-
Schrägscheiben-Schwenklager für eine hydraulische
-
Axialkolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf ein Schrägscheiben-Schwenklager
für eine hydraulische Axialkolbenmaschine, bei der zwischen einer hohlzylindrischen
Lagerfläche für die Schrägscheibe im Gehäuse und einer teilzylindrischen Lagerfläche
der Schrägscheibe in einem bogenförmigen Käfig gehaltene Wälzlagersegmente angeordnet
sind, wobei an dem bogenförmigen Käfig in einer Lagerstelle radial verschieblich
und schwenkbar ein Mitnehmerhebel angeordnet ist, dessen eines Ende an einer Anlenkstelle
des Gehäuses schwenkbar gelagert ist und dessen anderes Ende an der Schrägscheibe
schwenkbar und in seiner Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist oder umgekehrt.
-
Ein Schwenklager dieser Art ist aus der DE-AS 25 21 312 bekannt geworden.
Dort ist ausgeführt, daß bei einer Schwenkbewegung der Schrägscheibe zur Verstellung
des Hubvolumens der Axialkolbenmaschine sich die Wälzlagersegmente, vorzugsweise
Rollenlager-Segmente, um die Hälfte der in Umfangsrichtung
der
zylindrischen Flächen gesehenen Bewegungsstrecke der Schrägscheibe bewegen. Diese
Bewegungsweite für die Lagersegmente ist nur dann theoretisch gegeben, wenn die
Wälzkörper bzw. Rollen eine reine Rollbewegung ausführen. In der Praxis, insbesondere,
wenn die Lagersegmente nicht unter Last stehen, treten aufgrund von großen Spiel
zahl en Schwingungen, Erschütterungen und Lagerverschiebungen des Käfigs auf. Um
diese Verschiebungen zu verhindern, ist der eingangs genannte Mitnehmerhebel vorgesehen.
-
Bei einer reinen Rollbewegung der Wälzkörper der Lagersegmente, d.h.,
wenn eine Lageverschiebung des Käfigs mit den Wälzkörpern (Gleiten, Rutschen) praktisch
nicht mehr möglich ist, ist der Geschwindigkeitsvektor des Mittelpunktes jedes Wälzkörpers
nur halb so groß wie der Geschwindigkeitsvektor des Punktes der zylindrischen Lagerfläche
der Schrägscheibe, an welcher dieser Wälzkörper anliegt. Im gleichen Verhältnis
(1:2) stehen auch die Wege der genannten Punkte zueinander. Die Geschwindigkeit
des Käfigs des Lagersegmentes ist gleich der Geschwindigkeit des Mittelpunktes jedes
Wälzkörpers. Unterschiedlich zu den beiden vorstehend genannten Punkten (Mittelpunkt
des Wälzkörpers und Anlagepunkt an der zylindrischen Lagerfläche der Schrägscheibe)
bewegen sich die Anlenkstellen des Mitnehmerhebels am Gehäuse bzw. an der Schrägscheibe
mit ihren Geschwindigkeiten auf verschiedenen Radien um den Schwenkpunkt der Schrägscheibe.
-
Aus der Lage der Anlenkstellen des Mitnehmerhebels auf der Schrägscheibe
bzw, dem Gehäuse ist sofort ersichtlichaß die Winkelgeschwindigkeiten und die Winkelwege
dieser Anlenkpunkte
in einem anderen Verhältnis 1:2 zueinander stehen.
Das Verhältnis ist abhängig von dem Schwenkwinkel der Schrägscheibe und auch bei
geometrisch günstiger Wahl des Abstandes der genannten Anlenkpunkte von der Lagerstelle
am Käfig ist es unmöglich, für alle Schwenkwinkel der Schrägscheibe die idealen
Anlenkstellen für den Mitnehmerhebel zu finden, so daß die Lagerstelle des Mitnehmerhebels
am Käfig in jeder Schwenkstellung der Schrägscheibe tatsächlich kinematisch richtig
auf der Verbindungslinie der Anlenkstellen des Mitnehmerhebels liegt. Mit anderen
Worten, ist in jeder Schwenkposition bei fest angeordneten Anlenkstellen des Mitnehmerhebels
am Gehäuse bzw. der Schrägscheibe ein kinematischer Fehler gegeben. Infolge dieses
Fehlers treten Zwangskräfte zwischen dem Mitnehmerhebel und der Lagerstelle am Käfig
auf, was zu Schäden führt.
-
Entsprechend ist in der genannten DE-AS 25 21 312 ausgeführt, daß
durch geeignete Wahl der Hebellängen des als Stab ausgebildeten Mitnehmerhebels
zwischen Anlenkstelle am Gehäuse und Anlenkstelle am Käfig einerseits und Lagerstelle
am Käfig und Anlenkstelle an der Schrägscheibe andererseits, sowie durch geeignete
Wahl der Lage der Anlenkstellen am Gehäuse und an der Schrägscheibe sich über einen
genügend großen Schwenkbereich der Schrägscheibe eine genügend genaue Einstellung
erreichen läßt. Dies gilt aber nur für kleine Schwenkwinkel der Schrägscheibe, Um
diese Unzulänglichkeit zu mildern, ist der Mitnehmerhebel als biegeelastischer Stab
ausgebildet worden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schrägscheiben-Schwenklager
der eingangs genannten Art eine kinematisch
exakte Nachführung
des Käfigs der Lagersegmente auch bei größeren Schwenkwinkeln der Schrägscheibe
zu erreichen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
die Anlenkrolle für das eine Ende des Mitnehmerhebels an dem Gehäuse oder der Schrägscheibe
exzentrisch an einem drehbar in dem Gehäuse oder der Schrägscheibe vorgesehenen
Lagerkörpers angeordnet ist, und an dem Lagerkörper ein Federelement angreift, welches
den Lagerkörper bei einer Verschwenkung des Mitnehmerhebels in seine Ausgangs-Drehstellung
zurückzudrehen sucht.
-
Der Erfindung liegt also der Gedanke zugrunde, daß zur kinematisch
richtigen Einstellung des Käfigs zumindest einer Anlenkstelle des Mitnehmerhebels
an der Schrägscheibe oder dem Gehäuse ermöglicht wird, in einem gewissen Bereich,
abhängig vom Schwenkwinkel der Schrägscheibe einen Lagewechsel vorzunehmen. Dies
wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene exzentrische Anordnung der Anlenkstelle
an einem in dem Gehäuse bzw. der Schrägscheibe drehbaren Lagerkörper erreicht.
-
Das an dem Lagerkörper angreifende Federelement, welches in zweckmässiger
Ausgestaltung der Erfindung von dem als biegeelastischer Federstab ausgebildeten
Mitnehmerhebel gebildet werden kann, wird der Käfig nicht nur in die theoretisch
gewünschte Position mitgenommen, sondern die Lagersegmente werden auch dann eingestellt,
wenn beispielsweise durch Reibung die Lagersegmente der Schwenkbewegung der Schrägscheibe
nicht genügend folgen. Das Federelement sorgt dafür, daß die Wälzlagersegmente in
die gewünschte Position gebracht werden und die Lagerstelle des Mitnehmerhebels
am
Käfig immer genau in die Verbindungslinie der Anlenkstellen am Gehäuse einerseits
und an der Schrägscheibe andererseits gedrückt wird. Es ist also eine positive Einstellwirkung
auf den Käfig erreicht und nicht nur eine reine Mitnahmewirkung.
-
Zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet. Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird anhand der
beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen Fig. 1 schematisch in einer Schnittansicht
und im Ausschnitt den Bereich der Lagerung der Schrägscheibe einer Axialkolbenmaschine
in ihrem Gehäuse; und Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-B in Fig. 1.
-
Die Schrägscheibe 1 einer nicht näher dargestellten Axialkolbenmaschine
weist eine zylindrische Lagerfläche 2 auf, die einer hohlzylindrischen Lagerfläche
3 im Gehäuseteile 4 gegenüberliegt. Der Hub der nicht dargestellten Kolben der Axialkolbenmaschine
wird in bekannter Weise durch Veränderung der Winkelstellung der Schrägscheibe 1
gegenüber der Achse 5 der nicht dargestellten Welle der Axialkolbenmaschiene verändert.
