DE3442391C1

DE3442391C1 - Nachfuehreinrichtung fuer den Kaefig eines Segmentwalzlaegers einer Wiege,einer hydraulischen Axialkolbenmaschine in Schraegachsenbauart

Info

Publication number: DE3442391C1
Application number: DE3442391A
Authority: DE
Inventors: Guenter Ritter; Rolf Rohde
Original assignee: Hydromatik GmbH
Current assignee: Hydromatik GmbH
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1986-01-02
Also published as: US4858480A; EP0182354B1; EP0182354A3; EP0182354A2; DE3569778D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nachführeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine Nachführeinrichtung dieser Bauart ist in DE-OS 28 26 928 beschrieben und dargestellt.

Es ist der Zweck einer Nachführeinrichtung, zu verhindern, daß der die Wälzlagerelemente aufnehmende Käfig aus seinem ihm vorgegebenen Bewegungsbereich, nämlich aus seiner im Schwenklager günstigsten Lage, verrutscht. Beim Fehlen einer Nachführeinrichtung ist ein solches Verrutschen möglich, weil die Wälzlagerelemente nicht nur Rollbewegungen, sondern aufgrund des vorhandenen Lagerspiels auch Gleitbewegungen ausführen können, die aus schnellen Schwenkbewegungen und/oder Erschütterungen und/oder der Massenträgheit des Wälzlagersegments resultieren und zu den vorgenannten Lageverschiebungen des Wälzlagersegments führen. Hierdurch entsteht eine ungünstige Lage des oder der Lagersegmente zur Lastrichtung.
Die aus DE-OS 28 26 928 bekannte Nachführeinrichtung weist einen Winkelhebel auf, der um eine parallel zur Schwenkachse gerichtete Achse frei schwenkbar gelagert ist, der an seinem einen Ende mit dem Mitnehmer des Käfigs in Abtriebsverbindung steht und an seinem anderen Ende durch das Führungsglied in der gehäusefesten Führungsbahn geführt ist. Bei Schwenkbewegungen der Wiege schwenkt auch der Winkelhebel um seine Schwenkachse, und zwar jeweils in einer der Schwenkrichtung der Schiefscheibe entgegengesetzten Richtung.

Die bekannte Ausgestaltung ist vielgliedrig, sperrig und teuer in der Herstellung.

In DE-OS 26 25 298 ist eine Nachführvorrichtung beschrieben und dargestellt, die durch ein sich quer zum Wälzlagersegment erstreckendes Führungsglied gebildet ist, das an seinem einen Ende am Gehäuse und an seinem anderen Ende an der Wiege schwenkbar und längs verschiebbar gelagert ist. Etwa in der Mitte zwischen diesen Lagerstellen ist das Führungsglied durch ein Drehgelenk mit dem Käfig verbunden. Mit dieser bekannten Ausgestaltung läßt sich keine genaue Führung für den Käfig erreichen, weil ein Schwenkweg des Käfigs von 0,5mal Schwenkweg der Wiege nicht erreicht wird. Um daraus folgernde Zwängungen zu vermeiden wird gemäß weiterer in DE-OS 26 25 298 offenbarter Ausgestaltungen und einer damit prinzipiell vergleichbaren, in DE-OS 30 00 291 beschriebener Ausgestaltung das Führungsglied biegeelastisch ausgeführt. Auch dadurch ist keine genaue Führung für den Käfig erreichbar, weil das Wälzlagefsegment im elastischen Bereich des Führungsgliedes zu verrutschen vermag.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachführeinrichtung der eingangs bezeichneten Bauart konstruktiv zu vereinfachen und trotzdem eine kinematisch und geometrisch richtige Führung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist das Führungsglied zwar längs jeder Führungsnut bzw. jedes Führungsstegs verschiebbar, jedoch ergibt sich aufgrund der einander überkreuzenden Anordnung der Führungsnuten eine Zwangsführung für das Führungsglied. Diese Zwangsführung ermöglicht es, das Führungsglied unmittelbar mit dem Mitnehmer zusammenwirken zu lassen. Ein schwenkbar gelagerter Winkelhebel, wie er bei der vorbeschriebenen bekannten Ausgestaltung notwendig ist, entfällt deshalb.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der Schwenkbewegung der Wiege und der Bewegung des Wälzlagersegments durch die Neigungswinkel der Führungsnuten bestimmt Gleichmäßig große Neigungswinkel ergeben ein Übersetzungsverhältnis der Bewegungen von etwa 1 :2. Dagegen ergeben ungleiche Neigungswinkel grö-

