DE3238362A1 - Axialkolbenmaschine - Google Patents

Description

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- 3 LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

A 82/80 • .■ DP-St/As

A 678 15.10.1982

Axialkolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) in Schrägscheibenbauform mit einem Gehäuse und mit einer Schrägscheibe und mit einer in Lagern mittelbar oder unmittelbar im Gehäuse gelagerten Welle, die mit einer Zylindertrommel verbunden ist, in der gegen die Schrägscheibe abgestützte Kolben verschiebbar sind, wobei der Schrägscheibentragkörper bei einer bezüglich der Neigung der Schrägscheibe gegenüber der Drehachse unverstellbaren Maschine aus einem einheitlichen Bauteil bestehen kann, während der Schrägscheibentragkörper bei einer Maschine, bei der die Neigung der Schrägscheibe gegenüber der Drehachse einstellbar ist, aus einem Schrägscheibenkörper und einem Tragkörper, iη dem der Schrägschei bentragkörper gelagert ist, gebildet ist. Bei den bisher bekannten einstellbaren Schrägscheibenmaschinen ist der Schrägscheibenkörper entweder in Wälzlagern gelagert, deren Lagerschalen entweder in einem Tragkörper oder unmittelbar im Gehäuse gelagert sind,oder ist mittels Gleitlagerschalen gleitgelagert, wobei die dem Schrägscheibenkörper gegenüberliegenden Gleitlagerschalen ebenfalls entweder in einem Tragkörper ("Lagerschild") gelagert

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sind oder im Gehäuse gelagert sind. Das Triebwel1enhauptlager ist dabei in axialer Richtung neben dem Tragkörper gelagert und stützt sich entweder im Gehäuse oder im Lagerschild ab. Dadurch ergibt sich eine relativ große Baulänge in axialer Erstreckung durch die Hintereinanderanordnung der Lagerung des Schrägscheibenkörpers und der Triebwellenlagerung und die Herste!1 kosten sind hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine gemäß Oberbegriff zu schaffen, die eine möglichst geringe Baulänge aufweist und mit geringen Herstel1 kosten zu erstellen ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, 15daß das schrägscheibensei ti ge Lager der Welle im Schrägscheibenträgkörper angeordnet ist, das heißt in einer senkrecht auf der Drehachse stehenden Ebene liegt, in der auch der Schrägsehieibentragkörper angeordnet ist, wobei vorzugsweise das Lager der Welle im Schrägscheiben-2otragkörper abgestützt ist.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine einstellbare Axialkolbenmaschine, bei der die Schrägscheibe an einem Schrägscheibenkörper gebildet ist, der in einem

25den Tragkörper bildenden Wiegenabstützkörper verschwenkbar gelagert ist, so daß der Wiegenabstützkörper zusammen mit dem Schrägscheibenkörper den Schrägscheibentragkörper bilden, wobei gemäß der Erfindung das schrägscheibensei ti ge Lager der Welle im Wiegenabstützkörper angeordnet und vorzugsweise auch abgestützt (gelagert) ist.

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Der Wiegenabstützkörper liegt dabei gegen die Stirnseite des Gehäuses an, wobei das Gehäuse vorzugsweise topfförmig gestaltet ist, so daß die Stirnseite die Topfbodenf1äche bildet, gegen deren Innenseite der Wiegenabstützkörper anliegt. In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltungsform ist der Wiegenabstützkörper mittels eines Justierbundes in der Stirnseite des Gehäuses gegen radiale Verschiebungen gesichert und ist gegen Verdrehung durch an sich bekannte Verdrehverhinahrungsmittel gesichert. Als solche werden üb!icherweise Zapfen bzw. Bolzen eingesetzt, die in die /9*"· Gehäusestirnfläche unddurch dieBerührungsebene hindurch auch in den Wiegenabstützkörper zumindest an dessen Umfang hineinragen'. Im Gegensatz zu den bekannten mit dem Gehäuse verschraubten Lagerschilden wird hier das Anliegen des

15Wiegenabstützkörpers gegen die Gehäusestirnfläche nur durch die Kräfte bewirkt, die die Kolben auf die Schrägscheibe und damit den Schrägscheibenkörper gegen den Wiegenabstützkörper drücken.

