite first recesses and two diametrically opposed second recesses which are opposite the first recesses o at 90, two in the annular groove fixed to the housing approaches , which engage in the first recesses, and two further approaches, which are formed on the control body and engage in the second recesses.
  • An additional advantage of the invention results from the fact that a part of the forces exerted by the high pressure is absorbed by the bearing, so that the diameter of the centering piston and thus the thickness of the control body or the overall length of the axial piston machine can be reduced.
  • the arrangement of the bearing in the immediate vicinity of the axis of rotation is favorable for this.
  • the centering piston is advantageously displaceably arranged in a cylindrical blind bore in the control body, defining a pressure chamber, the pressure chamber being connected in the control slot connected to the pressure port.
  • the centering piston device comprises a further, second centering piston, which is displaceably arranged in a further, second cylindrical blind bore, which is aligned with the aforementioned, first blind bore, in this a further, second pressure chamber, which is connected to the remaining control slot is defined and supports the control body against the pressure direction of the aforementioned first centering piston on the housing.
  • each centering piston protruding from the respective cylindrical bore is supported on a support surface of the housing which runs parallel to the cutting plane and has at least one length corresponding to the maximum radial displacement of the control body during operation and measured parallel to the cutting plane.
  • the axial piston machine shown schematically in the drawing is designed in an inclined axis design with two current directions and comprises in a known manner a hollow cylindrical housing 1, the lower end wall 2 of which in the drawing has a circular opening 3, a housing end plate 4 closing this opening 3 with a the interior of the housing facing flat end face 5, a cylinder drum 7 rotatably mounted on a center pin 6 axially movably fixed in the housing end plate 4, a rotatably mounted in the upper housing area, not shown in the drawing, also not shown, a drive shaft connected to it in one piece , by pivoting the drive shaft in a manner not shown relative to the cylinder drum 7 inclinable drive pulley 8 and a control body 9 arranged between the housing end plate 4 and the cylinder drum 7 with a circular cross section. Furthermore, the axial piston machine comprises a centering piston device 10 which is assigned to the control body 9 together with a bearing 11 and a guide 12.
  • cylinder drum 7 In the cylinder drum 7 axially extending and evenly distributed over the circumference cylindrical bores 13 are formed, which open out on a smaller part radius than the cylinder bores 13 via cylinder channels 14 on the end face 15 of the cylinder drum 7 facing the control body 9, which is spherical with a concave shape .
  • Pistons 16, which are displaceably arranged in the cylinder bores 13, are rotatably connected to the drive pulley 8 via piston rods 17 via ball joints 18 mounted therein.
  • the control body 9 is arranged with radial play in the opening 3 of the housing end wall 2 and comprises a central through bore 19 penetrated by the central pin 6 with play, one of the flat end face 5 of the housing end plate 4 facing boundary or support surface 20 and one of the spherical End face 15 of the cylinder drum 7 facing, with the same radius as this spherically formed with a convex boundary or control surface 21, via which the control body 9, the cylinder drum 7 against the pressure of a spring 22 engaging the central pin 6 and those occurring during operation of the axial piston machine Piston forces are supported hydrostatically in a known manner.
  • the control body 9 further comprises, in a known manner, two diametrical, kidney-shaped control slots 23, 24, one of which, the suction control slot 23 when the cylinder drum 7 rotates counterclockwise, with reference to FIG. 2, to a suction port 25 and the other, the pressure Control slot 24, is connected to a pressure port 26 in the housing end plate 4.
  • the control slots 23, 24 lie on the same pitch circle as the openings of the cylinder channels 14 on the spherical end face 15 of the cylinder drum 7 and, when the latter rotates, connect about half of the cylinder bores 13 to the suction port 25 or the pressure port 26.
  • the diametrically opposite control slot-free Areas of the control body 9 are referred to as reversing webs 27, 28.
  • the centering piston device 10 comprises two mutually aligned cylindrical blind bores 29, 30, which are formed at a distance a from the longitudinal central axis of the central pin 6 in the edge region of the control body 9, opening out at this, and perpendicular to one through the reversing webs 27, 28 and the longitudinal central axis of the Center pin 6 extending axial section plane E, ending at a short distance from this.
  • a centering piston 31, 32 is slidably arranged in the cylindrical blind bores 29 and 30, respectively, and defines a pressure chamber 33 and 34 therein. The left in the drawing of the sectional plane E, i.e.
  • pressure chamber 33 On the suction side arranged pressure chamber 33 is connected via a connecting line 35 to the pressure control slot 24, while a connecting line 36 which in the drawing to the right of the sectional plane E, i.e. pressure chamber 34 located on the pressure side is connected to the suction control slot 23.
  • each blind bore 29, 30 a step is formed in the peripheral wall 41 of the opening 3 consisting of two mutually perpendicular surfaces 37, 38 and 39, 40, one of which runs parallel to the cutting plane E and as a support surface 37 and 39 for the in the associated blind bore 29, 30 arranged centering piston 31 and 32 is used when this is pressurized.
  • Each support surface 37, 39 has a parallel to the cutting plane E. measured length, which is greater than the diameter of the centering piston 31 or 32, in order to ensure radial movements of the control body 9 along the end face 5 of the housing end plate 4 within the play between the center pin 6 and the central through bore 19.
  • the bearing 11 is arranged on the side of the center pin 6 facing away from the centering piston device 10 at a distance b from the longitudinal central axis of the center pin 6 in its immediate vicinity and is designed as a bearing pin projecting perpendicularly from the housing end plate 4, which with little play in the guide 12 in Form engages a guide groove which is formed in the control body 9 and extends from the peripheral edge to the central through hole 19.
  • the longitudinal central axis of the guide groove 12 lies in the sectional plane E.
  • the function of the axial piston machine according to the invention is as follows: When the axial piston machine is operated as a pump, the drive shaft is driven so that it rotates the cylinder drum 7 counterclockwise via the drive disk 8 and the pistons 16. If the drive shaft and thus the drive pulley 8 are inclined in the counterclockwise direction with respect to the cylinder drum 7 when looking at FIG.
  • control body 9 can carry out radial movements along the guide groove 12 and pivoting movements around the bearing journal 11 within the play between the central journal 6 and the central through bore 19 and thereby automatically compensate for incorrect alignments between its spherical control surface 21 and the spherical end face 15 of the cylinder drum 7, so that the parallelism between these two surfaces 15 and 21 is maintained and the proper functioning of the hydrostatic bearing of the cylinder drum 7 is ensured by the control body 9. Incorrect alignments between the two surfaces 15 and 21 result mainly from the tolerances specified for the manufacture of the components in question and the assembly of the axial piston machine.
  • the piston forces occurring when the cylinder drum 7 rotates act against the oil pressure forces prevailing between the spherical end face 15 and the spherical control surface 21.
  • the latter are a few% smaller than the former, so that a resulting force remains which is absorbed by the control body 9.
  • Due to the curvature of the control surface 21 occurs on the pressure side, i.e. in the area of the pressure control slot 24 a radial force component K, which acts approximately centrally on the control body 9 and attempts to do so in the direction of the suction side, i.e. to the left in the drawing, to be moved, however, received by the journal 11 and by the high-pressure, left-hand centering piston 31 in the drawing and transferred to the housing end plate 4 or the housing end wall 2.
  • the diameter of the centering piston 31 is dimensioned such that the counterforce A acting on it and the counterforce B acting on the journal 11 and the radial force component K are in equilibrium and the sum of their moments vanishes in order to achieve force equilibrium on the
  • the rotating cylinder drum 7 exerts a torque on the latter, which is received by the bearing pin 11 and the centering piston 31 arranged at a distance therefrom to the left of the sectional plane E.
  • control slot 23 to the left of the cutting plane E and the associated connector 25 serve as a pressure control slot or as a pressure connector, while in the drawing to the right of section plane E.
  • Control slot 24 and the associated nozzle 26 represent the suction control slot and the suction nozzle.
  • the centering piston 32 takes over the support of the control body 9 against the high pressure to the right of the sectional plane E and secures it against rotational entrainment by the cylinder drum 7.

