DE3320695C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine nach dem Schrägscheibenprinzip arbeitende Axialkolbenmaschine mit einer Welle und mit einer mit dieser verbundenen Zylindertrommel, deren eine Stirnfläche gegen einen Steuerboden abgestützt ist und aus deren anderen Stirnfläche Kolben austreten, von denen jeder mittels eines Gleitschuhes gegen eine Schrägscheibe abgestützt ist, wobei jeder Gleitschuh eine gegen die Schrägscheibe anliegende Gleitschuhplatte und einen eine Kugelverbindung zwischen Gleitschuh und Kolben aufnehmenden Gleitschuhhals aufweist, wobei gegen die der Schrägscheibe abgewandten Seite der Gleitschuhplatte eine Niederhalteplatte anliegt, die für jeden Gleitschuhhals eine Ausnehmung aufweist, wobei die Niederhalteplatte mit dem Rand der Ausnehmung gegen die Gleitschuhplatte anliegt, wobei die Niederhalteplatte in ihrem mittleren Bereich eine Ausnehmung mit hohlkugelförmiger Oberfläche aufweist, gegen die eine entsprechend kugelkappenförmige Oberfläche eines Ringes anliegt, der seinerseits durch die Kraft einer vorgespannten Feder derart belastet ist, daß die Federkraft den Ring gegen die Niederhalteplatte und damit diese gegen die Rück­ seiten der einzelnen Gleitschuhplatten und damit die Gleitschuhe auf die Schrägscheibe drückt (DE-OS 19 45 434, Seite 2, Zeilen 18 bis 20, DE-OS 26 16 985, DE-OS 21 30 514, Beschreibungseinleitung, DE-OS 21 52 568). Um bei hohen Drehzahlen und damit hohen Verschiebegeschwindigkeiten des Kolbens und damit großen Massenträgheitskräften bei der Umkehr der Bewegung des Kolbens von der in den Zylinder eindringenden Bewegungsrichtung in die ausfahrende Bewegungsrichtung sichern zu können, daß die Gleitschuhe nicht unter der Wirkung der Massenträgheitskräfte von der Schrägscheibe abheben, muß die Kraft der Feder sehr groß sein. Zusätzlich sind die gegebenenfalls auftretenden Saugkräfte am Kolben zu berücksichtigen. Diese große Federkraft wirkt ständig auf die Rückseite der Gleitschuhe und drückt diese gegen die Schrägscheibe auch bei geringen Drehzahlen und insbesondere bei Stillstand, wenn die Maschine anlaufen soll. Diese große Kraft hat große Reibungskräfte zwischen Gleitschuh und Schrägscheibe und zwischen Niederhalteplatte und Gleitschuhplatte zur Folge, die unnötigen Energieverlust zur Folge haben und insbesondere beim Anlaufen stören. Um wenigstens für die Reibung an der Stirnfläche der Zylindertrommel geringere Belastungskräfte zu erzielen, ist es bereits bekannt, zwei verschiedene Andrückfedern vorzusehen (DE-OS 21 30 514 und DE-OS 19 45 434). Das erfordert jedoch einen höheren Bauaufwand.

Um die genannten Nachteile einer hohen Reibungskraft zu vermeiden, ist es auch bereits bekannt, die Niederhalteplatte fest mit dem Körper, an dem die Schrägscheibe gebildet ist, derart zu verbinden, daß zwischen der der Schrägscheibe zugewandten Seite der Niederhalteplatte und der Schrägscheibe ein fest vorgegebener Abstand gebildet ist, der um ein geringes Spiel größer ist als die Dicke der Gleitschuhplatten (DE-OS 28 04 912).

Obwohl derartige Anordnungen den Eindruck erwecken, einen sehr einfachen Aufbau zu haben, zeigt sich in der Praxis, daß der Herstellaufwand für die verschiedenen am Umfang anzuordnenden Teile, die den Abstand der Niederhalteplattenfläche von der Schrägscheibenfläche bestimmen, einen großen Bauaufwand erfordern, zumal zu berücksichtigen ist, daß die Niederhalteplatte gegenüber der Drehachse exakt zentriert sein muß, damit die Gleitschuhhälse in den Bohrungen der Niederhalteplatte einwandfrei freigehen bzw. dann, wenn die Niederhalteplatte von den Gleitschuhen mitgenommen wird, bei Änderung der Drehwinkelgeschwindigkeit des Umlaufes und damit in Umfangsrichtung an der Niederhalteplatte auftretenden Massenträgheitskräften keine schlagartigen Beanspruchungen auftreten.

Die bekannten Anordnungen ebenso wie die Anordnung gemäß der Erfindung sind sowohl bei als Pumpe arbeitenden als auch bei als Motor arbeitenden Axialkolbenmaschinen anwendbar und sowohl bei Axialkolbenmaschinen, bei denen der Winkel der Schrägscheibe gegenüber der Drehachse und damit das Hubvolumen pro Umdrehung einstellbar ist, als auch bei solchen, bei denen der Winkel konstant ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die hohe Reibungskraft, die durch unnötig starkes Andrücken der Gleitschuhe gegen die Schrägscheibe entsteht, bei geringem Bauaufwand durch optimales Ausnutzen sowieso vorhandener Bauteile und einwandfreier Zentrierung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ring gegen einen mit der Welle verbundenen Anschlag abgestützt ist, wobei Anschlag, Ring, Niederhalteplatte und Gleitschuhplatten derart bemessen sind, daß bei Anliegen des Ringes gegen den Anschlag und bei Anliegen der Gleitschuhplatten gegen die Schrägscheibe zwischen Gleitschuhplatte und Niederhalteplatte ein vorbestimmtes geringes Spiel besteht.

