DE2857567C2

DE2857567C2 - Multi-stroke hydraulic axial piston motor

Info

Publication number: DE2857567C2
Application number: DE19782857567
Authority: DE
Inventors: Sinclair Kinghorn Scotland Cunningham; Peter Dr.-Ing. 8770 Lohr Wüsthof
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1978-11-04
Filing date: 1978-11-04
Publication date: 1984-02-23
Also published as: DE2857567A1

Description

3030th

Die Erfindung betrifft einen mehrhubigen hydraulischen Axialkolbenmotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a multi-stroke hydraulic axial piston motor according to the preamble of Claim 1.

Bei der bekannten mehrhubigen hydraulischen Axialkolbenmaschine werden die einander gegenüberliegenden Arbeitskolben jeweils in einer gemeinsamen Bohrung in einem gemeinsamen mit der Welle drehfest verbundenen Zylinderblock untergebracht. Die Hubkraft der Kolben wird auf die mit diesen zusammenwirkenden mit dem Maschinengehäuse verbundenen Hubscheiben übertragen und damit eine Drehbewegung der Welle hervorgerufen. Die Zu- und Abführung der Arbeitsflüssigkeit zu bzw. aus den Kolbenräumen erfolgt über Ausnehmungen in dem feststehenden zylindrischen Steuerteil, wobei ein axialer Teilbereich der inneren Mantelfläche des Steuerteiles gemeinsam mit Ausnehmungen der äußeren Mantelfläche des Zylinderblockes die Steuerung für die zu- und abzuführende Arbeitsflüssigkeit bildet. Von den gehäusefesten Zu- und Abführöffnungen v/ird die Arbeitsflüssigkeit über Verteilerringkanäle den Ausnehmungen im feststehenden Steuerteil zu- oder abgeführt. Für die Steuerung ist kein Spielausgleich möglich, so daß verhältnismäßig hohe Leckölverluste anfallen, die sich noch bei einer Durchbiegung der Welle infolge äußerer an dieser angreifenden Radialkräfte erhöhen. Außerdem kommt es durch die in den Verteilerringkanälen auftretenden hohen Druckkräfte zu Verformungen des feststehenden Steuerteiles und damit ebenfalls zu einem erhöhten Leckölverlust.In the known multi-stroke hydraulic axial piston machine, the mutually opposite Working piston rotatably fixed in each case in a common bore in a common with the shaft housed connected cylinder block. The lifting force of the pistons is applied to those interacting with them Transferring the lifting disks connected to the machine housing and thus a rotary movement caused by the wave. The supply and discharge of the working fluid to and from the piston chambers takes place via recesses in the stationary cylindrical control part, with an axial sub-area the inner lateral surface of the control part together with recesses in the outer lateral surface of the The cylinder block forms the control for the working fluid to be supplied and discharged. From the housing fixed Inlet and outlet openings v / ird the working fluid via distributor ring channels to the recesses in the fixed control part supplied or discharged. No play compensation is possible for the control, so that Relatively high leakage oil losses occur, which are still due to a deflection of the shaft as a result of external Increase in this acting radial forces. It also comes through those in the distributor ring channels occurring high pressure forces to deformation of the fixed control part and thus also to a increased leakage oil loss.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen hydraulischen Axialkolbenmotor nach dem Oberbegriff zu schaffen, der kleine Leckverluste und damit eine hohe Leistungsdichte aufweist.The object of the invention is to provide a hydraulic axial piston motor according to the preamble to create that has small leakage losses and thus a high power density.

Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches erreicht.According to the invention, this is done with the characteristic Features of the claim achieved.

Bei einhubigen hydraulischen Axialkolbenmaschinen nach dem US-Patent 30 93 081 ist es bekannt, die jeweils auf einer Seite angeordneten Arbeitskolben in jeweils einem mit der Welle umlaufenden Zylinderblock zu einer Arbeitseinheit zusammenzufassen, wobei jede die Arbeitskolben aufnehmende als Sackbohrung ausgebiidete !'.olbenbohrung im Zylinderblock eine durch deren Boden nach außen Führende Arbeitsmittelöffnung aufweist und diese Arbeitsmittelöffnungen mit den auf beiden Stirnseiten einer feststehenden Sieuerplatie als Steuerteil angeordneten Steueröffnungen zusammenwirken und die Steuerplatte die Zu- und Abführöffnungen aufweist. Diese einhubigen Maschinen weisen lediglich zwei nierenförmige Steueröffnungen auf. Verteilerringkanäle sind zur Zu- bzw. Abführung der Arbeitsflüssigkeit zu bzw. von den Steueröffnungen nicht erforderlich.In single-stroke hydraulic axial piston machines according to US Pat. No. 3,093,081, it is known that each working piston arranged on one side in a cylinder block rotating with the shaft to summarize a working unit, each of the working piston receiving designed as a blind hole ! '. piston bore in the cylinder block one through their Has bottom to the outside leading working medium opening and this working medium openings with the both ends of a fixed Sieuerplatie as Control part arranged control openings cooperate and the control plate the inlet and outlet openings having. These single-stroke machines only have two kidney-shaped control openings. Distributor ring channels are used to supply and discharge the working fluid to and from the control openings not mandatory.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigtThe invention is described below with reference to the drawing. It shows

Fig. t einen Axialschnitt eines hydraulischen Axialkolbenmotors und
: F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-Il der Fig. 1.Fig. T shows an axial section of a hydraulic axial piston motor and
: F i g. 2 shows a section along the line II-II in FIG.

In F i g. 1 ist mit 1 die durchgehende sich drehende Welle bezeichnet, die auf beiden Seiten eine Vielkeilverzahnung la, \b aufweist. Diese Vielkeilverzahnungen stehen über entsprechende Innenverzahnungen 2e, 3e der Zylinderblöcke 2 und 3 mit letzteren in drehfester Verbindung. Zwischen den beiden Zylinderblöcken ist eine feststehende ebene Steuerplatte 4 angeordnet, an deren beiden Stirnseiten glockenförmige Gehäuseteile 5 und 6 mittels der Schrauben 20 sowie den Ringdichtungen 19 flüssigkeitsdicht befestigt sind. Diese Gehäuseteile umschließen die Zylinderblöcke und nehmen die Mehrhubscheiben 7 und 8 auf. Die Mehrhubscheiben liegen mit ihren Stirnflächen 7 a, 8a auf den Aufiageflächen 5a, 6a der Gehäuseteile 5,6 auf. Zur Drehsicherung der Hubscheiben auf den Gehäuseteilen weisen beide verzahnte Abschnitte 5b, %b auf, die miteinander in Formschluß stehen.In Fig. 1, 1 denotes the continuous rotating shaft which has a spline la, \ b on both sides. These splined gears are in a rotationally fixed connection with the cylinder blocks 2 and 3 via corresponding internal gears 2e, 3e. A stationary, flat control plate 4 is arranged between the two cylinder blocks, on the two end faces of which bell-shaped housing parts 5 and 6 are fastened in a liquid-tight manner by means of the screws 20 and the ring seals 19. These housing parts enclose the cylinder blocks and accommodate the multi-stroke disks 7 and 8. The multi-stroke disks rest with their end faces 7 a, 8 a on the support surfaces 5 a, 6 a of the housing parts 5, 6. To prevent the cam disks from rotating on the housing parts, both have toothed sections 5b,% b which are in a form-locking manner with one another.

Durch die formschlüssige Verbindung der Hubscheiben mit den Gehäuseteilen ergibt sich die Möglichkeit, daß trotz der Drehsicherung der Hubscheiben sich diese in radialer Richtung zur Einzentrierung ihrer Laufflächen Tc, 8c bezüglich des zentrischen Laufes der auf diesen abrollenden Kugeln 18 der Arbeitszylinder einstellen können. Die Gehäuseteile nehmen gleichzeitig die beiden Wellenlager 10, 11 sowie die beiden Dichtringe 12,13 auf. An den Innenringen 10a, 11a der als Schrägrollenlager ausgebildeten Wellenlager stützen sich über den Umfang gleichmäßig verteilte Druckfedern 14 ab, die Stützringe !5, 16 gegen die Zylinderblöcke 2,3 drücken, wobei sich letztere an der Steuerplatte 4 abstützen und damit an dieser in kraftschlüssiger und spielfreier Verbindung stehen. Die Zylinderblöcke weisen über ihren Umfang gleichmäßig verteilte als Sackbohrungen ausgebildete Kolbenbohrungen 2a, 3a zur Aufnahme der Arbeitskolben 17 auf. Die Arbeitskolben nehmen in einer schaienförmigen Ausnehmung 17a Abstützkugeln ?8 auf, die an den Laufflächen 7c, 8c der Hubscheiben abrollen. Im Boden 2b, 3b einer jeden Kolbenbohrung sind zentrisch als Bohrungen ausgebildete Arbeitsmittelöffnungen 2c, 3c vorgesehen, die mit den Steueröffnungen 22, 23 der Steuerplatte 4 zusammenwirken. Durch die Anordnung der Steueröffnungen an der Steuerplatte ist deren Größe unabhängig vom Wellendurchmesser. Die Steueröffnungen sind als durchgehende Ausnehmungen in der Steuerplatte angeordnet, so daß sie auf beidenThe positive connection of the lifting disks with the housing parts results in the possibility that, despite the rotation lock of the lifting disks, they can be adjusted in the radial direction to center their running surfaces Tc, 8c with respect to the central run of the balls 18 of the working cylinder rolling on these. The housing parts simultaneously accommodate the two shaft bearings 10, 11 and the two sealing rings 12, 13. On the inner rings 10a, 11a of the shaft bearings designed as tapered roller bearings support themselves over the circumference evenly distributed compression springs 14, the support rings! 5, 16 press against the cylinder blocks 2, 3, the latter being supported on the control plate 4 and thus in a frictional connection and play-free connection. The cylinder blocks have piston bores 2 a, 3 a, designed as blind bores, uniformly distributed over their circumference, for receiving the working pistons 17. The working pistons receive support balls 8 in a shawl-shaped recess 17a, which roll on the running surfaces 7c, 8c of the lifting disks. In the base 2b, 3b of each piston bore, working fluid openings 2c, 3c , which are designed as bores and interact with the control openings 22, 23 of the control plate 4, are provided centrally. The arrangement of the control openings on the control plate means that their size is independent of the shaft diameter. The control openings are arranged as continuous recesses in the control plate so that they are on both

Seiten der Sieuerplatte die gleiche Form aufweisen. Die Steueröffnungen stehen in abwechselnder Folge über jeweils einen Verteilerringkanal 24,25 mit den Zu- und Abführöffnungen 26, 27 in Verbindung (Fig.2). Die Verleilerringkanäle liegen radial außerhalb der Auflageflächen 2c/, 3dder Zylinderblöcke in der Pteuerplatte. Dadurch ist eine Verformung der Sfeuerplatte im Bereich der Auflageflächen so gut wie ausgeschlossen und damit eine die Leckverluste auf ein geringste. Maß beschränkende ebene Auflagefläche für die Zylinderblöckc gewährleistet.Sides of the Sieuerplatte have the same shape. the Control openings are in alternating sequence via a distributor ring channel 24,25 with the inlet and Discharge openings 26, 27 in connection (FIG. 2). the Distribution ring channels are located radially outside the bearing surfaces 2c /, 3d of the cylinder blocks in the control plate. As a result, deformation of the fire plate in the area of the contact surfaces is as good as impossible and thus the leakage losses to a minimum. Dimension-restricting flat support surface for the cylinder blocks c guaranteed.

Die Laufflächen 7c, 8c der Hubscheiben weisen einen sinusförmigen Verlauf mit drei Größt- und drei Kleinstwerten auf. wobei die Differenz aus diesen Werten den Größthub der Arbeitskolben bildet. Die Hubscheiben weisen eine solche Lage bezüglich der Steuerplatte auf, daß Kurvenbereiche zwischen den Größt- und Kleinstwerten und umgekehrt auf denThe running surfaces 7c, 8c of the lifting disks have a sinusoidal shape with three largest and three smallest values. The difference between these values forms the maximum stroke of the working pistons. The cam disks have such a position with respect to the control plate that curve areas between the maximum and minimum values and vice versa on the

gleichen Zentriwinkeln liegen wie die Bereiche der Steueröffnungen der Steuerplatten Die Drehung der Welle erfolgt dadurch, daß bei Beaufschlagung der Kolbenräume mit eingezogenen Arbeitskolben auf letztere eine Druckkraft in Auszugsrichtung wirkt. Diese Kraft wird über die Kugeln auf die Lauffläche der Hubscheiben übertragen und entsprechend des Winkels des Laufflächenverlaufes der Hubscheibe in eine axial und tangential wirkende Kraftkomponente aufgeteilt, wobei die tangential wirkende Kraftkomponente über den mit der Welle formschlüssig verbundenen Zylinderkörper auf die Welle ein Drehmoment auswirkt und damit die Welle in Umdrehung versetzt. Dadurch, daß die Anzahl der Arbeitskolben größer als die Anzahl der Steueröffnungen gewählt ist, sind wenigstens zwei Arbeitskolben mit einer unter dem Arfaeitsmitteldruck stehenden Steueröffnung verbunden, so daß sich kein totei- Punkt des Hydromotors einstellen kann.same central angles lie as the areas of the control openings of the control plates The rotation of the Wave takes place in that when the piston chambers are acted on, the working pistons are retracted the latter acts a compressive force in the pull-out direction. This force is applied to the running surface of the balls via the balls Transfer cams and according to the angle of the running surface of the crank disk in an axial and tangentially acting force component split, with the tangentially acting force component over the cylinder body positively connected to the shaft acts on the shaft and a torque so that the shaft rotates. In that the number of working pistons is greater than the number of Control ports is selected, at least two working pistons with one under the working medium pressure standing control opening connected, so that no dead point of the hydraulic motor can set.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

* tr * tr

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Claims

Claim:

Multi-stroke hydraulic axial piston motor with rotating shaft and with mutually opposing working pistons and distributor ducts that cooperate with lifting disks and are evenly distributed around the shaft axis in a cylinder block, which are connected on the one hand to the supply and discharge openings and on the other hand to control openings of a fixed control plate lying transversely to the shaft axis, characterized in that the working pistons (17) arranged on one side are combined in a cylinder block (2, 3) rotating with the shaft (1) to form a working unit and each piston bore (2a, 3a) receiving the working piston is a blind bore in the The cylinder block has a working medium opening (2c, 3c) leading to the outside through its bottom (2b, 3b) and these working medium openings interact with control openings (22, 23) arranged on both end faces of the fixed control plate (4) and the control plate feeds and drains has openings (26,27), which via two Verteüerringkanäle (24, 25) with. the control openings are in communication, which run parallel and radially outside the contact surface (2d, 3d) of the cylinder blocks (2,3) on the control plate (4) in the latter.