DE1239570B - Einrichtung zum Andruecken der Steuerspiegelscheibe einer Druckfluessigkeits-Axialkolbenmaschine an die Stirnflaeche der Zylindertrommel - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Andrücken der Steuerspiegelscheibe einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine an die Stirnfläche der Zylindertrommel Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Andrücken der Steuerspiegelscheibe einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine mit umlaufender, auf der Triebwelle befestigter Zylindertrommel an die Stimfläche der Zylindertrommel durch den Druck der Arbeitsflüssigkeit. Es ist bei Axialkolbenmaschinen, bei welchen die genau oder angenähert achsenparallel zur Drehachse der umlaufenden Zylindertrommel angeordneten Kolben über Gelenkverbindungen von einer Triebscheibe in Bewegung gesetzt werden, bekannt, die Zylindertrommel etwa auf der Welle fest und ohne jegliche kardanische Beweglichkeit in dem Maschinengehäuse zu lagern. Da hierbei Formänderungen der Welle oder Spiel ihrer Lagerung auftreten, ist der nicht umlaufende Steuerspiegel des Gehäuses an einer um geringe Beträge kardanisch und längsbeweglichen Steuerspiegelscheibe angebracht.
• Zur Vermeidung allzu großer Axialdrücke auf die Zylindertrommel oder Wellenlagerung und lästige Vibrationen erzeugender hin- und hergehender Axialdrücke ergibt sich für jede längsgerichtete Hochdruckölüberleitungsbuchse an der Steuerspiegelscheibe eine Größe ihrer wirksamen Fläche, welche nicht allzuviel verschieden von der Summe der Stirnflächen der, wenn auch nur zeitweise unter Hochdruck stehenden Kolben sein kann. Bei den meist gebräuchlichen Sieben- oder Neunzylindermaschinen sind dies vier bzw. fünf Kolbenflächen, welche für die Bemessung der ölüberleitungsbuchsen maßgeblich sind. Damit ergeben sich Abmessungen für diese Buchsen, welche recht groß sind und dem Doppelten der Kolbendurchmesser entsprechen können. Solche Abmessungen gestatten es aber nicht, diese Druckölüberleitungsbuchsen nahe an der Welle anzuordnen, zumal zur Vermeidung starker Formänderungen auch noch erhebliche Wandstärken der Steuerspiegelscheibe in der Umgebung dieser Buchsen nötig sind. Daher muß der Mittelpunkt dieser Buchsen verhältnismäßig weit außen liegen, so daß es auch nicht möglich ist, die Steuerlöcher, welche jeden Zylinder mit den nierenförmigen ölzu- und Ableitungskanälen im Steuerspiegel wechselweise zu verbinden haben, aus den verlängerten Zylinderachsen nach innen zu rücken, vielmehr muß man sie oft sogar noch etwas nach außen versetzten, wenn man vermeiden will, daß aus der gegenseitigen Lage der Steuerlöcher und der Druckölzuführungsbuchsen starke Kantenpressungen an den dichtenden Steuerflächen entstehen. Diese Lage der Steuerlöcher und der dazugehörigen nierenförmigen Schlitze in der Steuerspiegelscheibe weit außerhalb der verlängerten Zylindertrommeldrehachse führt zu starken Biegungsbeanspruchungen der Steuerspiegelscheibe, so daß sich bei noch erträglicher Stärke derselben insbesondere bei dem heute verlangten Hochdruckbetrieb von etwa 200 atü und mehr viel zu große Formänderungen und dementsprechend auch unerträgliche Undichtigkeiten ergeben, wenn die Steuerspiegelscheibe sich nicht gegen eine entsprechend starke Gehäusewand lehnen kann. Es ist auch bekannt, den nicht umlaufenden Steuerspiegel an einer Halbkugel statt an einer Steuerspiegelscheibe anzubringen und dabei die Steuerschlitze an der Triebwelle zusammenzuziehen. Zur Vermeidung von Kantenpressungen sind dann aber weitere unter Hochdruck stehende nierenförmige öldruckfelder nötig, was erhebliche zusätzliche Verluste und Komplikationen bedeutet.
• Die Erfindung zeigt einen Weg, der es erstens erlaubt, die Steueröffnungen an der Zylindertrommel ebenso wie die Steuerschlitze in der Steüerspiegelscheibe nebst den dazu erforderlichen Dichtstegen recht eng angeschmiegt um die verlängerte Zylindertrommelachse oder eine durchgeführte Welle und ihre Lagerungen anzuordnen, und zweitens noch die resultierenden öldurckkräfte einschließlich der Reaktionskräfte der ölüberleitungsbuchsen ebenfalls so nahe an die verlängerte Zylindertrommelachse heranzurücken, daß die Biegungsbeanspruchung der Steuerspiegelscheibe recht niedrig ausfällt.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß auf der Rückseite der Steuerspiegelscheibe in der Nähe des Hochdrucksteuerschlitzes mindestens drei an sich bekannte, unter dem vollen Betriebsdruck stehende Andrückkolben einschließlich der jeweils unter Hochdruck stehenden Druckölüberleitungsbuchse angeordnet sind.
• Bei sieben und neun Zylindern führt dies angenähert zu Größen der Buchsen und Andrückkolben von knapp dem Anderthalbfachen des Arbeitskolbendurchmessers, womit sich unter Vermeidung von Kantenpressungen die gewünschten Anpreßdrücke ergeben, und zwar, ohne daß an der Zylindertrommellagerung oder an der Welle übermäßig hohe Achsdrücke wirksam werden. Die damit bei den üblichen Zylinderzahlen mögliche weitgehende Zusammenziehung der Steuerflächen an der verlängerten Zylindertrommelachse oder einer durchgeführten Welle und ihrer Lagerungsteile ergibt für die bei einer beweglichen Steuerspiegelscheibe besonders notwendige zusätzliche Spurlagerung am Außenumfang derselben einen besonders reichlich ausfallenden Platz, so daß diese auch für große Beanspruchungen vollauf genügt.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Die A b b.1 bis 6 zeigen eine Ausführungsform. 1 ist die umlaufende Zylindertrommel, welche fest auf der Welle 8 angeordnet ist und in ihrem Innern sieben Zylinder einschließlich der Kolben 2 aufnimmt, die über die Kugelgelenke 3 und die Gleitschuhe 4 von der Tragscheibe 5, die auf der schräg einstellbaren Schiefscheibe 6 angeordnet ist, in Bewegung gesetzt werden. 7 ist der Zu- bzw. Abfluß, 9 ist ein Kegelrollenlager der Triebwelle 8; 10 und 11 sind steuerseitige Triebwellenlager und 12 und 13 Steuerspiegelschmierbohrungen. 14 ist die Steuerspiegelscheibe, welche auf ihrer Oberseite die nierenförmigen Druckölzu- und - Abflußschlitze 22 (A b b. 3 und 6) trägt. Die Steuerspiegelscheibe 14 wird mit geringem Spiel und daher auch um gewisse Beträge kardanisch beweglich von den Druckölzuflußbuchsen 15 und 16 gehalten, wobei die Dichtungen 27 und 28 zur besseren Abdichtung dienen.
• Um nun trotz Ausführung reichlicher Wandstärken der Steuerspiegelscheibe die Steueröffnungen 25 der Zylinder und die Steuerschlitze 22 mit ihren Dichtstegen 21 eng angeschmiegt an die verlängerte Zylindertrommeldrehachse oder an eine durchlaufende Welle ausführen zu können und dabei schädliche Kantenpressungen zu vermeiden, sind, wie in A b b. 2 ersichtlich, in der Nähe der Umsteuerstellen die Andrückkolben 18 angeordnet mit Federn 17, die über Rückschlagventile 30 (Ab b. 5) jeweils an die gerade druckführende Seite der Axialkolbenmaschine angeschlossen werden.
• Damit läßt sich die Lage der resultierenden Kräfte, welche die Steuerspiegelscheibe von unten unterstützen, nämlich die resultierende öldruckreaktiön in der gerade unter Druck stehenden Druckölzuflußbuchse 15 oder 16 und die Kräfte der beiden ständig von Hochdruck beaufschlagten Andrückkolben 18 mit weitgehender Annäherung zum Zusammenfallen bringen mit den resultierenden öldruckkräften in den Steuerschlitzen 22 zusätzlich der anteiligen öldruckkräfte in den diese umrahmenden Dichtflächen 13 in A b b.1. Gleichzeitig läßt sich die Größe dieser resultierenden Kräfte so aufeinander abstimmen, daß das Axialdrücke aufnehmende Kegelrollenlager 9 nur mäßig beansprucht wird, jedoch auch keine hin- und hergehenden Kräfte an diesem aufzunehmen sind, was in der Regel unerwünscht ist. Die erfindungsgemäße Unterstützung der Steuerspiegelscheibe an drei Punkten durch mit Hochdruck belastete Kolben, d. h., genauer gesagt, durch zwei hochdruckbelastete Andrückkolben und eine unter Hochdruck stehende ölüberleitungsbuchse, ergibt kleine Biegungsbeanspruchungen und insbesondere recht kleine Formänderungen bei mäßiger Stärke der Steuerspiegelscheibe. Dies um so mehr, als diese drei Unterstützungspunkte verhältnismäßig nahe aneinanderliegen und auch die einfache Gestalt des Hochdruckzufuhr- und bzw. Abfuhrkanals, welcher gradlinig oder nur schwach gekrümmt die Steuerspiegel- durchsetzt, keinen fühlbaren Einfluß auf die Formänderung ausüben kann.
• Im Gegensatz hierzu ergibt sich bei der bereits bekannten Unterstützung einer ebenfalls beweglichen Steuerspiegelscheibe durch nur zwei Druckölzuführungsbuchsen ein wesentlich größeres Biegungsmoment bei verhältnismäßig großem Abstand dieser beiden Unterstützungspunkte, weil zur Erzielung eines einigermaßen kantenpressungsfreien Gleichgewichtes bei diesen bekannten beiden Druckölzuführungsbuchsen diese nicht etwa nahe nebeneinander angeordnet werden können, sondern sie vielmehr in größerer Entfernung voneinander und nicht mehr weit entfernt von den beiden Enden jedes nierenförmigen Steuerschlitzes angebracht sein müssen. Insbesondere, da ferner die Hauptmenge des umlaufenden Drucköls an der Mitte jedes Steuerschlitzes auftritt, ist es nötig, einen verhältnismäßig tiefen Verbindungskanal von jeder dieser bekannten beiden Druckölüberleitungsbuchsen zu der Mitte des Steuerschlitzes zu führen, was eine bedeutende Verminderung der Torsionssteifigkeit der Steuerspiegelscheibe und eine ungünstige Zickzackform der Zuleitungskanäle bedingt, und zwar gerade an der für die Formänderung der Steuerspiegelscheibe wichtigsten Stelle.
• Die Rückschlagventile 30 in A b b. 5 an den beiden Andrückkolben können entfallen, wenn man anstatt eines einzigen Andrückkolbens 18 deren zwei nebeneinander oder ineinander, eventuell konzentrisch ineinander anordnet. Nach A b b. 3 kann man die Stirnfläche des Stufenkolbens mit dem einen Steuerschlitz, z. B. 22, verbinden, während die Ringfläche 23 mit dem anderen Steuerschlitz verbunden ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Einrichtung zum Andrücken der Steuerspiegelscheibe einer Axialkolbenmaschine mit umlaufender, auf der Triebwelle befestigter Zylindertrommel an die Stirnfläche der Zylindertrommel durch den Druck der Arbeitsflüssigkeit, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß auf der Rückseite der Steuerspiegelscheibe (14) in der Nähe des Hochdrucksteuerschlitzes (22) mindestens drei an sich bekannte, unter dem vollen Betriebsdruck stehende Andrückkolben (17,18) einschließlich der jeweils unter Hochdruck stehenden Druckölüberleitungsbuchse (27 bzw. 28) angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 829 553, 939 486; USA.-Patentschrift Nr. 2 577 242.