DE832852C

DE832852C - Axial piston machine, especially for pumping fluids

Info

Publication number: DE832852C
Application number: DESCH510A
Authority: DE
Inventors: Leo Peter Widmer
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Current assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Priority date: 1946-03-08
Filing date: 1949-11-24
Publication date: 1952-02-28

Description

Axialkolbenmaschine, insbesondere für die Förderung von Flüssigkeit Bei solchen Maschinen, hei denen die in axialer Richtung arbeitenden Kolben im Kreis um die Antriebswelle und parallel zu derselben angeordnet sind, ist es bekannt, die Kolben mittels einer von der Antriebswelle in eine Taumelhewegung versetzten Schrägscheibe zu bewegen und die Fördermenge durch Änderung der Neigung dieser Scheil)e zu verändern. Diese Art der Regelung erfordert aber die Übertragung der Verstellbewegung auf an der rotierenden Welle der Kolbenmaschine vorgesehene Teile, und die auf der Welle sitzenden verstellbaren Gelenkteile sind dem vollen Antriebsdrehmoment der Maschine ausgesetzt.Axial piston machine, especially for pumping liquids In such machines, the pistons working in the axial direction are called in a circle are arranged around the drive shaft and parallel to it, it is known set the pistons in a tumbling motion by means of one of the drive shaft To move the swash plate and the delivery rate by changing the inclination of this wedge) e to change. However, this type of regulation requires the transmission of the adjustment movement on parts provided on the rotating shaft of the piston machine, and those on the The shaft-seated adjustable joint parts are the full drive torque of the Machine exposed.

Anderseits ist es bekannt. Axialkoll)en mittel: einer umlaufenden Nockenscheihe in der Weise mit verstellbarem Hub zu bewegen, daß durch axiale Verschiebung der Nockenscheibe die Kolben längere oder kürzere Zeit mit dem Nocken in Berührung bleiben und entsprechend eine größere oder kleinere Hubbewegung ausführen. Mit Ausnahme bei der Einstellung auf vollen Hub erleiden dabei die Köpfe der Kolben, die nur zeitweise an der Nockenscheibe anstehen, bei Beginn der Berührung mit dem Nocken heftige Stöße, die zu starker Abnutzung dieser Teile oder gar zu deren Zerstörung führen können.- . .On the other hand, it is known. Axial coll) en medium: one circumferential To move cam plate in such a way with adjustable stroke that by axial displacement the cam, the pistons are in contact with the cam for a longer or shorter period of time stay and execute a larger or smaller stroke movement accordingly. With the exception when setting to full stroke, the heads of the pistons only suffer temporarily standing on the cam disk when contact with the cam begins violent shocks that lead to excessive wear and tear of these parts or even to their destruction being able to lead.- . .

Bei der Bauart der Axialkolhenmaschinenach der Erfindung wird die Verstellung der Neigung einer Schrägscheibe einerseits und eine stoßweise Betätigu.ttg der Kolben anderseits vermieden. Dies geschieht dadurch, daß der Antrieb der Kolben mittels einer axial verstellbaren, in ihrer Neigung unveränderlichen Schrägscheibe, die mit den Kolben stets kraftschlüssig verbunden bleibt -und die auf eincni mit der Welle umlaufenden Mitnehmer mittels eiri°r Lagerung drehbar gelagert ist, kombiniert wird mit einer Steuerung des Beginnes des Druckhubs durch Abschließen von nach außen in einen von dem Schrägscheibenraum getrennten Raum führenden Öffnungen in den Zylinderwandungen durch die Kolben, derart. daß eine axiale Verschiebung der Schrägscheibe relativ zu den Öffnungen in den Zylinderwandungen eine Änderung des für die Förderung nutzbaren Kolbenweges zur Folge hat.In the construction of the axial piston machine according to the invention, the Adjustment of the inclination of a swashplate on the one hand and an intermittent Actätigu.ttg the piston on the other hand avoided. This is done by driving the piston by means of an axially adjustable swash plate whose inclination cannot be changed, the ones with the pistons always remains positively connected -and the rotatably mounted on a driver rotating with the shaft by means of a bearing is combined with a control of the start of the printing stroke by closing from the outside into a space separated from the swashplate space openings in the cylinder walls through the piston, such. that an axial displacement of the swash plate relative to the openings in the cylinder walls a change of the piston path that can be used for the promotion.

Die Zeichnung f)etrifft zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Fig. i eine Pumpe mit horizontaler Drehachse im Längsschnitt, Fig.2 einen Teil eitler Pumpe mit vertikaler Drehachse im Längsschnitt.The drawing f) relates to two exemplary embodiments of the subject matter of the invention, namely Fig. 1 shows a pump with a horizontal axis of rotation in longitudinal section, Fig.2 a part of a vain pump with a vertical axis of rotation in a longitudinal section.

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 11t-111 der Fig. 1.3 shows a cross section along line 11t-111 in FIG. 1.

Gemäß Fig. i und 3 sind in dem äußeren Pumpengehä uze t. das durch die beiden Deckel 2 und 3 abgeschlossen ist, ein inneres Gehäuse 4 und der Zylinderblock 5 befestigt. 1n <lern Z\'linderlilock 5 sind zwölf Bohrungen 7 vorgesehen.. in denen die Kolben 8 arbeiten. Diese Bohrungen 7 sind im Kris um die Achse der Antriebswelle 18 angeordnet und verlaufen parallel zu dieser. Die Kolben 8 werden mittels der Federn 9 gegen die Schrägscheibe to gedrückt und berühren dieselbe längs einer Mantellinie des kegelförmigen Kolbenkopfes 11. In die Bohrungen 7 münden seitliche Öffnungen 13, die diese Bohrungen mit dem Raum ia innerhalb des äußeren Gehäuses i verbinden. Dieser Raum ia ist etwa bis zu einem Niveau 22 mit Flüssigkeit gefüllt und von dem die Schrägscheibe io enthaltenden Raum 6 durch das innere Gehäuse 4 und den Zylinderblock getrennt, so daß Schaumerzeugung im Ölvorrat durch die im Schrägscheibenraum 6 umlaufenden Teile vermieden wird. Das rechte Ende der Zylinderbohrungen wird gegen den Förderraum 28 durch federbelastete, als Riickschlagventile dienende Kugeln 14 geschlossen gehalten.According to FIGS. I and 3 are t in the outer pump housing. which is closed by the two covers 2 and 3, an inner housing 4 and the cylinder block 5 attached. 1n <learn Z \ 'linderlilock 5 twelve bores 7 are provided .. in which the pistons 8 work. These bores 7 are arranged in the Kris around the axis of the drive shaft 18 and run parallel to this. The pistons 8 are pressed against the swash plate to by means of the springs 9 and touch the same along a surface line of the conical piston head 11. Lateral openings 13 open into the bores 7 and connect these bores with the space ia within the outer housing i. This space ia is filled with liquid approximately up to a level 22 and separated from the space 6 containing the swash plate io by the inner housing 4 and the cylinder block, so that foam generation in the oil supply by the parts rotating in the swash plate space 6 is avoided. The right end of the cylinder bores is held closed against the delivery chamber 28 by spring-loaded balls 14 serving as non-return valves.

Die Schrägscheibe io ist mittels Kugellagern 16 und 17 an dem mit der Antriebswelle 18 drehfest, aber längs verschiebbar verbundenen \Iitnehmer i9 in schiefer Stellung gegenüber der Drehachse der .Antriebswelle 18 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 18 ist im inneren Gehäuse 4 und im Zylinderblock 5 in den Kugellagern 20 und 21 gelagert. Der Mitne'hmer 1g liegt mittels Kugellager 23 an der im inneren Gehäuse 4 drehbar gelagerten und mittels des daran vorgesehenen Gewindes 24 irr Axialrichtung verschiebbaren (verschraubbaren) Verstellhülse 25 an. Zur Verdrehung und damit axialen Verstellung der Hülse 25 ist an deren Umfang eine Verzahnung 26 vorgesehen, in welche das im inneren Gehäuse 4 drehbar gelagerte Schneckenrad 27 eingreift.The swash plate io is by means of ball bearings 16 and 17 on the with the drive shaft 18 non-rotatably but longitudinally displaceably connected drivers i9 rotatably mounted in an inclined position relative to the axis of rotation of the .Antriebswelle 18. The drive shaft 18 is in the inner housing 4 and in the cylinder block 5 in the ball bearings 20 and 21 stored. The carrier 1g lies on the inside by means of ball bearings 23 Housing 4 rotatably mounted and irr by means of the thread 24 provided thereon Axially displaceable (screwable) adjusting sleeve 25. To twist and thus axial adjustment of the sleeve 25 is a toothing 26 on its circumference provided, in which the worm wheel 27, which is rotatably mounted in the inner housing 4 intervenes.

Die Pumpe arbeitet in der Weise, claß bei laufender Welle 18 die Kolben eine in axialer Richtung hin ut<d her gehende Bewegung ausführen. Bei jedem Arbeitsspiel (Hinundhergang) der Kolben werden dabei die Öffnungen 13 von den Kolben einmal freigegeben, so daß daselbst die Flüssigkeit, z. 13. Ö1, aus dem Raum ia in die Bohrungen 7 eintreten kann. Nach Abschluß der Öffnungen 13 durch die Kolben wird die Flüssigkeit durch die dann sich öffnenden Ventile 14 in den Raum 28 befördert. von wo atis die Flüssigkeit durch die Leitung 29 irgendwelchem Arbeitszweck zugeführt werden kann. Die Öffnungen 13 miissen so bemessen sein, daß die Zeit. während der sie von den Kolben freigegeben werden, ausreicht, um den Zvlinderratim mit Flüssigkeit aus dem Raum ia, der z. B. mater Atniospliärendruck steht, zu füllen.The pump works in such a way that when the shaft 18 is running, the pistons are driven execute a movement going backwards in the axial direction. With every work cycle (Backward movement) of the pistons, the openings 13 of the pistons are released once, so that there the liquid, z. 13. Ö1, enter the bores 7 from the space ia can. After closing the openings 13 through the piston, the liquid is through the valves 14 which then open are conveyed into the space 28. from where atis the liquid can be supplied through line 29 for any work purpose. The openings 13 must be measured so that the time. during which it is released from the piston be sufficient to the Zvlinderratim with liquid from the room ia, the z. B. mater atmospheric pressure is to fill.

Befindet sich die Hülse 25 in der gezeichneten axialen Stellung, so entspricht der zur Förderung von Flüssigkeit dienende Teil des Kolbenhubs der Strecke S (Fig. i) bzw. der Länge der Überdeckung der Stirnfläche 12 des Kolbens 8 mit Bezug auf die Abschlußkante 15 der Öffnung 13. 4@'ird nun die Verstellllülse 25 nach litll;s verschoben, so wird diese Überdeckung und damit der nützliche Kolbenhub s und die Fördermenge der Pumpe kleiner. Vl'ird die @'erstellhülse 25 so weit nach links verstellt, bis die Kolbenstirnfläche 12 am l:ri<le des Kolbenhubs nur noch bis an die =Xbscliluhkaiit^ i_5 der Öffnungen 13 heranreicht, so ist die Fördermenge gleich Null (Leerlauf), und trotz der mit Vollhub arbeitenden Kolben 8 wird die Flüssigkeit nur durch die Öffnungen 13 in die Zylinder hineingesaugt und wieder hinausbefördert, ohne daß im Zylinder Druck entsteht und ohne claß die Ventile 14 Überhaupt angehoben werden.If the sleeve 25 is in the axial position shown, so corresponds to the part of the piston stroke that is used to convey liquid S (Fig. I) or the length of the overlap of the end face 12 of the piston 8 with reference on the end edge 15 of the opening 13. 4 @ 'ird now the adjusting sleeve 25 according to litll; s shifted, this overlap and thus the useful piston stroke s and the Pump delivery rate smaller. The preparation sleeve 25 is adjusted so far to the left that until the piston face 12 on the l: ri <le of the piston stroke only up to the = Xbscliluhkaiit ^ i_5 reaches the openings 13, the delivery rate is equal to zero (idling), and despite the piston 8 working with full stroke, the liquid is only through the Openings 13 sucked into the cylinder and conveyed out again without Pressure arises in the cylinder and the valves 14 are raised at all without claß.