20Besonders zweckmäßig ist, wenn der Wiegenabstützkörper nur mit einer äußeren Randfläche gegen die Gehäusestirnfläche (Gehäuseboden) abgestützt ist, während das weiter

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der Welle benachbarte/der Grundfläche des-Wiegenabstütz- **■

körpers derart mit einer Ausnehmung versehen ist, daß

25die Stirnfläche gegenüber der Randfläche etwas zurücktritt. Dadurch ergeben sich günstigere Belastungsverhältnisse in der Stirnfläche (Gehäuseboden),die es ermöglichen, die Wandstärke dieser Stirnfläche (Gehäuseboden) relativ gering zu halten und auch dadurch die axiale Erstreckung

gogering zu halten und trotzdem bezüglich der Geräuschabstrahlung günstige Bedingungen zu schaffen.

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Bei den meisten Axialkolbenmaschinen ist das schrägscheibenseitige Lager zum Übertragen von Axialkräften von der Welle auf das Gehäuse vorgesehen. Gemäß einem zweckmäßigen Schritt der Erfindung ist bei einer derartigen Axialkolbenmaschine der Außenring des schrägscheibensei ti gen Lagers gegen die gleiche Stirnfläche des Gehäuses abgestützt, gegen die auch der Wiegenabstützkörper abgestützt ist. Es ist auch möglich, den Außenring dieses Lagers gegen einen Bund im Wiegenabstützkörper abzustützen, so daß die Abstützkraft über den Wiegenabstützkörper ins Gehäuse geleitet wird. Das gemäß der Erfindung verfolgte Ziel, eine möglichst geringe Baulänge zu erzielen, wird jedoch besser erreicht, wenn der Außenring des Lagers unmittelbar

im.Gehäuse abgestützt ist.
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Bei den bisher bekannten Maschinen ist zwischen Schrägscheibenkörper und Lagerschild, wie erwähnt, entweder ein Wälzlager angeordnet, welches entsprechend seinen Abmessungen die axiale Erstreckung vergrößert, oder ist ein Gleitlager angeordnet, bei dem mindest in einem der beiden Bauteile eine Schale bzw. ein Band aus Lagermetall angeordnet ist. Um auch den Raum für dieses Lager und den Herste!1 aufwand für dieses zu ersparen, ist vorgesehen, daß der Schrägscheibenkörper aus einem einzigen Werkstück gebildet ist oder bzw. vorzugsweise und auch der Wiegenabstützkörper aus einem einzigen Werkstück gebildet ist, wobei Schrägscheibenkörper und Wiegenabstützkörper unmittelbar mit einer zylindrischen bzw. hohlzylindrischen Fläche aufeinander liegen, wobei der Werkstoff von Schrägscheibenkörper oder bzw. und von Wiegenabstützkörper derart gewählt ist, daß sich an der Gleitfläche eine Werkstoffpaarung mit guten Gleiteigenschaften ergibt. Beispielsweise kann der Schrägscheibenkörper aus gasnitriertem Stahl bestehen, während der Wiegenabstützkörper aus perlitischem Sphäroguß besteht und badnitriert ist.

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Dadurch ergibt sich ein Lagermit guten Gleiteigenschaften, die Herstel 1 kosten werden sehr gering und" die axiale Erstreckung wird ebenfalls gemäß dem der Erfindung zugrundeliegenden Ziel gering.
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Bei einer Axialkolbenpumpe, die für das unmittelbare Anflanschen an die Schwungradglocke vorgesehen ist, kann in einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltungsform gemäß einem wesentlichen weiteren Schritt der Erfindung vorgesehen sein, daß das freie Wellenende der Pumpenwelle mit einer entsprechenden Verbindung,beispielsweise Keilverzahnung ,unmittel bar in die hohl wellenförmige Wellenverbindung der Kupplung eingesteckt ist, wobei dieses hohlwellenförmige Teil der Kupplung in die Bohrung der Schwung- scheibe, bzw. der Kurbelwelle der Kolbenbrennkraftmaschine hinein ragt.

Dabei sind folgende Merkmale wichtig:

Die Stirnseite der Pumpe ragt in Richtung auf die Brennkraftmaschine über die Flanschebene,iη der der Pumpengehäuseflansch gegen die Schwungradglocke anliegt, in die Schwungradglocke hinein hinaus, so daß auch hier das Ziel einer geringen Baulänge besonders vollkommen erzielt wird.

Um das zu ermöglichen, ist weiterhin vorgesehen, daß die Kupplung ihrerseits eine möglichst geringe axiale Erstreckung aufweist, in axialer Richtung dünnwandige Stege bzw. Scheibenteile aufweist, die derartig gekrümmt sind, daß sie in optimaler Weise sich dem Raum zwischen Stirnfläch.e der Pumpe und Stirnfläche des Schwungrades anpassen.

Ferner sind die elastischen Elemente zwischen Schwungrad und Kupplung innerhalb des breiten Schwungrades angeordnet und die Kupplung ragt mit mit dieser verbundenen Zapfen

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in diese elastischen Elemente hinein. Das Ziel einer geringen Erstreckung in axialer Richtung wird dadurch in günstigster Weise erzielt.

In der Zeichnung ist als AusfUhrungsbeispiel des Erfindungs· gegenstandes ein Zweipumpen-Aggregat dargestellt.

Figur 1 zeigt einen Axialschnitt durch das Aggregat und

Figur 2 zeigt einen um 90° versetzten Schnitt durch die gleiche Achse des Aggregates gemäß Figur 1.

Das Gehäuse 1 der in der Zeichnung linken Pumpe des Zweipumpen-Aggregates besteht aus einem Werkstück mit dem Flanschteil 2, das an der Berührungsfläche 3 an der Schwungradglocke 4 der im weiteren nicht mehr dargestellten Brennkraftmaschine durch Schrauben 5 befestigt ist. Auf der Kurbelwelle 6 der Brennkraftmaschine ist mittels der Schrauben 7 das Schwungrad 8 befestigt. In Bohrungen 9 des Schwungrades 8 sind elastische Kupplungsmittel 10 angeordnet, die jeweils einen Zapfen 11 umgreifen, der in einer Kupplungsscheibe 12 befestigt ist, die in axialer Richtung so dünn wie möglich ist, und derart gekrümmt ist, daß sie innerhalb des Zwischenraumes zwischen dem Schwungrad 8 und dem Stirnflächenteil 13 des Gehäuses 1 so wenig Platz in axialer Richtung einnimmt wie möglich. Die Hohlwelle 14 der Kupplung 12, 14 ragt in die Bohrung 15 der Kurbelwelle 6 hinein und ist innen mit einer Verzahnung 16 versehen, die mit einer Verzahnung an der Welle 17 der Pumpe in Eingriff steht. Die Welle ist m.i t einer weiteren Verzahnung 18 versehen, die mit einer Innenverzahnung in der Zentralbohrung der Zylinder-

. trommel 19 in Eingriff steht. In der Zylindertrommel 19 sind Zylinderbohrungen 20 vorgesehen, wobei in jeder eine Gleitbuchse 21 angeordnet ist und in jeder ein Kolben

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verschiebbar ist, der mittels"eines Gleitschuhes 23 gegen die Schrägscheibe 24 abgestützt ist, die an dem Schrägscheibenkörper 25 gebildet ist. Gegen die Bundflächen der Gleitschuhe 23 liegt eine Niederhalteplatte 26 an, die über einen sphärischen Ring 27 gegen die Gleitschuhe 2Ξ gedruckt wird, wobei die Andrückkraft durch in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Andrückstifte von dem Andrückring übertragen, wird, gegen den die Feder 29 abgestützt ist, die andererseits gegen einen Druckring 30 abgestützt ist, der mittels eines Spreizringes 31 in der Zylindertrommel 19 gelagert ist.

