DE2365536B2 - Axialkolbenmaschine - Google Patents
AxialkolbenmaschineInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/0082—Details
- F01B3/0085—Pistons
- F01B3/0088—Piston shoe retaining means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/0032—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F01B3/0044—Component parts, details, e.g. valves, sealings, lubrication
- F01B3/007—Swash plate
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- Reciprocating Pumps (AREA)
Description
25
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Zylindertrommel, in deren Zylinderbohrungen Axialkolben
gleiten, die sich über daran mittels Kugelgelenken angelenkte Gleitschuhe an einer im Gehäuse schwenk- jo
bar gelagerten Schrägscheibe abstützen, wobei jeder der Gleitschuiie auf seiner planen Gleitfläche eine ein
zentrales kreisförmige; Entla aingsdnickfeld bildende
Vertiefung aufweist die über Verbindungskanäle in Gleitschuh und Kolben mit d\ Zylinderbohrung in
Verbindung steht
Eine solche Axialkolbenmaschine ist beispielsweise
bekannt durch die US-PS 36 57 970.
Bei bekannten Axialkolbenmaschinen dieser Art bleibt die Orientierung der Kolben in den Zylindern
stets unverändert Da auf die Kolben Querkräfte ebenfalls stets in der gleichen Richtung wirken, ergibt
sich eine ständige einseitige mechanische und thermische Belastung der Kolben in den Zylinderbohrungen.
Durch die Entlastungsdruckfelder auf den Gleitschuhen erfolgt eine hydraulische Entlasfing der Gleitschuhe. Es ist jedoch erforderlich, diese Entlastnngsdruckfelder sehr genau zu dimensionieren. Sind die Entlastunpsdruckfelder zu klein, dann ergeben sich, wenn die
Maschine mit sehr hohen hydraulischen Drücken betrieben wird, recht erhebliche Reibungskräfte, die den
Wirkungsgrad beeinträchtigen und zu Verschleiß führen. Sind die Entlastungsdruckfelder auch nur
geringfügig zu groß, dann besteht die Gefahr, daß die Gleitschuhe von der Schrägscheibe abheben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine der eingangs definierten Art so
auszubilden, daß die Kolben eine langsame Drehbewegung ausführen, so daß sie gleichmäßig mechanisch und
thermisch belastet werden, und daß sich eine optimale «>
Entlastung der Gleitschuhe unter weites (gehender Reduzierung der Reibung zwischen Gleitschuhen und
Schrägscheibe ergibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schrägscheibe gleitschuhseitig eine schwach br>
konvex gekrümmte Oberfläche aufweist.
Dabei muß der auf der schwach sphärisch-konvexen Fläche abgestützte Gleitschuh bei der Umlaufbewegung
ständig kleine Gelenkbewegungen ausführen, die zu einer langsamen Drehbewegung des Kolbens führen.
Durch das Zusammenwirken der konvexen Schrägscheiben-Oberfläche und der planen Gleitschuhfläche
tritt eine Art »Aquaplaning«-Effekt auf, d.h. der Gleitschuh wird auf der Auflaufseite der jeweiligen
Bewegungsrichtung hydrodynamisch etwas angehoben, so daß er leicht beweglich ist Das anfänglich etwas
unterdimensionierte Druckfeld unter der Gleitfläche des Gleitschuhes wird dabei durch austretendes Drucköl
vergrößert, so daß es der vom Kolben ausgeübten Kraft im wesentlichen die Waage hält Auf der jeweiligen
Bewegungsrichtung abgewandten Seite wird der innere Dichtbereich der planen Gleitfläche um dia Vertiefung
herum an die Schrägscheibe angedrückt und ist so zunächst einem Verschleiß unterworfen. Durch diesen
Verschleiß wird aber die v/irksame Fläche des Druckfeldes vergrößert, bis das Druckfeld schließlich
die Kolbenkraft fast vollständig aufnimmt und ein weiterer Verschleiß praktisch nicht mehr eintritt
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen
Zeichnungen näher erläutert
F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenmaschine mit schwenkbarer Schrägscheibe.
Fig.2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Gleitschuh in Kontakt mit der konvexen Schrägscheibe.
Mit 10 ist ein Maschinengehäuse bezeichnet daß durch einen Deckelteil 12 abgeschlossen ist In dem
Maschinengehäuse 10 und in dem Deckelteil 12 ist eine Welle 14 in Lagern 16, 18 gelagert. Das Maschinengehäuse 10 weist eine sphärische Anlagefläche 20 auf. Um
die sphärische Anlagefläche herum ist eine Nut 22 vorgesehen. Auf der Welle 14 sitzt ein Zylinder 24 mit
Zylinderbohrungen 26, die mit Kanälen 28 verbunden sind, welche in der in F i g. 1 linken Stirnfläche der
Zylindertrommel münden. In den Zylinderbohrungen 26 gleiten Axialkolben 30. Die Zylindertrommel 24 ist im
Bereich ihrer beiden Enden PMt glatt zylindrischen
zentralen Bohrungen 32,34 versehen, welche die Welle 14 mit enger Passung umschließen, so daß die
Zylindertrommel 24 genau auf der Welle gehalten ist Zwischen den glattzylindrischen Bohrungen 32 und 34
ist eine Keilverbindung 36 zwischen Welle und Zylindertrommel vorgesehen, so daß die Zylindertrommel 24 axial beweglich aber relativ zu der Welle
unverdrehbar auf der Welle 14 geführt ist.
In dem Gehäuse 10 ist ein Schrägscheibenträger J8
um eine Achse 40 schwenkbar gelagert. Der Schrägscheibenträger 38 trägt eine Schrägscheibe 42, deren in
Fig. 1 linke, der Zylindertrommel 24 zugewandte Fläche 44 schwach sphärisch-konvex gekrümmt ist Auf
der Schrägscheibe 42 stützen sich die Kolben 30 über Gleitschuhe 46 ab. Die in Fig. 1 linke Stirnseite der
Zylindertrommel 24 stützt sich unter Zwischenlage einer Zwischenscheibe 48 an der sphärischen Anlagefläche 20 ab.
Bei einer Drehbewegung der Welle 14 mit der Zylindertrommel 24 werden die Axialkolben 30 in
bekannter Weise aus den Zylinderbohrungen 26 heraus- und wieder in diese hineinbewegt Durch eine
Umsteuerung werden die Zylinderbohrungen 26 über die Kanäle 28 abwechselnd mit einem Hochdruck- oder
einem Niederdruckanschluß 50 verbunden, so daß bei Pumpenbetrieb öl über den Niederdruckanschluß
angesaugt und über den Hochdruckanschluß ausgeschoben wird.
zylindrischen Bohrungen 32 und 34 ist die Orientierung
der Zylindertrommel 24 im Gehäuse festgelegt. Es wäre also keine Möglichkeit gegeben, daß sich die in F i g. 1
linke Stirnfläche der Zylindertrommel 24 nach der gehäusefesten Anlagefläche· 20 ausrichtet Durch Bearbeitungsgenauigkeit
allein kann aber nicht erreicht werden, daß sich die Zylindertrommel 24 mit ihrer
vorgegebenen Orientierung dicht an die Anlagefläche 20 anlegt Auj diesem Grunde ist die Zwisc!«enscheibe
48 vorgesehen. Diese Zwischenscheibe weist auf ihren ι ο beiden Stirnseiten sphärische Flächen auf, von denen
der Krümmungsradius der in Fi g. 1 linken Fläche dem Krümmungsradius der Anlagefläche 20 entspricht und
der Krümmungsradius auf der in F i g. 1 rechten Fläche dem Krümmungsradius der Stirnfläche der Zylindertrommel
24 entspricht Ün dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der letztere Krümmungsradius unendlich,
d. h. die rechte Stirnfläche der Zwischenscheibe 48 und die linke Stirnfläche der Zylindertrommel 24 sind
plan. Wenn die Zwischenscheibe 48 hinsichtlich ihrer Radial- und Schwenkbewegung frei ist, dann können
Unterschiede hinsichtlich der Orientierung Jer Anlagefläche 20 und der Zylindertrommel 24 durch die
Zwischenscheibe 48 streng ausgeglichen werden.
Die Zwischenscheibe 48 ist selbst als Umsteuerung ausgebildet und weist einen Steuerspiegel mit zwei
nierenförmigen Steueröffnungen 52 und 54 auf, die mit dem Hochdruck- bzw. Niederdruckanschluß verbunden
sind. Die Zwischenscheibe 48 ist zu diesem Zweck in ihrer Lage um die Achse der Welle 14 Fixiert, aber so,
daß eine Ausrichtung der Zwischenscheibe 48 nach der Anlagefläche 20 und der Stirnfläche des Zylinderblocks
24 möglich ist
Die Zwischenscheibe 48 weist einen zentralen Durchbruch 86 auf, durch den die Weile 14 mit Abstand J5
von den Wandungen des Durchbruches hindurchgeführt ist so daß auch die Welle 14 die Ausrichtbewegung der
Zwischenscheibe 48 nicht behindert
An den Enden der Kolben 30 sind Gelenkkugeln 88 vorgesehe;, die von Pfannen 90 an den Gleitschuhen 46
umgriffen werden. An die Pfannen 90 schließen sich flanschartige Randteile 92 an, die eine plane Gleitfläche
94 besitzen. In der planen Gleitfläche 94 ist jedoch eine zentrale Vertiefung 96 vorgesehen, deren Durchmesser
etwa dem Durchmesser der Zylinderbohrung 26 entspricht Diese Vertiefung 96 isi über Kanäle 98 und
100 mit der Zylinderbohrung 96 verbunden, so daß ein Entlastungsdruckfeld gebildet wird, welches der über
den Kolben 30 wirkenden hydraulischen Andruckkraft entgegenwirkt Durch eine Abflachung 102 der Gelenkkugel
88 wird in üblicher Weise sicheigesiellt, daü bei
den verschiedenen Schwenklagen der Schrägscheibe 42 stets eine Verbindung zwischen den Kanälen 98 und 100
hergestellt ist
Durch die schwach sphärisch-konvex gekrümmte Oberfläche 44 werden dabei die Anwinkelungen der
Gleitschuhe 46 gegen die Kolben 30 ständig geändert Es entsteht dadurch eine zusätzliche langsame Drehbewegung
der Kolben 30 in ihren Zylinderbohrungen.
Die Gleitschuhe 46 sind mit den Randteilen 92 mittels eines darübergreifenden Lochkranzes 104 an die
Schrägscheibe 42 angedrückt Der Lochkranz 104 ist mittels einer konkav-sphärischen Lagerfläche 106 auf
einer um den Durchstoßpunkt der Wellenachse durch die Ebene der Mittelpunkte der Gelenkkugeln 88
gekrümmten konvex-sphärischen Außenfläche einer Andrückbuchse 108 gelagert Die Andrückbuchse 108 ist
von Federn 110 belastet Dadurch werden die Gleitschuhe auch auf der Saugsei'. in sicherer Anlage
an der Oberfläche 44 der Schrägscheibe 42 gehalten.
Die Mittelpunkte der Gelenkkugeln 88 durchlaufen bezogen auf die schwach ballige Oberfläche 44 der
geneigten Schrägscheibe 42 eine elliptische Bahn, der auch die mit ihrem flanschartigen Randteil 92
versehenen Gleitschuhe dank ausreichend großer Löcher des Lochkranzes folgen können. Der Durchstoßpunkt
der Achse der Welle 14 durch die die Mittelpunkte der Gelenkkugeln 88 enthaltende Ebene
zentriert dabei der. Lochkranz 104, der eine entsprechend dem Radius der Oberfläche 44 gekrümmte
konkave Anlagefläche zur Anlage an den flanschartigen Randteilen 92 aufweist
Der Krümmungsradius der Fläche 44 der Schrägscheibe 42 steht zum Radius des Entlastungsdruckfeldes
96 in einem Verhältnis über 200 :1. Die Oberfläche 44 der Schrägscheibe 42 ist daher sehr schwach gekrümmt,
so daß sich zwischen den planen Teilen dir Gfsitfläche
94 und der Oberfläche 44 ein ringförmiger keilförmiger Spalt bildet.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Schrägscheibe 42 um eine durch den besagten
Durchstoßpunkt hindurchgehende und somit die Achse der Welle 14 schneidende Achse 40 verschwenkbar. Das
beschriebene System würde aber auch eine Verschwenkung der Schrägscheibe 42 um eine gegenüber der
Achse 40 etwas parallelversetzte, d. h. die Achse der Welle 14 nicht schneidende Achse zulassen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Axialkolbenmaschine mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Zylindertrommel, in
deren Zylinderbohrungen Axialkolben gleiten, die sich über daran mittels Kugelgelenken angelenkte
Gleitschuhe an einer im Gehäuse schwenkbar gelagerten Schrägscheibe abstützen, wobei jeder der
Gleitschuhe auf seiner planen Gleitfläche eine ein zentrales kreisförmiges Enllastungsdruckfeld bilden- ι ο
de Vertiefung aufweist, die über Verbindungskanäle
in Gleitschuh und Kolben mit der Zylinderbohrung
in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägscheibe (42) gleitschuhseitig
eine schwach konvex gekrümmte Oberfläche (44) ^ aufweist
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der
konvexen Schrägscheiben-Oberfläche (44) zum Radius des Entlastungsdruckfeldes (96) in einem
VerhäkrJs über 200 :1 steht
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732365536 DE2365536C3 (de) | 1973-05-24 | 1973-05-24 | Axialkolbenmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732365536 DE2365536C3 (de) | 1973-05-24 | 1973-05-24 | Axialkolbenmaschine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2365536A1 DE2365536A1 (de) | 1975-04-30 |
DE2365536B2 true DE2365536B2 (de) | 1980-11-20 |
DE2365536C3 DE2365536C3 (de) | 1981-08-20 |
Family
ID=5902402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732365536 Expired DE2365536C3 (de) | 1973-05-24 | 1973-05-24 | Axialkolbenmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2365536C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH703754A2 (de) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | Marko Palic | Verfahren für den Betrieb einer Axialkolbenmaschine sowie Axialkolbenmaschine. |
DE102015222086A1 (de) | 2015-11-10 | 2017-05-11 | Robert Bosch Gmbh | Schrägscheibenmaschine |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3657970A (en) * | 1969-06-09 | 1972-04-25 | Toyoda Chuo Kenkyusho Kk | Hydraulic pump or motor having a rotary cylinder barrel |
-
1973
- 1973-05-24 DE DE19732365536 patent/DE2365536C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2365536C3 (de) | 1981-08-20 |
DE2365536A1 (de) | 1975-04-30 |
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Legal Events
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HYDROMATIK GMBH, 7900 ULM, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |