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Schrägsche1ben-Axtalkolbenmaschine
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Die Erfindung betrifft eine nach dem Schrägscheibenprinzip arbeitende
Axialkolbenmaschine mit einer Welle und mit einer mit dieser verbundenen Zylindertrommel,
deren eine Stirnfläche mittelbar oder unmittelbar gegen einen Steuerboden abgestutzt
ist und aus deren anderer Stirnfläche Kolben austreten, von den-en jeder mittels
eines Gleitschuhes gegen eine Schrägscheibe abgestützt ist, wobei jeder Gleitschuh
eine gegen die Schrägscheibe anliegende Platte und einen eine Kugelverbindung zwischen
Gleitschuh und Kolben aufnehmenden Hals aufweist, wobei gegen die der Schrägscheibe
abgewandte Seite der Platte des Gleitschuhes eine Niederhalteplatte anliegt, die
für jeden Gleitschuhhals eine Ausnehmung aufweist, wobei die Niederhalteplatte mit
dem Rand der Ausnehmung gegen die Platte des Gleitschuhes anliegt, wobei die Niederhalteplatte
in ihrem mittleren Bereich eine Ausnehmung mit hohl kugelförmiger Oberfläche aufweist,
gegen die eine entsprechend kugelkappenförmige Oberfläche eines Ringes anliegt,
der seinerseits durch die Kraft einer vorgespannten Feder derart belastet ist, daß
die Federkraft den Ring gegen die Niederhalteplatte und damit diese gegen die Rück-
seiten
der Platten der einzelnen Gleitschuhe und damit die Gleitschuhe auf die Schrägscheibe
drUckt (DE-OS 19 45 434, Seite 2, Zeilen 18 bis 20, DE-OS 21 30 514, Beschreibungseinleitung,
DE-OS 21 52 568).
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Um bei hohen Drehzahlen und damit hohen Verschiebegeschwindigkeiten
des Kolbens und damit großen Massenträgheitskräften bei der Umkehr der Bewegung
des Kolbens von der in den Zylinder eindringenden Bewegungsrichtung in die ausfahrende
Bewegungsrichtung sichern zu können, daß die Gleitschuhe nicht unter der Wirkung
der Massenträgheitskräfte von der Schrägscheibe abheben, muß die Kraft der Feder
sehr groß sein. Zusätzlich sind die gegebenenfalls auftretenden Saugkräfte am Kolben
zu berücksichtigen.
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Diese große Federkraft wirkt ständig auf die Rückseite der Gleitschuhe
und drückt diese gegen die Schrägscheibe auch bei geringen Drehzahlen und insbesondere
bei Stillstand, wenn die Maschine anlaufen soll. Diese große Kraft hat große Reibungskräfte
zwischen Gleitschuh und Schrägscheibe und zwischen Niederhalteplatte und Gleitschuhplatte
zur Folge,die unnötigen Energieverlust zur Folge haben und insbesondere beim Anlaufen
stören. Um wenigstens für die Reibung an der Stirnfläche der Zylindertrommel geringere
Belastungskräfte zu erzielen, ist es bereits bekannt, zwei verschiedene Andrückfedern
vorzusehen (DE-OS 21 30 514 und DE-OS 19 45 434). Das erfordert jedoch einen höheren
Bauaufwand.
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Um die genannten Nachteile einer hohen Reibungshidft zu vermeiden,
ist es auch bereits bekannt, die Niederhalteplatte fest mit dem Körper, an dem die
Schrägscheibe gebildet ist, derart zu verbinden, daß zwischen der der Schrägscheibe
zugewandten Seite der Niederhalteplatte und der Schrägscheibe ein fest vorgegebener
Abstand gebildet ist,der um ein geringes Spiel größer ist als die Dicke der Platten
der Gleitschuhe (DE-OS 28 04 912)
Obwohl derartige Anordnungen den
Eindruck erwecken, einen sehr einfachen Aufbau zu haben, zeigt sich in der Praxis,
daß der Herstellaufwand für die verschiedenen am Umfang anzuordnenden Teile, die
den Abstand der Niederhalteplattenfläche von der Schrägscheibenfläche bestimmen,
einen großen Bauaufwand erfordern, zumal zu berücksichtigen ist, daß die Niederhalteplatte
gegenüber der Drehachse exakt zentriert sein muß, damit die Hälse der Gleitschuhe
in den Bohrungen der Niederhalteplatte einwandfrei freigehen bzw.
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dann, wenn die Niederhalteplatte von den Gleitschuhen mitgenommen
wird, bei Änderung der Drehwinkelgeschwindigkeit des Umlaufes und damit in Umfangsrichtung
an der Niederhalteplatte auftretenden Massenträgheitskräften keine schlagartigen
Beanspruchungen auftreten.
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Die bekannten Anordnungen ebenso wie die Anordnung gemäß der Erfindung
sind sowohl bei als Pumpe arbeitenden als auch bei als Motor arbeitenden Axialkolbenmaschinen
anwendbar und sowohl bei Axialkolbenmaschinen, bei denen der Winkel der Schrägscheibe
gegenüber der Drehachse und damit das Hubvolumen pro Umdrehung einstellbar sind
oder auch bei solchen, bei denen der Winkel konstant ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die hohe Reibungskraft, die
durch unnötig starkes Andrücken der Gleitschuhe gegen die Schrägscheibe entsteht,
bei geringem Bauaufwand durch optimales Ausnutzen sowieso vorhandener Bauteile und
einwandfreier Zentrierung zu vermeiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung der Ring, der unter
der Wirkung der Kraft der Feder mit seiner kugelförmigen Oberifäche gegen die Niederhalteplatte
drückt, gegen einen mit der Welle verbundenen Anschlag abgestützt.
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Damit hat bei Anliegen gegen den Anschlag die Niederhalteplatte eine
definierte Lage gegenüber der Schrägscheibe
und die Kraft der Feder
wird nicht auf die Gleitschuhe, sondern auf den Anschlag übertragen. Trotzdem reicht
die Kraft der Feder aus, um auch bei großen Massenträgheitskräften und Saugkräften
ein Abheben der Gleitschuhe von der Schrägscheibe zu vermeiden. Die Feder aber ist
sowieso vorhanden, um die Zylindertrommel gegenden Steuerboden zu drücken.
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Dabei sind gemäß der Erfindung der Anschlag, der Ring, die Niederhalteplatte
und die Platten der Gleitschuhe derart bemessen, daß bei Anliegen des Ringes gegen
den Anschlag und bei Anliegen der Gleitschuhe gegen die Schrägscheibe zwischen Gleitschuhplatte
und Niederhalteplatte ein vorbestimmtes geringes Spiel besteht. Die Größe dieses
Spieles ergibt sich aus den jeweiligen konstruktiven Bedingungen und kann beispielsweise
1/100 mm bis 3/100 mm betragen, wobei gegebenenfalls diese genannten Werte die Grenzen
für die Fertigungstoleranz darstellen können. Bei der Festlegung des Spieles ist
die Bildung des Schmierfilmes beispielsweise durch Druckpolster zu berücksichtigen.
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Wie an sich bekannt, ist bei einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform
die Feder andererseits gegen die Zylindertrommel abgestützt.
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Es können auch mehrere Federn vorgesehen sein. Für hohe Drehzahlen
ist auch eine große Federkraft erforderlich, um ein Abkippen der Zylindertrommel
vom Steuerboden zu verhindern. Andererseits wird durch die Anordnung des Anschlages
gemäß der Erfindung erzielt, daß diese Federkraft nicht dauernd die Niederhalteplatte
auf die Gleitschuhe und dieSe auf die Schrägscheibe drückt und damit die genannten
hohen Reibungskräfte bewirkt.
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Der Anschlag kann aus einem Anschlagring bestehen, der seinerseits
gegen einen in eine Nut der Welle eingelassenen Seegerring abgestützt ist. Um zu
vermeiden, daß bei sehr hohen Drehzahlen der Seegerring unter der Wirkung der Fliehkraft
aufspreizt, kann vorgesehen sein, daß der Anschlagring oder der mit der Kugelfläche
versehene Ring eine hohlzylindrische Ausnehmung aufweist und derart über den Seegerring
geschoben ist, daß bei der Betriebslage, in der diese Ausnehmung den Seegerring
umgreift, ein Aufspreizen des Seegerringes vermieden ist. Zur Demontage muß dann
zunächst der den Seegerring umgreifende Ring verschoben werden und erst dann kann
der Seegerring aufgespreizt werden.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
eine Axialkolbenmaschine im Axialschnitt dargestellt.
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Das Gehäuse 1 ist durch eine Steuerbodenaufnahme 2, die in in der
Zeichnung nicht mehr dargestellter Weise mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, abgeschlossen.
Die Welle 3 ist mittels eines Wälzlagers 4 im Gehäuse 1 und mittels eines Wälzlagers
5 in der Steuerbodenaufnahme 2 gelagert. Die Zylindertrommel 6 liegt mit ihrer einen
Stirnseite gegen eine Steuerplatte 7 an, die ihrerseits gegen die Steuerbodenaufnahme
2 anliegt. In der Zylindertrommel 6 sind Zylinder 8 gebildet, wobei in jedem Zylinder
8 ein Kolben 9 verschiebbar ist. Jeder Kolben 9 ist gegen einen Gleitschuh abgestützt,
der eine Gleitschuhplatte 10 und einen Gleitschuhhals 11 aufweist. Die Gleitschuhe
10, 11 liegen mit ihrer Stirnfläche gegen die Schrägscheibe 12 an, die an eine Schrägscheibenkörper
13 gebildet ist, der seinerseits gegen einen Lagerkörper 14 abgestützt ist, der
wiederum seinerseits im Gehäuse 1 befestigt ist.
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Die Feder 15 stützt sich einerseits gegen einen Federstützring 16
ab, der sich seinerseits gegen einen Spreizring 17 abstützt, der in einz nut der
Zylindertrommel abgestützt ist. Andererseits stützt sich die Feder 18 gegen einen
Federstützring 19 ab, die auf mehreren, am Umfang gleichmäßig verteilten Stiften
20 abgestützt ist, wobei jeder Stift 20 durch eine Bohrung im Hals 21 der Zylindertromnel
6hindurchgeführt und in dieser gleitend verschiebbar ist. Jeder Stift 20 stützt
sich gegen den Ring 22 ab, der eine kugelkappenförmige Oberfläche 23 aufweist, mit
der dieser Ring 22 in einer entsprechend hohlkugelförmig gestalteten Ausnehmung
der Niederhalteplatte 24 abgestützt ist. Die Niederhalteplatte 24 weist für jeden
Gleitschuh 10, 11 eine Bohrung 25 auf und stützt sich auf ihrer der Schrägscheibe
12 zugewandten Seite mit dem Rand jeweils einer Bohrung 25 gegen die der Schrägscheibe
12 abgewandte Seite der einzelnen Gleitschuhplatten 10.
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Die Welle 3 und das Halsteil 21 der Zylindertrommel 6 sind mit einer
Verzahnung 26 zur Mitnahme der Zylindertrommel auf der Welle versehen.
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Insoweit entspricht die beschriebene Einrichtung dem bekannten Stand
der Technik.
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Der Ring 22 stützt sich mit seiner in der Zeichnung linken Stirnfläche
gegen einen Anschlagring 27, der seinerseits gegen einen Seegerring 28 anliegt,
der in eine Nut 29 der Welle 3 eingelassen ist.
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Während bei den Anordnungen gemäß dem bekannten Stand der Technik
die Kraft der Feder 15 die Niederhalteplatte 24 gegen die Gleitschuhplatten 10 und
damit diese gegen die Schrägscheibe 12 drückt, drückt bei der Ausgestaltungsform
gemäß der Erfindung die Kraft der Feder 15
den Ring 22 gegen den
Anschlagring 27, der seinerseits durch den .Seegerring 28 gegen die Welle 3 abgestützt
ist.
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Durch die Dimensionierung des Anschlagringes 27,des Seegerringes 28
und der Nut 29 und des Ringes 22 und der Niederhalteplatte 24 und der einzelnen
Platten 10 der Gleitschuhe 10, 11 wird erzielt, daß die der Schrägscheibe 12 zugewandte
Seite der Niederhalteplatte 24 bei Anliegen der vorgenannten Teile unter der Kraft
der Feder 15 einen Abstand hat, der um ein vorbestimmtes Spiel größer ist als die
Stärke (Dicke) der Gleitschuhplatten 10. Andererseits steht die volle Kraft der
Feder 15 zur Verfügung, um ein Abheben der Gleitschuhplatten 10 von der Schrägscheibe
12 unter der Wirkung von Massenträgheitskräften zu verhindern.
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