DE1287933B

DE1287933B - Einrichtung zum Andrücken der Zylindertrommel einer Axialkolbenmaschine an deren Steuerspiegel

Info

Publication number: DE1287933B
Application number: DENDAT1287933D
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Dietrich; Forster Franz; 8751 Haibach; Ahrens Gerd 8752 Hösbach Kratzenberg
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1965-12-01
Publication date: 1969-01-23
Also published as: US3410220A; NL6616931A; GB1148000A; FR1502528A; BE689802A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Andrücken der mittels eines frei tragenden Mittelzapfens gelagerten Zylindertrommel einer Axialkolbenmaschine an deren Steuerspiegel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Führung der Zylindertrommel zu verbessern, insbesondere die an der Zylindertrommel auftretenden Kippmomente einwandfrei aufzunehmen und dabei die Andrückkraft in günstiger Weise zu erzeugen und zu übertragen.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Der zum Erzeugen der Andrückkraft vorgesehene Druckraum ist im Steuergehäuse angeordnet, und der Mittelzapfen ist längs verschiebbar, aber undrehbar, in diesem Steuergehäuse gelagert, und die Zylindertrommel ist durch ein Axiallager gegen den Mittelzapfen abgestützt;

b) das Axiallager ist im Bereich der Stirnfläche der Zylindertrommel angeordnet;

c) die Zylindertrommel ist zusätzlich mittels mindestens eines Radiallagers auf dem Mittelzapfen gelagert.

Das Merkmal a) ist bekannt durch eine Axialkolbenmaschine, bei der im Steuergehäuse ein Mittelzapfen längs verschiebbar gelagert ist, der mit einem Kolben versehen ist. Dieser Kolben begrenzt einen von Arbeitsdruck beaufschlagten Druckraum. Der Zapfen trägt an seinem triebseitigen Ende ein Axialwälzlager, das gegen einen dünnen Bund an der Zylindertrommel abgestützt ist. Der Zapfen ragt nur um eine diesem Axiallager und diesem Bund entsprechende Strecke in die Zylindertrommel hinein, deren Mittelbohrung triebseitig durch einen Teil eines homokinetischen Gelenks verschlossen ist. Diese Lagerung der Zylindertrommel auf dem Zapfen ist nicht geeignet zur Aufnahme der Momente, die quer zur Drehachse der Zylindertrommel insbesondere durch Einwirkung der auf beiden Seiten unterschiedlichen Flüssigkeitsdrücke im Steuerspiegelspalt entstehen. Unter Wirkung der Andrückkraft muß infolgedessen die Zylindertrommel sich mit einem Stützmoment unmittelbar an der Steuerspiegelfläche abstützt. Da die Abstützung auf der Niederdruckseite erfolgt, kann dabei kein hinreichender Schmierfilm im Abstützbereich erzeugt werden, so daß die Zylindertrommelstirnfläche örtlich mit trockener Reibung gegen die Steuerspiegelfläche anläuft (USA.-Patentschrift 2 284146).

Das Merkmal b) ist bekannt durch eine Axialkolbenmaschine, bei der ein glatter Mittelzapfen die Zylindertrommel auf ihrer gesamten axialen.Erstreckung durchdringt. Der triebseitige Teil dieses Mittelzapfens ist von einer Hülse umgeben, die vor ihrer Stirnfläche zwischen dieser und einem entsprechenden Absatz in der Zylindertrommelbohrung einen Druckraum bildet. Da die Wände dieses Druckraumes teils von der umlaufenden Zylindertrommel, teils von dem feststehenden Mittelzapfen bzw. der Hülse gebildet werden, führen die Wände des Druckraumes relativ Drehungen gegeneinander aus, so daß die Abdichtung Schwierigkeit bereitet. Zwischen der Hülse und dem Mittelzapfen ist eine Feder eingespannt, deren Kraft von einem Bund an der Hülse, der vor der Stirnseite der Zylindertrommel liegt, auf diese übertragen wird. Bei dieser Ausgestaltungsform einer Axialkolbenmaschine ist die Führung der Zylindertrommel schon wesentlich besser als bei der im Zusammenhang mit Merkmal a) beschriebenen Axialkolbenmaschine, jedoch begrenzen die für die Gleitlagerung der Zylindertrommel auf dem Mittelzapfen bei verschiedenen Betriebstemperaturen und für das Bilden des Druckraumes zu berücksichtigenden Gegebenheiten die Wahlmöglichkeiten des Spiels und

ίο damit der Führungsgenauigkeit der Zylindertrommel. Der auf dem Mittelzapfen innerhalb der Zylindertrommel vorgesehene Druckraum läßt keine Möglichkeit — insbesondere, wenn in axialer Richtung zwei Druckräume hintereinander angeordnet werden müssen — ein Wälzlager zwischen Zylindertrommel und Mittelzapfen anzuordnen (deutsches Patent 1003 040).

Durch die Kombination gemäß der Erfindung ist die Möglichkeit eröffnet, die Zylindertrommel durch ein oder sogar mehrere Radiallager auf dem die Zylindertrommel auf ihrer ganzen axialen Erstrekkung durchdringenden Zapfen exakt zu führen. Dadurch können die an der Zylindertrommel auftretenden Momente aufgenommen werden, so daß die Zylindertrommelstirnfläche exakt parallel zu der Steuerspiegelfläche geführt ist. Dadurch werden Reibung und Leckverluste am Steuerspiegel so gering wie möglich gehalten. Daß durch die Anordnung des Druckraumes bzw. der Druckräume im Steuergehäuse die Leckverluste weiter vermindert werden können, da nicht Teile der Druckraumwand gegenüber den anderen Teilen rotieren, ist ein weiterer Vorteil, der sich durch die Ausgestaltung gemäß der Erfindung ergibt.

Das Axiallager zwischen dem Bund des Zapfens und einem Teil der Stirnfläche der Zylindertrommel kann, wie bekannt, ein Wälzlager sein. In Weiterausgestaltung der Erfindung kann jedoch auch vorgesehen sein, daß im Bund zwischen diesem und der Stirnfläche der Zylindertrommel ein Ringraum gebildet ist, der von Flüssigkeitsdruck, und zwar vorzugsweise vom jeweiligen Arbeitsdruck, beaufschlagt ist und so ein hydrostatisches Lager bildet. Wenn bei diesem hydrostatischen Lager der Ringraum von Arbeitsdruck beaufschlagt ist, kann der Ringraum mit dem Druckraum im Steuergehäuse in Verbindung stehen.

In zweckmäßiger Weitergestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß, wie an sich bekannt, zwei konzentrisch den Zapfen umgebende Druckräume vorgesehen sind, von denen jeder mit einer der beiden Leitungen der Axialkolbenmaschine, von denen jeweils eine eine Zuführungsleitung und eine Abführungsleitung ist, verbunden ist.

Ist bei dieser Ausgestaltungsform das Axiallager ein hydrostatisches Lager, das von Arbeitsdruck beaufschlagt ist, kann jeder der beiden Druckräume im Steuergehäuse über einen mit einem Rückschlagventil versehenen Verbindungskanal mit dem Ringraum im Bund des Zapfens vor der Stirnfläche der Zylindertrommel verbunden sein.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt.
F i g. 1 zeigt eine Anordnung mit mechanischer Lagerung der Zylindertrommel bezüglich der Abstützkraft, und

F i g. 2 zeigt die Abstützung über ein hydrostatisches Lager.

In dem Gehäuse 1 ist eine Steuerspiegelplatte 2 gelagert, die die Steuernieren 3 enthält, durch die die Arbeitsflüssigkeit zu den Zylindern 4 in der Zylindertrommel 5 zugeführt und wieder abgeführt wird. In den Zylindern 4 sind die Kolben 6 verschiebbar, die durch Pleuelstangen 7 mit dem Triebflansch 8, dessen Lagerung in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist, verbunden sind. Die Kanäle 9 in dem Gehäuse 1, die zu den Anschlüssen 10 führen, dienen zur Zu- und Abführung der Arbeitsflüssigkeit. In dem Gehäuse 1 ist der Mittelzapfen 11 undrehbar, aber längs verschiebbar gelagert. Ein steuerseitiger Bund 12 begrenzt den Längsverschiebeweg des Mittelzapfens 11 durch Anlage an der Stirnfläche des Gehäuses 1. Auf ein Gewinde 13 am freien Ende des Mittelzapfens 11 ist eine Mutter 14 aufgeschraubt, die gegen einen Umlaufring 15 eines Wälzlagers anliegt. Der zweite Umlaufring 16 des Wälzlagers liegt gegen eine Bundfläche 17 an der Zylindertrommel 5 an. Zwischen eine weitere Bundfläche 18 der Zylindertrommel und den Umlaufring 16 des Wälzlagers ist eine Tellerfeder 19 eingespannt. Durch zwei Nadellager 20 ist die Zylindertrommel auf dem Mittelzapfen 11 gelagert.

Der Mittelzapfen 11 ist mit zwei Abschnitten größeren Durchmessers 21 und 22 versehen. Vor der Ringfläche 23 des Abschnittes 21 ist ein Druckraum 24 gebildet, der durch eine Verbindungsbohrung 25 mit einem der Kanäle 9 in Verbindung steht. Vor der Stirnfläche 26 des Abschnittes 22 ist ein Druckraum 27 gebildet, der durch eine Bohrung 28 mit dem zweiten der Kanäle 9 in Verbindung steht. Auf die Stirnflächen 23 und 26 wirken somit stets der Druck auf der Hochdruck- und der Druck auf der Niederdruckseite der Axialkolbenmaschine ein, so daß eine aus den Drücken in den Räumen 24 und 27 auf die Flächen 23 und 26 resultierende Kraft über den Mittelzapfen 11 und die Mutter 14 sowie das Wälzlager 15, 16 unmittelbar oder mittelbar über die Feder 19 auf die Zylindertrommel 5 übertragen wird.

