DE1952472C - Lagerung der Triebwelle von Druckflüssigkeits-Schwenk trommel-Axialkolbenmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung der Triebwelle von Druckflüssigkeits-Schwenktromaiel-Axialkoibenmaschinenj bei der Triebwelle und Triebscheibe eine steife Einheit bilden, die über mindestens ein Lager in einem pendelbeweglichen, in sich steifen Lagerträger und in einem weiteren, räumlich und baulich getrennten Lager abgestützt ist.

Die Lebensdauer und Belastbarkeit derartiger Lagerungen hängt von der Steifheit ihrer Konstruktion, der Entlastung und Schmierung der tragenden Lagerflächen sowie davon ab, in welchem Maße es gelingt, Fluchtungsfehler in der Lagerung auszugleichen.

Eine bekannt·, Vorrichtung der eingangs genannten Art (schweizerische Patentschrift 396 553) sieht einen Lagerträger vor, der sowohl ein radiales als auch ein axiales Triebwellenlager enthalt und sich mit seiner kugeligen Tragfläche schwenkbar im Masehinengehuuse abstützt. Da der Lagerträger Bestandteil des Schwenklagers der Axialkolbenmaschine ist, muß aus kinematischen Gründen die Schwenkachse des Ldgciirägeü mil der Schwenkachse der Axialkolbenmaschine identisch sein, so daß in den Lagergleitflächen auftretend Fluchtungsfehler nicht nur nicht ausgeglichen, sondern verstärkt werden.

Es ist eine Vorrichtui.g bekannt (schweizerische Patentschrift 407 398), bei d^r die Triebscheibe in nachgiebiger Verbindung mit dem An- oder Abtrieb der Maschine steht, um Fluchtungsfehler auszugleichen. Diese Konstruktion bedingt eine radiale Lagerung der Triebscheibe auf ihrem Außenumfang, woraus sich ein großes Bauvolumen und hohe Umfangsgeschwindigkeiten im Lager ergeben. Ferner ist die Belastbarkeit der Maschine dadurch begrenzt, daß das volle Drehmoment über das nachgiebige Verbindungselement zwischen Triebwelle und Triebscheibe übertragen werden muß.

Ferner ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt (deutsche Patentschrift 957 804), bei der zwischen der Triebscheibe und dem Maschinengehäuse ein kardanisch beweglicher, vorzugsweise sphärischer Pendelling liegt, an dessen Gleitfläche sich die Rückseite der Triebscheibe abstützt. Diese Konstruktion kann die Axiallagerkräfte nur zentrisch aufnehmen, so daß sich aus den exzentrisch angreifenden axialen Kolbenkräften große zusätzliche Belastungen tür die Radiallagerung ergeben. Ein Ausgleich der Fluchtungsfehler in den Gleitflächen der Radiallagerung der Triebwelle ist durch diese Anordnung nicht möglich. Ferner ist es notwendig, den beweglichen Pendelring auch auf seiner gehäuseseitigen Abstützungsfläche durch Druckfelder zu entlasten, um die den Einstellbewegungen entgegenwirkenden Reibungskräfte klein zu halten, woraus sich außer einer wesentlichen Erhöhung der Herstcllungskosten eine Verdoppelung der Leckage ergibt.

Auch ist bei einer weiteren bekannten Axialkolbenmaschine dieser Art (deutsche Patentschrift 955 103) in einem schwenkbaren Lagerträger ein Axial- und ein Radialgleitlager angeordnet. Bei dieser Ausführung fehlt ein räumlich und baulich getrenntes zweites Radiallagcr, was zu einer hohen Be- !usiung der vorhandenen Lager führt. Außerdem muß zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern das der 6;·» Triebscheibe abgewandte Wellenendc frei beweglich sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Lagerung der Triebwelle einer Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art so durch eine einfache und leckagearme Konstruktion zu verbessern, daß alle radialen und/oder axialen Lagerkräfte in den GleitSächen der Lager unter Vermeidung jeglichen Fluchtungsfehlers aufgenommen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das bzw. die Lager im Lagerträger in an sich bekannter Weise als Radialgleitlager ausgebildet sind und der Lagerträger um eine zur Schwenkachse der Axialkolbenmaschine parallele Achse, die in Richtung des weiteren, räumlich getrennten Lagers außerhalb der Mittelcbene des tragenden Teils der L agerlünge des Radialgleitlager liegt, schwenkbar im Maschinengehäuse angeordnet ist. Auch kann erfindungsgemäß im Lagerträger zusätzlich ein Axialgleitlager angeordnet sein.

Dadurch, daß der Lagerträger um eine zur Schwenkachse parallele Achse schwenkbar ist und diese Achse einen Abstand von der Mitte der tragenden Lagerlänge ^es Radialgleitlagers hat, ist erreicht, daß die exzentrisch angreifenden axialen Kolbenkräfte ohne Rückwirkungen auf die Radiallager aufgenommen werden können und sich die Fluchtungsfehler in allen Gleitflächen selbsttätig ausgleichen.

Eine weitere und besonders einfache Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß sich der. Lagerträger über einen balligen Steg radial und schwenkbar am Lagergehäuse abstützt und axial auf zwei mit dem Lagergehäuse verbundenen Stützflächen aufliegt, deren Schwerpunkte in der durch die Schwenkachse und die Triebwellenachse de^p'erten Ebene liegen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenmaschine mit erfindungsgemäßer Lagerung,

F i g. 2 einen um 90° gedrehten Längsschnitt nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform,

F i g. 4 einen um 90° gedrehten Längsschnitt nach Fig. 3.

Ein nicht dargestellter Motor treibt die um die Achse I-I verschwenkbare Axialkolbenpumpe 1 über die mit der Triebscheibe 3 fest verbundene Triebwelle 2 an, wobei die Triebscheibe 3 die Zylindertrommel 4 über die Kugelkopf-Kolbenstangen 5 und die Kolben 6 gegen den Steuerspiegel 15 in Drehung versetzt. Während einer Umdrehung der Zylindertrommel 4 bewegt sich jeder Kolben 6 in seiner Zylinderbohrung 16 auf und ab, wobei er über eine Saugniere 17 öl ansaugt und es über eine der Saugniere 17 gegenüberliegende Druckniere zu einem nicht dargestellten Verbraucher fördert.

Die Triebwellen-Triebscheiben-Einheit 2,3 ist in einem Lager 28 und einem Axialgleitlager 7 sowie einem Radialgleitlager 8 gelagert, wobei die beiden Gleitlager 7,8 erfindungsgemäß auf einem gemeinsamen steifen Lagerträger 9 befestigt sind, der mit zwei Zapfen 10 im Maschinengehäuse 11 um eine Achse H-II schwenkbar gelagert ist, die parallel zur Schwenkachse I-I der Pumpe und zur Mittelebene I1I-III des tragenden Teils der Lagerlänge des Radiallagers 8 verläuft. Der Abstand der Achse H-II zur Mittelebene 1II-11I ist so bemessen, daß die in der Mitte des Radiallagcrs 8 angreifende resultierende Radiallagcrkraft ein Drehmoment um die

Achse Ιί-ΙΙ erzeugt, das alle die Einstellbewegungen des Lagerträgeis 9 hemmenden, von außen auf ihn wirkenden Kräfte, wie beispielsweise Reibungskräfte, aufhebt, so daß der Lagerträger 9 jeder querkraftbedingten Schrägstellung der Triebwellen-Triebscheiben-Einheit 2,3 folgen kann, ohne daß die Lagerflächen durch zusätzliche, die Einstellung bewirkende Kräfte belastet werden, und keine Fluchtungsfehler in den Gleitflächen der Lager 7, 8 aufkommen läßt. ίο

Die Zentrierung der Lagerscheibe 13 des Axialgleitlagers 7 auf der Lagerbuchse 14 des Radialgleitlagers 8 ermöglicht einerseits eine mit einfachen Mitteln zu erreichende genaue geometrische Zuordnung der beiden Gleitlager zueinander und gibt andererseits dem steifen Lagerträger 9 eine Form, tue mit geringem Aufwand exakt zu fertigen ist. Federnde Elemente, beispielsweise die Federn 12, binu im MaschinengehiJuse Il so angeorcinet, daß sie auf den Lagerträger 9 Kräfte ausüben, die seiner so Drehbewegung aus der M'ttellage heraus entgegenwirken, so daß der Lagerträger 9 in seine geometrisch exakte Mittellage gestellt wird, wenn die die Triebwclle 2 schrägstellenden Querkräfte wegfallen.

In FI g. 3 und 4 ist eine weitere vereinfachte Aus- as fuhrung der pendelbeweglichen Lagerung des Lagerträgers 9 dargestellt. Dabei stützt sich der Lagerträger 9 über den balligen Steg 22 gegen das Maschinengehäuse 11 radial und schwenkbar ab, wobei die Auflageebene V- v" die Funktionen der Schwenkachse 11-11 übernimmt, und ruht gleichzeitig axial auf zwei schmalen Stützflächen 23, die sich direkt oder indirekt am Maschinengehäuse 11 abstützen. Wird infolge uer auf die Triebwelle 2 wirkenden Querkräfte der Lagerträger 9 aus der Mittellage herausgedreht, so ruft die Schrägstellung des Lagerträgers in den axialen Stützflächen 23 elastische Verformungen hervor, die sich beim Wegfall der Querkräfte zurückbilden und dabei den Lagerträger 9 wieder in seine Mittellage zurückstellen. Die Schwerpunkte der beiden schmalen Stützflächen 23 liegen in einer Ebene, die durch die Pumpenschwenkachse I-I und die Triebwellenacbse IV-IV definiert ist.

Das Axialgleitlager 7 ist als hydrostatisches Druckkammcrlager ausgebildet, wobei jedem Kolben 6 bzw. Zylinderraum 16 eine Druckkammer 18 zugeordnet ist, die über einen Kanal 19, der durch den Kolben 6 und die Kugelkopf-Kolbenstange 5 hindurchführt, jeden Zylinderraum 16 mit der ihm zugeordneten Druckkammer 18 verbindet. Drosseln 20, die sich im Triebflansch 3 und/oder in den Kolben befinden können, sorgen für eine funktionsgerechte Bemessung der Druckflüssigkeit in den Druckkammern 18. Jeder Axiallagersektor mit seiner Druckkammer ist so gestaltet, daß der von ihm auf die Triebscheibe 3 aufgebrachte Kraftvektor den gleichen oder annähernd gleichen Abstand von der Triebweilenachse IV-IV hat wie der Vektor der zagehörigen axialen Kolbenkraft, wobei beide Vektoren gleich oder annähernd gleich groß sind. Ein definierter Teil der Leckage des Druckkammerlagers wird zwaiigiäuug über den Ringraum 21 oder einer. Kanal in das Radialgleitlager 8 zu dessen Schmierung und Kühlung geleitet.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Lagerung der Triebwelle von Druckflüssigkeits-Schwenktrommel-Axialkolbenmaschinen,bei der Triebwelle und Triebscheibe eine steife Einheit bilden, die über mindestens ein Lager in einem pendelbeweglicheti, in sich steifen Lagerträger und in einem weiteren, räumlich und baulich getrennten Lager abgestützt ist, dad ure ι gekennzeichnet, ι ß das bzw. die Lau. im Lagerträger (9) in an sicL bekannter Weise at Radialgleitlager (8) ausgebildet sind und da Lagerträger (9) um eine zur Schwenkachse (I-!; der Axialkolbenmaschine parallele Achse (H-U). die in Richtung des weiteren, räumlich getrennter Lagers (28) außerhalb der Mittelebene (IU-Ui) des tragenden Teils der Lagerlange des b/w d^r Radialgleitlager (8) liegt, schwenkbar im Maschinengehäuse (11) angeordnet ist.

2. Lagerung nach Anspruch 1. dadurch ge kennzeichnet, daß in bekannter Weise im Lagerträger (9) zusätzlich ein Axialgleitlager (7) für die Triebwellen-Triebschciben-Einheit (2, 3) angeordnet ist.

3. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Maschinengehäuse (11) federnde Elemente (12) angebracht sind, die auf den Lagerträger (9) zentrierend einwirken.

4. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Lagerträger (9) über einen balligen Steg (22) radial und schwenkbar am Maschinengehäuse (11) abstützt und axial auf zwei mit dem Maschinengehäuse (11) verbundenen Stützflächen (23) aufliegt, deren Schwerpunkte in der durch die Schwenkachse (I-I) und die Triebwellendiehachse (iV-IV) definierten Ebene liegen.

5. Lagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laqerscheibe (13) des Axialgleitlagers (7) auf dem Lagerträger v'9) durch die Buchse (14) das Radialgleitlagers (8) zentriert ist.

6. Lagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialgleitlager (7) in an sich bekannter Weise al« hydrostatisches Druckkammerlager ausgebildet is! und daß zumindest ein definierter Teil der Leckage des Druckkammeriagers zwangsweise durch das Radialgleitlager (8) fließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen