DE1653617C3

DE1653617C3 - Schrägscheiben-Schwenklager für eine hydraulische Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE1653617C3
Application number: DE1653617A
Authority: DE
Inventors: Stephen S. Rockford Ill. Baits (V.St.A.)
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1966-10-10
Filing date: 1967-10-04
Publication date: 1974-04-25
Also published as: GB1191475A; DE1653617A1; FR1539588A; US3396670A; DE1653617B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrägscheiben-Schwenklager für eine hydraulische Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) mit in bogenförmigen Käfigen gehaltenen Rollen zwischen der zylindrischen Lagerfläche der Schrägscheibe und der hohlzylindrischen Lagerfläche des Maschinengehäuses.

Es ist bekannt (deutsche Patentschrift 908 448), bei einer Schrägscheibenpumpe im Gehäuse ein Schrägscheiben-Schwenklager bei angestrebter Drucksteigerung die Reibung zwischen der Schrägscheibe und der Gehäuseauflagefläche durch Verwendung von Rollenlagern herabzusetzen. Bei einer Bewegung der Schrägscheibe und bei gleichzeitiger stationärer Auflagefläche würde eine reine Rollbewegung verursachen, daß sich die Rollenlager um die Hälfte der Bewegungsstrecke der Schrägscheibe bewegen. Hieraus ergibt sich das Problem, wie die Rollenlager zwischen der Schrägscheibe und der Auflagefläche gehalten werden können. Bei der bekannten Schrägscheibenpumpe wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Lagerung des Schrägscheibenschwenksegments in einer Gehäusebohrung auf mindestens zwei Rollenbahnen erfolgt, wobei die Wälzbahn auf weniger als 360 ' Umfangswinkel und die Enden der Wälzbahn durch einen Verbindungskanal im Schragscheibensegment kurzgeschlossen sind oder die eingelegten Rollen eine geschlossene Kette bilden. Hierdurch wird es zwar belanglos, ob bei einer Rückkehr der Schrägscheibe in ihre Ausgangsstellung die Lagcrrollen sich notwendigerweise in ihre dieser Ausgangsstellung entsprechende ursprüngliche Lage zurückbewegen, jedoch bringt das Vorsehen von Rollenlagern in einer Art geschlossenen Kette das Erfordernis einer beträchtlich größeren Anzahl von Rollen mit sich, als tatsächlich zu irgendeiner gegebenen Zeit verwendet werden. Es ist somit eine unangemessene Verteuerung der Schrägscheibensegmentlagerung gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrägscheiben-Schwenklager für eine hydraulische Axialkolbenmaschine der eingangs erwähnten Art derart zu gestalten, daß die Rollen so angetrieben werden, daß sie auf die Bewegung der Schrägscheibe ansprechen und eine richtige Rollberührung mit den Führungsbahnen sicherstellen. Diese Aufgabe wird eriindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Käfig ein Ritzel aufweist, das mit einem gehäusefesten und einem nachgiebig an der Schrägscheibe befestigten Zahnsegment im Eingriff steht, und der Teilkreisdurchmesser der Ritzel von dem Durchmesser der Rollen verschieden und die Achse der Ritzel gegenüber der der Rollen versetzt ist.

Erfindungsgemäß zeichnet sich das Schwenklager weiterhin dadurch aus, daß in tangentialen Ausnehmungen des schrägscheibenfesten Zahnsegments Federn liegen, die das Zahnsegment gegen Vorsprünge der Schrägscheibe in eine Mittellage drücken.

Die Erfindung erweist sich zum einen dadurch als vorteilhaft, daß durch die Anordnung eines Ritzels

ίο an jedem Käfig letzterer jeweils um dit Hälfte der Strecke der Schrägscheibe bewegt und anschließend in seine für die weitere Verwendung zweckmäßige Lage zurückbewegt werden kann, was bedeutet, daß in kostensparender Weise lediglich so viele Rollen

as verwendet werden, wie tatsächlich für entsprechende Bewegungen benutzt werden. Zum anderen ermöglicht die elastische Anordnung des schrägscheibenfesten Zahnsegments eine geringe Abweichung des Käfigs von der genauen theoretischen Bewegung, die gleich der Hälfte der Bewegung der Schrägscheibe ist, wodurch eine reine Rollbewegung der Rollen in zugeordneten Führungsbahnen gewährleistet ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnung. In letzterer ist

F i g. 1 ein Längsschnitt einer hydraulischen Axialkolbenmaschine mit dem erfindungsgemäßen Schrägscheiben-Schwenklager,

Fig. 2 eine Ansicht »ines Ausschnitts der Rückte seite der in F i g. 1 gezeigten Schrägscheibe mit Lagergruppen an Ort und Stelle.

F i g. 3 eine bruchstückartige Ansicht entlang der Linie 3-3 der F i g. 2, wobei der Eingriff des Ritzels mit dem gehäusefesten und dem schräpscheibenfestcn Zahnsegment gezeigt ist,

F ig. 4 ein bruchstückartiger Querschnitt im allgemeinen entlang der Linie 4-4 d;r Fig. 2, wobei die Ritzelanordnung gezeigt ist, und

F i g. 5 ein Querschnitt im allgemeinen entlang der Linie 5-5 der F i g. 4, wobei die elastische Anordnung des schrägscheibenfesten Zahnsegmeuts gezeigt ist.

Nach F i g. 1 weist die Axialkolbenmaschine 10 ein gegossenes, im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 11 mit einem Gehäusedeckel 13 auf. Eine mit einer Triebwelle 16 kraftschlüssig verbundene Zylindertrommel 21 mit Z\lindern 23 ist im zylindrischen Gehäuse 11 durch ein Umfangslag^r 22 gelagert.
In jedem Zylinder 23 befindet sich ein Kolben 29 mit einem Pleuel 36. das in einem Pleuelführungsring 41 gelagert ist, der auf einei schwsnkbar im Gehäuse 11 angeordneten Schrägscheibe 43 umläuft.

Damit der Ring 41 mit der Zylindertrommel 21 zusammen umläuft, ist ein Haltering 50 an dem Ring 41 befestigt, der auf einem kugeligen Halteteil 67 sitzt, um den Drehmittelpunkt. des Ringes 41 gegenüber der Schrägscheibe 43 -:u halten, und Längsschlitze 60 für die Pleuel 36 aufweist.

In der Zylindertrommel 21 angeordnete Federn 70 drücken den kugeligen Halteteil 67 gegen die Oberfläche 45 der Schrägscheibe 43.

Die zylindrische Rückseite der Schrägscheibe 43 ist mit im Abstand voneinandet liegenden, gebogenen Führungsbahnen 77 und 78 \ ersehen, die durch Rippen 90 begrenzt sind. Gegenüber den Führungsbahnen 77 und 78 der Schrägscheibe befinden sich gebogene Führungsbahnen 81 und 82 im Gtnäusedeckel 13. Der Führungsbahnen 77, 78, 81 und 82 liegen auf Mittelachsen im Punkt 85'. Die Schrägscheibe 43 dreht sich um den Punkt 85'. Dieser ist etwas von dem Punkt 86' verschoben, in dem die Längsachse der Welle 16 die Ebene der Kugelmittelpunkte die Pleuel 36 schneidet.

Die Führungsbahnen der Schrägscheibe 43 und der- Gehäusedeckels 13 gehören zu zwei Lagergruppen 85 und 86 mit Rollen 88, die voneinander durch einen gebogenen Käfig 89 mit rechteckigen öffnungen 92 zum Aufnehmen der Rollen 88 getrennt sind.

In dem Käfig 89 ist ein Ritzel 96 befestigt. Die Ritzel 96 kämmen mit gebogenen Zahnsegmenten 98, die im Gehäusedeckel 13 mit Schrauben 99 (s. Fig. 3) und mit gebogenen Zahnsegmenten 100 auf den Seiten der Schrägscheibe 43 befestigt sind.

