DE2238582A1

DE2238582A1 - Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2238582A1
Application number: DE2238582A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Heyl
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1972-08-04
Publication date: 1974-02-21
Also published as: US3906841A; JPS4952306A

Description

A 475 LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

06. Juli 1972 TP"St/schn

. ' A 72/46

Axialkolbenmas chine

Die Erfindung betrifft eine als Pumpe oder Motor arbeitende Axialkolbenmaschine, vorzugsweise in Schrägscheiben-Bauform, mit einer die Arbeitszylinder enthaltenden, umlaufenden Zylindertrommel, die durch auf vom Druck der Arbeitsflussigkeit beaufschlagten Flächen erzeugte Kräfte gegen den zugeordneten Steuerspiegel gedrückt wird.

Bei Axialkolbenmaschinen in Triebflanschbauart, bei denen die Zylindertrommel auf einem gehäusefesten Mittelzapfen gelagert ist, ist es bekannt, zwischen der Zylindertrommel und einer auf dem Mittelzapfen gelagerten" Buchse einen Druckraum zu schaffen, in dem

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eine Kraft erzeugt wird, die die Zylindertrommel gegen den Steuerspiegel drückt (DT-PS 1 003 039)· Ferner ist bekannt, an dieser Buchse zwei Druckräume zu bilden, von denen jeweils einer mit der Hochdruckleitung und einer mit der Niederdruckleitung verbunden 1st (DT-PS 1 062 116)· Es ist darUberhinaus bekannt, die Druckräume nicht zwischen Zylindertrommel und Mittelzapfen, sondern zwischen Mittelzapfen und festem Gehäuse anzuordnen,(DT-AS 1 287 933* DT-Gbm 66O 90 71 und US-PS 3 ^95 5^2). Eine ähnliche Anordnung ist auch schon für Schrägscheibenmaschlnen vorgeschlagen worden (US-PS 3 292 553)· Diese bekannten Einrichtungen erzeugen alle eine Kraft, deren Wirkungslinie in der Achse der Zylindertrommel liegt. So lange die Zylindertrommel auf einem Mittelzapfen oder einer Welle starr geführt ist, 1st das zulässig. Wenn aber die Zylindertrommel sich auf der Welle frei einstellen kann, ist zu berücksichtigen, daß auf der den Arbeitsdruckkanal aufweisenden Hälfte der Steuerspiegelfläche eine wesentlich größere Abhebkraft auf die Stirnfläche der Zylindertrommel wirkt ab auf der den Niederdruckkanal aufweisenden Hälfte der Steuerspiegelfläche· Bei derartigen Schrägscheibenmaschinen mit beweglich gelagerter Zylindertrommel und entsprechend sich frei auf

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den Steuerspiegel einstellender Zylindertrommel wird diese bisher durch relativ kleine Federkräfte und durch geringe Überdimensionierung der druckbeaufsehlagten Flächen im Zylinderkopf gegen den Steuerspiegel angedrückt. Wegen der geringen Kräfte können nur verhältnismäßig schmale Dichtstege am Steuerspiegel verwendet werden, die infolge dieser schmalen Ausgestaltung in relativ kurzer Zeit verschleißen und unbefriedigend hohe Leckölströme verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Andrückkräfte zu erzeugen/ die die Zylindertrommel in günstiger Weise derart gegen den Steuerspiegel drücken, daß dies'e Kräfte ermöglichen, die Dichtstege hinreichend und befriedigend breit gestalten zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der" Erfindung vorgesehen, daß die vom Arbeitsflussigkeitsdruck beaufschlagten Flächen, an denen Kräfte erzeugt werden, die die Zylindertrommel gegen den Steuerspiegel drücken, an Kolben gebildet sind, von denen jeder in einem Andrückzylinder verschiebbar ist, wobei jedem Arbeitszylinder oder zumindest jedem η-ten Arbeitszylinder, d.h, einem Teil der Arbe its zylinder j mindestens ein Andrüekzy·«- linder zugeordnet ist. Mit Rücksicht auf den Herstellaufwand wird normalerweise jedem Arbeitszylinder nur ein Andrückzylinder

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zugeordnet sein, der in der Zylindertrommel dem zu« geordneten Arbeitszylinder benachbart angeordnet ist. Das hat zur Folge, daß ebenso wie an der dem Steuer-Siegel zugeordneten Stirnfläche der Zylindertrommel auf der einen Hälfte eine größere Abhebkraft wirkt als auf der anderen Hälfte, auch auf der einen Half, te der Zylindertrommel eine größere Andrückkraft erzeugt wird als auf der anderen Hälfte.

