DE1030684B - Device for axial piston machines that can be used as a pump or motor with a swiveling cylinder drum and a non-swiveling drive pulley connected to the drive - Google Patents

Device for axial piston machines that can be used as a pump or motor with a swiveling cylinder drum and a non-swiveling drive pulley connected to the drive

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DE1030684B DEW20773A DEW0020773A DE1030684B DE 1030684 B DE1030684 B DE 1030684B DE W20773 A DEW20773 A DE W20773A DE W0020773 A DEW0020773 A DE W0020773A DE 1030684 B DE1030684 B DE 1030684B
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Description

Einrichtung bei als Pumpe oder Motor verwendbaren Axialkolbenmaschinen mit schwenkbarer Zylindertrommel und nicht schwenkbarer, antriebsverbundener Triebscheibe Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung bei Axialkolbenmaschinen, deren schwenkbare Zylindertrommel mit einer im Gehäuse unschwenkbar gelagerten Triebscheibe über die Kolbenstangen in Antriebsverbindung steht.Device for axial piston machines that can be used as pumps or motors with swiveling cylinder drum and non-swiveling drive pulley connected to the drive The invention relates to a device in axial piston machines, the swiveling cylinder drum with a drive pulley that cannot be swiveled in the housing is in drive connection via the piston rods.

Diese Antriebsverbindung erfolgt bei bekannten derartigen Axialkolbenmaschinen z. B. dadurch, daß die aus der Zylindertrommel herausragenden. Enden der Kolbenstangen mit Kugelköpfen versehen sind, welche in der Triebscheibe gelenkig gelagert sind. Dabei ist zwischen Kolben und Triebscheibe eine radial geschlitzte und mit der Zylindertrommel fest verbundene Mitnehmerplatte angeordnet, derart, daß sich die Kolbenstangen mit ihrem Schaft an die Seitenflächen dieser Schlitze anlegen können und dadurch die Antriebsverbindung herstellen..This drive connection takes place in known axial piston machines of this type z. B. in that the protruding from the cylinder drum. Ends of the piston rods are provided with ball heads which are articulated in the drive pulley. There is a radially slit between the piston and the drive pulley and the cylinder drum fixedly connected driver plate arranged in such a way that the piston rods with can put their shaft on the side surfaces of these slots and thereby the Establish drive connection ..

Nachteilig ist dabei, daß die Kolbenstangen nur mit Punktberührung an den Kanten der Schlitze anliegen und dabei noch axiale Gleitbewegungen ausführen. Dadurch werden Verschleiß und Geräuschbildung gefördert und der Wirkungsgrad herabgesetzt.The disadvantage here is that the piston rods only have point contact rest against the edges of the slots while still performing axial sliding movements. This promotes wear and tear and noise generation and reduces efficiency.

Eine andere bekannte Antriebsausführung bei Axialkolbenmaschinen der genannten Art- versucht diese Verhältnisse durch entsprechende Bemessung des Durchmessers- der Kolbenstangen und der Kolbenbohrungen zu verbessern. Hier ist jedoch die größtmögliche Schrägstellung der Kolbenstangen durch die Bohrungen in, den Kolben beschränkt, wodurch unter Umständen die Baugröße der Zylindertrommel und damit der ganzen Pumpe ungünstig beeinflußt werden kann. Auch ist diese Ausführung in der Herstellung kompliziert und teuer.Another known drive design in axial piston machines of the mentioned type - try these conditions by appropriate dimensioning of the diameter - to improve the piston rods and the piston bores. However, here is the largest possible Inclination of the piston rods limited by the holes in the piston, which may reduce the size of the cylinder drum and thus the entire pump can be adversely affected. This design is also complicated to manufacture and expensive.

Die Erfindung geht demgegenüber von der Überlegung aus, daß die Antriebsverbindung zwischen Triebscheibe und schwenkbarer Zylindertrommel möglichst wenig zusätzlich zu überwindende Drehmomente aufweisen soll, da diese sich bekanntlich zum Reibungsdrehmoment der Zylindertrommel addieren und deshalb, sich selbst wieder verstärkend, eine zusätzliche Belastung der Kugelgelenke in tangentialer Richtung hervorrufen. Diese Tangentialkräfte lösen, rückwirkend über die Kolben, in der Zylindertrommel und damit auch im Steuerspiegelkörper Kippmomente aus und beeinflussen dadurch die Anlage des Steuerspiegelkörpers am Gehäuse sehr nachteilig.In contrast, the invention is based on the consideration that the drive connection As little additional as possible between the drive pulley and the swiveling cylinder drum should have to be overcome torques, since these are known to be frictional torque of the cylinder drum and therefore, reinforcing itself again, an additional one Load the ball joints in the tangential direction. These tangential forces loosen, retroactively via the pistons, in the cylinder drum and thus also in the control plate body Tilting moments and thereby influence the system of the control plate body on the Housing very disadvantageous.

In diesem Zusammenhang ist eine bekannte Axialkolbenmaschine zu erwähnen, bei welcher die Zylindertrommel unschwenkbar und die Triebscheibe schwenkbar angeordnet ist. Dabei sind die Kugelgelenke in der Triebscheibe mehrteilig ausgeführt, derart, daß die Enden der fest mit ihren Kolben verbundenen Kolbenstangen mit je einem Bund versehen sind, an welchem sich beim Saug- und Druckhub halbkugelige Gleitstücke abstützen. Bei dieser Anordnung erfolgt jedoch die Antriebsverbindung zwischen Triebscheibe und Zylinder über eine zentralekardanischeKupplung, so daß die Kugelgelenke in der Triebscheibe außer der gelenkigen Abstützung der axialen Kolbenkräfte keine anderen Aufgaben zu erfüllen haben.In this context, a well-known axial piston machine should be mentioned, in which the cylinder drum cannot pivot and the drive pulley is pivotable is. The ball joints in the drive pulley are designed in several parts, in such a way that that the ends of the piston rods firmly connected to their pistons, each with a collar are provided, on which hemispherical sliding pieces are located during the suction and pressure stroke prop up. In this arrangement, however, the drive connection takes place between the drive pulley and cylinder via a central cardanic coupling so that the ball joints in the No other drive pulley apart from the articulated support for the axial piston forces Have tasks to perform.

Die vorliegende Erfindung verbindet die Vorteile der eben genannten. mehrteiligen Kugelgelenke mit dem eingangs erwähnten einfacheren Prinzip, nämlich zur Antriebsverbindung zwischen Triebscheibe und Zylindertrommel die Kolbenstangen selbst zu benutzen. Die dabei vorliegenden mechanischen und kinematischen Aufgaben werden durch die Erfindung in besonders geeigneter Weise dadurch gelöst, daß der Bund zwischen den Ko.lbenstangenteilen gleichen Durchmessers angeordnet ist, wobei die Kolbenstangen.teile auf den beiden Bundseiten von unter sich gleichen, in der Kugelpfanne gelagerten Kugelringen mit radialem Spiel umschlossen werden.The present invention combines the advantages of those just mentioned. multi-part ball joints with the simpler principle mentioned above, namely the piston rods for the drive connection between the drive pulley and the cylinder drum to use yourself. The mechanical and kinematic tasks involved are achieved by the invention in a particularly suitable manner in that the Bund is arranged between the Ko.lbenstangenteile the same diameter, wherein die Kolbenstangen.teile on the two sides of the collar of the same, in the Ball socket mounted ball rings are enclosed with radial play.

In dem Kugelgelenk finden zwischen den einzelnen Bauteilen Gleitbewegungen statt, z. B. führen die Kugelringe in, ihren Kugelpfannen eine Taumelbewegung und die scheibenförmigen Bunde relativ zu den Kugelringen geringfügige und vom Schwenkwinkel abhängige Ellipsenbewegungen aus.Sliding movements take place in the ball joint between the individual components instead of, e.g. B. lead the ball rings in, their ball sockets a tumbling motion and the disc-shaped collars relative to the ball rings and the pivot angle dependent elliptical movements.

Die bei den angestrebten hohen Förderdrücken normalerweise an den Gleitstellen entstehende- Reibung würde aus bereits erwähnten Gründen die Anlage des Steuerspiegelkörpers am Gehäuse nachteilig beeinflussen.The at the desired high delivery pressures normally to the Friction resulting from sliding points would for reasons already mentioned adversely affect the installation of the control plate body on the housing.

Um das zu verhindern, ist nach der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß die der Zylindertrommel abgekehrte ringförmige Berührungsfläche zwischen Kugelring und Bund einen kreisförmigen Hohlraum umschließt, dessen größter Durchmesser annähernd dem Kolbendurchmesser entspricht und der über eine an sich bekannte Mittelbohrung im Kolbenschaft mit dem Zylinderraum verbunden ist.In order to prevent this, according to the invention, the arrangement is made so that the annular contact surface facing away from the cylinder drum between the ball ring and the collar encloses a circular cavity, the largest diameter of which is approximately corresponds to the piston diameter and via a central bore known per se is connected to the cylinder chamber in the piston skirt.

Bei dieser Ausbildung überträgt sich der im Zylinder herrschende Druck auf die Fläche dieses Hohlraumes und vermindert die Reibung an der ringförmigen Anlagefläche des Bundes. Zugleich ist eine gute Schmierung zwischen den Bundflächen und den Kugelringen erreicht.With this design, the pressure prevailing in the cylinder is transferred on the surface of this cavity and reduces the friction on the annular Federal contact area. At the same time there is good lubrication between the collar surfaces and reached the ball rings.

Das dem Zylinder entnommene Drucköl dient auch zur Schmierung der übrigen Gleitflächen der Kugelringe. Ferner, sind erfindungsgemäß die an den Kugelpfannen anliegenden, Kugelflächen der beim Arbeitshub belasteten Kugelringe mit geeignet bemessenen Abflachungen versehen, welche in Verbindung mit dem Öldruck aus dem Zylinderraum eine Entlastung der Kugelgleitflächen bewirken.The pressure oil taken from the cylinder is also used to lubricate the other sliding surfaces of the ball rings. Furthermore, according to the invention are those on the ball sockets adjacent spherical surfaces of the spherical rings loaded during the working stroke are also suitable sized flats, which in connection with the oil pressure from the cylinder chamber cause a relief of the ball sliding surfaces.

Man könnte nun zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes von der Triebscheibe auf die Zylindertrommel den scheibenförmigen Bund mit seinem Umfang an der Kugelpfanne anliegen lassen.. Dabei wäre jedoch ein örtlicher Verschleiß an der Kugel- ; pfannenfläche nicht zu vermeiden. Da diese Fläche jedoch der öldichten Abstützung des hinteren Kugelringes dient, muß sie in ihrer geometrischen Form unverändert bleiben. Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck vorgeschlagen, daß der radiale Spielraum in den Mittelbohrungen der Kolbenringe so. bemessen ist, daß bei Schräglage der Zylindertrommel die Kolbenstangen mit Linienberührung an den Bohrungswänden der Kugelring: anliegen und dadurch die Antriebsverbindung zwischen Triebscheibe und Zylindertrommel hergestellt wird, wobei der Durchmesserunterschied zwischen Bund und Kugelpfanne so viel radiales Spiel ergibt, daß der Bund mit der Kugelpfanne nicht in Berührung kommen kann.One could now transfer the drive torque from the drive pulley on the cylinder drum the disc-shaped collar with its circumference on the ball socket let rest .. This would, however, a local wear on the ball; pan surface can not be avoided. Since this area is the oil-tight support of the rear Serves ball ring, it must remain unchanged in its geometric shape. According to the invention it is proposed for this purpose that the radial clearance in the central bores the piston rings like this. is dimensioned that the piston rods when the cylinder drum is inclined with line contact on the bore walls of the ball ring: make contact and thereby the Drive connection between the drive pulley and cylinder drum is established, wherein the difference in diameter between the collar and the ball socket means so much radial play shows that the collar cannot come into contact with the ball socket.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Fig. 1. zeigt eine Axialkolbenmaschine teilweise im Schnitt; Fi.g. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung im Schnitt die Ausbildung einer Gelenkkugel nach der Erfindung. Im Gehäuse 1 ist die Triebscheibe2 gelagert, welche mit der Welle 3 in, Antriebsverbindung steht. In der Triebscheibe 2 sitzen die mehrteiligen Gelenkkugeln 4, deren Bund 5 einen Bestandteil der zugehörigen Kolbenstange 6 bilden. Die einzelnen Kolbenstangen sind mit den in der Zylindertrommel 8 axial beweglich angeordneten Kolben 7 fest verbunden.Fig. 1 shows an axial piston machine partially in section; Fi.g. 2 shows in an enlarged illustration in section the formation of a joint ball according to the invention. In the housing 1, the drive pulley 2 is mounted, which with the Shaft 3 in, drive connection is. In the drive pulley 2 sit the multi-part Joint balls 4, the collar 5 of which forms part of the associated piston rod 6. The individual piston rods are axially movable with those in the cylinder drum 8 arranged piston 7 firmly connected.

An der Steuerfläche des mit 10 bezeichneten Steuerspiegelkörpers liegt die Zylindertrommel an und ist an einem im Steuerspiegelkörper befestigten Zapfen9 drehbar gelagert. Zur Änderung der Fördermenge ist der Steuerspiegelkörper 10 in einer konkaven zylinderförmigen Gleitfläche 11 des Gehäusedeckels 12 schwenkbar gelagert. Die Schwenkbewegungen können z. B. durch eine im Gehäusedeckel tangential zum Schwenkkreis verschiebbar gelagerte Regelstange 13 oder auf eine andere bekannte Weise vorgenommen werden.The cylinder drum rests on the control surface of the control plate body designated by 10 and is rotatably mounted on a pin 9 fastened in the control plate body. To change the delivery rate, the control plate body 10 is pivotably mounted in a concave, cylindrical sliding surface 11 of the housing cover 12. The pivoting movements can, for. B. be carried out by a control rod 13 displaceably mounted in the housing cover tangentially to the pivoting circle or in some other known manner.

