EP1041279A2 - Valve plate for axial piston machine - Google Patents
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- EP1041279A2 EP1041279A2 EP00104964A EP00104964A EP1041279A2 EP 1041279 A2 EP1041279 A2 EP 1041279A2 EP 00104964 A EP00104964 A EP 00104964A EP 00104964 A EP00104964 A EP 00104964A EP 1041279 A2 EP1041279 A2 EP 1041279A2
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/0032—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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- F04B53/18—Lubricating
Definitions
- the task is accomplished with regard to the axial piston machine the characterizing features of claim 1 and with regard to the control body by the characteristic Features of claim 10 each in connection with the Generic characteristics solved.
- Registration is not only possible on an axial piston machine with an open circuit, but also on one Axial piston machine designed with a closed circuit be in which the function of the low pressure channel and High pressure channel on the control body depending on the direction of rotation Axial piston machine is interchanged.
- the axial piston machine is then at least one Relief channel and / or lubrication channel provided with suitable check valves.
- the check valves open those relief and / or Lubrication channel that corresponds to the straight prevailing direction of rotation of the axial piston machine High pressure is applied.
- the drive shaft 3 passes through a in the housing end wall 9 trained through hole and is by means of two Tapered roller bearings 11, 12 in the cylindrical housing section rotatably mounted.
- the free end located in the housing 1 the drive shaft 3 is formed in one piece provided flange-like extension that the Drive shaft flange 4 forms.
- the adjustment device 6 is for changing the Displacement volume of the axial piston machine is provided and includes a pin 16 and a not shown Control rod, which is also not shown Radial bore in the connecting plate 2 guided is.
- the pin 16 is attached to the adjusting rod and engages in a through hole 17 in the control body 5.
- a compression spring 24 In a central, stepped through hole 23 in the Cylinder drum 7 is a compression spring 24, the one also by means of a ball joint in the Drive shaft flange 4 mounted in the through hole 23 protruding and leading the cylinder drum 7 Center pin 25 is supported on the drive shaft flange 4 and thus the cylinder drum 7 in contact with the control body 5 holds.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine sowie einen Steuerkörper für eine Axialkolbenmaschine.The invention relates to an axial piston machine and a Control body for an axial piston machine.
Eine Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie ein Steuerkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs
10 sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Weise
bekannt. Eine solche Axialkolbenmaschine mit einem
entsprechenden Steuerkörper geht z. B. aus der DE 295 03 060
U1 hervor. In dieser Druckschrift ist eine
Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise offenbart, bei
welcher eine in einem Gehäuse gelagerte Triebwelle einen
Triebwellenflansch aufweist, an welchem sich Kolben
abstützen, die in Zylinderbohrungen der Zylindertrommel
verschiebbar sind. Wenn die Achse der Zylindertrommel
gegenüber der Achse der Triebwelle geneigt ist, führen die
Kolben in den Zylinderbohrungen einen Kolbenhub aus. Ein an
einer dem Triebwellenflansch gegenüberliegenden Seite der
Zylindertrommel angeordneter, linsenförmiger Steuerkörper
weist einen Hochdruck-Kanal und einen Niederdruck-Kanal zum
zyklischen Verbinden der Zylinderbohrungen mit einer
Niederdruckleitung und einer Hochdruckleitung auf. Der
Hochdruckkanal hat an einer der Zylindertrommel zugewandten
Oberfläche eine nierenförmige Hochdruck-Steueröffnung. Der
Niederdruck-Kanal hat an der der Zylindertrommel zugewandten
Oberfläche eine ebenfalls nierenförmige Niederdruck-Steueröffnung.
Durch eine geneigte, an dem Steuerkörper
angreifende Verstellvorrichtung zum Verstellen des
Neigungswinkels, den die Achse der Zylindertrommel gegenüber
der Achse der Triebwelle einnimmt, kann das
Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine variiert werden.An axial piston machine according to the preamble of the
Bei derartigen Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise tritt das Problem auf, daß aufgrund einer unsymmetrischen Druckbelastung an dem Steuerkörper ein Kippmoment auftritt, das den Steuerkörper an der den Steuerkörper in seiner Schwenkbewegung führenden Stützlagerfläche zu kippen versucht. Die unsymmetrische Belastung des Steuerkörpers rührt daher, daß nur einer der Druckkanäle mit Hochdruck beaufschlagt ist, während an dem anderen Druckkanal Niederdruck ansteht. Dieses Kippmoment verhindert, daß sich zwischen dem Steuerkörper und der die Schwenkbewegung des Steuerkörpers führenden Stützlagerfläche sich ein ausreichender Schmierfilm ausbilden kann. Aufgrund der fehlenden Schmierung und der durch das Kippmoment verursachten einseitigen Anpreßkraft kann es zu einem Fressen an der Stützlagerfläche oder an der Gegenfläche des Steuerkörpers und somit zu einem vorzeitigen Ausfall der Axialkolbenmaschine kommen.In such axial piston machines in oblique axis design the problem occurs that due to an unbalanced A tipping moment occurs on the control body, the the control body on the the control body in its Tilt pivoting leading support bearing surface tries. The asymmetrical load on the control body stems from the fact that only one of the pressure channels with high pressure is acted upon while on the other pressure channel Low pressure is pending. This tilting moment prevents between the control body and the pivotal movement of the Control body leading support bearing surface itself can form sufficient lubricating film. Due to the lack of lubrication and due to the tilting moment Unilateral contact pressure can result in a Eating on the support bearing surface or on the counter surface of the Control body and thus to a premature failure of the Axial piston machine come.
Aus der DE-AS 1 017 468 ist es zur Verminderung eines Kippmoments an der Zylindertrommel, nicht jedoch an dem Steuerkörper, bekannt, an der Zylindertrommel zusätzliche Bohrungen und Drucktaschen vorzusehen und so einem Kippmoment entgegenzuwirken, das durch einen radialen Versatz der Verbindungsbohrungen zwischen den Zylinderbohrungen und den Steueröffnungen gegenüber der Mittelachse der Zylinderbohrungen hervorgerufen wird. Das Problem des Kippmoments an dem Steuerkörper, das durch eine asymmetrische Beanspruchung des Steuerkörpers hervorgerufen wird, ist in dieser Druckschrift jedoch nicht angesprochen und auch in keinster Weise gelöst.From DE-AS 1 017 468 it is used to reduce a Tipping moment on the cylinder drum, but not on the Control body, known, additional to the cylinder drum Provide holes and pressure pockets and so one Counteract tilting moment by a radial Offset of the connection holes between the Cylinder bores and the control openings opposite the Central axis of the cylinder bores is caused. The Problem of tilting moment on the control body caused by a asymmetrical stress on the control body is not addressed in this publication and not solved in any way.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine und einen Steuerkörper für eine Axialkolbenmaschine zu schaffen, bei welcher die Gefahr von Beschädigungen durch ein an dem Steuerkörper auftretendes Kippmoment beseitigt ist.The invention has for its object a Axial piston machine and a control body for one To create axial piston machine, in which the risk of Damage caused by an on the control body Tipping moment is eliminated.
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Axialkolbenmaschine durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und
hinsichtlich des Steuerkörper durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 10 jeweils in Verbindung mit den
gattungsbildenden Merkmalen gelöst.The task is accomplished with regard to the axial piston machine
the characterizing features of
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Integration von speziellen Druckkanälen in dem Steuerkörper, die von dem mit Hochdruck beaufschlagten Druckkanal des Steuerkörpers zu der der Stützlagerfläche gegenüberliegenden Gegenfläche des Steuerkörpers führen und eine Entlastungs- und/oder Schmierfunktion haben, die Gefahr der Schädigung infolge des Kippmoments deutlich reduziert wird. Wenn diese zusätzlichen Kanäle der hydrostatischen Entlastung dienen, wird durch die an der Ausmündung dieses Entlastungs-Kanals hervorgerufene hydrostatische Gegenkraft ein Gegenmoment erzeugt, das dem durch die asymmetrische Beanspruchung des Steuerkörpers hervorgerufenen Kippmoment entgegenwirkt. Wenn der zusätzliche Kanal als Schmier-Kanal ausgebildet ist, so bewirkt die damit verbundene Schmierfunktion eine bessere Schmierung der Stützlagerfläche und wirkt einem Verklemmen des Steuerkörpers an der Stützlagerfläche und somit einem Materialfressen entgegen.The invention is based on the finding that Integration of special pressure channels in the control body, that of the high pressure pressure channel of the Control body to the opposite of the support bearing surface Guide counter surface of the control body and a relief and / or Have a lubricating function, the risk of damage is significantly reduced due to the tilting moment. If those serve additional channels of hydrostatic relief, is through the at the mouth of this relief channel generated hydrostatic counterforce a counter moment generated by the asymmetrical stress of the Control body counteracts tilting moment. If the additional channel is designed as a lubrication channel, so the associated lubrication function causes a better one Lubrication of the support bearing surface and prevents jamming of the control body on the support bearing surface and thus one Material feeding.
Die Ansprüche 2 bis 9 beinhalten vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine.
Der Entlastungs-Kanal und/oder der Schmierkanal sind zur Erzeugung eines geeigneten Gegenmoments vorteilhaft auf der bezüglich der Drehachse der Zylindertrommel gegenüberliegenden Seite, also im Bereich des gegenüberliegenden Druckkanals anzuordnen. In dem Schmier-Kanal befindet sich vorzugsweise ein Drosselelement, um den Schmierdruck gegenüber dem Hochdruck zu reduzieren. Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Drosselelement in einen Hauptkanal eingesetzt, der in einen Leckraum ausmündet. Als Schmierbohrungen wirkende Nebenkanäle zweigen stromabwärts des Drosselelements ab und münden an der der Stützlagerfläche gegenüberliegenden Gegenfläche des Steuerkörpers aus. The relief channel and / or the lubrication channel are for Generation of a suitable counter torque advantageous on the with respect to the axis of rotation of the cylinder drum opposite side, i.e. in the area of the to arrange opposite pressure channel. In the lubrication channel there is preferably a throttle element around which Reduce lubrication pressure compared to high pressure. According to an advantageous embodiment, this is Throttle element used in a main channel, which in a Leakage space opens out. Acting as lubrication holes Auxiliary channels branch off downstream of the throttle element and open at the opposite of the support bearing surface Counter surface of the control body.
Es kann entweder ein von dem Schmier-Kanal separierter Entlastungs-Kanal vorgesehen sein oder der Schmier-Kanal und der Entlastung-Kanal können an einem gemeinsamen Hauptkanal ausgebildet sein. Bei letzterer Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn der Hauptkanal ein Drosselelement aufweist. Ein als Schmierbohrung dienender Nebenkanal kann stromabwärts des Drosselelemente und ein als Entlastungsbohrung dienender weiterer Nebenkanal kann stromaufwärts des Drosselelement abzweigen.Either one can be separated from the lubrication channel Relief channel can be provided or the lubrication channel and the relief channel can be on a common main channel be trained. In the latter embodiment, it is advantageous if the main channel is a throttle element having. A secondary channel serving as a lubrication hole can downstream of the throttle elements and an as Relief bore serving additional side channel can branch upstream of the throttle element.
Die Anmeldung kann nicht nur an einer Axialkolbenmaschine mit offenem Kreislauf, sondern auch an einer Axialkolbenmaschine mit geschlossenem Kreislauf ausgebildet sein, bei welcher die Funktion des Niederdruckkanals und des Hochdruckkanals an dem Steuerkörper je nach Drehrichtung der Axialkolbenmaschine vertauscht ist. Für jede Drehrichtung der Axialkolbenmaschine ist dann jeweils zumindest ein Entlastungs-Kanal und/oder Schmier-Kanal vorgesehen, die mit geeigneten Rückschlagventilen ausgestattet sind. Dabei öffnen die Rückschlagventile jeweils denjenigen Entlastungs- und/oder Schmierkanal, der entsprechend der gerade herrschenden Drehrichtung der Axialkolbenmaschine mit Hochdruck beaufschlagt ist.Registration is not only possible on an axial piston machine with an open circuit, but also on one Axial piston machine designed with a closed circuit be in which the function of the low pressure channel and High pressure channel on the control body depending on the direction of rotation Axial piston machine is interchanged. For every direction of rotation the axial piston machine is then at least one Relief channel and / or lubrication channel provided with suitable check valves. Here the check valves open those relief and / or Lubrication channel that corresponds to the straight prevailing direction of rotation of the axial piston machine High pressure is applied.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- einen axialen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine;
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf einen bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine verwendeten Steuerkörper entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 3
- einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;
- Fig. 4
- eine Draufsicht auf einen bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine verwendeten Steuerkörper entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
- Fig. 5
- eine Draufsicht auf einen bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine verwendeten Steuerkörper entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel.
- Fig. 1
- an axial section through an embodiment of an axial piston machine according to the invention;
- Fig. 2
- a plan view of a control body used in the axial piston machine according to the invention shown in FIG. 1 according to a first embodiment;
- Fig. 3
- a section along the line III-III in Fig. 2;
- Fig. 4
- a plan view of a control body used in the axial piston machine according to the invention shown in FIG. 1 according to a second embodiment; and
- Fig. 5
- a plan view of a control body used in the axial piston machine according to the invention shown in Fig. 1 according to a third embodiment.
Die Bau- und Funktionsweise von Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise ist allgemein bekannt. Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend lediglich die wesentlichen Merkmale dieser Axialkolbenmaschine kurz beschrieben.The design and operation of axial piston machines in Inclined axis construction is generally known. For the better Understanding of the invention are only the following essential features of this axial piston machine for short described.
Die in Fig. 1 dargestellte Axialkolbenmaschine ist eine
Schrägachsenmaschine mit verstellbarem Verdrängungsvolumen
und umfaßt in bekannter Weise als wesentliche Bauteile ein
Gehäuse 1, eine Anschlußplatte 2, eine Triebwelle 3, einen
Triebwellenflansch 4, einen Steuerkörper 5 mit zugeordneter
Verstelleinrichtung 6 und eine Zylindertrommel 7.The axial piston machine shown in Fig. 1 is one
Inclined axis machine with adjustable displacement
and includes in a known manner as
Das Gehäuse 1 umfaßt einen durch eine Gehäuse-Stirnwand 9
einseitig verschlossenen zylindrischen Gehäuseabschnitt und
einen an diesen angrenzenden ellipsenförmigen
Gehäuseabschnitt, der ein der Gehäuse-Stirnwand 9
abgewandtes offenes Ende aufweist, das durch die
Anschlußplatte 2 verschlossen ist. In dem Gehäuse 1 ist ein
Leckölanschluß 10 ausgebildet, den eine Leckölleitung mit
dem Tank (beide nicht gezeigt) verbindet.The
Die Triebwelle 3 durchsetzt eine in der Gehäuse-Stirnwand 9
ausgebildete Durchgangsbohrung und ist mittels zweier
Kegelrollen-Lager 11, 12 im zylindrischen Gehäuseabschnitt
drehbar gelagert. Das im Gehäuse 1 befindliche freie Ende
der Triebwelle 3 ist mit einer einteilig angeformten
flanschartigen Erweiterung versehen, die den
Triebwellenflansch 4 bildet.The
Der Steuerkörper 5 ist eine sog. Steuerlinse von bikonvexer
Form, die an einer kreisbahnformigen Stützlagerfläche 34
eines Stütz- und Schwenklagers 13 in der Anschlußplatte 2
verschiebbar angeordnet ist und innerhalb dieses Lagers 13
mittels der Verstelleinrichtung 6 in jeder gewünschten
Stellung fixiert werden kann. Der Stützlagerfläche 34 des
Stütz- und Schwenklagers 13 liegt eine Gegenfläche 35 des
Steuerkörpers 5 gegenüber. Verstellbare Anschläge 14, 15
begrenzen den Verstellbereich des Steuerkörpers 5. Im
Steuerkörper 5 sind in bekannter Weise zwei einander auf
einem Teilkreis gegenüberliegende, in Fig. 1 nicht gezeigte
Steueröffnungen ausgebildet.The
Die Verstelleinrichtung 6 ist zur Veränderung des
verdrängungsvolumens der Axialkolbenmaschine vorgesehen und
umfaßt einen Zapfen 16 sowie eine nicht gezeigte
Stellstange, die in einer ebenfalls nicht gezeigten
Radialbohrung in der Anschlußplatte 2 verschiebbar geführt
ist. Der Zapfen 16 ist an der Stellstange befestigt und
greift in eine Durchgangsbohrung 17 im Steuerkörper 5 ein.The adjustment device 6 is for changing the
Displacement volume of the axial piston machine is provided and
includes a pin 16 and a not shown
Control rod, which is also not shown
Radial bore in the connecting
Die Zylindertrommel 7 ist zwischen dem Triebwellenflansch 4
und dem Steuerkörper 5 angeordnet. Sie stützt sich, in
bekannter Weise hydrostatisch gelagert, mit einer konkaven
Lagerfläche an der zugeordneten konvexen Steuerfläche des
Steuerkörpers 5 drehbar ab und kann sich somit auf letzterem
kinematisch frei einstellen, so daß eine hohe Parallelität
zwischen ihrer Lagerfläche und der Steuerfläche des
Steuerkörpers 5 erreicht wird.The
Axial verlaufende und gleichmäßig auf einem Teilkreis
verteilte Zylinderausnehmungen in Form von Zylinderbohrungen
18 sind in bekannter Weise in der Zylindertrommel 7
ausgebildet und münden an deren dem Triebwellenflansch 4
zugewandten ebenen Stirnfläche aus. An der konkaven
Lagerfläche der Zylindertrommel 7 münden diese
Zylinderbohrungen 18 über Mündungskanäle 19 auf dem
Teilkreis der Steueröffnung aus. In den Zylinderbohrungen 18
sind Kolben 20 hin- und herbewegbar angeordnet. Ihre aus den
Zylinderbohrungen 18 herausragenden freien Enden sind über
Kugelgelenke drehmitnehmbar mit dem Triebwellenflansch 4
verbunden. Jedes Kugelgelenk besteht aus einem am freien
Ende des zugeordneten Kolbens 20 ausgebildeten Kugelkopf 21
und einem in dem Triebwellenflansch 4 ausgebildeten
Hohlkugelabschnitt, in dem der Kugelkopf 21 drehbeweglich
aufgenommen ist. Eine sog. Rückhalteeinrichtung 22 hält die
Kugelköpfe 21 innerhalb der Hohlkugelabschnitte.Axial and even on a pitch circle
distributed cylinder recesses in the form of cylinder bores
18 are in the
In einer zentralen, abgestuften Durchgangsbohrung 23 in der
Zylindertrommel 7 sitzt eine Druckfeder 24, die einen
ebenfalls mittels eines Kugelgelenkes in dem
Triebwellenflansch 4 gelagerten, in die Durchgangsbohrung 23
hineinragenden und die Zylindertrommel 7 führenden
Mittelzapfen 25 an dem Triebwellenflansch 4 abstützt und
somit die Zylindertrommel 7 in Anlage an dem Steuerkörper 5
hält.In a central, stepped through
Beim Betrieb der Axialkolbenmaschine z. B. als Pumpe wird
über die Triebwelle 3 die Zylindertrommel 7 mitsamt den
Kolben 20 in Drehung versetzt. Wenn durch Betätigung der
Verstelleinrichtung 6 die Zylindertrommel 7 gegenüber dem
Triebwellenflansch 4 in eine Schrägstellung verschwenkt
worden ist, so daß sie beispielsweise den in Fig. 1
gezeigten, dem maximalen Verdrängungsvolumen der
Axialkolbenmaschine entsprechenden maximalen Schwenkwinkel α
einnimmt, so vollführen sämtliche Kolben 20 Hubbewegungen;
bei Drehung der Zylindertrommel 7 um 360° durchläuft jeder
Kolben 20 einen Saug- und einen Kompressionshub, wobei
entsprechende Ströme des Hydraulikmediums erzeugt werden,
deren Zu- und Abführung über die Mündungskanäle 19 und den
Hochdruck- und Niederdruckkanal des Steuerkörpers 5 erfolgt.When operating the axial piston machine z. B. is used as a pump
via the
Dabei tritt infolge des Spiels zwischen den bewegten Teilen
Lecköl aus den Leckspalten aus, füllt den freien Raum, den
sog. Leckraum 8, des Gehäuses 1 und strömt über den
Leckanschluß 10 und eine Leckleitung zum Tank hin ab.This occurs due to the game between the moving parts
Leakage oil from the leakage gaps fills the free space
So-called.
Die erfindungsgemäße Besonderheit besteht darin, daß der aus
der Schnittebene der Fig. 1 nicht erkennbare Hochdruck-Kanal
mit zumindest einem an der der Stützlagerfläche 34 des
Stütz- und Schwenklagers 13 gegenüberliegenden Gegenfläche
35 des Steuerkörpers 5 ausmündenden Entlastungs-Kanal
und/oder Schmier-Kanal verbunden ist. Im in den Fig. 1 bis 3
dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei
Entlastungskanäle 30 und 31 und zwei Schmier-Kanäle 32 und
33 vorgesehen. Die Anordnung und der Zweck dieser
Entlastungs-Kanäle 30 und 31 und Schmier-Kanäle 32 und 33
wird nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert.The special feature of the invention is that the
the sectional plane of Fig. 1 not recognizable high-pressure channel
with at least one of the
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen
Steuerkörper 5 und zwar mit Blickrichtung von der
Anschlußplatte 2.Fig. 2 shows a plan view of the
Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Steuerkörpers 5 ist für eine
Axialkolbenmaschine im offenen Kreislauf ausgelegt. Dabei
ist die Axialkolbenmaschine über einen Hochdruck-Kanal 40
mit einer nicht dargestellten Hochdruckleitung und über
einen Niederdruck-Druckkanal 41 mit einer ebenfalls nicht
dargestellten Niederdruckleitung verbunden. Die
Niederdruckleitung steht mit einem offen ausgelegten
Tanksystem in Verbindung. Ein Druckwechsel zwischen der
Hochdruckleitung und der Niederdruckleitung findet bei dem
offenen Kreislauf nicht statt, so daß an dem Hochdruck-Kanal
des steuerkörpers im Betrieb der Axialkolbenmaschine stets
der Hochdruck anliegt.The embodiment shown in FIGS. 2 and 3
of a
Der Hochdruck führende erste Druckkanal 40 des Steuerkörpers
5 umfaßt eine Hochdruck-Längsöffnung 42, die über axiale
Verbindungsbohrungen 43 und 44 mit einer der Zylindertrommel
7 zugewandten nierenförmigen ersten Steueröffnung 39 in
Verbindung steht. Der im Ausführungsbeispiel Niederdruck
führende zweite Druckkanal 41 umfaßt eine im Vergleich zu
der ersten Längsöffnung 42 kürzer und breiter ausgebildete
zweite Längsöffnung 45, die über eine axiale
Durchgangsöffnung mit einer der Zylindertrommel 7
zugewandten, nierenförmigen zweiten Steueröffnung 46 in
Verbindung steht. Die Längsöffnungen 42 und 45 sind an der
dem Stütz- und Schwenklager 13 gegenüberliegenden
Gegenfläche 35 des Steuerkörpers 5 ausgebildet und dienen
der Übergabe des Hydraulikfluids von der Anschlußplatte 2 zu
dem Steuerkörper 5 bzw. umgekehrt.The high pressure leading
Erfindungsgemäß ist zumindest ein Entlastungs-Kanal 30, 31
und/oder zumindest ein Schmier-Kanal 32, 33 in dem
Steuerkörper 5 vorgesehen. Im in den Fig. 2 und 3
dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei
Entlastungskanäle 30 und 31 und zwei Schmier-Kanäle 32 und
33 vorgesehen, die jeweils symmetrisch zu einer Längsachse
47 des Steuerkörpers 5, die mit der Drehachse der
Zylindertrommel 7 zusammenfällt, angeordnet sind.According to the invention, at least one
Die Entlastungs-Kanäle 30 und 31 umfassen jeweils einen
Hauptkanal 48 bzw. 49, der im Ausführungsbeispiel als
Stufenbohrung ausgebildet ist. Die Stufenbohrungen der
Hauptkanäle 48 und 49 sind von einer Stirnseite 50 aus in
den Steuerkörper 5 bis zu dem Hochdruck führenden ersten
Druckkanal 40 durchgebohrt. Im Ausführungsbeispiel münden
die Entlastungs-Kanäle 30 und 31 im Bereich der ersten
Längsöffnung 42 in den Hochdruck führenden ersten Druckkanal
40 ein und über einen jeweils von den Hauptkanälen 48 und 49
stromaufwärts eines Verschlußelements 51 bzw. 52
verzweigenden Nebenkanal 53 bzw. 54 an der der
Stützlagerfläche 34 des Stütz- und Schwenklagers 13
gegenüberliegenden Gegentläche 35 des Steuerkörpers 5 aus.
