DE1095122B

DE1095122B - Drive pulley with bearing, especially for high-performance axial piston machines that can be used as pumps or motors

Info

Publication number: DE1095122B
Application number: DEW21240A
Authority: DE
Inventors: Georg Wiggermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-05-27
Filing date: 1957-05-27
Publication date: 1960-12-15

Description

Treibscheibe mit Lagerung, insbesondere für als Pumpe oder Motor verwendbare Hochleistungsaxialkolbenmaschinen Die Erfindung betrifft die Treibscheibe mit Lagerung bei Hochleistungsaxialkolbenmaschinen, deren Zylindertrommel auf einer zur Treibscheibenachse schräg stehenden Achse drehbar gelagert ist. Die genannten Achsen bilden üblicherweise einen festen oder veränderlichen Winkel von bis zu a=25°, und die Kolbenkräfte zerlegen sich in den Anlenkpunkten der Pleuelstangen an der Treibscheibe in blinde Axialkomponenten Pa und drehmomenterzeugende Tangentialkomponenten Pt.Traction sheave with bearing, especially for use as a pump or motor High-performance axial piston machines The invention relates to the traction sheave with bearings in high-performance axial piston machines, the cylinder drum of which is on one axis to the traction sheave inclined axis is rotatably mounted. The axes mentioned usually form a fixed or variable angle of up to a = 25 °, and decompose the piston forces into blind axial components at the articulation points of the connecting rods on the traction sheave Pa and torque-generating tangential components Pt.

Der aus mehreren Gründen übliche geringe Schrägwinkel von höchstens a = 25° ergibt zwangläufig zwischen der blinden Axialkraft Pa und der drehmomenterzeugenden Tangentialkraft Pt ein sehr ungünstiges Verhältnis, welches z. B. bei a = 25° den Wert 2,15: 1, bei a = 15° den Wert 3,73 : 1 aufweist und bei kleiner werdendem Winkel sehr schnell dem Grenzverhältnis 1.0 : 0 zustrebt.The small skew angle of at most, which is common for several reasons a = 25 ° inevitably results between the blind axial force Pa and the torque generating force Tangential force Pt a very unfavorable ratio, which z. B. at a = 25 ° den Value 2.15: 1, with a = 15 ° the value 3.73: 1 and with decreasing angle tends to reach the limit ratio of 1.0: 0 very quickly.

Aus dieser Sachlage ergeben sich bei den in Frage stehenden Axialkolbenmaschinen bzw. bei deren Treibscheibe sehr schwierige Lagerungsverhältnisse, indem die üblicherweise zur Lagerung der Treibscheibe mit Welle verwendeten genormten Wälzlager bei den auftretenden Kräften genügender Lagergröße unverhältnismäßig große Einbaumaße und damit ebenso unerwünscht große Gehäuseabmessungen ergeben. Ein weiterer Nachteil der großen Lager ist deren größerer Reibungsverlust.This situation results in the axial piston machines in question or with their traction sheave very difficult storage conditions by usually standardized roller bearings used for mounting the traction sheave with shaft in the occurring forces of sufficient bearing size disproportionately large installation dimensions and thus also result in undesirably large housing dimensions. Another disadvantage of the large bearings is their greater frictional loss.

Im Zuge der Entwicklung werden an die Axialkolbenmaschinen immer höhere Anforderungen gestellt, und es zeigen sich Grenzen, wo die normalen Wälzlager nicht mehr brauchbar sind. Die Vergrößerung der Arbeitsdrücke auf über 200 atü macht zur Aufnahme der sich ergebenden Lagerbelastungen die Verwendung besonders großer und sperriger Wälzlager notwendig. Die vergrößerten Lager haben jedoch wieder eine verminderte zulässige Höchstdrehzahl, was der gleichzeitig angestrebten Drehzahlsteigerung zuwiderläuft.In the course of development, the axial piston machines are getting higher and higher Requirements are made and there are limits where normal rolling bearings cannot are more useful. The increase in working pressures to over 200 atmospheres makes for Taking up the resulting bearing loads, the use of particularly large and bulky roller bearings are necessary. The enlarged camps, however, have a diminished one again permissible maximum speed, which runs counter to the speed increase sought at the same time.

Da die anzuwendenden genormten Wälzlager schließlich im Durchmesser wesentlich über die Rahmenabmessungen der Gesamtkonstruktion hinausgehen, so kommt noch ein weiterer Nachteil hinzu, indem das Gehäuse diese Lager in Form von Ausbuchtungen umfassen muß, wodurch zur Sicherung der unerwünscht abnehmenden Längsstarrheit des Gehäuses die auf Biegung statt nur auf Zug beanspruchte Gehäusewandung wesentlich verstärkt werden muß. Letztere ist aber zur Unterdrückung der durch die mit der Frequenz f = z - n/60 um den Wert Fz - p (mit z = Zylinderzahl, it = Drehzahl je Minute, Fz = Zylinderquerschnitt, p = Arbeitsdruck) wechselnden Beanspruchung des Gehäuses in Richtung seiner Hauptachse erregten geräuscherzeugenden Schwingungen unbedingt erforderlich. Ähnlich nachteilig, d. h. ebenfalls die zur Geräuschminderung notwendige Steifheit der Triebwerksteile vermindernd, wirkt sich bei den genormten und der Aufnahme des Axialschubes Pa dienenden Kegelrollen bzw. Schrägkugellagern deren kleiner Berührungswinkel ß = 30° aus. Durch diesen wird nämlich die abstützende Axialkraft Pa mit doppeltem Maß auf die Wälzkörper (Rollen, Kugeln) übertragen, und deren dadurch ausgelöste elastische Verformung wirkt dann auf die Axialführung der Treibscheibe zurück, indem sie in Verbindung mit der auftretenden hochfrequenten axialen Wechselkraft deren axiale Schwingungsamplitude in unerwünschter Weise verdoppelt, was die Geräuschbildung erhöht.Since the standardized rolling bearings to be used ultimately go in diameter significantly beyond the frame dimensions of the overall construction, there is another disadvantage in that the housing must encompass these bearings in the form of bulges, which means that the housing has to be bent instead of just bending to ensure the undesirably decreasing longitudinal rigidity of the housing housing wall stressed on train must be significantly reinforced. The latter is, however, to suppress the stress on the housing in the direction that changes with the frequency f = z - n / 60 by the value Fz - p (with z = number of cylinders, it = speed per minute, Fz = cylinder cross section, p = working pressure) its main axis excited noise-generating vibrations absolutely necessary. Similarly disadvantageous, ie also reducing the stiffness of the engine parts necessary to reduce noise, has the effect of the standardized tapered rollers or angular contact ball bearings serving to absorb the axial thrust Pa, their small contact angle β = 30 °. Through this, namely, the supporting axial force Pa is transmitted to the rolling elements (rollers, balls) with twice the amount, and the resulting elastic deformation then acts back on the axial guidance of the traction sheave by, in conjunction with the high-frequency axial alternating force, its axial oscillation amplitude undesirably doubled, which increases the noise generation.

Wie schon weiter oben angegeben, liegen die Belastungsverhältnisse der Treibscheibe so, daß die auftretende Axialkraft die gleichzeitig wirkende Radialkraft Pr um ein mehrfaches übertrifft. Auch in dieser Hinsicht muß der Berührungswinkel von ß = 30° als sehr ungünstig bezeichnet werden, indem durch ihn das dem betreffenden Wälzlager eigentümliche Verhältnis der zulässigen axialen zur zulässigen radialen Belastung von dem praktisch auftretenden Kräfteverhältnis weit abweicht. Die Folge ist, daß dadurch zur Abstützung der gegebenen Axialkraft Pa ein unverhältnismäßig großes Lager mit den bereits geschilderten Nachteilen verwendet werden muß.As already stated above, the load ratios are the traction sheave in such a way that the axial force that occurs is the radial force that acts at the same time Pr exceeds several times. In this respect too, the angle of contact must of ß = 30 ° can be described as very unfavorable, by the fact that the relevant Rolling bearing peculiar ratio of the permissible axial to the permissible radial Load deviates from the practically occurring balance of forces. The consequence is that thereby to support the given axial force Pa a disproportionate large camp must be used with the disadvantages already outlined.

Die geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten zeigen, daß die gewünschte Leistungssteigerung der Axialkolbenmaschinen nur durch bauliche Maßnahmen erreicht werden kann, die alle überhaupt noch auffindbaren positiven Möglichkeiten wahrnehmen.The disadvantages and difficulties outlined show that the desired Increase in performance of the Axial piston machines only through structural Measures can be achieved, all of which can still be found positive possibilities perceive.

Diesen Weg zeigt die vorliegende Erfindung, und sie schlägt dazu zunächst vor, die Treibscheibe mit einem axial und quer belastbaren Wälzlager zu einer Einheit zu vereinigen, indem unter Wegfall des Innenlaufrings dessen innere Wälzbahn unmittelbar am Treibscheibenkörper selbst angeordnet ist und diese einen Berührungswinkel (ß) von 40 bis 50° auf -wei st.The present invention shows this way, and it proposes to do so first before, the traction sheave with an axially and transversely loadable roller bearing to a unit to unite by eliminating the inner race, its inner rolling path directly is arranged on the traction sheave body itself and this has a contact angle (ß) from 40 to 50 ° to -wei st.

Bei einer bekannten Taumelscheibenpumpe ist der rotierende Teil ebenfalls mit einem radial und axial belastbaren Wälzlager versehen, wobei dessen Kugelkranz in einem Rotor gelagert ist, der über einen weiteren Kugelkranz am Gehäuse gelagert und angetrieben wird. Die Antriebswelle ist dabei koaxial zu der nicht umlaufenden Zylindertrommel angeordnet, während bei der Axialkolbenmaschine der vorstehend behandelten Art die Zylindertrommel rotiert und schräg zur Antriebswelle liegt. Dieser grundsätzliche Unterschied bedingt auch verschiedene Lagerungsaufgaben. Ferner hat das bekannte Lager außer der Übertragung von Quer- und Längskräften noch die weitere Aufgabe, dem Rotor die Achsführung zu geben. Aus diesem Grunde müssen die Laufbahnen die Lagerkugeln in satter Anlage über einen von plan bis radial sich erstreckenden Umfangswinkel von mindestens 90° umfassen. Die Folge davon ist, daß diese Lagerung wegen ihrer ungenauen Abwälzverhältnisse ungünstige Betriebseigenschaften aufweist, die sich insbesondere bezüglich Geräuschbildung und Lebensdauer nachteilig auswirken.In a known swash plate pump, the rotating part is also provided with a roller bearing that can be loaded radially and axially, its ball ring is mounted in a rotor which is mounted on the housing via a further ball ring and is driven. The drive shaft is coaxial with the non-rotating one Cylinder drum arranged, while in the axial piston machine that discussed above Kind of the cylinder drum rotates and is inclined to the drive shaft. This fundamental one The difference also causes different storage tasks. Furthermore, the well-known In addition to the transmission of transverse and longitudinal forces, bearings also have the further task of to give the rotor the axis guidance. For this reason, the careers must have the Bearing balls in full contact over a circumferential angle extending from flat to radial of at least 90 °. The consequence of this is that this storage because of their inaccurate rolling ratios has unfavorable operating properties, which have a particularly detrimental effect in terms of noise generation and service life.

Demgegenüber ist durch den definierten Berührungswinkel (ß) gemäß Erfindungsvorschlag erreicht, daß der Berührungsradius der Laufbahnen des Lagers im Axialschnitt größer als der Radius der Lagerkugeln ist, so daß letztere weder plan noch radial zur Anlage kommen können und die Laufbahnen in genau bestimmten Punkten berühren, deren gemeinsame Normale die Achse in einem Punkt schneiden, der außerhalb der Stirnfläche der Treibscheibe liegt.In contrast, the defined contact angle (ß) according to The invention suggests that the contact radius of the raceways of the bearing in the axial section is greater than the radius of the bearing balls, so that the latter is neither plan can still come to rest radially and the raceways in precisely defined Touch points whose common normal intersect the axis at a point, the lies outside the face of the traction sheave.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Dabei zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Treibscheiben-und Wellenlagerung, Fig. 2 eine Teilansicht des Kugelkranzes der Treibscheibenlagerung.Further details of the invention are explained with reference to the drawing, in which an embodiment of the invention is shown. Fig. 1 shows a longitudinal section through the traction sheave and shaft bearings, FIG. 2 shows a partial view of the ball ring of the traction sheave bearing.

Die in dem aus dem Lagergehäuse 1 und dem übrigen Gehäuse 2 bestehenden Gesamtgehäuse der Axialkolbenmaschine zu lagernde Treibscheibe 3 ist mit einem radiale und axiale Kräfte aufnehmenden `Wälzlager zu einem Bauteil vereinigt, wobei dessen innere Wälzbahn 4 unmittelbar am Treibscheibenkörper 3 angebracht ist und einen Berührungswinkel von ß = 40 bis 50° besitzt.The existing in the bearing housing 1 and the rest of the housing 2 Overall housing of the axial piston machine to be mounted traction sheave 3 is with a radial and axial force-absorbing `rolling bearings are combined into one component, with its inner roller track 4 is attached directly to the traction sheave body 3 and one Has a contact angle of ß = 40 to 50 °.

Diesem Vorschlag kommt der Umstand entgegen, daß die mit gehärteten und der Anlenkung der Pleuelstangen dienenden Kugelkalotten versehene Treibscheibe ohnehin schon aus einem Werkstoff hergestellt werden muß, der sich auch für die Wälzbahn 4 eignet. Es ergibt sich ferner durch den Wegfall verschiedener bisher notwendiger Passungsmaße eine herstellungstechnische Vereinfachung, welche die Kosten der mit großer Genauigkeit im Treibscheibenkörper anzuschleifenden Wälzbahn mehr als ausgleicht. Außerdem wird durch den Wegfall der verschiedenen Paß-:naße am Treibscheibenkörper und der vielen möglichen Rundheits- bzw. Rundlauffehler die Laufqualität des Wälzlagers bedeutend gesteigert.The fact that the hardened with and the drive pulley provided for the articulation of the connecting rods serving spherical caps anyway must be made of a material that is also suitable for the Wälzbahn 4 is suitable. It also results from the elimination of various previously necessary fit dimensions a technical manufacturing simplification, which the costs the rolling path to be ground with great accuracy in the traction sheave body more than compensates. In addition, the elimination of the various passports: wet on the traction sheave body and the many possible roundness or concentricity errors, the running quality of the rolling bearing significantly increased.

Die vorgeschlagene Vergrößerung des Berührungswinkels auf ß=40 bis 50° ergibt eine Anpassung des Treibscheibenlagers hinsichtlich seiner Belastbarkeit in axialer und radialer Richtung an die effektiv vorliegenden Betriebsverhältnisse, indem z. B. die axiale Tragfähigkeit dieses Lagers gegenüber den genannten Lagern mit ß = 30° sich zumindest verdoppelt, wobei die abnehmende radiale Tragfähigkeit des Lagers noch gut ausreicht.The proposed increase in the contact angle to ß = 40 bis 50 ° results in an adaptation of the traction sheave bearing with regard to its load capacity in the axial and radial direction to the effective operating conditions, by z. B. the axial load capacity of this bearing compared to the bearings mentioned with ß = 30 ° is at least doubled, with the decreasing radial load capacity of the bearing is still sufficient.

Mit der eben beschriebenen Gestaltung der Treibscheibe 3 mit Lagerung ist ein wesentlicher Schritt in Richtung der gewünschten Tragfähigkeitssteigerung bei Wahrung einer großen Einfachheit und Gedrängtheit der Bauart gemacht.With the just described design of the traction sheave 3 with storage is an essential step towards the desired increase in load-bearing capacity made while maintaining a great simplicity and compactness of the design.

Eine Steigerung der Belastbarkeit des Treibscheibenlagers wird durch eine weitere Einzelheit der Erfindung erzielt. Im Bestreben, die zulässige Drehzahl des Treibscheibenlagers möglichst weit zu steigern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei der Lagerung der Treibscheibe 3 als Wälzkörper Kugeln 5 zu verwenden, welche durch sich an den Kugeln 5 selbst führende Distanzröhrchen 6 aus sehr leichtem Werkstoff, auf Leichtmetall oder Kunststoffbasis, vor gegenseitiger Berührung geschützt und auf einen gegenseitigen Abstand gehalten werden, der nicht mehr als ein Fünftel des Durchmessers der inneren Wälzbahn 4 ausmacht (vgl. Fig. 1 und 2).An increase in the load capacity of the traction sheave bearing is achieved by achieved further detail of the invention. Trying to get the allowable speed to increase the traction sheave bearing as much as possible is proposed according to the invention, to use balls 5 as rolling elements in the storage of the traction sheave 3, which by self-guiding spacer tubes 6 made of very light material on the balls 5, on light metal or plastic basis, protected from mutual contact and be kept at a mutual distance not exceeding a fifth the diameter of the inner rolling path 4 (see. Fig. 1 and 2).

Die Anwendung von Kugeln als Wälzkörper ist an sich bekannt. Sie haben den Vorteil der geringsten Reibung und sind gerade in dieser Hinsicht den ebenfalls bekannten kegelförmigen Wälzkörpern weit überlegen und erlauben durch ihre geringe Erwärmung eine verhältnismäßig hohe Betriebsdrehzahl. Sie haben gegenüber den Kegelrollen aber den Nachteil der geringeren Belastbarkeit. Hier wurde nun die Feststellung gemacht, daß die genormten Schrägkugellager eine verhältnismäßig geringe Kugelzahl aufweisen, weil die üblichen Führungskäfige einen erheblichen Teil des Wälzkörperteilkreisumfanges für sich benötigen. Mit dem vorgeschlagenen kleinen gegenseitigen Abstand der Kugeln ist eine Erhöhung der Kugelzahl etwa im Verhältnis 15 : 11 und damit gleichlaufend eine Erhöhung der Tragfähigkeit des Kugellagers um rund 3611/o möglich.The use of balls as rolling elements is known per se. They have have the advantage of the lowest friction and are the same in this regard well-known conical rolling elements far superior and allow due to their low Heating a relatively high operating speed. You have opposite the tapered rollers but the disadvantage of the lower resilience. Here was the finding made that the standardized angular contact ball bearings have a relatively low number of balls have, because the usual guide cages make up a considerable part of the pitch circle circumference of the rolling element need for yourself. With the suggested small mutual spacing of the balls is an increase in the number of balls approximately in the ratio 15: 11 and thus running at the same time an increase in the load-bearing capacity of the ball bearing by around 3611 / o is possible.

Das Problem der Kugelführung auf geringen, aber berührungslosen gegenseitigen Abstand ist in der vorgeschlagenen Weise, d. h. mittels der sich an den Kugeln 5 selbst führenden Distanzröhrchen 6 gelöst. Diese Art der Führung ist sehr einfach, und die Röhrchen 6 sind billig in der Herstellung. Für ihre Anwendung ist allerdings der vorgesehene kleine gegenseitige Abstand der Kugeln 5 Bedingung.The problem of the ball guide on low, but non-contact mutual Spacing is in the suggested manner; H. by means of the balls 5 self-leading spacer tube 6 solved. This type of leadership is very simple, and the tubes 6 are cheap to manufacture. For their application, however, is the intended small mutual spacing of the balls 5 condition.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung betrifft die axiale Lage der Wälzbahn an der Treibscheibe in bezug auf deren Stirnfläche = Pleuelkugelmittelebene (vgl. Maße a und b in Fig. 1). Nach ihm soll die Wälzbahn 4 so nahe an die genannte Stirnfläche herangerückt werden, daß die Berührungsnormalen 6' der einzelnen Wälzkörper die Mittelachse der Treibscheibe 3 in einem Punkt P schneiden, der jenseits der Stirnfläche der Treibscheibe liegt.Another proposal of the invention relates to the axial position of the rolling path on the drive pulley with respect to its end face = connecting rod ball center plane (cf. dimensions a and b in FIG. 1). According to him, the rolling track 4 should be moved so close to the face mentioned that the normal contact 6 'of the individual rolling elements intersect the central axis of the drive pulley 3 at a point P which lies beyond the face of the drive pulley.

Der eben genannte Vorschlag der Erfindung wird noch weiter ausgebaut, indem die Erfindung außerdem vorschlägt, die axiale Lage der Wälzbahn, den Wälzbahndurchmesser und den Berührungswinkel ß so aufeinander abzustimmen, daß der Abstand a (s. Fig. 1) mit dem Abstand b ein Verhältnis 2 : 1 bis 1 : 2 bildet. Bei der bisherigen Ausführung mit getrenntem Innenlaufring und ß = 30° lag der Schnittpunkt, P höchstens in der Stirnebene der Treibscheibe, meistens aber noch weiter links (vgl. Fig. 1).The just mentioned proposal of the invention will be expanded further, in that the invention also proposes the axial position of the rolling path, the rolling path diameter and to coordinate the contact angle ß so that the distance a (see Fig. 1) forms a ratio of 2: 1 to 1: 2 with the distance b. at the previous version with a separate inner race and ß = 30 ° was the point of intersection, P at most in the face plane of the traction sheave, but mostly further to the left (see Fig. 1).

Das vom außermittigen Angriff der resultierenden Kolbenkraft in der Treibscheibe 3 einschließlich Welle 7 erzeugte Moment M bewirkt eine Querbelastung sowohl des Lagers der Treibscheibe 3 als auch des Wellenlagers 8, und es besteht die irrtümliche Ansicht, daß die die Lager querbelastenden Kräfte dem Quotienten M/d entsprechen. Jedoch genaue Untersuchungen ließen erkennen, daß eine solche Annahme nur dann zutreffen würde, wenn der Berührungswinkel ß den Wert Null hätte. In diesem Falle könnte die Treibscheibe mit Welle als zweiarmiger Hebel mit den Hebellängen a und d betrachtet werden und die von den Kolbenkräften in der Treibscheibe ausgelösten Querkräfte würden das Treil>-scheibenlager mit einer Querkraft Pri = Pro (a -1- d) /d (1) also mit einer erhöhten Kraft belasten. Andererseits aber wandert mit zunehmender Größe des Berührungswinkels der Schnittpunkt P der Berührungsnormalen 6' mit der Wellenachse auf dieser nach rechts. Das hat zur Folge, daß der in Gleichung (1) eingesetzte Lagerabstand d sich vergrößert und schließlich dem durch den Schnittpunkt P bestimmten ideellen Abstand c entspricht. In Verbindung mit Gleichung (1) läßt dieser Umstand erkennen, daß es vorteilhaft ist, den Punkt P durch entsprechende bauliche Maßnahmen möglichst weit nach rechts zu bringen. In diesem Sinne schlägt die Erfindung vor, die Wälzbahn an der Treibscheibe 3 so weit als möglich der Stirnfläche der Treibscheibe zu nähern und dazu noch den Berührungswinkel derselben Wälzbahn so groß als möglich zu machen.The moment M generated by the eccentric attack of the resulting piston force in the drive pulley 3 including shaft 7 causes a transverse loading of both the bearing of the drive pulley 3 and the shaft bearing 8, and there is the erroneous view that the forces transversely loading the bearings correspond to the quotient M / d correspond. However, detailed investigations have shown that such an assumption would only apply if the contact angle β had the value zero. In this case, the traction sheave with shaft could be viewed as a two-armed lever with the lever lengths a and d and the transverse forces triggered by the piston forces in the traction sheave would move the traction sheave bearing with a transverse force Pri = Pro (a -1- d) / d (1) So load with an increased force. On the other hand, however, as the size of the contact angle increases, the intersection point P of the normal contact 6 'with the shaft axis moves to the right on the latter. The consequence of this is that the bearing spacing d used in equation (1) increases and ultimately corresponds to the ideal spacing c determined by the point of intersection P. In connection with equation (1), this fact shows that it is advantageous to move point P as far to the right as possible by appropriate structural measures. In this sense, the invention proposes to bring the rolling path on the traction sheave 3 as close as possible to the end face of the traction sheave and, in addition, to make the contact angle of the same rolling path as large as possible.

Der Einfluß dieser Maßnahmen auf das angestrebte Ziel läßt sich aus den Gleichungen (2) und (3) erkennen.The influence of these measures on the desired goal can be seen the equations (2) and (3).

c = d + Dw/2 tg ß (2) Damit ergibt sich die Querlast der Lager zu Pri = M/ (d + Dw tg ß/2) (3) (Dw = Durchmesser der inneren Wälzbahn.) Bei Anwendung der genormten Wälzlager mit kegeliger Laufbahn rückt der Punkt P höchstens bis zur Stirnflächenebene nach rechts, und es ist, ohne weiteres zu ersehen, daß die in der Erfindung vorgeschlagene Anordnung der Wälzbahn unmittelbar an der Treibscheibe in Verbindung mit dem auf 40 bis 50° vergrößerten Berührungswinkel die Möglichkeit bietet, den Punkt P bedeutend weiter nach rechts rücken zu lassen und dadurch den Vorteil einer wesentlichen Verringerung der Querbelastung der Wälzlager zu erreichen. c = d + Dw / 2 tg ß (2) The transverse load of the bearings is thus Pri = M / (d + Dw tg ß / 2) (3) (Dw = diameter of the inner roller track.) When using standardized roller bearings With a tapered track, point P moves to the right at most up to the face plane, and it can be seen without further ado that the arrangement of the rolling track proposed in the invention directly on the drive pulley in conjunction with the 40 to 50 ° increased contact angle offers the possibility to move point P significantly further to the right and thereby achieve the advantage of a significant reduction in the transverse load on the roller bearings.

Der eben beschriebene günstige Einfluß der gegenüber dem bisher bekannten starken Verlagerung des Schnittpunktes P nach rechts bzw. in Richtung auf die Zylindertrommel zu läßt, wenn hauptsächlicher Wert auf gedrängte Bauweise gelegt wird, eine bedeutende Kürzung des Abstandes d zu oder ergibt, wenn die hohe Belastbarkeit der Axialkolbenmaschine ausschlaggebend ist, bei gleichem Abstand d eine Verbesserung in dieser Richtung.The just described favorable influence of the compared to the previously known strong shift of the intersection point P to the right or in the direction of the cylinder drum to allow, if the main emphasis is placed on compact construction, a significant one Reduction of the distance d to or results if the high load capacity of the axial piston machine The decisive factor is an improvement in this direction for the same distance d.

Bei einer Ausbildung der Treibscheibe mit Lagerung als komplettes Bauelement ist es notwendig, dieselbe mit einer den jeweiligen besonderen Wünschen angepaßten Antriebswelle 7 kombinieren zu können. Hierbei ist aber eine äußerst starre Verbindung zwischen Treibscheibe 3 und Welle 7 wegen des im Betrieb umlaufenden hohen Biegemoments erforderlich, um die Erzeugung von sogenanntem Passungsrost und damit eine allmähliche Lockerung der Verbindung zu vermeiden.When the traction sheave is designed with storage as a complete unit Component it is necessary to the same with one of the respective special wishes adapted drive shaft 7 to be able to combine. But here is one extreme rigid connection between traction sheave 3 and shaft 7 because of the rotating during operation high bending torque is required in order to generate so-called fretting corrosion and thus avoiding gradual loosening of the connection.

Der Forderung nach bequemer Austauschbarkeit der Welle 7 bei gleichzeitigem Preßsitz zwischen der Treibscheibe 3 und Welle 7 entsprechend, macht die Erfindung die Vorschläge, die Treibscheibe auf der Wellenseite mit einer sich konisch verjüngenden Nabe zu versehen und die Klemmverbindung zwischen Treibscheibe 3 und Welle 7 über einen Kegel am Ende der Welle 7 und eine konische Bohrung der Treibscheibe 3 herzustellen, wobei zum axialen Einpressen, gegebenenfalls auch noch zum Mitbefestigen einer Rückzugplatte 9, eine Differentialgewindeschraube 10 vorgeschlagen wird.The requirement for easy interchangeability of the shaft 7 at the same time The invention makes a press fit between the drive pulley 3 and shaft 7 accordingly the proposals, the traction sheave on the shaft side with a conically tapering To provide the hub and the clamping connection between the traction sheave 3 and shaft 7 over to produce a cone at the end of the shaft 7 and a conical bore of the traction sheave 3, whereby for axial press-in, possibly also for attaching a retraction plate 9, a differential screw 10 is proposed.

Letztere hat zwei Gewinde, deren Steigung nur einige Zehntelmillimeter verschieden ist und bei der als Anzugsteigung wirksamen kleinen Steigungsdifferenz es erlaubt, große Anzugskräfte zu erreichen und dazu durch den geringen effektiv wirksamen Steigungswinkel keiner besonderen Sicherung gegen Lösen bedarf.The latter has two threads, the pitch of which is only a few tenths of a millimeter is different and at the small slope difference effective as the tightening slope it allows to achieve large pulling forces and, due to the low, effective effective angle of incline does not require any special securing against loosening.

Die ebenfalls vorgeschlagene sich verjüngende Nabe gibt die Möglichkeit, der Konusverbindung eine erhöhte elastische Vorspannung zu geben. Ferner bewirkt diese Nabe eine Verbreiterung der Treibscheibe 3 in Richtung Welle 7, wodurch in günstiger Weise der Übergang von der Treibscheibe 3 zur Welle 7 in eine Zone verlegt ist, in der das Biegemoment schon bedeutend verkleinert ist und damit eine vorteilhafte Entlastung der Konusverbindung erreicht wird.The also proposed tapered hub gives the possibility of to give the conical connection an increased elastic preload. Also causes this hub a widening of the traction sheave 3 in the direction of the shaft 7, whereby in the transition from the traction sheave 3 to the shaft 7 is advantageously relocated to a zone is in which the bending moment is already significantly reduced and thus an advantageous one Relief of the conical connection is achieved.

Zur höchstmöglichen Steigerung der betriebssicheren Tragfähigkeit der Treibscheibenwälzbahn 4 und zur Verbilligung der Herstellung schlägt die Erfindung vor, die Treibscheibe 3 im Präzisionsschmiedeverfahren herzustellen, bei dem sowohl die konische Bohrung als auch die Kugelpfannen nebst der übrigen Form bereits so genau vorgeschmiedet sind, daß zur Fertigbearbeitung nur noch wenig Werkstoff in spanabhebenden Verfahren abgenommen werden muß.For the highest possible increase in the operationally safe load-bearing capacity the traction sheave rolling track 4 and to make production cheaper, the invention proposes before producing the traction sheave 3 in the precision forging process, in which both the conical bore and the ball sockets along with the rest of the shape are already in this way are precisely forged so that only a little material is left for finishing machining process must be removed.

Zur Steigerung der Güte der Lagerung bei geringen Herstellungskosten und im Interesse eines bequemen Zusammenbaues bzw. einer ebenso bequemen und schnell möglichen Zerlegung schlägt die Erfindung des weiteren vor, die Treibscheibe 3 mit Außenlaufring 11 einschließlich dem Wellenlager 8 und der Welle 7 in einem kompakten und leicht zu bearbeitenden Gehäuseteil 1 anzuordnen, wobei dieser sich durch einen vorstehenden Teil des Außenlaufringes 11 im eigentlichen Axialkolbenmaschinengehäuse 2 zentriert und die notwendige Einstellung und Sicherung des günstigsten Lagerspieles durch eine Paßscheibe 12 erzielt wird, welche das Lager 8 gegen den in die Welle 7 eingelassenen Sprengring 13 abstützt und das Lager 8 selbst sich mit einem ihm eigenen Bund (nicht dargestellt) oder dem in Fig. 1 gezeigten vom Deckel 15 gehaltenen Sprengring 14 gegen die antriebsseitige Gehäusestirnseite abstützt.To increase the quality of storage with low manufacturing costs and in the interest of easy assembly or an equally easy and quick one possible dismantling, the invention proposes the traction sheave 3 with Outer race 11 including the shaft bearing 8 and the shaft 7 in one compact and easy to edit housing part 1 to be arranged, this being through a protruding part of the outer race 11 in the actual axial piston machine housing 2 centered and the necessary setting and securing of the most favorable bearing play is achieved by a shim 12, which the bearing 8 against the in the shaft 7 recessed snap ring 13 is supported and the bearing 8 itself with a him own collar (not shown) or that shown in Fig. 1 held by the cover 15 Snap ring 14 is supported against the housing face on the drive side.

Die Erfahrung zeigt, daß die angestrebte Genauigkeit bei Serienanfertigung sich nur dann erreichen läßt, wenn die Führungsflächen des Gehäuses sich an einem einstückigen Lagergehäuse 1 befinden und sich in einer einzigen Aufspannung bzw. in einem einzigen Arbeitsgang gemeinsam bearbeiten lassen. Diese Forderung ist z. B. nicht erfüllt, wenn, wie bei bestehenden Ausführungen feststellbar, das Wellenlager 8 zu seiner axialen Fixierung sich stirnseitig an einem Innenbund des Lagergehäuses anlegt, weil in diesem Fall zur Bearbeitung der Lagersitze der beiden Lager zwei Operationen bzw. ein Umspannen des Lagergehäuses erforderlich ist.Experience shows that the desired accuracy in series production can only be achieved if the guide surfaces of the housing are on a integral bearing housing 1 are located and are in a single clamping or can be processed together in a single operation. These Requirement is z. B. not fulfilled if, as can be determined in the case of existing designs, the shaft bearing 8 for its axial fixation is at the front on an inner collar of the bearing housing applies, because in this case the machining of the bearing seats two operations or reclamping of the bearing housing is required for both bearings is.

In diesem Sinne ist die erfindungsgemäße axiale Fixierung des Außenlaufringes des Wellenlagers 8 über einen den erwähnten nachteiligen Innenbund im Gehäuse ersetzenden Sprengring 14 oder einen Außenbund am Außenlaufring dieses Lagers sehr vorteilhaft, da in diesem Falle die Herstellung der Lagersitze, wie gewünscht, ohne Umspannen von der Treibscheibenseite her und in einem Arbeitsgang erfolgen kann.The axial fixation of the outer race according to the invention is in this sense of the shaft bearing 8 via a said disadvantageous inner collar in the housing replacing Snap ring 14 or an outer collar on the outer race of this bearing is very advantageous, because in this case the production of the bearing seats, as desired, without reclamping can be done from the drive pulley side and in one operation.

