EP0953111B1 - Axial piston machine with damping element for the inclined or wobble plate - Google Patents
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- EP0953111B1 EP0953111B1 EP97910399A EP97910399A EP0953111B1 EP 0953111 B1 EP0953111 B1 EP 0953111B1 EP 97910399 A EP97910399 A EP 97910399A EP 97910399 A EP97910399 A EP 97910399A EP 0953111 B1 EP0953111 B1 EP 0953111B1
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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
- F04B1/26—Control
- F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
- F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
- F04B1/324—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the swash plate
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
- F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
- F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
- F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F03C1/0678—Control
- F03C1/0686—Control by changing the inclination of the swash plate
Definitions
- the invention relates to an axial piston machine according to the preamble of claim 1.
- Such an axial piston machine is e.g. known from DE 34 28 591 A1.
- Cylinder bores are formed in which pistons are movably guided.
- the pistons are supported by sliding shoes on a non-rotating swashplate.
- the inclination the swash plate which determines the displacement of the axial piston machine adjustable by means of a hydraulic adjusting piston by turning the swash plate by one Swivel axis is pivotable within a certain angular range.
- DE 44 40 452 A1 describes an axial piston machine in a swashplate design in which two separate for the variation of the inclination of the swash plate Hydraulic cylinders are provided.
- One of the hydraulic cylinders serves the purpose Swinging out the swash plate and the second hydraulic cylinder Swing the swashplate back.
- the swashplate is used in this solution guided throughout the entire movement, but the second requires Hydraulic cylinder a comparatively large design effort, which can be found in relative high manufacturing costs.
- the present invention is therefore based on the object of an axial piston machine in swashplate or swashplate construction so that the movement when swashing the swashplate or swashplate not suddenly, but done continuously.
- the object is in connection with the characterizing features of claim 1 solved with the generic features.
- the invention is based on the finding that by providing an inclined or swash plate attacking damping element swiveling back the inclined or swashplate can be checked.
- the damping piston is in one Damping cylinder arranged movably, which via a throttle element and a Check valve arranged parallel to the throttle element with a pressure fluid reservoir connected is.
- the check valve ensures an unthrottled inflow of the pressure fluid from the pressure fluid reservoir into the damping cylinder and prevented an unthrottled outflow of the pressure fluid from the damping cylinder below Bypassing the throttle element.
- the return spring, the damping piston act that this pressure fluid from the pressure fluid reservoir via the Check valve and, if necessary, the throttle element as soon as the damping piston is in Direction of an increase in the volume of the damping cylinder is freely movable. This ensures that the damping cylinder is instantly filled with pressurized fluid is refilled and thus the swiveling movement of the swashplate or swashplate immediately follows.
- the pressure medium reservoir can be a leakage fluid collecting space according to claim 4 be in the vicinity of the damping element, the leakage fluid collecting space usually through the housing interior of the axial piston machine is formed.
- the swash plate or swash plate can be a first according to claim 5 Swivel position with a larger angle of inclination and a second swivel position have a smaller angle of inclination and between these two Be swiveling back and forth.
- the axial piston machine can also be designed according to claim 6 in swash plate construction, wherein Damping element according to claim 7 in the swash plate or accordingly Claim 9 in a stationary counterpart opposite the swash plate can be arranged.
- the return spring holds the damping piston on the Swash plate according to claim 10 or on the stationary counterpart according to claim 8 on surcharge.
- the swash plate can also according to claim 11 on the side facing away from the piston Side have a first and a second stop surface, each having a stop for form the first and second swivel positions of the swash plate.
- FIG. 1 and 2 show an axial longitudinal section through an only partially shown, Axial piston machine 1 developed according to the invention.
- the in FIG. 1 and FIG. 2 Axial piston machine 1 shown by way of example is designed in a swashplate design and comprises a cylinder block 2, in which several, evenly on a pitch circle Distributed cylinder bores 3, 4 are provided.
- pistons 5, 6 are arranged movably.
- the cylinder bores 3, 4 are over Connection channels 7, 8 with the kidney-shaped control openings 9, 10 of a stationary Control disc 11 connected.
- the cylinder block 2 rotates about the cylinder block axis 12, see above that the cylinder bores 3, 4 cyclically with one at the control opening 9 connected, not shown low pressure line and one at the control opening 10 connected, not shown high pressure line can be connected.
- the pistons 5, 6 are formed into spherical heads 13, 14 at the ends facing away from the control disk 11, the sliding shoes 17, 18 assigned by the pistons 5, 6 in spherical bearings 15, 16 are stored.
- the pistons 5, 6 are designed as hollow pistons and each have one Piston recess 19, 20 on.
- the piston recesses 19, 20 are over Connecting channels 21, 22 of the pistons 5, 6 and further via connecting channels 23, 24 of the Sliding shoes 17, 18 for hydrostatic relief with on the sliding shoes 17, 18 provided pressure pockets connected.
- the pistons 5, 6 are supported by the sliding shoes 17, 18 on a sliding surface 26 Swashplate 25 from.