Dazu greift beispielsweise an der Schrägscheibe 1 eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung
an. In Fig.1 ist strichliert und mit dem Bezugszeichen 1' bezeichnet die Null-Schwenklage
der Schrägscheibe 1 dargestellt.
-
In dem Lagerspalt zwischen den Lagerflächen 2 und 3 ist ein Wälzlagersegment
6 angeordnet, dessen Wälzkörper 7 durch einen Käfig 8 geführt und gehalten werden.
Die Nachführvorrichtung für das Wälzlagersegment 6 besteht aus einem Mitnehmerhebel
9', der im Gehäuseteil 4 an einer Anlenkstelle 10 schwenkbar gelagert und in seiner
Längsrichtung verschieblich geführt ist. Dies ist dadurch verwirklicht, dass die
Anlenkstelle 10 durch einen drehbar in dem Gehäuseteil 4 gelagerten Lagerzapfen
11 gebildet ist, wobei der Mitnehmerhebel 9' in einer Querbohrung 12 des Lagerzapfens
11 verschieblich geführt ist.
-
Die Anlenkstelle des anderen Endes des Mitnehmerhebels 9' ist in einem
Lagerkörper 13 vorgesehen, und mit 14 bezeichnet. Der Lagerkörper 13 ist gemäß Fig.
2 in einer Bohrung 15 der Schrägscheibe 1 drehbar gelagert und die Lagerstelle 14
des Mitnehmerhebels 9' liegt exzentrisch zur Drehachse 15 des Lagerkörpers 13. Sie
wird durch eine in eine Bohrung 16 des Lagerkörpers 13 ragende Abkröpfung 17 des
Endes des Mitnehmerhebels 9' gebildet. In eine Ausnehmung 17 des Lagerkörpers 15
ragt eine Blattfeder 18, die bei 20 über einen Stift 21 drehbar in der Schrägscheibe
1 gelagert ist.
-
Die Lagerstelle des Mitnehmerhebels 9' in dem Käfig 8 wird durch eine
Uffnung 22 gebildet, durch welche der Mitnehmerstab 9' ragt.
-
Die Stellung des Mitnehmerhebels, in der dieser in Fig.1 mit 9' bezeichnet
ist, entspricht der Null-Schwenkstellung bzw. der Ausgangsstellung der Schrägscheibe,
die in Fig.1
strichliert dargestellt und mit 1' bezeichnet ist.
Die Stellung des Mitnehmerhebels, die mit 9 bezeichnet ist, entspricht der Schrägstellung
der Schrägscheibe, die mit 1 bezeichnet ist. In dieser Stellung ist in Fig.1 ersichtlich,
daß der Lagerkörper 13 mit der exzentrischen Anlenkstelle 14 des Mitnehmerhebels
9 verschwenkt worden ist unter Spannung und Verbiegung der Blattfeder 18, welche
bestrebt ist, den Lagerkörper 13 in die Ausgangsstellung zurückzubringen, in welcher
die Anlenkstellen 14 und 10 sowie die Lagerstelle 22 des Mitnehmerhebels 9' im Käfig
8 mit der Drehachse 15 des Lagerkörpers 13 fluchten.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Lagerkörper 13 mit der exzentrischen
Anlenkstelle 14 des Mitnehmerhebels 9' in der Schrägscheibe 1 angeordnet und die
Anlenkstelle 10, durch welche der Mitnehmerhebel 9' drehbar und in seiner Längsrichtung
verschiebbar angeordnet ist, im Gehäuseteil 4 vorgesehen. Es ist umgekehrt konstruktiv
möglich, den Lagerkörper in dem Gehäuseteil 4 vorzusehen und die dreh- und verschiebliche
Anlenkstelle des Mitnehmerhebels in der Schrägscheibe.
-
L e e r s e i t e