Die Bauart nach Fig. 2, die nur die Partie der Verstellhülse einer vertikalachsigen Pumpe zeigt, unterscheidet sich von jener nach Fig. i dadurch. daß die im inneren Gehäuse ¢ axial geführte Verstellhülse 30 nicht mehr mittels eines Gewindes verstellbar ist, sondern von einer Feder 31 bewegt wird, die sich mit ihrem oberen Ende am festen Gehäusedeckel 32 abstützt und deren Zusarnmendrückung durch den Gesamtdruck der unter (lern Druck der geförderten Flüssigkeit stehenden Kolben 8 bestimmt wird. Ist der Druck, den dich Kolben ` zu Überwinden haben, groß, so wird die Feder 31 inelir zusammengedrückt und dadurch automatisch infolge des kleineren nützlichen Kolbenweges die Fördermenge verkleinert. Das Umgekehrte ist der Fall, wenn derDruck, den die Kolben zu überNvinderi haben, kleiner ist; auf diese \@ eise kann vorteilhafterweise die Fördernenge der Punipe ohne Leistungsverluste bei größerem L#iirderclruck verkleinert, bei kleinerem Förderdruck vergrößert werden.The design according to FIG. 2, which shows only the part of the adjusting sleeve of a vertical axis pump, differs from that according to FIG. that the adjusting sleeve 30, which is axially guided in the inner housing, is no longer adjustable by means of a thread, but is moved by a spring 31, the upper end of which is supported on the fixed housing cover 32 and its compression due to the total pressure of the under (learning pressure of the conveyed Liquid standing piston 8 is determined. If the pressure that the piston `` have to overcome is high, the spring 31 is compressed inelir and thereby automatically reduced as a result of the smaller useful piston travel, the flow rate. The reverse is the case when the pressure the pistons have to be smaller; in this way, the delivery rate of the punipe can advantageously be reduced without loss of performance with a higher load pressure, and increased with a lower delivery pressure.

Das Ansaugen der Flüssigkeit durch die Kolben kann außer durch die Öffnungen 13 durch besondere Ansaugstutzen erfolgen, die aber je mit einem, Saugventil, das als Rückschlagventil wirkt, versehen sein müssen, damit diese ztisätzliclie \"ei-lliti(lulig nur während des Sanghubs. nicht aber während des Druckhubs offen ist. Die Funktion der Öffntirlg 13 als Überlauföffnung bleibt dabei urigeändert. Eine solche zusätzliche @'erlrindung wird z. Il. daiiii vorgesehen, wenn es erwiiiischt ist. <lall der Kolben von Anbeginn des Saughubs an bereits Flüssigkeit atis dem Flüssigkeitsraum il ansaugt und nicht wie bei der in Fig. i gezeigten Anordnung erst zu der Zeit, da die öffnung 13 vom Kolben 8 freigegeben wird.The suction of the liquid through the piston can except through the Openings 13 are made through special intake ports, but each with a suction valve, that acts as a non-return valve, must be provided so that this additional \ "ei-lliti (lulig only open during the sang stroke, but not open during the pressure stroke is. The function of the opening 13 as an overflow opening remains traditionally changed. Such an additional @ 'explanation is z. Il. daiiii provided if it gets caught is. The piston is already liquid from the start of the suction stroke to the Sucks in liquid space il and not as in the arrangement shown in FIG only at the time when the opening 13 is released by the piston 8.

Claims

PATE \ TA \ SPIti-CIIE: 1. Axial piston machine, especially for conveyance of liquid. in which those working in the axial direction in a cylinder block Pistons are arranged in a circle around the .- '#, ntrieliswelle and parallel to the same, characterized by the combination of the drive of the piston (8) by means of a in their inclination; unchangeable swash plate (to), which is always with your piston (8) remains non-positively connected and on a driver rotating with the shaft (i9) is rotatably mounted by means of a bearing (16, 17), with a control of the Beginning of the pressure stroke of the piston (8) by closing off from the outside in one from the swashplate space (6) separate space (1 °) leading openings (13) in the cylinder walls through the piston in such a way that an axial displacement the swash plate (to) relative to the openings (13) in the cylinder walls a Change in the effective piston stroke for the promotion results.

2. Axial piston machine according to claim i, characterized in that the openings (13) in the cylinder block are axially immovable and the swash plate (to) together with the driver (i9) are relative is axially displaceable to the shaft and that the same by means of a shoulder bearing (23) is supported on a coaxial adjusting sleeve (25), which is in one on the cylinder block attached housing (4) is axially displaceable.

3. Axial piston machine according to claim i, characterized in that when idling, in which the effective Piston travel is zero, the working face (12) of the piston (8) not-over the End edge (15) of the openings (13) goes out.

4. Axial piston machine according to claim i, characterized in that the axial position of the swash plate (to) is relative to the openings (13) in the cylinder walls arbitrarily variable and fixable is.

5. Axialkoltbenmaschine according to claim i, characterized in that the swash plate (to) is elastically supported against the fixed housing (i) in the axial direction in such a way that that a large delivery pressure has a small effective stroke, a small delivery pressure corresponds to a large effective piston stroke.