Der Schrägscheibenkörper 25 weist eine zylindrische Außenfläche 32 auf, die gegen eine hohlzylindrisehe Fläche 33 an dem Wiegenabstützkörper 34 anliegt, der mit einem zylindrischen Teil 35 in einer Justierbohrung 36 in der Stirnfläche 13 des Gehäuses 1 geführt ist und gegen die Innenseitenfläche 39 derselben mit einer Randfläche 37 anliegt. Der innere Teil 38 der Stirnfläche des Wiegenab-Stützkörpers 34 ist gegenüber der Randfläche 37 zurückgesetzt, so daß er nicht gegen die Innenseitenfläche 39 der Stirnfläche 13 anliegt. Dadurch ergibt sich bezüglich des Biegemomentes eine günstige Beanspruchung der Stirnfläche 13 des Gehäuses T,da die Kraft in diese Stirnfläche 13 in der Nähe des Überganges in den zylinderförmigen Teil des topfförmigen Gehäuses 1 eingeleitet wird. Das ermöglicht, die Stirnfläche 13 dünnwandig zu gestalten, so daß auch dadurch die axiale Erstreckung gering wird. Gegen ungewolltes Verdrehen ist der Wiegeabstützkörper gegenüber der Stirnfläche 13 durch einen Justierstift 40 festgelegt, der in je eine korrespondierende Bohrung in der Stirnfläche 13 und in dem Wiegenabstützkörper 34 eingesetzt ist. Am Wiegeabstützkörper 13 sind seitliche Anlaufbunde 41 vorgesehen, die verhindern, daß der Schrägscheibenkörper. 25 sich seitlich in Richtung der Schwenk-Form. 5729 7.78

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achse aus dem Wiegenabstützkörper 34 hinaus verschiebt.

Die Zylindertrommel 19 liegt mit ihrer Stirnfläche gegen eine Steuerplatte 42 an, die ihrerseits gegen einen Steuerbodenauf nahmekörper 43 anliegt, gegen den das Gehäuse 1 mittels Schrauben 44 angeschraubt ist.

Die Kraft der Feder 29 drückt also einerseits die Zylindertrommel 19a in die Steuerplatte 42 und damit gegen den Steuerbodenaufnahmekörper 43 und andererseits über die Niederhalteplatte .26, die Gleitschuhe 23 und die Schrägscheibe 24 auf den Schrägscheibenkörper 25 und von diesem

._über die Flächen 32 und 33 auf die Wiegenabstützkörper 15

und drückt somit diesen gegen die Stirnfläche 13 des Gehäuses 1, so daß damit der Kraftflußweg geschlossen ist, Besondere Vorrichtungen zum Befestigen, beispielsweise Verschrauben, des Wiegenabstützkörpers 34 sind somit nicht

erforderlich und nicht vorgesehen.
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In einer zentralen Bohrung 45 des Steuerbodenaufnahmekörpers 43 ist der Außenring 46 eines Kegelrollenlagers 46/47 gelagert und gegen einen Bund des Steuerbodenaufnahmekörpers 43 abgestützt. Der Innenring 47 ist auf der WeI-Ie 17 gelagert und axial gegen diese durch einen Spreizring 48 abgestützt.

Das schrägscheibenseitige Lager der Welle 17 ist ein Kegelrollenlager 49, 50, dessen Innenring 49 auf der Welle 17 30

gelagert und gegen einen Bund 53 derselben abgestützt ist. Der Außenring 50 des Kegelrol1 en!agers 49/50 ist in einer Bohrung 51 des Wiegenabstützkörpers 34 gelagert

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und radial abgestützt und ist in axialer Richtung gegen die Innenseitenfläche 39 der Stirnfläche 13 des Gehäuses abgestützt. Das Kegelrollenlager 49/50 ist also innerhalb des Wiegenabstützkörpers 34 angeordnet.

In dem Steuerbodenaufnahmekörper 43 sind auch die Kanäle angeordnet, die zum Zuführen und Abführen der Arbeitsflüssigkeit zu den Zylindertrommeln 19 der beiden Pumpen des Aggregates dienen.

Die in der Zeichnung rechte Pumpe des Zweipumpen-Aggregates unterscheidet sich von der in der Zeichnung linken Pumpe lediglich dadurch, daß das Gehäuse 61 der in der Zeichnung rechten Pumpe nicht mit einem Flanschteil 2 versehen ist und nicht eine Durchbrechung zum Hindurchführen der Welle aufwei st.

Beide Wellen 17 weisen eine Kei1 verzahnung 55 auf, die mit einer entsprechenden Kei1 verzahnung an der Kupplungsmuffe 56 in Eingriff steht, die das Drehmoment von der in der Zeichnung linken Welle 17 auf die in der Zeichnung rechte Welle 17 überträgt. Diese Kupplungsmuffe 56 ist außen mit einer Verzahnung 57 versehen, die mit der Verzahnung eines Ritzels 58 kämmt, das auf einem Bolzen 49 gelagert ist, der seinerseits im Steuerbodenaufnahmekörper 43 gelagert ist. Das Ritzel 58 dient zum Antrieb einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Nebenabtriebswelle.

Das Ziel, eine möglichst geringe axiale Erstreckung und möglichst geringe Herstel1 kosten zu erreichen, wird weiterhin dadurch erzielt, daß die Stellzylinder, die zum Einstellen der Neigung des Schrägscheibenkörpers 25 vorgesehen sind, als Bohrungen 62 unmittelbar im Steuerbodenaufnahmekörper 43 ausgestaltet sind. In jeder dieser

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1 Stel1zylinderbohrungen 62 ist ein Stellkolben 63 verschiebbar, der durch einen O-Ring 64 in der Stellzylinderbohrung 62 abgedichtet ist und andererseits über ein Kugelgelenk 65 im Schrägscheibenkörper 25 abgestützt ist. Zu-

5 m'^iesv SCMS^-St <£üe Schrägscheibe süiar r3cü» siEer Ric^tüRg aus ihrer senkrecht zur Drehachse stehenden Lage verschwenkbar sein muß, lassen sich auf diese Weise hinreichende Zylinderlängen erzielen.

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BAD

Leerseite

Claims (6)

1. LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

   A 82/80

   DP-St/As

   A 678

   15.10.1982

   Patentansprüche

   Axialkolbenmaschine mit einer an einem Schrägscheibentragkörper gebildeten Schrägscheibe und mit einem Gehäuse und mit einer in Lagern gelagerten Welle, die mit einer Zylindertrommel verbunden ist,in der gegen die Schrägscheibe abgestützte KoIben. verschiebbar, sind, dadurch gekennzeichnet, daß das schrägscheibensei ti ge Lager (49, 50) der Welle (17) im Schrägscheibentrag-. körper abgestützt ist.
2. 2. Einstellbare Axialkolbenmaschine nach Anspruch !,bei der die Schrägscheibe (24) an einem Schrägscheibenkörper (25) gebildet ist, der in einem Wiegenabstützkörper (34) verschwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das schrägscheibensei ti ge Lager (49, 50) der Welle (17) im Wiegenabstützkörper- (34) gelagert ist.
3. 3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegenabstützkörper (34) gegen eine Stirnfläche (13, 13a) des Gehäuses (1 bzw. 61) anliegt und in diesem mittels eines Justierbundes (36) radial-

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   lagefixiert ist, wobei Verdrehverhinderungsmittel (40) vorgesehen sind.
4. 4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegenabstützkörper (34) mit nur einer äußeren Randfläche (37) gegen die dünnwandig ausgestaltete Gehäusestirnfläche (13, 13a) abgestützt ist.
5. 5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2,bei der das schrägscheibensei ti ge Lager zum Übertragen von Axialkräften vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (50) dieses Lagers (49/50) gegen die gleiche Stirnfläche (13 bzw. 13a) des Gehäuses (1 bzw. 61) abgestützt ist, gegen die auch der Wiegenabstützkörper . (34) abgestützt ist.
6. 6. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägscheibenkörper (25) aus einem Werkstück gebildet ist oder/und der Wiegenabstützkörper (34) aus einem Werkstück gebildet ist und daß jeweils der Werkstoff derart gewählt ist, daß an der Gleitfläche (32, 33) ,an der der Schrägscheibenkörper (25) gegen den Wiegenabstützkörper (34) anliegt, eine Werkstoffpaarung mit guten Gleiteigenschaften gegeben ist.

   Form. 5729 7.78