DE1945434A1

DE1945434A1 - Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE1945434A1
Application number: DE19691945434
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Heyl
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1969-09-08
Filing date: 1969-09-08
Publication date: 1971-03-11
Also published as: JPS4812883B1; US3678804A; SE360147B; FR2061134A5; ES383440A1; GB1270198A

Description

(A 417) LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

A6Q/O65

TP-St/S1

den 14. August 1969

Axialkolbenmasohine

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Axialkolbenmaschine (die als Pumpe oder Motor arbeiten kann), deren Zylindertrommel mit der Welle drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist und durch eine Feder gegen die Steuerfläche gedrückt wird und deren Kolben mittels jeweils eines Gleitschuhes gegen eine schräg zur Zylindertrommelachse stehende Kolbenführungsscheibe abgestützt sind, wobei die Gleitschuhe durch mindestens eine Feder, deren Kraft über einen kugelkapp enförraigen Stützkörper auf eine Andrückplatte übertragen wird, gegen die Kolbenführungsscheibe gedrückt werden. Die Gleitschuhe sind häufig mit einer Ausnehmung versehen, die von dem Jeweils den Kolben beaufschlagenden Druck beaufschlagt wird, so daß unter der Ausnehmung und der diese begrenzenden Randflache des Gleitschuhes ein Druokpolster entsteht, welches den Gleitschuh von der Schrägscheibe afchebt. Da die duroh dieses

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Druckpolster erzeugte Kraft stets senkrecht auf der Kolbenführungsscheibe steht, kann durch entsprechende Bemessung der Ausnehmung nur für einen bestimmten Winkel zwischen Kolbenführungsscheibe und Längsachse des Kolbens ein völliger Ausgleich erzielt werden·Insbesondere dann, wenn die Neigung der Kolbenführungsscheibe gegenüber der Längsachse der Kolben verstellbar ist, muß eine zusätzliche Kraft vorgesehen sein, durch die gesichert wird, daß die Kolben nicht durch die in der Ausnehmung von dem Druckpolster erzeugte Kraft oder durch Massenträgheitskräfte bei der oszillierenden Bewegung abheben,. Es ist bekannt, zu diesem Zweck eine Andrückplatte fest mit der Kolbenführungsscheibe zu verbinden. Das ist insofern nachteilhaft, als sich durch Fertigungstoleranzen oder insbesondere unterschiedliche Wärmeausdehnungen bei dieser Anordnung ein Verklemmen der Gleitschuhfüße zwischen Kolbenführungsscheibe und Andrückplatte ergeben kann. Es ist aber auch bekannt, die Andrückplatte mittels einer Feder gegeiißunde an den einzelnen Gleitschuhen zu drücken· Bei einer bekannten Ausführung ist diese Feder einerseits gegen die Andrückplatte, andererseits gegen die Zylindertrommel abgestützt. Das ist insofern nachteilig, als bei einer zweckentsprechend ausgestalteten Axialkolbenaaschine die zum Andrücken der Kolbengleitschuhe erforderliche Axialkraft um ein Vielfaches größer ist als die Kraft, die zum Andrücken der Zylindertrommel an die Steuerfläche erforderlich ist. Bei einer Maschine mit einer derartigen Anord-

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nung der Feder wird also difc Zylindertrommel mit einer viel zu hohen Kraft gegen die Steuerfläche gedrückt und damit eine viel zu hohe .Reibung zwischen Zylindertrommel und Steuerfläche erzielt. Selbst dann, wenn bei hohen Betriebsdrücken durch die Arbeitsflüssigkeit ein Ausgleich erzielt wird, ist bei niedrigen Betriebsdrücken und insbesondere im Anfahrzustand die Reibung viel zu hoch· Es ist aber auch bereits bekannt, zum Andrücken der Zylindertrommel eine andere Feder vorzusehen als zum Andrücken der Andrückplatte gegen die Bunde der Gleitschuhe, Da in diesem Falle keine bessere räumliche Lösung gefunden wurde, sind bei der bekannten Anordnung zwischen den einzelnen Zylindern in der Zylindertrommel Bohrungen vorgesehen, wobei in jeder dieser insgesamt neun Bohrungen eine Feder angeordnet ist, von denen jede auf einen Ansatz an einem Kugelkappenteil wirkt, das seinerseits auf die Andrückplatte wirkt. Diese Federn können nur schwerlich günstig bemessen und ausgebildet werden (USA-PS J 2^9 o6l).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei zweckmäßiger Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes mit vertretbarem baulichem Aufwand eine Anordnung zu finden, bei der für jeden der beiden erforderlichen Andrückvor-gänge eine diesen angemessene Feder zur Verfügung steht.

Gemäß der Erfindung ist die die Zylindertrommel gegen die Steuerfläche drückende Feder eine die Welle umgebende Schrauben-

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feder, die sich steuerscheibenseitig gegen die Zylindertrommel und kolbenführungsscheibenseitig unmittelbar oder mittelbar gegen eine Lochscheibe abstützt, die mit der Welle in Verbindung steht, wobei durch die Löcher der Lochscheibe Stifte ragen, die einerseits gegen den kugelkappenförmigen Stützkörper, andererseits gegen eine Stützplatte gestützt sind, welche mit einer Hülse verbunden ist, die sich zwischen Welle und Schraubenfeder erstreckt und gegen deren anderes Ende i.iindestens eine Feder gestützt ist, die zum Andrücken der Andrückplatte gegen die Bunde der Gleitschuhe dient.

Die Schraubenfeder, die zum Andrücken der Zylindertrommel gegen die Steuerfläche dient, kann sich unmittelbar gegen einen Bund an der Zylindertrommel, abstützen. Es kann aber beispielsweise auch in einer Nut der inneren Bohrung der Zylindertrommel ein Seegerring angeordnet sein, gegen den sich ein Federteller legt, gegen den die Feder abgestützt ist.

Die Schraubenfeder kann andererseits gegen einen Federteller abgestützt sein, der mit einem Fortsatz gegen die Lochscheibe abgestützt ist und mit, seinem Fortsatz mit axial-Relativ-VerSchiebungen zulassendem Spiel eine Scheibe umgreift, gegen die die Stifte abgestützt sind· Die Lochscheibe kann unmittelbar fest mit der Vfelle verbunden, beispielsweise verschraubt sein₀ Zweckmäßiger ist es, wenn die Lochscheibe sich unmittelbar

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oder mittelbar mittels einer Zwischenhülse gegen einen Bund an der Welle abstützt» Dieser Bund kann durch eine Keilverzahnung gebildet sein, die die drehfeste Verbindung zwischen Zylindertrommel und Welle bildete

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn auch die zum Andrücken der Andrückplatte dienenden Bauelemente.kraftschlüssig gegeneinander abgestützt miteinander verbunden sind· Dadurch wird eine sehr leichte Montage und Demontage der Axialkolbenmaschine ermöglicht»

Diese zum Andrücken der Andrückplatte dienende, gegen die Hülse abgestützte Feder kann aus einer oder einem Paket von zweckmäßig geschichteten Tellerfedern bestehen.» Sie kann aber auch aus einem Polster aus elastischem Material, beispielsweise einer Gummihülse oder einem für den Durchtritt der Welle durchbrochenen elastischen Kunststoffblock bestehen. Diese zum Andienende
drücken der Andrückplatte, gegen die Hülse abgestützte Feder kann andererseits gegen die Welle abgestützt sein. Zweckmäßiger ist es, wenn diese Feder gegen den Innenring eines Wälzlagers abgestützt 1st, mit dem die Welle im Gehäuse gelagert ist. Dadurch wird dieses Lager gleichzeitig mit einer Axial-Grundlast belastet, die zu einem Spielausgleich führt.

Da andererseits die zum Andrücken der Zylindertrommel gegen die Steuerfläche dienende Kraft gegen die Welle abgestützt ist,

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wird diese Kraft über die Welle auf das andere Lager übertragen, mit dem die Welle im Gehäuse gelagert ist, so daß auch dieses Lager mit einer Grundandrückkraft belastet ist.

Durch die Ausgestaltung gemäß der Erfindung ist eine gegenüber dem bisher Bekannten verbesserte Möglichkeit gegeben, die zum Andrücken der Andrückplatte dienende Kraft zu bemessen, zu ändern und einzustellen. Dabei ist die Konstruktion billig, der Bauraum gering und sind die Montage- und Demontagemöglieh« keiten günstig·

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt. Die Antriebswelle 1 weist eine Keilverzahnung 2 auf, mittels der die Zylindertrommel 3 drehfest, aber axial verschiebbar

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mit der Welle verbunden isto In der Zylindertrommel J5 sind Zylinder 4 vorgesehen, wobei in jedem Zylinder 4 ein Kolben verschiebbar ist, der mit einem Kugelkopf 6 in einem Gleitschuh abgestützt ist. Die Gleitschuhe 7 sind gegen eine Kolbenführungs« scheibe 8 abgestützt, die an einem Stützkörper 9 schräg zur Achse der W_elle 1 angeordnet ist. Der Stützkörper 9 ist im Gehäuse Io abgestützt. Jeder Gleitschuh 7 weist eine Ausnehmung auf, die durch eine Längsbohrung 12 im Kolben 5 mit dem im Zylinder 4 herrschenden Druck beaufschlagt ist. Die Andrückplatte 13 weist Ausnehmungen 15 auf, durch die jeweils ein

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Gleitschuh 7 hindurchragt, wobei die Andrückplatte 15 gegen Bunde 14 der Gleitschuhe J anliegt,» Die Andrückplatte 15 hat eine kugelkalottenförmige zentrale Ausnehmung, gegen die ein kugelkappenförmiger Stützkörper 16 anliegt_o

Die Welle 1 ist einerseits durch ein Kegelrollenlager 17 und andererseits durch ein Kegelrollenlager 18 im Gehäuse Io gelagert, wobei das Kegelrollenlager 18 stärker dimensioniert ist, da es in der Lage sein muß, von einem Zahnrad oder einer Riemenscheibe herrührende, auf die Welle 1 einwirkende Querkräfte aufzunehmen. Das Kegelrollenlager 17 wird durch eine Bohrung 21, die an den Leckölansehluß 22 angeschlossen ist, mit Schmieröl versorgte

Zum Andrücken der Gleitschuhe 7 gegen die Kolbenführungsscheibe mittels der Andrückplatte 13 dient ein Paket aus Tellerfedern 19» welches einerseits gegen den Innenring 2o des Kegelrollenlagers 17 abgestützt isto Andererseits stützt sich dieses Tellerfederpaket 19 gegen einen Stützring 22 ab, der über eine Hülse 25 gegen eine Scheibe 2*t abgestützt ist, gegen welche sich Stifte 25 abstützen, die in Bohrungen der Zylindertrommel 1 längsverschiebbar gelagert sind und sich andererseits gegen die Innenfläche 26 des kugelkappenförmigen Stützkörpers l6 abstützen. Somit wird durch das Tellerfederpaket 19 eine Kraft

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hervorgerufen, die einerseits über den Innenring 2o des Kegelrollenlagers 17 fließt und in diesem eine Grundandrückkraft hervorruft und andererseits über den Stützring 22,die Hülse 25, die Scheibe 24 und die Stifte 25 den Stützkörper 16 auf die Andrückplatte 15 und von dieser über die Bunde 14 der Gleitschuhe 7 auf diese wirkt·

