CN100560975C - 摆动传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高压清洁装置的摆动传动装置，带有围绕旋转轴线可旋转驱动的摆动体和倾斜于旋转轴线的摆动盘，在该摆动盘的前端面平行于旋转轴线可安装可往复运动的活塞泵活塞，摆动体通过止推轴承靠近止推板处，并且在摆动体和摆动盘之间设置有摆动盘轴承。为了在不损害止推轴承的情况下，增大摆动盘的倾斜，以完善该种摆动传动装置，本发明建议：止推轴承构造为径向止推滚珠轴承，其中摆动体在外侧支撑止推轴承的轴承滚珠。

Description

摆动传动装置
技术领域
本发明涉及一种用于高压清洁装置的摆动传动装置，带有围绕旋转轴线可旋转驱动的摆动体和倾斜于旋转轴线的摆动盘，在该摆动盘的前端面平行于旋转轴线可安装可往复运动的活塞泵活塞，摆动体通过止推轴承靠近止推板处，并且在摆动体和摆动盘之间设置有摆动盘轴承。
背景技术
该形式的摆动传动装置由WO 00/08335已公知。其用于高压清洁装置中，将电机轴的旋转运动转化为活塞的往复运动。通过活塞将清洁液体，优选为水，周期性吸入，加压后通过压力管输出。如果需要变更高压清洁装置的输送功率，则可通过活塞的冲程变化来实现。冲程的变化则可通过活塞在摆动盘前端面变化的、相对于旋转轴线的径向距离来实现。由摆动体的旋转轴线，活塞的径向距离越大，则在相同摆动盘倾角的情况下，活塞获得冲程越大。加大活塞同旋转轴线的径向距离当然需要显著变更活塞泵的结构。
作为替代，在跟旋转轴线相关的相同径向结构下，可通过摆动盘的倾斜的变化来改变活塞的冲程，而达到高压清洁装置的输送功率的变化。摆动盘相对于摆动体旋转轴线的倾斜越大，在相同的径向结构下，活塞获得的冲程越大。变更摆动盘的倾斜，只需将活塞泵的结构适应于变化的活塞轴向运动。这种类型的适应可由结构上的简单方式实现。加大的摆动盘倾斜造成显著增大的倾复力矩，该倾复力矩从摆动盘通过摆动轴承传递到摆动体，再由摆动体通过止推轴承传递到止推板。普通的止推轴承只能在十分有限的情况下承受由此产生的径向力，因为止推轴承的滚动体有偏离径向的危险。
为了摆动盘在与传动轴抗扭连接的摆动体处的支承，在GB976,608 A中采用了一种具有内外轴承环的滚珠轴承。内轴承环抗扭连接于摆动盘并且外轴承环抗扭连接于摆动体。该内轴承环为单体构造的，包括两个轴承工作面；然而外轴承环为双体构造，包括前半个和后半个轴承环，分别包括一个用于滚珠轴承的轴承滚珠的轴承工作面。该两个半个轴承环由一个轴承支承环包围并且以其轴承工作面外侧支撑轴承滚珠。
由日本公开文献JP 2002 147343 A可知一种摆动盘，该摆动盘借助滚动轴承支撑于壳壁。滚动轴承包括相关于轴向的一个前轴承环和一个后轴承环，它们分别带有一个适用于安置于其中间的滚动体的锥状工作面。
发明内容
本发明的目的为，在不损害止推轴承的情况下，增大摆动盘的倾斜，以完善前述类型的摆动传动装置。
根据本发明，本类型的摆动传动装置这样实现该目的，止推轴承构造为径向止推滚珠轴承，其中摆动体在外侧支撑止推轴承的轴承滚珠。
根据本发明，止推轴承构造为径向止推滚珠轴承并且止推轴承的轴承滚珠相关于径向方向在外侧由摆动体支撑。由此可见，通过这种摆动传动装置的结构，在不伤害止推轴承或者其他摆动传动装置的元件的情况下，可承受较大的径向力，由此可提高摆动盘的倾斜。比如，摆动盘相对于摆动体旋转轴线的倾角可大于14°。
优选地，止推板具有由径向内法兰盘环绕的中心开孔，该法兰盘通过一个弯曲段转入径向外法兰盘，其中弯曲段在摆动体侧形成止推轴承的轴承槽。由此可以显著降低摆动传动装置的生产成本，因为止推板本身形成了止推轴承的轴承槽，这样可以节省生产轴承槽的另外工序。
具有优点的是，在摆动体的方向上，内法兰盘相对于摆动体转动轴线与外法兰盘偏置安装。这样可以更简单地安装止推轴承，因为在前部的内法兰盘和后部的外法兰盘间的弯曲段为止推轴承构成中心辅助，由此止推轴承的滚珠轴承套圈可以在无装配辅助的情况下，安装在止推板上。
例如，止推板可以由深冲工艺成型的板金工制件构成。
在具有优点的实施例中，摆动体在止推板侧形成止推轴承的轴承槽，止推板方向上的轴环邻接于其上，该轴环搭接着止推轴承的轴承滚珠。摆动体与其轴环搭接着止推轴承的轴承滚珠，这样其在径向上不会偏移。由此止推轴承和摆动体可靠地承受较高的径向力。
特别具备优点的是，摆动体在摆动盘侧和止推板侧各形成一个轴承槽，其中从止推板侧轴承槽的槽底到摆动盘侧轴承槽的槽底的径向距离小于止推轴承的轴承滚珠的直径。摆动体形成的摆动盘轴承和止推轴承的轴承滚珠的支撑面积可以具有相同的分度圆直径。也能够设计为，摆动盘轴承支撑面积的分度圆半径小于摆动体构成的止推轴承的支撑面积的分度圆半径。分度圆半径差优选为，轴承槽槽底的径向距离小于止推轴承的轴承滚珠直径。这样在同时考虑径向受力的情况下，达到摆动传动装置的高机械负荷强度。另外这种结构也可以节省摆动体生产费用，因为其优选为通过深冲工艺生产的板金工制件制成，其中通过前述轴承槽的槽底的设置可以达到较好的摆动体材料流变特性。
如果摆动盘轴承的轴承滚珠同止推轴承的轴承滚珠有不同的直径则是有利的。特别是摆动盘轴承的轴承滚珠直径小于止推轴承的轴承滚珠直径。
当止推轴承构造为径向止推滚珠轴承，摆动盘轴承可构成为轴向滚珠轴承。
在一个特别优选的实施例中，不仅止推轴承而且摆动盘轴承都构造为径向止推滚珠轴承。由此可以额外简化摆动传动装置的装配，其中摆动体构成了中心辅助，在该中心辅助上摆动盘轴承的滚珠轴承套圈可以无装配辅助的情况下安装。摆动传动装置使用两个径向止推滚珠轴承，与借助摆动体的止推轴承的轴承滚珠的外侧支撑的配合能够可靠地承受特别大的径向力，由此在不损伤摆动传动装置的寿命的情况下，可加大摆动盘的倾角。
优选地，摆动体相对于其径向延展而在外部区域构造为朝向止推板的轴环并且在中部区域构造为朝向摆动盘的凸起，其中在轴环和凸起部分间的过渡区域，在止推板侧形成止推轴承的轴承槽，在摆动盘侧形成摆动盘轴承的轴承槽。由此可见，使用深冲工艺可以特别经济地成形摆动体，其中摆动体可以承受较高的机械负荷强度，同时在深冲加工期间可保证摆动体的材料极好的流变特性。
摆动体的机械强度加大可以这样得到，即，其在中心区域构造为盆状凹处，该凹处带有平行于止推板且具有中心开孔的底壁。这种构造的摆动体底壁被摆动盘侧环状凸起围绕，该凸起外缘形成摆动盘轴承的轴承槽并且通过弯曲段转入到摆动体的轴环，其中弯曲段在止推板侧形成止推轴承的轴承槽。
摆动盘优选为平的圆盘，其通过弯曲段转入到朝向摆动体的轴环，其中弯曲段在摆动体侧形成摆动盘轴承的轴承槽。
摆动盘也同样可由深冲工艺成型的板材制成。
根据本发明的另一个特别优选的实施例中，摆动传动装置在止推板处固定一个电机，其电机轴抗扭固定在摆动体上并通过止推轴承可旋转支承。本实施例中，构成为径向止推滚珠轴承的止推轴承不仅有在止推板上支承摆动体的功能，同时还附加通过止推轴承可旋转地支承电动机的电机轴。这样就可以实现摆动传动装置的结构尤其简单，生产经济并且可在短时间内安装，因为在止推板区域可以节省用于电机轴的单独轴承。
如果电机为带有固定于止推板上的定子，并且围绕该定子的、与电机轴抗扭连接的转子的外转子式电动机，则更具优势。使用外转子电动机可以更简化摆动传动装置的结构，其中在止推板处的定子比如可以通过连接螺钉同止推板固定。止推板由此形成电动机的前端面法兰盘，并且通过摆动体和止推轴承实现电机轴支撑。
其可看作，通过电动机轴承在定子上和通过止推轴承在止推板上对电机轴的双重可转支承。定子的支承可通过滑动轴承或滚动轴承，特别是滚珠轴承实现。
如果电机轴为单侧可转支承，即通过止推轴承在止推板上支承，则更有优势。在该种结构中可以省除用于电机轴的第二轴承，更确切地说其只是单侧支承并承载电动机的转子。
在具有优点的实施例中，这样实现电机在止推板处的固定，即摆动传动装置具有缸状外壳，该外壳带有底壁以及由其凸出的圆周壁，其中底壁带有开孔并且在止推板和电动机定子间夹紧。在这种结构中止推板在底壁内侧，而电动机的定子在壳体底壁的外侧，并且通过止推板与定子的螺钉固定使底壁在这两个部件间加紧，由此底壁可拆地可连接地固定于摆动传动装置的外壳。如果止推板以其外沿同壳体形成形状接合则将是有益的，因为由此能够提高摆动传动装置的机械强度和简化安装。
附图说明
以下为本发明的两种优选实施例结合附图的进一步说明，附图中：
图1：第一种摆动传动装置实施例的剖视图；
图2：图1的摆动传动装置的摆动单元的剖视图；
图3：第二种摆动传动装置实施例的剖视图；
图4：图1和图3的摆动传动装置的另一种摆动单元的剖视图；
具体实施方法
图1中显示用于高压清洁设备的摆动传动装置10的示意图。该传动装置包括作为外转子电动机构成的电机11，其带有定子12和包围该定子的转子13，该电机抗扭地固定在贯穿定子12的电机轴14处。并且该摆动传动装置10还包括由缸状外壳19包围的摆动单元17，与电机轴14抗扭连接的摆动体21以及摆动盘23。摆动体21通过作为径向止推滚珠轴承构成的止推轴承25紧贴于止推板28，该止推板与定子12旋接。摆动盘23通过作为推力球轴承构成的摆动盘轴承31支撑于摆动体21。如图1至图3显示的实施例，该摆动盘构造为平的环形盘，并且倾斜于电机轴14的转动轴线33。在摆动盘23的前端面35紧邻着(公知的，因此没有显示在附图中的)轴向活塞泵的活塞36。活塞36在轴向即平行于转动轴线33的方向上可移动地固定在气缸头37内，并且借助(公知的、为清楚起见没有显示在附图中的)包围活塞36的弹簧向摆动盘23方向预张紧。
尤其由附图2可以清楚看出，止推板28包括中心开孔39，该中心开孔被电机轴14贯穿并由径向内法兰盘40包围，该内法兰盘经过弯曲段41转入径向外法兰盘42。内法兰盘40相对于转动轴线33在摆动体21方向上与外法兰盘42偏置，并且弯曲段41构成了在摆动体侧，即朝向摆动体21的用于止推轴承25的第一轴承槽44，因此止推轴承25的轴承滚珠45能够在轴承槽44处滚动。
在背离第一轴承槽44的止推板28的背侧，在内法兰盘40部分的定子12以平板状紧贴于止推板28并且借助连接螺钉46与止推板28旋接。
摆动体21包括中心开孔48，该中心开孔被电机轴14贯穿并由径向内法兰盘49包围，紧接着环状突起50，该突起经过弯曲段51转入朝向止推板28的轴环52。突起50在切线方向上的延伸只涉及摆动体21的部分区域，其中其在轴向方向的高度由值0在180°角度范围上持续攀升至最大值，紧接着在另一个180°角度范围内降低到值0。该突起50构成了摆动体侧倾斜于转动轴线33并且平行于摆动盘23的圆片形轴承面54的斜角，摆动盘轴承31的第一轴承槽55成型于该斜角内，由此摆动盘轴承31的轴承滚珠56能够在轴承槽55处滚动。相应的第二轴承槽58在摆动体侧成型于摆动盘23内。
摆动体21的弯曲段51在止推板侧构成用于止推轴承25的第二轴承槽60。轴承滚珠45由摆动体21的轴环52支撑在其远离转动轴线33的外侧面上。内侧支撑于弯曲段41。
摆动传动装置10的外壳19包括带有中心开孔63的底壁62，并由底壁62凸出罩状的圆周壁64。底壁62夹紧于止推板28的外法兰盘42和电机11的定子12之间。在底壁62和圆周壁64之间的过渡部分外壳19形成了接受部分65，其形状接合地接受止推板28。
如所述，电机11构造为外转子电机，其中转子13围绕定子12并抗扭连接于电机轴14。上面的图1所示的实施例中，一边越过摆动体21和作为径向止推滚珠构成的止推轴承25位于止推板28处，并且另一边通过滚珠轴承67可转地支承于定子12处。止推轴承25不仅承担着其本身的摆动体21的可转支承的作用，此外还承担着电机轴14的可转支承的作用。
图3中显示了本发明的另一个实施例并整体以70标记。其与前述摆动传动装置10具有相同的构造。因此附图3中的相同构件采用了图1和图2中相同的标记。对于这些构件为了避免重复可以引用所述描述。
摆动传动装置70与摆动传动装置10的区别在于，电机71采用了单边支承的电机轴72。电机轴72的单边支承由止推轴承25实现，如上所述。电机轴72处固定着电机71的抗扭转子73，该转子围绕着电机71的定子74。本摆动传动装置70因此简单的结构而显得很突出。
图4中是整体以80为标记的摆动单元的另一种实施例，该摆动单元既可以由图1显示的摆动传动装置10也可以由图3显示的摆动传动装置70采用。此摆动单元80结构上类似于图1，2和3显示的摆动单元17，为了避免重复，对于相同的构件使用了图1，2和3中相同的标记和说明。
摆动单元80与摆动单元17的区别在于，不仅止推轴承而且摆动板轴承也为径向止推滚珠轴承。摆动单元80包括如前所述的止推板28。此外还包括摆动体81和摆动盘82。摆动体81通过作为径向止推滚珠轴承构成的止推轴承83支撑于止推板28处，并同样在摆动盘82和摆动体81之间安置了作为径向止推滚珠轴承构成的摆动盘轴承84。
摆动体81在其外围构成朝向止推板28的轴环86，并且摆动体81在径向中间区域中构成了朝向摆动盘82的环状凸起87。最终在轴向方向上没有统一的切线方向的高度，而是由最小高度起始，凸起87的高度经过180°角范围持续攀升至最大高度，并经过另一个180°范围回落至最小高度。凸起87包括一个平的，对应于摆动盘82倾斜于转动轴线33的前端面88。凸起87包围着带有底壁89的中心盆状的凹处，该底壁包括中心开孔90并且平行于止推板28。
外侧地，在前端面88处，凸起87和轴环86之间的过渡部分内紧邻着摆动盘轴承84轴承滚珠92的轴承槽91。因此该轴承滚珠92的内侧由凸起87支撑。
轴承体81由径向方向向外转移到轴承槽91处，构成止推板侧止推轴承83的轴承滚珠94的轴承槽93。摆动体81的轴承槽93对应于止推板28的轴承槽44。轴承滚珠94的外侧由轴环86支撑。
摆动盘82构成为平的，倾斜于转动轴线33的圆盘，其经过弯曲段96转入朝向摆动体81的轴环97，并且弯曲段96构成摆动体侧的轴承槽98，对应于摆动体81的轴承槽91。
不仅在摆动单元17而且在摆动单元80，止推板28都构成摆动传动装置安装的校正帮助，因为止推轴承25或者83能够不需要任何安装帮助定位于止推板28的弯曲段41上。
在摆动单元80上，摆动体81构成了安装的校正帮助，因为摆动盘轴承84能够不需要任何安装帮助定位于凸起87处。
摆动盘轴承31或者84的轴承槽55和91的槽底与止推轴承25或者83的轴承槽60或者93的槽底相距一定的距离，该距离小于止推轴承25的轴承滚珠45或者94的直径。由此可以达到摆动单元17和80尤其高的承载能力。尤其能够实现摆动盘23和82对应转动轴线33的倾斜角大于14°。

Claims (15)

1.一种用于高压清洁装置的摆动传动装置，带有围绕旋转轴线可旋转驱动的摆动体和倾斜于旋转轴线的摆动盘，在该摆动盘的前端面平行于旋转轴线可安装可往复运动的活塞泵活塞，其中摆动体通过止推轴承靠近止推板，并且在摆动体和摆动盘之间设置有摆动盘轴承，其特征是，止推轴承(25；83)构造为径向止推滚珠轴承，其中摆动体(21；81)在外侧支撑止推轴承(25；83)的轴承滚珠(45；94)。
2.根据权利要求1所述的摆动传动装置，其特征是，止推板(28)具有由径向内法兰盘(40)环绕的中心开孔(39)，该内法兰盘通过弯曲段(41)转入径向外法兰盘(42)，其中弯曲段(41)在摆动体侧形成用于止推轴承(25；83)的轴承槽(44)。
3.根据权利要求2所述的摆动传动装置，其特征是，内法兰盘(40)相对于摆动体(21；81)的转动轴线(33)在摆动体(21；81)的方向与外法兰盘(42)偏置安装。
4.根据权利要求1、2或3所述的摆动传动装置，其特征是，摆动体(21；81)在止推板侧形成用于止推轴承(25；83)的轴承槽(60；93)，该轴承槽上连接在止推板(28)方向上的轴环(52；86)，该轴环搭接止推轴承(25；83)的轴承滚珠(45；94)。
5.根据权利要求1所述的摆动传动装置，其特征是，摆动体(21；81)在摆动盘侧和止推板侧各形成一个轴承槽(55，60；91，93)，其中从止推板侧轴承槽(60；93)的槽底到摆动盘侧轴承槽(55；91)的槽底的径向距离小于止推轴承(25；83)轴承滚珠(45；94)的直径。
6.根据权利要求1所述的摆动传动装置，其特征是，摆动盘轴承(31；84)的轴承滚珠(55；92)同止推轴承(25；83)轴承滚珠(45；94)具有不同的直径。
7.根据权利要求1所述的摆动传动装置，其特征是，摆动盘轴承(84)构造为径向止推滚珠轴承。
8.根据权利要求7所述的摆动传动装置，其特征是，摆动体(81)在外部区域构造为朝向止推板(28)的轴环(86)，并且在中部区域构造为朝向摆动盘(82)的凸起(87)，其中在轴环(86)和凸起(87)间的过渡区域，在止推板侧形成止推轴承(83)的轴承槽(93)，在摆动盘侧形成摆动盘轴承(84)的轴承槽(91)。
9.根据权利要求8所述的摆动传动装置，其特征是，摆动体(81)在其中心内部区域构造为盆状凹处，其带有平行于止推板(28)且具有中心开孔(90)的底壁(89)。
10.根据权利要求7、8或9所述的摆动传动装置，其特征是，摆动盘(82)构成平的圆盘，其通过弯曲段(96)转入到朝向摆动体(81)的轴环(97)，其中弯曲段(96)在摆动体侧形成摆动盘轴承(84)的轴承槽(98)。
11.根据权利要求1所述的摆动传动装置，其特征是，在止推板(28)处固定电机(11；71)，其电机轴(14；72)抗扭固定在摆动体(21；81)上并通过止推轴承(25；83)可旋转支承。
12.根据权利要求11所述的摆动传动装置，其特征是，电机(11；71)构成为外转子式电动机，其带有固定于止推板(28)上的定子(12；74)以及围绕该定子(12；74)且与电机轴(14；72)抗扭连接的转子(13；73))。
13.根据权利要求12所述的摆动传动装置，其特征是，对电机轴(14)被双重可转支承，即，通过电动机轴承(67)支承在定子(12)上以及通过止推轴承(25)支承在止推板(28)上。
14.根据权利要求12所述的摆动传动装置，其特征是，电机轴(72)仅单侧可转支承，即通过止推轴承(25)支承在止推板(28)上。
15.根据权利要求11到14之一所述的摆动传动装置，其特征是，摆动传动装置(10)具有缸状外壳(19)，该外壳带有底壁(62)的和由其凸出的圆周壁(64)的，其中底壁(62)带有开孔(63)并且在止推板(28)和定子(12；74)间被夹紧。
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