Abstract

The centre piston fixture (10) comprises at least one centre piston, which grips the end of the body (9) vertically to a running cut plane section (E). The control body (9) is guided in or parallel to the cut plane section radial guide. The centre piston is held on the walled side of the rotating axis (6) by a bearing (11) rotatable in the housing (1). The bearing has a journal which engages, with play, in the groove in the guide.

Description

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

Aus der US-PS 3 657 970 ist eine derartige Axialkolbenmaschine bekannt, deren Zentrierkolbeneinrichtung wenigstens zwei Zentrierkolben umfaßt, die den Steuerkörper an diametral gegenüberliegenden Stellen an einer kreisrunden Gehäusewandung abstützen und auf diese Weise seine Drehmitnahme durch die Zylindertrommel bei Betrieb der Axialkolbenmaschine nicht verhindern können.Such an axial piston machine is known from US Pat. No. 3,657,970, the centering piston device of which comprises at least two centering pistons which support the control body at diametrically opposite locations on a circular housing wall and in this way cannot prevent its rotation by the cylinder drum during operation of the axial piston machine.

Eine Sicherung gegen eine solche Drehmitnahme des Steuerkörpers ist in der DE-AS 23 26 435 beschrieben. Diese Einrichtung umfaßt eine unterhalb des Randbereichs des Steuerkörpers im Gehäuse ausgebildete Ringnut, eine in dieser angeordnete Ringscheibe mit zwei diametral gegenüberliegenden ersten Ausnehmungen und zwei diametral gegenüberliegenden zweiten Ausnehmungen, die gegenüber den ersten Ausnehmungen um 90o versetzt sind, zwei in der Ringnut angeordnete gehäusefeste Ansätze, die in die ersten Ausnehmungen eingreifen, sowie zwei weitere Ansätze, die am Steuerkörper ausgebildet sind und in die zweiten Ausnehmungen eingreifen.Securing against such rotational driving of the control body is described in DE-AS 23 26 435. This means comprises below the edge region of the control body in the housing formed annular groove, which is arranged in this arranged annular disc with two diametrically opposite first recesses and two diametrically opposed second recesses which are opposite the first recesses o at 90, two in the annular groove fixed to the housing approaches , which engage in the first recesses, and two further approaches, which are formed on the control body and engage in the second recesses.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art mit einer konstruktiv einfachen Sicherung gegen Drehmitnahme des Steuerkörpers durch die Zylindertrommel auszurüsten.It is an object of the invention to equip an axial piston machine of the type mentioned at the outset with a structurally simple safeguard against rotational driving of the control body by the cylinder drum.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch Ausbildung des Lagers und der Führung auf der dem Zentrierkolben gegenüberliegenden Seite der Drehachse ist in konstruktiv einfacher Weise eine Zweipunktlagerung des Steuerkörpers geschaffen, die diesen an einer Drehmitnahme durch die Zylindertrommel hindert. Gleichzeitig behält der Zentrierkolben seine bisherige Funktion bei, d.h. er verhindert eine Verlagerung des Steuerkörpers durch die Wirkung des Hochdrucks. Der auf diese Weise im Kraftgleichgewicht befindliche Steuerkörper gleicht fehlerhafte Ausrichtungen zwischen seiner Steuerfläche und der Stirnfläche der Zylindertrommel durch Radialbewegungen entlang der Führung und durch Schwenkbewegungen um das Lager aus. Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß ein Teil der vom Hochdruck ausgeübten Kräfte vom Lager aufgenommen wird, so daß der Durchmesser des Zentrierkolbens und damit die Dicke des Steuerkörpers bzw. die Baulänge der Axialkolbenmaschine verringert werden kann. Hierfür ist die Anordnung des Lagers in unmittelbarer Nähe zur Drehachse günstig.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. By designing the bearing and the guide on the side of the axis of rotation opposite the centering piston, a two-point bearing arrangement of the control body is created in a structurally simple manner, which prevents the control body from being entrained in rotation by the cylinder drum. At the same time, the centering piston retains its previous function, ie it prevents the control body from being displaced by the action of the high pressure. The control body which is in this way in the force balance equals faulty ones Alignments between its control surface and the end face of the cylinder drum by radial movements along the guide and by pivoting movements around the bearing. An additional advantage of the invention results from the fact that a part of the forces exerted by the high pressure is absorbed by the bearing, so that the diameter of the centering piston and thus the thickness of the control body or the overall length of the axial piston machine can be reduced. The arrangement of the bearing in the immediate vicinity of the axis of rotation is favorable for this.

Vorteilhafterweise ist der Zentrierkolben in einer zylindrischen Sackbohrung im Steuerkörper, eine Druckkammer definierend, verschiebbar angeordnet, wobei die Druckkammer in den an den Druckstutzen angeschlossenen Steuerschlitz angeschlossen ist.The centering piston is advantageously displaceably arranged in a cylindrical blind bore in the control body, defining a pressure chamber, the pressure chamber being connected in the control slot connected to the pressure port.

Bei Axialkolbenmaschinen mit zwei Stromrichtungen umfaßt die Zentrierkolbeneinrichtung einen weiteren, zweiten Zentrierkolben, der in einer weiteren, zweiten zylindrischen Sackbohrung, die mit der vorgenannten, ersten Sackbohrung fluchtet, verschiebbar angeordnet ist, in dieser eine weitere, zweite Druckkammer, die an den verbleibenden Steuerschlitz angeschlossen ist, definiert und den Steuerkörper entgegengesetzt zur Druckrichtung des vorgenannten, ersten Zentrierkolbens am Gehäuse abstützt.In axial piston machines with two flow directions, the centering piston device comprises a further, second centering piston, which is displaceably arranged in a further, second cylindrical blind bore, which is aligned with the aforementioned, first blind bore, in this a further, second pressure chamber, which is connected to the remaining control slot is defined and supports the control body against the pressure direction of the aforementioned first centering piston on the housing.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das aus der jeweiligen zylindrischen Bohrung herausragende Ende jedes Zentrierkolbens an einer parallel zur Schnittebene verlaufenden Stützfläche des Gehäuses abgestützt, die mindestens eine der maximalen Radialverschiebung des Steuerkörpers im Betrieb entsprechende, parallel zur Schnittebene gemessene Länge aufweist.According to a development of the invention, the end of each centering piston protruding from the respective cylindrical bore is supported on a support surface of the housing which runs parallel to the cutting plane and has at least one length corresponding to the maximum radial displacement of the control body during operation and measured parallel to the cutting plane.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1
einen Axialschnitt eines Teils der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 2
einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.
The invention is described in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1
an axial section of part of the axial piston machine according to the invention according to the preferred embodiment, and
Fig. 2
a section along the line II-II in Fig. 1st

Die in der Zeichnung schematisch teildargestellte Axialkolbenmaschine ist in Schrägachsen-Bauweise mit zwei Stromrichtungen ausgeführt und umfaßt in bekannter Weise ein hohlzylindrisches Gehäuse 1, dessen in der Zeichnung untere Stirnwand 2 eine kreisrunde Öffnung 3 aufweist, eine diese Öffnung 3 verschließende Gehäuse-Abschlußplatte 4 mit einer dem Gehäuseinneren zugewandten ebenen Stirnfläche 5, eine auf einem in der Gehäuse-Abschlußplatte 4 axial beweglich befestigten Mittelzapfen 6 drehbar gelagerte Zylindertrommel 7, eine in dem in der Zeichnung oberen, nicht gezeigten Gehäusebereich drehbar gelagerte, ebenfalls nicht gezeigte Triebwelle, eine mit dieser einteilig verbundene, durch Verschwenken der Triebwelle in nicht gezeigter Weise gegenüber der Zylindertrommel 7 schrägstellbare Triebscheibe 8 und einen zwischen der Gehäuse-Abschlußplatte 4 und der Zylindertrommel 7 angeordneten Steuerkörper 9 mit kreisrundem Querschnitt. Ferner umfaßt die Axialkolbenmaschine eine Zentrierkolbeneinrichtung 10, die gemeinsam mit einem Lager 11 und einer Führung 12 dem Steuerkörper 9 zugeordnet ist.The axial piston machine shown schematically in the drawing is designed in an inclined axis design with two current directions and comprises in a known manner a hollow cylindrical housing 1, the lower end wall 2 of which in the drawing has a circular opening 3, a housing end plate 4 closing this opening 3 with a the interior of the housing facing flat end face 5, a cylinder drum 7 rotatably mounted on a center pin 6 axially movably fixed in the housing end plate 4, a rotatably mounted in the upper housing area, not shown in the drawing, also not shown, a drive shaft connected to it in one piece , by pivoting the drive shaft in a manner not shown relative to the cylinder drum 7 inclinable drive pulley 8 and a control body 9 arranged between the housing end plate 4 and the cylinder drum 7 with a circular cross section. Furthermore, the axial piston machine comprises a centering piston device 10 which is assigned to the control body 9 together with a bearing 11 and a guide 12.

In der Zylindertrommel 7 sind in bekannter Weise axial verlaufende und gleichmäßig über den Umfang verteilte Zylinderbohrungen 13 ausgebildet, die über Zylinderkanäle 14 an der dem Steuerkörper 9 zugewandten, sphärisch mit konkavem Verlauf ausgebildeten Stirnfläche 15 der Zylindertrommel 7 auf einem kleineren Teilradius als die Zylinderbohrungen 13 ausmünden. In den Zylinderbohrungen 13 verschiebbar angeordnete Kolben 16 sind über Kolbenstangen 17 mit der Triebscheibe 8 über in derselben gelagerte Kugelgelenke 18 drehmitnehmbar verbunden.In the cylinder drum 7 axially extending and evenly distributed over the circumference cylindrical bores 13 are formed, which open out on a smaller part radius than the cylinder bores 13 via cylinder channels 14 on the end face 15 of the cylinder drum 7 facing the control body 9, which is spherical with a concave shape . Pistons 16, which are displaceably arranged in the cylinder bores 13, are rotatably connected to the drive pulley 8 via piston rods 17 via ball joints 18 mounted therein.

Der Steuerkörper 9 ist mit radialem Spiel in der Öffnung 3 der Gehäuse-Stirnwand 2 angeordnet und umfaßt eine vom Mittelzapfen 6 mit Spiel durchsetzte zentrale Durchgangsbohrung 19, eine der ebenen Stirnfläche 5 der Gehäuse-Abschlußplatte 4 zugewandte Begrenzungs- oder Stützfläche 20 und eine der sphärischen Stirnfläche 15 der Zylindertrommel 7 zugewandte, mit dem gleichen Radius wie diese sphärisch mit konvexem Verlauf ausgebildete Begrenzungs- bzw. Steuerfläche 21, über die der Steuerkörper 9 die Zylindertrommel 7 gegen den Druck einer am Mittelzapfen 6 angreifenden Druckfeder 22 und die im Betrieb der Axialkolbenmaschine auftretenden Kolbenkräfte in bekannter Weise hydrostatisch abstützt.The control body 9 is arranged with radial play in the opening 3 of the housing end wall 2 and comprises a central through bore 19 penetrated by the central pin 6 with play, one of the flat end face 5 of the housing end plate 4 facing boundary or support surface 20 and one of the spherical End face 15 of the cylinder drum 7 facing, with the same radius as this spherically formed with a convex boundary or control surface 21, via which the control body 9, the cylinder drum 7 against the pressure of a spring 22 engaging the central pin 6 and those occurring during operation of the axial piston machine Piston forces are supported hydrostatically in a known manner.

