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Lager am triebseitigen Ende einer in einem Gehäuse drehbar angeordneten
Zylindertrommel einer Axialkolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf ein Lager
am triebseitigen Ende einer in einem Gehäuse drehbar angeordneten Zylindertrommel
einer Axialkolbenmaschine mit einem in einer Bohrung des Gehäuses konzentrisch zur
Bohrungsachse verlaufenden äußeren laufring und einem länge des Umfangs der Zylindertrommel
angoordnoton innercn Laufring und mit zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring
angeordneten Wälz- oder Rollenlagern, wobei die Zylindertrommel mit einer Wolle
verbunden ist und Zylinderbohrungen enthält, in denen hin- und herbewegbare Kolben
gelagert sind, die an einer Stirnseite der Zylindertrommel Ubor Cleitschuhe mit
einer Schubplatte verbunden sind, Ein derartiges Lager ist bei einer Axialkolbenmaschine
bekannt, die eine Schubplatte mit fest vorgegebener Neigung gegenüber der Längsachse
der Zylindertrommel enthält (DT-AS 1 453 423). Durch diese Lagerung der Zylindertrommel
soll
eine Verkantung zwischen der mit Steueröffnungen versehenen
einen Stirnfläche der Zylindertrommel und der zugeordneten Fläche des Steuerspiegelkörpers
vermieden werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager der eingangs erwähnten
Gattung so weiterzuentwickeln, daß bei Axialkolbenmaschinen mit wahlweise veränderbarer
Neigung der Schubplatte Oberflächenabnutzungs- und Freßerscheinungen sowie Riefenbildung
an einander gegenüberstehenden flächen der Zylindertrommel und des Steuerspeigelkörpers
vermieden werden und eine möglichst vom Lager unbeeinflußte Ausbildung dor neigungsveränderlichen
Schubplatte erzielbar ist.
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Dic Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schubplatte,
die in an sich bekannter Weise in ihrer Nei6ung gegenüber der Längsachse der Zylindertrommel
wahlweise veränderbar ist, ein Schubplattenjoch mit seitlich angeformten Stütznocken
aufweist, die in einem Stützglied schwenkbar gelagert sind, das mit einem Lager
im Gehäuse ausgerichtet ist, in dem die Welle gelagert ist, und daß die axiale Lage
des inneron bzw. äußeren Laufrings durch Berührung mit dem Stützglied fixiert ist,
Mit dieser Anordnung lassen sich die mit der Lagerung der Zylindortrommel erziolbaren
Vorteile gleichzeitig mit einer Vergrößerung der von don Kolbenenden beaufschlagten
Schubplattenfläche erreichen. Daraus ergibt sich eine größere Verdrängungskapazität
der Axialkolbenmaschine ohne Zunahme der äußeren Abmessungen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß im Abstand
voneinander ein Paar FUhrungsgliedor jeweils längs oinor zur Achse der Welle, radial
von der Umfangsfläche der Zylindertrommel entfernten Achse angeordnot sind, daß
in jedem EUhrungsglied ein Ende eines verschiebbaren Kolbens vorgesehen ist, während
die andorcn Enden dor Kolben jeweils an einem mit dem beweglichen Schubplattenjoch
verbundenen Teil anliegen,
wobei die Führungsglieder den äußeren
Laufring in Berührung mit dem Stützglied haltc-n und die Kolben in einer bestimmten
Entfernung von der Außenfläche des Laufrings frei vcrschiebbar sind.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform fluchten die dem Schubplattenjoch
zugewandten Enden der Rollen- oder Wälzlager und der innere Laufring weitgehend,
wobei ein Teil des innercn Laufrings über die Stirnscite der Zylindertrommel hinausragt
und eine rimgförmige, genei£te Innenfläche aufweist, die sich in Richtung gegen
das dea Schubplattenjoch gegenüberliegende Ende des Laufrings erstreckt Vorzugsweise
besteht das Stützglied aus gesintertem Metallmaterial.
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Eine günstige Ausführungsform besteht darin, daß das .Stütz~ glied
durch Auflage flächen mit dem Lager zur radialen Aus richtung cit der Welle verbunden
ist, wobei gleichzeitig das Schubplattenjoch gegenüber der Zylindertrommel richtig
ausgerichtet ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher reläutert, aus dom sich weitere Merkmale sowie Vorteile
ergeben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenmaschine,
rig. 2 cinon Längsschnitt entlang der Linien II-II. der Axialkolbenmaschine gemäß
Fig. 1, rig. 3 eine Teilansicht einer andoren Form einer Axialkolbenmaschine im
Längsschnitt, Fig. 4 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linien VII-VII der
in ig. 3 dargestellten Anordnung.