Die Verschlußelemente 51 und 52 sind im dargestellten
Ausführungsbeispiel von der Stirnseite 50 aus in die
Hauptkanäle 48 und 49 eingeschoben und dort beispielsweise
durch Verstemmen arretiert.The
Die Nebenkanäle 53 und 54 sind in den zugehörigen
Hauptkanälen 48 und 49 so positioniert, daß die Entlastungs-Kanäle
30 und 31 in einem dem ersten Druckkanal 40 bezüglich
einer die Längsachse 42 einschließenden Mittelebene 55
gegenüberliegenden Bereich 56 ausmünden. Durch die an den
Ausmündungen der Nebenkanäle 53 bzw. 54 geschaffenen
hydrostatischen Kräfte werden Gegenmomente erzeugt, die dem
Kippmoment entgegenwirken, das durch den Hochdruck an der
Längsöffnung 42 des Druckkanals 40 hervorgerufen wird. Durch
geeignete Dimensionierung der Anzahl der Nebenkanäle 53 und
54 und deren Abstand von der Mittelebene 55 kann das
Gegenmoment so festgelegt werden, daß es das von dem
Hochdruck an dem ersten Druckkanal 40 hervorgerufene
Kippmoment vollständig oder zumindest nahezu vollständig
kompensiert. Der Steuerkörper 5 ist dann bezüglich der
Mittelebene 55 kräftefrei und ein unsymmetrisches Andrücken
des Steuerkörpers 5 an die Stützlagerfläche 54 des Stütz- und
Schwenklagers 13 wird vermieden. Durch diese
unsymmetrische Belastung des Stützkörpers 5 hervorgerufene
Materialfresser an der Stützlagerfläche 34 des Stütz- und
Schwenklagers 13 oder der Gegenfläche 35 des Steuerkörpers 5
werden durch diese erfindungsgemäße Maßnahme vermieden.The
Um eine übermäßige Materialbeanspruchung in dem den
Hochdruck führenden ersten Druckkanal 40 im bezüglich der
Mittelebene 55 gegenüberliegenden Bereich 56 der Grenzfläche
35 des Steuerkörpers 5 und im gegenüberliegenden Bereich der
Stützlagerfläche 34 weiter entgegenzuwirken, sind bei dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 des weiteren zwei
Schmier-Kanäle 32 bzw. 33 vorgesehen, die ebenfalls
symmetrisch zu der Längsachse 47 des Steuerkörpers 5
angeordnet sind. Die Schmier-Kanäle 32 und 33 umfassen
jeweils einen als Stufenbohrung ausgebildeten Hauptkanal 57
bzw. 58. Die Hauptkanäle 57 und 58 sind ebenfalls von der
Stirnfläche 50 bis zu dem Hochdruck führenden ersten
Druckkanal 40 in den Steuerkörper 5 eingebracht. Im
Gegensatz zu den Hauptkanälen 48 und 49 der Entlastungs-Kanäle
30 und 31 sind die Hauptkanäle 57 und 58 der Schmier-Kanäle
32 und 33 nicht verschlossen, sondern weisen jeweils
ein Drosselelement 59 bzw. 60 auf. Die Drosselelemente 59
und 60 sind von der Stirnseite 50 aus in die Hauptkanäle 57
und 58 eingesetzt. Durch die Drosselelemente 59 und 60 wird
ein gedrosselter Hauptstrom erzeugt, der über Öffnungen 61
bzw. 62 an der Stirnseite 50 des Steuerkörpers 5 in den
Leckraum 8 der Axialkolbenmaschine ausmündet.To avoid excessive material stress in the
High pressure leading
Der stromabwärts der Drosselelemente 59 und 60 gegenüber dem
in dem ersten Druckkanal 40 herrschenden Hochdruck
herabgesetzt Druck des Hydraulikfluids ist zum Schmieren der
Gegenfläche 35 ausreichend. Daher verzweigen stromabwärts
der Drosselelemente 59 und 60 Nebenkanäle 63 und 64 von den
zugehörigen Hauptkanälen 57 und 58 und münden an der
Gegenfläche 35 des Steuerkörpers 5 aus. Das aus den
Nebenkanälen 63 und 64 mit vermindertem Druck austretende
Hydraulikfluidfluid bildet im Bereich zwischen der
Grenzfläche 35 des Steuerkörpers 5 und der Stützlagerfläche
34 des Stütz- und Schwenklagers 13 einen Schmiertfilm und
stellt sicher, daß die Führung des Stützkörpers 5 an dem
Stütz- und Schwenklager 13 ausreichend geschmiert ist.The downstream of the
Durch die erfindungsgemäßen Entlastungs-Kanäle 30 und 31 und
die erfindungsgemäßen Schmier- Kanäle 32 und 33 werden ein
Verklemmen des Steuerkörpers 5 an dem Stütz- und
Schwenklager 13 oder gar Materialfresser an der
Stützlagerfläche 34 oder der Gegenfläche 35 wirkungsvoll
vermieden.Through the
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig.
2, wobei die Position der Hauptkanäle 48, 49, 57 und 58
sowie der Nebenkanäle 53, 54, 63 und 64 gut erkennbar ist.Fig. 3 shows a section along the line III-III in Fig.
2, the position of the
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen ertindungsgemäßen
Steuerkörper 5 entsprechend einem gegenüber Fig. 2
modifizierten zweiten Ausführungsbeispiel. Bereits
beschriebene Elemente sind mit übereinstimmenden
Bezugszeichen versehen, so daß sich insoweit eine
wiederholende Beschreibung erübrigt.Fig. 4 shows a plan view of an
Der Unterschied des in Fig. 4 dargestellten
Ausführungsbeispiels gegenüber dem in Fig. 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die Entlastungs-Kanäle
30 und 31 mit den Schmier-Kanälen 32 und 33 vereinigt
sind. Dazu ist in dem Hauptkanal 57 bzw. 58 des Schmier-Kanals
32 bzw. 33 neben dem bereits beschriebenen Nebenkanal
63 bzw. 64 stromabwärts des Drosselelements 59 bzw. 60 ein
weiterer, an der Gegenfläche 35 ausmündender Nebenkanal 70
bzw. 71 vorgesehen. Während an den Nebenkanälen 63 und 64
aufgrund der Drosselelemente 59 und 60 ein reduzierter Druck
herrscht und das an den Nebenkanälen 63 und 64 austretende
Hydraulikfluid deshalb Schmierzwecken dient, steht das an
den weiteren Nebenkanälen 70 bzw. 71 austretende Druckfluid
unter dem an dem ersten Steuerkanal 40 herrschenden
Hochdruck und erzeugt das bereits beschriebene
kompensierende Gegenmoment. Der Vorteil bei der
Ausgestaltung entsprechend Fig. 4 besteht darin, daß der
bauliche Aufwand gegenüber dem in Fig. 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel geringer ist und nur ein Hauptkanal 57
bzw. 58 in den Steuerkörper 5 einzubringen ist. Der Vorteil
des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel hingegen
besteht darin, daß die Nebenkanäle 63 und 64 einerseits und
53 und 54 andererseits in einer in Fig. 3 dargestellten
gemeinsamen Ebene angeordnet sein können.The difference of that shown in Fig. 4
Embodiment compared to that shown in Fig. 2
Embodiment is that the
Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Steuerkörpers 5, wobei auch hier bereits
beschriebene Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen
versehen sind.Fig. 5 shows a third embodiment of a
Der prinzipielle Unterschied des in Fig. 5 dargestellten
Steuerkörpers 5 gegenüber den in den Fig. 2 und 4
dargestellten Steuerkörpern 5 besteht darin, daß der in Fig.
5 dargestellte Steuerkörper 5 für eine Axialkolbenmaschine
gedacht ist, die im geschlossenen Kreislauf arbeitet. Dabei
ist die Drehrichtung der Axialkolbenmaschine umkehrbar,
wodurch sich eine Druckumkehrung an den Druckkanälen 40 und
41 des Steuerkörpers 5 ergibt. Die Steuerkanäle 40 und 41
des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels sind
deshalb im Gegensatz zu den in den Fig. 2 und 4
dargestellten Steuerkanälen 40 und 41 symmetrisch
ausgebildet. Je nach Drehrichtung steht entweder an dem
ersten Druckkanal 40 Hochdruck und an dem zweiten Druckkanal
41 Niederdruck an oder umgekehrt an dem zweiten Druckkanal
41 Hochdruck und an dem ersten Druckkanal 40 Niederdruck.
Das durch den Hochdruck verursachte Kippmoment wechselt
deshalb bei einem Drehrichtungswechsel der
Axialkolbenmaschine und einem damit verbundenen
Druckseitenwechsel ebenfalls seine Richtung. Dies ist bei
der Ausgestaltung der in Fig. 5 dargestellten Entlastungs-Kanäle
30a, 30b, 31a, 31b berücksichtigt.The basic difference of that shown in Fig. 5
Jeweils ein Paar von Entlastungs-Kanälen 30a und 31a ist
aktiv, wenn an dem ersten Druckkanal 40 Hochdruck ansteht.
