EP2024638A1 - Axial piston machine having a hydrostatic support of the hold-down - Google Patents

Axial piston machine having a hydrostatic support of the hold-down

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EP2024638A1
EP2024638A1 EP07725379A EP07725379A EP2024638A1 EP 2024638 A1 EP2024638 A1 EP 2024638A1 EP 07725379 A EP07725379 A EP 07725379A EP 07725379 A EP07725379 A EP 07725379A EP 2024638 A1 EP2024638 A1 EP 2024638A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axial piston
sliding
piston machine
machine according
pressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07725379A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Stölzer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brueninghaus Hydromatik GmbH
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Brueninghaus Hydromatik GmbH filed Critical Brueninghaus Hydromatik GmbH
Publication of EP2024638A1 publication Critical patent/EP2024638A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • F04B1/122—Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • F04B1/124—Pistons
    • 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
    • F01B3/0082—Details
    • F01B3/0085—Pistons
    • 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
    • F03C1/0602—Component parts, details
    • F03C1/0605—Adaptations of pistons
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an axial piston machine according to the preamble of claim 1.
  • the housing interior comprises a leakage space and a
  • DE 196 01 721 A1 discloses a weight-optimized, multi-part sliding shoe which is suitable for slidingly supporting the pistons of an axial or radial piston machine against an impact force. on a wobble, oblique or SchiefScheibe trained sliding surface is used.
  • the shoe includes a support body connected to the associated piston and a slide member abutting the sliding surface.
  • the shoe is made of materials that allow weight reduction of the shoe, so that the forces acting on the shoe centrifugal forces are reduced. As a result, the axial piston machine can be operated at an increased speed.
  • Lubricating film is formed, which is formed by the fact that a prevailing in a pressure chamber under the sliding shoes pressure over a connecting throttle a pressure which is exerted by the hold-down on the sliding shoes, partially compensated.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a
  • Fig. 2 is a fragmentary view of a piston with shoe from an embodiment of an inventively designed axial piston machine
  • FIG. 3 shows a detail from FIG. 2 in the region designated III in FIG. 2.
  • Fig. 1 shows a better understanding of the measures according to the invention, first in a sectional view of an axial piston machine in Swash plate design with adjustable displacement volume and a current direction according to the prior art.
  • the axial piston machine comprises in a known manner as essential components a hollow cylindrical housing 1 with a frontally open end, which is in Fig. 1 above, a fixed to the housing 1, the open end occlusive terminal block 2, a lifting or swash plate 3, a control body 4th , a drive shaft 5, a cylinder drum 6. Further, in this embodiment, an optional cooling circuit 7 is provided.
  • the swash plate 3 is formed as a so-called pivoting cradle with a semi-cylindrical cross-section and is supported with two mutually spaced parallel to the pivot direction bearing surfaces under hydrostatic discharge to two correspondingly shaped bearing shells 8, which are fixed to the inner surface of the terminal block 2 opposite housing end wall 9 ,
  • the hydrostatic discharge takes place in a known manner via pressure pockets 10 which are formed in the bearing shells 8 and are supplied via connections 11 with pressure medium.
  • a positioning device 13 accommodated in a bulge of the cylindrical housing wall 12 engages over an arm 14 of the swashplate 3 extending in the direction of the connection block 2 and serves to pivot the same about a pivot axis perpendicular to the pivoting direction.
  • the control body 4 is fixed to the housing interior facing the inner surface of the terminal block 2 and provided with two through openings 15 in the form of kidney-shaped control slots, which are connected via a pressure channel 16D or suction channel 16S in the terminal block 2 to a pressure and suction line, not shown are.
  • the pressure channel 16D has a smaller flow cross-section than the suction channel 16S.
  • the housing interior facing and spherical Trained control surface of the control body 4 serves as a bearing surface for the cylinder drum. 6
  • the drive shaft 5 protrudes through a through hole in the housing end wall 9 in the housing 1 and is by means of a bearing 17 in this through hole and by means of another bearing 18 in a narrower bore portion of an end extended blind bore 19 in the terminal block 2 and one closer to this Bore portion adjacent region of a central through hole 20 in the control body 4 rotatably mounted.
  • the drive shaft 5 passes through in the interior of the housing 1 also has a central through hole 21 in the swash plate 3, the diameter of which is dimensioned according to the largest swing deflection of the swash plate or 3, and a central through hole in the cylinder drum 6 with two bore sections.
  • One of these bore sections is integrally formed on the cylinder drum 6, via the
  • Swash plate 3 facing end face 22 protruding sleeve-shaped extension 23 is formed, via which the cylinder drum 6 by means of a splined connection 24 rotatably connected to the drive shaft 5 is connected.
  • the remaining bore portion is formed with a conical shape. It tapers from its cross section of largest diameter near the first bore section to its cross section of smallest diameter near the control body 4 adjacent end face or bearing surface of the cylinder drum 6.
  • the defined by the drive shaft 5 and this conical bore portion annular space is denoted by the reference numeral 25th designated .
  • the cylinder drum 6 has generally axially extending, stepped cylinder bores 26 which are arranged uniformly on a pitch circle coaxial to the drive shaft axis, on the cylinder drum end face 22 directly and on the control body 4 facing Zylindertrommel. Storage area via mouth channels 27 on the same pitch circle as the control slots open. In each of the cylinder drum end face 22 directly opening cylinder bore portions of larger diameter a bushing 28 is used.
  • the cylinder bores 26 including the liners 28 are referred to herein as cylinders.
  • pistons 29 are provided at their the swash plate or lifting disc 3 facing ends with ball heads 30, which are mounted in sliding blocks 31 and hydrostatically supported on a sliding surface 32 of the swash plate or lifting disc 3.
  • Each slide shoe 31 is provided on its the lifting disc 3 facing sliding surface, each with a pressure pocket, not shown in Fig. 1, which is connected via a through hole 33 in the shoe 31 to a stepped axial passage 34 in the piston 29 and in this way with the piston 29th in the cylinder bore 26 delimited working space of the cylinder is connected.
  • each axial passage 34 is in the region of the associated ball head 30 a
  • An axially displaceable by means of the spline connection 24 arranged on the drive shaft 5 and acted upon by a spring 35 in the direction of the swash plate 3 hold-down device 36 holds the sliding blocks 31 in contact with the lifting disc.
  • the axial piston machine is intended for operation with oil as a fluid.
  • the cylinder drum 6 is rotated together with the piston 29 in rotation. If the swashplate 3 is pivoted into an inclined position relative to the cylinder drum 6 by actuation of the adjusting device 13, then all pistons 29 perform lifting movements.
  • each piston 29 passes through a suction and a Compression stroke, with corresponding oil flows are generated, the supply and discharge via the orifice channels 27, the control slots 15 and the pressure and suction channel 16 D and 16 S done.
  • each piston 29 pressure oil from the respective cylinder 26, 28 via the axial passage 34 and the through hole 33 in the associated shoe 31 in the pressure pocket and builds a pressure field between the sliding disk 32 and the respective shoe 31, which as hydrostatic Camp serves for the latter. Furthermore, pressurized oil is fed via the connections 11 to the pressure pockets 10 in the bearing shells 8 for the hydrostatic support of the swashplate 3.
  • Axial piston machines of this type have the disadvantage that the sliding shoes 31, irrespective of whether they are ball-shaped or dome-shaped sliding shoes 31, essentially act on the downholder 36 acted upon by the spring 35 with a mechanical pretension be pressed against the sliding disk 32 of the swash plate 3.
  • the contact point of the two parts is subject to a choice of good sliding and surface qualities of a mechanical friction, especially since the support surface should be kept as small as possible from a structural point of view, so that the
  • a pressure chamber 40 located below the sliding block 31 in the region of a relief surface 41 of the slide shoe 31 is formed at least one connection throttle 43 to one in the bearing surface on the hold-36.
  • the piston 29 is formed in the embodiment of a hollow cylinder with a recess 45.
  • the piston 29 has an integrally formed ball head 44, which in the
  • Fig. 3 is a highly schematic of a section of the shoe 31 is shown.
  • at least one bore 51 is provided, which has a
  • Has diameter D which is dimensioned relative to a gap d between a support bar 49 and the slide shoe 31 so that by a suitable choice of Ratio D / d of the pressure acting on the hold 36 is adjustable.
  • the inventively designed axial piston machine is thus characterized by a hydrostatic relief of the contact surfaces of the sliding blocks 31 on the hold-36, which is characterized mainly in lower manufacturing costs of the sliding partner, since the sliding blocks 31 and the hold-36 can be made due to the discharge of materials, which no longer have to be optimized with regard to the sliding properties. This also results in advantages in terms of the production of sliding partners or their strength.
  • Downholder 36 are transmitted without friction losses on the sliding blocks 31, whereby the reliability of the axial piston machine is improved.
  • the wear between the sliding blocks 31 and the hold-down 36 can also be reduced.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments, but also suitable for use in other types of axial piston machines. All features of the invention can be combined with one another as desired.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

An axial piston machine comprises a housing (1) which receives an eccentric disc (3) and a rotatably mounted cylinder drum (6) having cylinders (26, 28) and pistons (29) which can move to and fro in the former and the ends of which which protrude out of the cylinders (26, 28) are supported on the eccentric disc (3) via a sliding face (31) of a sliding disc (32), and also comprises a hold-down (36), by which the sliding face (31) is held in contact with the sliding disc (32). A pressure which prevails in a pressure space (40) under the sliding shoes (31) compensates partially for a pressure which is exerted on the sliding shoe (32) by the hold-down (36), via a connecting restrictor (43).

Description

Axialkolbenmaschine mit hydrostatischer Auflage des Axial piston machine with hydrostatic support of the
Niederhaltersdown device
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.
Beispielsweise ist aus der DE 44 23 023 Al eine Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse bekannt, dessen Gehäuse-Innenraum einen Leckraum umfaßt und eineFor example, from DE 44 23 023 Al an axial piston machine with a housing is known, the housing interior comprises a leakage space and a
Hubscheibe sowie eine drehbar gelagerte Zylindertrommel mit Zylindern und in diesen hin- und herbewegbare Kolben aufnimmt, deren aus den Zylindern herausragenden Enden sich an der Hubscheibe abstützen.Hub disc and a rotatably mounted cylinder drum with cylinders and in these reciprocating piston receives, whose projecting from the cylinders ends are supported on the lifting disc.
