Taumelnde Scheibe mit schräg auf einer Welle angeordneten exzentrischen lagern zum Antrieb der Welle oder der Scheibe. Es sind Kolbenmaschinen verschiedenster Bauarten bekannt, bei welchen die Zylinder parallel zur Maschinenachse angeordnet sind. Bei einer dieser Maschinen sind die sich in diesen Zylindern hin- und herbewegenden Kolben mit einer Taumelscheibe verbunden, die auf zwei schräg auf der Welle sitzende exzentrische Lager arbeiten. Die Taumel scheibe wirkt hier auf die exzentrischen La ger durch Kugellager, welche nicht dazu ge eignet sind, achsial gerichtete Kräfte aufzu nehmen und infolgedessen, besonders bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten, von diesen Kräften in kurzer Zeit zerstört werden.
Diesen Nachteil kann man dadurch be heben, dass man die Taumelscheibe unabhän gig von den exzentrischen Lagern und in deren Achsenrichtung durch Organe abstützt, welche mit derselben Schräge wie die Lager auf der Welle sitzen. Diese Bauart aber gibt bei Spielraum in den exzentrischen Lagern zu sehr hohen örtlichen Drücken zwischen der Taumelscheibe und den genannten Orga nen und folglich auf einzelne der etwa da- zwischen liegenden Kugeln Anlass, wodurch diese Kugeln einem raschen Verschleiss unter liegen.
Die Erfindung behebt auch den letzt erwähnten Nachteil, und zwar dadurch, dass von der Taumelscheibe und den auf der Welle sitzenden Abstützorganen wenigstens erstere in bezug auf die stillstehende Welle eine be schränkte allseitige Beweglichkeit besitzt, das heisst in allen Richtungen frei drehbar ange ordnet ist. Dadurch kann sich die Taumel scheibe bei etwa vorhandenem oder im Be triebe entstehendem Spielraum in den exzen trischen Lagern derart frei einstellen, dass die Lagerflächen zwischen der Taumelscheibe und den dieselbe in achsialer Richtung ab stützenden Organen und folglich auch die etwa dazwischen liegenden Kugeln vollkom men gleichmässig belastet werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung hervor, auf welcher beispielsweise verschiedene Ausführungsformen dargestellt sind. Auf der Welle 1 sitzen gemäss Fig. 1 zwei schräg darauf angeordnete Exzenter 2 und 3, auf welche die durch Gelenkkugeln 5 und 6 von den Kolben nicht dargestellter Zylinder angetriebene Taumelscheibe 4 wirkt. Die Welle 1 hat zwischen den Exzentern einen kugelförmigen Teil 7, welcher von einem in der Mitte mit einem radialen Flansch 9 versehenen Ring oder Gehäuse beweglich umschlossen wird. Der Flansch 9 ragt in eine entsprechende Aussparung der Taumel scheibe 4 hinein.
Wird auf die Kugel 5 durch einen Kol ben eine Kraft P ausgeübt, so wird zunächst die Taumelscheibe 4 auf die in der Zeichnung dargestellte Weise gegen den Flansch 9 an gedrückt. Dabei verschiebt sich die Taumel scheibe 4 über die Exzenter 2 und 3, welche daher nicht der Wirkung der achsial gerich teten Kraft P ausgesetzt werden und nur das von dieser Kraft in bezug auf die Welle ausgeübte Moment auf die Welle übertragen. Unter der Wirkung der Kraft P und infolge des unvermeidlichen Spielraumes zwischen den Exzentern 2, 3 und der Taumelscheibe 4, stellt sich der Ring S mit der Taumelscheibe 4 um die Kugel 7 drehend, in eine diesem Spielraum entsprechend veränderte Schräg lage zur Welle 1 ein, so dass die Taumel scheibe 4 auf den Flansch 9 kein Moment.
sondern nur eine Kraft ausüben kann, und der Druck zwischen diesen beiden Teilen immer gleichmässig über ihre Lagerflächen verteilt wird.
Wirkt gleichzeitig im Kugelgelenk in um gekehrter Richtung eine Kraft P1 gleich P, so wird auf die Taumelscheibe 4 ein reines Moment ausgeübt, welches im vollen Umfange durch die Exzenter auf die Welle übertragen wird, während der Flansch 9 unwirksam bleibt, das heisst keine Kraft auf die Welle überträgt.
Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist die Welle 1 nicht mit zwei gewöhnlichen schrä gen Exzentern versehen, sondern mit einer Z-Kurbel, deren Arme mit 1a, 1b und deren Zapfen mit 1c angegeben sind. Es ist klar, dass die zylindrischen Enden des Kurbel- zapfens 1c in ihrer Wirkung den Exzentern 2, 3 der Abb. 1 vollständig entsprechen, so dass sie mit denselben Bezugsziffern belegt worden sind. Der Flansch 9, welcher in eine Aussparung der Taumelscheibe 4 hineinragt, ist mit der Welle 1 mittelst eines Zapfens 10 verbunden, der durch ein sich von der Mitte aus nach beiden Seiten erweiterndes Loch in der Welle hindurchgeführt ist.
Dieser Zap fen und mit ihm der Flansch 9 und die Taumelscheibe 4 haben somit eine beschränkte allseitige Bewegungsfreiheit, wenn in den Kugellagern 11 und 12 zwischen der Taumel scheibe 4 und den Exzentern 2 und 3 Spiel raum vorhanden ist. Die Taumelscheibe 4 und der Flansch 9 nehmen dann unter der Wirkung der Kraft P eine dem Spielraum entsprechend veränderte Schräglage zur Welle ein.
Bei der Ausführung gemäss Abb. 3 um fasst die Taumelscheibe 4 mit ihren Enden die beiden Exzenter 2 und 3, und zwar mit kugeligen Lagerflächen. Die Taumelscheibe kann sich daher im beschränkten Ausmasse in bezug auf die Exzenter einstellen, nicht aber in bezug darauf achsial verschieben. Die Kugellager 11 und 12 nehmen folglich auch hier keine Achsialbelastung auf, und zwar gleichgültig, ob darin Spielraum vorhanden ist oder nicht.
Bei der Anordnung nach Abb. 4 ist ein Flansch 9 fest auf dem Exzenter 3 und da her auf der Welle 1 angebracht. Dieser Flansch bildet hier den mittleren Laufring für zwei Kugelreihen 17, 18, deren Aussen ringe mit 15 bezw. 16 angegeben sind. Die Aussenringe 15, 16 liegen mit kugeligen La gerflächen in der entsprechend ausgeführten Taumelscheibe 4 und gestatten dieser Scheibe daher, sich nach allen Richtungen einzustel len, während die Ringe 15, 16 selbst mit dem Flansch 9 eine unveränderliche Lage in bezug auf die Welle 1 einnehmen.
Die Einrichtung nach Abb. 5 hat in der Mitte ein selbsteinstellendes Kugellager, des sen Innenring 19 mittelst Abstandsringe 20, 21 in seiner Lage in bezug auf die Wellt 1 gesichert wird. Der Aussenring 22 sitzt fest in der Taumelscheibe und hat an der Innen seite eine kugelige Lauffläche für zwei Ku gelreihen 23, 24. Dieses Kugellager kann achsial gerichtete Kräfte aufnehmen und ge stattet ausserdem eine beschränkte allseitige Einstellung der Taumelscheibe 4.
Die Bauart nach Abb. 6 entspricht der jenigen nach Abb. 5 insofern, als dabei auch in der Mitte ein Kugellager vorgesehen ist, welches durch die Tiefe seiner Kugelrinnen Achsialdrücke aufzunehmen vermag. Der Innenlaufring 25 wird durch Abstandringe 26, 27 in seiner Lage gesichert. Der Aussenlauf ring 28 sitzt in einem Ring 29, welcher mit einer Kugelfläche in der Taumelscheibe 4 ge lagert ist. Auch hier kann sich die Taumel scheibe daher nach allen Richtungen ein stellen.
Maschinen, für welche die beschriebenen Einrichtungen bestimmt sind, führt man im allgemeinen so aus, dass die Taumelscheibe zu beiden Seiten von Kolben angegriffen wird, so dass bei richtiger Wirkung der Maschine ein reines Moment und keine Achsialkraft auf die Taumelscheibe wirkt. Die besonde ren Mittel zur Aufnahme von Achsialkräften treten daher nur dann in Wirkung, wenn die Kolbendrücke ungleich sind, beispielsweise dann, wenn einer der beiden Kolben einen Leerhub macht.
Es bedarf kaum der Erwähnung, dass die beschriebenen Einrichtungen auch dann Ver wendung finden können, wenn die Welle 1 die Treibwelle für Pumpen, Gebläse usw. ist, welche mit der Taumelscheibe verbun den sind.
Tumbling disc with eccentric bearings arranged at an angle on a shaft for driving the shaft or the disc. There are known piston machines of various types in which the cylinders are arranged parallel to the machine axis. In one of these machines, the pistons that move back and forth in these cylinders are connected to a swash plate that works on two eccentric bearings that are inclined on the shaft. The swash plate acts here on the eccentric bearing through ball bearings, which are not suitable for taking axially directed forces and as a result, especially at high rotational speeds, are destroyed by these forces in a short time.
This disadvantage can be overcome by supporting the swash plate inde- pendently of the eccentric bearings and in their axial direction by organs that sit on the shaft with the same slope as the bearings. However, if there is leeway in the eccentric bearings, this design gives rise to very high local pressures between the swash plate and the named organs and consequently to some of the balls lying in between, whereby these balls are subject to rapid wear.
The invention also eliminates the last-mentioned disadvantage, namely that of the swash plate and the support members seated on the shaft at least the former has limited mobility in all directions with respect to the stationary shaft, that is to say it is freely rotatable in all directions. As a result, the swash plate can adjust freely in the eccentric bearings if there is any leeway in the eccentric bearings, such that the bearing surfaces between the swash plate and the organs supporting it in the axial direction and consequently also the balls lying in between are perfectly even are charged.
Further details of the invention emerge from the following description and drawing, on which various embodiments are shown, for example. According to FIG. 1, two eccentrics 2 and 3, which are arranged obliquely thereon, are seated on the shaft 1, on which the swash plate 4, which is driven by the joint balls 5 and 6 from the pistons, acts. The shaft 1 has a spherical part 7 between the eccentrics, which is movably enclosed by a ring or housing provided in the middle with a radial flange 9. The flange 9 protrudes into a corresponding recess in the swash plate 4.
If a force P is exerted on the ball 5 by a Kol ben, the swash plate 4 is first pressed against the flange 9 in the manner shown in the drawing. The swash plate 4 moves over the eccentrics 2 and 3, which are therefore not exposed to the action of the axially directed force P and only transmit the torque exerted by this force with respect to the shaft on the shaft. Under the effect of the force P and as a result of the unavoidable clearance between the eccentrics 2, 3 and the swash plate 4, the ring S turns with the swash plate 4 around the ball 7, in an oblique position to the shaft 1 that has been changed according to this clearance, so that the swash plate 4 on the flange 9 no moment.
but can only exert one force, and the pressure between these two parts is always evenly distributed over their bearing surfaces.
If at the same time a force P1 equal to P acts in the ball joint in the opposite direction, a pure moment is exerted on the swash plate 4, which is transferred to the shaft in full by the eccentric, while the flange 9 remains ineffective, i.e. no force is applied the wave transmits.
In the embodiment according to Fig. 2, the shaft 1 is not provided with two usual oblique eccentrics, but with a Z-crank, the arms of which are indicated with 1a, 1b and the pin with 1c. It is clear that the cylindrical ends of the crank pin 1c completely correspond in their effect to the eccentrics 2, 3 of FIG. 1, so that they have been given the same reference numbers. The flange 9, which protrudes into a recess in the swash plate 4, is connected to the shaft 1 by means of a pin 10 which is passed through a hole in the shaft that widens from the center to both sides.
This Zap fen and with it the flange 9 and the swash plate 4 thus have a limited all-round freedom of movement when in the ball bearings 11 and 12 between the swash plate 4 and the eccentrics 2 and 3 play space is available. The swash plate 4 and the flange 9 then assume, under the action of the force P, an inclined position with respect to the shaft that is changed according to the clearance.
In the embodiment according to Fig. 3, the swash plate 4 comprises with its ends the two eccentrics 2 and 3, specifically with spherical bearing surfaces. The swash plate can therefore adjust itself to a limited extent with respect to the eccentric, but not shift axially with respect to it. The ball bearings 11 and 12 consequently do not absorb any axial load here either, regardless of whether there is leeway or not.
In the arrangement according to Fig. 4, a flange 9 is firmly attached to the eccentric 3 and therefore on the shaft 1. This flange here forms the middle race for two rows of balls 17, 18, the outer rings with 15 respectively. 16 are given. The outer rings 15, 16 are with spherical La gerflächen in the correspondingly executed swash plate 4 and therefore allow this disc to len einustel in all directions, while the rings 15, 16 even with the flange 9 assume an unchangeable position with respect to the shaft 1 .
The device according to Fig. 5 has a self-adjusting ball bearing in the middle, the inner ring 19 of which is secured in its position with respect to the shaft 1 by means of spacer rings 20, 21. The outer ring 22 is firmly seated in the swash plate and has a spherical running surface for two rows of balls 23, 24 on the inside. This ball bearing can absorb axially directed forces and also provides limited adjustment of the swash plate 4 on all sides.
The design according to Fig. 6 corresponds to the one according to Fig. 5 in that a ball bearing is also provided in the middle, which is able to absorb axial pressures through the depth of its ball grooves. The inner race 25 is secured in its position by spacer rings 26, 27. The outer race ring 28 sits in a ring 29 which is superimposed with a spherical surface in the swash plate 4 ge. Here, too, the swash plate can move in all directions.
Machines for which the devices described are intended are generally designed in such a way that the swash plate is attacked on both sides by pistons, so that when the machine is working properly, a pure moment and no axial force acts on the swash plate. The special means for absorbing axial forces therefore only come into effect when the piston pressures are unequal, for example when one of the two pistons makes an idle stroke.
It hardly needs to be mentioned that the devices described can also be used when the shaft 1 is the drive shaft for pumps, fans, etc., which are connected to the swash plate.