Die Anordnung eines außerhalb des Gehäuses liegenden Sprengrings zur axialen Fixierung des Wellenlagers 8 hat dazu noch den weiteren Vorteil, daß die Treibscheibe mit Welle und Lagersatz als komplettes Ganzes in das Gehäuse eingeführt bzw. aus diesem herausgenommen werden kann, wodurch Fertigung und Reparatur vereinfacht und verbilligt werden.The arrangement of a snap ring located outside the housing for axial fixation of the shaft bearing 8 has the further advantage that the Traction sheave with shaft and bearing set inserted as a complete unit into the housing or can be removed from it, which simplifies manufacture and repair and be cheaper.

Es wird zur weiteren Verbilligung sogar vorgeschlagen, nicht nur die Treibscheibe mit Lagerung, sondern den ganzen Gehäuseteil 1 mit eingebauter Treibscheibe 3, Außenlaufring 11, Welle 7, Lager 8, Sprengring 13 und 14, Paßscheibe 12 und Lagerdeckel 15 als Baukastenteil zusammengestellt für alle Axialkolbenmaschinen der in Frage stehenden Bauart gleichbleibend zu verwenden.It is even proposed to further reduce the price, not just that Traction sheave with storage, but the entire housing part 1 with built-in traction sheave 3, outer race 11, shaft 7, bearing 8, snap ring 13 and 14, spacer washer 12 and bearing cover 15 compiled as a modular part for all axial piston machines in question to be used consistently.

Die erfindungsgemäßen Vorschläge beziehen sich hauptsächlich auf Axialkolbenmaschinen mit schräg zur Antriebswelle gelagerter Zylindertrommel, wobei der Schrägwinkel fest oder zwecks Hubeinstellung veränderlich sein kann. Das schließt aber nicht aus, daß die gemäß der Erfindung ausgebildete und gelagerte Treibscheibe auch anderen Zwecken dienen kann.The proposals according to the invention relate mainly to axial piston machines with a cylinder drum mounted at an angle to the drive shaft, the angle of inclination can be fixed or variable for the purpose of stroke adjustment. But that doesn’t close from that the traction sheave designed and supported according to the invention is also available to others Purposes can serve.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Traction sheave with storage in axial piston machines with inclined cylinder drum axis, characterized in that the traction sheave (3) is combined with an axially and radially loadable roller bearing to form a unit, in that its inner roller path is arranged directly on the drive sheave body itself with the omission of the inner race and this has a contact angle (l3) of 40 to 50 °.

2. traction sheave with bearing according to claim 1, characterized in that that the rolling track (4) is so close to the connecting rod ball center plane that the normal contact (6 ') the rolling elements, the drive pulley center axis beyond the connecting rod center plane cut.

3. traction sheave with storage according to claims 1 and 2, characterized in that that balls (5) are used as rolling elements, which by on the balls self-leading spacer tubes (6) made of specifically very light material on 2-lethal or plastic base are protected from mutual contact and their mutual Distance is no more than one fiftieth of the inner roller path diameter.

4. traction sheave with bearing according to Claims 1 to 3, characterized in that the traction sheave on the shaft side a conically tapering hub and another conical one Has central bore for receiving and fastening the drive shaft.

5. traction sheave with storage according to Claims 1 to 4, characterized in that the clamping connection between the traction sheave and the conical shaft by means of an end face and differential thread screw (10) lying in axial alignment, which if present a retraction plate (9) also takes over its attachment at the same time.

6. traction sheave with storage according to the preceding claims, characterized in that the the traction sheave bearing (3, 5, 11) axially opposing support surface of the bearing housing for the shaft bearing (8) equal to and larger than the outer diameter of the shaft bearing (8) is.

7. traction sheave with storage according to the preceding claims, characterized characterized in that the diameter of the cavity in the housing (1) between the traction sheave bearing and your fit of the shaft bearing (8) is so great that the shaft bearing of the drive pulley side can be pushed into the housing. B.

Traction sheave with Bearing according to Claims 1 to 7, characterized in that the outer race of the shaft bearing (8) by means of a collar or an inserted snap ring (4) against the Drive side housing side is supported and the play of the traction sheave bearing through a fitting ring (12) is regulated, which is attached to a collar of the shaft or on a axially supported snap ring (13) embedded in it.

9. Traction sheave with bearing according to the preceding claims, characterized in that the axial fixation (Snap ring 14) of the outer race of the shaft bearing (8) from the shaft stub side is solvable forth.

10. traction sheave with bearing according to claim 2, characterized in that that the ratio of the distance a of the rolling element centers from the connecting rod ball center plane (at the same time the face of the traction sheave) to your distance b of the connecting rod ball center plane from the point of intersection of the rolling element contact normals (6 ') with the shaft axis moves within the limits of 2: 1 to 1: 2.

11. traction sheave with storage according to the claims 1 to 10, characterized in that the traction sheave in the precision forging process is made, with both the outer shape and the conical bore as well the ball sockets are pre-forged so precisely that only Little material has to be removed in machining processes.

12. traction sheave with storage according to the preceding claims, characterized in that the Traction sheave with shaft mounted in a special housing part (1) and as a modular part is formed, which is approximately in the plane of the traction sheave roller bearing to the rest Axial piston machine housing (2) is flanged and from the protruding part of the Outer race (11) of the traction sheave roller bearing is centered on the mating housing. References considered: U.S. Patent No. 2,672,095.