DE3539535C2

DE3539535C2 -

Info

Publication number: DE3539535C2
Application number: DE3539535A
Authority: DE
Inventors: Kouji Yamaguchi; Eiichiro Tokorozawa Saitama Jp Kawahara; Noboru Kamifukuoka Saitama Jp Yamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1985-11-07
Publication date: 1990-02-22
Also published as: GB2167153A; CA1254523A; GB8527170D0; US4637293A; GB2167153B; JPH0318038B2; JPS61118566A; DE3539535A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für eine hydraulische Einrichtung mit Taumelscheibe, mit einem Gehäuse, einem Zylinderblock, der drehbar im Gehäuse angebracht ist und mehrere Axialbohrungen auf weist, einer innerhalb des Gehäuses einer Stirnseite des Zylinderblocks gegenüberliegend angeordneten Taumelscheibe, einem Taumelscheibenhal ter, mehreren Kolben, die in den Axialbohrungen angeordnet sind, je weils einem Gleitstück, das am vorderen Ende eines jeden Kolbens ange bracht und in Gleitberührung mit der Taumelscheibe gehalten ist, einer Andruckplatte, um die Gleitstücke in Anlage an die Taumelscheibe zu halten, wobei die Andruckplatte drehbar am Taumelscheibenhalter ange bracht und mit einer Anzahl von Durchgangslöchern versehen ist, durch welche sich die Gleitstücke und die vorderen Enden der Kolben er strecken, und mit einer Halteplatte, die die Andruckplatte in ihrer Lage hält, wobei den Gleitflächen der Gleitstücke axial durch die Kolben Schmiermittel zugeführt wird, das durch den zwischen der Andruckplatte und der Taumelscheibe gebildeten Raum geführt wird. Eine derartige Schmiervorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 20 10 365 bekannt.

Der Raum zwischen der Andruckplatte und der Taumelscheibe sowie der sich hieran anschließende Bereich, in welchem sich das vordere Ende des Kol bens bewegt, kann mit Schmiermittel gefüllt sein. Allerdings wird dann eine relativ große Schmiermittelmenge bewegt, was den Wirkungsgrad der hydraulischen Einrichtung beeinträchtigt. Würde nun versucht, einfach die Schmiermittelmenge zu verringern, so wären der genannte Raum und der sich hieran anschließende Bereich nur noch zu einem verhältnismäßig ge ringen Teil mit Schmiermittel gefüllt, und es bestände die Gefahr, daß dann keine ausreichende Schmierung mehr gewährleistet wäre.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die voranstehend be schriebene Schmiervorrichtung weiterzuentwickeln und eine Schmier vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welcher mit einer geringeren Schmiermittelmenge dennoch eine ausreichende Schmierung sichergestellt ist.

Die Aufgabe wird durch eine eingangs beschriebene Schmiervorrichtung gelöst, bei welcher der Raum zwischen der Andruckplatte und der Taumel scheibe zur Ausbildung einer Schmiermittelkammer am Innenumfang des Taumelscheibenhalters durch eine zylindrische Trennwand so abgeschlos sen ist, daß zwischen der Trennwand und der Andruckplatte ein kleiner Spalt freigelassen ist, durch den das Schmiermittel die Schmiermittel kammer verläßt.

Durch die Ausbildung der Schmiermittelkammer wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß das Schmiermittel in dem Bereich vorhanden ist, in dem es auch wirklich benötigt wird. Der Spalt verhindert, daß sich in der Schmiermittelkammer ein zu hoher Druck aufbaut, der sonst die Schmierung zwischen dem vorderen Ende jedes Kolbens und dem zugehörigen Gleitstück beeinträchtigen könnte. Aufgrund der geringeren Schmier mittelmenge wird daher der Wirkungsgrad der hydraulischen Einrichtung mit Taumelscheibe verbessert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Aus führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht im Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht im Längsschnitt, die die Stirnzapfenwellen und ihre Umge bungen in Fig. 1 zeigt, und