Zum Andrücken der Zylindertrommel 3 gegen die Steuerfläche 27 dient die Schraubenfeder 28, die einerseits mittels eines Stützringes 29 und eines Seegerringes J5o gegen die Zylindertrommel 3 abgestützt ist«, Andererseits stützt sich die Schraubenfeder 28 gegen einen Federteller 31 ab, dessen Fortsatz 32 die Scheibe mit Spiel umgreift und gegen die Lochscheibe 33 abgestützt ist. Die Lochscheibe 33 weist Durchbrechungen 34 auf, durch die die Stifte 25 hindurchragen, und ist mittels einer Hülse 35 gegen die Stirnfläche der Keilverzahnung 2 abgestützt»' Die durch die Schraubenfeder 28 hervorgerufene Kraft fließt somit von der Zylindertrommel 3 über den Seegerring 3o und den Federteller 29 einerseits und über den Federteller 31 und dessen Fortsatz 32 über die Lochplatte 33 und die Hülse 35 in die Welle 1 und von dieser über das Kegelrollenlager 18 andererseits. Damit ist auch das Kegelrollenlager 18 mit einer entsprechenden Vorspannkraft belastet.

Die ringförmigen Ausnehmungen 36 um die Ausnehmung 11 in den

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Gleitschulien 7 dienen als Labyrinth-Dichtung* Die Arbeitsflüssigkeit wird durch den Anschluß yj zu- bzw«, abgeführt.

Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche

Z. jibcialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor), deren Zylindertrommel mit der Welle drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist und durch eine Feder gegen die Steuerfläche gedrückt wird und deren Kolben mittels jeweils eines Gleit« schuhes gegen eine schräg zur Zylindertränmelachse stehende Kolbenführungsseheibe abgestützt sind, wobei die Gleitschuhe durch mindestens eine Feder, deren Kraft über einen kugelkappenformigen Stützkörper auf eine Andrückplatte übertragen wird, gegen die Kolbenführungsseheibe gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zylindertrommel O) gegen die Steuerfläche (27) drückende Feder eine die Welle (l) umgebende Schraubenfeder (28) ist, die sich steuerflächenseitig mittelbar oder,unmittelbar gegen die Zylindertrommel (3) und kolbenführungsscheibenseitig unmittelbar oder mittelbar gegen eine Lochscheibe (32) β·*³·" stützt, die mit der Welle (l) in Verbindung steht, wobei durch die Ausnehmungen (3*) der Lochscheibe (33) Stifte (25) ragen, die einerseits gegen den kugelkappenformigen Stützkörper (16), andererseits gegen eine Stützplatte (Scheibe)

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(24) gestützt sind, welche mit einer Hülse (23) verbunden
ist, die sich zwischen Welle (l) und Schraubenfeder (28)
erstreckt und gegen deren anderes Ende mindestens eine
Feder (19) gestützt ist.

2, Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die Hülse (23) abgestützte Feder aus einem
Paket Tellerfedern (19) gebildet ist.

Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dfe gegen die Hülse (23) abgestützte Feder (19) anderen
Endes gegen die Welle (l) abgestützt ist.

4· Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die Hülse (23) abgöbützte Feder gegen den Innenring (2o) eines Wälzlagers (IT) abgestützt ist, mit dem die Welle (l) im Gehäuse (lo) gelagert ist_e

-5_# Axialkolbenmaschine naöh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (28) gegen einen Federteller (3l) abgestützt ist, der mit einem Fortsatz (32)gegen die Lochscheibe (33) abgestützt ist und mit Spiel die Stützplatte (Scheibe) (24) umgreift, gegen die die Stifte (25) abgestützt sind·

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6. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (28) über Zwischenbauteile kraftschlüssig gegen einen Bund der Welle abgestützt ist.

7· Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Andrücken der Andrückplatte (Ij5) dienenden Bauteile kraftschlüssig abgestützt miteinander verbunden sind*

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