Der Steuerkörper 9 umfaßt ferner in bekannter Weise zwei diametrale, nierenförmige Steuerschlitze 23, 24, deren einer, der Saug-Steuerschlitz 23 bei Drehung der Zylindertrommel 7 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn, bezogen auf Fig. 2, an einen Saugstutzen 25 und deren anderer, der Druck-Steuerschlitz 24, an einen Druckstutzen 26 in der Gehäuse-Abschlußplatte 4 angeschlossen ist. Die Steuerschlitze 23, 24 liegen auf dem gleichen Teilkreis wie die Ausmündungen der Zylinderkanäle 14 an der sphärischen Stirnfläche 15 der Zylindertrommel 7 und verbinden bei Drehung der letzteren etwa die Hälfte der Zylinderbohrungen 13 mit dem Saugstutzen 25 bzw. dem Druckstutzen 26. Die diametral gegenüberliegenden steuerschlitzfreien Bereiche des Steuerkörpers 9 werden als Umsteuerstege 27, 28 bezeichnet.The control body 9 further comprises, in a known manner, two diametrical, kidney-shaped control slots 23, 24, one of which, the suction control slot 23 when the cylinder drum 7 rotates counterclockwise, with reference to FIG. 2, to a suction port 25 and the other, the pressure Control slot 24, is connected to a pressure port 26 in the housing end plate 4. The control slots 23, 24 lie on the same pitch circle as the openings of the cylinder channels 14 on the spherical end face 15 of the cylinder drum 7 and, when the latter rotates, connect about half of the cylinder bores 13 to the suction port 25 or the pressure port 26. The diametrically opposite control slot-free Areas of the control body 9 are referred to as reversing webs 27, 28.

Die Zentrierkolbeneinrichtung 10 umfaßt zwei miteinander fluchtende zylindrische Sackbohrungen 29, 30, die im Abstand a von der Längsmittelachse des Mittelzapfens 6 im Randbereich des Steuerkörpers 9, an diesem ausmündend, ausgebildet sind und sich senkrecht zu einer durch die Umsteuerstege 27, 28 und die Längsmittelachse des Mittelzapfens 6 verlaufende axiale Schnittebene E, im geringen Abstand von dieser endend, erstrecken. Je ein Zentrierkolben 31, 32 ist in den zylindrischen Sackbohrungen 29 bzw. 30 verschiebbar angeordnet und definiert in diesen je eine Druckkammer 33 bzw. 34. Die in der Zeichnung links von der Schnittebene E, d.h. auf der Saugseite angeordnete Druckkammer 33 ist über eine Verbindungsleitung 35 an den Druck-Steuerschlitz 24 angeschlossen, während eine Verbindungsleitung 36 die in der Zeichnung rechts von der Schnittebene E, d.h. auf der Druckseite liegende Druckkammer 34 mit dem Saug-Steuerschlitz 23 verbunden ist.The centering piston device 10 comprises two mutually aligned cylindrical blind bores 29, 30, which are formed at a distance a from the longitudinal central axis of the central pin 6 in the edge region of the control body 9, opening out at this, and perpendicular to one through the reversing webs 27, 28 and the longitudinal central axis of the Center pin 6 extending axial section plane E, ending at a short distance from this. A centering piston 31, 32 is slidably arranged in the cylindrical blind bores 29 and 30, respectively, and defines a pressure chamber 33 and 34 therein. The left in the drawing of the sectional plane E, i.e. on the suction side arranged pressure chamber 33 is connected via a connecting line 35 to the pressure control slot 24, while a connecting line 36 which in the drawing to the right of the sectional plane E, i.e. pressure chamber 34 located on the pressure side is connected to the suction control slot 23.

Im Bereich jeder Sackbohrung 29, 30 ist in der Umfangswandung 41 der Öffnung 3 eine Stufe bestehend aus zwei senkrecht zueinander verlaufende Flächen 37, 38 bzw. 39, 40 ausgebildet, deren eine parallel zur Schnittebene E verläuft und als Stützfläche 37 bzw. 39 für den in der zugeordneten Sackbohrung 29, 30 angeordneten Zentrierkolben 31 bzw. 32 dient, wenn dieser druckbeaufschlagt ist. Jede Stützfläche 37, 39 weist eine parallel zur Schnittebene E gemessene Länge auf, die größer als der Durchmesser des Zentrierkolbens 31 bzw. 32 ist, um radiale Bewegungen des Steuerkörpers 9 entlang der Stirnfläche 5 der Gehäuse-Abschlußplatte 4 innerhalb des Spiels zwischen dem Mittelzapfen 6 und der zentralen Durchgangsbohrung 19 zu gewährleisten.In the area of each blind bore 29, 30 a step is formed in the peripheral wall 41 of the opening 3 consisting of two mutually perpendicular surfaces 37, 38 and 39, 40, one of which runs parallel to the cutting plane E and as a support surface 37 and 39 for the in the associated blind bore 29, 30 arranged centering piston 31 and 32 is used when this is pressurized. Each support surface 37, 39 has a parallel to the cutting plane E. measured length, which is greater than the diameter of the centering piston 31 or 32, in order to ensure radial movements of the control body 9 along the end face 5 of the housing end plate 4 within the play between the center pin 6 and the central through bore 19.

