DE19727071A1 - Axial piston reciprocating engine - Google Patents

Abstract

The piston engine has a swivel-mounted inclined disc (7) to adjust the stroke of the piston. The inclined disc is supported by a curved bearing face on a complementary counter-bearing face of the housing. The bearing face and counter-bearing face are curved spherically so that the sections of the inclined disc lying on both sides of the shaft can also be swivelled about axes across the swivel axis. The spherical curved faces can be the faces of a ball dome and ball dish whose centres of curvature lie on the swivel axis (14). The slide bearings can be formed by belts (13) provided on one side with a ball dome or dish bearing face.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit einer in einem Gehäuse schwenkbar gelagerten und mit einer Schwenkeinrichtung versehenen Schrägschei­ be zur Einstellung des Hubs der Kolben, die in einem mit der Welle verbundenen und mit Zylinderbohrungen versehenen Zylinderblock axial verschiebbar geführt sind, wobei die Welle die Schrägscheibe in einem Durchbruch durchsetzt und die Schrägscheibe zur Verschwenkung um eine quer zur Drehachse der Welle verlau­ fenden Schwenkachse mit einer gekrümmten Lagerfläche auf einer komplementären Lagerfläche des Gehäuses geführt ist.The invention relates to an axial piston machine with one in a housing swivel mounted swashplate and provided with a swivel device be used to adjust the stroke of the pistons connected in one with the shaft and guided with cylinder bores cylinder block axially displaceable are, the shaft penetrating the swash plate in a breakthrough and the Swashplate for swiveling about one transverse to the axis of rotation of the shaft fenden pivot axis with a curved bearing surface on a complementary Bearing surface of the housing is guided.

Aus der US-PS 5,406,878 ist eine Axialkolbenmaschine dieser Art bekannt, bei der die Schrägscheibe mit einer zylindrisch gekrümmten Lagerfläche versehen ist, die über Rollen auf der komplementären zylinderschalenförmigen Gegenlagerfläche des Gehäuses geführt ist.From US-PS 5,406,878 an axial piston machine of this type is known in which the swash plate is provided with a cylindrically curved bearing surface, the via rollers on the complementary cylindrical cup-shaped counter bearing surface of the Housing is guided.

Weiterhin ist es bekannt, die wiegenartige Schrägscheibe durch zylindrisch ge­ krümmte Gleitlager aus reibungsarmen Material in dem Gehäuse zu lagern. It is also known that the cradle-like swash plate by cylindrical ge to store curved plain bearings made of low-friction material in the housing.  

Zur Verringerung der Reibung ist es auch bekannt, die zylindrisch gekrümmte Lager­ fläche hydrostatisch oder teilhydrostatisch durch Beaufschlagung mit Drucköl zu entlasten.To reduce friction, it is also known to use the cylindrically curved bearing hydrostatically or partially hydrostatically by applying pressure oil relieve.

Aufgrund der hohen Belastung durch die Axialkolben kommt es zu Durchbiegungen der Schrägscheibe, die bei hydrostatischen Lagerungen Spalte verursachen können, durch die Drucköl austreten kann. Das Austreten von Drucköl bewirkt einen schlechten volumetrischen Wirkungsgrad der Hydraulikeinheit. Wird der aus dem Lager austretende Ölstrom durch Drosseln begrenzt, ergibt sich ein Druckabfall im hydrostatischen Lager, der zu einer unvollkommenen Entlastung führt.Due to the high load from the axial pistons, deflections occur the swash plate, which can cause gaps in hydrostatic bearings through which pressure oil can escape. The escape of pressure oil causes one poor volumetric efficiency of the hydraulic unit. If the from Bearing escaping oil flow limited by throttles, there is a pressure drop in the hydrostatic bearing, which leads to imperfect relief.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Axialkolbenmaschine der eingangs ange­ gebenen Art mit hydrostatisch entlasteter Gleitlagerung für die wiegenförmige Schrägscheibe zu schaffen, die gegen Durchbiegungen der Schrägscheibe unemp­ findlich ist.The object of the invention is therefore an axial piston machine of the beginning type with hydrostatically relieved plain bearing for the cradle-shaped To create a swashplate that is not resistant to deflection of the swashplate is sensitive.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerfläche und die Gegenlagerfläche derart sphärisch gekrümmt sind, daß sich die beidseits der Welle liegenden Abschnitte der Scheibe auch um quer zu der Schwenkachse liegende Achsen verschwenken lassen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der La­ gerung der wiegenförmigen Schrägscheibe entstehen auch bei deren Durchbiegung keine Spalte, durch die Öl austreten könnte.According to the invention this object is achieved in that the bearing surface and the Counter bearing surface are so spherically curved that the two sides of the shaft lying sections of the disc also lying transversely to the pivot axis Let axes pivot. Due to the inventive design of La The cradle-shaped swashplate is also created when it deflects no gap through which oil could leak.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die sphärisch gekrümmten Flä­ chen aus den Flächen einer Kugelkalotte und einer Kugelschale, deren Krüm­ mungsmittelpunkte auf der Schwenkachse liegen. Diese Ausgestaltung stellt sicher, daß sowohl bei einem Verschwenken als auch bei einem Durchbiegen der Schräg­ scheibe keine Spalte entstehen, durch die Öl der hydrostatischen Lagerung in einer unerwünschten Menge austreten könnte.According to a preferred embodiment, the spherically curved surfaces exist chen from the surfaces of a spherical cap and a spherical shell, the curvature center points on the swivel axis. This configuration ensures that both when pivoting and when bending the oblique  disc no gaps arise through which the hydrostatic bearing oil in one undesirable amount could leak.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Gleitlager bilden­ de Bänder auf einer Seite mit einer kugelkalottenförmigen oder kugelschalenförmi­ gen Lagerfläche versehen sind. Diese Bänder werden als Gleitlager auf die zylindri­ sche Fläche oder zylinderschalenförmige Fläche der Schrägscheibe oder des Ge­ häuses aufgebracht, so daß nur die Gegenlagerflächen sphärisch gekrümmt zu wer­ den brauchen.According to a preferred embodiment it is provided that the slide bearings form de Bands on one side with a spherical cap or spherical shell shape are provided towards the storage area. These belts are used as plain bearings on the cylindri cal surface or cylindrical shell-shaped surface of the swash plate or the Ge House applied so that only the counter bearing surfaces are spherically curved to who need it.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung nä­ her erläutert. In dieser zeigtAn embodiment of the invention is shown below with reference to the drawing ago explained. In this shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenmaschine und Fig. 1 shows a longitudinal section through an axial piston machine and