Die die Druckräume 24 und 27 begrenzenden Teile 1 und 21, 22 bzw. 1 und 11, 21 führen dabei keine Drehbewegung gegeneinander aus. Die einzelnen Räume sind durch O-Ringe 29 gegeneinander abgedichtet.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Einrichtung sind die Teile 1 bis 10 die gleichen wie in Fig. 1. Der Mittelzapfen 30 weist an seinem freien Ende ein T-förmiges Bundstück 31 auf, in dem ein Ringraum

32 ausgenommen ist, der vor der Stirnfläche der Zylindertrommel 5 liegt. Auf den steuerseitigen Teil des Mittelzapfens 30 ist eine Hülse 33 aufgeschoben, die sich durch einen Bund 34 gegen die Stirnfläche des Gehäuses 1 abstützen kann und die andererseits durch eine Mutter 35, die auf ein Gewinde des Mittelzapfens 30 aufgeschraubt ist, in ihrer Längsversohiebung gegenüber diesem begrenzt ist. Die Hülse

33 weist zwei Abschnitte 36 und 37 verschiedenen Durchmessers auf. Vor der Stirnfläche des Abschnittes 36 ist ein Ringraum 38 gebildet, der durch eine Bohrung 39 mit dem Kanal 9 in Verbindung steht. Vor der ringförmigen Stirnfläche des verdickten Teiles 37 der Hülse 33 ist ein Ringraum 40 gebildet, der durch eine Bohrung 41 mit dem zweiten Kanal 9 in Verbindung steht. Zwischen die Stirnfläche des Teiles 37 der Hülse 33 und das Gehäuse 1 ist eine Tellerfeder 42 eingespannt. Der Druckraum 40 ist durch eine Bohrung 43 und anschließende Bohrungen mit dem Ringraum 32 verbunden. Der Druckraum 38 ist durch eine Bohrung 44 in gleicher Weise mit dem Ringraum 32 verbunden, wobei die Leitungen 43 und 44 je durch ein Überdruckventil 45 abgesichert sind,

.5 so daß nur jeweils der den höheren Druck aufweisende der beiden Druckräume 38 und 40 mit dem Ringraum 32 in Verbindung steht. Die Zylindertrommel 5 ist wiederum durch Nadellager 20 auf dem Mittelzapfen 30 gelagert. Der in den Kanälen 9 vorhandene Arbeitsmitteldruck überträgt sich durch die Bohrungen 39 und 41 auf die Druckräume 38 und 40, so daß in diesen Kräfte erzeugt werden, die auf den Mittelzapfen 30 und dessen Bundstück 31 übertragen werden. Da in dem Ringraum 32 ebenfalls Flüssigkeitsdruck herrscht, wird durch diesen wiederum eine Kraft zwischen dem Bundstück 31 und der Zylindertrommel 5 übertragen. In der Ringfläche neben dem Ringraum 32 zwischen der Stirnseite des Bundstücks 31 und der Stirnseite der Zylindertrommel 5 bildet sich durch aus dem Ringraum 32 hinausleckende Druckflüssigkeit ein Schmiermittelfilm, dessen Druck ebenfalls zur Übertragung einer Kraft zwischen Bundstück 31 des Mittelzapfens 30 und Zylindertrommel 5 beiträgt. Solange in den Druckräumen 38 und 40 kein Druck vorhanden ist, wird durch die Feder 42 eine Grundkraft zwischen Gehäuse 1 und Buchse 33 und damit Mittelzapfen 30 übertragen, die wiederum über den Bundteil 31 auf die Zylindertrommel 5 übertragen wird und zu einer Grundanpassung auch bei fehlendem Arbeitsmitteldruck führt.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Andrücken der mittels eines frei tragenden Mittelzapfens gelagerten Zylindertrommel einer Axialkolbenmaschine an deren Steuerspiegel, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) wie an sich bekannt, ist der zum Erzeugen der Andrückkraft vorgesehene Druckraum (24, 27, 38, 40) im Steuergehäuse (1) angeordnet und ist der Mittelzapfen (11, 30) längs verschiebbar, aber undrehbar, in diesem (1) gelagert und ist die Zylindertrommel (5) durch ein Axiallager (15, 16) gegen den Mittelzapfen (11, 30) abgestützt;

b) wie ebenfalls an sich bekannt, ist das Axiallager (15, 16) im Bereich der Stirnfläche der Zylindertrommel (5) angeordnet;

c) die Zylindertrommel (5) ist zusätzlich mittels mindestens eines Radiallagers (20) auf dem Mittelzapfen (11, 30) gelagert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Bund des Mittelzapfens einem Teil der Stirnfläche der Zylindertrommel gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bund (31) zwischen diesem und der Stirnfläche der Zylindertrommel (5) ein Ringraum (32) gebildet ist, der von Flüssigkeitsdruck, vorzugsweise vom Arbeitsdruck, beaufschlagt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der der Ringraum vom Arbeitsdruck beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (32) mit dem Druckraum (38 oder 40) im Steuergehäuse (1) in Verbindung steht.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, zwei konzentrisch den Mittelzapfen (11, 30) umgebende Druckräume (24, 27, 38, 40) vorgesehen sind, von denen jeder mit einer der beiden Leitungen (9) der Axialkolbenmaschine, von denen jeweils eine Zuführungsleitung und eine Abführungsleitung ist, verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen