DE2001774A1 - Axialkolbenmaschine wie Pumpe bzw. Motor - Google Patents

Description

Gebr. Glaas, 4834 Harsewinkel über Gutersloh, Postfach 140

-/.-.' Pat.3225 St/bk

Axialkolbenmaschine, wie Pumpe "bzw. Motor,

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Axialkolbenmaschine, wie Pumpe bzw. Motor, mit in einem rotierenden Block kreisförmig um eine Drehachse angeordneten zueinander vorzugsweise parallelen Zylindern und zugehörigen verschiebbaren Kolben mit Gleitschuhen, die ihrerseits gemeinsam an einer vorzugsweise neigungsverstellbaren Hubbahn anliegen.

' Um die Gleitschuhe gegen Massen-und Unterdruckkräfte ständig gegen Ablösen von der Hubbaini mit entsprechenden Folgeschäden zu sichern, ist es bekannt, Andrückmittel für die Gleitschuhe vorzusehen. Eine bekannte diesbezügliche Ausführungsform besteht darin, daß die Sohlen aller Gleitschuhe von einem {loch- oder sternscheibenförmigen Halter teilweise überdeckt werden. Die Scheibe wird über ein zentrisch zur Welle angeordnetes Kugelgelenk durch eine oder, mehrere Federn in Richtung auf die Hubbahn gedrückt. Als nachteilig hat sich bei der bekannten Ausführung die der Antriebsdrehzahl entsprechende, zu Erwärmung und Verschleiß führende, oszillierende Gleitbewegung im vorerwähnten Kugelgelenk und der hohe Konstruktionsaufwand für das Gelenk erwiesen. Bei einer anderen bekannten Ausführung werden die Gleitschuhe ebenfalls von einem lochscheibenförmigen Halter gehalten, während derselbe hier durch einen an der Hubbahn drehfest befestigten Ring gesichert ist. Die Gleitschuhe werden hier also nicht gegen die Hubbahn gedrückt, sondern mit gewissem Spiel durch den Ring über den Halter gesichert. Dieses notwendigerweise sehr enge Spiel verursacht zusammen mit der hohen Gleitgeschwindigkeit eine besonders große Gleitreibung mit Erwärmiig und Verschleiß zwischen dem lochschbeibenförmigen Halter und dem Ring.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Axialkolben-

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maschine der eingangs erwähnten Art mit Andrückvorrichtung für die Gleitschuhkolben über Halter und Federkraft bo zu gestalten, daß die Nachteile der bekannten Einrichtungen vermieden werden. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch einen auf der Maschinenwelle angeordneten, die Andrückkraft auf den Halter Übertragenden und der Neigungsverstellung der Hubbahn axial folgenden Druckring, der mit seiner der Hubbahn zugewandten Seite über eine kleine, z.B. punktkreisförmige oder elliptische Berührungsfläche am Halter anliegt. Nach der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß die Berührungsfläche zwischen Druckring und Halter in einem etwa solchen Abstand zur Maschinenwellenachse angeordnet ist, daß der Gesamtschwerpunkt der aus der Kolbenbewegung herrührenden abhebenden Massenkräfte mit der Berührungsfläche zusammenfällt. In Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckring auf der der Hubbahn zugewandten Seite im Längsschnitt derartig kurvenförmig ausgeführt, daß sich unabhängig vom jeweiligen Neigungswinkel der Hubbahn die Umfangsgeschwindigkeiten in der Berührungsfläche sowohl am Druckring als auch am Halter annähernd gleich sind. Im Rahmen der Erfindung liegt auch der Vorschlag, daß der in an sich bekannter Weise mit Bohrungen versehene Halter gegen Ausweichen in Querrichtung zu seiner Drehachse - je nach Schrägstellung der Hubbahn - durch Anlage seiner Bohrungen an wenigstens zwei Gleitschuhschaften gesichert ist. Schließlich können der Halter und die Gleitschuhe miteinander über Federn kraftschlüssig verbunden sein.

Die erfinderische Lösung kennzeichnet sich hauptsächlich durch besondere konstruktive Einfachheit und minimalen Verschleiß. Letzteres deshalb, weil in der Berührungszone zwischen Halter und Druckring keine Gleitbewegung auftritt. Als weiterer Vorteil ergibt sich infolge der mit dem Schwenkwinkel wachsenden Kraft der Andrückfeder eine in Richtung auf dem Schwenkwinkel Null zentrierende Wirkung, so daß Pumpe oder Motor das Bestreben haben, auf den Schwenkwinkel Null zurückzugehen. Diese Wirkung kann vorteilhaft im

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Zusammenhang mit der Verstelleinrichtung genutzt werden. Die mit der Größe des Sehwenkwinkels der Hubbahn wachsende Andrückkraft ist auch deshalb von Vorteil, weil die abhebend wirkenden Massenkräfte ebenfalls mit der Größe des Sehwenkwinkels anwachsen.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, Es zeigen :

Pig. 1 als Längsschnitt den erfindungswesentlichen Teil einer Axialkolbenmaschine wie einer Pumpe, ■

Eig. 2 eine gegenüber der Pig. 1 abgewandelte Einzelheit als Teillängsschnitt.

Die dem Ausführungsbeispiel zugrundegelegte Axialkolbenmaschine ist als Pumpe verwendet. Eine Welle 10 dient zum drehenden Antrieb eines Blockes 11, der über den Umfang verteilt mehrere zueinander parallele Zylinderbohrungen aufweist, in denen je ein Kolben 15 verschiebbar geführt ist. Das Arbeitsmedium wird in bekannter Weise zugeführt und abgeleitet. Die aus den Zylinderbohrungen 12 vorragenden Enden der Kolben 13 sind über je einen zum Kolben gehörigen Kugelkopf 14 mit je einem Gleitschuh 15 gelenkig verbunden, der seinerseits aus einem die Verbindung herstellenden Schaft 16 und einer diesen überragenden Sohle besteht. Gegen die Sohlen 17 aller Gleitschuhe 15 liegt blockseitig ein die Schäfte 16 mit Bohrungen 29 umgreifender ringscheibenförmiger Halter 18 an. Er wird je nach Winkelstellung durch die Schäfte 16 wenigstens eines Teils der Gleitschuhe 15 radial geführt. . Die Sohlen 17 der Gleitschuhe 15 liegen ihrerseits gegen die ihnen zugewandte Breitseite einer Hubbahn 19 an, deren Neigung gegenüber der Längsachse der Welle 10 in bekannter Weise einstellbar sein kann, um den Kolbenhub zu verändern.

Gegen den ringscheibenförmigen Halter 18 stützt sich ein auf der Welle 10 verschiebbarer Druckring 20 an der Stelle

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eines gerundeten Randbereiches 21 ab. Der Druckring 20 ist durch eine gespannte Schraubendruckfeder 22 belastet, die anderenends gegen den Block 11 anliegt.

Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch dreht sich mit der Welle 10, dem Block 11 und den Gleitschuhen 15 auch der Halter und der Druckring 20 gegenüber der die Hubbahn bildenden Schrägscheibe 19. Dabei werden die Kolben 13 unter Vermittlung der gegen die Schrägscheibe 19 anliegenden Gleitschuhe 15 während jedes vollen Umlaufes über den sich aus der Neigung der Schrägscheibe 19 ergebenden Hub hin- und herbewegt. Dabei dreht sich der Halter 18 mit der Winkelgeschwindigkeit des Antriebes um eine zur jeweiligen Ebene der Hubbahn 19 senkrechte Achse, während sich der Druckring mit der Welle 10 gemeinsam un deren Achse dreht. Zur Übertragung der Federkraft ergibt sich eine kleine, punkt- bis ellipsenförmige Berührungszone 23 zwischen Druckring 20 und Halter 18, die bezüglich der festen Teile des Aggregates raumfest bleibt, die aber auf dem sich drehenden Halter und auf dem sich drehenden Drukring 20 mit deren Winkelgeschwindigkeit auf entsprechenden Kreisbahnen umläuft, so daß ein Abwälzen eintritt.

Sinngemäß gleiche Verhältnisse ergeben sich, wenn bei der Verwendung der Maschine als Motor ein unter Druck stehendes Arbeitsmedium die jeweils ausschiebbaren Kolben 13 belastet, die dann aufgrund ihrer Abstützung an der Schrägscheibe den Block 11 mit der Welle 10 rotierend antreiben.

Die in Fig. 2 angedeutete Ausgestaltung sieht vor, am Schaft 25 jedes Gleitschuhes 26 einen Anschlag 27, wie Federring, Steckscheibe od. dgl. anzubringen, gegen den eine Feder, bspw. Tellerfeder 28, anliegt, die den Halter 19 belastet und ihn damit gegen den vorragenden Rand der Sohle 17 andrückt . .

Die dargestellten Ausführungen sind, wie schon erwähnt, nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung. Diese

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ist nicht darauf beschränkt. Es sind Txelmehr noch mancherlei andere Ausführungen möglich.

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Claims (5)

Gebr. Claas, 4834 Harsewinkel über Gütersloh, Postfach 140 Patentansprüche

1.) Axialkolbenmaschine wie Pumpe bzw. Motor, mit in einem rotierenden Block kreisförmig um eine Drehachse angeordneten, zueinander vorzugsweise parallelen Zylindern und zugehörigen verschiebbaren Kolben mit Gleitschuhen, die gemeinsam an einer vorzugsweise neigungsverstellbaren Hubbahn, wie Schrägscheibe, anliegen und durch einen axial belasteten mit umlaufenden Halter gegen Abheben gesichert gehalten sind, gekennzeichnet durch einen auf der Maschinenwelle (10) angeordneten, die Andrückkraft auf den Halter (18) übertragenden und der Neigungsverstellung der Hubbahn (19) axial folgenden Druckring (20), der mit seiner der Hubbahn (19) zugewandten Seite über eine kleine, z.B. punkt-kreisförmige oder elliptische Berührungsfläche (23) am Halter (18) anliegt.

2.) Axialkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Berührungsfläche (23) zwischen Druckring (20) und Halter (18) in einem etwa solchen Abstand zur Maschinenwellenachse angeordnet ist, daß der Gesamtschwerpunkt der aus der Kolbenbewegung herrührenden abhebenden Massenkräfte mit der Berührungsfläche zusammenfällt.

3.) Axialkolbenmaschine gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (20) auf der der Hubbahn (19) zugewandten Seite im Längsschnitt derartig kurvenförmig ausgeführt ist, daß sich unabhängig vom jeweiligen Neigungswinkel der Hubbahn (19) die Umfangsgeschwindigkeiten in der Berührungsfläche sowohl am Druckring (20) als auch am Halter (18) annähernd gleich sind.

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4.) Axialkolbenmaschine gemäß den Ansprüchen 1. "bis 3,_;-. dadurch gekennzeichnet , daß der in an sich "bekannter Weise mit Bohrungen (29) versehene Halter (18) gegen Ausweichen in Querrichtung zu seiner Drehachse durch Anlage seiner Bohrungen (29) an wenigstens zwei Gleitschuhschaften (16) gesichert 1st.

5.) Axialkolbenmaschine gemäß den Ansprüchen 1, 3 und A, dadurch gekennzeichnet , daß Halter (18) und Gleitschuhe (15) miteinander über Federn (28) kraftschlüssig verbunden sind.

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