Fig. 3 bis 7 jeweils Schnittansichten ähnlich Fig. 2, die das zweite bis sechste Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die vorliegende Erfindung bei einer hy draulischen Pumpe Anwendung findet. In einem Gehäuse 1 ist eine Eingangswelle 2 drehbar an einem Lager 3 ge tragen. Ein Zylinderblock 4 ist verschieblich auf einem mittleren Abschnitt der Welle 2 aufgenutet. Der Zylinderblock 4 ist drehbar im Gehäuse 1 durch ein Lager 5 getragen. Im Gehäuse 1 ist außerdem eine Tau melscheibe 6 am einen Ende des Zylinderblocks 4 ange ordnet, und ein Verteilerring 7 ist an dessen anderem Ende angeordnet.

Die Taumelscheibe 6 ist ringförmig bzw. kreisring förmig ausgebildet und umgibt die Eingangswelle 2. Die Taumelscheibe 6 ist passend in einem Taumelschei benhalter 8 angebracht, der ebenfalls mit einer kreis ringförmigen Form ausgebildet ist und durch Schwenk zapfenwellen 8 a getragen ist (gezeigt in Fig. 2), so daß sie sich in bezug auf das Gehäuse 1 schräg stellen kann. Als Ergebnis stellt sich die Taumelscheibe 6 zusammen mit ihrem Taumelscheibenhalter 8 rund um die Schwenkzapfen wellen 8 a so schräg, daß ihr Kippwinkel in Bezug auf die Drehachse des Zylinderblocks 4 nach Wunsch ge ändert werden kann.

Die Verteilerplatte 7 ist im Gehäuse 1 befestigt und stützt mit ihrem mittleren Abschnitt das vordere Ende der Eingangswelle 2, die sich durch den Zylin derblock 4 erstreckt, und zwar an einem Lager 9. Um die gegenüberliegenden Flächen 7 f und 4 f der Verteiler platte 7 und des Zylinderblocks 4 in enger Berührung miteinander auf eine solche Weise zu erhalten, daß die relativ zueinander verschieblich sind, ist eine Feder 10 unter Druck sandwichartig zwischen der Eingangswelle 2 und dem Zylinderblock 4 eingeschlossen, um den Zy linderblock 4 gegen die Verteilerplatte 7 zu drücken.

Der Zylinderblock 4 ist mit mehreren Zylinderbohrungen 11, 11, . . . usw. ausgebildet, die sich mit gleichem Ab stand rund um die Drehachse des Zylinderblocks 4 und parallel zu dieser erstrecken und in welche eine gleiche Anzahl von Tauchkolben, Stößeln bzw. Kolben 12, 12 . . . usw. passend angeordnet sind.

Jeder Kolben 12 begrenzt eine Pumpkammer 13 in der ent sprechenden Zylinderkammer 11. Eine Pumpöffnung 13 a, die in die Pumpkammer 13 übergeht, ist in der oben er wähnten Endfläche 4 f des Zylinderblocks 4 ausgebildet. Außerdem sind Pumpöffnungen 13 a, 13 a . . . usw. aller Pumpkammern 13, 13 . . . usw. auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet, dessen Mitte auf der Drehachse des Zylinder blocks 4 liegt.

Die Verteilerplatte 7 ist in der einen Hälfte der oben erwähnten Endfläche 7 f mit einer Saugnut 14 ausge bildet, die mit mehreren gegenüberliegenden Pumpöffnun gen 13 a in Verbindung steht, und in der anderen Hälfte mit einer Abgabenut 15, die mit den gegenüberliegenden mehreren Pumpöffnungen 13 a in Verbindung steht. Saug- und Abgabeöffnungen 14 a und 15 a gehen in jene Saug- und Abgabenuten 14 bzw. 15 über und sind in der äußeren Endfläche der Verteilerplatte 7 ausgebildet. Obwohl nicht gezeigt, ist der hydraulische Motor mit seinen Abgabe- und Saugöffnungen mit der Saugöffnung 14 a bzw. der Abgabeöffnung 15 a verbunden.