Zweckmäßigerweise ist zwischen jeweils einem Arbeitszylinder und dem zugeordneten AndrUckzylinder eine Verbindungsbohrung vorgesehen.

Bei vielen Axialkolbenmaschinen ist in jedem Arbeitszylinder eine Laufbuchse angeordnet, die aus einem Material besteht, das zusammen mit dem Material des Kolbens eine bezüglich der Gleiteigenschaften günstige Materialpaarung bildet. In zweckmäßiger AjBgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verbindungsbohrung im Arbeitszylinder vor dem Ende der Laufbuchse, d.h. Zylinderkopf-seitig vor der Laufbuchse mündet.

Um zu vermeiden, daß unter der Wirkung des Arbeitsdruckes die Arbeitsflüssigkeit zwischen Laufbuchse und Wand der Bohrung in der Zylindertrommel auf der ganzen

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Länge der Laufbuchse hindurchtritt, werden derartige Laufbuchsen häufig mit einer Entlastungsnut versehen, die mittels einer Entlastungsbohrung mit dem äußeren Umfang der Zylindertrommel verbunden ist. Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung ist bei, einer derartigen Axialkolbenmaschine vorgesehen, daß die Entlastungsbohrung derart schräg angeordnet ist, daß sie auf der einen Seite der Zylinderbohrung mit der Entlastungsnut der Laufbuchse kommuniziert, auf der an« deren Seite-der Zylinderbohrung jedoch zylinderkopfseitig vor der Laufbuchse mündet und von hier aus als Verbindungsbohrung zum Andrückzylinder weitergeht, d.h., daß mit einem Bohrvorgang sowohl die Entlastungsbohrung als auch die Verbindungsbohrung erzeugt werden kann, wobei diese beiden Bohrungen Teilabschnitte einer durchgehenden geraden Bohrung sind.

Die Achsen der Andrückzylinder können parallel zur Zylindertrommelachse angeordnet sein. Die Achsen der Andrückzylinder können jedoch auch in jeweils einer radial durch die Zylindertrommelachse gehenden Ebene liegen und mit der Zylindertrommelachse einen spitzen Winkel einschließen. Bei, mit Rücksicht auf Normen oder vorhandene Kolben, mit bestimmtem Durchmesser

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gegebenen Durchmesser der Andrückzylinder kann durch Wahl des Winkels zwischen Andrückzylinderachse und Zylindertrommelachse das Moment bestimmt werden, mit dem die Zylindertrommel gegen den Steuerspiegel gedrückt wird, d.h. der Überhang der Kraft auf der dem ArbeitsflUssigkeitskanal zügeordnet ei Hälfte der Zylindertrommelstirnfläche gegenüber der anderen Hälfte. Zeigt die Kegelspitze des durch die Gesamtheit der AndrUckzylinderachsen gebildeten Kegels in Richtung auf den Steuerspiegel, so wird das An« drückmoment verringert gegenüber der zur Zylindertrommelachse parallelen Anordnung der AndrUcfczylin« der. Zeigt der Kegel in der entgegengesetzten Rieh« tung, d.h. mit seiner Spitze zur Schrägscheibe hin, wird das Moment gegenüber der achsparallelen Anordnung vergrößert.

Damit die Zylindertrommel auch dann gegen den Steuerspiegel gedrückt wird, wenn kein ArbeitsflUssigkeitsdruck vorhanden ist, also z.B. im Zustand des Anfahrens einer Pumpe aus der Ruhelage, muß eine Grundandrück-Kraft vorhanden sein. Zweckmäßigerweise wird diese durch eine oder mehrere Federn erzeugt. In zweckmäßiger Weiterausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in zumindest einigen der Andrückzylinder

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je eine Feder angeordnet ist«, Da für diese Federn ein gewisser Raum in jedem eine Feder enthaltenden Andrückzylinder vorhanden sein muß, andererseits aber mit Rücksicht'auf die Kompressibilität des Arbeitsmediums der Totraum so gering wie möglich sein soll, ist gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung vorgesehen, daß jeder Kolben einen den Totraum so . weit wie möglich ausfüllenden Fortsatz aufweist,

Zweckmäßigerweise liegen die Andrück-Kolben gegen einen Stützkranz an, der seinerseits gegen die Welle abgesetützt ist· Dieser. Stützkranz kann eine beispielsweise kugelkappenförmige Fläche aufweisen, die mit ei« ner beispielsweise kugelkalottenformigen oder kegelförmigen Gegenfläche zusammenwirkt, die mit einer Halteplatte verbunden ist, welche die Gleitschuhe in Anlage an der Schrägscheibe hält. Geht man davon aus, daß der StUtzkranz fest gegenüber der Welle angeordnet ist, wird dadurch eine feste Niederhaltung der Gleitschuhe erzielt. Die Halteplatte muß hierbei jedoch zwischen Gleitschuhen und StUtzkranz mit Rücksicht auf Fertigungstoleranzen und Wärmedehnungen etwas Spiel haben.

In der Zeichnung ist ein AusfUhrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt:

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Figur I zeigt einen Schnitt durch die Zylindertrommel in einer durch die Drehachse gehenden Ebene,

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Zylindertrommel in einer durch die Achse der Verbindungsbohrung gehenden Ebene gemäß Linie II-II der Figur J5 und

Figur J zeigt einen Schnitt durch die Zylindertrommel in einer senkrecht auf der Drehachse stehenden Ebene.

In der Zylindertrommel 1 sind Arbeitszylinder 2 angeordnet, Wobei in jedem Arbeitszylinder 2 eine Laufbuchse 5 angeordnet ist, die eine Entlastungsnut 4 aufweist.

Neben Jedem Arbeitszylinder 2 ist in der Zylindertrommel 1 ein Andrückzylinder 5 angeordnet. Eine Bohrung 7 1st derart schräg angeordnet, daß sie die Aussenseite der Zylindertrommel 1 mit der Entlastungsnut verbindet, auf der anderen Seite der Bohrung des Arbeitszylinders 2 jedoch vor der vorderen Kante 8 der Laufbuchse 5 mündet und sich zu dem AndrUckzylinder 5 fortsetzt.

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In jedem Andrückaylinder 5 ist ein Kolben 9 angeordnet, der einen Portsatz 10 aufweist, um den herum eine Feder 11 angeordnet ist.

Die Kolben 9 liegen gegen einen Stützkranz 12 an, der gegen einen Bund 13 der Welle 14 abgestützt ist.

Patentansprüche;

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Claims

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Patentansprüche:

Axialkolbenmaschine, vorzugsweise in Schrägscheibenbauform, mit einer umlaufenden, die Arbeitszylinder enthaltenden Zylindertrommel, die durch auf vom Druck der ArbeitsflUssigkeit beaufschlagten Flächen erzeugte Kräfte gegen einen Steuerspiegel gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Druck beaufschlagten Flächen an Kolben (9) gebildet sind, von denen jeder in einem Andrückzylinder (5) verschiebbar ist, wobei jedem Arbeitszylinder (2) ein Andrückzylinder (5) zugeordnet ist.
2) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils einem Arbeitszylinder (2) und einem Andrückzylinder (5) eine Verbindungsbohrung (7) angeordnet ist.
3) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, bei der

in jedem Arbeitszylinder (2) eine Laufbuchse (J>) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbohrung (7) im Arbeitszylinder (2) zylinderkopfseitig der Laufbuchse (Ji) mündet.

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4) Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5* mit einer Laufbuchse, die mit einer Entlastungsnut versehen ist, die mit einer Entlastungsbohrung verbunden ist, die am Umfang der Zylindertrommel mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Entäastungsbohrung (7) schräg angeordnet ist und ihre Verlängerung die Verbindungsbohrung Midi.
5) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeMinet, daß jeder Andrückzylinder (5) in der Zylindertrommel (1) derart schräg angeordnet ist, claß die Achse des Andrückzylinders (5) in einer durch die Zylindertrommelachse gehenden Ebene einen spitzen Winkel mit der Zylindertrommelachse einschließt.
6) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einigen der Andrückzylinder je eine Feder (11) angeordnet ist.

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7) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder vorzugsweise Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet» daß der Kolben (9) einen Portsatz (10) aufweist.
8) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (9) gegen einen Stützkranz (12) abgestützt sind, der seiner·· seits gegen die Welle (14) abgestützt ist·
9) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der StUtzkranz eine Fläche aufweist, die mit einer Gegenfläche zusammen-· wirkt, die mit einer Halteplatte verbunden ist, welche die Gleitschuhe in Anlage an der Schrägscheibe hält.
10) Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einigen der Andrück-Kolben eine Feder zugeordnet ist, die um den AndrUck-Kolben herum angeordnet ist.
11) Axialkolbenmaschine nach den Ansprüchen 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder Jeweils zwischen Zylindertrommel (1) und StUtzkranz (12) angeordnet ist,.

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