Weiterhin ist aus der DE 196 01 721 Al ein gewichtsoptimierter, mehrteiliger Gleitschuh bekannt, welcher zum gleitenden Abstützen der Kolben einer Axialoder Radialkolbenmaschine gegen eine z.B. auf einer Taumel-, Schräg- oder SchiefScheibe ausgebildete Gleitfläche dient. Der Gleitschuh umfasst einen Stützkörper, der mit dem zugeordneten Kolben verbunden ist, sowie einen Gleitteil, das an der Gleitfläche anliegt. Der Gleitschuh ist aus Materialien gefertigt, welche eine Gewichtsreduktion des Gleitschuhs erlauben, so dass die auf den Gleitschuh wirkenden Fliehkräfte vermindert werden. Dadurch kann die Axialkolbenmaschine bei erhöhter Drehzahl betrieben werden.Furthermore, DE 196 01 721 A1 discloses a weight-optimized, multi-part sliding shoe which is suitable for slidingly supporting the pistons of an axial or radial piston machine against an impact force. on a wobble, oblique or SchiefScheibe trained sliding surface is used. The shoe includes a support body connected to the associated piston and a slide member abutting the sliding surface. The shoe is made of materials that allow weight reduction of the shoe, so that the forces acting on the shoe centrifugal forces are reduced. As a result, the axial piston machine can be operated at an increased speed.
Die bekannten Axialkolbenmaschinen haben dabei denThe known axial piston machines have the
Nachteil, dass die Gleitschuhe, unabhängig von der Wahl ihrer Form, im Wesentlichen von einer gemeinsamen Andruckplatte mit einer mechanischen Vorspannung angepresst werden. Die Kontaktstelle der beiden Teile unterliegt auch bei Wahl guter Gleitpartner undDisadvantage that the shoes, regardless of the choice of their shape, are essentially pressed by a common pressure plate with a mechanical bias. The contact point of the two parts is also subject to choice of good sliding and
Oberflächenqualitäten einer mechanischen Reibung, zumal die Auflagefläche aus baulicher Sicht so klein wie möglich gehalten werden sollte, so dass die Flächenpressung sehr hoch ist. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass in allen Betriebszuständen der Axialkolbenmaschine eine ausreichende Schmierung für die radiale Bewegung der Gleitschuhe zur Verfügung steht.Surface qualities of a mechanical friction, especially since the support surface should be kept as small as possible from a structural point of view, so that the surface pressure is very high. It is therefore an object of the present invention, an axial piston machine of the type mentioned in such a way that in all operating conditions of the axial piston machine sufficient lubrication for the radial movement of the sliding blocks is available.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den verbleibenden Unteransprüchen .The object is achieved by the characterizing features of claim 1 in conjunction with the generic features. Further advantages and features of the invention will become apparent from the remaining dependent claims.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass zwischen den Gleitschuhen und der Gleitscheibe ein permanenterAccording to the invention, it is provided that between the sliding shoes and the sliding disk a permanent
Schmierfilm ausgebildet ist, welcher dadurch entsteht, dass ein in einem Druckraum unter den Gleitschuhen herrschender Druck über eine Verbindungsdrossel einen Druck, der durch den Niederhalter auf die Gleitschuhe ausgeübt wird, teilweise kompensiert wird.Lubricating film is formed, which is formed by the fact that a prevailing in a pressure chamber under the sliding shoes pressure over a connecting throttle a pressure which is exerted by the hold-down on the sliding shoes, partially compensated.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described in more detail below with reference to a preferred embodiment with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einerFig. 1 shows an embodiment of a
Axialkolbenmaschine gemäß dem Stand der Technik,Axial piston machine according to the prior art,
Fig. 2 eine ausschnittsweise Darstellung eines Kolbens mit Gleitschuh aus einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Axialkolbenmaschine, undFig. 2 is a fragmentary view of a piston with shoe from an embodiment of an inventively designed axial piston machine, and
Fig. 3 ein Detail aus Fig. 2 in dem mit III bezeichneten Bereich in Fig. 2.FIG. 3 shows a detail from FIG. 2 in the region designated III in FIG. 2.
Fig. 1 zeigt zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Maßnahmen zunächst in einer Schnittdarstellung eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit verstellbaren Verdrängungsvolumen und einer Stromrichtung gemäß dem Stand der Technik. Die Axialkolbenmaschine umfaßt in bekannter Weise als wesentliche Bauteile ein hohlzylindrisches Gehäuse 1 mit einem stirnseitig offenen Ende, welches in Fig. 1 oben ist, einen am Gehäuse 1 befestigten, dessen offenes Ende verschließenden Anschlussblock 2, eine Hub- oder Schrägscheibe 3, einen Steuerkörper 4, eine Triebwelle 5, eine Zylindertrommel 6. Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel ein optionaler Kühlkreislauf 7 vorgesehen.Fig. 1 shows a better understanding of the measures according to the invention, first in a sectional view of an axial piston machine in Swash plate design with adjustable displacement volume and a current direction according to the prior art. The axial piston machine comprises in a known manner as essential components a hollow cylindrical housing 1 with a frontally open end, which is in Fig. 1 above, a fixed to the housing 1, the open end occlusive terminal block 2, a lifting or swash plate 3, a control body 4th , a drive shaft 5, a cylinder drum 6. Further, in this embodiment, an optional cooling circuit 7 is provided.
Die Schrägscheibe 3 ist als sogenannte Schwenkwiege mit halbzylindrischem Querschnitt ausgebildet und stützt sich mit zwei unter gegenseitigem Abstand parallel zur Schwenkrichtung verlaufenden Lagerflächen unter hydrostatischer Entlastung an zwei entsprechend geformten Lagerschalen 8 ab, die an der Innenfläche der dem Anschlussblock 2 gegenüberliegenden Gehäuse-Stirnwand 9 befestigt sind. Die hydrostatische Entlastung erfolgt in bekannter Weise über Drucktaschen 10, die in den Lagerschalen 8 ausgebildet sind und über Anschlüsse 11 mit Druckmittel versorgt werden. Eine in einer Ausbuchtung der zylindrischen Gehäusewandung 12 untergebrachte Stelleinrichtung 13 greift über einen sich in Richtung des Anschlussblocks 2 erstreckenden Arm 14 der Schrägscheibe 3 an und dient zum Verschwenken derselben um eine zur Schwenkrichtung senkrechte Schwenkachse.The swash plate 3 is formed as a so-called pivoting cradle with a semi-cylindrical cross-section and is supported with two mutually spaced parallel to the pivot direction bearing surfaces under hydrostatic discharge to two correspondingly shaped bearing shells 8, which are fixed to the inner surface of the terminal block 2 opposite housing end wall 9 , The hydrostatic discharge takes place in a known manner via pressure pockets 10 which are formed in the bearing shells 8 and are supplied via connections 11 with pressure medium. A positioning device 13 accommodated in a bulge of the cylindrical housing wall 12 engages over an arm 14 of the swashplate 3 extending in the direction of the connection block 2 and serves to pivot the same about a pivot axis perpendicular to the pivoting direction.
Der Steuerkörper 4 ist an der dem Gehäuse-Innenraum zugewandten Innenfläche des Anschlussblocks 2 befestigt und mit zwei durchgehenden Öffnungen 15 in Form von nierenförmigen Steuerschlitzen versehen, die über einen Druckkanal 16D bzw. Saugkanal 16S im Anschlussblock 2 an eine nicht dargestellte Druck- und Saugleitung angeschlossen sind. Der Druckkanal 16D weist einen kleineren Strömungsquerschnitt als der Saugkanals 16S auf. Die dem Gehäuse-Innenraum zugewandte und sphärisch ausgebildete Steuerfläche des Steuerkörper 4 dient als Lagerfläche für die Zylindertrommel 6.The control body 4 is fixed to the housing interior facing the inner surface of the terminal block 2 and provided with two through openings 15 in the form of kidney-shaped control slots, which are connected via a pressure channel 16D or suction channel 16S in the terminal block 2 to a pressure and suction line, not shown are. The pressure channel 16D has a smaller flow cross-section than the suction channel 16S. The housing interior facing and spherical Trained control surface of the control body 4 serves as a bearing surface for the cylinder drum. 6
Die Triebwelle 5 ragt durch eine Durchgangsbohrung in der Gehäuse-Stirnwand 9 in das Gehäuse 1 hinein und ist mittels eines Lagers 17 in dieser Durchgangsbohrung sowie mittels eines weiteren Lagers 18 in einem engeren Bohrungsabschnitt einer endseitig erweiterten Sackbohrung 19 im Anschlussblock 2 und einem an diesen engeren Bohrungsabschnitt angrenzenden Bereich einer zentrischen Durchgangsbohrung 20 im Steuerkörper 4 drehbar gelagert. Die Triebwelle 5 durchsetzt im Inneren des Gehäuses 1 weiterhin eine zentrische Durchgangsbohrung 21 in der Schrägscheibe 3, deren Durchmesser entsprechend dem größten Schwenkausschlag der Schrägscheibe bzw. Hubscheibe 3 bemessen ist, sowie eine zentrische Durchgangsbohrung in der Zylindertrommel 6 mit zwei Bohrungsabschnitten.The drive shaft 5 protrudes through a through hole in the housing end wall 9 in the housing 1 and is by means of a bearing 17 in this through hole and by means of another bearing 18 in a narrower bore portion of an end extended blind bore 19 in the terminal block 2 and one closer to this Bore portion adjacent region of a central through hole 20 in the control body 4 rotatably mounted. The drive shaft 5 passes through in the interior of the housing 1 also has a central through hole 21 in the swash plate 3, the diameter of which is dimensioned according to the largest swing deflection of the swash plate or 3, and a central through hole in the cylinder drum 6 with two bore sections.
Einer dieser Bohrungsabschnitte ist in einer an der Zylindertrommel 6 angeformten, über deren derOne of these bore sections is integrally formed on the cylinder drum 6, via the
Schrägscheibe 3 zugewandte Stirnseite 22 hinausragenden hülsenförmigen Verlängerung 23 ausgebildet, über die die Zylindertrommel 6 mittels einer Keilnut-Verbindung 24 drehfest mit der Treibwelle 5 verbunden ist. Der verbleibende Bohrungsabschnitt ist mit konischem Verlauf ausgebildet. Er verjüngt sich ausgehend von seinem Querschnitt größten Durchmessers nahe dem ersten Bohrungsabschnitt bis zu seinem Querschnitt kleinsten Durchmessers nahe der am Steuerkörper 4 anliegenden Stirn- oder Lagerfläche der Zylindertrommel 6. Der von der Triebwelle 5 und diesem konischen Bohrungsabschnitt definierte ringförmige Raum ist mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet .Swash plate 3 facing end face 22 protruding sleeve-shaped extension 23 is formed, via which the cylinder drum 6 by means of a splined connection 24 rotatably connected to the drive shaft 5 is connected. The remaining bore portion is formed with a conical shape. It tapers from its cross section of largest diameter near the first bore section to its cross section of smallest diameter near the control body 4 adjacent end face or bearing surface of the cylinder drum 6. The defined by the drive shaft 5 and this conical bore portion annular space is denoted by the reference numeral 25th designated .
Die Zylindertrommel 6 weist allgemein axial verlaufende, abgestufte Zylinderbohrungen 26 auf, die gleichmäßig auf einem zur Triebwellenachse koaxialen Teilkreis angeordnet sind, an der Zylindertrommel-Stirnseite 22 direkt und an der dem Steuerkörper 4 zugewandten Zylindertrommel- Lagerfläche über Mündungskanäle 27 auf dem gleichen Teilkreis wie die Steuerschlitze ausmünden. In die an der Zylindertrommel-Stirnseite 22 direkt ausmündenden Zylinderbohrungsabschnitte größeren Durchmessers ist je eine Laufbuchse 28 eingesetzt. Die Zylinderbohrungen 26 einschließlich der Laufbuchsen 28 sind hier als Zylinder bezeichnet. Innerhalb dieser Zylinder 26, 28 verschiebbar angeordnete Kolben 29 sind an ihren der Schrägscheibe bzw. Hubscheibe 3 zugewandten Enden mit Kugelköpfen 30 versehen, die in Gleitschuhen 31 gelagert und über diese an einer Gleitfläche 32 der Schrägscheibe bzw. Hubscheibe 3 hydrostatisch gelagert sind. Jeder Gleitschuh 31 ist an seiner der Hubscheibe 3 zugewandten Gleitfläche mit je einer in Fig. 1 nicht gezeigten Drucktasche versehen, die über einer Durchgangsbohrung 33 im Gleitschuh 31 an einen abgestuften axialen Durchgangskanal 34 im Kolben 29 angeschlossen und auf diese Weise mit dem vom Kolben 29 in der Zylinderbohrung 26 abgegrenzten Arbeitsraum des Zylinders verbunden ist. In jedem axialen Durchgangskanal 34 ist im Bereich des zugeordneten Kugelkopfes 30 eineThe cylinder drum 6 has generally axially extending, stepped cylinder bores 26 which are arranged uniformly on a pitch circle coaxial to the drive shaft axis, on the cylinder drum end face 22 directly and on the control body 4 facing Zylindertrommel. Storage area via mouth channels 27 on the same pitch circle as the control slots open. In each of the cylinder drum end face 22 directly opening cylinder bore portions of larger diameter a bushing 28 is used. The cylinder bores 26 including the liners 28 are referred to herein as cylinders. Within these cylinders 26, 28 displaceably arranged pistons 29 are provided at their the swash plate or lifting disc 3 facing ends with ball heads 30, which are mounted in sliding blocks 31 and hydrostatically supported on a sliding surface 32 of the swash plate or lifting disc 3. Each slide shoe 31 is provided on its the lifting disc 3 facing sliding surface, each with a pressure pocket, not shown in Fig. 1, which is connected via a through hole 33 in the shoe 31 to a stepped axial passage 34 in the piston 29 and in this way with the piston 29th in the cylinder bore 26 delimited working space of the cylinder is connected. In each axial passage 34 is in the region of the associated ball head 30 a
Drossel ausgebildet. Ein mittels der Keilnut-Verbindung 24 axial verschiebbar auf der Triebwelle 5 angeordneter und durch eine Feder 35 in Richtung der Schrägscheibe 3 beaufschlagter Niederhalter 36 hält die Gleitschuhe 31 in Anlage an der Hubscheibe 3.Throttle trained. An axially displaceable by means of the spline connection 24 arranged on the drive shaft 5 and acted upon by a spring 35 in the direction of the swash plate 3 hold-down device 36 holds the sliding blocks 31 in contact with the lifting disc. 3
Die Funktion der vorstehend beschriebenen Axialkolbenmaschine ist allgemein bekannt und in nachstehender Beschreibung bei Einsatz als Pumpe auf das Wesentliche beschränkt.The function of the above-described axial piston machine is well known and limited in the following description when used as a pump to the essentials.
