DE2412619A1 - Lagerung fuer den triebflansch einer axialkolbenmaschine - Google Patents

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

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18.2.1974

Lagerung für den Triebflansoh einer Axialkolbenmaschine

Die Erfindung betrifft die Lagerung für den Triebflansch einer Axialkolbenmaschine mit in in einer Zylindertrommel angeordneten Zylindern verschiebbaren Kolben, von denen jeder über eine Pleuelstange mit dem Triebflansch verbunden ist, der seinerseits fest mit der Welle verbunden ist.

Bei den bisher bekannten Triebflansch-Axialkolbenmaschinen ist die Welle in mindestens zwei in Abstand voneinander angeordneten Radiallagern und einem Axiallager gelagert oder in einem Radiallager und in einem im Abstand von diesem angeordneten Radiaxlager. Da die resultierende der von den Kolben her auf den Triebflansch wirkenden Kräfte schräg

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zur Triebwellenachse steht, müssen einerseits in einer Ebene sowohl Axialkräfte wie auch Radialkräfte aufgenommen werden, ergibt sich aber darüber hinaus ein Moment um eine senkrecht zur Triebwellenachse stehende Achse, welches in einem zweiten Radiallager aufgenommen werden muß. Desto größer der Abstand zwischen den beiden Radiallagern ist, desto kleiner können die Kräfte zur Aufnahme dieses Momentes werden. Da sehr große Kräfte in Axialkolbenmaschinen wirken und entsprechend die Wälzlager sehr hoch belastet sind, wurden bisher diese Lager immer in einem beachtlichen Abstand von einander angeordnet, so daß alleine der für die Triebwellenlagerung erforderliche Bauraum in einem sehr ungünstigen Verhältnis zum Hubvolumen steht. Insbesondere wurden durch diese Anordnung der Lager die sowieso schon relativ langen Axialkolbenmaschinen sehr lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Triebwellenlagarung zu schaffen, durch die die Anforderungen an Bauraum wesentlich vermindert werden, insbesondere die Baulänge wesentlich verkürzt wird, wobei gleichzeitig die Lagerfunktion verbessert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß sowohl alle zur Aufnahme von Radialkräften wie auch alle zur Aufnahme

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von Axialkräften dienenden Lager unmittelbar am Triebflansch oder eng benachbart zu diesem angeordnet sind und zur Aufnahme der Kippmomentkräfte der Triebflanseh zwischen zwei entgegengesetzt gerichteten Axiallagern angeordnet ist. Insbesonders ist gemäß einer wesentlichen Weiterausgestaltung der Erfindung nur ein Radiallager vorgesehen, das möglichst günstig angeordnet ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung das Radiallager unmittelbar am Umfang des Triebflansches angeordnet ist. Die Anordnung am Umfang ergibt zwar einen

ergibt

großen Durchmesser und damit eine hohe Umlaufgeschwindigkeit der Wälzkörper, ermöglicht aber auch mehr Wälzkörper unterzubringen und damit eine relativ geringe Belastung der einzelnen Wälzkörper. Das Radiallager kann aber auch in unmittelbarer Nähe des Triebflansches diesem eng benachbart auf der Triebwelle angeordnet sein.

Die beiden Axiallager sollen gegeneinander verspannt unter Vorspannung den Triebflansch zwischen sich einschließen und dadurch die Kippkräfte aufnehmen. Sie können zu diesem Zweck zwischen Bunden bzw. Schultern im Gehäuse derart eingespannt sein, daß unter Berücksichtigung der elastischen Verformung die erforderliche Vorspannung erreicht wird. Gemäß einem wesentlichen weiteren Schritt der Erfindung

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kann aber auch vorgesehen sein, daß die Vorspannkraft für die Axiallager durch eine hinreichend steife Feder entsprechender Charakteristik erzeugt wird. Da die maximale Größe der Kippkräfte bekannt ist,, ist auch bekannt, welche Kraft auf das zylindertrommelseitige Lager am Triebflansch maximal wirken kann und damit ist auch bekannt, welche Vorspannkraft erzeugt werden muß. Andererseits ist bekannt, wie groß die Vorspannkraft maximal sein darf, ohne die Lager in ungünstiger Weise zu beeinflussen. Damit ist bekannt, in welchem Bereich eine Federkraft erzeugt werden muß und dadurch kann bei geeigneter Wahl der Feder die erforderliche Fertigungstoleranz wesentlich herabgesetzt

werden. Damit können auch Wärmedehnungen gut kompensiert werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von drei Ausführungsbeispielen beschrieben.

