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PATENTANWÄLTE &-4830 Uüt-.rsloh, Venßstra3e 5PATENT ATTORNEYS &-4830 Uüt-.rsloh, Venßstra3e 5
liefen: (052 41)13054ran: (052 41)13054
Dipl.-Ing. Gustav Meldau Datum: 27.09.91Dipl.-Ing. Gustav Meldau Date: 27.09.91
Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß Unser Zeichen: Sch 878Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß Our reference: Sch 878
HerrMister
Jörg SchwarzbichJörg Schwarzbich
Werther Straße 15Werther Street 15
4800 Bielefeld 14800 Bielefeld 1
Taumelscheiben-LaqerunqSwashplate Laqerunq
Die Erfindung bezieht sich auf eine Taumelscheiben-Lagerung, beispielsweise für den Antrieb von Flüssigkeitspumpen, bestehend aus
mittels eines Verbindungsmittels auf dem Ende der Antriebswelle befestigten Schale, deren Rand gegenüber einer rechtwinkligen Ebene
zur Wellenachse geneigt ist um einen Winkel, der dem Hub der Pumpenstößel entspricht und auf dem, unter Zwischenschaltung eines
Wälzlagers eine Scheibe gelagert ist, gegen die die Pumpenstößel anliegen, wobei der äußerste Randbereich der Schale einen
rechtwinklig aufgebogenen Flansch aufweisen kann, der die Lagerung der Scheibe umgibt und die Welle unmittelbar an der Verbindung mit
der Schale in einem Radial lager gelagert ist.The invention relates to a wobble plate bearing, for example for driving liquid pumps, consisting of a shell fastened to the end of the drive shaft by means of a connecting means, the edge of which is inclined relative to a plane perpendicular to the shaft axis by an angle that corresponds to the stroke of the pump tappets and on which, with the interposition of a rolling bearing, a disk is mounted against which the pump tappets rest, wherein the outermost edge region of the shell can have a flange bent up at a right angle, which surrounds the bearing of the disk and the shaft is mounted in a radial bearing directly at the connection with the shell.
Wenngleich derartige bekannte Taumelscheiben-Lagerungen verhältnis-Although such known swashplate bearings are relatively
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mäßig einfach aufgebaut sind und auch leicht zu montieren sind, ist
ihre Herstellung verhältnismäßig kostspielig. Die Schale mit dem gegenüber ihrer zentrischen Befestigung geneigten Rand besteht aus
tiefgezogenem und -geformtem Stahlblech und erfordert Formwerkzeuge für mehrere aufeinanderfolgende Fertigungsschritte die erhebliche
Kosten verursachen. Damit kann jeweils nur eine einzige Form einer Schale hergestellt werden, also nur eine bestimmte Neigung gegenüber
der drehenden Antriebsachse dargestellt. Damit ist mit einer bestimmten Form, also einer Schale bestimmter Neigung, eine Taumelscheiben-Lagerung
für nur einen bestimmten Typ von über Stößel angetriebene Flüssigkeitspumpen ausführbar. Insbesondere bei stößelangetriebenen
Flüssigkeitspumpen, die von einer Taumelscheibe betätigt werden, ist jedoch ohne bzw. nur bei unwesentlicher Änderung der
Bauart bzw. des Aufbaus die Möglichkeit gegeben, durch Änderung des
Stößelhubes die Förderleistung bzw. Volumenleistung der Pumpe zu verändern und es gibt stößelgetriebene Flüssigkeitspumpen in Baureihen,
die sich im wesentlichen nur durch die verschiedene Schrägstellung der Taumelscheibe und damit unterschiedliche Hubhöhen für die
Stößel unterscheiden. Für jede unterschiedliche Hubhöhe, das heißt,
für jede unterschiedliche Schrägstellung der Taumelscheibe gegenüber
ihrer Antriebsdrehachse, ist es jedoch erforderlich, eine gesonderte Schale bzw. eine entsprechend geformte aus starkem Stahlblech tiefgezogene Schale herzustellen, mit den eingangs schon erwähnten sehr
hohen Kosten, unter anderem für die Formwerkzeuge.are relatively simple in design and are also easy to assemble,
their production is relatively expensive. The shell with the edge inclined relative to its central fastening is made of
deep-drawn and formed sheet steel and requires molds for several consecutive production steps which incur considerable
costs. This means that only one form of shell can be produced at a time, i.e. only one specific inclination relative to
the rotating drive axis. This means that with a specific form, i.e. a shell with a specific inclination, a swash plate bearing
can only be implemented for a specific type of tappet-driven liquid pump. However, in particular with plunger-driven liquid pumps that are operated by a swash plate, it is possible to change the pump's delivery capacity or volume output by changing the plunger stroke without or only with insignificant changes to the design or structure, and there are plunger-driven liquid pumps in series that essentially only differ in the different inclination of the swash plate and thus different stroke heights for the plungers. For each different stroke height, that is, for each different inclination of the swash plate relative to its drive axis of rotation, it is necessary to produce a separate shell or a correspondingly shaped shell deep-drawn from strong sheet steel, with the very high costs already mentioned at the beginning, including for the molds.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Taumelscheiben-Lagerung
der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß auf einfache und wirtschaftliche Art der Neigungswinkel der Taumelscheibe in gewünschten
Winkeln eingerichtet werden kann, ohne daß der Gesamtaufbau zu ändern ist und die Montage allgemein vereinfacht und erleichtert
wird. Dabei soll eine einzige Standardform einer aus Stahlblech tiefgezogenen und -gepreßten oder auch anderweitig hergestellten
Schale verwendbar sein.The invention has the task of designing a swash plate bearing of the generic type in such a way that the angle of inclination of the swash plate can be set to the desired angle in a simple and economical manner without having to change the overall structure and assembly is generally simplified and made easier. A single standard form of a shell made of deep-drawn and pressed sheet steel or manufactured in another way should be usable.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Taumelscheiben-Lagerung der gattungsgemäßen
Art nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Durchbruch für die Antriebswelle in dem Boden der Schale
zumindest in Richtung der Neigung des Schalenrandes größer ist, als der Durchmesser der Antriebswelle im Bereich des Durchbruches und
die Schale in einem von 90° zur Achse der Antriebswelle abweichenden
Winkel an dem die Schale mit der Antriebswelle verbindenden Mittel festgelegt ist.To solve this problem, a swash plate bearing of the generic type according to the invention is characterized in that the central opening for the drive shaft in the bottom of the shell is larger, at least in the direction of the inclination of the shell edge, than the diameter of the drive shaft in the area of the opening and the shell is fixed at an angle deviating from 90° to the axis of the drive shaft to the means connecting the shell to the drive shaft.
Zur Befestigung der Schale wird üblicherweise eine Schraubmutter
verwendet, mit der die Schale von ihrer Innenseite her auf dem mit Schraubgewinde versehenen Ende der Antriebswelle und ggfs. ihrer Lagerung
festgelegt wird. Es könnte auch ein Wellenstumpf, ggfs. mit angeformtem Kopf, durch die zentrale Öffnung in der Schale hindurchgesteckt
und in ein in der Antriebswelle vorgesehenes Innengewinde eingeschraubt werden, um die Schale fest mit der Antriebswelle zu
verbinden. Diese Verbindungsmittel in Form einer Schraubmutter oder eines Wellenstumpfes werden erfindungsgemäß mit der Schale fest verbunden,
beispielsweise durch Schweißen, also beispielsweise unter Verwendung einer Schweißmutter oder durch Nieten, und zwar in der
gewünschten Winkelstellung der Schale gegenüber der Drehachse der
Antriebswelle und sodann auf die Antriebswelle aufgeschraubt. Durch
Verwendung einer Standardschale, die einen bestimmten mittleren Anstellwinkel bzw. eine mittlere Schrägstellung gegenüber der Mittelachse
hat, lassen sich durch die genannte Schweiß- oder Nietverbindung mit dem Befestigungsmittel in Form der Mutter oder des Wellenstumpfes
von dem Standardwinkel abweichende Schrägstellungen bzw. Winkel und damit Hubhöhen darstellen, wobei diese unterschiedlichen
Winkelstellungen nach beiden Seiten etwa 10° betragen können. Demnach
läßt sich erfindungsgemäß mit einer Standardschale der Taumelscheibenantrieb
für eine ganze Baureihe von mit Stößel angetriebenen Flüssigkeitspumpen ausbilden, dadurch, daß lediglich bei der Verbin-To fasten the shell, a screw nut is usually used, with which the shell is secured from the inside to the screw-threaded end of the drive shaft and, if applicable, its bearing. A shaft stub, if applicable with a molded-on head, could also be pushed through the central opening in the shell and screwed into an internal thread provided in the drive shaft in order to firmly connect the shell to the drive shaft. According to the invention, these connecting means in the form of a screw nut or a shaft stub are firmly connected to the shell, for example by welding, i.e. for example using a weld nut or by riveting, in the desired angular position of the shell in relation to the axis of rotation of the drive shaft and then screwed onto the drive shaft. By using a standard shell that has a certain average angle of attack or an average inclination relative to the central axis, inclinations or angles that deviate from the standard angle and thus stroke heights can be created by the aforementioned welded or riveted connection with the fastening means in the form of the nut or the shaft stub, whereby these different angular positions can be about 10° on both sides. According to the invention, the swash plate drive for a whole series of tappet-driven liquid pumps can therefore be designed with a standard shell, in that only the connection
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dung der Schale mit ihrem Befestigungsmittel in Form einer Schweißung
oder Vernietung die erwünschten unterschiedlichen Winkel für die verschiedenen Leistungstypen einer Baureihe eingestellt werden.By connecting the shell with its fastening means in the form of a weld
or rivet, the desired different angles can be set for the different power types of a series.
Nach einer vorteilhaften Ausbildung ist die Taumelscheiben-Lagerung
nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißmutter mit einem Bund versehen ist, der als Auflage auf dem inneren Ring des
Radial lagers dient und die Stärke des Materials der Schale überragt. Dabei kann dieser Bund an der Schweißmutter als Schweiß- oder Nietbund
zur Verbindung mit der Schale ausgebildet sein.According to an advantageous embodiment, the swash plate bearing according to the invention is characterized in that the weld nut is provided with a collar which serves as a support on the inner ring of the radial bearing and projects beyond the thickness of the material of the shell. This collar on the weld nut can be designed as a weld or rivet collar for connection to the shell.
Bei der Verwendung eines Wellenstumpfes als Verbindungsmittel kann
an diesem ebenfalls vorteilhaft ein Bund ausgebildet sein, der als Auflage auf dem inneren Ring des Radial lagers dient und die Stärke
des Materials der Schale überragt, wobei auch hier dieser Bund als Schweiß- oder Nietbund zur Verbindung mit der Schale ausgebildet
sein kann.When using a shaft stub as a connecting means, it can also advantageously have a collar formed on it, which serves as a support on the inner ring of the radial bearing and projects beyond the thickness of the material of the shell, whereby this collar can also be designed as a welded or riveted collar for connection to the shell.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Taumelscheiben-Lagerung
nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig des Wälzlagers, das zwischen der Schale und der Scheibe angeordnet
ist, mit angeformten Vorsprüngen versehen ist, von denen einer, am Außenrand radial vorstehend, in eine gegenüberliegend, in
die Innenseite des Flansches an der Schale eingeformte Rinne eingreift und ein weiterer, radial fortgeführt, den Außen- oder Innenrand
der Scheibe über- und hintergreift. Für den Fall, daß an der Scheibe ein Flansch nicht angeformt ist, sind die an den Käfig angeformten
Vorsprünge vorteilhaft derart ausgebildet, daß sie, auf der Außenseite, sowohl den Schalenrand als auch den Rand der Scheibe
übergreifend, diese mit in entsprechende VertiefungsriIlen an Schalenrand
und Scheibenrand einschnappende Nocken halten.According to a particularly advantageous embodiment, the swash plate bearing according to the invention is characterized in that the cage of the roller bearing, which is arranged between the shell and the disk, is provided with molded-on projections, one of which, protruding radially on the outer edge, engages in an opposite groove molded into the inside of the flange on the shell, and another, continuing radially, engages over and behind the outer or inner edge of the disk. In the event that a flange is not molded onto the disk, the projections molded onto the cage are advantageously designed in such a way that, on the outside, they overlap both the shell edge and the edge of the disk, holding them with cams that snap into corresponding recessed grooves on the shell edge and disk edge.
Nach dieser Ausführungsform ist es möglich, sämtliche Teile vorzu-According to this embodiment, it is possible to pre-assemble all parts
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montieren und zusammenzuhalten, so daß sie beispielsweise vom Hersteller der Lagerungen, fertig vormontiert, an die verschiedenen
Pumpenhersteller geliefert werden und auch auf Lager gelegt werden können, ohne daß die verschiedenen Teile auseinanderfallen. Bei dem
Hersteller der Pumpen ist dann die gesamte Taumelscheibe mit ihrer Lagerung vormontiert und damit zusammengefaßt einfach und schnell
einzubauen, so daß damit ein erheblicher Zeitgewinn erreicht ist und
vor allem Verluste durch Verlegen oder Verlieren von einzelnen Komponenten vermieden sind. Selbstverständlich ist auch die Verpackung
für den Versand dadurch wesentlich vereinfacht.assemble and hold together so that, for example, they can be delivered pre-assembled by the bearing manufacturer to the various pump manufacturers and can also be stored without the various parts falling apart. The entire swash plate with its bearing is then pre-assembled by the pump manufacturer and can thus be installed quickly and easily, thus saving a considerable amount of time and, above all, avoiding losses due to misplacing or losing individual components. Of course, this also makes packaging for shipping much easier.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf
die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawings. In the drawings:
Figur 1: Einen Längsschnitt durch einen Taumelscheibenantrieb;Figure 1: A longitudinal section through a swash plate drive;
Figur 2: Einen Längsschnitt durch einen Taumelscheibenantrieb mit gegenüber der Figur 1 abgeänderter Ausführung;Figure 2: A longitudinal section through a swash plate drive with a modified design compared to Figure 1;
Figur 3: Einen Schnitt durch den Randbereich des Taumelscheibenantriebes;Figure 3: A section through the edge area of the swash plate drive;
Figur 4: Einen Schnitt entsprechend Figur 3 nach einer anderen Ausführungsform.Figure 4: A section corresponding to Figure 3 according to another embodiment.
Nach Figur 1 ist in einem unterteilten Gehäuse 1 unterhalb der Trennwand 2, ein hier nicht dargestellter Antrieb angeordnet, der
aus einem Elektromotor und ggfs. einem nachgeschalteten Getriebe besteht. Von diesem Antrieb kommt die Antriebswelle 3, die in einem
Durchbruch der Trennwand 2 in einem Radiallager 4 gelagert ist und
darüber mit ihrem Ende hinausragt. Das Ende 5 der Antriebswelle 3
ist mit einem Außengewinde versehen.According to Figure 1, a drive (not shown here) is arranged in a divided housing 1 below the partition wall 2, which consists of an electric motor and possibly a downstream gear. The drive shaft 3 comes from this drive and is mounted in a radial bearing 4 in an opening in the partition wall 2 and protrudes beyond it with its end. The end 5 of the drive shaft 3 is provided with an external thread.
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Oberhalb der Trennwand 2 ist eine Taumelscheibe 6 mit ihrer Lagerung
angeordnet, die auf Stößel 7 einer hier nicht dargestellten oberhalb in dem Gehäuse 1 angeordneten Flüssigkeitspumpe wirkt. Es sind hier
lediglich zwei Stößel angedeutet. Im allgemeinen haben derartige
Flüssigkeitspumpen mit Taumelscheibenantrieb jedoch eine größere Anzahl von Stößeln, die auf einem Kreis um die Antriebswelle
verteilt sind und auf die Kolben der Flüssigkeitspumpe wirken. Es ist erkennbar, daß aufgrund der Schrägstellung der Taumelscheibe bei
deren Rotation die einzelnen Stößel 7 auf- und abbewegt werden, ggfs. unter der Wirkung einer an jedem Stößel angeordneten
Druckfeder für die Abwärtsbewegung.Above the partition wall 2, a wobble plate 6 with its bearing is arranged, which acts on the tappet 7 of a liquid pump (not shown here) arranged above in the housing 1. Only two tappets are indicated here. In general, however, such liquid pumps with wobble plate drive have a larger number of tappets, which are distributed in a circle around the drive shaft and act on the pistons of the liquid pump. It can be seen that due to the inclination of the wobble plate, the individual tappets 7 are moved up and down during its rotation, if necessary under the effect of a compression spring arranged on each tappet for the downward movement.