Jeder Kolben 12 ist mit seinem vorderen Ende zu einem kugeligen Ende 12 a ausgebildet, mit welchem ein Gleitstück 16 gelenkig verbunden ist und in Gleitbe rührung mit der Oberfläche der Taumelscheibe 6 gehal ten ist. Jeder Kolben 12 ist üblicherweise durch den Öldruck der Pumpenkammer 13 so belastet, daß er aus der Zylinderbohrung 11 herausragt, um hierbei das Gleitstück 16 in Berührung mit der Taumelscheibe 6 zu drücken.

Wenn die Eingangswelle 2 gedreht wird, dann rotiert der Zylinderblock 4 auf seiner Drehachse, so daß der obere vorstehende Kolben 12 in seine zugeordnete Zylin derbohrung 11 durch die Taumelscheibe 6 eingedrückt wird, wenn sie nach unten gebracht wird. Als Ergebnis nimmt das Volumen der Pumpkammer 13, die an der Rück seite des Kolbens 12 angeordnet ist, ab, so daß das hierin eingeschlossene Arbeitsöl unter Druck aus der Abgabeöffnung 15 a der Verteilerplatte 7 zu einem hy draulischen Motor (nicht gezeigt) gepumpt wird. Anderer seits fährt der untere Kolben 12 aus, wenn sich der Zylinder 4 dreht und nach oben gebracht wird, so daß das Volumen der Pumpkammer 13 an der Rückseite dieses Kolbens 12 expandiert. Als Ergebnis wird das Arbeits öl, das vom hydraulischen Motor (nicht gezeigt) abge geben wird, durch die Saugöffnung 14 a der Verteiler platte 7 in diese Pumpkammer 13 gesaugt.

Bei diesem Saugtakt fällt der hydraulische Druck, der auf der Rückseite des Kolbens 12 einwirkt, so ab, daß das Gleitstück 16 droht, die Taumelscheibe 6 zu ver lassen oder von dieser abzuheben. Am unteren Totpunkt, an welchem sich der Hub von der Abgabe- auf die Saug wirkung ändert, ist andererseits der Kolben 12 durch seine Massenträgheit so belastet, daß das Gleitstück 16 danach trachtet, die Taumelscheibe 6 zu verlassen.

Um das Gleitstück 16 in Gleitberührung mit der Taumel scheibe 6 gegen die Wirkung dieser Kräfte zu erhalten, ist deshalb eine Andruckplatte 17 zum Halten des Gleit stücks 16 vorgesehen, indem sie dessen Rückseite hält. Die Andruckplatte 17 ist drehbar in einen ringförmigen Vorsprung 8 b angebracht und steht axial vom Außenumfang des Taumelscheibenhalters 8 ab. Eine Halteplatte 19, die am Vorsprung 8 b mittels einer Schraube 18 befestigt ist, hält die Andruckplatte 17 in ihrer Lage. Die An druckplatte 17 ist mit mehreren Durchgangslöchern 20, 20 usw. ausgebildet, durch welche sich die Verbindungs abschnitte der jeweiligen Gleitstücke 16 mit den Kol ben 12 erstrecken. Als Ergebnis kann sich die Andruck platte 17 gemeinsam mit den Gleitstücken 16, 16 usw. drehen, so daß die Kolben 12, 12 usw. rotieren bzw. umlaufen können.

Jedes Gleitstück 16 ist an einer Stirnfläche mit einer hydraulischen Drucktasche 21 ausgebildet, die mit der Pumpkammer 13 über eine Reihe von Öllöchern 22 und 23 in Verbindung steht, die im Kolben 12 bzw. im Gleit stück 16 ausgebildet sind. Als Ergebnis wird das Druck öl in der Pumpkammer 13 über die Öllöcher 22 und 23 der hydraulischen Drucktasche 21 zugeführt, um auf das Gleitstück 16 einen Druck aufzubringen, so daß das Gleitstück 16 den vorwärtsgerichteten Schub des Kolbens 12 aufnehmen kann. Als Ergebnis verringert das Drucköl den Berührungdruck zwischen dem Gleitstück 16 und der Taumelscheibe 6 und schmiert die Gleitflächen von Gleitstück und Taumelscheibe.

Wie besser in Fig. 2 zu sehen ist, ist eine zylindrische Trennwand 24 passend am Innenumfang des Taumelschei benhalters 8 ausgebildet, wobei die Trennwand 24 dem Innenumfang der oben erwähnten Andruckplatte 17 zuge wandt ist, wobei hierzwischen ein kleiner Spalt freige lassen ist. Die Trennwand 24 begrenzt gemeinsam mit dem Taumelscheibenhalter 8 und der Andruckplatte 17 eine Schmiermittelkammer 25, die die Gleitberührungs abschnitte des Gleitstücks 16 und der Taumelscheibe 6 umschließt.

Somit tritt der Öldruck in jeder hydraulischen Druck tasche 21 ständig durch den Spielraum zwischen den Gleitflächen des Gleitstücks 16 und der Taumelscheibe 6 so aus, daß das austretende Öl die Schmiermittelkammer 25 füllt und dann aus den Spalten rund um die Andruck platte 17 austritt. Als Ergebnis wird die Schmiermittel kammer 25 ständig mit frischem Schmieröl gefüllt, wo durch die Gleitflächen des Gleitstücks 16 und der Tau melscheibe 6 fehlerfrei selbst von der Außenseite des Gleitstücks 16 her geschmiert werden können.

Wenn in diesemFall der Druck in der Schmiermittelkammer 25 dem Druck der hydraulischen Drucktasche 21 nahekommt, dann wird die Funktion dieser Tasche 21, eine hydrau lische Lagerung für das Gleitstück 16 zu bilden, auf gehoben. Deshalb sind die Spalte rund um die Andruck platte 17 so passend in Übereinstimmung mit der Aus trittsmenge des Öls aus der hydraulischen Drucktasche 21 ausgewählt, daß die Schmiermittelkammer 25 das Öl nur einschließen kann, während es im wesentlichen bei dem im Inneren des Gehäuses 1 vorherrschenden Druck gehalten wird, welcher der Atmosphärendruck sein kann.

Wenn sich der Kippwinkel der Taumelscheibe 6 ändert, dann bewegt sich das Gleitstück 16 radial und relativ zur Taumelscheibe 6, so daß Relativbewegungen zwischen dem Gleitstück 16 und der Andruckplatte 17 erzeugt werden. Um die Austrittsmenge des Öls auf ein Mindest maß zu reduzieren, das aus der Schmiermittelkammer 25 durch den Spielraum zwischen der Andruckplatte 17 und dem Gleitstück 16 austritt, und zwar unabhängig von der Abkippung der Taumelscheibe 6, ist es deshalb erfor derlich, zwischen der Andruckplatte 17 und dem Gleit stück 16 ein sehr enges axiales Spiel oder ein axiales Nullspiel zu bilden. Dieses Erfordernis kann dadurch erreicht werden, daß man der folgenden Ungleichung genügt:

D ₃ < (D ₁ + D ₂)/2,

wobei
D ₁ der Durchmesser jenes Abschnitts des Gleitstücks 16 ist, der gegen die Andruckplatte 17 anliegt,
D ₂ der Durchmesser jener Abschnitt des Gleitstücks 16 ist, der sich durch das Durchgangsloch 20 er streckt, und
D ₃ der Durchmesser des Durchgangslochs 20 der An druckplatte 17 ist.

Das Öl, das aus der Schmiermittelkammer 25 ausgetreten ist, ruht in der Unterseite des Gehäuses 1, von wo aus es durch eine Speisepumpe (nicht gezeigt) zu einem Öl- Speisekanal (nicht gezeigt) gepumpt wird, der zur Saug öffnung 14 a führt. Als Ergebnis muß das Gehäuse 1 nur eine kleine Ölmenge zum Schmieren des Lagers 5 des Zylinderblocks 4 zurückbehalten. Somit kann der Rühr widerstand des Öles durch die Drehung des Zylinder blocks 4 und die Bewegung der Kolben 12 verringert werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung ist in Fig. 3 gezeigt und ist dadurch aufge baut, daß man die Halteplatte 19 so ausbildet, daß sie sich einstückig vom vorderen Ende der Trennwand 24 aus erstreckt.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung, das in Fig. 4 gezeigt ist, ist dadurch auf gebaut, daß die Trennwand 24 einstückig mit dem Taumelscheibenhalter 8 ausgebildet ist.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung, das in Fig. 5 gezeigt ist, ist so auf gebaut, daß die Trennwand 24 einstückig mit der Taumelscheibe 6 ausgebildet ist.

Ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung, das in Fig. 6 gezeigt ist, ist so auf gebaut, daß der ringförmige Vorsprung 8 b aus einem rohrförmigen Teil gebildet ist, das am Außenumfang des Taumelscheibenhalters 8 vorgesehen ist, und daß die Halteplatte 19 an der Trennwand 24, die ein stückig mit dem Taumelscheibenhalter 8 gebildet ist, mittels einer Schraube 18 befestigt ist.

Ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung, das in Fig. 7 gezeigt ist, ist so aufgebaut, daß die Schmiermittelkammer 25 mit einem zusätzlichen Schmieröl gespeist wird, welches von einer Speisepumpe 26 her gepumpt wird, und zwar zusätzlih zu jenem Öl, das aus der hydraulischen Drucktasche 21 des Gleitstücks 16 ausdringt. Genauer gesagt ist der Taumelscheibenhalter 8 mit einem Öl-Einlaufkanal 27 ausgebildet, der sich durch die Schwenkzapfenwellen erstreckt, um zur Schmiermittelkammer 25 zu führen, sowie mit einem Öl austrittskanal 28, der von der Schmiermittelkammer 25 zum Inneren des Gehäuses 1 führt, so daß das Schmieröl zum Öl-Einlaufkanal 27 von der Speisepumpe 26 gepumpt wird.

Die oben erwähnten jeweiligen Ölkanäle 27 und 28 können durch Rohre ersetzt werden.

Gemäß diesem sechsten Ausführungsbeispiel kann das Schmieröl, das von der Speisepumpe 26 zugeführt wurde, eine verhältnismäßig niedrige Temperatur aufweisen, so daß die Taumelscheibe 6 und das Gleitstück 16 an ihren Gleitflächen nicht nur geschmiert, sondern auch wirksam gekühlt werden.

Wenn in diesem Fall der Öl-Eintrittskanal 27 teilweise als eine Aussparung 27 a ausgebildet ist, die durch die Unterseite der Taumelscheibe 6 verschlossen ist, dann kann die Taumelscheibe 6 in vorteilhafter Weise noch mehr durch das Öl gekühlt werden, das durch die Ausspa rung 27 a strömt.

Wenn der Öl-Eintrittskanal 27 mit seinem Auslaß 27 b am Innenumfang der Schmiermittelkammer 25 und der Ölauslaßkanal 28 mit seinem Eintritt 28 i am Außenum fang der Schmiermittelkammer 25 angeordnet ist, dann können sowohl das Einströmen des Öls aus dem Ölein trittskanal 27 in die Schmiermittelkammer 25 als auch das Ausströmen des Öls aus der Schmiermittelkammer 25 zum Ölaustrittskanal 28 durch die Wirkung der Flieh kraft gefördert werden, welche auf das Öl in der Schmiermittelkammer 25 aufgebracht wird, wenn jedes Gleitstück 16 rund um die Achse des Zylinderblocks 4 rotiert. Im Ergebnis kann der Ölumlauf zur Schmier mittelkammer 25 selbst dann zufriedenstellend ausge bildet werden, wenn die hydraulische Einrichtung mit hoher Drehzahl läuft.

Im übrigen sind alle jene Teile der Fig. 3 bis 7, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, das in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, mit identischen Bezugs zeichen bezeichnet.

Wie bereits voranstehend beschrieben wurde, sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Gleitberührungsabschnitte der Taumelscheibe und des Gleitstücks durch die Schmier, mittelkammer eingeschlossen, die das Schmieröl an der Taumelscheibe zusammenhält. Als Ergebnis können die Gleitberührungsabschnitte jederzeit in hervorragend geschmiertem Zustand gehalten werden, so daß die re lativen Gleitbewegungen der Taumelscheibe und des Gleitstücks geglättet werden können. Dies macht es unnötig, eine große Menge an Schmieröl im Gehäuse zu bevorraten, welches den Zylinderblock, die Taumel scheibe usw. aufnimmt. Als Ergebnis kann der Rührwider stand des Öles durch die rotierenden Teile merklich ver ringert werden, so daß ein Beitrag zu Verbesserungen des Betriebswirkungsgrads der hydraulischen Einrichtung geleistet wird.

Claims

1. Schmiervorrichtung für eine hydraulische Einrichtung mit Taumelscheibe mit den folgenden Merkmalen der hydraulischen Einrichtung:

- ein Gehäuse,
- ein Zylinderblock, der drehbar im Gehäuse angebracht ist und mehrere Axialbohrungen aufweist,
- eine innerhalb des Gehäuses einer Stirnseite des Zylinderblocks ge genüberliegend angeordnete Taumelscheibe,
- ein Taumelscheibenhalter,
- mehrere Kolben, die in den Axialbohrungen angeordnet sind,
- jeweils ein Gleitstück, das am vorderen Ende eines jeden Kolbens angebracht und in Gleitberührung mit der Taumelscheibe gehalten ist,
- eine Andruckplatte, um die Gleitstücke in Anlage an die Taumelscheibe zu halten, wobei die Andruckplatte drehbar am Taumelscheibenhalter angebracht und mit einer Anzahl von Durchgangslöchern versehen ist, durch welche sich die Gleitstücke und die vorderen Enden der Kolben erstrecken, und
- eine Halteplatte, die die Andruckplatte in ihrer Lage hält,
- wobei den Gleitflächen der Gleitstücke axial durch die Kolben Schmiermittel zugeführt wird, das durch den zwischen der Andruckplatte und der Taumelscheibe gebildeten Raum geführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zur Ausbildung einer Schmiermittelkammer (25) am Innenumfang des Taumelscheibenhalters (8) durch eine zylindrische Trennwand (24) so abgeschlossen ist, daß zwischen der Trennwand (24) und der Andruckplatte (17) ein kleiner Spalt freigelassen ist, durch den das Schmieröl die Schmiermittelkammer (25) verläßt.

2. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die zylindrische Trennwand (24) einstückig mit der Taumelscheibe (6) ausgebildet ist.

3. Schmiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Halteplatte (19) an der Trennwand (24) be festigt ist.

4. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn zeichnet durch eine Kühleinrichtung zum Zuführen und Abziehen von zusätzlichem Schmieröl zur Schmiermittelkammer (25) und von dieser weg, um die Gleitflächen und die Taumelscheibe (6) zu kühlen, wobei die Kühleinrichtung einen Öleintrittskanal (27) im Taumelscheibenhalter (8) aufweist, der mit der Schmiermittelkammer (25) in Verbindung steht, eine Speisepumpe (26), die mit dem Öleintrittskanal (27) verbunden ist, und einen Ölaustrittskanal (28), der die Schmiermittelkammer (25) mit dem Innenraum des Gehäuses (1) verbindet.

5. Schmiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Öleintrittskanal (27) mit der Schmiermittelkammer (25) an einer radial einwärts gelegenen Stelle in Verindung steht, und daß der Ölaustrittskanal (28) mit der Schmiermittelkammer (25) an einer radial auswärts gelegenen Stelle in Verbindung steht.