DE2448384C3

DE2448384C3 - Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2448384C3
Application number: DE2448384A
Authority: DE
Inventors: Alain Annecy Haute-Savoie Lagnitre
Original assignee: Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Current assignee: NTN SNR Roulements SA
Priority date: 1973-10-11
Filing date: 1974-10-10
Publication date: 1981-08-06
Also published as: DE2448384B2; US3941493A; FR2247933A5; DE2448384A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Axialkolbenmaschine mit einer Anpreßfeder zum einzelnen Anpressen sämtlicher Kugelköpfe der Kolbenstangen an den Triebflansch.

In derartigen Maschinen haben die an den Kolben in den Zylindern auftretenden Reibungskräfte das Bestreben, die fest mit ihnen verbundenen Kugelköpfe aus den zugehörigen Kugelkopfaufnahmen des Triebflansches während der Ansaugphase herauszuheben. Die Kräfte können hohe Beträge beim Kaltstart von mit hohen Drücken arbeitenden Pumpen erreichen, denn in diesen Pumpen ist das Spiel zwischen Kolben und Zylindern der Kolbentrommel nur gering, damit Leckverluste vermieden werden.

Man muß daher über eine Einrichtung zum Zurückhalten der Kugeln verfügen, die diesen Kräften Widerstand zu leisten vermag, und die trotzdem genügend nachgiebig sein muß, damit sie die Abweichungen von der koplanaren Lage zwischen den Kugelkopfmittelpunkten und die Winkelabweichungen zwischen den Kugelköpfen, die auf die Toleranzen bei der Herstellung von Kugelköpfen und Kugelkopfaufnahmen zurückzuführen sind, auszugleichen vermag.

Bei einer Konstruktion der eingangs genannten Art wird eine Anpreßfeder benutzt, um die Kolben gegen die Kugeln in dem Triebflansch zu pressen (DE-OS 16 53 470). Die Kolben haben einen ebenen Kolbenfuß und die in dem Triebflansch gelagerten Kugeln tragen ein Gleitstück. Um Zwängungen der oben erläuterten Art zu vermeiden, können die Gleitstücke sich relativ zu den Kolbenfüßen verschieben, so daß Winkelabweichungen ausgeglichen werden. Die Anpreßfeder ist als Stanz-Prägeteil ausgebildet und auf einer kugelförmigen Verdickung der Antriebswelle gelagert.

Dieser Lagerteil der Feder erfordert eine hohe Fertigungsgenauigkeit, um eine einwandfreie Führung der Feder bei guten Gleiteigenschaften auf der Lagerkugel zu gewährleisten. Diese Konstruktion erfordert daher einen großen Aufwand und bedingt wegen der vielen Gleitstellen einen hohen Verschleiß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Axialkolbenmaschine der oben genannten Gattung, die Anpreßfeder so zu gestalten, daß sie einfach herstellbar ist und die Winkelabweichungen der Kugelgelenkanordnung ohne zusätzliche Einrichtungen

hi bei geringerem Verschleiß ausgeglichen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Anpreßfeder aus Draht ausgebildet ist und aus einer Folge von sternförmig angeordneten Doppelbögen besteht, welche jeweils teilweise mit der

ΐϊ Oberfläche eines Kugelkopfes zusammenwirken, wobei der radial äußere Teil jedes Doppelbogens von einem Axialanschlag an der Triebscheibe und der radial innere Teil des Doppelbogens von einer Schulter an einem formschlüssig mit der Triebscheibe verbundenen Ring zurückgehalten wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen

F i g. 1 einen Teilschnitt durch die Triebscheibe mit erfindungsgemäßer Kugelanpreßfeder einer Hydraulikpumpe,

Fig.2 eine Draufsicht auf die Anpreßfeder in einfachster Ausführung,

Fig. 3 bis 6 Einzelheiten der Anpreßfeder in ihrem

ίο Zusammenwirken mit einem der Kugelköpfe in größerem Maßstabe.

Gemäß Fig. 1 werden die Kugelköpfe 10 der Kolbenstangen an dem Triebflansch 11 der Pumpe mittels einer Anpreßfeder 12 festgehalten. Diese Anpreßfeder weist eine Folge von sternförmig angeordneten Doppelbögen 13 aus federndem Metalldraht auf; die Zahl der Doppelbögen stimmt mit der Zahl der Kugelköpfe überein und die Doppelbögen stehen zentrisch gegenüber den Kugelköpfen.

■ίο Der Triebflansch 11 weist einen schulterartigen Axialanschlag 14 auf, der die äußeren Teile 15 der Doppelbögen der Anpreßfeder festhalten soll.

Die entgegengesetzt verlaufenden Verbindungsabschnitte 16 der Doppelbögen 13 der Anpreßfeder 12

4) werden von einer Schulter 17 eines Ringes 18 festgehalten, der form- oder kraftschlüssig mit dem Triebflansch verbunden ist. Der Ring kann in die Scheibe geschraubt werden oder kann, wie es in den Fi g. 1 oder 4 dargestellt ist, mit seinem der Schulter 17 abgewandten Ende 19 in eine Nut 20 an dem Triebflansch eingequetscht werden.

Dieser Quetschvorgang wird im vorliegenden Falle bei der Montage der Pumpe ausgeführt.
Die Doppelbögen 13 müssen nicht unbedingt die gezeichnete Form zeigen. Eine übliche Form ist in den Fig. 3 und 4 wiedergegeben: die Achse Ox verläuft gleichzeitig durch die Projektion O der Achse der Pumpenwelle in die Ebene der Fig.3 (Ebene der Anpreßfeder 12) und durch die Projektion / des Mittelpunktes eines Kugelkopfs 10 in die Ebene der Fig. 3.

Der Kreis 21 stellt den Außendurchmesser des Kugelkopfes 10 dar. Die Anpreßfeder berührt den Kugelkopf 10 an mindestens zwei Punkten A und B auf einem Kreis 22 in einer zu der Anpreßfeder parallelen Ebene. Die Punkte A und B liegen symmetrisch zu der Achse Ox. Die Punkte M, N, C, E, D, F sind in F i g. 3 eingezeichnet, um die Geometrie des Doppelbogens zu

definieren. Von A nach Mist der Krümmungsradius des Doppelbogens größer als der des Kreises 22, während von M nach Pder Krümmungsradius des Doppelbogens kleiner ist als der des Kreises 22. Auch hat der Doppelbogen zwischen A und P (ebtnso wie aus ί Symmetriegründen zwischen P und B) keinen Kontakt mit dem Kugelkopf 10. Zwischen A und C nimmt der Krümmungsradius des Doppelbogens fortlaufend zu und ist schließlich bei C unendlich. Von C nach D verläuft der Krümmungsradius im entgegengesetzten Sinne. Ferner hat der Doppelbogen zwischen A und D (ebenso wie aus Symmetriegränden zwischen B und F) keinen Kontakt mit dem Kugelkopf 10. Schließlich befinden sich, da ja der Doppelbogen in einer Ebene liegt, alle Punkte, die auf dem Kugelkopf liegen, dessen Projektion a\ in die Ebene der Fig.3 außerhalb des Kreises 22 fällt, unterhalb der Drahtklammer (F i g. 3) oder rechts von der Anpreßfeder 12 (F i g. 4). Bei der Montage der Pumpe werden die Kugelköpfe der Kolbenstangen in ihre Lager im Triebflosch gesetzt, und die Kolbenstangen 23 gleiten durch die Doppelbögen 13 der Anpreßfeder 12.

Die Enden 15 der Doppeibögen können wegen ihrer Elastizität durch Verformen in die Nut 24 in der Triebscheibe hinter der Schulter 14 eingedrückt werden. Dann wird der Ring 18 eingesetzt, dessen Schulter 17 sich auf die Verbindungsabschnitte 16 zwischen den Doppelbögen der Anpreßfeder legt, so daß die Anpreßfeder sich zwangläufig in den Punkten A und B an dem Kugelkopf 10 und an der Schulter 14 des Triebflansches abstützt. Dann wird der Rand 19 des Ringes umgebördelt.

Das besondere der Anpreßfeder ist darin zu sehen, daß seine Elastizität es erlaubt, bei der Montage die Positionierungsfehler der Kugelköpfe sowohl hinsieht- ii lieh der Winkelabweichungen als auch der Lagerbettiefe nach zu kompensieren.

Während der Montage äußert sich die Winkelversetzung eines Kugelkopfes gegenüber der Symmetrieachse eines Doppelbogens dadurch, daß der Kontakt sich je nach der Versetzungsrichtung zuerst enweder bei A oder beiß ergibt

Es sei angenommen, daß der Kontakt bei der Montage zuerst bei A erfolgt Der Abschnitt AD stößt nun an den Ring 18 und verbiegt sich, wodurch der Ring 18 zur Scheibe hin bewegt werden kann. Der Abschnitt BF verbiegt sich nun, bis der Kontakt zwischen Doppelbogen und Kugelkopf bei ß erfolgt.

Die Anpreßfeder ermöglicht es, Fehler der Koplanarität der Kugelkopfmitten zu korrigieren.

Die Winkelversetzung der Kugelköpfe kann durch eine entsprechende Winkelversetzung der Doppelbögen der Anpreßfeder kompensiert werden. Das ergibt sich auf natürliche Weise während der Montage bei der Ausübung von Druck der Schulter 17 gegen die entgegengesetzt gebogenen Verbindungsabschnitte 16 der Doppelbögen der Anpreßfeder wegen der Neigung der Tangentialebene (T) am Berührungspunkt A oder B in Abweichungsrichtung, wie in F i g. 5 zu erkennen ist Wenn der erste Kontakt bei A stattfindet, so hat die Reaktionskraft R eine waagrechte Komponente R\, die die Anpreßfeder in Richtung des Pfeils F zu zentrieren sucht.

Anstelle der Kontaktpunkte A und B zwischen dem Doppelbogen und dem Kugelkopf kann man eine Kontaktlinie vorsehen, indem man der Anpreßfeder im Bereich der Punkte A und B einen Krümmungsradius gibt, der mit dem des Kreises 22 übereinstimmt.

Der Kontakt zwischen den Kugelköpfen und der Anpreßfeder läßt sich noch verbessern, indem man den Querschnitt des Drahts, aus dem die Anpreßfeder besteht, durch eine Kugelfläche 12a abschrägt, deren Krümmungsradius gleich dem des Kugelkopfes 10 ist (vgl. F i g. 6).

Die Anpreßfeder kann offen oder geschlossen sein. Sie kann beispielsweise aus Blech gestanzt werden, wobei der Querschnitt quadratisch oder rechteckig ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Axialkolbenmaschine mit einer Anpreßfeder zum einzelnen Anpressen sämtlicher Kugelköpfe der Kolbenstangen an den Triebflansch, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßfeder (12) aus Draht ausgebildet ist und aus einer Folge von sternförmig angeordneten Doppelbögen (13) besteht, welche jeweils teilweise mit der Oberfläche eines Kugelkopfes (10) zusammenwirken, wobei der radial äußere Teil (15) jedes Doppelbogens (13) von einem Axialanschlag (14) an der Triebscheibe (11) und der radial innere Teil (16) des Doppelbogens (13) von einer Schulter an einem formschlüssig mit der Triebscheibe (11) verbundenen Ring (18) zurückgehalten wird.

2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Kugelkopf (10) in Kontakt stehende Teil der Anpreßfeder (12) als Bereich ausgebildet ist, der eine dem Berührungskreis (22) auf dem Kugelkopf (10) entsprechende Kreisbogenform hat.

3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßfeder (12) eine konkave Kontaktfläche (12a,} besitzt, die sich an einen Teil der Oberfläche des Kugelkopfes (10) anschmiegt.