DE6609466U

DE6609466U - AXIAL PISTON HYDRAULIC MACHINE.

Info

Publication number: DE6609466U
Application number: DE19646609466
Authority: DE
Inventors: Wittmeyer Helmut
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-10-07
Filing date: 1964-10-07
Publication date: 1972-05-31

Description

Helmut Wittmeyer 3251 Holtensen Kr.115Helmut Wittmeyer 3251 Holtensen Kr.115

Axialkolben-Hydraulik-Maschine
8eschreibung:Axial piston hydraulic machine
Description:

Die Erfindung betrifft Axialkolben-Hydraulik-Kaschinen mit Schlitzsteuerung an der Stirnfläche des rotierenden Zylinderkörpers. The invention relates to axial piston hydraulic machines with Slot control on the face of the rotating cylinder body.

Bei diesen an sich bekannten Maschinen ergibt sich bei Steigerung der Drehzahl über eine Grenze, die von der Größe der Maschine und dem zu beherrschenden Betriebsdruck abhängig ist, das Problem, daß die Wärmeabfuhr von der stillstehenden geschlitzten Steuerfläche und der Stirnfläche des rotierenden Zylinderkörpers nicht ausreicht, um eine solche Erwärmung des zwischen diesen Flächen vorhandenen üles zu verhindern, -se-. daß der CIfilm seine Tragfähigkeit verliert, es zur metallischen Berührung des Zylinderkörpers mit der feststehenden Steuerfläche und zum Fressen der gegeneinander bewegten Flächen kommt. Diese Erscheinung ist der weiteren Leistungssteigerung von Axialkolben-Hydraulik-fäaschinen hinderlich und schließt bis jetzt die Kutzur.g ihrer vorteilhaften Eigenschaften in kraftfahrzeuggetrieben in Verbindung mit relativ schnelllaufenden Llotoren aus.In these machines known per se, when the speed is increased beyond a limit that depends on the size of the Machine and the operating pressure to be controlled is dependent, the problem that the heat dissipation from the stationary slotted The control surface and the end face of the rotating cylinder body are not sufficient to cause such heating of the to prevent existing evil between these surfaces -se-. that the CIfilm loses its load-bearing capacity, it becomes metallic Contact of the cylinder body with the fixed control surface and for fretting of the surfaces moving against one another comes. This phenomenon is a hindrance to the further increase in the performance of axial piston hydraulic milling machines so far concludes the treatment of its beneficial properties in motor vehicle-driven in connection with relatively high-speed motors.

Der Erfindung liegt die Aufgab« zugrunde, die vorstehenden Schwierigkeiten durch eine besondere Ausbildung der feststehenden Steuerfläche, die eine Berührung mit dem Zylinderkörper ab einer bestimmten Drehzahl verhindert, zu überwinden. Das geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die im allgemeinsn als Steuei'spiegel bezeichnete feststehende Steuerfläche mit er.nem an sich bekannten hydrodynamischen Axial-Gleitlager kombiniert wird. In dem hydrodynamischen Axial-Gleitlager bauen sich ähnlich wie in einem Radial Gleitlager an leicht zu dem rotierenden Gegenstück geneigten Flächen tragfähige Clkeile auf, die ab einer bestim.vten L'vehzuhl bzw. Gleitgeschwindigkeit die auf den ZylinäerKorper wirkenden, gegen den Steuerspiegel gerichteten Axialkräfte überwinden und so ein geringfügiges Abrücken des Zylinderkb'rpers vom Steuerspiegel bewirken. Der Wirkungsgrad der Axialkolben-Hydraulik-Maschine wird dadurch, nicht wesentlich beeinträchtigt, weilThe invention is based on the task of overcoming the above difficulties by a special design of the fixed control surface, which prevents contact with the cylinder body above a certain speed. According to the invention, this is done in that the stationary control surface, generally referred to as a control mirror, is combined with a hydrodynamic axial slide bearing known per se. In the hydrodynamic axial slide bearing, similar to a radial slide bearing, load-bearing wedges build up on surfaces that are slightly inclined to the rotating counterpart, which above a certain amount or sliding speed overcome the axial forces acting on the cylinder body and directed against the control plate and thus cause the cylinder body to move slightly away from the control plate. The efficiency of the axial piston hydraulic machine is not significantly impaired because

ν Λ1·ιί t'iiaV or i'.od Zi- I ir.tferlu !'«era crct bei hi-Ίο rar .i;ruhr\.h.L erfolgt, und der Wirkungagrää durch die auftretenen Spaltverluste je Umdrehung beeinträchtigt wird. Me austretende Leckb'lmenge wird aber auf die Zeiteinheit bezogen, so daß ί bei dreifacher !Drehzahl z.B. die dreifache ölmenge je Zeiteinheit austreten darf, ehe der Einfluß auf den V/irkungsgrad so groß iat. wie bei Austritt eines Drittels der ölmenge je j Zeiteinheit bei 1/3 der Drehzahl. Außerdem wird der Zylinder- f körper in Abhängigkeit vor. den auf ihn entsprechend dem Be- j trißbodruck wirkenden Kräften nur in eehr geringem SmSe vom Steuerspiegel abgedrückt, weil bei weiterer Vergrößerung dos Spaltes die hydrodynamisch gebildeten Clkeile an Trngfähig- \ keit verlieren, so öa3 sich bei weiterer Steigerung der Dreh-' f zahl kein wesentlich größerer Spalt ergibt« | ν Λ1 · ιί t'iiaV or i'.od Zi- I ir.tferlu! '«era crct at hi-Ίο rar .i; ruhr \ .hL takes place, and the efficiency is impaired by the gap losses per revolution. However, the amount of leakage that escapes is related to the unit of time, so that at three times the speed, for example, three times the amount of oil per unit of time may escape before the effect on the degree of efficiency is so great. as when a third of the amount of oil escapes per j unit of time at 1/3 the speed. In addition, the cylinder body is dependent on f. to him according to the loading j pulled the trigger from the control plate trißbodruck forces acting only in eehr low SMSE because the Clkeile to Trngfähig- \ hydrodynamically formed losing speed for the further enlargement dos gap so öa3 to 'f payable upon further increase in turning no a much larger gap results in «|

Voraussetzung für die richtige Funktion der vorbeschriebenen 1 Maßnahme ist, daß eich der Zylinderkqrper mit geringem Kraft- | aufwand axial verschieben läßt. Das ist bei Axialkolben-Ma- I schinen der sogenannten Schwenkzylindertrommel-Bauart im all- J gemeinen der Pail. Bei Axialkolben-Maschinen, bei denen das ] Drehmoment der Antriebswelle durch Außen- und Innenverzah- \ nungen auf den achsgleich laufenden Zylinderkörper übertragen wird, tritt aber eine solche Verzwängung in der Verzahnung auf, daß eine axiale Verschiebung des Zylinderkörpers nach Überwindung der Haftreibung in der Verzahnung bei Änderung der v/irkenden Axialkräfte nur ruckweise möglich ist. Damit wird die sichere Punktion der vorbeschriebenen Maßnahme fraglich. The prerequisite for the correct functioning of the above 1 measure is that the cylinder body must be calibrated with little force | Can move effort axially. In the case of axial piston machines of the so-called swivel cylinder drum design, this is generally the Pail. In axial piston machines in which the] Torque of the drive shaft by outer and Internal gear \ calculations is transmitted to the coaxial current cylinder body, but occurs such Verzwängung in the toothing on that axial displacement of the cylinder body to overcome the static friction in the Toothing is only possible in jerks when the acting axial forces change. The safe puncture of the measure described above is therefore questionable.

Deshalb wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, bei Axialkolben-Maschin-en der letztgenannten Art die Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Zylinderkörper durch eine Reihe von Kugeln vorzunehmen, die in mehreren halbkreisförmigen -hüten in der Antriebswelle und im ^ylin— öerkörper eingelegt und durch federnde Anschläge in ihrer axialen Bewegungsfreiheit begrenzt sind. Durch diese Maßnahme ist die Übertragung eines hohen Drehmomentes zwischen der An- tzw. Abtriebswelle und dem Zylinderkörper und trotzdem eine leichte Verschiebbarkeit beider Teile gegeneinander niöglicii, weil sich durch die ir. geringen Maße axial bewegli-It is therefore proposed in a further embodiment of the invention that in the case of axial piston machines of the latter type the connection between the drive shaft and the cylinder body is made by a series of balls that are in several semicircular hats in the drive shaft and in the ^ ylin- öerbodies are inserted and limited in their axial freedom of movement by resilient stops. By this measure is the transmission of high torque between the Antzw. Output shaft and the cylinder body and anyway an easy displaceability of both parts against each other is niöglicii, because due to the ir. small dimensions axially movable

chen Kugeln wie in einem axial belasteten Schrägkugellager eine rollende Reibung zwischen dein Zylinderkorper und der Welle ergibt.balls like in an axially loaded angular contact ball bearing a rolling friction between your cylinder body and the Wave results.

Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine /ocialkölben-Hydraulik-üaschine nach der Erfindung, Pig. 2 eine Draufsicht auf den mit einem hydrodynamisch wirksamen Axialgleitlager kombinierten Steuerspiegel und l?i£* 3 einen Querschnitt durch die Verbindung der An- bzw. Abtriebswelle mit dem Zylinderkörper.In the drawing, FIG. 1 shows a longitudinal section through a / Ocial piston hydraulic machine according to the invention, Pig. 2 one Top view of the with a hydrodynamically effective axial slide bearing combined control plate and l? i £ * 3 a cross section by connecting the input or output shaft to the cylinder body.

Pig* 1 zeigt in einem aus den Teilen 1 und 2 bestehenden GehäuDe einen Zylinderkörper 3 t eier sich mit einer feingearbeiteten Stirnfläche 4 gegenüber einem feststehenden Steuerspiegel 5 bewegt. Eine An- bzw. Abtriebswelle 6 ist in einem Loslager 7 und einem Pestlager 8 geführt. Infolge des Pestlagers 8 ist eine axiale Verschiebung der Welle 6 nicht möglich. Die Verbindung der Welle 6 mit dem Zylinderkörper 3 erfolgt durch Kugeln 9, deren axiale Beweglichkeit vorzugsweise von Ringen 10 aus einem gummielastischen Werkstoff begrenzt wird (Dies kann jedoch auch mit anderen Mitteln erreicht werden, wie z.B. einem gewellten Sprengring aus Pederstahlband). Das aus den Teilen 1 und 2 gebildete Gehäuse der Axialkolbenmaschine ist während des Betriebes ganz mit Öl gefüllt, das durch Nuten 11 im Steuerspiegel 5 an die Gleitflächen des Axialgleitlagers gelangen kann.Pig * 1 shows in a housing consisting of parts 1 and 2 a cylinder body 3 with a finely machined end face 4 opposite a fixed control plate 5 moves. An input or output shaft 6 is guided in a floating bearing 7 and a plague bearing 8. As a result of the plague camp 8 an axial displacement of the shaft 6 is not possible. The connection of the shaft 6 to the cylinder body 3 takes place by balls 9, the axial mobility of which is preferably limited by rings 10 made of a rubber-elastic material (However, this can also be achieved by other means, such as a corrugated snap ring made from Pederstahl band). The housing of the axial piston machine formed from parts 1 and 2 is completely filled with oil during operation can reach the sliding surfaces of the axial sliding bearing through grooves 11 in the control plate 5.

