DE2520840C2

DE2520840C2 - Axiallagerung für die Zylinderlaufbüchse einer Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2520840C2
Application number: DE2520840A
Authority: DE
Inventors: Sten Axel Torby Trollhättan Malmros
Original assignee: Volvo Flygmotor AB
Current assignee: GKN Aerospace Sweden AB
Priority date: 1974-05-13
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1985-04-11
Also published as: JPS5916101B2; JPS50158903A; US4012994A; DE2520840A1; SE383652B; SE7406378L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Axiallagerung für die Zylinderlaufbüchse einer Axialkolbenmaschine, wobei die Achse der Zylinderbüchse zur Achse einer Antriebsscheibe geneigt ist und wobei die Zylinderbüchse drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, welches an einem Ende offen ist und durch Federkraft am anderen geschlossenen Ende des Gehäuses gegen eine Ventilscheibe gedrückt werden kann.

In bekannten Axialkolbenmaschinen ist die Zylinderbüchse meist entweder durch eine zentrale Lagereinheit und andrückende Federn oder irgendeine ringförmige Befestigungsscheibe rund um die äußere Oberfläche der Zylinderbüchse an ihrem der Ventilscheibe benachbarten Ende gelagert.

Die zuerst genannte Art der bekannten Lager entsprechend der US-PS 28 58 771 weist den Nachteil auf, daß die zentrale Lagereinheit einen großen Raum benötigt, insbesondere in radialer Richtung. Deswegen erfordert die Zylinderbüchse einen übermäßigen Durchmesser, oder es ist eine relativ größere Zahl axialer Kolben für denselben Zylinderinhalt erforderlich.

Das Vorsehen einer ringförmigen Befestigungsscheibe rund herum um die äußere Peripherie der Zylinderbüchse wird durch die SE-OS 3 02 889 beschrieben. Diese Art der Lagerung ist relativ einfach in der Herstellung, verlängert jedoch die Büchse und somit die gesamte Maschine, wodurch längere Einlaßleitungen zu den Zylinderbohrungen für die Axialkolben in der Zylinderbüchse vorgesehen werden müssen. Eine Lagervorrichtung ähnlicher Art ist durch die FR-PS 12 35 100 bekanntgeworden.

Aus der FR-PS 7 14 963 ist es ebenso bekanntgeworden, eine ähnliche Andrückwirkung durch eine Tellerfeder in einer Radialkolbenmaschine vorzusehen, in der jedoch dieselben Schwierigkeiten gegeben sfnd wie bei den Axialkolbenmaschinen.

Weiterhin ist aus der CH-PS 4 82 912 eine Axialkolbenmaschine Bekannt, bei welcher eine mit blattfederartigen Armen versehene Feder die Kolben an die Taumelscheibe andrückt Hierdurch soll erreicht werden, daß die sonst aufwendigen Anordnungen zur Veranket ung der Kolben in der Taumelscheibe entfallen können. Auf die Zylinderbüchse gerichtete Maßnahmen sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Axiallagerung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, durch die die genannten Nachteile vermieden werden, und zwar ohne das Erfordernis einer vergrößerten Ausführung der Büchse weder hinsichtlich des Durchmessers noch der Länge, die ohnehin für die Funktion notwendig ist

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Feder eine längliche Blattfeder ist die mit einem Ende an der Innenseite des Gehäuses befestigt ist und mit dem anderen Ende an einem in einer Laufbahn angeordneten Lagerring anliegt, wobei die Laufbahn ra-

dial außerhalb der öffnungen der Zylinderbohrungen an dem Ende der Zylinderbüchse angeordnet ist, das der Ventilscheibe gegenüber liegt

Entsprechend der Erfindung ist die Axiallagerung und die Bewirkung der Axiallagerdrücke in einem Raum vorgesehen, der bei Ausführung der Büchse hinsichtlich der allgemeinen Funktionsweise notwendig ist, aber für die Funktion nicht benötigt wird. Auf diese Art und Weise kann die Maschine mit einer geringeren Anzahl axialer Kolben im optimalen Abstanu Jer Zylinderbohrungen versehen werden als die, die erforderlich ist, wenn eine voluminöse zentrale Axiallagerung benutzt würde. Auf diese Weise kann der Durchmesser der Zylinderbüchse schmal gehalten werden, und zwar mit der Konsequenz, daß die Maschine mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten kann.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Lagerung eine kleine radiale Dimension hat, auch wenn mittelmäßige Oberflächendrücke erforderlich sind, da die axialen Andrückkräfte über eine mit der Zylinderbüchse koaxialen Oberfläche auferlegt werden, die radial jenseits der Zylinderbohrungen angeordnet ist. Deswegen erfoidert die Lagerung keinen größeren radialen Raum als den der Zylinderbüchse selbst.