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In den Figuren 1 und 2 ist ein Flüssigkeitsgerät in der Form einer
Axialkolbenpumpe 10 mit einem Gehause 12 dargestellt, das ein mit einer sich in
Längsrichtung crstreckenden Bohrung 13 versehenes Gehäusteil 14 aus Kunsttoffmaterial
umfaßt.
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An der einen Seite ist die Bohrung durch einen Deckel 20 verschlossen,
der mittels Bolzen 22 mit dem Gehäuseteil 14 verbundon ist, wobei die Bolzen 22
axial durch den Deckel 20 und das Gehäuseteil 14 geführt und mit einem Klemmteil
15 vorschraubt sind. Ein O-Ring 24 bewirkt eine gute Flüssigkeitsabdichtung der
Verbindungsfläche zwischen dem Gehäuseteil 14 und dem Deckel 20. Das Gchausetoil
14 enthält oin Halteteil 26, das einen Befestigungsflansch 28 mit hindurchgehenden
Befestigungslöchern 30 enthält, um hierdurch eine Befestigung der Pumpe 10 an einer
gewünschten Stelle zu ermöglichen. Dio Gehäusebohrung 1, bildet eine Kammer 32,
innerhalb derer eine Rotationsgruppe 33 angeordnet ist. Diese Rotationsgruppe 33
enthalt einen Zylindermantel bzw. -körper, der mit einer Vielzahl von Uber den Umfang
verteilten längsgerichteten Zylindorbohrungen 36 versehen ist, die ihrerseits je
ein Ende eines Kolbens 38 axial verschiebbar aufnehmen. Eine Vielzahl von mit den
Zylinderbohrungen 36 axial ausgerichteten Zylindermündungen verbinden jede Zylinderbohrung
36 mit einer Frontflacho 42 des Zylindermantels 34. Jeder Kolbon 38 hat ein kugelförmiges
Ende 44 mit einem aufgezogenen Gelenkschuh 46.
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Der Zylindermantel 34 befindet sich axial zwischen einer Ventil- oder
Absperrfläche 48 an der Innenfläche des Deckels 20 und oinor geneigten Schubplattenanordnung
50. Dio Ventilfläche 48 dient in bekannter Weise zur Herstellung einer sicheren
phasenrichtigen Verbindung zwischen den Zylindermündungen 40 und einem Paar von
Bogenmündungen 52 und 54, so daß die Zylindermündungen 40 nacheinander mit don Bogenmündungen
52 und 54 in Verbindung treten, wonn sich der Zylinder mantel 34 drcht. Dic Bogenmündungen
52 und 54 sind entsprechend mit den äußeren Eingangs- und Ausgangsverbindungsverbindungsteilen
53 und 55 der Pumpe 10 verbunden.
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Die Kolbenschuhe 46 weisen sich nach außen erstreckende Flansche 56
auf, die von einem ringförmigen Käfig 58 mit Öffnungen für jeden Kolben 3@ berührt
wedren. Der ringförmige Käfig 58 trägt eine zentral angeordnete konische Bohrung
62, die in Berührungskontakt mit der kugeligen Außenfläche 64 eines Kragens 66 steht,
der seinerseits von einer sich längs durch die Gehäusebohrung 1 ersteckenden Antriebswelle
68 getragen wird. Eine zwischen dem kolbenseitigen Ende des Zylindermantcls 34 und
dem Kragen 66 angeordnete Feder 70 bringt die Front fläche 42 des Zylindermantels
34 unter Krafteinwirkung in Berührung mit der Ventilfläche 4@ während gleich zeitig
die Schuho 4G über den Kragen 66 und den ringförmigen Käfig 58 in Berührung mit
der Schubplattenanordnung 50 gebracht werden. Die Antriebswelle 68 wird von Lagern
72 und 74 getragen. Das Lager 72 befindet sich in einer Bohrung 75 verminderten
Durchmessers an Schubplattenanordnungsende des Gehäuses 12, während das Lager 74
(nur in Fig. 1 dargestellt) in einer zentrisch angeordneten Bohrung 76 in Deckel
gehalten wird. Die Antriebswelle 6@ dient dazu, das Drehmoment einer Antriebsmaschine
(nicht dargestellt) über eine kerbverzahnte Antriebsverbindung 7 in bekannter Weise
auf den Zylindermantel 34 zu übertragen. In der verminderten Durchmesnerbohrung
75 ist eine herkömmliche Wellendichtung @0 vorgesehen und in ihrcr Lage durcli einen
Sprengring @2 festgelegt.
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Der Zylindermantel 34 ist mit einem Randteil 4 versehen, das bündig,
in einen abgesetzten Teil 86 am kolbenseitigen Ende des Zylindermantels 34 eingepaßt
ist, um den Innenlauf 88 für das Wälzlager 90 zu bilden. Der Außenlauf 92 wird von
dem Gehäuseteil 14 in Angrezung an die Schubplattenanordnung in oinor Art getragen,
die nachfolgend noch näher beschrieben wird. Das Randteil 4 trägt eine ringförmig
geneigte Innenfläche 96, die sich von demZylindermantel @4 nach außen erstreckt
und derart begrenzt ist, daß das auf der Schubplattenanordnungsseite liegende Ende
9@ des Innenlaufes mit dem
schubplattenanordnungsseitigen Ende 100
des Wälzlagers 90 bündig ist. Bisher wurden Flüssigkeitsgeräte derart gebaut, daß
dor Innenlauf des Lagers um die gleiche Distanz wie der Außenlauf Uber das Wälzlager
hinausreichte. Wenn dagegen das Ende 98 des Innenlaufes 8 bündig mit dem Ende 100
des Wälzlagers 90 abschließt, kann eine größere Abmessung der Schubplattenanordnung
50 in bezug auf die Längsachse vorgesehen werden. Hierdurch ist es möglich, die
Verdrängungskapazität der Pumpe 10 gegenüber derjenigen früherer Flüssigkeitsgeräte
um 15 % zu vergrößern, indem die Kolben auf einem größeren Klobenbohrungskreis arbeiten
können. Dieser Kolbenbohrungslorois wird durch die Längsachsen der Kolben 38 begrenzt,
dio sich um die Längsachse der Welle 68 drehen. Wenn der Durchmesser des Kolbenbohrungskreises
vergrößert wird, kann entsprechend auch der Durchmesser einer jeden Kolbenbohrung
36 vergrößert werden, wodurch die Verdrängung der Pumpe 10 ohno Vergrößerung der
Gesamtanordnung vergrößert werden kann.
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Dio Schubplattenanordnung 50 weist ein bewegliches Joch 55 und eine
feste Jochstütze 57 auf. Die feste Jochustütze 57 ist U-förmig, und die Antriebswelle
63 ist durch eine Bohrung 61 durch dio Bodenwandung 59 der Stütze 57 geführt, Dio
Bohrung 61 weist an einem Ende einen erweiterten Bereich 63 mit einem solchen Innendurchmesser
auf, der eng an den Außendurchmesser der Antriebswellen-Stützlager 72 angepaßt ist.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist daher die Jochstütze 57 nach Positionierung auf
dem Umfang des Lagers 72 axial mit der Antriebselle 68 ausgerichtet.
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Dio Jochstütze 57 enthält ein Paar von axial herverstehenden Seitenwänden
65, von denen jede eine bogenförmige Lagerfläche 67 zur Stützung des beweglichen
Jochs 55 aufweist, auf der die Kolbenschuche 46 verschiedenen angreifen , wenn sich
der Zylindermantel 34 dreht. Dadurch wird den Kolben 38 eine abwechselnde Hubbewegung
crtcilt. Das Joch 55 weist ein Paar
von transversal hervorstehenden
ausgerichteten Stütznocken 69 und 71 mit bogenförmigen Oberflächen 73 auf, die mit
den bogenförmigen Lagerflächen 67 der hervorstehenden Seitenwände 65 in Eingriff
stehen, so daß das Joch 55 sich innerhalb der La gerflächen 67 der Seitonwandung
um eine Achse 75 dreht, die durch den Radius der transversal hervorstehenden Stütznocken
69 und 71 derart vorgegeben ist, wie es nachfolgend noch näher beschrieben wird.
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Der Stütznocken 71 des Jochs enthält einen Läförmigen Arm 77, der
mit dem Stütznocken einteilig ausgebildet ist und rückwärtig vom Stütznocken 71
hervorragt. Der vorstehende Schenkel des Arms 77 trägt ein Tcil 79 (Fig. 1 und 2)
mit einer Durchgangsöffnung 81, in dor sich ein Verbindungsbolzen 83 befindet. Der
Verbindungsbolzen 83 führt durch eine bffnung 85 in einer Seitenwandung des Gehäuseteils
14 und kann mit irgendeinem von mehrcron die Verdrängung variierenden Mechanismen
gekoppelt werden, was nachfolgend noch näher beschrieben wird.
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In Fig. 3 ist eine andere Form einer Axialkolbenpumpe 120 mit variabler
Verdrängung dargestellt. Die Pumpe 120 umfaßt ein Gehäuse mit einer Innenbohrung
12l,, die durch einen Deckel 126 geschlossen ist. Die Pumpe 120 gleicht der Pumpe
10 aus den Fig. 1 und 2 insoweit, als sie ebenfalls eine Antriebswelle 68 aufweist,
auf der ein Zylindermantel 34 drehbar befestigt ist.
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Sie enthält auch Zylinderbohrungen 36 sowie Zylindermündungen 40,
über die eine Flüssigkeitsverbindung mit Durchgangskanälen 52, 54 in der Ventilfläche
48 an der Innenseite des Deckels 126 hergestellt wird. Der Zylindermantel 34 ist
mittels entsprechender, bereits beschriebener Wälz- oder Rollenlager radial gestützt.
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Die Schub- oder Druckplattenanordnung 50 enthält die Jochstütze 57,
die an der Innenwandung des Gehäuses 122 durch Lager 75 getragen wird, und enthält
ein Paar axial hervorstehender Seitenwände
65, von denen jede oino
bogenförmige Lagerflache 67 zur Stützung eincs beweglichen Jochs 136 aufweist, auf
dem die Kol benschuhe 46 bei Drehung des Zylindermantels 34 entlaggleiten.
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Das Joch 136 trägt oin Paar von transversal hervorstehenden, ausgerichteten
Stütznocken 138, von denen jeder eine bogenförmige Lagerfläche 140 zum Zusammenwirken
mit den bogenförmigen Lagerflächen 67 der hervorstehenden Seitenwände 65 aufweist,
so daß das Joch 136 in den Seitenwandungslagerflächen 67 um die Achse 75 der transversal
hervorstehenden Stütznocken 138 drehbar irt. Das Joch 136 umfaßt ein Paar von transversalen
Armen 142, 144, die in einer zu den Stütznoken 138 senkrechten Ebene hervorragen
und die an ihren hervorragenden Enden abgerundete Lagerflächen 146 und 147 aufweisen,
welche entsprechend mit einem Paar Kolben 148, 150 zusammenarbeiten, um das Joch
136 in der Lagerfläache G7 zu drehen Die Kolben 148 und 150 sind in Führungsliedern
152, 154 gleit fähig angeordnet, die ihrcrscits in abgestuften Dohrungen 156 des
Dockels 126 getragen sind. Jedes Führungslied 152, 154 trägt ein versrößertes Endteil
158, das an einder Stufe 160 innerhalb der Bohrungen 156 anliegt und das mittels
Schrauben 162, dio durch Deckplatten 164, 166 in Schraubbohrungen 168 im Deckel
126 eingreifen, am Deckel 126 befestigt ist. Die inneren Enden eines jeden Führungslieds
152, 154 berühren eine Seite des Außenlaufs 92 der Wälzlager 90, um die entgegen
gesetzte Seite 94 des Außenlaufs 92 in Berührung mit der Ecke oder Kantc 117 auf
der Jochstütze 57 entsprechend dor boroitc beschriebenen Weise zu halten. Die Führungsglieder
152, 154 weisen eine genügende radiale Dicke au, so daß die Kolben 148 und 150 die
Außenfläche des Außenlaufs 92 ohnc Berührung doru selben kreuzen.
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Das Führungsglied 152 weist eine Feder 170 auf, die zwischen der Deckplatte
164 und dem Kolben 148 eingespannt ist, wodurch
dieses gegen die
runde Lager fläche 146 des Arms 142 gedrückt wird, um so das Joch 136 zu vcrdrcen
und un eine volle Verdrägungsposition zu erreichen.
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Das Innere des Führungsgliedes 154 steht über ein druckkompensiertes
Ventil 172 mit einer Druckquelle in Verbindung, wobei wahlweise der in den Innenraum
des Führungsgliedes 154 gelangende Druck gesteuert wird, um den Kobeln 150 gegen
die Lagerflächen 147 des Arms 144 zu führen, und zwar zur wahlweisen Ausrichtung
dos Jochs in bezug auf die Längsachse der Antriebswelle 68.
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Ansprüche :