Das hydrodynamische Abdrücken des Zylinderkörpers durch Ölkeilbildung an dem Steuerspiegel nach Pig. 2 kommt dadurch zustande, daß zwischen den planebenen Stirnflächen 12 und den Schmiernuten 11 und 13 leicht geneigte Flächen eingearbeitet sind, an denen sich das an der sich bewegenden Stirnfläche 4 des Zylinderkörpers 3 haftende und dadurch mitgenommene Öl staut.The hydrodynamic pressing of the cylinder body through the formation of an oil wedge on the steering mirror according to Pig. 2 comes about that between the flat end faces 12 and the lubrication grooves 11 and 13 slightly inclined surfaces are incorporated, on which the on the moving end face 4 of the cylinder body 3 adhering and thereby entrained oil accumulates.

Eine Ringnut 14 dient einmal zur Zufuhr von Öl durch die Nuten 11 zu den Schmiernuten 13, andererseits nach Abdrücken des Zylinderkörpers zur Abführung des an der Dichtfläche 15 des Steuerspiegels durchtretenden -uecköls, das dann z.T. durch die Nuten 11 ins Gehäuse abgeführt v/ird. Das an der Dichtfläche 16 durchtretende Öl kann durch einen Kingspalt 17 zwischenAn annular groove 14 serves on the one hand for the supply of oil through the grooves 11 to the lubricating grooves 13, on the other hand after pressing of the cylinder body for the discharge of the oil passing through the sealing surface 15 of the control plate, which is then partly through the grooves 11 lead into the housing. The oil passing through the sealing surface 16 can through a king gap 17 between

- 4 r - 4 r

Welle 8 und Zylinderkörper 3 in das Gehäuse und durch den Leckblabfluß 18 sum ölbehälter entweichen.Shaft 8 and cylinder body 3 into the housing and through the Leak flow 18 plus the oil container escape.

Ale Beispiel ist eine Axialkolben-Hydraulik-Maschine mit nicht veränderbarer Durchoatzmenge gezeigt; die Maßnahmen nach der Erfindung können aber auch an Axialkolben-Maschinen mit veränderbarer Durchsatzmenge (Regelpumpen und -Motoren) und in entsprechenden hydrostatischen Axialkolben-Getrieben Anwendung finden. Bei Axialkolben-Maschinen mit Antrieb des Zylinderkörpers über an den Kolben und der Antriebswelle gelenkig angelenkten Kolbenstangen kann auch der Steuerspiegel nach Pig. 2 allein Anwendung finden. Ferner sind andere als die als Beispiel gezeigte Ausbildungen des Steusrspiegels, so z.B. mit innerhalb der Steuerschlitze 19 und 20 angeordnetem Axialgleitlager möglich.All example is an axial piston hydraulic machine with unchangeable through-oat rate shown; the measures According to the invention, however, axial piston machines with variable throughput rates (regulating pumps and motors) and are used in corresponding hydrostatic axial piston gears. For axial piston machines with drive of the cylinder body via piston rods articulated to the piston and the drive shaft can also be the control plate after Pig. 2 apply alone. Furthermore, other than the example shown designs of the steering mirror, so for example with arranged within the control slots 19 and 20 Axial plain bearings possible.

Claims

ΡΛ7Η67Ι, * - Helirut V, i t t α e y e r 3251 Holtersen I * r. 115 axial piston hydraulic li machine claims:

1. Axial piston hydraulic machine .rit Γ. Slot control on the end face of the rotating Zylir.cerkcrpers _s characterized in that the fixed control surface is corrugated with a known axial slide bearing with hydrodynamically generated impact force, which is arranged concentrically outside or inside the control surface, which is designed in a known manner.

2. Axialkoll> sn = Hyärsulik ^ Ma-SGiiiJQe according to claim I ^ äaöurch characterized in that the connection of the cylinder body with the input or output shaft by several rows of Balls formed v / ird, which in semicircular flutes in the shaft and are inserted in the cylinder body, and their axial freedom of movement is limited by resilient stops is.