Die eigentliche Taumelscheibe 8 besteht aus einer Ronde, vorzugsweise aus starkem Stahlblech, die in ihrer Mitte mit einer
Öffnung 9 versehen ist. Diese zentrische Öffnung 9 ist eine Zugriffsöffnung zum Durchführen eines Werkzeuges.The actual swash plate 8 consists of a round plate, preferably made of strong sheet steel, which is provided with an opening 9 in its center. This central opening 9 is an access opening for passing through a tool.
Die Taumelscheibe ist nahe ihrem äußeren Umfang auf Rollen oder
Kugeln 10 gelagert, für die in der Unterseite der Taumelscheibe eine
Laufrille eingedrückt sein kann. Die Kugeln 10 sind in einem Lagerkäfig 11 gehalten und stützen sich auf den Rand 12 einer Schale
13 ab, wobei in dem Rand 12 ebenfalls Laufrinnen für die Kugeln 10
eingedrückt sein können.The swash plate is mounted near its outer circumference on rollers or balls 10, for which a running groove can be pressed into the underside of the swash plate. The balls 10 are held in a bearing cage 11 and are supported on the edge 12 of a shell 13, whereby running grooves for the balls 10 can also be pressed into the edge 12.
Die Schale 13 besteht vorzugsweise aus tiefgezogenem und -gedrücktem
Stahlblech. Die mittlere Vertiefung 14 in der Schale 13 ist derart ausgebildet, daß der Außenrand 12 der Schale gegenüber der zentralen
vertieften Fläche 15 in einem schrägen Winkel steht. Die Differenz zwischen dem höchsten Punkt des Schalenrandes 12 (auf der linken
Seite der Zeichnung) und dem tiefsten Punkt des Schalenrandes 12 (auf der rechten Seite der Zeichnung) entspricht dem Hub der
Pumpenstößel 7.The shell 13 is preferably made of deep-drawn and pressed steel sheet. The central recess 14 in the shell 13 is designed such that the outer edge 12 of the shell is at an oblique angle to the central recessed surface 15. The difference between the highest point of the shell edge 12 (on the left-hand side of the drawing) and the lowest point of the shell edge 12 (on the right-hand side of the drawing) corresponds to the stroke of the pump tappets 7.
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Die Schale 13 ist in ihrem eingetieften Boden 15 mit einem zentralen
Durchbruch 16 versehen. Durch diesen Durchbruch ragt das mit Schraubgewinde versehene Ende 5 der Antriebswelle 3 hindurch. Auf
dieses Ende ist eine Schraubmutter 17 aufgeschraubt, die an ihrer Unterseite oder Auflagefläche einen Bund 18 aufweist. Dieser Bund 18
legt sich nach dem Aufschrauben von oben gegen die Auflagefläche des
inneren Ringes 4a des Wälzlagers 4, während sich eine Durchmessererweiterung 19 der Antriebswelle 3 gegen die Unterseite
dieses inneren Ringes 4a des Wälzlagers 4 anlegt und somit dieser Ring nach dem Aufschrauben der Mutter 17 zwischen deren Bund 18 und
der Durchmessererweiterung 19 der Antriebswelle 3 eingepreßt ist.The shell 13 is provided with a central opening 16 in its recessed base 15. The end 5 of the drive shaft 3, which is provided with a screw thread, protrudes through this opening. A screw nut 17 is screwed onto this end, which has a collar 18 on its underside or support surface. This collar 18 lies against the support surface of the inner ring 4a of the roller bearing 4 after being screwed on from above, while a diameter extension 19 of the drive shaft 3 lies against the underside of this inner ring 4a of the roller bearing 4 and thus this ring is pressed between the collar 18 and the diameter extension 19 of the drive shaft 3 after the nut 17 has been screwed on.
Es ist erkennbar, daß der an die Mutter 17 angeformte Bund 18 eine
größere Höhe hat, als der Materialstärke des Bodens 15 der Schale 13 entspricht und der zentrale Durchbruch in der Schale 16 einen
größeren Durchmesser hat, als dem Durchmesser des Bundes 18 an der Mutter 17 entspricht. Die Mutter 17 ist, nach diesem
Ausführungsbeispiel, an ihrem unteren Außenrand mit dem Boden 15 der
Schale 13 verschweißt, mittels einer Schweißnaht 20. Mutter 17 und
Schale 13 sind demnach fest miteinander verbunden, die Schale 13 der Taumelscheibenlagerung ist also an dem Verbindungsmittel mit der
Antriebswelle 3, der Mutter 17, festgelegt. Die Mutter 17 mit der
daran festgelegten Schale 13 wird auf das mit Außengewinde versehene Ende 5 der Antriebswelle 3 aufgeschraubt, wobei ein durch die
zentrale Öffnung 9 der Taumelscheibe 8 hindurchgestecktes Werkzeug verwendet wird. Dieses Werkzeug ist beispielsweise mit vorstehenden
Stiften versehen, die in entsprechende Einsenkungen auf der Oberseite der Mutter 17 eingreifen. Die Mutter 17 wird fest
angeschraubt, so daß die Auflagefläche ihres Bundes 18 auf der
Oberseite des inneren Ringes 4a der Lagerung 4 der Antriebswelle 3 aufliegend, die Durchmessererweiterung 19 auf der gegenüberliegenden
Seite des Ringes 4a der Lagerung 4 fest angezogen hat und der Ring zwischen denIt can be seen that the collar 18 formed on the nut 17 has a greater height than the material thickness of the base 15 of the shell 13 and the central opening in the shell 16 has a larger diameter than the diameter of the collar 18 on the nut 17. According to this embodiment, the nut 17 is welded to the base 15 of the shell 13 at its lower outer edge by means of a weld seam 20. The nut 17 and the shell 13 are therefore firmly connected to one another, and the shell 13 of the swash plate bearing is thus fixed to the connecting means with the drive shaft 3, the nut 17. The nut 17 with the shell 13 fixed to it is screwed onto the end 5 of the drive shaft 3 provided with an external thread, using a tool inserted through the central opening 9 of the swash plate 8. This tool is provided, for example, with protruding pins that engage in corresponding recesses on the top of the nut 17. The nut 17 is screwed on tightly so that the bearing surface of its collar 18 rests on the top of the inner ring 4a of the bearing 4 of the drive shaft 3, the diameter extension 19 on the opposite side of the ring 4a of the bearing 4 is tightened tightly and the ring is between the
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Flächen fest eingespannt ist. Damit ist die Schale 13 der Taumelscheiben-Lagerung fest mit der Antriebswelle verbunden.surfaces. The shell 13 of the swash plate bearing is thus firmly connected to the drive shaft.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 2 ist der an die Schraubmutter 17 angeformte Bund 18 mit einer größeren Höhe ausgeführt. Die
Schweißverbindung 20 zwischen der Mutter 17 und der Schale 13 bzw. ihrem Boden 15 ist derart vorgenommen, daß die Schale 13 selbst gegenüber der Mutter 17 in einem Winkel geneigt ist. Dies ist aus der
Figur 2 daraus zu erkennen, daß auf der linken Seite der Boden 15 der Schale 13 unmittelbar gegen die Unterseite der Mutter anliegt,
während auf der rechten Seite der Zeichnung der Boden 15 einen Abstand gegenüber der Unterseite der Mutter aufweist. Um eine derartige Variation der Winkelstellung der Schale 13 gegenüber der Mutter
17 bei der Schweißverbindung zu erreichen, hat der zentrale Durchbruch 16 im Boden 15 der Schale 13 einen größeren Durchmesser als
das Ende der Antriebswelle 3 - hier dargestellt durch den Bund 18 an der Schweißmutter 17. Dieser größere Durchmesser muß nicht notwendigerweise kreisrund sein, er kann auch ellipsenförmig ausgebildet
sein, wobei die lange Achse der Ellipse mit der Fall-Linie der Schräge der Taumelscheibe 8 übereinstimmt. Eine derartige ellipsenförmige Ausbildung des Durchbruchs 16 im Boden 15 der Schale 13 hat
den Vorteil, daß bei der Verbindung zwischen Schale und Mutter ein zusätzlicher Halt und damit zusätzliche Festigkeit gegeben ist,
durch das Anliegen der Ränder des Durchbruches 16 im Bereich der kurzen Achse der Ellipse an der Außenfläche des Bundes 18 der an die
Mutter 17 angeformt ist.In the embodiment according to Figure 2, the collar 18 formed on the screw nut 17 is designed with a greater height. The welded connection 20 between the nut 17 and the shell 13 or its base 15 is made in such a way that the shell 13 itself is inclined at an angle to the nut 17. This can be seen from Figure 2 from the fact that on the left-hand side the base 15 of the shell 13 lies directly against the underside of the nut, while on the right-hand side of the drawing the base 15 is at a distance from the underside of the nut. In order to achieve such a variation in the angular position of the shell 13 relative to the nut 17 during the welded connection, the central opening 16 in the base 15 of the shell 13 has a larger diameter than the end of the drive shaft 3 - here represented by the collar 18 on the welded nut 17. This larger diameter does not necessarily have to be circular, it can also be elliptical, with the long axis of the ellipse coinciding with the fall line of the slope of the swash plate 8. Such an elliptical design of the opening 16 in the base 15 of the shell 13 has the advantage that the connection between the shell and the nut is provided with additional support and thus additional strength, due to the edges of the opening 16 in the area of the short axis of the ellipse resting on the outer surface of the collar 18 which is formed on the nut 17.
Nach dem Aufschrauben und Festziehen der Mutter 17 auf dem mit Aussengewinde versehenen Ende 5 der Antriebswelle 3 in der vorbeschriebenen Weise, ist wiederum der Innenring 4a der Lagerung 4 der Antriebswelle 3 zwischen den beiden Flächen, Unterseite des Bundes 18
der Mutter 17 einerseits und Durchmesservergrößerung 19 der Antriebswelle 3, fest eingespannt und damit eine feste Verbindung zwi-After screwing and tightening the nut 17 on the end 5 of the drive shaft 3 provided with an external thread in the manner described above, the inner ring 4a of the bearing 4 of the drive shaft 3 is again firmly clamped between the two surfaces, the underside of the collar 18 of the nut 17 on the one hand and the diameter enlargement 19 of the drive shaft 3, thus creating a firm connection between
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sehen der Antriebswelle 3 und der Taumelscheiben-Lagerung hergestellt. Die unterschiedliche Winkelstellung der Taumelscheibe in den
beiden Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 2 ist erkennbar an den eingezogenen strichpunktierten Hilfslinien, die jeweils die
Drehachsen der Antriebswelle einerseits und der Taumelscheiben-Lagerung andererseits darstellen und sich an der Oberkante des Durchbruchs der Taumelscheibe 8 kreuzen. Es ist erkennbar, daß die Winkelstellung zwischen der Schale 13 und der Mutter 17 beim Verschweißen der beiden Teile miteinander in einem beträchtlichen Winkelbereich nach beiden Seiten zu verändern ist. Mit einer einzigen
Schale 13 lassen sich daher aufgrund der bei der Schweißverbindung erreichten unterschiedlichen Winkelstellung sämtliche Hubhöhen einer
Taumelscheiben-Lagerung für die gesamte Baureihe von Flüssigkeitspumpen darstellen. Es ist nicht mehr erforderlich für jede unterschiedliche erwünschte Hubhöhe eine hierzu besonders ausgebildete
und geformte Schale 13 zu verwenden.see the drive shaft 3 and the swash plate bearing. The different angular position of the swash plate in the two embodiments according to Figures 1 and 2 can be seen from the drawn-in dash-dotted auxiliary lines, which represent the axes of rotation of the drive shaft on the one hand and the swash plate bearing on the other hand and which cross at the upper edge of the opening of the swash plate 8. It can be seen that the angular position between the shell 13 and the nut 17 can be changed in a considerable angular range in both directions when the two parts are welded together. With a single shell 13, all lifting heights of a swash plate bearing for the entire series of liquid pumps can therefore be represented due to the different angular positions achieved during the welded connection. It is no longer necessary to use a specially designed and shaped shell 13 for each different desired lifting height.
Die Verbindung der Mutter 17 mit dem Boden 15 der Schale 13 kann
auch auf andere Weise als in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen hergestellt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Verschweißung zwischen dem Innenrand des Durchbruches 16 am Boden der
Schale und dem Bund 18 der an die Mutter 17 angeformt ist vorzunehmen. Dieser Bund 18 kann dazu auch als Schweißbund ausgebildet sein,
so daß es sich um eine Schweißmutter handelt, auch können auf der Unterseite der Mutter vorstehende Nocken angeformt sein, wie das bei
Schweißmuttern üblich ist. Eine andere Möglichkeit einer festen Verbindung zwischen Schale und Mutter besteht darin, beispielsweise den
Bund derart auszubilden, daß mit ihm eine Vernietung zwischen Mutter und Schale hergestellt werden kann, oder auch zwischen Mutter und
Schale besondere Nieten einzusetzen und festzuziehen.The connection of the nut 17 with the base 15 of the shell 13 can also be made in a different way than in the previously described embodiments. For example, it is possible to weld between the inner edge of the opening 16 at the base of the shell and the collar 18 which is formed on the nut 17. This collar 18 can also be designed as a weld collar, so that it is a weld nut, and protruding cams can also be formed on the underside of the nut, as is usual with weld nuts. Another possibility for a firm connection between the shell and the nut is, for example, to design the collar in such a way that it can be used to rivet the nut and shell, or to insert and tighten special rivets between the nut and shell.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel, das hier nicht gesondert
dargestellt ist, endet die Antriebswelle 13 in einem WellenstumpfAccording to another embodiment, which is not shown separately here, the drive shaft 13 ends in a shaft stub
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der mit einem Außengewinde in das Ende der Antriebswelle einschraubbar
ist. Dieser Wellenstumpf überragt das Lager 4 etwa in gleicher
Weise wie das mit Außengewinde versehene Ende 5 der Antriebswelle 3
nach den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen. Der Wellenstumpf 5
durchdringt einen entsprechenden Durchbruch 16 in der Schale 13, der in diesem Falle den Abmessungen des Wellenstumpfes angepaßt ist, also
einen größeren Durchmesser aufweist oder, wie schon beschrieben, elliptisch ausgebildet ist. Zwischen dem Boden der Schale und dem
Wellenstumpf wird ebenfalls eine feste Schweißverbindung hergestellt, bevor der Wellenstumpf dann eingesetzt und mit seinem Außengewinde
in das Innengewinde an der Antriebswelle eingeschraubt und festgezogen wird. Der Wellenstumpf kann auch mit einer erweiterten
Endkappe oder einem Kopf versehen sein, der zur Schweiß- oder Nietverbindung mit der Schale 13 dient. An diesem angeformten Kopf kann
sogar schon durch entsprechende Bearbeitung seiner Auflagefläche auf
dem Boden der Schale, beispielsweise durch Schleifen oder Fräsen, die erwünschte Winkelstellung der Schale festgelegt sein, so daß bei
der Schweiß- oder Nietverbindung zwischen Wellenstumpf und Schale eine besondere Vorrichtung nicht mehr erforderlich ist.which can be screwed into the end of the drive shaft with an external thread. This shaft stub projects over the bearing 4 in approximately the same way as the end 5 of the drive shaft 3 with an external thread according to the previously described embodiments. The shaft stub 5 penetrates a corresponding opening 16 in the shell 13, which in this case is adapted to the dimensions of the shaft stub, i.e. has a larger diameter or, as already described, is elliptical. A firm welded connection is also made between the bottom of the shell and the shaft stub before the shaft stub is then inserted and screwed with its external thread into the internal thread on the drive shaft and tightened. The shaft stub can also be provided with an extended end cap or a head that serves for welding or riveting to the shell 13. The desired angular position of the shell can even be determined on this molded head by appropriate machining of its contact surface on the bottom of the shell, for example by grinding or milling, so that a special device is no longer required for the welding or riveting connection between the shaft stub and the shell.
Die einzelnen Teile der Taumelscheiben-Lagerung, Scheibe 8, Käfig 11
mit den Wälzkörpern 10 sowie Schale 13 mit dem darin befestigten Verbindungsmittel, beispielsweise der Mutter 17, haben keinerlei Zusammenhalt
miteinander, und zwar auch dann nicht, wenn die Schale an ihrem Rand mit einem aufgestellten, umlaufenden Flansch zur Erhöhung
ihrer Festigkeit und Formbeständigkeit versehen ist. Dieser fehlende Zusammenhalt der einzelnen Bestandteile ist dadurch zu berücksichtigen,
daß sie bei Versand und Lagerung in besonderer Weise verpackt werden müssen und erst beim entgültigen Einbau zusammenzusetzen und
zu der Einheit zusammenzufügen sind. Dies erfordert einen größeren Aufwand und längere Zeiten bei der Montage, abgesehen davon, daß die
Gefahr von Vertauschungen und Verlust einzelner Bestandteile besteht. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist der aus Kunststoff be-The individual parts of the swashplate bearing, disk 8, cage 11
with the rolling elements 10 and shell 13 with the connecting means attached to it, for example the nut 17, have no cohesion
with one another, even if the shell is provided with a raised, circumferential flange on its edge to increase its strength and dimensional stability. This lack of cohesion of the individual components must be taken into account by the fact that they must be packaged in a special way during shipping and storage and only assembled and joined together to form the unit during final installation. This requires greater effort and longer assembly times, not to mention the risk of mixing up and losing individual components. In order to avoid these disadvantages, the plastic
- 11 - ■ ■: Sch 87C- 11 - ■ ■: Sch87C
stehende Lagerkäfig 12 derart ausgebildet, daß an seiner Außen- und/oder Innenseite Vorsprünge ausgebildet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 3 sind an der Außenseite in axialer Richtung verlaufende Vorsprünge 21 axial nach oben und 22 axial nach unten
angeformt, wobei die Außenfläche des Käfigs 11 und der daran angeformten Vorsprünge 21 und 22 eine gemeinsame zylindrische Mantelfläche
bilden. An den Enden der Vorsprünge 21 und 22 deren Höhe jeweils der Material stärke der Scheibe 8 und des Randes 12 der Schale
13 entspricht, sind nach innen vorstehende Nocken 23 und 24 angeformt, denen am Rand umlaufende Nuten bzw. Einnehmungen 25 und 26 an
den Rändern von Scheibe und Schale entsprechen. Die Außenflächen dieser Nocken 23 und 24 sind leicht abgeschrägt. Scheibe 8 und Schale
13 werden auf den Käfig 11 aufgesetzt und gegeneinandergedrückt
bis die Nocken 23 und 24 in die Einnehmungen 25 und 26 eingerastet sind - dadurch sind sämtliche Teile der Taumel seheiben-Lagerung sicher
miteinander verbunden und diese Lagerung kann als fertig vormontiertes Aggregat gelagert, versandt und montiert werden. Dabei
ist nach dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 3 eine durchgehende glatte äußere Mantelfläche vorhanden, die das gesamte Aggregat begrenzt
und insbesondere bei der Konstruktion und beim Einbau Vorteile bietet.The standing bearing cage 12 is designed in such a way that projections are formed on its outside and/or inside. In the embodiment according to Figure 3, projections 21 extending axially upwards and 22 extending axially downwards are formed on the outside in the axial direction, with the outer surface of the cage 11 and the projections 21 and 22 formed on it forming a common cylindrical surface. At the ends of the projections 21 and 22, the height of which corresponds to the material thickness of the disk 8 and the edge 12 of the shell 13, inwardly projecting cams 23 and 24 are formed, which correspond to circumferential grooves or recesses 25 and 26 on the edges of the disk and shell. The outer surfaces of these cams 23 and 24 are slightly bevelled. Disc 8 and shell
13 are placed on the cage 11 and pressed against each other
until the cams 23 and 24 are engaged in the recesses 25 and 26 - this means that all parts of the wobble disc bearing are securely
connected to each other and this bearing can be stored, shipped and assembled as a fully pre-assembled unit.
According to the embodiment shown in Figure 3, there is a continuous, smooth outer surface that borders the entire unit
and offers advantages in particular in terms of construction and installation.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 4 ist die Schale 13 mit
aufstehendem Verstärkungsflansch 27 an ihrem äußeren Rand versehen. Dabei ist in der inneren Winkelecke zwischen dem Rand 12 der Schale
und dem Flansch 27 eine Nut 28 eingeformt. Der Lagerkäfig 11 ist an dieser Stelle mit einem Vorsprung 29 versehen, der in diese Nut 28
eink Tippst.In the embodiment according to Figure 4, the shell 13 is provided with an upstanding reinforcing flange 27 on its outer edge. A groove 28 is formed in the inner corner between the edge 12 of the shell and the flange 27. The bearing cage 11 is provided at this point with a projection 29 which fits into this groove 28.
Weiterhin befindet sich an der Innenseite des Käfigs 11 ein axialer
Vorsprung 30 an dessen oberem Ende nach außen vorstehend einzelne oder umlaufende Nocken 31 angeformt sind, die an ihrer Außenseite
zweckmäßig eine Schrägfläche aufweisen. Diesen Nocken 31 entsprichtFurthermore, on the inside of the cage 11 there is an axial projection 30, at the upper end of which individual or circumferential cams 31 are formed, which protrude outwards and which expediently have an inclined surface on their outside. This cam 31 corresponds to
- 12 - : ; Sch 87C- 12 - : ; Sch87C
eine Nute oder ein Rücksprung 32 an der oberen Seite des Innenrandes
der Scheibe 8. Auch bei dieser Ausführungsform der Schale nach Figur 4 werden durch entsprechende Ausbildung des Lagerkäfigs 11 die einzelnen Teile der Taumelscheiben-Lagerung sicher zusammengehalten,
sie sind vormontiert zu einem zusammenhängenden Aggregat mit den vorbeschriebenen Vorteilen.a groove or a recess 32 on the upper side of the inner edge
of the disk 8. In this embodiment of the shell according to Figure 4, the individual parts of the swash plate bearing are held securely together by the appropriate design of the bearing cage 11,
they are pre-assembled to form a coherent unit with the advantages described above.
PATENTANWÄLTE l>-4830 Gü'erstch, VennstraßePATENT ATTORNEYS l>-4830 Gü'erstch, Vennstraße
Telefon: (0 52 41)130 54Telephone: (0 52 41)130 54
Dipl.-Ing. Gustav Meldau Datum: 27.09.91Dipl.-Ing. Gustav Meldau Date: 27.09.91
Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß Unser Zeichen: Sch Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß Our reference: Sch
SchutzansprücheProtection claims
01. Taumelscheiben-Lagerung, beispielsweise für den Antrieb
von Flüssigkeitspumpen, bestehend aus einer mittels eines Verbindungsmittels auf dem Ende der Antriebswelle befestigten
Schale deren Rand gegenüber einer rechtwinkligen Ebene zur Wellenachse geneigt ist um einen Winkel, der dem
Hub der Pumpenstößel entspricht und auf dem unter Zwischenschaltung eines Wälzlagers eine Scheibe gelagert ist,
gegen die die Pumpenstößel anliegen, wobei der äußerste Randbereich der Schale einen rechtwinklig aufgebogenen
Flansch aufweisen kann der die Lagerung und die Scheibe umgibt, und die Welle im Anschluß an die Verbindung mit
der Schale in einem Radial lager gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Durchbruch (16) für die
Antriebswelle in dem Boden (15) der Schale zumindest in Richtung der Neigung des Schalenrandes (12) größer ist als
der Durchmesser der Antriebswelle (13) im Bereich des Durchbruchs (16) und die Schale (13) in einem von 90° zur
Achse der Antriebswelle abweichenden Winkel an dem die Schale (13) mit der Antriebswelle (3) verbindenen Mittel
(17) festgelegt ist.01. Swashplate bearing, for example for driving liquid pumps, consisting of a shell which is fastened to the end of the drive shaft by means of a connecting means, the edge of which is inclined relative to a plane perpendicular to the shaft axis by an angle which corresponds to the stroke of the pump tappets and on which a disk is mounted with the interposition of a roller bearing, against which the pump tappets rest, whereby the outermost edge region of the shell can have a flange bent up at a right angle which surrounds the bearing and the disk, and the shaft is mounted in a radial bearing following the connection to the shell, characterized in that the central opening (16) for the drive shaft in the base (15) of the shell is larger, at least in the direction of the inclination of the shell edge (12), than the diameter of the drive shaft (13) in the region of the opening (16) and the shell (13) is at an angle deviating from 90° to the axis of the drive shaft at the means connecting the shell (13) to the drive shaft (3). (17) is laid down.
- 2 - .! Sch 878- 2 - .! Sch878
02. Taumelscheiben-Lagerung nach Anspruch I1 dadurch gekenn
zeichnet, daß das Verbindungsmittel eine Schraubmutter (17) mit Schweiß- oder Nietansätzen ist, wobei das Ende
(5) der Antriebswelle (3) als Gewinde ausgebildet ist.02. Swashplate bearing according to claim 1 1 , characterized in that the connecting means is a screw nut (17) with welded or riveted attachments, the end (5) of the drive shaft (3) being designed as a thread.
03. Taumelscheiben-Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Verbindungsmittel ein Wellenstumpf mit
Schweiß- oder Nietansätzen ist, der in die Antriebswelle (3) eingeschraubt ist.03. Swashplate bearing according to claim 1, characterized in that the connecting means is a shaft stub with welded or riveted attachments, which is screwed into the drive shaft (3).
04. Taumelscheiben-Lagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißmutter (17) mit einem Bund (18) versehen ist, der als Auflage auf
dem inneren Ring (4a) des Radial lagers (4) dient und die Stärke des Materials der Schale (13) überragt.04. Swashplate bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the weld nut (17) is provided with a collar (18) which serves as a support on the inner ring (4a) of the radial bearing (4) and projects beyond the thickness of the material of the shell (13).
05. Taumelscheiben-Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Durchbruch (16) in der Schale mit seinem vergrößerten Durchmesser an den Bund (18) der Schweißmutter
(17) oder des Wellenstumpfes angepaßt ist.05. Swashplate bearing according to claim 4, characterized in that the opening (16) in the shell with its enlarged diameter is adapted to the collar (18) of the weld nut (17) or the shaft stub.
06. Taumelscheiben-Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Bund (18) an der Schweißmutter (17) als Schweißbund zur Verbindung mit der Schale (13) ausgebildet
ist.06. Swashplate bearing according to claim 4, characterized in that the collar (18) on the weld nut (17) is designed as a weld collar for connection to the shell (13).
07. Taumelscheiben-Lagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (11) des Wälzlagers, das zwischen der Schale (13) und der Scheibe
(8) angeordnet ist, mit angeformten axialen Vorsprüngen (21, 22 bzw. 30) versehen ist, die an ihren Rändern mit07. Swashplate bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the cage (11) of the rolling bearing, which is arranged between the shell (13) and the disc (8), is provided with integrally formed axial projections (21, 22 or 30) which are provided at their edges with
- 3 - Sch 878- 3 - Sch878
Nocken (23, 24 oder 31) versehen sind, die in entsprechende Nuten oder Einnehmungen (25, 26 bzw. 32) an der Scheibe
(8) und der Schale (13) eingreifen, und wobei ein weiterer Nocken (29) unmittelbar an dem Käfig (11) angeformt sein
kann, der in eine Nute (28) bei einem ggfs. vorhandenen Randflansch (27) der Schale (13) eingreift.Cams (23, 24 or 31) are provided which engage in corresponding grooves or recesses (25, 26 or 32) on the disc (8) and the shell (13), and wherein a further cam (29) can be formed directly on the cage (11) which engages in a groove (28) in a possibly present edge flange (27) of the shell (13).