Die Axialkolbenmaschine ist für den Betrieb mit Öl als Fluid vorgesehen. Über die Treibwelle 5 wird die Zylindertrommel 6 mitsamt den Kolben 29 in Drehung versetzt. Wenn durch Betätigung der Stelleinrichtung 13 die Schrägscheibe 3 in eine Schrägstellung gegenüber der Zylindertrommel 6 verschwenkt ist, so vollführen sämtliche Kolben 29 Hubbewegungen. Bei Drehung der Zylindertrommel 6 um 360° durchläuft jeder Kolben 29 einen Saug- und einen Kompressionshub, wobei entsprechende Ölströme erzeugt werden, deren Zu- und Abführung über die Mündungskanäle 27, die Steuerschlitze 15 und den Druck- und Saugkanal 16D und 16S erfolgen. Dabei läuft während des Kompressionshubs jedes Kolbens 29 Drucköl von dem betreffenden Zylinder 26, 28 über den axialen Durchgangskanal 34 und die Durchgangsbohrung 33 im zugeordneten Gleitschuh 31 in dessen Drucktasche und baut ein Druckfeld zwischen der Gleitscheibe 32 und dem jeweiligen Gleitschuh 31 auf, das als hydrostatisches Lager für letzteren dient. Ferner wird Drucköl über die Anschlüsse 11 den Drucktaschen 10 in den Lagerschalen 8 zur hydrostatischen Abstützung der Schrägscheibe 3 zugeführt.The axial piston machine is intended for operation with oil as a fluid. About the drive shaft 5, the cylinder drum 6 is rotated together with the piston 29 in rotation. If the swashplate 3 is pivoted into an inclined position relative to the cylinder drum 6 by actuation of the adjusting device 13, then all pistons 29 perform lifting movements. Upon rotation of the cylinder drum 6 by 360 °, each piston 29 passes through a suction and a Compression stroke, with corresponding oil flows are generated, the supply and discharge via the orifice channels 27, the control slots 15 and the pressure and suction channel 16 D and 16 S done. It runs during the compression stroke of each piston 29 pressure oil from the respective cylinder 26, 28 via the axial passage 34 and the through hole 33 in the associated shoe 31 in the pressure pocket and builds a pressure field between the sliding disk 32 and the respective shoe 31, which as hydrostatic Camp serves for the latter. Furthermore, pressurized oil is fed via the connections 11 to the pressure pockets 10 in the bearing shells 8 for the hydrostatic support of the swashplate 3.
Solcherart bekannte Axialkolbenmaschinen weisen dabei, wie oben erwähnt, den Nachteil auf, dass die Gleitschuhe 31, unabhängig davon, ob es sich um kugel- oder kalottenförmig ausgeformte Gleitschuhe 31 handelt, im Wesentlichen von dem von der Feder 35 beaufschlagten Niederhalter 36 mit einer mechanischen Vorspannung an die Gleitscheibe 32 der Schrägscheibe 3 angepresst werden. Die Kontaktstelle der beiden Teile unterliegt auch bei Wahl guter Gleitpartner und Oberflächenqualitäten einer mechanischen Reibung, zumal die Auflagefläche aus baulicher Sicht so klein wie möglich gehalten werden sollte, so dass dieAxial piston machines of this type, as mentioned above, have the disadvantage that the sliding shoes 31, irrespective of whether they are ball-shaped or dome-shaped sliding shoes 31, essentially act on the downholder 36 acted upon by the spring 35 with a mechanical pretension be pressed against the sliding disk 32 of the swash plate 3. The contact point of the two parts is subject to a choice of good sliding and surface qualities of a mechanical friction, especially since the support surface should be kept as small as possible from a structural point of view, so that the
Flächenpressung sehr hoch ist. In der Folge können Schäden auftreten, aus denen eine hohe Fehleranfälligkeit sowie aufwendige Reparaturen der Axialkolbenmaschine erwachsen. Um dies zu verhindern, muss in jedem Betriebszustand der Axialkolbenmaschine sichergestellt sein, dass an denSurface pressure is very high. As a result, damage may occur from which a high susceptibility to failure and costly repairs of the axial piston machine accrue. To prevent this, it must be ensured in each operating state of the axial piston machine that the
Auflagestellen der Gleitschuhe 31 an der Gleitfläche 32 eine ausreichende Schmierung für die radiale Bewegung der Gleitschuhe 31 zur Verfügung steht.Placing the sliding blocks 31 on the sliding surface 32 is sufficient lubrication for the radial movement of the sliding blocks 31 is available.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, wie aus dem in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt im Bereich eines Gleitschuhs 31 sowie des zugehörigen Kolbens 29 ersichtlich, dass von einem unter dem Gleitschuh 31 gelegenen Druckraum 40 im Bereich einer Entlastungsfläche 41 des Gleitschuhs 31 zumindest eine Verbindungsdrossel 43 zu einer in der Auflagefläche an dem Niederhalter 36 ausgebildet ist. Dadurch, dass Schmierstoff in die Auflagefläche gelangt, kann ein Druck aufgebaut werden, welcher im Verhältnis zur Vorspannkraft der Feder 35, welche über den Niederhalter 36 auf den Gleitschuh 31 ausgeübt wird, so dimensioniert ist, dass er einen Teil des durch den Niederhalter 36 ausgeübten Drucks kompensiert und dadurch ein beständiger Schmierfilm aufgebaut und erhalten werden kann, der teilweise auch in die ringförmige Nut 32 eindringt.According to the invention, this is made possible, as can be seen from the section in the region of a sliding block 31 and the associated piston 29 shown in FIG. 2, by a pressure chamber 40 located below the sliding block 31 in the region of a relief surface 41 of the slide shoe 31 is formed at least one connection throttle 43 to one in the bearing surface on the hold-36. By virtue of the lubricant entering the bearing surface, a pressure can be built up which is dimensioned in relation to the pretensioning force of the spring 35, which is exerted on the sliding shoe 31 via the hold-down device 36, so that it forms part of the pressure exerted by the hold-down device 36 Pressure compensated and thereby a durable lubricating film can be constructed and maintained, which partially penetrates into the annular groove 32.
Der Kolben 29 ist im Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch mit einer Ausnehmung 45 ausgebildet. Der Kolben 29 weist einen angeformten Kugelkopf 44 auf, welcher in denThe piston 29 is formed in the embodiment of a hollow cylinder with a recess 45. The piston 29 has an integrally formed ball head 44, which in the
Gleitschuh 31 eingreift. Die Ausnehmung 45 steht über eine Bohrung 46 im Kugelkopf 44, welche sich in einer Bohrung 47 im Gleitschuh 31 fortsetzt, mit dem Druckraum 40 in Verbindung. Für diesen Fall ist es daher möglich, den gedrosselten Hochdruck des Schmiermittels zu verwenden, welcher über die Ausnehmung 45 des Kolbens 29 und die Bohrungen 46, 47 am Druckraum 40 anliegt. Die Feder 35, welche den Niederhalter 36 beaufschlagt, ist in Fig. 2 nicht weiter dargestellt. Die Krafteinleitung ist jedoch durch den Pfeil gekennzeichnet.Slide shoe 31 engages. The recess 45 is connected via a bore 46 in the ball head 44, which continues in a bore 47 in the shoe 31, with the pressure chamber 40 in connection. For this case, it is therefore possible to use the throttled high pressure of the lubricant, which rests on the pressure chamber 40 via the recess 45 of the piston 29 and the bores 46, 47. The spring 35, which acts on the hold-down device 36, is not shown in FIG. 2. However, the force is indicated by the arrow.
In Fig. 3 ist stark schematisiert ein Ausschnitt aus dem Gleitschuh 31 dargestellt.In Fig. 3 is a highly schematic of a section of the shoe 31 is shown.
Bei einer in Fig. 3 dargestellten Ausbildung derIn one embodiment shown in Fig. 3 of the
Lauffläche 52 der Gleitschuhe 31 in Form eines Labyrinths 50 mit Dichtstegen 48 und Stützstegen 49 kann der Abgriff des Drucks für den Aufbau des Schmierfilms an einer geeigneten gedrosselten Stelle abgenommen werden. Hierzu ist zumindest eine Bohrung 51 vorgesehen, welche einenRunning surface 52 of the sliding blocks 31 in the form of a labyrinth 50 with sealing webs 48 and support webs 49, the tap of the pressure for the construction of the lubricating film can be removed at a suitable throttled point. For this purpose, at least one bore 51 is provided, which has a
Durchmesser D aufweist, welcher gegenüber einem Spaltmaß d zwischen einem Stützsteg 49 und des Gleitschuhs 31 so bemessen ist, dass durch eine geeignete Wahl des Verhältnisses D/d der auf den Niederhalter 36 wirkende Druck einstellbar ist.Has diameter D, which is dimensioned relative to a gap d between a support bar 49 and the slide shoe 31 so that by a suitable choice of Ratio D / d of the pressure acting on the hold 36 is adjustable.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Axialkolbenmaschine zeichnet sich somit durch eine hydrostatische Entlastung der Anlageflächen der Gleitschuhe 31 an dem Niederhalter 36 aus, welche sich vor allem in geringeren Herstellungskosten der Gleitpartner auszeichnet, da die Gleitschuhe 31 und der Niederhalter 36 aufgrund der Entlastung aus Materialien gefertigt sein können, welche nicht mehr optimiert in Bezug auf die Gleiteigenschaften sein müssen. Daraus ergeben sich auch Vorteile in Hinblick auf die Fertigung der Gleitpartner bzw. deren Festigkeit.The inventively designed axial piston machine is thus characterized by a hydrostatic relief of the contact surfaces of the sliding blocks 31 on the hold-36, which is characterized mainly in lower manufacturing costs of the sliding partner, since the sliding blocks 31 and the hold-36 can be made due to the discharge of materials, which no longer have to be optimized with regard to the sliding properties. This also results in advantages in terms of the production of sliding partners or their strength.
Durch die Entlastung können höhere Vorspannungen desBy relieving higher biases of the
Niederhalters 36 ohne Reibungsverluste auf die Gleitschuhe 31 übertragen werden, wodurch die Funktionssicherheit der Axialkolbenmaschine verbessert wird. Der Verschleiß zwischen den Gleitschuhen 31 und dem Niederhalter 36 kann dadurch ebenfalls vermindert werden.Downholder 36 are transmitted without friction losses on the sliding blocks 31, whereby the reliability of the axial piston machine is improved. The wear between the sliding blocks 31 and the hold-down 36 can also be reduced.
Zudem ist bedingt durch die Ausbildung eines Schmierfilms in allen Betriebszuständen der Axialkolbenmaschine eine gedämpfte Anlage der Bauteile mit der Reduzierung des Übertrags von Körperschall möglich.In addition, due to the formation of a lubricating film in all operating conditions of the axial piston machine a damped system of components with the reduction of the transfer of structure-borne noise possible.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern auch zur Anwendung in weiteren Bauarten von Axialkolbenmaschinen geeignet. Alle Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. The invention is not limited to the illustrated embodiments, but also suitable for use in other types of axial piston machines. All features of the invention can be combined with one another as desired.

Claims

Ansprüche claims
1. Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse (1), welches eine Hubscheibe (3) sowie eine drehbar gelagerte1. Axial piston machine with a housing (1) which a lifting disc (3) and a rotatably mounted
Zylindertrommel (6) mit Zylindern (26, 28) und in diesen hin- und herbewegbare Kolben (29) aufnimmt, deren aus den Zylindern (26, 28) herausragenden Enden sich über Gleitfläche (31) an einer Gleitscheibe (32) an der Hubscheibe (3) abstützen, sowie mit einem NiederhalterCylinder drum (6) with cylinders (26, 28) and in these reciprocating piston (29) receives, whose from the cylinders (26, 28) protruding ends via sliding surface (31) on a sliding disk (32) on the lifting disc (3) support, as well as with a hold-down
(36), durch welchen die Gleitfläche (31) in Anlage an der Gleitscheibe (32) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Druckraum (40) unter den Gleitschuhen (31) herrschender Druck über eine Drosselstelle einen(36), by which the sliding surface (31) are held in contact with the sliding disk (32), characterized in that in a pressure chamber (40) under the sliding shoes (31) prevailing pressure via a throttle point a
Druck, der durch den Niederhalter (36) auf die GleitschuhePressure by the hold-down (36) on the sliding shoes
(32) ausgeübt wird, teilweise kompensiert.(32) is exercised, partially compensated.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselstelle in Form einer Verbindungsdrossel (43) in den Gleitschuhen (31) ausgebildet ist.2. Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the throttle point in the form of a connecting throttle (43) in the sliding shoes (31) is formed.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsdrossel (43) mit einer Nut (42) zwischen dem Niederhalter (36) und dem Gleitschuh (31) in Verbindung steht.3. Axial piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting throttle (43) with a groove (42) between the hold-down (36) and the sliding block (31) is in communication.
4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (36) an einer ringförmigen Anlagefläche (41) zwischen der Verbindungsdrossel (43) und der Nut (42) an den Gleitschuhen (31) anliegt.4. axial piston machine according to claim 3, characterized in that the hold-down (36) on an annular bearing surface (41) between the connecting throttle (43) and the groove (42) on the sliding shoes (31).
5. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Druck des Niederhalters (36) entgegenwirkende Druckkraft durch den Durchmesser der Drosselverbindung einstellbar ist.5. axial piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized the pressure force acting against the pressure of the hold-down (36) is adjustable by the diameter of the throttle connection.
6. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gleitfläche (32) der Hubscheibe (3) gegenüberliegende Lauffläche (52) der Gleitschuhe (31) ein Labyrinth (50) aufweist.6. axial piston machine according to claim 1, characterized in that one of the sliding surface (32) of the lifting disc (3) opposite the running surface (52) of the sliding blocks (31) has a labyrinth (50).
7. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Labyrinth (50) Dichtstege (48) aufweist, welche in dichtender Anlage an der Hubscheibe (3) anliegen.7. axial piston machine according to claim 6, characterized in that the labyrinth (50) has sealing webs (48) which rest in sealing contact with the lifting disc (3).
8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Labyrinth (50) Stützstege (49) aufweist, welche von der Hubscheibe (3) durch einen Abstand (d) beabstandet sind.8. axial piston machine according to claim 6 or 7, characterized in that the labyrinth (50) supporting webs (49) which are spaced from the lifting disc (3) by a distance (d).
9. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gleitschuhen (31) zumindest eine Bohrung (51) vorgesehen ist, welche benachbart zu mindestens einer der Stützstege (49) in das Labyrinth (50) einmündet.9. Axial piston machine according to one of claims 6 to 8, characterized in that in the sliding shoes (31) at least one bore (51) is provided which opens adjacent to at least one of the support webs (49) in the labyrinth (50).
10. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bohrung (51) einen Durchmesser (D) aufweist .10. axial piston machine according to claim 9, characterized in that the at least one bore (51) has a diameter (D).
11. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Druck des Niederhalters (36) entgegenwirkende Druckkraft durch das Verhältnis (D/d) des Durchmesses (D) der Bohrung (51) zu dem Abstand (d) der Stützstege (49) von der Hubscheibe (3) einstellbar ist. 11. Axial piston machine according to claim 10, characterized in that the pressure of the blank holder (36) counteracting pressure force by the ratio (D / d) of the diameter (D) of the bore (51) to the distance (d) of the support webs (49). from the lifting disc (3) is adjustable.
12. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Ausnehmung (45) des Kolbens (29) sowie Bohrungen (46, 47) im Kugelkopf (44) des Kolbens (29) und im dazugehörigen Gleitschuh (31) der Druckraum (40) mit Betriebsdruck beaufschlagbar ist.12. axial piston machine according to one of claims 1 to 11, characterized in that via a recess (45) of the piston (29) and bores (46, 47) in the ball head (44) of the piston (29) and in the associated sliding block (31) the pressure chamber (40) can be acted upon by operating pressure.
13. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gleitschuhen (31), der Gleitfläche (32) und zwischen den Gleitschuhen (31) und dem Niederhalter (36) ein permanenter Schmierfilm ausgebildet ist. 13. Axial piston machine according to one of claims 1 to 12, characterized in that between the sliding shoes (31), the sliding surface (32) and between the sliding shoes (31) and the hold-down (36) is formed a permanent lubricating film.
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