Für die Zu- und Abführung des flüssigen Arbeitsmittels sind der Gehäusedeckel 12, der Steuerspiegelkörper 10 und die Zylindertrommel 8 bzw. deren Zylinderbohrungen mit entsprechenden Kanälen versehen.The housing cover is used to supply and discharge the liquid working medium 12, the control plate body 10 and the cylinder drum 8 or their cylinder bores provided with appropriate channels.

In Fig.2 sind Einzelheiten, der Ausbildung der Gelenkkugeln und der Kolbenstange 6 gezeigt. Letztere ist mittels Gewinde in den Kolben 7 eingeschraubt und trägt am anderen Ende den scheibenförmigen Bund 5, an dessen vorderer bzw. hinterer Seite die abgeflachten Kugelringe 16 bzw. 17 mit ihren Planflächen anliegen. Die Kugelringe sind passend in. die Kugelpfanne 20 eingesetzt, während der Durchmesser des Bundes 5 kleiner als der Kugeldurchmesser ist.In Fig.2 details, the formation of the joint balls and the Piston rod 6 shown. The latter is screwed into the piston 7 by means of a thread and at the other end carries the disk-shaped collar 5, at its front or rear Side the flattened ball rings 16 and 17 are in contact with their flat surfaces. the Ball rings are fitted in. The ball socket 20, while the diameter of the federal government 5 is smaller than the ball diameter.

Auf der Seite des Endstückes 18 der Kolbenstange 6 ist der Bund 5 mit einer kreisringförmigen Aussparung 19 versehen. Die Stirnflächen des Bundes 5 und die daran: anliegenden Flächen der Kugelringe 16 und 17 verlaufen genau planparallel zueinander, so daß der Zwischen, der Kolbenstange 6, 18 und den Bohrungen der Kugelringe vorhandene Raum 15 eine gewisse radiale Beweglichkeit der Kolbenstange gegenüber dem Mittelpunkt der Gelenkkugel bzw. der Kugelpfanne gestattet. Da außerdem der Bund 5 die Kugelringe 16 und 17 auf Abstand hält, so ist durch die angeführten Mittel die notwendige kardanische Beweglichkeit der Kolbenstange in der Triebscheibe erreicht.The collar 5 is on the side of the end piece 18 of the piston rod 6 provided with an annular recess 19. The front faces of the covenant 5 and the adjacent surfaces of the ball rings 16 and 17 run exactly plane-parallel to each other, so that the intermediate, the piston rod 6, 18 and the bores of the ball rings existing space 15 a certain radial mobility of the piston rod the center point of the joint ball or the ball socket. Since the Bund 5 keeps the ball rings 16 and 17 at a distance, so is by the means mentioned the necessary cardanic mobility of the piston rod in the drive pulley is achieved.

Durch eine an sich bekannte Mittelbohrung 21, welche einerseits über den: hohlen Kalben, 7 mit dem Zylinderraum verbunden ist und andererseits in die Kugelpfanne 20 mündet, ist neben einer guten Schmierung der Gleitstellen dafür gesorgt, daß auch im Bereich der Aussparung 19 stets der gleiche Druck herrscht wie im Inneren der zugeordneten Zylinderbohrung. Die Fläche der Aussparung wirkt dadurch als Entlastungsfläche, d. h.., der Kolbendruck wird beinahe oder ganz auf hydraulischem Wege auf die Triebscheibe übertragen..By a known central bore 21, which on the one hand over den: hollow calving, 7 is connected to the cylinder space and on the other hand into the Ball socket 20 opens out, in addition to good lubrication of the sliding points, it is ensured that that the same pressure always prevails in the area of the recess 19 as in the interior the assigned cylinder bore. The area of the recess acts as a relief area, d. h .., the piston pressure is almost or entirely hydraulically on the drive pulley transfer..

Die Wirkungsweise der Axialkolbenmaschine kann als bekannt vorausgesetzt werden.. Die in Fig.1 gezeigte Betriebsstellung ergibt die größte Fördermenge bzw. entspricht dem gräßten Schwenkwinkel des SteuerspiegelköTpers 10. In den Schwenklagen der Zylindertrommel legt sich der zwischen den Kugelringen verlaufende Kolbenstangenteil an die Bohrungswände der Kugelringe mit Linienberührung an und stellt dadurch die Antriebsverbindung zwischen. der Triebscheibe und der Zylindertrommel her. Der Durchmesser des Bundes 5 ist so gewählt, daß auch bei der größten Schwenklage der Zylindertrommel der Bund mit der Kugelpfanne nicht in Berührung kommen kann.The mode of operation of the axial piston machine can be assumed to be known The operating position shown in Fig. 1 results in the greatest flow rate or corresponds to the largest swivel angle of the control plate body 10. In the swivel positions The piston rod part running between the ball rings lies on the cylinder drum to the bore walls of the ball rings with line contact and thereby represents the Drive connection between. the drive pulley and the cylinder drum. The diameter of the federal government 5 is chosen so that even in the largest pivot position of the cylinder drum the collar cannot come into contact with the ball socket.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung bei als Pumpe oder Motor verwendbaren Axialkolbenmaschinen, deren im Gehäuse gelagerte, nicht schwenkbare Triebscheibe mit der schwenkbaren Zylindertrommel über die Kolbenstangen in Antriebsverbindung steht und wobei die fest mit ihren Kolben verbundenen Kolbenstangen mit je einem Bund versehen sind, an welchem .sich beim Saug- und Drucldhub Kugelringe abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (5) zwischen Knlbenstangenteilen (6, '1'8) gleichen Durchmessers angeordnet ist, wobei die Kolbenstangenteile auf den beiden Bundseiten von unter sich gleichen, in der Kugelpfanne gelagerten. Kugelringen (16, 17) mit radialere Spiel umschlossen werden. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Zylindertrommel (8) abgekehrte Berührungsfläche zwischen Kugelring und Bund (5) einen kreisförmigen Hohlraum (19) umschließt, dessen größter Durchmesser annähernd dem Kolbendurchmesser entspricht und der über eine an sich bekannte Mittelbohrung (21) im Kolbenschaft (6, 18) mit dem Zylinderraum verbunden ist. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Arbeitshub an der Kugelpfanne zur Anlage kommende Fläche des belasteten Kugelringes (16) zwecks Schmierung mit dem Zylinderraum über die Mittelbohrung in der Kolbenstange in Verbindung steht und der Kugelring zur hydraulischen Entlastung seiner Kugelfläche mit einer Abflachung versehen ist. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Spielraum (15) in, den Mittelbohrungen der Kugelringe (16, 17) so bemessen ist, da,ß bei Schräglage der Zylindertrommel die Kolbenstangenteile (6, 18) mit Linienberührung an den Bohrungswänden der Kugelringe (16, 17) anliegen und dadurch die Antriebsverbindung zwischen Triebscheibe (2) und Zylindertrommel (8) hergestellt wird, wobei der Durchmesserunterschied zwischen Bund (5) und Kugelpfanne in, an sich bekannter Weise so viel radiales Spiel ergibt, daß der Bund mit der Kugelpfanne- nicht in Berührung kommen kann. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 597 476. PATENT CLAIMS: 1. Device in axial piston machines that can be used as pumps or motors, whose non-pivoting drive pulley, which is mounted in the housing, is in drive connection with the pivoting cylinder drum via the piston rods and the piston rods, which are firmly connected to their pistons, are each provided with a collar on which. Ball rings are supported during the suction and pressure stroke, characterized in that the collar (5) is arranged between knob rod parts (6, '1'8) of the same diameter, the piston rod parts being the same on the two sides of the collar and mounted in the ball socket. Ball rings (16, 17) are enclosed with more radial play. 2. Device according to claim 1, characterized in that the contact surface facing away from the cylinder drum (8) between the ball ring and the collar (5) encloses a circular cavity (19), the largest diameter of which corresponds approximately to the piston diameter and which has a central bore known per se ( 21) in the piston skirt (6, 18) is connected to the cylinder chamber. 3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the surface of the loaded ball ring (16) coming into contact with the ball socket during the working stroke is in communication with the cylinder chamber via the central bore in the piston rod for the purpose of lubrication and the ball ring for hydraulic relief its spherical surface is provided with a flattening. 4. Device according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the radial clearance (15) in the central bores of the ball rings (16, 17) is dimensioned so that the piston rod parts (6, 18 ß when the cylinder drum is inclined ) with line contact on the bore walls of the ball rings (16, 17) and thereby the drive connection between the drive pulley (2) and the cylinder drum (8) is established, the difference in diameter between the collar (5) and the ball socket in a manner known per se as much radial Play shows that the collar cannot come into contact with the ball socket. Documents considered: German Patent No. 597 476.
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