EP0632200A1 - Drive mechanism for swash plate machine - Google Patents

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EP0632200A1
EP0632200A1 EP94109453A EP94109453A EP0632200A1 EP 0632200 A1 EP0632200 A1 EP 0632200A1 EP 94109453 A EP94109453 A EP 94109453A EP 94109453 A EP94109453 A EP 94109453A EP 0632200 A1 EP0632200 A1 EP 0632200A1
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EP
European Patent Office
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swash plate
shaft
drive shaft
bearing part
drive
Prior art date
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Application number
EP94109453A
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German (de)
French (fr)
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EP0632200B1 (en
Inventor
Thomas Heng
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KSB AG
Original Assignee
KSB AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP0632200B1 publication Critical patent/EP0632200B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C9/00—Oscillating-piston machines or pumps
    • F04C9/005—Oscillating-piston machines or pumps the piston oscillating in the space, e.g. around a fixed point

Definitions

  • the invention relates to a drive device for a swash plate machine, in which a swash plate is in section contact with the side walls of a conveying space and bears sealingly against the latter, so that independent conveying chambers are formed, and in which the swash plate has a swash plate shaft inclined to a drive shaft by one Wobble point is moved.
  • a swashplate machine works according to the following principle.
  • a swash plate shaft describing a cone about the central axis of the drive shaft, is moved. Due to the inclined position of the swash plate shaft with respect to the center axis of the drive shaft, a swash plate standing perpendicular to the swash plate shaft executes a wobble movement around a wobble point lying on the center axis of the drive shaft.
  • a separating web penetrating the swash plate and extending in the axial direction of the drive shaft divides the delivery chamber into a suction-side and a pressure-side part. Due to the swash plate moving along the side walls of the delivery chamber, two rotating delivery chambers with variable volume are created within the delivery room. The swashplate ideally abuts the side walls of the delivery chamber piece by piece.
  • a swash plate pump in which the swash plate is arranged in a delivery chamber, the housing wall surfaces of which are opposite to the swash plate and are conical.
  • the plane of the delivery chamber runs perpendicular to the drive shaft plane. Due to the swash plate arranged obliquely in the conveying space, the conveying chambers of variable volume are formed on both sides of the swash plate.
  • the swash plate moving in the delivery chamber is designed as a circular ring which is arranged with its inner diameter on a spherical surface of a swash plate hub. This spherical surface is mounted in correspondingly shaped counter surfaces of the pump housing enclosing the delivery chamber.
  • the swash plate shaft is supported in a rotor connected to the drive shaft.
  • the rotor is provided with an eccentric bore lying obliquely to the central axis of the drive shaft, in which two ball bearings are arranged which rest with their outer races on the wall of the bore and which guide one end of the swash plate shaft.
  • the end of the swashplate shaft describes a circle around the central axis of the drive shaft and the swashplate wobbles around the wobble point.
  • the drive axis is formed with an inclined section which describes a uniform double cone when the drive shaft rotates.
  • the center of the double cone is the wobble point.
  • a hub is supported by needle bearings on the inclined section to which the swash plate is connected.
  • the object of the invention is therefore to bring the swash plate into contact with the side walls of the delivery chamber in such a way that a good system is obtained and maintained during operation of the swash plate machine, so that the gap losses are small and tension is avoided.
  • the swashplate shaft is movably connected to the drive shaft in order to change its inclined position and is deflected into one of the largest possible inclined positions by one or more spring elements which are supported on the one hand on the swashplate shaft and on the other hand on the drive shaft.
  • the spring element Due to its flexibility, the spring element allows for the compensation of dimensional deviations and the rolling over of small foreign bodies without high forces or tension occurring.
  • the development according to claim 2 provides for connecting the drive shaft to the swash plate shaft via an articulated joint.
  • the spring element extends over the articulated joint and lies essentially parallel to the drive shaft.
  • the torque is transmitted to the swashplate shaft via the articulated joint.
  • the wobble point of the swashplate lies on the fold line of the articulated joint.
  • the development according to claim 6 provides a radially movable bearing part for mounting the swash plate shaft in the drive shaft, the bearing part being radially deflected by a spring element arranged essentially perpendicular to the drive shaft.
  • the guidance of the bearing part in the radial direction prevents the same from evading under increased driving force.
  • the bearing part can additionally be rotated about the central axis of the bolts.
  • the invention can also be advantageously applied to swash plate pumps.
  • swashplate machines operated as a turbine for example for measuring the flow rate.
  • a swash plate pump in which a swash plate shaft 1 is moved about a swash point 3 by a drive shaft 2, describing a double-conical surface.
  • the wobble point 3 coincides with the center of the Spherical surface 4 of the swash plate hub 5 and the spherical inner surface 6 of a ring 7 together.
  • These surfaces, together with conical side walls 8, 9 of a first, drive-side side part 10 having a central opening and a second side part 11 delimit a conveying chamber 12.
  • the central opening in the first side part 10 on the drive side serves for the implementation of the swash plate shaft 1.
  • the swash plate shaft 1 can be in different ways, e.g. Welding, screwing or the like, be connected to the swash plate hub 5.
  • the swash plate hub 5 can be made in one piece to achieve the greatest possible precision. Of course, a construction composed of several parts is also possible.
  • the outer edge of the swash plate 13 is preferably designed with a contour corresponding to the spherical inner surface 6 in order to achieve a dynamic seal.
  • the delivery chamber 12 is sealed against the interior of the pump by dynamic sealing between the spherical surface 4 and the corresponding spherical surfaces 14, 15 of the side parts 10, 11.
  • the swash plate hub 5 can also be supported at these points.
  • One end of the swash plate shaft 1 is guided in a bearing part 16 arranged at the end of the drive shaft 2 by means of a bearing.
  • 2 and 3 show an enlarged section of the drive train.
  • the outer race 17a of the bearing is located in the bearing part 16, the inner race 17b on the swash plate shaft 1.
  • the bearing part 16 is guided laterally and can be moved in the radial direction in the manner of a slide. In order to transmit the torque, the bearing part 16 is supported laterally against side walls 2a, 2b of the drive shaft 2.
  • the bearing part 16 is flattened on the contact surface of the spring element 18.
  • the spring element 18 is arranged perpendicular to the swash plate shaft 1 in the exemplary embodiment, but is not limited to this arrangement. Since the drive torque is transmitted transversely to the direction of action of the spring element 18 on the bearing part 16 held in the drive shaft 2, high drive torques can be transmitted.
  • the bearing part 16 is arranged substantially perpendicular to the central axis of the swash plate shaft 1. If the inclined position of the swashplate shaft changes around the wobble point 3, it is necessary for the drive train to be in a tension-free state that the position of the bearing part 16 changes.
  • the use of a roller bearing for guiding the swash plate shaft 1 in the bearing part 16 permits compensation in the axial direction of the swash plate shaft 1.
  • the bearing part 16 is provided on a side opposite each of the side walls 2a, 2b with a groove 31 into which a bolt arranged in the side walls 2a, 2b is provided 32 engages and serves as a pivot bearing.
  • the bolt 32 is inserted from the inside into the side walls 2a, 2b and has a head part widened in relation to a shaft.
  • the bearing part 16 When the bearing part 16 is mounted, the loosely inserted bolt 32 is secured. An additional screw connection is not necessary.
  • the bearing part 16 With the bolts 32, the bearing part 16 has two degrees of freedom of movement.
  • the groove 31 has the shape of an L, with one leg opening towards the drive shaft.
  • the rotation of the drive shaft 2 leads the end of the swash plate shaft 1, which is supported in the bearing part 16, on a circular path around the central axis of the drive shaft 2.
  • the swash plate shaft 1 tumbles around the swash point 3 without rotating itself about its own central axis and describes the outer surface of a double cone , whose common tip is at wobble point 3.
  • Rolling over a foreign body causes the following:
  • the swash plate 5 lifts off one of the side walls 8, 9, whereby the inclined position of the swash plate shaft 1 is reduced.
  • the reduction in the inclined position reduces the radial deflection of the end of the swash plate shaft 1 guided in the bearing part 16 and the bearing part 16 is pressed against the spring force of the spring element 18 toward the support wall 2c. Even minor mechanical deviations of the components themselves are compensated for without tension.
  • the swash plate shaft 19 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 21 via an articulated joint 20 which rotates.
  • the kink point passes through the wobble point 22 with its kink axis.
  • the swash plate shaft 19 is supported in a swash plate hub 23 by means of ball bearings 24, 25.
  • the ball bearings 24, 25 are held on the swash plate shaft 19 by shaft nuts 33.
  • Other spring shapes can also be used as the spring element 30 to generate the kink, for example a hairpin spring.
  • the swash plate 26 can lift off the side walls 27, 28 against the spring force of the spring element 30 in order to roll over foreign bodies or to compensate for mechanical inaccuracies.
  • the swash plate hub 23 and a drive shaft guide 36 are supported against one another via the toothing of a ring gear 34 connected to the swash plate hub 23 and a toothed ring 35 connected to the drive shaft guide 36 or the housing of the swash plate machine.
  • the ring gears 35, 36 are at an angle to each other and are always only in sections. Twisting can also be prevented by using a torsionally rigid bellows.
  • the swashplate 13 lies; 26 on the side walls 8, 9; 27, 28 of the delivery chamber 12; 29 on.

Abstract

In this drive mechanism, a swash plate 13 is in sectional contact with the side walls 8, 9 of a delivery cavity 12 and adjoins the latter in a sealing manner. By virtue of this arrangement, delivery chambers are formed which are independent of one another. The swash plate 13 is moved about a wobble point by a swash plate shaft 1 which is arranged obliquely with respect to a drive shaft 2. In order to achieve even contact of the swash plate 13 with the side walls 8, 9, and to avoid stresses as a result of geometric inaccuracy or rolling over foreign bodies, the swash plate shaft 1 is linked movably to the drive shaft 2, so that the tilted position of the swash plate can be varied, and is displaced, into the most extreme oblique position possible, by one or more spring elements 18 which on the one hand bear on the swash plate shaft 1 and on the other hand on the drive shaft 2. <IMAGE>

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Taumelscheibenmaschine, bei der eine Taumelscheibe in abschnittsweiser Berührung mit den Seitenwänden eines Förderraumes ist und dichtend an diesen anliegt, so daß voneinander unabhängige Förderkammern entstehen, und bei der die Taumelscheibe über eine schräg zu einer Antriebswelle stehende Taumelscheibenwelle um einen Taumelpunkt bewegt wird.The invention relates to a drive device for a swash plate machine, in which a swash plate is in section contact with the side walls of a conveying space and bears sealingly against the latter, so that independent conveying chambers are formed, and in which the swash plate has a swash plate shaft inclined to a drive shaft by one Wobble point is moved.

Eine Taumelscheibenmaschine funktioniert nach folgendem Prinzip. Dreht sich eine Antriebswelle, so wird eine Taumelscheibenwelle, einen Kegel um die Mittelachse der Antriebswelle beschreibend, bewegt. Durch die Schräglage der Taumelscheibenwelle bezüglich der Mittelachse der Antriebswelle führt eine senkrecht zu der Taumelscheibenwelle stehende Taumelscheibe in einem sie aufnehmenden Förderraum eine Taumelbewegung um einen auf der Mittelachse der Antriebswelle liegenden Taumelpunkt aus. Eine die Taumelscheibe durchdringender, sich in Achsrichtung der Antriebswelle erstreckender Trennsteg teilt den Förderraum in einen saugseitigen und einen druckseitigen Teil auf. Durch die sich an den Seitenwänden des Förderraumes entlang bewegende Taumelscheibe entstehen innerhalb des Förderraumes zwei umlaufende, in ihrem Volumen veränderliche Förderkammern. Die Taumelscheibe liegt idealerweise an den Seitenwänden des Förderraumes stückweise an.A swashplate machine works according to the following principle. When a drive shaft rotates, a swash plate shaft, describing a cone about the central axis of the drive shaft, is moved. Due to the inclined position of the swash plate shaft with respect to the center axis of the drive shaft, a swash plate standing perpendicular to the swash plate shaft executes a wobble movement around a wobble point lying on the center axis of the drive shaft. A separating web penetrating the swash plate and extending in the axial direction of the drive shaft divides the delivery chamber into a suction-side and a pressure-side part. Due to the swash plate moving along the side walls of the delivery chamber, two rotating delivery chambers with variable volume are created within the delivery room. The swashplate ideally abuts the side walls of the delivery chamber piece by piece.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE-AS 1 090 966 ist eine Taumelscheibenpumpe bekannt, bei der die Taumelscheibe in einem Förderraum angeordnet ist, deren der Taumelscheibe gegenüberliegende Gehäusewandflächen kegelig ausgebildet sind. Die Ebene des Förderraumes verläuft senkrecht zur Antriebswellenebene. Durch die schräg in dem Förderraum angeordnete Taumelscheibe werden beiderseits der Taumelscheibe die Förderkammern veränderlichen Volumens gebildet. Die sich in dem Förderraum bewegende Taumelscheibe ist als Kreisring ausgebildet, der mit seinem inneren Durchmesser auf einer Kugelfläche einer Taumelscheibennabe angeordnet ist. Diese Kugelfläche ist in entsprechend geformten Gegenflächen des den Förderraum einschließenden Pumpengehäuses gelagert.From DE-AS 1 090 966 a swash plate pump is known, in which the swash plate is arranged in a delivery chamber, the housing wall surfaces of which are opposite to the swash plate and are conical. The plane of the delivery chamber runs perpendicular to the drive shaft plane. Due to the swash plate arranged obliquely in the conveying space, the conveying chambers of variable volume are formed on both sides of the swash plate. The swash plate moving in the delivery chamber is designed as a circular ring which is arranged with its inner diameter on a spherical surface of a swash plate hub. This spherical surface is mounted in correspondingly shaped counter surfaces of the pump housing enclosing the delivery chamber.

Die Taumelscheibenwelle wird in einem mit der Antriebswelle verbundenen Rotor gelagert. Dazu ist der Rotor mit einer zur Mittelachse der Antriebswelle schräg liegenden, exzentrischen Bohrung versehen, in welcher zwei Kugellager, die mit ihren Außenlaufringen an der Wand der Bohrung anliegen und das eine Ende der Taumelscheibenwelle führen, angeordnet sind. Dreht sich der Rotor, so beschreibt das Ende der Taumelscheibenwelle einen Kreis um die Mittelachse der Antriebswelle und die Taumelscheibe führt eine Taumelbewegung um den Taumelpunkt aus.The swash plate shaft is supported in a rotor connected to the drive shaft. For this purpose, the rotor is provided with an eccentric bore lying obliquely to the central axis of the drive shaft, in which two ball bearings are arranged which rest with their outer races on the wall of the bore and which guide one end of the swash plate shaft. When the rotor rotates, the end of the swashplate shaft describes a circle around the central axis of the drive shaft and the swashplate wobbles around the wobble point.

Eine weitere Antriebsvorrichtung wird in der DE-PS 12 77 673 beschrieben. Um die Taumelbewegung zu erzielen, ist die Antriebsachse mit einem schräg gestellten Abschnitt ausgebildet, der bei der Rotation der Antriebswelle einen gleichmäßigen Doppelkegel beschreibt. Das Zentrum des Doppelkegels ist der Taumelpunkt. Über Nadellager stützt sich eine Nabe auf dem schräg gestellten Abschnitt ab, mit welcher die Taumelscheibe verbunden ist.Another drive device is described in DE-PS 12 77 673. In order to achieve the wobble movement, the drive axis is formed with an inclined section which describes a uniform double cone when the drive shaft rotates. The center of the double cone is the wobble point. A hub is supported by needle bearings on the inclined section to which the swash plate is connected.

Bei beiden Konstruktionen besteht eine Schwierigkeit darin, die Taumelscheibenwelle so zu führen, daß die Taumelscheibe während des gesamten Umlaufs möglichst gut an den Seitenwänden des Förderraumes anliegt, da die Taumelscheibe bei geringsten Abweichungen von dem berechneten Idealmaß, beispielsweise wegen Ungenauigkeiten der Wandflächen, Verzug der Bauteile durch Wärmedehnung oder durch Überrollen von Fremdkörpern nicht in der vorgesehenen Schräglage steht. Dadurch wird entweder die Taumelscheibe zu stark gegen die Seitenwände gepreßt und es treten hohe Kräfte durch Verspannungen auf, welche die Taumelscheibenmaschine und den antreibenden Motor zerstören können, oder es entsteht zwischen der Taumelscheibe und den Seitenwänden ein Spalt. Mit dem Spalt ergibt sich aufgrund der Spaltverluste ein verschlechteter Wirkungsgrad.In both constructions, there is a difficulty in guiding the swash plate shaft so that the swash plate lies as close as possible to the side walls of the delivery space during the entire revolution, since the swash plate with minimal deviations from the calculated ideal dimension, for example due to inaccuracies in the wall surfaces, distortion of the components due to thermal expansion or rolling over foreign bodies is not in the intended inclined position. As a result, either the swash plate is pressed too hard against the side walls and high forces occur due to tension, which can destroy the swash plate machine and the driving motor, or there is a gap between the swash plate and the side walls. The gap results in a deteriorated efficiency due to the gap losses.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, die Taumelscheibe so in Anlage an die Seitenwände des Förderraumes zu bringen, daß sich bei dem Betrieb der Taumelscheibenmaschine eine gute Anlage einstellt und erhalten bleibt, so daß die Spaltverluste klein sind und Verspannungen vermieden werden.The object of the invention is therefore to bring the swash plate into contact with the side walls of the delivery chamber in such a way that a good system is obtained and maintained during operation of the swash plate machine, so that the gap losses are small and tension is avoided.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Erfindungsgemäß ist die Taumelscheibenwelle zur Veränderung ihrer Schrägstellung mit der Antriebswelle beweglich verbunden und durch ein oder mehrere, sich zum einen an der Taumelscheibenwelle und zum anderen an der Antriebswelle abstützende Federelemente in eine größtmögliche Schrägstellung ausgelenkt.According to the invention, the swashplate shaft is movably connected to the drive shaft in order to change its inclined position and is deflected into one of the largest possible inclined positions by one or more spring elements which are supported on the one hand on the swashplate shaft and on the other hand on the drive shaft.

Mit der Erfindung wird der Nachteil eines starren Antriebsstranges mit einem starren Wellenwinkel der Taumelscheibenwelle durch den Einsatz eines elastischen Federelements zur Auslenkung der Taumelscheibenwelle und Erzielung eines möglichst großen, aber nachgiebigen Wellenwinkels vermieden.With the invention, the disadvantage of a rigid drive train with a rigid shaft angle of the swash plate shaft through the use of an elastic spring element for deflecting the swash plate shaft and Achieving the largest possible, but compliant shaft angle avoided.

Das Federelement erlaubt durch seine Nachgiebigkeit den Ausgleich von Maßabweichungen und das Überrollen kleinerer Fremdkörper, ohne daß dabei hohe Kräfte oder Verspannungen auftreten.Due to its flexibility, the spring element allows for the compensation of dimensional deviations and the rolling over of small foreign bodies without high forces or tension occurring.

Die Weiterbildung nach Anspruch 2 sieht vor, die Antriebswelle über ein Knickgelenk mit der Taumelscheibenwelle zu verbinden. Das Federelement erstreckt sich über das Knickgelenk und liegt im wesentlichen parallel zu der Antriebswelle. Das Drehmoment wird über das Knickgelenk auf die Taumelscheibenwelle übertragen. Der Taumelpunkt der Taumelscheibe liegt auf der Knicklinie des Knickgelenks.The development according to claim 2 provides for connecting the drive shaft to the swash plate shaft via an articulated joint. The spring element extends over the articulated joint and lies essentially parallel to the drive shaft. The torque is transmitted to the swashplate shaft via the articulated joint. The wobble point of the swashplate lies on the fold line of the articulated joint.

Um das Verdrehen der Taumelscheibe und die Gefahr des Anlaufens an den Trennsteg auszuschließen, ist in den Weiterbildungen nach Anspruch 3 bis 5 zwischen der nutierenden Taumelscheibennabe und dem feststehenden Gehäuse bzw. der Antriebswellenführung eine Vorrichtung zur drehsteifen Verbindung dieser Bauteile offenbart. Diese Verbindung kann beispielsweise durch ineinandergreifende Zahnräder oder durch einen drehsteifen Faltenbalg, beispielsweise aus Metall, verwirklicht werden.In order to exclude the twisting of the swash plate and the risk of tarnishing on the separating web, a device for torsionally rigid connection of these components is disclosed in the developments according to claims 3 to 5 between the nutating swash plate hub and the fixed housing or the drive shaft guide. This connection can be realized, for example, by intermeshing gear wheels or by a torsionally rigid bellows, for example made of metal.

Die Weiterbildung nach Anspruch 6 sieht ein radial bewegliches Lagerteil zur Lagerung der Taumelscheibenwelle in der Antriebswelle vor, wobei das Lagerteil durch ein im wesentlichen senkrecht zur Antriebswelle angeordnetes Federelement radial ausgelenkt wird.The development according to claim 6 provides a radially movable bearing part for mounting the swash plate shaft in the drive shaft, the bearing part being radially deflected by a spring element arranged essentially perpendicular to the drive shaft.

Die Führung des Lagerteils in radialer Richtung verhindert ein Ausweichen desselben unter erhöhter Antriebskraft.The guidance of the bearing part in the radial direction prevents the same from evading under increased driving force.

Wird die formschlüssige Verbindung aus Nut und Bolzen herbeigeführt, wobei es grundsätzlich keine Rolle spielt, welches Bauteil mit der Nut und welches mit dem Bolzen versehen ist, so läßt sich das Lagerteil zusätzlich um die Mittelachse der Bolzen drehen.If the form-fitting connection of the groove and the bolt is brought about, it is basically irrelevant which component is provided with the groove and which is provided with the bolt, the bearing part can additionally be rotated about the central axis of the bolts.

Die Ausführung der Nut in Form eines L erleichtert den Zusammenbau des Antriebsstranges.The design of the groove in the form of an L facilitates the assembly of the drive train.

Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise auch bei Taumelscheibenpumpen angewendet werden. Sie ist aber ebenso bei als Turbine betriebenen Taumelscheibenmaschinen, beispielsweise zur Messung der Durchflußmenge, möglich.The invention can also be advantageously applied to swash plate pumps. However, it is also possible in the case of swashplate machines operated as a turbine, for example for measuring the flow rate.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigt die

Fig. 1
eine Antriebsvorrichtung einer Taumelscheibenpumpe mit einem Antriebsstrang aus einer in der Antriebswelle gelagerter Taumelscheibenwelle, die
Fig. 2
einen vergrößerten Ausschnitt des Antriebsstranges, die
Fig. 3
eine vergrößerte Frontalansicht der Antriebswelle, die
Fig. 4
eine Antriebsvorrichtung einer Taumelscheibenpumpe mit Knickgelenk.
Two embodiments of the invention are explained with reference to the accompanying drawings. It shows the
Fig. 1
a drive device of a swash plate pump with a drive train from a swash plate shaft mounted in the drive shaft, the
Fig. 2
an enlarged section of the drive train, the
Fig. 3
an enlarged front view of the drive shaft, the
Fig. 4
a drive device of a swash plate pump with an articulated joint.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay of carrying out the invention

In Fig. 1 ist eine Taumelscheibenpumpe gezeigt, bei der eine Taumelscheibenwelle 1 durch eine Antriebswelle 2, eine doppelkegelförmige Fläche beschreibend, um einen Taumelpunkt 3 bewegt wird. Der Taumelpunkt 3 fällt mit dem Mittelpunkt der Kugelfläche 4 der Taumelscheibennabe 5 und der kugelförmigen Innenfläche 6 eines Ringes 7 zusammen. Diese Flächen begrenzen zusammen mit konischen Seitenwänden 8, 9 eines ersten, antriebsseitigen, eine Mittelöffnung aufweisenden Seitenteils 10 und eines zweiten Seitenteils 11 einen Förderraum 12. In dem Förderraum 12 befindet sich eine Taumelscheibe 13, welche auf der Kugelfläche 4 der Taumelscheibennabe 5 sitzt und über die Taumelscheibenwelle 1 in dem Förderraum 12 bewegt wird. Die Mittelöffnung in dem ersten, antriebsseitigen Seitenteil 10 dient zur Durchführung der Taumelscheibenwelle 1.1 shows a swash plate pump, in which a swash plate shaft 1 is moved about a swash point 3 by a drive shaft 2, describing a double-conical surface. The wobble point 3 coincides with the center of the Spherical surface 4 of the swash plate hub 5 and the spherical inner surface 6 of a ring 7 together. These surfaces, together with conical side walls 8, 9 of a first, drive-side side part 10 having a central opening and a second side part 11 delimit a conveying chamber 12. In the conveying chamber 12 there is a swash plate 13 which sits on the spherical surface 4 of the swash plate hub 5 and above the swash plate shaft 1 is moved in the delivery chamber 12. The central opening in the first side part 10 on the drive side serves for the implementation of the swash plate shaft 1.

Die Taumelscheibenwelle 1 kann auf unterschiedliche Arten, z.B. Verschweißen, Verschrauben o.ä., mit der Taumelscheibennabe 5 verbunden sein. Die Taumelscheibennabe 5 kann zur Erzielung größtmöglicher Präzision aus einem Stück gefertigt sein. Selbstverständlich ist aber auch eine aus mehreren Teilen zusammengesetzte Konstruktion möglich. Der äußere Rand der Taumelscheibe 13 ist zur Erzielung einer dynamischen Dichtung vorzugsweise mit einer der kugelförmigen Innenfläche 6 entsprechenden Kontur ausgebildet. Der Förderraum 12 ist gegen den Innenraum der Pumpe durch dynamische Dichtung zwischen der Kugelfläche 4 und den entsprechenden Kugelflächen 14, 15 der Seitenteile 10, 11 abgedichtet. Gleichzeitig kann die Taumelscheibennabe 5 an diesen Stellen auch gelagert sein.The swash plate shaft 1 can be in different ways, e.g. Welding, screwing or the like, be connected to the swash plate hub 5. The swash plate hub 5 can be made in one piece to achieve the greatest possible precision. Of course, a construction composed of several parts is also possible. The outer edge of the swash plate 13 is preferably designed with a contour corresponding to the spherical inner surface 6 in order to achieve a dynamic seal. The delivery chamber 12 is sealed against the interior of the pump by dynamic sealing between the spherical surface 4 and the corresponding spherical surfaces 14, 15 of the side parts 10, 11. At the same time, the swash plate hub 5 can also be supported at these points.

Ein Ende der Taumelscheibenwelle 1 ist in einem am Ende der Antriebswelle 2 angeordneten Lagerteil 16 mittels eines Lagers geführt. Die Fig. 2 und 3 zeigen einen vergrößerten Ausschnitt des Antriebsstranges. Der Außenlaufring 17a des Lagers befindet sich in dem Lagerteil 16, der Innenlaufring 17b auf der Taumelscheibenwelle 1. Das Lagerteil 16 ist seitlich geführt und in radialer Richtung in der Art eines Schiebers verschiebbar. Um das Drehmoment zu übertragen, stützt sich das Lagerteil 16 seitlich gegen Seitenwände 2a, 2b der Antriebswelle 2 ab.One end of the swash plate shaft 1 is guided in a bearing part 16 arranged at the end of the drive shaft 2 by means of a bearing. 2 and 3 show an enlarged section of the drive train. The outer race 17a of the bearing is located in the bearing part 16, the inner race 17b on the swash plate shaft 1. The bearing part 16 is guided laterally and can be moved in the radial direction in the manner of a slide. In order to transmit the torque, the bearing part 16 is supported laterally against side walls 2a, 2b of the drive shaft 2.

Ein zwischen dem Lagerteil 16 und einer zwischen den Seitenwänden 2a, 2b befindlichen Stützwand 2c am Ende der Antriebswelle 2 angeordnetes vorgespanntes Federelement 18 lenkt das Lagerteil 16 radial nach außen in eine Lage größtmöglicher Exzentrizität aus. Das Lagerteil 16 ist an der Auflagefläche des Federelements 18 abgeflacht. Das Federelement 18 ist im Ausführungsbeispiel senkrecht zur Taumelscheibenwelle 1 angeordnet, ohne sich aber auf diese Anordnung zu beschränken. Da das Antriebsmoment quer zur Wirkungsrichtung des Federelementes 18 auf das in der Antriebswelle 2 gehaltene Lagerteil 16 übertragen wird, sind hohe Antriebsmomente übertragbar.A prestressed spring element 18 arranged between the bearing part 16 and a support wall 2c located between the side walls 2a, 2b at the end of the drive shaft 2 deflects the bearing part 16 radially outward into a position of maximum eccentricity. The bearing part 16 is flattened on the contact surface of the spring element 18. The spring element 18 is arranged perpendicular to the swash plate shaft 1 in the exemplary embodiment, but is not limited to this arrangement. Since the drive torque is transmitted transversely to the direction of action of the spring element 18 on the bearing part 16 held in the drive shaft 2, high drive torques can be transmitted.

Das Lagerteil 16 ist im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der Taumelscheibenwelle 1 angeordnet. Verändert sich die Schrägstellung der Taumelscheibenwelle um den Taumelpunkt 3 herum, so ist es für einen verspannungsfreien Zustand des Antriebsstranges erforderlich, daß sich die Lage des Lagerteils 16 ändert. Der Einsatz eines Wälzlagers zur Führung der Taumelscheibenwelle 1 in dem Lagerteil 16 läßt einen Ausgleich in axialer Richtung der Taumelscheibenwelle 1 zu. Um weiterhin einen Winkelausgleich des Lagerteils 16 an den Seitenwänden 2a, 2b geführten Lagerteils 16 zu ermöglichen, ist das Lagerteil 16 an einer jeweils der Seitenwände 2a, 2b gegenüberliegenden Seite mit einer Nut 31 versehen, in welche ein in den Seitenwänden 2a, 2b angeordneter Bolzen 32 eingreift und als Drehlager dient.The bearing part 16 is arranged substantially perpendicular to the central axis of the swash plate shaft 1. If the inclined position of the swashplate shaft changes around the wobble point 3, it is necessary for the drive train to be in a tension-free state that the position of the bearing part 16 changes. The use of a roller bearing for guiding the swash plate shaft 1 in the bearing part 16 permits compensation in the axial direction of the swash plate shaft 1. In order to further enable an angular compensation of the bearing part 16 on the bearing part 16 guided on the side walls 2a, 2b, the bearing part 16 is provided on a side opposite each of the side walls 2a, 2b with a groove 31 into which a bolt arranged in the side walls 2a, 2b is provided 32 engages and serves as a pivot bearing.

Der Bolzen 32 wird von innen in die Seitenwände 2a, 2b gesteckt und weist ein gegenüber einem Schaft verbreitertes Kopfteil auf. Wenn das Lagerteil 16 montiert ist, ist der lose eingesteckte Bolzen 32 gesichert. Eine zusätzliche Verschraubung ist entbehrlich. Mit den Bolzen 32 verfügt das Lagerteil 16 über zwei Freiheitsgrade der Bewegung. Die Nut 31 hat die Form eines L, dessen einer Schenkel sich in Richtung zu der Antriebswelle hin öffnet.The bolt 32 is inserted from the inside into the side walls 2a, 2b and has a head part widened in relation to a shaft. When the bearing part 16 is mounted, the loosely inserted bolt 32 is secured. An additional screw connection is not necessary. With the bolts 32, the bearing part 16 has two degrees of freedom of movement. The groove 31 has the shape of an L, with one leg opening towards the drive shaft.

Nicht dargestellt ist eine Ausführung, bei welcher das Lagerteil 16 Bolzen aufweist, welche in eine Nut in den Seitenwänden 2a, 2b eingreifen. Diese Ausführung hätte den Vorteil, daß sich die Drehachse des Lagerteils 16 mit radialer Auslenkung der Taumelscheibenwelle 1 relativ zu dieser nicht verändert.An embodiment is not shown in which the bearing part 16 has bolts which engage in a groove in the side walls 2a, 2b. This embodiment would have the advantage that the axis of rotation of the bearing part 16 does not change with the radial deflection of the swash plate shaft 1 relative to the latter.

Nachfolgend wird die Funktion beschrieben. Die Drehung der Antriebswelle 2 führt das in dem Lagerteil 16 gelagerte Ende der Taumelscheibenwelle 1 auf einer Kreisbahn um die Mittelachse der Antriebswelle 2. Die Taumelscheibenwelle 1 taumelt um den Taumelpunkt 3 ohne sich selbst um ihre eigene Mittelachse zu drehen und beschreibt dabei die Mantelfläche eines Doppelkegels, dessen gemeinsame Spitze im Taumelpunkt 3 liegt. Die senkrecht zu der Taumelscheibenwelle 1 stehende Taumelscheibe 13 wälzt sich mit seinen Seitenflächen auf den Seitenwänden 8, 9 des Förderraumes 12 ab. Die Schrägstellung ist dabei von der Anlage der Taumelscheibe an die Seitenwände 8, 9 des Förderraumes 12 begrenzt. Wegen des Federelements 18 kann die Abwälzung der Taumelscheibe 13 auf den Seitenwänden 8, 9 selbst bei Überrollung von kleinen Unregelmäßigkeiten verspannungsfrei gestaltet werden.The function is described below. The rotation of the drive shaft 2 leads the end of the swash plate shaft 1, which is supported in the bearing part 16, on a circular path around the central axis of the drive shaft 2. The swash plate shaft 1 tumbles around the swash point 3 without rotating itself about its own central axis and describes the outer surface of a double cone , whose common tip is at wobble point 3. The swash plate 13, which is perpendicular to the swash plate shaft 1, rolls with its side surfaces on the side walls 8, 9 of the delivery chamber 12. The inclination is limited by the contact of the swash plate on the side walls 8, 9 of the delivery chamber 12. Because of the spring element 18, the rolling of the swash plate 13 on the side walls 8, 9 can be designed tension-free even when rolling over small irregularities.

Das Überrollen eines Fremdkörpers bewirkt folgendes: Die Taumelscheibe 5 hebt von einer der Seitenwände 8, 9 ab, wodurch die Schrägstellung der Taumelscheibenwelle 1 verringert wird. Die Verringerung der Schrägstellung verringert die radiale Auslenkung des in dem Lagerteil 16 geführten Endes der Taumelscheibenwelle 1 und das Lagerteil 16 wird gegen die Federkraft des Federelements 18 zu der Stützwand 2c hin gedrückt. Auch geringe mechanische Abweichungen der Bauteile selbst werden verspannungsfrei ausgeglichen.Rolling over a foreign body causes the following: The swash plate 5 lifts off one of the side walls 8, 9, whereby the inclined position of the swash plate shaft 1 is reduced. The reduction in the inclined position reduces the radial deflection of the end of the swash plate shaft 1 guided in the bearing part 16 and the bearing part 16 is pressed against the spring force of the spring element 18 toward the support wall 2c. Even minor mechanical deviations of the components themselves are compensated for without tension.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Taumelscheibenwelle 19 ist über ein mitdrehendes Knickgelenk 20 drehfest mit der Antriebswelle 21 verbunden. Die Knickstelle geht mit ihrer Knickachse durch den Taumelpunkt 22. In einer Taumelscheibennabe 23 ist die Taumelscheibenwelle 19 mittels Kugellager 24, 25 gelagert. Die Kugellager 24, 25 sind von Wellenmuttern 33 auf der Taumelscheibenwelle 19 gehalten. Dreht sich die Antriebswelle 21, so beschreibt die Taumelscheibenwelle die Mantelfläche eines Kegels mit einer Spitze im Taumelpunkt 22 und die Taumelscheibennabe 23 taumelt um den Taumelpunkt 22. Eine senkrecht auf der Taumelscheibennabe 23 stehende, über die Taumelscheibenwelle 19 bewegte Taumelscheibe 26 wird von einem sich in Längsrichtung über das Knickgelenk erstreckenden Federelement 30 an die Seitenwände 27, 28 der Pumpenkammer 29 gedrückt. Als Federelement 30 können auch andere Federformen zur Erzeugung der Abknickung verwendet werden, beispielsweise eine Haarnadelfeder.4 shows a further exemplary embodiment. The swash plate shaft 19 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 21 via an articulated joint 20 which rotates. The kink point passes through the wobble point 22 with its kink axis. The swash plate shaft 19 is supported in a swash plate hub 23 by means of ball bearings 24, 25. The ball bearings 24, 25 are held on the swash plate shaft 19 by shaft nuts 33. When the drive shaft 21 rotates, the swashplate shaft describes the outer surface of a cone with a tip at the wobble point 22 and the swashplate hub 23 wobbles around the wobble point 22. A swashplate 26 which is perpendicular to the swashplate hub 23 and moves over the swashplate shaft 19 becomes one Spring element 30, which extends longitudinally beyond the articulated joint, is pressed against the side walls 27, 28 of the pump chamber 29. Other spring shapes can also be used as the spring element 30 to generate the kink, for example a hairpin spring.

Die Taumelscheibe 26 kann zur Überrollung von Fremdkörpern oder zum Ausgleich von mechanischen Ungenauigkeiten von den Seitenwänden 27, 28 gegen die Federkraft des Federelements 30 abheben.The swash plate 26 can lift off the side walls 27, 28 against the spring force of the spring element 30 in order to roll over foreign bodies or to compensate for mechanical inaccuracies.

Zur Verhinderung des Verdrehens der Taumelscheibe 26 um die Mittelachse der Antriebswelle 21 sind die Taumelscheibennabe 23 und eine Antriebswellenführung 36 über die Verzahnung eines mit der Taumelscheibennabe 23 verbundenen Zahnkranzes 34 und eines mit der Antriebswellenführung 36 oder dem Gehäuse der Taumelscheibenmaschine verbundenen Zahnkranzes 35 gegeneinander abgestützt. Die Zahnkränze 35, 36 stehen schräg zueinander und befinden sich immer nur in abschnittsweisem Eingriff. Eine Verdrehung kann auch durch den Einsatz eines drehsteifen Faltenbalgs verhindert werden.To prevent the swash plate 26 from rotating about the central axis of the drive shaft 21, the swash plate hub 23 and a drive shaft guide 36 are supported against one another via the toothing of a ring gear 34 connected to the swash plate hub 23 and a toothed ring 35 connected to the drive shaft guide 36 or the housing of the swash plate machine. The ring gears 35, 36 are at an angle to each other and are always only in sections. Twisting can also be prevented by using a torsionally rigid bellows.

Beim Betrieb der Taumelscheibenmaschine liegt die Taumelscheibe 13; 26 an den Seitenwänden 8, 9; 27, 28 des Förderraumes 12; 29 an.When the swashplate machine is in operation, the swashplate 13 lies; 26 on the side walls 8, 9; 27, 28 of the delivery chamber 12; 29 on.

Claims (9)

Antriebsvorrichtung für eine Taumelscheibenmaschine, bei der eine Taumelscheibe (13; 26) in abschnittsweiser Berührung mit den Seitenwänden (8, 9; 27, 28) eines Förderraumes (12; 29) ist und dichtend an diesen anliegt, so daß voneinander unabhängige Förderkammern entstehen, und bei der die Taumelscheibe (13; 26) über eine schräg zu einer Antriebswelle (2; 21) stehende Taumelscheibenwelle (1; 19) um einen Taumelpunkt (3; 22) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibenwelle (1; 19) zur Veränderung ihrer Schrägstellung beweglich mit der Antriebswelle (2; 21) verbunden ist und durch ein oder mehrere, sich zum einen an der Taumelscheibenwelle (1; 19) und zum anderen an der Antriebswelle (2; 21) abstützende Federelemente (18; 30) in eine größtmögliche Schrägstellung ausgelenkt ist.Drive device for a swashplate machine, in which a swashplate (13; 26) is in section contact with the side walls (8, 9; 27, 28) of a delivery chamber (12; 29) and bears sealingly against it, so that independent delivery chambers are created, and in which the swash plate (13; 26) is moved about a wobble point shaft (3; 22) via a swash plate shaft (1; 19) which is inclined to a drive shaft (2; 21), characterized in that the swash plate shaft (1; 19) to change its inclined position is movably connected to the drive shaft (2; 21) and by one or more spring elements (18; 30) which are supported on the one hand on the swash plate shaft (1; 19) and on the other hand on the drive shaft (2; 21) is deflected into the largest possible inclination. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibenwelle (1; 19) über ein mitdrehendes Knickgelenk (20) drehsteif mit der Antriebswelle (21) verbunden ist.Drive device according to Claim 1, characterized in that the swash plate shaft (1; 19) is connected to the drive shaft (21) in a torsionally rigid manner by means of an articulated joint (20) which rotates with it. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Taumelscheibennabe (23) und ein Gehäuse der Taumelscheibenmaschine oder einer feststehenden Antriebswellenführung (36) gegen Verdrehen gegenseitig abstützen.Drive device according to claim 2, characterized in that the swash plate hub (23) and a housing of the swash plate machine or a fixed drive shaft guide (36) mutually support against rotation. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibennabe (23) einen ersten Zahnkranz (34) und die Antriebswellenführung (36) oder das Gehäuse einen zweiten Zahnkranz (35) aufweisen, welche zueinander schräg angeordnet sind.Drive device according to claim 3, characterized in that the swash plate hub (23) has a first ring gear (34) and the drive shaft guide (36) or the housing has a second ring gear (35) which are arranged at an angle to one another. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Taumelscheibennabe (23) über einen drehsteifen Faltenbalg an dem Gehäuse oder der Antriebswellenführung (36) abstützt.Drive device according to claim 3, characterized in that the swash plate hub (23) is supported on the housing or the drive shaft guide (36) via a torsionally rigid bellows. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Taumelscheibenwelle in einem Lagerteil (16) am Ende der Antriebswelle (2) gelagert ist, wobei das Lagerteil (16) in radialer Richtung zur Antriebswelle (2) beweglich und in Richtung der Drehbewegung der Antriebswelle (2) drehfest mit dieser verbunden ist und wobei das Federelement (18) zwischen Lagerteil (16) und Antriebswelle (2) angeordnet ist.Drive device according to claim 1, characterized in that one end of the swash plate shaft is mounted in a bearing part (16) at the end of the drive shaft (2), the bearing part (16) being movable in the radial direction to the drive shaft (2) and in the direction of the rotational movement of the Drive shaft (2) is non-rotatably connected to it and the spring element (18) is arranged between the bearing part (16) and drive shaft (2). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil (16) in radialer Richtung über eine formschlüssige Verbindung zwischen den Seitenwänden (2a, 2b) am Ende der Antriebswelle (2) und den gegenüberliegenden Flächen des Lagerteils (16) an der Antriebswelle (2) geführt ist.Drive device according to claim 6, characterized in that the bearing part (16) in the radial direction via a positive connection between the side walls (2a, 2b) at the end of the drive shaft (2) and the opposite surfaces of the bearing part (16) on the drive shaft (2 ) is performed. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil (16) an seinen den Seitenwänden (2a, 2b) am Ende der Antriebswelle gegenüberliegenden Seiten mit je einer Nut (31) versehen ist, welche sich im wesentlichen in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Taumelscheibenwelle (1) erstreckt, und daß eine oder beide Seitenwände (2a, 2b) je einen Bolzen (32) aufweisen, welcher in die Nut (31) eingreift.Drive device according to claim 7, characterized in that the bearing part (16) is provided on its sides opposite the side walls (2a, 2b) at the end of the drive shaft with a groove (31) which extends essentially in a direction perpendicular to the central axis of the Swashplate shaft (1) extends, and that one or both side walls (2a, 2b) each have a bolt (32) which engages in the groove (31). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (31) in Form eines L ausgebildet ist und so auf den Seiten angeordnet ist, daß zur Oberkante und zur Unterkante ein Abstand ist, wobei das L in einer Stirnfläche (33) des Lagerteils entgegengesetzten Richtung geöffnet ist.Drive device according to claim 8, characterized in that the groove (31) is in the form of an L and is arranged on the sides such that there is a distance from the upper edge and the lower edge, the L being opposite in an end face (33) of the bearing part Direction is open.
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