Ein zweites Paar von Entlastungs-Kanälen 30b und 31b
hingegen ist aktiv, wenn an dem zweiten Druckkanal 41
Hochdruck ansteht. Entsprechend weisen die ersten
Entlastungs-Kanäle 30a und 31a erste Rückschlagventile 80a
und 81a auf, die öffnen, wenn an dem ersten Druckkanal 40
des Steuerkörpers 5 Hochdruck ansteht. Die zweiten
Entlastungs-Kanäle 30b und 31b weisen jeweils ein zweites
Rückschlagventil 80b bzw. 81b auf, die öffnen, wenn an dem
zweiten Druckkanal 41 des Steuerkörpers 5 Hochdruck ansteht.
Die Entlastungs-Kanäle 30a, 30b, 31a und 31b gliedern sich
in Hauptkanäle 57a, 57b, 58a und 58b, sowie stromabwärts der
Rückschlagventile 80a, 80b, 81a und 81b, jedoch
stromaufwärts von Verschlußelementen 51a, 51b, 52a und 52b
von den zugehörigen Hauptkanälen 57a, 57b, 58a und 58b
verzweigende Nebenkanäle 53a, 53b, 54a und 54b. Die
Nebenkanäle 53a und 54a münden jeweils in einem dem ersten
Druckkanal 40 bezüglich einer Mittelebene 55
gegenüberliegenden Bereich 56a der Gegenfläche 35 aus. Die
Nebenkanäle 53b und 54b hingegen münden in einem dem zweiten
Druckkanal 41 bezüglich einer Mittelebene 55
gegenüberliegenden Bereich 56b der Gegenfläche 35 aus. Auf
diese Weise wird erreicht, daß dem durch den Hochdruck
hervorgerufene Kippmoment jeweils ein entgegengerichtetes
Gegenmoment entgegenwirkt und der Steuerkörper 5 zumindest
nahezu kräftefrei ist. Is a pair of
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Hauptkanäle 57a und 58a des ersten Paares von Entlastungs-Kanälen
30a und 31a jeweils als Bohrungen ausgebildet, die
von der Stirnseite 50 des Steuerkörpers 5 durch die
Längsöffnung 45 des zweiten Druckkanals 41 hindurch bis zu
der Längsöffnung 42 des ersten Druckkanals 40 ausgebildet
sind. Eine von der Stirnseite 50 bis zu dem zweiten
Druckkanal 41 reichende Verlängerung 82 bzw. 83 ist durch
ein Verschlußelement 84 bzw. 85 verschlossen. Entsprechend
sind die Hauptkanäle 57b und 58b des zweiten Paares von
Entlastungs-Kanälen 30b und 31b als Bohrungen ausgebildet,
die von einer der Stirnseite 50 gegenüberliegenden
Stirnseite 86 des Steuerkörpers 5 durch die Längsöffnung 42
des ersten Druckkanals 40 hindurch bis zu der Längsöffnung
45 des zweiten Druckkanals 41 geführt sind. Auch hier ist
die Verlängerung 87 bzw. 88 zwischen dem ersten Druckkanal
40 und der Stirnseite 86 jeweils durch ein Verschlußelement
89 bzw. 90 verschlossen.In the embodiment shown in Fig. 5, the
Die Schmier-Kanäle sind bei dem in Fig. 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel aus Gründen der Vereinfachung
weggelassen. Selbstverständlich könnten entsprechende
Schmier-Kanäle in ähnlicher Ausgestaltung vorgesehen sein.
Die Rückschlagventile könnten bei den Schmier-Kanälen
entfallen, da eine zusätzliche Schmierung in dem bei der
anstehenden Druckrichtung nicht beaufschlagten Bereich 56a
bzw. 56b unschädlich ist. Selbstverständlich können auch bei
diesem Ausführungsbeispiel die Schmier-Kanäle und die
Entlastungs-Kanäle, wie in Fig. 4 dargestellt, baulich
vereinigt werden.The lubrication channels are the one shown in FIG. 5
Embodiment for simplification
omitted. Of course, corresponding could
Lubrication channels can be provided in a similar configuration.
The check valves could be in the lubrication channels
omitted, since an additional lubrication in the
upcoming pressure direction not acted upon
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind vielfältige
konkrete Gestaltungsmöglichkeiten für die Entlastungs-Kanäle
und die Schmier-Kanäle möglich. Es kann ausreichen, nur
Entlastungs-Kanäle oder nur Schmier-Kanäle vorzusehen. Auch
ist es nicht unbedingt notwendig, die Entlastungs-Kanäle und
die Schmier-Kanäle symmetrisch zu der Längsachse 47
anzuordnen. In einzelnen Anwendungsfällen können auch
bereits ein Entlastungs-Kanal und/oder Schmier-Kanal zur
Erzielung der beschriebenen Wirkung ausreichend sein. Die
Schmier- und Entlastungs-Kanäle könnten anstatt als
Bohrungen auch z. B. als Nuten ausgeführt sein.The invention is not shown on the
Embodiments limited. Rather, there are many
concrete design options for the relief channels
and the lubrication channels possible. It may be enough
Relief channels or only lubrication channels should be provided. Also
it is not absolutely necessary to use the relief channels and
the lubrication channels symmetrical to the
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
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dadurch gekennzeichnet,
characterized,
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