- the swash plate 25 is pivotable about a pivot axis 27 mounted and has a first stop surface 28 on the side facing away from the pistons 5, 6 and a second stop surface 29. If the swash plate, as shown in Fig. 1, is in contact with a stationary counterpart 30 on its first stop surface 28 Swash plate or its sliding surface 26 with a first, relatively large angle of inclination inclined with respect to the cylinder block axis 12. If the swash plate, as in Fig.
- the swash plate or its sliding surface 26 is opposite the cylinder block axis 12 with a second, smaller than the first angle of inclination Inclination angle inclined to the cylinder block axis 12.
- the inclination of the Swash plate 25 is therefore in the embodiment between two discrete Swivel positions by means of a swivel device which is only indicated schematically 31 can be swung back and forth.
- the pivot device 31 can e.g. one hydraulic act upon actuating piston which is non-positively on the swash plate 25 attacks.
- the damping piston 40 also engages on the swash plate 25 generally indicated at 41 damping element. 1 and 2
- the exemplary embodiment shown is the damping element 41 in the swash plate 25 integrated.
- the damping piston 40 is in one in the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2 provided in the swash plate 25 provided damping cylinder 42 movable.
- the Damping cylinder 42 is designed as a blind bore on the second stop surface 29 of the swash plate 25 opens out.
- the damping piston 40 is also by means of a in the damping cylinder 42 arranged return spring 43 on the stationary Counterpart 30 brought to the plant.
- the stationary counterpart 30 can e.g. act as a housing end plate.
- the damping cylinder 42 is over a Check valve 44 and an inlet channel 45 with which the swash plate 25 and Cylinder block 2 surrounding housing interior 46 connected as a leakage fluid collection space serves and is filled accordingly with leakage fluid.
- the damping cylinder 42 is also via a throttle element 47 with the housing interior 46 Axial piston machine 1 connected.
- the throttle element 47 is shown in FIG Embodiment designed as a bore with a relatively small cross section.
- the Inlet channel 45 and check valve 44 are thus parallel to throttle element 47 arranged.
- the damping element 41 according to the invention works as follows:
- the damping piston 40 is by means of Return spring 43 held on the stationary counterpart 30 in contact. Doing so Pressure fluid via the inlet channel 45 and the open check valve 44 and in parallel Via the throttle element 47 from the housing interior 46 filled with leakage fluid sucked in.
- the damping cylinder 42 is filled via the inlet channel 45 and the check valve 44 so quickly that the damping piston 40 on the stationary Counterpart 30 is kept in constant investment.
- the Swiveling process therefore slightly delayed and a continuous, not abrupt Swiveling movement of the swash plate 25 achieved.
- This also ensures Damping element 41 according to the invention in the second shown in Fig. 1 Pivotal position and during the pivoting of the first shown in Fig. 1 A certain pivot position in the second pivot position shown in FIG. 2 Support of the section of FIG. 1 located above the pivot axis 27 Swash plate 25 so that the loads to which the swash plate 25 is exposed can be advantageously reduced by the training according to the invention.
- FIG. 3 illustrates the mode of operation of the damping element 41 according to the invention based on a hydraulic equivalent circuit diagram. Elements already described are included Identical reference numerals designated to facilitate the assignment. How already described, the suction of the pressure fluid takes place from a pressure fluid reservoir 48, which e.g. the housing interior 46 can be via the inlet channel 45 and that arranged between the inlet channel 45 and the damping cylinder 42 Check valve 44. This is parallel to the check valve 44 and the inlet channel 45 Throttle element 47 arranged, which when the check valve 44 is closed throttled outflow of the pressure fluid from the pressure fluid cylinder 42 into the Pressure fluid reservoir 48 provides.
- a pressure fluid reservoir 48 which e.g. the housing interior 46 can be via the inlet channel 45 and that arranged between the inlet channel 45 and the damping cylinder 42
- Check valve 44 This is parallel to the check valve 44 and the inlet channel 45
- Throttle element 47 arranged, which when the check valve 44 is closed throttled outflow of the pressure fluid from the pressure fluid
- FIGS. 1 and 2 illustrate the distribution of forces on the invention further developed axial piston machine 1 corresponding to that already shown in FIGS. 1 and 2 explained embodiment.
- 4A shows one corresponding to FIG. 1 Representation
- Fig. 4B is a side view looking towards the piston 5
- 6 shows the side of the swash plate 25 facing away
- FIG 4A shows the arrangement shown.
- FIGS. 5 and 6 differs from that in 1 and 2 embodiment shown in that the inventive Damping element 41 not in the swash plate 25, but on that of the swash plate 25 opposite stationary counterpart 30, e.g. in a housing end plate, is arranged.
- the damping element 41 essentially has the already based on Fig. 1 described structure.
- the damping piston 40 is in the damping cylinder 42 is movably arranged and is acted upon by the return spring 43 so that the Damping piston 40 on the swash plate 25, preferably on the second Stop surface 29 is present.
- the suction of the pressure fluid from the interior of the housing 46 takes place via the inlet channel 49 and the check valve opened in the suction phase 44.
- the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. How mentioned at the beginning, the present invention can also be used in axial piston machines Swashplate construction are used.
- the damping arrangement can also be arranged at any other place, provided that it is guaranteed that the Damping piston 40 in a suitable manner on the swash plate 25 or Swashplate attacks.
- additional damping elements in the area of First stop surface 28 may be provided to a for the other pivoting direction to ensure adequate cushioning.
Description
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an axial piston machine according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Axialkolbenmaschine ist z.B. aus der DE 34 28 591 A1 bekannt. Bei dieser Axialkolbenmaschine sind in einem rotierenden Zylinderblock in bekannter Weise mehrere Zylinderbohrungen ausgebildet, in welchen Kolben beweglich geführt sind. Die Kolben stützen sich über Gleitschuhe an einer nicht rotierenden Schrägscheibe ab. Die Neigung der Schrägscheibe, die das Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine bestimmt, ist mittels eines hydraulischen Stellkolbens verstellbar, indem die Schrägscheibe um eine Schwenkachse in einem gewissen Winkelbereich schwenkbar ist. Beim Zurückschwenken der Schrägscheibe von der Hubstellung in Richtung auf die Null-Hubstellung wird der an dem hydraulischen Stellkolben angreifende Stelldruck erhöht und die Schrägscheibe schwenkt zurück, bis sie beim Anschlag an einer Anschlagfläche die Null-Hubstellung erreicht. Die Bewegung der Schrägscheibe ist dabei jedoch relativ unkontrolliert, so daß die Schrägscheibe bei Erreichen der Null-Hubstellung an der Anschlagfläche hart anschlägt. Dies ist unerwünscht, da dies den Verschleiß des Anschlags und der Schrägscheibe erhöht und zudem zu einer mechanischen Stoßbelastung der gesamten Axialkolbenmaschine führt.Such an axial piston machine is e.g. known from DE 34 28 591 A1. At this Axial piston machines are several in a rotating cylinder block in a known manner Cylinder bores are formed in which pistons are movably guided. The pistons are supported by sliding shoes on a non-rotating swashplate. The inclination the swash plate, which determines the displacement of the axial piston machine adjustable by means of a hydraulic adjusting piston by turning the swash plate by one Swivel axis is pivotable within a certain angular range. When swiveling back of the swash plate from the stroke position towards the zero stroke position the signal pressure attacking the hydraulic control piston increases and the swash plate pivots back until it hits the zero stroke position on a stop surface reached. The movement of the swash plate is however relatively uncontrolled, so that the swash plate hard when the zero stroke position is reached on the stop surface strikes. This is undesirable as this will wear the stop and the Swashplate increased and also a mechanical shock load on the entire Axial piston machine leads.
Aus der DE 44 40 452 A1 geht eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise hervor, bei welcher für die Variation der Neigung der Schrägscheibe zwei getrennte Hydraulikzylinder vorgesehen sind. Dabei dient einer der Hydraulikzylinder dem Ausschwenken der Schrägscheibe und der zweite Hydraulikzylinder dem Zurückschwenken der Schrägscheibe. Die Schrägscheibe wird zwar bei dieser Lösung während des gesamten Bewegungsablaufs kontrolliert geführt, jedoch erfordert der zweite Hydraulikzylinder einen vergleichsweise großen konstruktiven Aufwand, der sich in relativ hohen Fertigungskosten niederschlägt. Ferner ist eine getrennte hydraulische Ansteuerung der beiden Hydraulikzylinder notwendig. DE 44 40 452 A1 describes an axial piston machine in a swashplate design in which two separate for the variation of the inclination of the swash plate Hydraulic cylinders are provided. One of the hydraulic cylinders serves the purpose Swinging out the swash plate and the second hydraulic cylinder Swing the swashplate back. The swashplate is used in this solution guided throughout the entire movement, but the second requires Hydraulic cylinder a comparatively large design effort, which can be found in relative high manufacturing costs. There is also a separate hydraulic control of the two hydraulic cylinders necessary.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine in Schräg- oder Taumelscheibenbauweise so weiterzubilden, daß der Bewegungsablauf beim Verschwenken der Schräg- oder Taumelscheibe nicht schlagartig, sondern kontinuierlich erfolgt.The present invention is therefore based on the object of an axial piston machine in swashplate or swashplate construction so that the movement when swashing the swashplate or swashplate not suddenly, but done continuously.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.The object is in connection with the characterizing features of claim 1 solved with the generic features.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch Vorsehen eines an der Schräg- oder Taumelscheibe angreifenden Dämpfungselements das Zurückschwenken der Schräg- oder Taumelscheibe kontrolliert werden kann. Der Dämpfungskolben ist in einem Dämpfungszylinder beweglich angeordnet, welcher über ein Drosselelement und ein parallel zu dem Drosselelement angeordnetes Rückschlagventil mit einem Druckfluid-Reservoir verbunden ist. Dabei sorgt das Rückschlagventil für einen ungedrosselten Zufluß des Druckfluids von dem Druckfluid-Reservoir in den Dämpfungszylinder und verhindert einen ungedrosselten Abfluß des Druckfluids aus dem Dämpfungszylinder unter Umgehung des Drosselelements.The invention is based on the finding that by providing an inclined or swash plate attacking damping element swiveling back the inclined or swashplate can be checked. The damping piston is in one Damping cylinder arranged movably, which via a throttle element and a Check valve arranged parallel to the throttle element with a pressure fluid reservoir connected is. The check valve ensures an unthrottled inflow of the pressure fluid from the pressure fluid reservoir into the damping cylinder and prevented an unthrottled outflow of the pressure fluid from the damping cylinder below Bypassing the throttle element.
