DE19751994A1

DE19751994A1 - Haltemechanismus für eine Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE19751994A1
Application number: DE19751994A
Authority: DE
Inventors: Gregory A Seljestad
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1997-11-24
Publication date: 1998-05-28
Also published as: JP3983866B2; ITTO971034A0; IT1296208B1; ITTO971034A1; JPH10184533A; US5862704A

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Halte mechanismus für eine Axialkolbenmaschine, wie beispiels weise eine hydraulische Kolbenpumpe und insbesondere auf einen Haltemechanismus, der eine Kegelstumpfform vor der Montage in der Axialkolbenmaschine besitzt.

Haltemechanismen sind in der Technik wohl bekannt und wirken primär dahingehend, daß sie die Schuhe einer Kol benanordnung gegen eine Taumelplatte einer Axialkol benmaschine halten. Ein wohl bekanntes Problem bei Axial kolbenmaschinen ist das Halten der Schuhe in Kontakt mit der Taumel- bzw. Wellenplatte oder das Abhalten der Schu he davon, mit Bezug auf die Taumelplatte zu kippen. Viele unterschiedliche Arten von Schuhplatten sind verwendet worden, und zwar in einem Versuch, die oben erwähnten Probleme zu überwinden. Eine weithin verwendete Konstruk tion von Schuhplatten weist eine kreisförmige vorm mit flacher Oberfläche auf einer Seite auf, und eine Vielzahl von Öffnungen, die darin definiert ist, um die jeweiligen Schuhe aufzunehmen. Die flache Oberfläche der Schuhplatte umgibt einen Halsteil der jeweiligen Schuhe und berührt eine benachbarte flache Lagerfläche. Eine Kraft wird auf die Schuhplatte aufgebracht, um die Schuhplatte gegen die jeweiligen Schuhe zu halten, und somit die jeweiligen Schuhe gegen die Taumelplatte zu halten.

Eines der Probleme, die mit dieser Art von Schuhplatte assoziiert sind, ist, daß die Schuhplatte verzerrt oder verworfen bzw. gebogen wird, wenn die Kraft auf sie auf gebracht wird. Eine verworfene Schuhplatte liefert einen ungleichen Kontakt auf der Lagerfläche der Schuhe und führt schließlich zu einem Kippen des Schuhs. Sobald der Schuh kippt, wird der Strömungsmitteltragfilm zwischen dem Schuh und der Taumelplatte unterbrochen, und ein ka tastrophaler Schaden kann auf Grund einer Reibung zwi schen den Materialien des Schuhs und der Taumelplatte die Folge sein.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein Haltemechanismus zur Anwendung in einer Axialkolbenma schine vorgesehen. Die Axialkolbenmaschine weist ein Ge häuse auf, eine Taumelplatte mit einer umlaufenden La gerfläche, eine Vielzahl von Schuhen mit einer im wesent lichen flachen Lagerfläche und einer Gleitfläche und ei nem Vorspannmechanismus. Der Haltemechanismus wird gegen die jeweiligen Schuhe vorgespannt, um die gleitende bzw. Gleitfläche der Schuhe im gleitendem Kontakt mit der um laufenden Lagerfläche der Taumelplatte zu halten. Der Haltemechanismus weist eine Schuhplatte auf, und zwar mit einem umlaufenden äußeren Teil und einem inneren Teil. Der umlaufende äußere Teil besitzt eine Kraftübertra gungsfläche auf einer Seite und eine Vielzahl von Öffnun gen, die darin definiert sind. Vor der Montage besitzt die Kraftübertragungsfläche im allgemeinen eine Kegel stumpfform. Während der Montage wird eine Kraft auf den inneren Teil der Schuhplatte aufgebracht, und zwar durch den Vorspannmechanismus, um die kegelstumpfförmige Kraft übertragungsfläche der Schuhplatte zu verändern, und sie in engem Kontakt mit der flachen Lagerfläche der jewei ligen Schuhe zu bringen bzw. zu drücken.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Axialkolbenmaschine, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verkörpert;

Fig. 2 ist eine Ansicht 2-2 aus Fig. 1, um besser den Oberteil der Schuhplatte und der darin enthaltenen Schuhe zu veranschaulichen;

Fig. 3 ist eine Draufsicht von nur der Schuhplatte;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht der Schuhplatte durch die Linie 4-4 der Fig. 3;

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Schuhplatte, eines Vorspannmechanismus und einer Vielzahl von Schuhen vor der Montage; und

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der Schuhplatte, des Vorspannmechanismus und der Vielzahl von Schu hen nach der Montage.

Mit Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf die Fig. 1 und 2 ist eine Axialkolbenmaschine, wie beispiels weise eine Kolbenpumpe 10 offenbart. Die Kolbenpumpe 10 weist ein Gehäuse 12 auf, eine Wellen- bzw. Taumelplatte 14, eine Vielzahl von Kolbenanordnungen 16, eine Trommel bzw. einen Zylinder 18, eine Anschlußplatte 19, einen Haltemechanismus 20 und eine Antriebswelle 22.

Das Gehäuse 12 besitzt einen Einlaßanschluß 24, einen Auslaßanschluß 26 und einen Hohlraum 28, der darin de finiert ist, um die Taumelplatte 14, die Vielzahl von Kolbenanordnungen 16, die Trommel 18, die Anschlußplatte 19 und den Haltemechanismus 20 aufzunehmen. Die Antriebs welle 22 ist im Gehäuse 12 angeordnet und treibend mit der Trommel 18 verbunden.

Die Vielzahl von Kolbenanordnungen 16 weist jeweils einen Kolben 30 und einen Schuh 32 auf, der drehbar am Kolben 30 angebracht ist. Jeder der Kolben 30 ist gleitend bzw. verschiebbar in jeweiligen Bohrungen 34 angeordnet, die in der Trommel 18 definiert sind. Jeder der Schuhe 32 be sitzt einen Halsteil 36 an einem Ende, eine flache Lager fläche 38 benachbart zum Halsteil 36 und eine Gleitfläche 40 am anderen Ende.

Die Taumelplatte 14 des vorliegenden Ausführungsbeispiels besitzt eine umlaufende Lagerfläche 42 auf einer Seite, und die Position der Taumelplatte 14 relativ zu den Schu hen 32 ist in wohlbekannter Weises einstellbar. Es sei bemerkt, daß die Position der Taumelplatte 14 festgelegt werden könnte, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Die jeweiligen Bohrungen 34 der Trommel 18 sind in selek tiver Verbindung durch die Anschlußplatte 19 mit den Ein laß- und Auslaßanschlüssen 24, 26, wenn sich die Trommel 18 dreht. Der Haltemechanismus 20 weist einen Vorspann mechanismus 48 und eine Schuhplatte 50 auf. Der Vorspann mechanismus 48 weist ein Kraftübertragungsglied 52 in Kontakt mit der Schuhplatte 50 und eine Feder 54 auf. Die Feder 54 ist zwischen der Trommel 18 und dem Kraftüber tragungsglied 52 angeordnet.

Die Schuhplatte 50 besitzt einen Innenteil 56 und einen umlaufenden Außenteil 58. Der Innenteil 56 besitzt einen Durchlaß 60, der von einem Flansch 62 definiert wird. Der umlaufende Außenteil 58 besitzt eine Kraftübertragungs fläche 64 auf einer Seite davon und definiert eine Viel zahl von Öffnungen 66 dadurch. Jede der Vielzahl von Öff nungen 66 ist im allgemeinen senkrecht zur Kraftübertra gungsfläche 64.

Mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 ist der umlaufende Außen teil 58 kreisförmig und besitzt eine äußere Kante 68. Vor der Montage ist die Kraftübertragungsfläche 64 im allge meinen kegelstumpfförmig. Die Dicke des umlaufenden Au ßenteils 58 variiert von der äußersten Kante 68 zum inne ren Teil 56. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Dicke benachbart zur äußeren Kante 68 am größten. Es sei bemerkt, daß die Dicke des umlaufenden Außenteils 58 im allgemeinen die gleiche sein könnte, oder benachbart zur äußersten Kante 68 am dünnsten sein könnte.

Fig. 5 veranschaulicht die Beziehung des Kraftübertra gungsgliedes 52 und der Kraftübertragungsfläche 64 der Schuhplatte 50 mit der flachen Lagerfläche 38 der jewei ligen Schuhe 32 vor der Montage der Komponenten im Gehäu se 12.

Fig. 6 veranschaulicht die Beziehung des Kraftübertra gungsgliedes 52 und der Kraftübertragungsfläche 64 der Schuhplatte 50 mit der flachen Lagerfläche 38 der jewei ligen Schuhe 32, wobei die Komponenten im Gehäuse 12 mon tiert sind.

Während der Montage überträgt die Feder 54 eine Kraft durch das Kraftübertragungsglied 52 zum Innenteil 56 der Schuhplatte 50. Wenn die Kraft steigt, verändert sich die Form der Kraftübertragungsfläche 64 von einer Kegel stumpfform zu einer flachen Form. Sobald die volle Kraft der Feder 54 auf die Schuhplatte 50 aufgebracht worden ist, ist die Form der Kraftübertragungsfläche 64 im we sentlichen flach und paßt vollständig mit der flachen La gerfläche 38 der jeweiligen Schuhe 32 zusammen. Da die Kraft der Feder 14, die während der Montage ausgeübt wird, verwendet wird, um die Kraftübertragungsfläche 64 flach zu machen, gibt es keine Tendenz der Schuhplatte 50, auf Grund von Kräften verworfen oder verbogen zu wer den, die benötigt werden, um die Schuhe 32 gegen die Tau melplatte 14 zu halten. Folglich werden die Schuhe 32 si cher gegen die Taumelplatte 14 gehalten, und die Möglich keit eines Verkippens der Schuhe 32 wird im wesentlichen eliminiert.

Im Hinblick auf das Obige ist es leicht offensichtlich, daß der Haltemechanismus 20 der vorliegenden Erfindung eine Anordnung aufweist, die dahingehend wirkt, daß sie die Schuhe 32 gegen die umlaufende Lagerfläche 42 der Taumelplatte 14 hält, und auch im wesentlichen die Ten denz der Schuhe 32 eliminiert, relativ zur Taumelplatte 14 zu kippen.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung kön nen aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Ein Haltemechanismus für eine Axialkolbenmaschine ver körpert eine Schuhplatte mit einer Vielzahl von Öff nungen, die in einem umlaufenden Außenteil davon defi niert sind, um eine Vielzahl von Schuhen aufzunehmen, und einen Vorspannmechanismus, der während der Montage dahin gehend wirkt, daß er eine Kraft auf einen Innenteil der Schuhplatte ausübt, um die Vielzahl von Schuhen gegen ei ne Taumelplatte zu halten, die in der Axialkolbenmaschine angeordnet ist. Vor der Montage besitzt die Schuhplatte eine Kraftübertragungsfläche, die im allgemeinen kegel stumpfförmig ist. Während der Montage übt der Vorspannme chanismus eine Kraft auf den Innenteil der Schuhplatte aus, um im allgemeinen die kegelstumpfförmige Kraftüber tragungsfläche abzuflachen, und um sie gegen eine flache Lagerfläche der jeweiligen Schuhe zu drücken.

Claims

1. Haltemechanismus zur Anwendung in einer Axialkolben maschine, die ein Gehäuse aufweist, eine Taumelplat te mit einer umlaufenden Lagerfläche, eine Vielzahl von Schuhen mit einer im wesentlichen flachen Lager fläche und einer Gleitfläche, und einem Vorspannme chanismus, wobei der Haltemechanismus gegen die je weiligen Schuhe vorgespannt wird, um die Gleitfläche der Schuhe in gleitendem Kontakt mit der umlaufenden Lagerfläche der Taumelplatte zu halten, wobei der Haltemechanismus folgendes aufweist:
eine Schuhplatte mit einem umlaufenden Außenteil und einem Innenteil, wobei der umlaufende Außenteil eine Kraftübertragungsfläche auf einer Seite besitzt, und eine Vielzahl von Öffnungen, die darin definiert sind, wobei vor der Montage die Kraftübertragungs fläche im allgemeinen eine Kegelstumpfform aufweist; und
wobei während der Montage eine Kraft auf den Innen teil der Schuhplatte durch den Vorspannmechanismus ausgeübt wird, um die kegelstumpfförmige Kraftüber tragungsfläche der Schuhplatte zu verändern, und um sie in engen Kontakt mit der flachen Lagerfläche der jeweiligen Schuhe zu drücken.

2. Haltemechanismus nach Anspruch 1, wobei die Schuh platte im allgemeinen kreisförmig ist und eine äu ßerste Kante besitzt, wobei die Dicke der Schuhplat te von der äußeren Kante zur Mitte variiert.

3. Haltemechanismus nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schuhplatte die größte Dicke an der äußeren Kante besitzt.

4. Haltemechanismus nach einem der vorhergehenden An sprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei die Axialkolbenmaschine eine Trommel aufweist, die in dem Gehäuse angeordnet ist, und wobei der Vorspann mechanismus ein Kraftübertragungsglied in engem Kon takt mit dem Innenteil der Schuhplatte aufweist, und eine Feder, die zwischen der Trommel und dem Kraftübertragungsglied angeordnet ist.