DE900530C - Control plate for the piston drum of hydraulic axial piston machines with an odd number of pistons - Google Patents

Description

Steuerspiegel für die Kolbentrommel hydraulischer Axialkolbenmaschinen mit ungerader Kolbenanzahl Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Ausbildung des Steuerspiegels hydraulischerAxialkolbenpumpen bzw. -motoren.Control mirror for the piston drum of hydraulic axial piston machines with an odd number of pistons The invention relates to a special design of the control plate of hydraulic axial piston pumps or motors.

Bei diesen Axialkolbenmaschinen wird - durch einen relativ zur Kolbentrommel drehbaren Steuerdrehschieber die von den hin und her gehenden Kolben bewegte Flüssigkeit so .gesteuert, daß ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom entsteht. Zu diesem Zweck ist sein Steuerspiegel mit zwei Steueröffnungen versehen, deren eine mit der Druckseite und deren andere mit der Saugseite in Verbindung steht. Diese Steueröffnungen sind im allgemeinen nierenförmig ausgebildet und so angeordnet, daß sie zusammen mit den den Kolben gegenüberliegenden Bohrungen bzw. Durchbrüchen ,der Kolbentrommel,die erforderliche Steuerung bewirken.In these axial piston machines - by a relative to the piston drum rotatable rotary control valve the fluid moved by the reciprocating pistons controlled so that a continuous flow of liquid is created. To this end its control plate is provided with two control openings, one with the pressure side and the other of which is in communication with the suction side. These control openings are generally kidney-shaped and arranged so that they are together with the bores or openings opposite the piston, the piston drum, the effect required control.

Zwecks Abdichtung des Flüssigkeitsüberganges sind ,die Steueröffnungen sowie die Durchbrüche gegenseitig so .dimensioniert, d.aß die Kolbentrommel hydraulisch. entsprechend auf den Steuerspiegelgedrückt wird. Um hierbei möglichst kleine Reibungsverluste zu erhalten, wird der sogenannte hydraulische Ausgleich nur . so weit durchgeführt, daß ein dichterÜbergang gerade noch gewährleistet ist und sich die Trommelgegenüber dem Steuerspiegel möglichst leicht drehen läßt.The purpose of sealing the fluid transition are the control openings as well as the openings mutually dimensioned so that the piston barrel is hydraulic. is pressed accordingly on the control plate. In order to keep friction losses as small as possible to obtain the so-called hydraulic compensation is only. carried out so far that a tight transition is just guaranteed and that the drum is opposite the control plate can be turned as easily as possible.

Um bei Pumpen einen möglichst gleichmäßigen Flüssigkeitsumlauf bzw. bei Motoren einen möglichst gleichmäßigen Lauf zu erreichen, sind diese Axialkolbenmaschinen mit einer ungeraden Anzahl von Kolben gebaut. Hierdurch wirken beim Umlauf auf die einzelnen Steuerseiten die Kräfte von abwechselnd bzw. Kolben, wenn. z die ungerade Anzahl .der Kolben bedeutet. Bei der üblichen Ausbildung der Steueröffnungen schwanken demgemäß die auf den Steuerspiegel wirkenden, nicht ausgeglichenen Kräfte, -so daß die Kolbentrommel mit einer wechselnden Last auf den Drehschiebersteuerspiegel gedrückt wird.In order to achieve a fluid circulation that is as uniform as possible in pumps and as uniform a run as possible in motors, these axial piston machines are built with an uneven number of pistons. As a result, the forces from alternately act on the individual control sides during rotation respectively. Piston when. z means the odd number of pistons. With the usual design of the control openings, the unbalanced forces acting on the control plate fluctuate accordingly, so that the piston drum is pressed onto the rotary valve control plate with a changing load.

Bei einer kleinen Anzahl von Kolben und insbesondere bei hohen Arbeitsdrücken ergibt sich dadurch eine ziemlich große, nicht ausgeglichene, auf den Steuerspiegel wirkende Last, die sich sehr ungünstig auf den Wirkungsgrad auswirkt.With a small number of pistons and especially with high working pressures This results in a fairly large, unbalanced, on the tax table acting load, which has a very unfavorable effect on the efficiency.

Um diese ungünstigen Einflüsse zu verringern, wurde vorgeschlagen, dieSteuerspiegelflächen innen und außen zu verbreitern -und .die verbreiterten Stellen etwa in der Art eines Mitchell-Lagers auszubilden.In order to reduce these adverse influences, it has been proposed that to widen the control mirror surfaces inside and outside - and the widened places to be trained in the manner of a Mitchell camp.

Gemäß ,der Erfindung wird demgegenüber eine besondere Form der Steueröffnungen in Verbindung mit druckmäßig gesteuerten Ausgleichsnuten bzw. Ausgleichsausfräsungen vorgeschlagen, die unabhängig von der augenblicklichen Stellung der Kolbentrommel zum Steuerspiegel einen konstanten Ausgleich gestattet, so daß sich damit besonderskleine Reibungsverluste zwischen Kolbentrommel und Steuerspiegel erreichen lassen.According to the invention, on the other hand, there is a special shape of the control openings in connection with pressure-controlled compensation grooves or compensation millings proposed that regardless of the current position of the piston drum allows a constant compensation to the control plate, so that particularly small Allow friction losses to be achieved between the piston drum and the control plate.

Die beabsichtigte Wirkung wird dabei durch zwei besondere Merkmale erreicht, nämlich: i. Durch eine Abstimmung der Steuerkanten sowohl der Steueröffnungen als .auch der -Kolbentrommeldurchbrüche derart, daß bei Steuerungsbeginn eines durch die Symmetrieachse von einer Steueröffnung zur .anderen durchgehenden ersten Kolbens die entsprechende Steuerkante des nach rechts bzw. nach links liegenden ten Kolbentrommeldurchbruches sich gerade mit je einer der zweiten Steuerkanten der Steueröffnungen deckt.The intended effect is achieved through two special features, namely: i. By coordinating the control edges of both the control openings and the piston drum openings in such a way that at the start of control of a first piston passing through the axis of symmetry from one control opening to the other, the corresponding control edge of the one lying to the right or to the left th piston drum opening just coincides with one of the second control edges of the control openings.

Dieses ist der Fall, wenn sowohl die Steuerkanten der einzelnen Kolbentrommeldurchbrüche zu ihrer Symmetrieachse als auch .die Steuerkonten der Steueröffnungen zu der dabei auch durch die erste. Kolbenbohrung durchlaufenden Symmetrieachse des Steuerspiegels unter einem Winkel von Grad angeordnet liegen.This is the case when both the control edges of the individual piston drum openings to their axis of symmetry and the control accounts of the control openings to the first. Piston bore through the axis of symmetry of the control plate at an angle of Are arranged in degrees.

a. Durch zwei zu den Symmetrieachsen spiegelbildlich angeordnete Ausgleichsausfräsungen, die von den Kolbendurchbrüchen des ersten bzw. des rechts oder links davon befindlichen ten Kolbendurchbruches aus so .auf den entsprechenden Druckgesteuert werden, daß sie das eine Mal den auf der Druckseite, das andere Mal den auf der Sauggeite befindlichen ten Kolben in Verbindung, d. h. zusammen mit seiner Durchbruchsöffnung ausgleichen. Ist hierbei die Fläche je einer Steueröffnung so dimensioniert, daß sie zusammen mit den von ihr nicht überdeckten Flächen von jeweils Kolbendurchbrüchen nahezu gleich groß ist wie die Fläche von Kolben, so sind durch die Steueröffnungen in Verbindung. mit den jeweiligen Kolbendurchbrüchen, unabhängig von .der Stellung der Kolbentrommel, jeweils immer Kolben sowohl auf der Druck- als auch auf der Saugseite ausgeglichen, während der te Kolben durch seine Durchbrüche und die beiden :gesteuerten, im übrigen geschlossenen Steuerspiegel:au.sfräs.ungen ausgeglichen i!st, und zwar je nachdem ob er auf der Druckseite oder ob er auf die Saugseite arbeitet.a. By means of two compensating millings, which are arranged in a mirror-inverted manner to the axes of symmetry, those of the piston openings of the first or the right or left of it th piston breakthrough in such a way .on the corresponding pressure that they are one time the one on the pressure side, the other time the one on the suction side th piston in connection, ie compensate together with its opening. In this case, the area of each control opening is dimensioned so that it, together with the areas not covered by it, is in each case Piston breakthroughs is almost the same size as the area of Pistons are in communication through the control ports. with the respective piston openings, regardless of the position of the piston drum, always Piston balanced on both the pressure and suction side, while the te piston through its breakthroughs and the both: controlled, otherwise closed control plate: external milling is balanced, depending on whether it is working on the pressure side or whether it is working on the suction side.

Die Steuerung der beiden Ausfräsungen erfolgt von den Durchbrüchen aus so, daß sie beim Vorbeiwandern der einzelnen Kolbendurchbrüche mit diesen innen. oder außen in Verbindung stehen, und zwar jeweils über einen Winkeldrehbereich, der von der Spiegelbildachse der beiden Steueröffnungen zur Kolbenbohrungssymmetrieachse reicht und um -4- Grad schwankt.The two cutouts are controlled from the openings in such a way that when the individual piston openings pass by, they are inside with them. or outside in connection, in each case over an angular range of rotation that extends from the mirror image axis of the two control openings to the piston bore axis of symmetry and by -4- Degree fluctuates.

Statt der beiden als Kreisringstücke mit gleichem Innen- und Außenradius ausgebildeten Steueröffnungen, .deren äußerste Fahrstrahlen vom Mittelpunkt aus je einen Winkel von i8o Grad einschließen, können die beiden Steueröffnungen auch aus je einem breiteren und an den Enden aus je zwei schmaleren Kreisringstücken bestehen, was hinsichtlich der Unterbringung und Steuerung der Ausgleichsfräsungen von Vorteil sein kann.Instead of the two control openings designed as circular ring pieces with the same inner and outer radius, their outermost driving rays from the center point each an angle of Include i8o degrees, the two control openings can each consist of a wider and at the ends of two narrower circular ring pieces, which can be advantageous in terms of accommodating and controlling the compensating millings.

In diesem letzteren Fall bleibt .dann der Gesamtzentriwinkel i8o Grad wie vorher, während der Übergang zu dem breiteren Kreisringstück aus Gründen eines konstanten Ausgleiches auf Fahrstrahlen vom Mittelpunkt aus erfolgt, die zur _ Symmetrieachse einer Steueröffnung den Winkel einschließen, wenn n eine ganz beliebige Zahl bedeutet. .In this latter case, the total central angle then remains i8o degrees as before, while the transition to the broader annulus, for reasons of constant compensation on the driving rays, takes place from the center point, which is the angle to the axis of symmetry of a control opening include if n is an integer number. .

An Hand von drei Abbildungen, die drei verschiedene Ausführungsbeispiele von Steuerspiegeln in ,der Draufsicht mit den auf sie projizierten. Kolbendurchbrüchen sowie Kolbenbohrungen für beispielsweise sieben Kolben darstellen, wird die Erfindung in der Zeichnung näher erläutert.On the basis of three illustrations, the three different embodiments of control mirrors in, the top view with those projected onto them. Piston breakthroughs as well as piston bores for, for example, seven pistons represent the invention explained in more detail in the drawing.

Abb. i zeigt einen Steuerspiegel, bei dem d.ie Steueröffnungen i und a als Kreisringstücke mit konstantem Außen- und Innenradius ausgeführt sind. Ihre Steuerkanten liegen dabei - auf Fahrstrahlen vom Mittelpunkt des Steuerspiegels aus, die, abgesehen von kleineren tTberdeckungstoleranzen; symmetrisch zu den zwei aufeinander senkrechten Symmetrieachsen des Steuerspiegels angeordnet sind und zur Symmetrieachse zweier benachbarter Steueröffnungen einen Winkel von Grad einschließen, das sind im vorliegenden Fall also Grad.Fig. I shows a control plate in which the control openings i and a are designed as circular ring pieces with constant outer and inner radius. Your control edges lie - on the driving rays from the center of the control plate, which, apart from smaller overlap tolerances; are arranged symmetrically to the two mutually perpendicular axes of symmetry of the control plate and to the axis of symmetry of two adjacent control openings at an angle of Include degrees, so that is in the present case Degree.

Desgleichen liegen die Steuerkanten der Kolbentrommel.durchbrüche von ihrer Symmetrieachse um Grad entfernt, so,daß sich die Steuerkanten des Kolbentrommeldurchbruches 3 der Kolbenbohrung 4 in der bezeichneten Darstellung mit den oberen Steuerkanten der beiden Steueröffnungen und demgemäß auch -die entsprechenden Steuerkanten der Durchbrüche der ten - ten = der vierten rechten oder linken Kolbenbohrung, also der Kolbenbohrungen 5 und 6, mit den unteren Steuerkanten der Steueröffnungen decken.Likewise, the control edges of the piston drum. Breakthroughs lie around their axis of symmetry Degrees away, so that the control edges of the piston drum opening 3 of the piston bore 4 in the designated illustration with the upper control edges of the two control openings and accordingly also -the corresponding control edges of the openings ten - ten = the fourth right or left piston bore, So the piston bores 5 and 6, cover with the lower control edges of the control openings.

Die Durchbrüche 3 der Kolbentrommel ragen über den äußeren Radius der -Steueröffnungen und den inneren Radius der Ausfräsungen 7 und,8 hinaus, so daß in der gezeichneten Stellung z. B. die Ausfräsung 7 über den Durchbruch des Kolbens 4 mit dessen Druckraum und dadurch bei einer Linksdrehung die Ausfräsung mit der Druckseite der Steueröffnung i in Verbindung steht, während bei einer Rechtsdrehung die Ausfräsung 7 denselben Druck wie die Saugseite, d. h. .die Steueröffnung 2, erhält, und zwar innerhalb eines Winkeldrehbereichs der Kolbenbohrungssymmetrieachsen von je -4- Grad, wie es sinngemäß aus der gegezeichneten Stellung der Durchbrüche der Kolben 5 und 6 hervorgeht.The openings 3 of the piston drum protrude beyond the outer radius of the control openings and the inner radius of the millings 7 and 8, so that in the position shown, for. B. the milling 7 via the opening of the piston 4 with its pressure chamber and thus, when turned to the left, the milling is connected to the pressure side of the control opening i, while with a clockwise rotation the milling 7 has the same pressure as the suction side, i.e. the control opening 2, receives, within an angular range of rotation of the piston bore axes of symmetry of each -4- degrees as mutatis mutandis gege recorded from the Position of the openings of the pistons 5 and 6 can be seen.

Die Ecken der Kreisringstücke sind je nach dem Grad der erforderlichen Konstantheit des Ausgleichs mehr oder weniger leicht ausgerundet, während die Kolbentrommeldurchbrüche beliebig ausgerundet oder gestaltet sein können. Sie können also auch als einfache Bohrungen ausgeführt sein, deren äußerste Fahrstrahlen einen Winkel von Abb. 2 zeigt eine Ausführung .des Steuerspiegels, Grad zu ihrer Symmetrieachse einschließen. bei dem die Steueröffnungen i und 2 wie in Abb. i als Kreisningstücke mit konstantem Innen- und Außenradius .ausgeführt sind, die sich ebenfalls wie dort bis zu einem Winkel von Grad oben und unten von der Spiegelbildachse zweier .benachbarter Öffnungen entfernt erstrecken.The corners of the circular ring pieces are more or less slightly rounded depending on the degree of constancy of the compensation required, while the piston drum openings can be rounded or shaped as desired. They can therefore also be designed as simple bores, the outermost driving rays of which show an angle as shown in Fig. 2. Include degrees to their axis of symmetry. in which the control openings i and 2 are designed as circular ning pieces with constant inner and outer radius, as in Fig Extend degrees up and down from the mirror image axis of two .adjacent openings.

Die Kolbentrommeldurchbrüche 3 werden von je zwei ineinanderlaufenden Bohrungen gebildet, deren äußerste Fahrstrahlen vom Mittelpunkt aus wiederum den Winkel 2. Grad einschließen.The piston drum openings 3 are each formed by two holes running into one another, the outermost driving rays of which in turn form the angle 2 from the center point. Include degree.

Im Gegensatz zu Abb. i sind die Ausfräsungen 7 und 8 nicht wie dort außen, sondern innen spiegelbildlich angeordnet, wozu die Trommeldurchbrüche über den inneren Radius der Steueröffnung und den äußeren: Radius .der Ausgleichsausfräsung her-.eingebohrt sind.In contrast to Fig. I, the millings 7 and 8 are not like there outside, but inside arranged in mirror image, including the drum openings the inner radius of the control opening and the outer: radius of the compensating cutout are bored in.

Abb. 3 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Steueröffnungen aus je einem breiteren und je zwei schmaleren Kreisringstücken i und ja bzw. 2 und 2a bestehen. Die Ausgleichsfräsungen 7 und 8 sind wieder außen, die Trommeldurchbrüche innerhalb eines Winkeldrehbereiches ihrer Symmetrieachse von ± Grad überschneidend angeordnet, ebenso wie die äußersten Fahrstrahlen mit den Durchbrüchen gegenüber ihren Symmetrieachsen wiederum einen Winkel von ± Grad einschließen.Finally, Fig. 3 shows an embodiment in which the control openings consist of one wider and two narrower circular ring pieces i and ja or 2 and 2a. The compensation millings 7 and 8 are again on the outside, the drum openings within an angular rotation range of their axis of symmetry of ± Arranged overlapping degrees, as well as the outermost driving rays with the breakthroughs in turn an angle of ± with respect to their axes of symmetry Include degree.

Der Übergang vom schmaleren zum breiteren Kreisringstück erfolgthierbei auf zwei zur Steuerspiegelsymmetrieachse symmetrisch liegenden Strahlen, die einen Winkel von Grad einschließen.The transition from the narrower to the wider circular ring piece takes place here on two rays which are symmetrical to the control mirror axis of symmetry and which form an angle of Include degree.

Der Vorteil .dieser Anordnung liegt in der Möglichkeit einer gedrängteren Bauweise. Die, Ausgleichsfräsungen können natürlich auch hierbei wie in Abb. 2 innen angeordnet sein, desgleichen kann der Innen- oder Außenradius .des schmaleren Kreisringstückes mit den entsprechenden Radien des breiteren Kreisringstückes gleich sein.The advantage of this arrangement is the possibility of a more compact one Construction. The, compensation millings can of course also here as in Fig. 2 inside be arranged, the same can be the inner or outer radius .des narrower circular ring piece be the same with the corresponding radii of the wider circular ring piece.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerspiegel für die Kolbentrommel hydraulischer Axialkolbenmaschinen mit ungerader Kolbenanzahl, dadurch gekennzeichnet, daß seine Steueröffnungen in der Form von Kreisringstücken mit eventuell geringfügig abgerundeten Ecken ausgebildet sind, .deren äußerste Fahrstrahlen vom Mittelpunkt aus sich mit den äußersten Fahrstrahlen eines Kolbentrommeldurchbruchs, abgesehen von kleinen Überdeckungstoleranzen, bei einem Winkel von Grad von der Symmetrieachse zweier benachbarter Steueröffnungen entfernt berühren und symmetrisch zu den Symmetrieachsen angeordnete Ausgleichsfräsungen von .den Trommeldurchbrüchen aus innerhalb eines Winkeldrehbereiches von ± Grad gegenüber der Steuerspiegelsymmetrieachse so gesteuert werden, daß sie unter dem jeweiligen Druck der steuernden Trommeldurchbrüche stehen. PATENT CLAIMS: i. Control plate for the piston drum of hydraulic axial piston machines with an uneven number of pistons, characterized in that its control openings are designed in the form of circular ring pieces with possibly slightly rounded corners, whose outermost driving rays from the center point with the outermost driving rays of a piston drum opening, apart from small overlapping tolerances an angle of Touch degrees away from the axis of symmetry of two adjacent control openings and compensating millings arranged symmetrically to the axes of symmetry from .den drum openings within an angular range of rotation of ± Degrees relative to the control mirror axis of symmetry are controlled so that they are under the respective pressure of the controlling drum openings. 2. Steuerspiegel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Steueröffnungen von, schmaleren und breiteren Kreisringstücken gebildet wird, wobei der Übergang von einem schmaleren zu einem breiteren Ringstück auf spiegelbildlich zu den Symmetrieachsen liegenden Fahrstrahlen erfolgt, .die Zentriwinkel von Grad einschließen, wobei n eine ganze Zahl bedeutet.2. Control mirror according to claim i, characterized in that the shape of the control openings is formed by narrower and wider circular ring pieces, the transition from a narrower to a wider ring piece on driving rays lying in mirror image to the axes of symmetry, .the central angle of Include degrees, where n is an integer.