DE2355947B1 - Hydrostatische Kolbenmaschine - Google Patents
Hydrostatische KolbenmaschineInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
- F04B1/10—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
- F04B1/107—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders
- F04B1/1071—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks
- F04B1/1072—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks with cylinder blocks and actuating cams rotating together
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Kolbenmaschine mit einem um einen Zapfen drehbaren Zylinderblock,
in welchem radial zum Zapfen am Umfang des Zylinderblocks verteilte Kolben geführt sind, die an
ihren äußeren Enden Füße mit ebenen Stützflächen aufweisen, die entlang ebener Führungsflächen eines
Führungsteiles geführt sind, welche tangential zu einer kreiszylindrischen Fläche angeordnet sind, die zur
Achse des Zylinderblocks exzentrisch ist, wobei der Führungsteil auf mindestens einer mit Schmiermittelzufuhr
versehenen Lagerfläche eines Zapfens um die Achse der kreiszylindrischen Fläche drehbar gelagert
ist.
Eine derartige Kolbenmaschine ist z. B. aus der schweizerischen Patentschrift 5 40 427 bekannt. Es ist
auch bereits eine derartige Kolbenmaschine vorgeschlagen worden, bei welcher der Führungsteil Bohrungen
aufweist, mit deren Hilfe er auf einem Zapfen gelagert ist. Der Zapfen ist dabei mit einer Schmiermittelzufuhr,
vorzugsweise mit Schmiertaschen nach der Art einer hydrostatischen Lagerung, versehen.
Bei einer derartigen Maschine, insbesondere wenn sie für hohe Drücke bestimmt ist, muß das Lagerspiel
zwischen dem Zapfen und der Bohrung des Führungsteiles möglichst klein gewählt werden, um übermäßige
Verluste durch ausströmendes Öl zu vermeiden. Dabei besteht jedoch die Schwierigkeit, daß sich der Zapfen
im Betrieb weit mehr erwärmt als der Führungsteil, so daß die Gefahr eines Festklemmens des Lagers besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Kolbenmaschine der obengenannten Gattung
zu schaffen, bei welcher diese Gefahr vermieden wird und ein kleines Lagerspiel gewählt werden kann,
so daß kleine Verluste an hydraulischem Druckmittel entstehen, wobei trotzdem die Gefahr eines Verklemmens
ausgeschlossen wird.
Die hydrostatische Kolbenmaschine, durch weiche diese Aufgabe gelöst wird, ist dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Führungsteil und der Lagerfläche ein schwimmender Lagerring angeordnet ist, dessen
Lagerspiel in kaltem Zustand gegenüber der Lagerfläehe kleiner ist als sein Spiel gegenüber der Bohrung des
Gehäuses.
Durch diese Ausbildung ist der Lagerzapfen von einem Ring umgeben, welcher eine kleine Masse aufweist
und daher jeweils rasch im Betrieb zusammen mit dem Zapfen auf die gleiche Temperatur aufgewärmt
wird. Die daraus sich ergebende Wärmedehnung wird durch das größere Spiel in der Bohrung des Führungsteiles
ermöglicht. Da die Außenfläche des Ringes und die Innenfläche der Bohrung des Führungsteiles weniger
geschmiert sind und einen größeren Durchmesser aufweisen, besteht zwischen ihnen ein größeres Reibungsmoment
als zwischen dem Ring und dem Zapfen. Der Ring hat daher eine Tendenz, sich gegenüber dem
Zapfen zu drehen und im Gehäuse festzustehen, wobei jedoch kleinere Bewegungen möglich sind.
Wie bereits erwähnt, kann die Lagerfläche in an sich
bekannter Weise mit Schmiertaschen für eine hydrostatische Schmieranordnung versehen sein. Bei kleineren
Drücken kann jedoch auch eine hydrodynamische Schmierung vorgesehen sein.
Vorzugsweise können der Zapfen, der Führungstei] und der Lagerring alle aus einem Material mit gleichem
Koeffizienten der Wärmedehnung bestehen. Dadurch werden einfache Verhältnisse bei der Herstellung und
im Betrieb geschaffen. Der Ring kann aus dem gleichen Material hergestellt sein, da er im Betrieb im wesentlichen
die gleiche Temperatur wie der Lagerzapfen annimmt und daher seine Ausdehnung gleich groß ist, so
daß sich das Lagerspiel praktisch nicht verändert.
Die Erfindung wird mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung
näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Axialschnitt einer hydrostatischen Kolbenmaschine mit
einem Zapfen 1, um welchen ein Zylinderblock 2 drehbar ist. Im Zylinderblock 2 sind Kolben 3 geführt, die an
ihren Enden Füße 4 mit ebenen Stützflächen 5 aufweisen. Die Füße sind in an sich bekannter Weise entlang
ebener Führungsflächen 6 eines Führungsteiles 7 geführt, die tangential zu einer kreiszylindrischen Fläche
angeordnet sind, welche eine Achse A hat. Die Achse A ist zur Achse B eines Teiles 8 des Zapfens exzentrisch,
auf welchem der Zylinderblock 2 gelagert ist.
Durch die Exzentrizität eder Achsen A und ßentstehen
in an sich bekannter Weise bei einer gemeinsamen Drehung des Zylinderblocks 2 und des Führungsteiles 7
um ihre Achsen A und B Pumpbewegungen der Kolben 3. Dadurch wird das Volumen von Zylinderräumen 10
verändert, die durch Kanäle 11 im Zylinderblock 2 und 12,13 im Zapfen 1,8 an Leitungen für ein hydraulisches
Druckmittel anschließbar sind. Je nach der Anordnung kann die Maschine entweder als Pumpe oder als Motor
arbeiten. Das Prinzip der Arbeitsweise der Maschine ist näher in der erwähnten schweizerischen Patentschrift
5 40 427 beschrieben, so daß es sich erübrigt, darauf näher einzugehen.
Wie aus der Figur hervorgeht, sind Seitenwände 14 des Führungsteiles 7 mit Bohrungen 15 versehen, in
welchen Lagerringe 16 angeordnet sind. Die Lagerringe 16 umschließen Lagerflächen 17 des Zapfens 1. Wie
noch aus der Figur hervorgeht, sind die Lagerflächen 17 mit Taschen 18 für eine hydrostatische Schmierung
versehen, die in bekannter Weise durch Kanäle 20 mit den Kanälen 12 bzw. 13 verbunden sind. Der Zapfen 1
kann in einem nicht dargestellten Gehäuse befestigt sein. Dem Führungsteil 7 kann ein Drehmoment durch
eine Verzahnung 19 zugeführt bzw. entnommen werden.
Das Lagerspiel zwischen der Lagerfläche 17 und der Bohrung des Ringes 16 ist durch die Differenz der
Durchmesser Dz und Dr des Ringes bestimmt. Zwischen dem Lagerring und der Bohrung 15 besteht ein
Spiel, das durch die Differenz Dg- Da gegeben ist, wobei Da der Außendurchmesser des Ringes 16 und Dg
der Innendurchmesser der Bohrung 15 ist.
Zur Erzielung der erfindungsgemäßen Wirkung ist das Spiel (Dr- Dz) kleiner als das Spiel (Dg- Da). Dabei
kann das Spiel (Dr- Dz) das kleinste Spiel sein, das ohne Rücksicht auf Temperaturdifferenzen eine einwandfreie
hydrostatische Lagerung des Ringes 16 auf der Lagerfläche 17 des Zapfens 1 gestattet. Dadurch
ergeben sich im Betrieb minimale Verluste durch Ausströmung des hydrostatischen Druckmittels, vorzugsweise
Öles, aus der Lagerung. Wenn sich der Lagerzapfen 1 erwärmt, so nehmen die Ringe 16 praktisch
gleichzeitig die gleiche Temperatur an. Das Spiel (Dr- Dz) bleibt daher unverändert. Es vermindert sich nur
das Spiel (Dg - Da), das entsprechend groß gewählt werden kann. Wegen der einwandfreien Schmierung
zwischen dem Ring 16 und dem Zapfen 1 dreht sich der Ring 16 um den Zapfen und nicht im Führungsteil. Wegen
der im Betrieb unveränderten Richtung der Kraft, mit welcher sich der Führungsteil 7 am Zapfen 1 abstützt,
bleibt der Ring 16 gegenüber dem Führungsteil 7 praktisch unbeweglich.
Bei einer Ausführungsform der Maschine mit einem Durchmesser des Zapfens 1 bzw. der Lagerfläche 17
von 100 mm betrug das Spiel (Dr- Dz) 0,02 bis 0,04 mm
und das Spiel (Dg- Da) 0,1 mm.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Claims (3)
1. Hydrostatische Kolbenmaschine mit einem um einen Zapfen drehbaren Zylinderblock, in· welchem
radial zum Zapfen am Umfang des Zylinderblocks verteilte Kolben geführt sind, die an ihren äußeren
Enden Füße mit ebenen Stützflächen aufweisen, die entlang ebener Führungsflächen eines Führungsteiles
geführt sind, welche tangential zu einer kreiszylindrischen Fläche angeordnet sind, die zur Achse
des Zylinderblocks exzentrisch ist, wobei der Führungsteil auf mindestens einer mit Schmiermittelzufuhr
versehenen Lagerfläche eines Zapfens um die Achse der kreiszylindrischen Fläche drehbar gelagert
ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Führungsteil (7) und der Lagerfläche
(17) ein schwimmender Lagerring (16) angeordnet ist, dessen Lagerspiel (DR - Dz) in kaltem Zustand
gegenüber der Lagerfläche (17) kleiner ist als sein Spiel (Dg- Da) gegenüber der Bohrung (15) des
Führungsteiles.
2. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche
(17) in an sich bekannter Weise mit Schmiertaschen (18) für eine hydrostatische Schmieranordnung
versehen ist.
3. Hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen
(1, 8), der Führungsteil (7) und der Lagerring (16) alle aus einem Material mit gleichem Koeffizienten
der Wärmedehnung bestehen.
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