Das Lager 11 ist auf der der Zentrierkolbeneinrichtung 10 abgewandten Seite des Mittelzapfens 6 im Abstand b von der Längsmittelachse des Mittelzapfens 6 in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet und als senkrecht von der Gehäuse-Abschlußplatte 4 abstehender Lagerzapfen ausgebildet, der mit geringem Spiel in die Führung 12 in Form einer Führungsnut eingreift, die im Steuerkörper 9 ausgebildet ist und von dessen Umfangsrand bis zur zentralen Durchgangsbohrung 19 verläuft. Die Längsmittelachse der Führungsnut 12 liegt in der Schnittebene E.The bearing 11 is arranged on the side of the center pin 6 facing away from the centering piston device 10 at a distance b from the longitudinal central axis of the center pin 6 in its immediate vicinity and is designed as a bearing pin projecting perpendicularly from the housing end plate 4, which with little play in the guide 12 in Form engages a guide groove which is formed in the control body 9 and extends from the peripheral edge to the central through hole 19. The longitudinal central axis of the guide groove 12 lies in the sectional plane E.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine ist wie folgt: Bei Betrieb der Axialkolbenmaschine als Pumpe wird die Triebwelle angetrieben, so daß sie über die Triebscheibe 8 und die Kolben 16 die Zylindertrommel 7 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn in Drehung versetzt. Wird die Triebwelle und damit die Triebscheibe 8 gegenüber der Zylindertrommel 7 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn bei Betrachtung der Fig. 2 in Richtung des Pfeiles K schräggestellt, so vollführen sämtliche Kolben 16 Hubbewegungen in den Zylinderbohrungen 13, und zwar bei Drehung der Zylindertrommel 7 um 180o von einem in der Zeichnung unteren, nicht dargestellten Totpunkt im Bereich des Umsteuersteges 28 zu einem ebenfalls nicht dargestellten oberen Totpunkt im Bereich des Umsteuersteges 27, wobei sie Öl über den Saug-Steuerschlitz 23 aus dem Saugstutzen 25 ansaugen. Bei weiterer Drehung der Zylindertrommel 7 um 180o bewegen sich die Kolben 16 zurück zum unteren Totpunkt, wobei sie einen Ölstrom erzeugen, der über den Druck-Steuerschlitz 24 und den Druckstutzen 26 abgenommen wird. Mit anderen Worten, bei Drehung der Zylindertrommel 7 vollführt etwa die Hälfte der Kolben 16 einen Druck- und die andere Hälfte einen Saughub.The function of the axial piston machine according to the invention is as follows: When the axial piston machine is operated as a pump, the drive shaft is driven so that it rotates the cylinder drum 7 counterclockwise via the drive disk 8 and the pistons 16. If the drive shaft and thus the drive pulley 8 are inclined in the counterclockwise direction with respect to the cylinder drum 7 when looking at FIG. 2 in the direction of the arrow K, then all the pistons 16 carry out stroke movements in the cylinder bores 13, specifically when the cylinder drum 7 rotates by 180 ° a bottom dead center, not shown in the drawing, in the area of the reversing web 28 to a top dead center, also not shown, in the area of the reversing web 27, wherein they suck in oil from the suction port 25 via the suction control slot 23. Upon further rotation of the cylinder drum 7 by 180 o, the pistons 16 back to the bottom dead center, producing an oil stream via the pressure-control slot 24 and the discharge nozzle is removed 26th In other words, when the cylinder drum 7 rotates, approximately half of the pistons 16 perform a pressure stroke and the other half a suction stroke.

Beim vorstehend beschriebenen Funktionsablauf kann der Steuerkörper 9 ungehindert Radialbewegungen entlang der Führungsnut 12 und Schwenkbewegungen um den Lagerzapfen 11 innerhalb des Spiels zwischen dem Mittelzapfen 6 und der zentralen Durchgangsbohrung 19 vollführen und dadurch selbsttätig fehlerhafte Ausrichtungen zwischen seiner sphärischen Steuerfläche 21 und der sphärischen Stirnfläche 15 der Zylindertrommel 7 ausgleichen, so daß die Parallelität zwischen diesen beiden Flächen 15 und 21 aufrechterhalten und damit die einwandfreie Funktion der hydrostatischen Lagerung der Zylindertrommel 7 durch den Steuerkörper 9 gewährleistet ist. Fehlerhafte Ausrichtungen zwischen den beiden Flächen 15 und 21 ergeben sich hauptsächlich durch die für die Fertigung der in Frage kommenden Bauteile und den Zusammenbau der Axialkolbenmaschine vorgegebenen Toleranzen.In the above-described functional sequence, the control body 9 can carry out radial movements along the guide groove 12 and pivoting movements around the bearing journal 11 within the play between the central journal 6 and the central through bore 19 and thereby automatically compensate for incorrect alignments between its spherical control surface 21 and the spherical end face 15 of the cylinder drum 7, so that the parallelism between these two surfaces 15 and 21 is maintained and the proper functioning of the hydrostatic bearing of the cylinder drum 7 is ensured by the control body 9. Incorrect alignments between the two surfaces 15 and 21 result mainly from the tolerances specified for the manufacture of the components in question and the assembly of the axial piston machine.

Die bei Drehung der Zylindertrommel 7 auftretenden Kolbenkräfte wirken gegen die zwischen der sphärischen Stirnfläche 15 und der sphärischen Steuerfläche 21 herrschenden Öldruckkräfte. Durch entsprechende konstruktive Auslegung sind letztere um wenige % kleiner als erstere, so daß eine resultierende Kraft verbleibt, die vom Steuerkörper 9 aufgenommen wird. Infolge der Krümmung der Steuerfläche 21 tritt an der Druckseite, d.h. im Bereich des Druck-Steuerschlitzes 24 eine radiale Kraftkomponente K auf, die am Steuerkörper 9 etwa mittig angreift und diesen versucht, in Richtung der Saugseite, d.h. in der Zeichnung nach links, zu verschieben, jedoch vom Lagerzapfen 11 und von dem mit dem Hochdruck beaufschlagten, in der Zeichnung linken Zentrierkolben 31 aufgenommen und auf die Gehäuse-Abschlußplatte 4 bzw. die Gehäuse-Stirnwand 2 übertragen wird. Dabei ist der Durchmesser des Zentrierkolbens 31 so bemessen, daß die auf ihn wirkende Gegenkraft A sowie die am Lagerzapfen 11 angreifende Gegenkraft B und die radiale Kraftkomponente K im Gleichgewicht sind und deren Momentensumme verschwindet, um Kraftgleichgewicht am Steuerkörper 9 zu erzielen.The piston forces occurring when the cylinder drum 7 rotates act against the oil pressure forces prevailing between the spherical end face 15 and the spherical control surface 21. By appropriate design, the latter are a few% smaller than the former, so that a resulting force remains which is absorbed by the control body 9. Due to the curvature of the control surface 21 occurs on the pressure side, i.e. in the area of the pressure control slot 24 a radial force component K, which acts approximately centrally on the control body 9 and attempts to do so in the direction of the suction side, i.e. to the left in the drawing, to be moved, however, received by the journal 11 and by the high-pressure, left-hand centering piston 31 in the drawing and transferred to the housing end plate 4 or the housing end wall 2. The diameter of the centering piston 31 is dimensioned such that the counterforce A acting on it and the counterforce B acting on the journal 11 and the radial force component K are in equilibrium and the sum of their moments vanishes in order to achieve force equilibrium on the control body 9.

Die drehende Zylindertrommel 7 übt aufgrund der Ölreibungskräfte zwischen ihr und dem Steuerkörper 9 auf letzteren ein Drehmoment aus, das durch den Lagerzapfen 11 und dem im Abstand von diesem angeordneten Zentrierkolben 31 links von der Schnittebene E aufgenommen wird.Due to the oil friction forces between it and the control body 9, the rotating cylinder drum 7 exerts a torque on the latter, which is received by the bearing pin 11 and the centering piston 31 arranged at a distance therefrom to the left of the sectional plane E.

Bei entgegengesetzter Drehrichtung oder bei Schrägstellung der Triebscheibe 8 in die entgegengesetzte Richtung wechselt die Druckseite zur Saugseite, so daß der links von der Schnittebene E befindliche Steuerschlitz 23 und der zugeordnete Stutzen 25 als Druck-Steuerschlitz bzw. als Druckstutzen dienen, während der in der Zeichnung rechts von der Schnittebene E befindliche Steuerschlitz 24 und der zugeordnete Stutzen 26 den Saug-Steuerschlitz bzw. den Saugstutzen darstellen. In diesem Fall übernimmt der Zentrierkolben 32 rechts von der Schnittebene E die Abstützung des Steuerkörpers 9 gegen den Hochdruck und die Sicherung gegenüber einer Drehmitnahme durch die Zylindertrommel 7.In the opposite direction of rotation or when the drive pulley 8 is inclined in the opposite direction, the pressure side changes to the suction side, so that the control slot 23 to the left of the cutting plane E and the associated connector 25 serve as a pressure control slot or as a pressure connector, while in the drawing to the right of section plane E. Control slot 24 and the associated nozzle 26 represent the suction control slot and the suction nozzle. In this case, the centering piston 32 takes over the support of the control body 9 against the high pressure to the right of the sectional plane E and secures it against rotational entrainment by the cylinder drum 7.

Sämtliche auf die Zylindertrommel 7 radial einwirkende Kräfte, beispielsweise die durch den Hochdruck hervorgerufene Radialkraft, auch zur Zylindermitnahme, Zentrifugalkräfte oder durch die einander entgegengesetzten Hubbewegungen der Kolben 16 hervorgerufenen Kippkräfte, werden vom Mittelzapfen 6 aufgenommen und auf das Gehäuse übertragen.All the forces acting radially on the cylinder drum 7, for example the radial force caused by the high pressure, also for driving the cylinder, centrifugal forces or the tilting forces caused by the reciprocating stroke movements of the pistons 16, are absorbed by the center pin 6 and transmitted to the housing.