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1 durch die Schwenklage­ rung der wiegenförmigen Schrägscheibe. Fig. 2 shows a section along the line AA in Fig. 1 through the pivot position tion of the cradle-shaped swash plate.

Bei der Axialkolbenmaschine nach Fig. 1 kann es sich um einen Schrägscheiben-Axial­ kolbenmotor oder um eine Schrägscheiben-Axialkolbenpumpe handeln.In the axial piston machine according to FIG. 1, it may be a swash plate axial piston engine or a swash plate axial piston pump.

Die Axialkolbenmaschine besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 1, das durch die Welle 2 lagernde Deckel 3, 16 geschlossen ist. Auf der Welle 2 ist undrehbar der Zylinderblock 4 gelagert, der konzentrisch zu der Welle 2 mit Zylinderbohrungen für die Axialkolben 5 versehen ist. Die kugelkopfförmigen aus dem Zylinderblock 4 her­ ausgeführten Köpfe der Axialkolben 5 sind in kugelschalenförmigen Lagern 6 auf einer ebenen ringförmigen Fläche der wiegenförmigen Schrägscheibe 7 gelagert. Die Schrägscheibe 7 ist auf einer Seite mit einem ihrer Verschwenkung dienenden Arm 8 versehen, an dem ein Schwenktrieb 9 angreift. The axial piston machine consists of a tubular housing 1 which is closed by covers 3 , 16 which support the shaft 2 . On the shaft 2 , the cylinder block 4 is non-rotatably mounted and is provided concentrically with the shaft 2 with cylinder bores for the axial pistons 5 . The spherical head-shaped heads of the axial pistons 5, which are made from the cylinder block 4, are mounted in spherical shell-shaped bearings 6 on a flat annular surface of the cradle-shaped swash plate 7 . The swash plate 7 is provided on one side with an arm 8 serving to pivot it, on which a swivel drive 9 engages.

Die Schrägscheibe 7 ist mit einem mittleren Durchbruch 10 versehen, den die Welle in der dargestellten Weise durchsetzt. Die Welle ist an der linken Seite des Gehäu­ ses 1 durch ein Wälzlager gelagert. Der Abtriebs- bzw. Antriebszapfen der Welle 2 ist in der dargestellten Weise aus dem Gehäuse herausgeführt.The swash plate 7 is provided with a central opening 10 through which the shaft passes in the manner shown. The shaft is mounted on the left side of the housing 1 by a roller bearing. The output or drive pin of the shaft 2 is led out of the housing in the manner shown.

Die Zu- und Abführung von Drucköl erfolgt in der üblichen Weise.Pressure oil is supplied and removed in the usual way.

Soweit ist die Axialkolbenmaschine üblicher Bauart, so daß auf eine nähere Be­ schreibung verzichtet werden kann.As far as the axial piston machine is of conventional design, so that on a closer loading writing can be dispensed with.

Die wiegenförmige Schrägscheibe 7 ist auf ihrer den Gleitschuhen 6 der Axialkolben gegenüberliegenden Seite mit einer zylindrisch gekrümmten Außenseite 12 verse­ hen. Auf die Außenseite sind Bänder 13 aus Gleitlagermaterial aufgelegt, die ebenso wie die zylindrische Fläche 12 konzentrisch um die Schwenkachse 14 der Schräg­ scheibe gekrümmt sind. Die oberhalb und unterhalb der die Schwenkachse 14 schneidenden Längsmittelebene liegenden Gleitlagerbänder 13 sind an ihren der Schrägscheibe abgewandten Außenseiten mit kugelkalottenförmigen Oberflächen 15 versehen. Diese kugelkalottenförmigen Oberflächen greifen in komplementäre ku­ gelschalenförmige Gegenlagerflächen, die in den linken mit dem Gehäuse 1 ver­ schraubten Lagerdeckel 16 eingearbeitet sind.The cradle-shaped swash plate 7 is on its sliding shoes 6 opposite the axial piston side hen with a cylindrically curved outer side 12 verses. On the outside there are tapes 13 made of plain bearing material which, like the cylindrical surface 12 , are curved concentrically about the swivel axis 14 of the swashplate. The slide bearing strips 13 lying above and below the longitudinal center plane intersecting the pivot axis 14 are provided with spherical cap-shaped surfaces 15 on their outer sides facing away from the swash plate. These spherical cap-shaped surfaces engage in complementary ku gel-shell-shaped counter bearing surfaces, which are incorporated into the left-hand bearing cap 16 screwed to the housing 1 .

Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Bänder aus Gleitlagermaterial auf ihren Außenseiten zylinderschalenförmig gekrümmt sind oder eine andere Kontur aufweisen, mit der sie an dem Gehäuse bzw. einem Gehäusedeckel anliegen, wobei dann die Innenseiten der Bänder kugelschalenförmige Ausnehmungen aufweisen, in die kugelkalottenförmige Oberflächen der wiegenförmigen Schrägscheibe greifen. In Umkehrung können die Kugelschalenförmigen Lagerflächen auch an der wiegen­ förmigen Scheibe und die komplementären kugelkalottenförmigen Gegenlagerflä­ chen an den Bändern aus Gleitlagermaterial vorgesehen sein. Of course, it is also possible for the strips to be made of plain bearing material their outer sides are curved in the shape of a cylindrical shell or another contour have, with which they rest on the housing or a housing cover, wherein then the inside of the bands have spherical shell-shaped recesses, in the spherical spherical surfaces of the cradle-shaped swashplate grip. In Conversely, the spherical shell-shaped bearing surfaces can also weigh on the shaped disc and the complementary spherical cap-shaped counter bearing surface Chen be provided on the belts made of plain bearing material.  

Im übrigen ist das Gehäuse bzw. der Lagerdeckel 13 mit Leitungen verbunden, die der Zuführung von Drucköl zu den hydrostatisch entlasteten Lagern dienen.Otherwise, the housing or the bearing cover 13 is connected to lines which serve to supply pressure oil to the hydrostatically relieved bearings.

Claims (3)

1. Axialkolbenmaschine mit einer in einem Gehäuse schwenkbar gelagerten und mit einer Schwenkeinrichtung versehenen Schrägscheibe zur Einstellung des Hubs der Kolben, die in einem mit der Welle verbundenen und mit Zylinderboh­ rungen versehenen Zylinderblock axial verschiebbar geführt sind, wobei die Welle die Schrägscheibe in einem zentralen Durchbruch durchsetzt und die Schrägscheibe zur Verschwenkung um eine quer zur Drehachse der Welle verlaufenden Schwenkachse mit einer gekrümmten Lagerfläche auf einer komplementären Gegenlagerfläche des Gehäuses abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (15) und die Gegenlagerfläche derart sphärisch gekrümmt sind, daß sich die beidseits der Welle (2) liegenden Abschnitte der Schräg­ scheibe (7) auch um quer zu der Schwenkachse (14) liegende Achsen ver­ schwenken lassen.1. Axial piston machine with a swashplate mounted pivotably in a housing and provided with a swivel device for adjusting the stroke of the pistons, which are guided axially displaceably in a cylinder block connected to the shaft and provided with cylinder bores, the shaft of the swashplate in a central opening penetrates and the swash plate is supported for pivoting about a pivot axis running transversely to the axis of rotation of the shaft with a curved bearing surface on a complementary counter bearing surface of the housing, characterized in that the bearing surface ( 15 ) and the counter bearing surface are spherically curved such that the two sides of the Let shaft ( 2 ) lying sections of the swash plate ( 7 ) swivel ver about transverse axes to the pivot axis ( 14 ). 2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sphärisch gekrümmten Flächen aus den Flächen einer Kugelkalotte und einer Kugelschale bestehen, deren Krümmungsmittelpunkte auf der Schwenkachse (14) liegen.2. Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the spherically curved surfaces consist of the surfaces of a spherical cap and a spherical shell, the centers of curvature of which lie on the pivot axis ( 14 ). 3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei die Gleitlager bildende Bänder (13) vorgesehen sind, die auf einer Seite mit einer kugelkalottenförmigen oder kugelschalenförmigen Lagerfläche verse­ hen sind.3. Axial piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that two belts forming the slide bearing ( 13 ) are provided, which are hen on one side with a spherical cap or spherical shell-shaped bearing surface verses.