Die Ritzel 96 und die Zahnsegmente 98 und 100 haben eine solche Größe und Lage, daß sich die Achsen der Ritzel 96 und die Käfige 89 mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen wie die Achsen der Rollen 88 bei einer reinen Rollbewegung, !dealerweise könnte dies durch Wahl des Teilkreisdurchmessers der Ritzel 96, der gleich dem Durchmesser der Rollen 88 ist, erreicht werden. Um jedoch in der Praxis eine ganze Zahl von Zähnen normaler Größe für die Ritzel 96 zu wählen, ist der Teilkreis der Ritzel vom Rollendurchmesser verschieden, in diesem Fall kleiner als der Durchmesser der Rollen 88.

Um diesen Unterschied auszugleicher, sind die Achsen der Ritzel 96 radial nach einwärts versetzt, so daß die Ritzel 96 etwas näher an der Mittelachse 85' liegen und so einen Kreisbogen von kürzerem Radius beschreiben als die Rollen. Diese radiale Versetzung der Ritzel 96 bewirkt, daß diese sich um ihre eigenen Achsen langsamer drehen, als sie das tun würden, wenn sie in der Bewegungsbahn der Achsen der Rollen 88 liegen würden, wodurch ihr kleinerer Teilkreisdurchmesser ausgeglichen wird. Die Versetzung der Ritzel 96 hängt vom Durchmesser des Teilkreises ab, der im Verhältnis zum Durchmesser der

ίο Rollen 88 gewählt ist und so ist, daß die Ritzel 96 die Käfige 89 mit der gleichen Geschwindigkeit antreiben, wie die Achsen der Rollen 88.

Unabhängig von der Ritzel- und Zahnsegmentanordnung kann ein gewisses Kriechen der Rollen 88

beim Drehen der Schrägscheibe 43 nicht vermieden werden. Um dieses Kriechen auszugleichen und eine Beschädigung der Ritzel 96 und Zahnsegmente 100 zu verhüten, sind letztere elastisch auf den Seiten der Schrägscheibe 43 befestigt. Wie aus Fig.5 hervorgeht, hat jedes der Zahnsegmente 100 zwei entgegengesetzte, sich von jedem seiner Enden einwärts erstreckende, tangentiale Ausnehmungen 105. Federn 107 in jeder Ausnehmung 105 stützen sich auf Federstützen 106 ab und drücken das Zahnsegment 100 in eine Mittellage, gestatteu aber eine gewisse Seitenbewegung des Zahnsegmentes. Wenn die Rollen 88 unter hoher Belastung während der Verstellung der Schrägscheibe 43 kriechen, können di: Zahnsegmente 100 sich etwas von der in F i g. 5 gezeigten Stellung in der einen oder anderen Richtung verschieben und geben einen Hauptteil der Last frei, die anderenfalls auf die Zähne der Zahnsegmente 100 einwirken würde. Nachdem die Kriechkraft durch weitere Bewegung der Schrägscheibe 43 aufgehoben ist, zentrieren die Federn 107 die Zahnsegmente 100 und die Käfige 89.

Ein hydraulischer Schubtrieb 110 i?t im Gehäuse 13 vorgesehen, um die Schrägscheibe 43 in jede gewünschte Verschwenkstellung auf jeder Seite der Nullhub-Stellung verschwenken zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schrägscheiben-Schwenklager für eine hydraulische Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) mit in bogenförmigen Käfigen gehaltenen Rollen zwischen der zylindrischen Lagerfläche der Schrägscheibe und der hohlzylindrischen Lagerfläche des Maschinengehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Käfig (89) ein Ritzel (96) aufweist, das mit einem gehäusefesten und einem nachgiebig an der Schrägscheibe (43j befestigten Zahnsegment (100) im Eingriff steht und der Teilkreisdurchmesser der Ritzel (96) von dem Durchmesser der Rollen (88) verschieden und die Achse der Ritzel (961 gegenüber der der Rollen (88) versetzt ist.

2. Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in tangentialen Ausnehmungen (105) des schrägscheibenfesten Zahnsegmentes; (100) Federn (107) liegen, die das Zahnsegmeni: (100) gegen Vorsprünge (106) der Schrägscheibe (43) in eine Mittellage drücken.