DE1220735B

DE1220735B - Gelenkverbindung zwischen der umlaufenden Zylindertrommel und dem winklig dazu umlaufenden Triebflansch einer Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE1220735B
Application number: DED29851A
Authority: DE
Inventors: George Beck; Eric Hider Bowers; Peter Henry Brown; Oswald Thomas
Original assignee: Unipat AG; Dowty Hydraulic Units Ltd
Current assignee: Unipat AG; Dowty Hydraulic Units Ltd
Priority date: 1958-11-21
Filing date: 1959-01-24
Publication date: 1966-07-07

Description

Gelenkverbindung zwischen der umlaufenden Zylindertrommel und dem winklig dazu umlaufenden Triebflansch einer Axialkolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf die Gelenkverbindung zwischen der umlaufenden Zylindertrommel und dem winklig dazu umlaufenden Triebflansch einer Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor), die aus einem Hauptkardangelenk besteht, das im Schnittpunkt der beiden Drehachsen angeordnet und mit dem Triebflansch oder mit der Zylindertrommel über ein Hilfskardangelenk verbunden ist.
Dem Hilfskardangelenk fällt dabei die Aufgabe zu, eine Verzwängung des Hauptkardangelenkes zu vermeiden, die eintreten könnte, wenn das Hauptkardangelenk nicht genau im Schnittpunkt der beiden Drehachsen liegt, eine Forderung, die wegen der unvermeidlichen Herstellungstoleranzen und der elastischen Verformungen der Maschine im Betrieb praktisch nicht erfüllt werden kann.
Bei einer bekannten Gelenkverbindung der genannten Art sind das Haupt- und das Hilfskardangelenk gleich ausgebildet, was insofern nachteilig ist, als das Hauptkardangelenk große, das Hilfskardangelenk jedoch nur sehr kleine Winkelbewegungen auszuführen hat. Wenn man als Hauptkardangelenk im Schnittpunkt der Drehachsen ein an sich bekanntes, aber für diesen Verwendungszweck noch nicht vorgeschlagenes homokinetisches Kardangelenk verwenden wollte, so würde bei dieser bekannten Konstruktion auch das Hilfskardangelenk als homokinetisches Kardangelenk ausgebildet werden. Dies würde die Konstruktion erheblich verteuern. Besonders nachteilig ist es jedoch, daß homokinetische Kardangelenke, bei denen in Laufrillen geführte Kugeln vorgesehen sind, für kleine Bewegungen nicht geeignet sind, da sich hierbei die Kugeln in Kürze in ihre Laufrillen eingraben, wodurch das Gelenk zerstört wird Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die geschilderten Nachteile der bekannten Konstruktion zu vermeiden und eine Gelenkverbindung zu schaffen, die betriebssicher und billig ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hauptkardangelenk als an sich bekanntes homokinetisches Kardangelenk ausgebildet ist und das Hilfskardangelenk einen Wellenstumpf mit einem Querzapfen enthält, der drehbar in mindestens einem Gleitstein sitzt, welcher in einen Schlitz eines Einsatzes verschiebbar, jedoch unverdrehbar eingreift, wobei der Wellenstumpf einerseits und der Einsatz andererseits starr mit dem Hauptkardangelenk bzw. dem Triebflansch oder der Zylindertrommel verbunden sind.
Durch diesen erfindungsgemäßen Vorschlag wird einerseits eine drehwinkelgetreue Übertragung der Drehbewegung zwischen der Zylindertrommel und dem Triebflansch gewährleistet, und auf der anderen Seite werden Verzwängungen des Hauptkardangelenkes mit Sicherheit vermieden, da durch das Hilfskardangelenk geringfügige Bewegungen »zweiten Grades« des Hauptkardangelenkes ermöglicht werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Hilfskardangelenkes ist eine lange Lebensdauer auf Grund der großen Berührungsflächen dieses Gelenkes zu erwarten. Der erfindungsgemäße Vorschlag ist außerdem billig, da die Gelenke jeweils entsprechend ihren speziellen Aufgaben ausgebildet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch die Gelenkverbindung zwischen der Zylindertrommel und dem Triebflansch einer Axialkolbenpumpe und F i g. 2 das Hilfskardangelenk in Draufsicht.
