DE2740821C3

DE2740821C3 - Lagerung der Triebwelle einer Schrägachsen-Axialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2740821C3
Application number: DE19772740821
Authority: DE
Inventors: Fritz Ing.(Grad.) 7910 Neu-Ulm Stumpmeier
Original assignee: Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik & Co 5600 Wuppertal GmbH
Current assignee: Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik & Co 5600 Wuppertal GmbH
Priority date: 1977-09-10
Filing date: 1977-09-10
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE2740821B2; DE2740821A1

Description

Die Erfindung betrifft die Lagerung der Triebwelle einer Schrägachsen- (Schwenk- oder Sihrägtrommel) Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) für Druckflüssigkeiten in einem kolbenseitig und einem antriebsseitig angeordneten Radiaxlager, deren Kegelwinkel gleichgerichtet auf die Kolben weisen und deren feststehende Außenringe in einem Lagergehäuse gelagert sind, wobei zum Ausgleich der wirksamen Axialkomponente der Kolbenkräfte durch Maschinendruckflüssigkeit beaufschlagte, auf den Außenring eines der Radiaxlager wirkende Gegendruckkolben vorgesehen sind.

Es ist bekannt, die Triebwelle einer Schrägachsen-Axialkolbenmaschine kolbenseitig über schrägbelastbare Radiaxlager, das heißt über Kegelrollen oder Schrägkugellager abzustützen, die die von den Kolben ausgehenden Kraftkomponenten sowohl in radialer als auch in axialer Richtung aufnehmen. Antriebsseitig ist die Triebwelle in einem zweiten Wälzlager gelagert, das als Axiallager ausgebildet sein kann. Bei der sog. Null-Anordnung werden kolbenseitig und antriebsseitig Radiaxlager verwendet, die durch eine Distanzhülse gegeneinander abgestützt in der Weise eingebaut werden, daß ihre Kegelwinkel auseinandergerichtet auf den Kolben und auf den Antrieb zeigen (DE-OS 53 630).

Das koibenseitige Lager wird jedoch weit stärker als das antriebsseitige Lager von den Kolbenkräften belastet und unterliegt daher entsprechendem Verschleiß. Um das koibenseitige Lager von den axialen Komponenten der Kolbenkräfte zu entlasten und auf zwei parallel arbeitende Axiallager zu verteilen, wird nach einem ebenfalls bekannten Vorschlag (DE-OS 21 12 822) die Triebwelle zwischen einem kolbenseitigen und einem antriebsseiiigen Radiallager in einer Tandemanordnung von zwei hintereinander liegenden, gleichgerichteten Lagern gelagert Zur Übertragung der Axialkräfte auf das Lagergehäuse ist die Triebwelle jeweils mit der Triebscheibe und mit einem Absatz auf der Welle an den Innenringen der beiden, mit unterschiedlichen Durchmessern versehenen Tandem-Axiallager abgestützt Zur Verteilung der Axialkräfte auf beide Lager ist der feststehende Außenring des antriebsseitigen Axiallagers über den Außenring des antriebsseitigen Radiallagers am Gehäuse abgestützt während der einen größeren Durchmesser aufweisende Außenring des kolbenseitigen Axiallagers an einem mit Maschinendruckflüssigkeit beaufschlagten Gegendruckkolben anliegt.
Diese Triebwellenlagerung ist von ihrer Konstruktion her sehr aufwendig, weil zur Abstützung von Lager und Gegendruckkolben Abstufungen auf der Triebwelle und in der Gehäuseinnenwandung vorgesehen sind, die wegen der notwendigen Passungen einen hohen Fertigungsaufwand erfordern. Nachteilig ist auch, daß die Abdichtungen des zwischen den Lagern angeordneten Gegendruckkolbens schlecht zugänglich sind.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine räumliche Anordnung für eine Triebwellenlagerung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der der Herstellungsaufwand vermindert und die Zugänglichkeit der Gegendruckkolben erleichtert werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Mitteln gelöst Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung und eine alternative Ausführungsform sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Erfindung werden Gegendruckkräfte zum Ausgleich der wirksamen Axialkomponente der Kolbenkräfte auf den feststehenden Außenring des antriebsseitigen Lagers ausgeübt und über eine Distanzbüchse auf den Innenring des kolbenseitigen Lagers übertragen.

Aus dieser Anordnung ergibt sich ein sehr zweckmäßiger, konstruktiver Aufbau für eine mit geringem Aufwand herstellbare Triebwellenlagerung, bei der die Triebwelle und die Gehäuseinnenwandung über die gesamte Lagerungslänge stufenlos zylindrisch ausgebildet sind.

Der Andruck kann über einen Ringkolben oder — wie bereits aus der DE-AS 19 39 084 bekannt - über konzentrisch zur Drehachse angeordnete Einzelkolben erfolgen. Bei dieser vorbekannten Triebwellenlagerung gleiten jedoch die Entlastungskolben auf einem umlaufenden Teil der Triebwelle, wodurch sich beim Durchlauf von Nieder-Viskose-Medien, wie Wasser oder HSA-Flüssigkeiten (95-97% Wasser, 5-3% Schmiermittelzusatz) und bei hohen Drücken insbesondere Abdichtungsschwierigkeiten ergeben, die den volumetrischen Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine verschlechtern.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der

Erfindung kann der Andruck auch durch direkte Einwirkung des Maschinendruckmediums auf den feststehenden Außenring des antriebsseitigen Lagers aufgebracht werden. Wesentlich ist, daß der Andruck stets von einer gut zugänglichen Stelle im Gehäusedekkel ausgeübt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der

Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und F i g. 2 einen Quer- und einen Längsschnitt durch die Triebwellenlagerung einer Schrägachsen-Axialkolbenmaschine mit antriebsseiüg angeordneten Gegendruckkolgen,

Fig.3 einen Längsschnitt von einer alternativen Ausführung der Triebwellenlagerung,

Fig.4 einen Ausschnitt von Fig.3 in vergröß?rtem Maßstab,

F i g. 5 und 6 einen Quer- und einen Längsschnitt von einer weiteren alternativen Ausführung der Triebwellenlagerung.

Die Schrägachsen-Axialkolbenmsiischine wird bei einer Verwendung als Pumpe über eine in einem Lagergehäuse 1 gelagerte Triebwelle 2 durch einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben. Die Triebweile 2 geht in eine Triebscheibe 3 über, die das Lager für eine auf einem Mittelzapfen 4 gelagerte Schwenk- oder Schrägtrommel 5 und die Kolbenstange 6 biJdet, deren Kolben 7 in Zylinderbohrungen 8 der Trommel 5 geführt sind. Aufgrund der Trommelneigung α gegen die Drehachse der Triebwelle 2 werden die unter Druck stehenden Kolben 7 bei jeder Umdrehung der Triebwelle 2 einmal auf- und abbewegt

Die Triebwelle 2 ist in dem Lagergehäuse 1 kolbenseitig und antriebsseitig in je einem Radiaxlager 9 und iO gelagert, die wahlweise als Kegelrollenlager oder als Schrägkugellager ausgebildet sein können. Die Kegelwinkel β der Lager 9 und 10 weisen gleichgerichtet in Richtung auf die Kolben und liegen mit den Spitzen auf der Drehachse der Triebwelle 2. Beide Lager 9 und 10 sind mit ihren auf der Triebwelle 2 umlaufenden Innenringen 11 durch eine Distanzbüchse 12 gegeneinander abgestützt Die Außenringe 13 der Lager 9 und 10 sind feststehend in dem Lagergehäuse 1 gelagert Zum Antrieb hin ist das Lagergehäuse 1 durch einen Gehäusedeckel 14 verschlossen.

Die von den schräg geführten Kolben 7 ausgehenden Reaktionskräfte belasten das kolbenseitige Radiaxlager 9 sowohl mit einer axial als auch mit einer radial gerichteten Kraftkomponente. LIm das kolbenseitige Radiaxlager 9 von der axial gerichteten Komponente teilweise zu entlasten, wird auf den feststehenden Außenring 13 des antriebsseitigen Radiaxlagers 10 eine Gegenkraft ausgeübt und über den Innenring 11 sowie die Distanzbüchse 12 auf das kolbenseitige Radiaxlager 9 übertragen.

Dies geschieht bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch konzentrisch zur Drehachse der Triebwelle 2 in dem antriebsseitigen Gehäusedeckel

ίο 14 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete, druckbeaufschlagbare Gegendruckkolben 15, die unter der Wirkung der Gegenkraft auf dem feststehenden Außenring 13 des antriebsseitigen Radiaxlagers 10 liegen. Das Druckmedium wird über einen Zuleitungskanal 16 von der Hochdruck- bzw. Pumpenseite zugeleitet

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 ist zwischen dem Außenring 13 des antriebsseitigen Radiaxlagers 10 und dem Gehäusedeckel 14 ein Ringkanal 17 vorgesehen, in den der Zuleitungskanal 16 von der Hochdruckseite einmündet, so daß die von dem Druckmedium erzeugte Gegenkraft unmittelbar auf den Außenring 13 des antriebsseitigen Radiaxlagers 10 ausgeübt wird. Die von dem Druckmedium beaufschlagte Fläche wird durch Dichtungsringe 18 im Gehäusedekkel 14 begrenzt Weitere Dichtungen 19 sind an der Innenwandung des Lagergehäuses 1 vorgesehen. Diese raumsparende Ausbildung der Gegendruckvorrichtung erfordert keine Veränderung der baulichen Abmessungen herkömmlicher Schrägachsen-Axialkolbenmaschine und kann folglich ohne großen Aufwand bei bestehenden Baureihen zur Anwendung gelangen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 und 6 wird die Gegenkraft durch einen druckbeaufschlagbaren Ringkolben 20 aufgebracht, der in dem Gehäusedeckel 14 unmittelbar über dem Außenring 13 des antriebsseitigen Radiaxlagers 10 angeordnet ist Der Ringkolben 20 ist winkelförmig ausgebildet und liegt mit dem flachen Schenkel 21 an dem Außenring 13 des antriebsseitigen Radiaxlagers 10 an und ist mit dem steilen Schenkel 22 am Lagergehäuse 1 geführt und beidseitig abgedichtet

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lagerung der Triebwelle einer Schrägachsen-(Schwenk- oder Sehrägtrommel) Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) für Druckflüssigkeiten in einem kolbenseitig und einem antriebsseitig angeordneten Radiaxlager, deren Kegelwinkel gleichgerichtet auf die Kolben weisen und deren feststehende Außenringe in einem Lagergehäuse gelagert sind, wobei zum Ausgleich der wirksamen Axialkomponente der Kolbenkräfte durch Maschinendruckflüssigkeit beaufschlagte, auf den Außenring eines der Radiaxlager wirkende Gegendruckkolben vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckkolben (15, 20) gegen den Außenring (13) des antriehsseitigen Radiaxlagers (10) anliegen und daß der Innenring

(11) des kolbenseitigen Radiaxlagers (9) durch eine auf die Triebwelle (2) aufgezogene Distanzbüchse

(12) am Innenring (11) des antriebsseitigen Radiaxlagers (10) abgestützt ist

2. Lagerung der Triebwelle einer Schrägachsen-Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckkolben (15, 20) in einem das Lagergehäuse (1) antriebsseitig nach außen verschließenden Deckel (14) angeordnet sind.

3. Lagerung der Triebwelle einer Schrägachsen-Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckbeaufschlagung des Außenringes (13) des antriebsseitigen Radiaxlagers (10) zwischen diesem und dem Deckel (14) des Lagergehäuses (1) ein allseilig abgedichteter Ringkanal (17) vorgesehen ist.