Die Ansprüche 2 bis 12 beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.Claims 2 to 12 contain advantageous developments of the invention.
Entsprechend Anspruch 2 oder 3 kann die Rückstellfeder den Dämpfungskolben so
beaufschlagen, daß dieser Druckfluid aus dem Druckfluid-Reservoir über das
Rückschlagventil und ggfs. das Drosselelement nachsaugt, sobald der Dämpfungskolben in
Richtung einer Vergrößerung des Volumens des Dämpfungszylinders frei beweglich ist.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Dämpfungszylinder instantan mit Druckfluid
nachgefüllt wird und somit der Schwenkbewegung der Schräg- oder Taumelscheibe
unmittelbar folgt. Das Druckmittel-Reservoir kann nach Anspruch 4 ein Leckfluid-Auffangraum
in der Umgebung des Dämpfungselements sein, wobei der Leckfluid-Auffangraum
in der Regel durch den Gehäuse-Innenraum der Axialkolbenmaschine
gebildet wird. According to claim 2 or 3, the return spring, the damping piston
act that this pressure fluid from the pressure fluid reservoir via the
Check valve and, if necessary, the throttle element as soon as the damping piston is in
Direction of an increase in the volume of the damping cylinder is freely movable.
This ensures that the damping cylinder is instantly filled with pressurized fluid
is refilled and thus the swiveling movement of the swashplate or swashplate
immediately follows. The pressure medium reservoir can be a leakage fluid collecting space according to
Die Schräg- oder Taumelscheibe kann entsprechend Anspruch 5 eine erste
Schwenkstellung mit einem größeren Neigungswinkel und eine zweite Schwenkstellung
mit einem kleineren Neigungswinkel aufweisen und zwischen diesen beiden
Schwenkstellungen hin- und herschwenkbar sein. Die Axialkolbenmaschine kann ferner
entsprechend Anspruch 6 in Schrägscheibenbauweise ausgebildet sein, wobei das
Dämpfungselement entsprechend Anspruch 7 in der Schrägscheibe oder entsprechend
Anspruch 9 in einem der Schrägscheibe gegenüberliegenden, stationären Gegenstück
angeordnet sein kann. Dabei hält die Rückstellfeder den Dämpfungskolben an der
Schrägscheibe entsprechend Anspruch 10 bzw. an dem stationären Gegenstück
entsprechend Anspruch 8 auf Aufschlag.The swash plate or swash plate can be a first according to claim 5
Swivel position with a larger angle of inclination and a second swivel position
have a smaller angle of inclination and between these two
Be swiveling back and forth. The axial piston machine can also
be designed according to claim 6 in swash plate construction, wherein
Damping element according to
Die Schrägscheibe kann ferner entsprechend Anspruch 11 auf der den Kolben abgewandten Seite eine erste und eine zweite Anschlagfläche aufweisen, die jeweils einen Anschlag für die erste und die zweite Schwenkstellung der Schrägscheibe bilden.The swash plate can also according to claim 11 on the side facing away from the piston Side have a first and a second stop surface, each having a stop for form the first and second swivel positions of the swash plate.
Entsprechend Anspruch 12 ist es besonders vorteilhaft, den Angriffspunkt, an welchem der
Dämpfungskolben an der Schrägscheibe angreift, so gegenüber der Zylinderblock-Achse
zu versetzen, daß die resultierende Kraft, die sich aus der von dem Dämpfungskolben auf
die Schrägscheibe ausgeübten Kraft, der von der Schwenkeinrichtung während des
Schwenkvorgangs auf die Schrägscheibe ausgeübten Kraft und der von den Kolben auf die
Schrägscheibe ausgeübten Kraft zusammensetzt, in einem Kräfteschwerpunkt angreift, der
sich auf der Zylinderblock-Achse befindet. Auf diese Weise werden unsymmetrische
Lagerkräfte vermieden und eine Aushebelung des Lagers verhindert.According to
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- einen auszugsweisen, axialen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß weitergebildeten Axialkolbenmaschine in einer ersten Schwenkstellung der Schrägscheibe;
- Fig. 2
- das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß weitergebildeten Axialkolbenmaschine in einer zweiten Schwenkstellung der Schrägscheibe;
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung der Wirkungsweise des Dämpfungselements;
- Fig. 4A
- die Kräfteverteilung an dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß weitergebildeten Axialkolbenmaschine;
- Fig. 4B
- eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 4A;
- Fig. 4C
- eine Aufsicht auf die Darstellung entsprechend Fig. 4A;
- Fig. 5
- einen auszugsweise, axialen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß weitergebildeten Axialkolbenmaschine in einer zweiten Schwenkstellung der Schrägscheibe;
- Fig. 6
- das in Fig. 5 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß weitergebildeten Axialkolbenmaschine in einer zweiten Schwenkstellung der Schrägscheibe.