Der umlaufende Triebflansch 1 ist ein Teil einer Triebwelle 5, die in einem Gehäuse 2 über ein Radiallager 3 und ein nicht sichtbares Axiallager gelagert ist. Die umlaufende Zylindertrommel 6 ist geneigt zum Triebflansch l dargestellt. Sie enthält Zylinderbohrungen 7, die parallel zu der Drehachse der Zylindertrommel 6 verlaufen. In jeder Zylinderbohrung 7 ist ein Kolben angeordnet, der mittels einer Kolbenstange 9 mit dem Triebflansch 1 verbunden ist. Zwischen der Zylindertrommel 6 und dem Triebflansch l ist ein Hauptkardangelenk 11 angeordnet, das zum Teil in einer Aussparung 12 im Triebflansch 1 liegt, von weicher sich eine Längsbohrung 13 in die Triebwelle 5 erstreckt. Dieses Hauptkardangelenk ist als homokinetisches Kardangelenk bekannter Bauart ausgebildet und besteht aus einem hohlkugelförmigen äußeren Teil 14, welcher über einen Flansch 15 fest mit der Zylindertrommel 6 verbunden ist, aus einem kugelförmigen inneren Teil 16, zusammenwirkenden Nuten 17 an der Innenseite des äußeren Teiles 14 und an der Außenseite des inneren Teiles 16 und Kugeln 18, die in einem Käfig 19 angeordnet sind, welcher eine Kugel in jedem Paar von zusammenwirkenden Nuten 17 hält. Unabhängig von der Größe des Winkels zwischen den Drehachsen des inneren Teiles 16 und des äußeren Teiles 14 halbiert die Ebene, in welcher die Kugeln 18 liegen, diesen Winkel, wodurch eine drehwinkelgetreue übertragung der Drehbewegung von Teil 16 auf Teil 14 oder umgekehrt erreicht wird.
Die Verbindung des inneren Teiles 16 des Hauptkardangelenkes 11 mit dem Triebflansch 11 erfolgt mit Hilfe eines Hilfskardangelenkes. Dabei ist in der von der Aussparung 12 ausgehenden Längsbohrung 13 ein Einsatz 28 mittels Stiften 29 unverdrehbar und unverschiebbar befestigt. Das der Aussparung 12 zugewandte Ende des Einsatzes 28 weist einen Schlitz 31 auf, in welchem zwei Gleitsteine 32 angeordnet sind. Jeder Gleitstein ist mit einer Querbohrung zur Aufnahme eines Querzapfens 33 versehen. Dieser Querzapfen bildet einen Teil eines Wellenstumpfes 34, der an seinem anderen Ende genutet ist und in die genutete Bohrung 21 des inneren Teiles 16 des Hauptkardangelenkes 11 eingreift. Der genutete Teil des Stumpfes 34 erstreckt sich von einer Schulter 35 aus und endet in einem Gewinde 36, wodurch der Wellenstumpf 34 mittels einer Mutter 37 fest mit dem inneren Teil 16 des Hauptkardangelenkes 11 verbunden, ist. Ungenauigkeiten in der Anordnung des Hauptkardangelenkes 11 in bezug auf den Schnittpunkt der Drehachsen des Triebflansches und der Zylindertrommel werden im Betrieb dadurch ausgeglichen, daß sich der Wellenstumpf 34 auf Grund der Gleitsteine 32 axial zum Triebflansch 1 verschieben und auf Grund der Drehverbindungen des Zapfens 33 mit den Gleitsteinen 32 oder der Bewegung der Gleitsteine 32 in dem Querschlitz 31 in jeder Richtung quer zur Drehachse des Triebflansches 1 einstellen kann. Die Drehbewegung der Triebwelle 5 jedoch wird auf den inneren Teil 16 des Hauptkardangelenkes 11 ohne irgendeine Relativbewegung übertragen, wodurch eine exakte drehwinkelgetreue übertragung der Drehbewegung vom Triebflansch 1 auf die Zylindertrommel 6 oder umgekehrt gewährleistet ist.
Während im dargestellten Ausführungsbeispiel das Hilfskardangelenk zwischen dem Hauptkardangelenk 11 und dem Triebflansch 1 angeordnet ist, kann das Hilfskardangelenk selbstverständlich auch zwischen dem Hauptkardangelenk 11 und der Zylindertrommel 6 vorgesehen werden, in welchem Fall dann das Haupktardangelenk 11 direkt fest am Triebflansch 1 anzubringen wäre.

Claims

Patentanspruch: Gelenkverbindung zwischen der umlaufenden Zylindertrommel und dem winklig dazu umlaufenden Triebflansch einer Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor), bestehend aus einem Hauptkardangelenk, das im Schnittpunkt der beiden Drehachsen angeordnet und mit dem Triebflansch oder mit der Zylindertrommel über ein Hilfskardangelenk verbunden ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Hauptkardangelenk (11) als an sich bekanntes homokinetisches Kardangelenk ausgebildet ist und das Hilfskardangelenk einen Wellenstumpf (34) mit einem Querzapfen (33) enthält, der drehbar in mindestens einem Gleitstein (32) sitzt, welcher in einen Schlitz (31) eines Einsatzes (28) verschiebbar, jedoch unverdrehbar eingreift, wobei der Wellenstumpf einerseits und der Einsatz (28) andererseits starr mit dem Hauptkardangelenk bzw. dem Triebflansch (1) oder der Zylindertrommel (6) verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr.1066 870; deutsche Auslegeschrift Nr.1034 980; schweizerische Patentschrift Nr. 168 222; französische Patentschriften Nr. 698 966, 1157 482; USA.- Patentschrift Nr. 2 309 939.