In dem Gehäuse 1 ist die Zylindertrommel 2 auf einem Mittelzapfen 5 gelagert. In den Zylindern der Zylindertrommel 2 sind Kolben 4 verschiebbar, von denen jeder durch eine mit einem Kugelkopf 6 versehene Kolbenstange 5 mit dem Triebflansch 7 verbunden ist. Der Triebflansch 7 ist einerseits durch ein Radiallager abgestützt, dessen Wälzkörper 8 einerseits auf einer am Triebflansch 7 gebildeten Lauffläche 9

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abwälzen und die andererseits in einem Lagerring Io abwälzen, der gegen eine Schulter 11 im Gehäuse 1 anliegt. Mit dem Triebflansch 7 ist die Welle 12 fest verbunden. Der Triebflansch 7 weist weiterhin eine Lagerfläche 13 auf, die zwischen zwei Axiallagern 14 und I5 eingespannt ist, wobei das Axiallager 14 wiederum gegen den Lagerring Io anläuft und das Axiallager I5 gegen einen Lagerring 16 anläuft, der im Gehausedeekel I7 abgestützt ist, wobei der Gehäusedeckel I7 durch eine Dichtung 18 gegenüber der Welle 12 abgedichtet ist. Da das Axiallager 15 die größeren Kräfte aufzunehmen hat, ist es größer ausgestaltet als das Axiallager 14. Durch Schrauben I9 ist das Gehäuse 1 mit dem Deckel 17 verbunden.

Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 weicht von der Ausgestaltungsform gemäß Figur 1 dadurch ab, daß die Lauffläche für das Radiallager am Triebflansch 27 auf der der Welle zugewandten Seite des Lagerbundes 25 angeordnet ist. Der Lagerring 2o_. gegen den die Wälzkörper 24 des zylinder« trommeiseitigen Axiallagers anliegen, ist wiederum gegek eine Schulter des Gehäuses 1 abgestützt, während die Wälzlager 28 des Radiallagers gegen einen Lagerring 22 anlaufen. Die Wälzkörper 15 des wellenseitigen Axiallagers laufen einerseits gegen einen Lagerring 16, der im Gehäusedeckel

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abgestützt ist.an und andererseits gegen die triebwellenseitige Stirnfläche des Triebflansches 27.

Die in Figur 3 dargestellte Ausgestaltungsform unterscheidet sich von der in Figur 2 dargestellten lediglich dadurch, daß zwischen den Lagerring 2o und die Schulter J5o im Gehäuse 1 noch eine ringförmige Feder 3I gelegt ist, die zum Erzeugen einer Vorspannung für die Axiallager 2.K und dient.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Lagerung ist duj?ch die weitgehende Ausschaltung von Fertigungseinflüssen (Fertigungstoleranzen bzw. diese überschreitende Fertigungsfehler) statisch bestimmte Das Radiallager ist rein radial belastet,und die Axiallager sind rein axial belastet. Somit ergibt sich gegenüber dem bekannten Lager eine Funktionsverbesserung der Lagerung, da die Axiallager einen großen Traganteil erhalten. Da die Axiallager auf relativ großem Umfang angeordnet sind, können sie wiederum mit kleinen Wälzkörpern relativ große Kräfte aufnehmen. Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 3 vermindert die Einflüsse von Fertigungsungenauigkeiten durch die Zwischenschaltung einer

dadurch

Feder noch weiter und können zeitaufwendige Einstellarbeiten zum Erzielen einer genauen Lagervorspannung bei«

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spielsweise durch Beifügen von Distanzscheiben zwischen dem Lagerring 16 und dem Gehäuseboden 17 entfallen.

Patentansprüche;

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Claims (1)

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   Patentans prüche;

   Lagerung für den Triebflansch einer Axialkolbenmaschine mit in in einer Zylindertrommel angeordneten Zylindern verschiebbaren Kolben, von denen jeder über eine Pleuelstange mit dem Triebflansch verbunden ist, der seinerseits fest mit der Welle (12) verbunden ist,, dadurch gekennzeichnet, daß alle zur Aufnahme der am Triebflansch (7* 27) angreifenden Kräfte vorgesehenen Lager (8, 28, 14, I5, 24, 25) am Triebflansch (7, 27) angeordnet sind nämlich die bzw„ das zur Aufnahme der Radialkraft dienende Lager wie auch Axiallager und daß zumindest ein Teil des Triebflansches zwischen zwei (entgegengesetzt gerichteten) Axiallagern angeordnet ist.

   2.) Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (nur) ein Radiallager (8, 28) angeordnet ist.

   5.) Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallager am Umfang des Triebflansches angeordnet ist.

   4.) Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallager (14, I5 bzw. 24, 25) unter Vorspannung stehen.

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   5.) Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallager (24, 25) durch eine Feder (31) vorgespannt sind.

   6.) Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   nur
   daß getrennte Lager für die Aufnahme der Axialkräfte

   und für die Aufnahme der Radialkräfte vorgesehen sind.