- Fig. 1
- an excerpt, axial section through a first embodiment of the axial piston machine further developed according to the invention in a first swivel position of the swash plate;
- Fig. 2
- the first embodiment shown in Figure 1 of the axial piston machine according to the invention in a second swivel position of the swash plate;
- Fig. 3
- a schematic representation of the operation of the damping element;
- Figure 4A
- the distribution of forces in the embodiment of the axial piston machine shown in FIG. 1;
- Figure 4B
- a side view of the illustration of FIG. 4A;
- Figure 4C
- a plan view of the representation corresponding to FIG. 4A;
- Fig. 5
- a partial, axial section through a second embodiment of the axial piston machine further developed according to the invention in a second swivel position of the swash plate;
- Fig. 6
- 5 shows the second exemplary embodiment of the axial piston machine further developed according to the invention in a second swivel position of the swash plate.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen axialen Längsschnitt durch eine nur teilweise dargestellte,
erfindungsgemäß weitergebildete Axialkolbenmaschine 1. Die in Fig. 1 und Fig. 2
beispielhaft dargestellte Axialkolbenmaschine 1 ist in Schrägscheibenbauweise ausgebildet
und umfaßt einen Zylinderblock 2, in welchem mehrere, auf einem Teilkreis gleichmäßig
verteilt angeordnete Zylinderbohrungen 3, 4 vorgesehen sind. In den Zylinderbohrungen
3, 4 sind Kolben 5, 6 bewegbar angeordnet. Die Zylinderbohrungen 3, 4 sind über
Verbindungskanäle 7, 8 mit den nierenförmigen Steueröffnungen 9, 10 einer stationären
Steuerscheibe 11 verbunden. Der Zylinderblock 2 rotiert um die Zylinderblockachse 12, so
daß die Zylinderbohrungen 3, 4 zyklisch mit einer an der Steueröffnung 9
angeschlossenen, nicht dargestellten Niederdruckleitung und einer an der Steueröffnung 10
angeschlossenen, nicht dargestellten Hochdruckleitung verbunden werden. Die Kolben 5, 6
sind an den der Steuerscheibe 11 abgewandten Enden zu Kugelköpfen 13, 14 ausgeformt,
die in sphärischen Lagern 15, 16 von den Kolben 5, 6 zugeordneten Gleitschuhen 17, 18
gelagert sind. Die Kolben 5, 6 sind als Hohlkolben ausgebildet und weisen jeweils eine
Kolbenausnehmung 19, 20 auf. Die Kolbenausnehmungen 19, 20 sind über
Verbindungskanäle 21, 22 der Kolben 5, 6 und weiter über Verbindungskanäle 23, 24 der
Gleitschuhe 17, 18 zur hydrostatischen Entlastung mit an den Gleitschuhen 17, 18
vorgesehenen Drucktaschen verbunden.1 and 2 show an axial longitudinal section through an only partially shown,
Axial piston machine 1 developed according to the invention. The in FIG. 1 and FIG. 2
Axial piston machine 1 shown by way of example is designed in a swashplate design
and comprises a cylinder block 2, in which several, evenly on a pitch circle
Distributed cylinder bores 3, 4 are provided. In the cylinder bores
3, 4
Die Kolben 5, 6 stützen sich über die Gleitschuhe 17, 18 an einer Gleitfläche 26 der
Schrägscheibe 25 ab. Die Schrägscheibe 25 ist um eine Schwenkachse 27 schwenkbar
gelagert und weist auf der den Kolben 5, 6 abgewandten Seite eine erste Anschlagfläche 28
und eine zweite Anschlagfläche 29 auf. Wenn die Schrägscheibe, wie in Fig. 1 dargestellt,
an ihrer ersten Anschlagfläche 28 an einem stationären Gegenstück 30 anliegt, ist die
Schrägscheibe bzw. deren Gleitfläche 26 mit einem ersten, relativ großen Neigungswinkel
gegenüber der Zylinderblock-Achse 12 geneigt. Wenn die Schrägscheibe, wie in Fig. 2
dargestellt, hingegen an ihrer zweiten Anschlag fläche 29 an dem stationären Gegenstück
30 anliegt, ist die Schrägscheibe bzw. deren Gleitfläche 26 gegenüber der Zylinderblock-Achse
12 mit einem zweiten, gegenüber dem ersten Neigungswinkel kleineren
Neigungswinkel gegenüber der Zylinderblock-Achse 12 geneigt. Die Neigung der
Schrägscheibe 25 ist daher im Ausführungsbeispiel zwischen zwei diskreten
Schwenkstellungen mittels einer lediglich schematisch angedeuteten Schwenkeinrichtung
31 hin- und herschwenkbar. Die Schwenkeinrichtung 31 kann z.B. einen hydraulisch
beaufschlagbaren Stellkolben umfassen, der an der Schrägscheibe 25 kraftschlüssig
angreift.The
Erfindungsgemäß greift an der Schrägscheibe 25 ferner der Dämpfungskolben 40 eines
allgemein mit 41 bezeichneten Dämpfungselements an. Im in den Fig. 1 und 2
dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Dämpfungselement 41 in der Schrägscheibe 25
integriert. Der Dämpfungskolben 40 ist in einem im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2
in der Schrägscheibe 25 vorgesehenen Dämpfungszylinder 42 beweglich angeordnet. Der
Dämpfungszylinder 42 ist als Sackbohrung ausgebildet, die an der zweiten Anschlagfläche
29 der Schrägscheibe 25 ausmündet. Der Dämpfungskolben 40 wird mittels einer ebenfalls
in dem Dämpfungszylinder 42 angeordneten Rückstellfeder 43 an dem stationären
Gegenstück 30 zur Anlage gebracht. Bei dem stationären Gegenstück 30 kann es sich z.B.
um eine Gehäusestirnplatte handeln. Der Dämpfungszylinder 42 ist über ein
Rückschlagventil 44 und einen Zulaufkanal 45 mit dem die Schrägscheibe 25 und den
Zylinderblock 2 umgebenden Gehäuse-Innenraum 46 verbunden, der als Leckfluid-Auffangraum
dient und entsprechend mit Leckfluid gefüllt ist. Der Dämpfungszylinder 42
ist über ein Drosselelement 47 zusätzlich mit dem Gehäuse-Innenraum 46 der
Axialkolbenmaschine 1 verbunden. Das Drosselelement 47 ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel als Bohrung mit relativ geringem Querschnitt ausgebildet. Der
Zulaufkanal 45 und das Rückschlagventil 44 sind somit parallel zu dem Drosselelement 47
angeordnet.According to the invention, the damping
Das erfindungsgemäße Dämpfungselement 41 arbeitet dabei wie folgt:The damping
Wenn die Schrägscheibe 25 aufgrund einer Entlastung der Schwenkeinrichtung 31 von der
in Fig. 2 dargestellten zweiten Schwenkstellung in Richtung auf die in Fig. 1 dargestellte
erste Schwenkstellung hin verschwenkt, wird der Dämpfungskolben 40 mittels der
Rückstellfeder 43 an dem stationären Gegenstück 30 in Anlage gehalten. Dabei wird
Druckfluid über den Zulaufkanal 45 und das geöffnete Rückschlagventil 44 und parallel
über das Drosselelement 47 aus dem mit Leckfluid gefüllten Gehäuse-Innenraum 46
angesaugt. Die Befüllung des Dämpfungszylinders 42 erfolgt dabei über den Zulaufkanal
45 und das Rückschlagventil 44 so zügig, daß der Dämpfungskolben 40 an dem stationären
Gegenstück 30 in fortwährender Anlage gehalten wird.If the
Wenn umgekehrt die Schwenkscheibe 25 aufgrund einer Beaufschlagung mit der
Schwenkeinrichtung 31 von der in Fig. 1 dargestellten ersten Schwenkstellung in die in
Fig. 2 dargestellte zweite Schwenkstellung verschwenkt wird, schließt das
Rückschlagventil 44 den Zulaufkanal 45 ab und das sich in dem Dämpfungszylinder 42
befindliche Druckfluid kann ausschließlich über das Drosselelement 47 aus dem
Dämpfungszylinder 42 ausströmen. Dabei wird die gewünschte Dämpfung erzielt und es
wird verhindert, daß die Schwenkbewegung der Schrägscheibe 25 schlagartig erfolgt und
die Anschlagfläche 29 an dem stationären Gegenstück 30 hart anschlägt. Letzteres würde
zu einem relativ schnellen Verschleiß der Schwenkscheibe 25 und des stationären
Gegenstücks 30 führen. Außerdem würde die gesamte Axialkolbenmaschine 1 bei dieser
Schwenkbewegung einer Stoßbelastung ausgesetzt, was unerwünscht ist.Conversely, if the
Aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen Dämpfungselements 41 wird der
Schwenkvorgang daher geringfügig verzögert und eine kontinuierliche, nicht abrupte
Schwenkbewegung der Schrägscheibe25 erzielt. Weiterhin gewährleistet das
erfindungsgemäße Dämpfungselement 41 in der in Fig. 1 dargestellten zweiten
Schwenkstellung und während des Verschwenkens von der in Fig. 1 dargestellten ersten
Schwenkstellung in die in Fig. 2 dargestellte zweite Schwenkstellung eine gewisse
Abstützung des in Fig. 1 oberhalb der Schwenkachse 27 gelegenen Abschnitts der
Schrägscheibe 25, so daß die Belastungen, welchen die Schrägscheibe 25 ausgesetzt ist,
durch die erfindungsgemäße Weiterbildung vorteilhaft verringert werden.Due to the damping
Fig. 3 verdeutlicht die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Dämpfungselements 41
anhand eines hydraulischen Ersatzschaltbildes. Bereits beschriebene Elemente sind mit
übereinstimmenden Bezugszeichen bezeichnet, um die Zuordnung zu erleichtern. Wie
bereits beschrieben, erfolgt das Ansaugen des Druckfluids aus einem Druckfluid-Reservoir
48,welches z.B. der Gehäuse-Innenraum 46 sein kann, über den Zulaufkanal 45 und das
zwischen dem Zulaufkanal 45 und dem Dämpfungszylinder 42 angeordnete
Rückschlagventil 44. Parallel zu dem Rückschlagventil 44 und dem Zulaufkanal 45 ist das
Drosselelement 47 angeordnet, was bei geschlossenem Rückschlagventil 44 für ein
gedrosseltes Ausströmen des Druckfluids aus dem Druckfluid-Zylinder 42 in das
Druckfluid-Reservoir 48 sorgt.3 illustrates the mode of operation of the damping
Die Fig. 4A bis 4C verdeutlichen die Kräfteverteilung an der erfindungsgemäß
weitergebildeten Axialkolbenmaschine 1 entsprechend dem bereits anhand der Fig. 1 und 2
erläuterten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt Fig. 4A eine der Fig. 1 entsprechende
Darstellung, während Fig. 4B eine Seitendarstellung mit Blickrichtung auf die den Kolben
5, 6 abgewandte Seite der Schrägscheibe 25 zeigt und Fig. 4C eine Aufsicht auf die in
Fig. 4A dargestellte Anordnung darstellt. 4A to 4C illustrate the distribution of forces on the invention
further developed axial piston machine 1 corresponding to that already shown in FIGS. 1 and 2
explained embodiment. 4A shows one corresponding to FIG. 1
Representation, while Fig. 4B is a side view looking towards the
Wie aus den Fig. 4A bis 4C zu ersehen, greift an der Schrägscheibe 25 während der
Verstellung derselben die von der Schwenkeinrichtung 31 ausgeübte Kraftkomponente FV,
die auf die Lagerung der Schwenkachse 27 ausgeübte Lagerkaft FL/R, die durch die im
Ausführungsbeispiel zweifach vorhandenen Dämpfungskolben 40a und 40b jeweils
einwirkende Kraft FDR und die von den Kolben 5, 6 in Gegenrichtung ausgeübte Kraft FKL
an. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Angriffspunkt, an welchem der jeweils
rechts bzw. links wirkende Dämpfungskolben 40b bzw. 40a an der Schrägscheibe 25
angreift, so gegenüber der Zylinderblock-Achse versetzt ist, daß die resultierende Kraft,
die sich aus der von dem entsprechenden Dämpfungskolben 40b bzw. 40a auf die
Schrägscheibe 25 ausgeübten Kraft FDR, der von der Schwenkeinrichtung 31 während des
Schwenkvorgangs auf die Schrägscheibe 25 ausgeübten Kraft FV und der von den Kolben
5, 6 auf die Schrägscheibe 25 ausgeübten Kraft FKL zusammensetzt, in einem
Kräfteschwerpunkt (S) angreift, der sich auf der Zylinderblock-Achse 12 befindet. Somit
wird eine symmetrische Aufteilung der auf die Lagerung des Zylinderblocks 2 wirkenden
Lagerkräfte bewirkt und Deviationsmomente werden verhindert. Auf diese Weise wird
einer Aushebelung der Lagerung des Zylinderblocks 2 entgegengewirkt. Ein der Fig. 4B
entsprechendes Kräftedreieck ließe sich auch für den linksseitigen Dämpfungskolben 40a
einzeichnen, was aus Vereinfachungsgründen weggelassen ist.As can be seen from FIGS. 4A to 4C, on the
Die Fig. 5 und 6 zeigen einen axialen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß weitergebildeten Axialkolbenmaschine 1. Bereits beschriebene Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, so daß sich eine diesbezügliche wiederholende Beschreibung erübrigt.5 and 6 show an axial longitudinal section through a second embodiment an axial piston machine 1 developed according to the invention. Already described Elements are provided with the same reference numerals, so that there is a Repetitive description in this regard is unnecessary.
Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in
den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das erfindungsgemäße
Dämpfungselement 41 nicht in der Schrägscheibe 25, sondern an dem der Schrägscheibe
25 gegenüberliegenden stationären Gegenstück 30, also z.B. in eine Gehäusestirnplatte,
angeordnet ist. Das Dämpfungselement 41 weist im wesentlichen den bereits anhand von
Fig. 1 beschriebenen Aufbau auf. Der Dämpfungskolben 40 ist in dem Dämpfungszylinder
42 beweglich angeordnet und wird mittels der Rückstellfeder 43 so beaufschlagt, daß der
Dämpfungskolben 40 an der Schrägscheibe 25, vorzugsweise an der zweiten
Anschlagfläche 29, anliegt. Das Ansaugen des Druckfluids aus dem Gehäuse-Innenraum
46 erfolgt über den Zulaufkanal 49 und das in der Ansaugphase geöffnete Rückschlagventil
44. Wenn die Schrägscheibe 25 aus der in Fig. 5 dargestellten ersten Schwenkstellung in
die in Fig. 6 dargestellte zweite Schwenkstellung verschwenkt wird, wird das Druckfluid
über das auch in diesem Ausführungsbeispiel als Bohrung mit geringem Durchmesser
ausgebildete Drosselelement 47 und den sich daran anschließenden Ablaufkanal 48 aus
dem Dämpfungszylinder 42 herausgedrückt, wodurch sich die beabsichtigte Dämpfung der
Bewegung der Schrägscheibe 25 und die Abstützung der Schrägscheibe 25 während des
Verschwenkens ergibt.The embodiment shown in FIGS. 5 and 6 differs from that in
1 and 2 embodiment shown in that the inventive
Damping
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wie
eingangs erwähnt, kann die vorliegende Erfindung auch bei Axialkolbenmaschinen in
Taumelscheibenbauweise zur Anwendung kommen. Die Dämpfungsanordnung kann auch
an beliebiger anderer Stelle angeordnet sein, sofern gewährleistet ist, daß der
Dämpfungskolben 40 in geeigneter Weise an der Schrägscheibe 25 bzw. der
Taumelscheibe angreift. Ferner können zusätzliche Dämpfungselemente im Bereich der
ersten Anschlagfläche 28 vorgesehen sein, um auch für die andere Schwenkrichtung eine
ausreichende Dämpfung zu gewährleisten.The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. How
mentioned at the beginning, the present invention can also be used in axial piston machines
Swashplate construction are used. The damping arrangement can also
be arranged at any other place, provided that it is guaranteed that the
Damping
Claims (12)
- Axial piston machine (1) with a cylinder block (2), in which cylinder bores (3, 4) are provided, in which pistons (5, 6) are displaceably guided, which in order to execute a lifting movement are supported against an inclined or wobble plate (25), and with a pivoting device (31) for changing the inclination of the inclined or wobble plate (25) by pivoting said plate about a pivot axis (27), characterised by at least one damping element (41) with a damping piston (40), which acts upon the inclined or wobble plate (25) and is displaceably arranged in a damping cylinder (42), which is connected via a throttle element (47) and a non-return valve (44) arranged parallel to the throttle element (47) to a pressure fluid reservoir (48), the non-return valve (44) allowing for the unthrottled supply of the pressure fluid from the pressure fluid reservoir (48) into the damping cylinder (42) and preventing the unthrottled outflow of the pressure fluid from the damping cylinder (42) bypassing the throttle element (47).
- Axial piston machine according to claim 1, characterised in that a restoring spring (43) acts upon the damping piston (40) in such a manner that the damping piston draws further pressure fluid from the pressure fluid reservoir (48) via the non-return valve (44) as soon as the damping piston (40) is freely movable in the direction of an increase in volume of the damping cylinder (42).
- Axial piston machine according to claim 2, characterised in that further pressure fluid is additionally drawn via the throttle element (47).
- Axial piston machine according to one of claims 1 to 3, characterised in that the pressure fluid reservoir (48) is a leakage fluid collecting chamber, more particularly the housing interior (46) of the axial piston machine (1).
- Axial piston machine according to one of claims 1 to 4, characterised in that the inclined or wobble plate (25) can be pivoted back and forth by means of a pivoting device (31) between a first pivot position (Fig. 1, Fig. 5) corresponding to a larger angle of inclination and a second pivot position (Fig. 2, Fig. 6) corresponding to a smaller angle of inclination, the damping element (41) damping the pivoting movement during the pivoting of the inclined or wobble plate (25) from the first into the second pivot position as a result of the throttled outflow of the pressure fluid from the damping cylinder (42).
- Axial piston machine according to one of claims 1 to 5, characterised in that the axial piston machine (1) is designed with an inclined plate construction and the pistons (5, 6), which are arranged in the cylinder bores (3, 4) of the cylinder block (2) rotating about the cylinder block axis (12), are supported against a stationary inclined plate (25).
- Axial piston machine according to claim 6, characterised in that the damping element (41) is arranged in or on the inclined plate (25).
- Axial piston machine according to claim 7, characterised in that, by means of the restoring spring (43), the damping piston (40) is held in abutment against a stationary counter element (30) opposing the inclined plate (25).
- Axial piston machine according to claim 6, characterised in that the damping element (41) is arranged in or on a stationary counter element (30) opposing the inclined plate (25).
- Axial piston machine according to claim 9, characterised in that the damping piston (40) is held in abutment against the inclined plate (25) by means of the restoring spring (43).
- Axial piston machine according to claim 5 and one of claims 6 to 10, characterised in that, on its side facing away from the pistons (5, 6), the inclined plate (25) comprises a first (28) and a second (29) abutment surface, and during abutment against the first abutment surface (28) the inclined plate adopts the first pivot position (Fig. 1, Fig. 5) with the larger angle of inclination and during abutment against the second abutment surface (29) it adopts the second pivot position (Fig. 2, Fig. 6) with the smaller angle of inclination.
- Axial piston machine according to one of claims 6 to 11, characterised in that the point of application, at which the or each damping piston (40a; 40b) acts upon the inclined plate (25), is offset relative to the cylinder block axis (12) in such a manner that the resulting force, which is composed of the force (FDR) exerted by the damping piston (40a; 40b) upon the inclined plate (25), the force (FV) exerted by the pivoting device (31) upon the inclined plate (25) during the pivoting procedure and the force (FKL) exerted by the pistons (5, 6) upon the inclined plate (25), acts at a centre of gravity of the forces (S) which is located on the cylinder block axis (12).
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