Darüber hinaus besteht ein Vorteil der Lagerung entsprechend der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik darin, daß sie keinen Einfluß auf die Längengestaltung der Büchse hat, die deswegen kurz sein kann. Außerdem werden bessere Füllungsgrade und eine bessere Leistung der Maschine erzielt, wenn dieselbe als Pumpe arbeitet.

Weiterhin erlaubt die Lagerung eine Reduzierung der Gehäusedimensionen im Vergleich mit der zweitgenannten Hauptlagerungsart mit einer peripheren Befestigungsscheibe. Die Teile der Lagervorrichtung ent-

sprechend der vorliegenden Erfindung und die damit verbundenen Teile sind einfach, billig und betriebssicher und insbesondere geeignet für die moderne Massenproduktion.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Axialkolbenmaschine,

F i g. 2 eine Ansicht einer vergrößerten Ausführung eines Lagerringes und

F i g. 3a und 3b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer Blattfeder für die Lagerung in vergrößerter Ausführung.

In Fig. 1 ist eine Axialkolbenmaschine 1 eines sogenannten· Knickachsentyps dargestellt, die eine Welle 2 aufweist, welche in einem Lagergehäuse gelagert ist und eine Antriebsscheibe 3 trägt, weiche wie an sich bekannt mit einer Vielzahl Lagerschafen versehen ist, und zwar zur Unterbringung der teilweise kugelförmigen Lagerenden einer Vielzahl Axialkolben 4, beispielsweise fünf Kolben.

Die Kolben 4 sind in entsprechenden, in einer Zylinderbüchse 6 angeordneten Zylinderbohrungen 5 bewegbar, wobei die Zylinderbüchse 6 zur Welle 2. geneigt und bezüglich der Drehung mit der Antriebsscheibe 3 synchronisiert ist Die Zylinderbüchse 6 ist drehbar auf in einem Gehäuse 8 befestigten zentralen Lagerstift 7 gelagert. Weiterhin wird die Zylinderbüchse 6 nachgiebig gegen eine Ventilscheibe 9 gedrückt, und zwar an der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 8, welche geschlossen ist

Für die Axiallagerung der Zylinderbüchse 6 ist diese mit einer Laufringbahn 10 versehen, und zwar an der der Ventilscheibe 9 gegenüberliegenden Seite. Diese Laufringbahn 10 ist radial außerhalb der öffnungen der Zylinderbohrungen 5 der Zylinderbüchse angeordnet Die Laufringbahn 10 kann einen Lagerring 11 aufnehmen, der einen entsprechenden Querschnitt aufweist und aus geeignetem Material, vorzugsweise Stahl oder noch besser gesintertem Stahl, besteht

Um die erforderliche Axialspannkraft auf die Zylinderbüchse 6 vorzusehen, ist im Gehäuse 8 eine Blattfeder 12 befestigt, welche auf den Lagerring 11 drückt Obwohl die Blattfeder natürlich in verschiedener Weise ausgebildet sein kann, weist sie in diesem Fall eine Form auf, wie sie in den Fig.3a und 3b der Zeichnungen dargestellt ist Diese Blattfeder soll mit einem Ende im Gehäuse befestigt sein und am anderen freien Ende entsprechend einer Zweizinkengabel parallele Arme 12 a und 126 aufweisen. Die Enden der Arme 12a und 12f> können mit einer gewünschten und geeichten Federkraft gegen den Lagerring 11 wirken und so die Zylinderbüchse wie gewünscht axial gegen die Ventilscheibe 9 drücken. Um gleichzeitig zu vermeiden, daß der Lagerring !1 in die Drehbewegung der Zylinderbüchse mitgerissen wird, sind die Enden der Arme 12a und 12£> vorzugsweise derarJ ausgebildet, daß sie in entsprechende diametral im Lagerring 11 angeordnete Schlitzt 13 eingreifen.

Die Laufringbahn 10 in der Zylinderbüchse 6 kann jede beliebige geeignete Form aufweisen und besteht entsprechend der Darstellung in den Zeichnungen aus einem ringförmigen Teil, welcher in radialer Ebene mit einer nach außen angrenzenden, zylindrischen Ringfläche angeordnet ist. Wesentlich ist lediglich, daß eine genügende Radialfläche vorgesehen ist, damit geeignete Flächendrücke in der Axiallagerung erhalten werden, während die äußere zylindrische Ringfläche vorzugsweise geeignet ist, die ix^forderiiche Radialführung des Laeerrinees 11 vorzusehen. Natürlich können auch andere Querschnitte des Lagerrings für diese Laufbahn gewählt werden, sofern dies erforderlich ist.

Die Befestigung der Blattfeder 12 im Gehäuse 8 der Axialkolbenmaschine 1 kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. Im vorliegenden Fall erfolgt dies entsprechend der Darstellung in F i g. 1 durch eine Ausnehmung 14 an der Innenfläche der Wandung des Gehäuses 8, gegen deren Boden das Ende der Blattfeder 12 anliegen kann. In bestimmtem Abstand von der Ausnehmung 14 ist weiterhin eine Anlagefläche 15 im Gehäuse 8 vorgesehen, an der ein beweglicher Lager- oder Stützstift 16 für die Befestigung der Feder angeordnet ist Dieser Stützstift 16 ist vorzugsweise ein zylindrischer Stift, beispielsweise aus Stahl, und erstreckt sich quer zur Blattfeder 12. Die Befestigung der Blattfeder 12 zwischen dem Boden der Ausnehmung 14 und der peripheren Oberfläche des austauschbaren zylindrischen Stützstiftes 16 bringt den großen Vorteil mit sich, daß ein und dieselbe Art einer Blattfeder 12 leicht derart angebracht werden kann, daß über den Lagerring 11 und die Laufbahn 10 dadurch Anla^kräfte verschiedenster Größe gegen die Zylinderbüchse 6 bewirkt werden können, daß für den auf der Anlagefläche 15 angeordneten austauschbaren zylindrischen Stützstift 16 verschiedene Durchmesser gewählt werden.

Durch geeignete Ausbildung der Anlagefläche 15 auf der Innenfläche der Wandung des Gehäuses 8 und benachbarte Wandteile kann die Feder auf einfachste Weise längsverlaufend lokalisiert werden.

Der größte Vorteil der Axiallagerung entsprechend der Erfindung besteht dank ihrer speziellen Ausbildung in einem Bereich, der als Totraum gilt Dies ist insbesondere ein Bereich in der Zylinderbüchse 6, welcher meist hinsichtlich der Wirkungsweise und der Dimensionierung ohne Bedeutung ist. Der Übergangsbereich zwischen der Zylinderbüchse 6 und dem Schrägzahnkranz 6a für die Synchronisationsübertragung der Antriebsscheibe 3 stellt einen Raum dar, der weiterhin nicht benötigt wird. Die Anordnung der Laufbahn mit dem Lagerring 11 darin bedeutet weder eine Beeinflussung der radialen noch der axialen Dimensionierung der Zylinderbüchse. Schließlich wird eine sehr einfache Lagerung erzielt, die billig in der Herstellung und betriebssicher ist.

Die Lagervorrichtung entsprechend Her Erfindung erlaubt darüber hinaus eine einfache Herstellung der Zylinderbüchse, da der Zahnkranz 6a als separates Teil hergestellt werden kann und winkelig durch eine Vielzahl von axialen Führungsstifen am Ende der Zylinderbüchse befestigt ist Schließlich kann der Zahnkranz über die Andrückkräfie der Lagerungsvorrichtung gesichert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Axiallagerung für die Zylinderbuchse in einer Axialkolbenmaschine, insbesondere eines sogenannten Knickachsentyps, wobei die Achse der Zylinderbuchse zur Achse einer Antriebsscheibe geneigt ist und wobei die Zylinderbüchse drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, welches an einem Ende offen ist und durch Federkraft am anderen geschlossenen Ende des Gehäuses gegen eine Ventilscheibe gedrückt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine längliche Blattfeder (12) ist, die mit einem Ende an der Innenseite des Gehäuses (8) befestigt ist und mit dem anderen Ende an einem in einer Laufbahn (10) angeordneten Lagerring (11) anliegt, wobei die Laufbahn (10) radial außerhalb der öffnungen der Zylinderbohrungen (5) an dem Ende der Zylinderbüchse (6) angeordnet ist, die der Ventilscheibe (9)gegenüber liegt

Z Axiallagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (12) an dem am Lagerring (11) anliegenden Ende als mit zwei parallelen Armen (12a, 126^ versehener Bügel ausgebildet ist, wobei die Arme in entsprechende, im Lagerring (11) vorgesehene Schlitze (13) eingreifen.

3. Axiallagerung nach einem der Ansprüche 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (12) mit einem Ende derart angeordnet ist, daß dieses sich zwischen einem Ort (14) im Gehäuse (8) und einem Su.tzstift (16) erstreckt, wobei der Stützstift (16) auf einer Anlapefläche 'IS) im Abstand vom Ort (14) im Gehäuse (8) angeordnet ist und sich quer zur Feder erstreckt und austaus -hbar ist, damit ein Wechsel der Federkrümmung und somit der Andrückkraft durch geeignete Wahl des Stiftdurchmessers möglich ist.