ßere oder kleinere Übersetzungsverhältnisse."

Die im Anspruch 2 enthaltenen Merkmale führen zu einfachen Ausgestaltungen des Mitnehmers.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist zu berücksichtigen, daß aufgrund der unterschiedlichen Radien der Lagerflächen das Verhältnis zwischen der Bewegung des Wälzlagersegments und der Schrägscheibe nicht genau 1 :2 ist. Der Unterschied ist jedoch sehr geringfügig. Absolut genaue Übersetzungsverhältnisse

können durch die Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 3 bis 5 erreicht werden.

Die im Anspruch 6 enthaltenen Merkmale ergeben eine einfache Ausgestaltungsform für das Führungsglied, das in diesem Falle durch eine Kugel gebildet ist.

Je nach Platzbedarf und Konstruktion lassen sich gemäß den Ansprüchen 7 und 8 axiale oder radiale Ausrichtungen der durch die Führungsbahnen gebildeten Führung verwirklichen. Im Rahmen der Erfindung sind natürlich eine Vielzahl von Zwischenstellungen der Ausrichtung möglich. Hierzu steht theoretisch ein Bereich von etwa 180° zur Verfügung, in dem eine Vielzahl von verschiedenen Winkelstellungen des Mitnehmers bzw. der Führung gewählt werden können.

Nachfolgend werden 3 Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer vereinfachten Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Axialkolbenmaschine mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten Schrägscheiben-Schwenklager mit einer Nachführeinrichtung im teilweisen Längsschnitt;

Fig. 2 das Schrägscheiben-Schwenklager nach F i g. 1 bei O-Stellung und in etwas vergrößerter Darstellung;

Fig.3 einen Schnitt durch das Schrägscheiben-Schwenklager gemäß Linie III-III in F i g. 2;

F i g. 4 ein der F i g. 3 entsprechender Schnitt durch ein Schrägscheiben-Schwenklager als zweites Ausführungsbeispiel;

F i g. 5 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht eines Schrägscheiben-Schwenklagers als drittes Ausführungsbeispiel.

Gemäß F i g. 1 besteht die Axialkolbenmaschine aus einer Zylindertrommel 1, die auf einer Welle 2 angeordnet ist, wobei die Welle je nach Verwendung der Maschine als Pumpe oder als Motor, Antriebswelle oder Abtriebswelle ist. Die Welle 2 ist in einem nur mit den Gehäuseteilen 3 und 4 bezeichneten Gehäuse über Lager 5 und 6 gelagert. Innerhalb der Zylindertrommel 1 und innerhalb von Zylinderbohrungen 7 sind Kolben 8 angeordnet, die sich über Lagerschuhe 9 an einer Schrägscheibe abstützen. Die Schrägscheibe 10 weist eine zylindrische Lagerfläche 11 auf, die einer hohlzylindrischen Lagerfläche 12 im Gehäuseteil 3 gegenüberliegt. Der Hub der Kolben 8 in den Zylinderbohrungen 7 wird in bekannter Weise durch Veränderung der Winkelstellung der Schrägscheibe 10 gegenüber der Achse der Welle 2 verändert. Dazu greift beispielsweise an einen fest mit der Schrägscheibe 10 verbundenen Hebel 13 eine nicht dargestellte Verstellvorrichtung an. In dem Lagerspalt zwischen den Lagerflächen 11 und 12 ist ein Wälzlagersegment 14 angeordnet, dessen Wälzkörper 15 durch einen Käfig 16 geführt und gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Nachführeinrichtung ist allgemein mit 17 bezeichnet und umfaßt einen Mitnehmer 19 am Käfig 16, ein Führungsglied 21, das den Mitnehmer 19 in einem radial ausgerichteten Langloch 22 durchfaßt, und eine allgemein mit 23 bezeichnete erste Führung für das Führungsglied 21, die durch zwei Führungs-Führungsnuten 24,25, von denen die Führungsnut 24 in der Schrägscheibe 10 sichtbar ist, und die nicht sichtbare Führungsnut 25 im Gehäuseteil 3 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, zur Bewegungsrichtung 29 bzw. zum jeweilig durch das Führungsglied 21 gehenden Radius R gleichmäßig geneigt, und zwar um die Winkel w. Die Führungsnuten 24, 25 überkreuzen sich und bilden somit eine Führungsstelle 31 für das Führungsglied 21, die sich immer im Kreuzungspunkt der Führungsnuten 24,25 befindet.

Das Führungsglied 21 wird durch eine Kugel 32 gebildet, und die Führungsnuten 24,25 sind entsprechend der Kugel 32 gerundet. Die Kugel 32 ist ohne nennenswertes Bewegungsspiel in den Führungsnuten 24,25 aufgenommen, d. h. der Durchmesser d der Kugel 32 entspricht der Summe aus den Nuttiefen t und dem Abstand a zwischen den Flächen 26, 27. Der gegenüber dem Käfig 16 rechtwinklig und radial einwärts abgewinkelte Mitnehmer 19 ist zwecks Wahrung eines beiderseitigen Bewegungsspiels dünner bemessen, als der Abstand a zwischen den Flächen 26,27 (F i g. 3).

Bei gleich großen, gegensinnigen Neigungswinkeln w verhalten sich beim Schwenken der Schrägscheibe 10 deren Schwenkweg b und der Schwenkweg c des Wälzlagersegments 14 wie 2:1. Der Unterschied der Schwenkwege b, c ist nach einer Schwenkung der Schrägscheibe 10 in F i g. 1 deutlich sichtbar.

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 unterscheidet sich vom ersten dadurch, daß die Flächen 26, 27, die Führungsnuten 24,25 und der Mitnehmer 19 sich nicht quer zu den Lagerflächen 11, 12 erstrecken, sondern parallel zu diesen. Die Flächen 26, 27 sind folglich in gleicher Weise kreisbogenförmig gekrümmt wie die Lagerflächen 11,12 und stellen somit seitliche Verbreiterungen der Lagerflächen 11,12 dar. Die Schrägscheibe 10 und das diese lagernde Gehäuseteil 3 sind bei diesem Ausführungsbeispiel entsprechend anders konstruiert.

Zur Realisierung der Fläche 27 ist das Gehäuseteil 3 weiter ausgenommen und die Schrägscheibe 10 weist einen seitlichen Ringansatz 31 auf, an dem die der Fläche 27 gegenüberliegende Fläche 26 ausgebildet ist. Die Führungsnuten 24, 25 verlaufen ebenfalls geneigt zur Bewegungsrichtung, die in der F i g. 4 senkrecht zur Zeichnungsebene gerichtet ist, und sie überkreuzen sich auch in der dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechender Weise. In F i g. 4 ist der geneigte und kreuzweise Verlauf der Führungsnuten 24,25 nicht sichtbar.

Wie schon erwähnt, verhalten sich bei gleich großen, gegensinnigen Neigungswinkeln w die Schwenkbewegungen b der Schrägscheibe 10 zu den Schwenkbewegungen c des Wälzlagersegments 14 wie 2:1. Der absolute Winkel (w+w) hat dabei keinen Einfluß auf die Übersetzung. Sind die Winkel w unterschiedlich zum Radius R geneigt, ergeben sich entsprechend unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse. Diese verändern sich dann aber je nach Schwenkstellung der Schrägscheibe 10, verursacht durch die auf dem Radius R wandernde Führungs- bzw. Kreuzungsstelle 31 (Kraftan

nuten 24, 25 gebildet ist, die in einander gegenüberlie- 60 griffspunkt) des Führungsgliedes 21. Der Übersetzungsgenden Flächen 26, 27 (F i g. 3) eingearbeitet sind, die fehler ist abhängig von der absoluten Neigung der Fühsich senkrecht zu den Lagerflächen 11,12 und senkrecht zur Schwenkachse 28 der Schrägscheibe 10 erstrecken. Das Langloch 22 stellt eine zweite Führung 20 für das Führungsglied 21 dar, die radiale Relativbewegungen 65

zwischen dem Führungsglied 21 und dem Mitnehmer 19 ermöglicht.
Wie am deutlichsten in F i g. 2 zu erkennen ist, sind die rungsnuten 24,25. Der Übersetzungsfehler läßt sich dadurch eliminieren, daß wenigstens eine Führungsnut 24, 25 gekrümmt verläuft, wie es in der F i g. 5 als drittes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die in der Schrägscheibe 10 verlaufende Führungsnut 25 gekrümmt, und zwar — von der Schwenkachse 28 aus gesehen — konvex gekrümmt.

Eine weitere Möglichkeit, sowohl das Übersetzungsverhältnis zu verändern als auch Übersetzungsfehler zu eliminieren besteht darin, die durch das Langloch 22 gebildete Kulissenführung zum Radius R geneigt oder auch gleichzeitig gekrümmt auszubilden. Dabei bedarf es natürlich einer Übereinstimmung aller drei Führungsbahnen.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Führung 23 durch andere Führungen zu bilden, z. B. durch Führungsstege, deren Führungsquerschnitt unterschiedlich sein kann. Entsprechende Führungsflächen sind dann auch am Führungsglied 21 auszubilden.

Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Führungsnuten 24,25 durch Führungsstege zu ersetzen. Führungsstege unterscheiden sich von Führungsnuten lediglich dadurch, daß sie von den Flächen 26,27 abheben und stellen somit äquivalente Führungsmittel dar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Nachführeinrichtung eines Käfigs eines Segmentwäizlagers einer Wiege einer hydraulischen Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauart, wobei der Käfig einen Mitnehmer aufweist, der in Bewegungsrichtung des Käfigs formschlüssig und quer dazu mit Spiel beweglich ist und der Mitnehmer in einer gehäusefesten Führungsbahn geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn durch zwei gegensinnig zur Bewegungsrichtung des Käfigs geneigte und einander überkreuzende Führungsnuten (24,25) gebildet ist, wobei die der gehäusefesten Führungsnut (25) gegenüberliegende Führungsnut (24) in einer der gehäusefesten Führungsnut gegenüberliegenden Fläche der Wiege angeordnet ist und daß das Führungsglied (21) in der Kreuzungsstelle (31) in den Führungsnuten (24 und 25) frei geführt ist.

2. Nachführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (19) einstückig am Käfig (16) angeformt ist und ein Langloch (22) zur Aufnahme des Führungsgliedes (21) aufweist.

3. Nachführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Führungsnuten (24 und 25) in der Schwenkebene gekrümmt ist.

4. Nachführeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch (22) im Mitnehmer (19) schräg zur Radialrichtung der Krümmung des Wälzlagersegmentes angeordnet ist.

5. Nachführeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch (22) gekrümmt ist.

6. Nachführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (21) eine Kugel ist.

7. Nachführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Führungsnuten (24 und 25) in der zylindrischen Lagerfläche (11) der Wiege und in der hohlzylindrischen Lagerfläche (12) im Gehäuseteil (3) erstrekken.

8. Nachführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Führungsnuten (24 und 25) in der Seitenfläche (26) der Wiege und in der ihr gegenüberliegenden Gehäusefläche (27) erstrecken.