Claims (7)

Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse, mit einer in diesem drehbar gelagerten Zylindertrommel, die mit einer Stirnfläche auf einem seinerseits auf einer Stirnfläche des Gehäuses radial verschiebbar abgestützten Steuerkörper mit zwei, an einen Saug- bzw. an einen Druckstutzen des Gehäuses angeschlossenen, durch zwei Umsteuerstege voneinander getrennten Steuerschlitzen abgestützt ist, wobei wenigstens eine der Stirnflächen der Zylindertrommel bzw. des Gehäuses und die dieser zugewandte Begrenzungsfläche des Steuerkörpers sphärisch ausgebildet ist, und mit einer Zentrierkolbeneinrichtung, die den Steuerkörper seitlich am Gehäuse gegen den Hochdruck im Bereich des an den Druckstutzen angeschlossenen Steuerschlitzes abstützt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentrierkolbeneinrichtung (10) wenigstens einen Zentrierkolben (31) umfaßt, der im Randbereich des Steuerkörpers (9) senkrecht zu einer in Axialrichtung durch die Umsteuerstege (27, 28) verlaufenden Schnittebene (E) angreift, und daß der Steuerkörper (9) auf der dem Zentrierkolben (31) abgewandten Seite der Drehachse (6) mittels eines Lagers (11) drehbar am Gehäuse (1, 4) gehalten und entlang einer in oder parallel zu der Schnittebene (E) radial verlaufenden Führung (12) geführt ist.
Axial piston machine with a housing, with a cylinder drum rotatably mounted in it, with an end face on a control body, which is in turn radially displaceably supported on an end face of the housing, with two control bodies connected to a suction or a pressure port of the housing and separated by two reversing webs Control slots is supported, wherein at least one of the end faces of the cylinder drum or the housing and the boundary surface of the control body facing this is spherical, and with a centering piston device which supports the control body on the side of the housing against the high pressure in the region of the control slot connected to the pressure port,
characterized,
that the centering piston device (10) comprises at least one centering piston (31), which engages in the edge region of the control body (9) perpendicular to a sectional plane (E) running in the axial direction through the reversing webs (27, 28), and that the control body (9) the side of the axis of rotation (6) facing away from the centering piston (31) is rotatably held on the housing (1, 4) by means of a bearing (11) and is guided along a guide (12) running radially in or parallel to the cutting plane (E).
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (11) in unmittelbarer Nähe der Drehachse (6) angeordnet ist
Axial piston machine according to claim 1,
characterized,
that the bearing (11) is arranged in the immediate vicinity of the axis of rotation (6)
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (11) einen Lagerzapfen umfaßt, der mit Spiel in die als Führungsnut ausgebildete Führung (12) eingreift.
Axial piston machine according to claim 1 or 2,
characterized,
that the bearing (11) comprises a journal which engages with play in the guide (12) designed as a guide groove.
Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lagerzapfen (11) an der Stirnfläche (5) des Gehäuses (1, 4) und die Führungsnut (12) in der zugeordneten Begrenzungsfläche (20) des Steuerkörpers (9) ausgebildet ist.
Axial piston machine according to claim 3,
characterized,
that the bearing pin (11) on the end face (5) of the housing (1, 4) and the guide groove (12) is formed in the associated boundary surface (20) of the control body (9).
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zentrierkolben (31) in einer zylindrischen Sackbohrung (29) im Steuerkörper (9), eine Druckkammer (33) definierend, verschiebbar angeordnet ist, und daß die Druckkammer (33) in den an den Druckstutzen (26) angeschlossenen Steuerschlitz (24) angeschlossen ist.
Axial piston machine according to at least one preceding claim,
characterized,
that the centering piston (31) is displaceably arranged in a cylindrical blind bore (29) in the control body (9), defining a pressure chamber (33), and that the pressure chamber (33) in the control slot (24) connected to the pressure port (26) connected.
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentrierkolbeneinrichtung (10) einen weiteren, zweiten Zentrierkolben (32) umfaßt, der in einer weiteren, zweiten zylindrischen Sackbohrung (30), die mit der vorgenannten, ersten Sackbohrung (29) fluchtet, verschiebbar angeordnet ist, in dieser eine weitere, zweite Druckkammer (34), die an den verbleibenden Steuerschlitz (23) angeschlossen ist, definiert und den Steuerkörper (9) entgegengesetzt zur Druckrichtung des vorgenannten, ersten Zentrierkolbens (31) am Gehäuse (1, 2) abstützt.
Axial piston machine according to at least one preceding claim,
characterized,
that the centering piston device (10) comprises a further, second centering piston (32) which is displaceably arranged in a further, second cylindrical blind bore (30) which is aligned with the aforementioned first blind bore (29), in this a further, second Pressure chamber (34), which is connected to the remaining control slot (23), defines and supports the control body (9) against the pressure direction of the aforementioned first centering piston (31) on the housing (1, 2).
Axialkolbenmaschine nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß das aus der jeweiligen zylindrischen Sackbohrung (29 bzw. 30) herausragende Ende jedes Zentrierkolbens (31, 32) an einer parallel zur Schnittebene (E) verlaufenden Stützfläche (37 bzw. 39) des Gehäuses (1, 2) abgestützt ist, die mindestens eine der maximalen Radialverschiebung des Steuerkörpers (9) im Betrieb entsprechende, parallel zur Schnittebene (E) gemessene Länge aufweist.
Axial piston machine according to at least one preceding claim,
characterized,
that the end of each centering piston (31, 32) protruding from the respective cylindrical blind bore (29 or 30) is supported on a support surface (37 or 39) of the housing (1, 2) running parallel to the cutting plane (E), which at least has a length corresponding to the maximum radial displacement of the control body (9) during operation and measured parallel to the cutting plane (E).
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