Damit hat bei Anliegen gegen den Anschlag die Niederhalteplatte eine definierte Lage gegenüber der Schrägscheibe und die Kraft der Feder wird nicht auf die Gleitschuhe, sondern auf den Anschlag übertragen. Trotzdem reicht die Kraft der Feder aus, um auch bei großen Massenträgheitskräften und Saugkräften ein Abheben der Gleitschuhe von der Schrägscheibe zu vermeiden. Die Feder aber ist sowieso vorhanden, um die Zylindertrommel gegen den Steuerboden zu drücken.

Dabei sind gemäß der Erfindung der Anschlag, der Ring, die Niederhalteplatte und die Gleitschuhplatten derart bemessen, daß bei Anliegen des Ringes gegen den Anschlag und bei Anliegen der Gleitschuhe gegen die Schrägscheibe zwischen Gleitschuhplatte und Niederhalteplatte ein vorbestimmtes geringes Spiel besteht. Die Größe dieses Spieles ergibt sich aus den jeweiligen konstruktiven Bedingungen und kann beispielsweise 1/100 mm bis 3/100 mm betragen, wobei gegebenenfalls diese genannten Werte die Grenzen für die Fertigungstoleranz darstellen können. Bei der Festlegung des Spieles ist die Bildung des Schmierfilmes beispielsweise durch Druckpolster zu berücksichtigen.

Wie an sich bekannt, ist bei einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform die Feder andererseits gegen die Zylindertrommel abgestützt.

Es können auch mehrere Federn vorgesehen sein. Für hohe Drehzahlen ist auch eine große Federkraft erforderlich, um ein Abkippen der Zylindertrommel vom Steuerboden zu verhindern. Andererseits wird durch die Anordnung des Anschlages gemäß der Erfindung erzielt, daß diese Federkraft nicht dauernd die Niederhalteplatte auf die Gleitschuhe und diese auf die Schrägscheibe drückt und damit die genannten hohen Reibungskräfte bewirkt.

Der Anschlag kann aus einem Anschlagring bestehen der seinerseits gegen einen in eine Nut der Welle eingelassenen Seegerring abgestützt ist. Um zu vermeiden, daß bei sehr hohen Drehzahlen der Seegerring unter der Wirkung der Fliehkraft aufspreizt, kann vorgesehen sein, daß der Anschlagring oder der mit der kugelkappenförmigen Oberfläche versehene Ring eine hohlzylindrische Ausnehmung aufweist und derart über den Seegerring geschoben ist, daß bei der Betriebslage, in der diese Ausnehmung den Seegerring umgreift, ein Aufspreizen des Seegerringes vermieden ist. Zur Demontage muß dann zunächst der den Seegerring umgreifende Ring verschoben werden und erst dann kann der Seegerring aufgespreizt werden.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine axialkolbenmaschine im Axialschnitt dargestellt.

Das Gehäuse 1 ist durch eine Steuerbodenaufnahme 2, die in der Zeichnung in nicht mehr dargestellter Weise mit dem Gehäuse verbunden ist, abgeschlossen. Die Welle 3 ist mittels eines Wälzlagers 4 im Gehäuse 1 und mittels eines Wälzlagers 5 in der Steuerbodenaufnahme 2 gelagert. Die Zylindertrommel 6 liegt mit ihrer einen Stirnseite gegen eine Steuerplatte 7 an, die ihrerseits gegen die Steuerbodenaufnahme 2 anliegt. In der Zylindertrommel 6 sind Zylinder gebildet, wobei in jedem Zylinder 8 ein Kolben 9 verschiebbar ist. Jeder Kolben 9 ist gegen einen Gleitschuh abgestützt, der eine Gleitschuhplatte 10 und einen Gleitschuhhals 11 aufweist. Die Gleitschuhe liegen mit ihrer Stirnfläche gegen die Schrägscheibe 12 an, die an einem Schrägscheibenkörper 13 gebildet ist, der seinerseits gegen einen Lagerkörper 14 abgestützt ist, der wiederum seinerseits im Gehäuse 1 befestigt ist.

Die Feder 15 stützt sich einerseits gegen einen Federstützring 16 ab, der sich seinerseits gegen einen Spreizring 17 abstützt, der in einer Nut der Zylindertrommel abgestützt ist. Andererseits stützt sich die Feder 15 gegen einen Federstützring 19 ab, der auf mehreren, am Umfang gleichmäßig verteilten Stiften 20 abgestützt ist, wobei jeder Stift 20 durch einen Bohrung im Hals 21 der Zylindertrommel 6 hindurchgeführt und in dieser gleitend verschiebbar ist. Die Stifte 20 stützen sich gegen einen Ring 22 ab, der eine kugelkappenförmige Oberfläche 23 aufweist, mit der dieser Ring 22 in einer entsprechend hohlkugelförmig gestalteten Ausnehmung einer Niederhalteplatte 24 abgestützt ist. Die Niederhalteplatte 24 weist für jeden Gleitschuh eine Bohrung 25 auf und stützt sich auf ihrer der Schrägscheibe 12 zugewandten Seite mit dem Rand jeweils einer Bohrung 25 gegen die der Schrägscheibe 12 abgewandte Seite der einzelnen Gleitschuhplatten 10.

Die Welle und der Hals 21 der Zylindertrommel 6 sind mit einer Verzahnung 26 zur Mitnahme der Zylindertrommel auf der Welle versehen.

Insoweit entspricht die beschriebene Einrichtung dem bekannten Stand der Technik.

Der Ring 22 stützt sich mit seiner in der Zeichnung linken Stirnfläche gegen einen Anschlagring 27, der seinerseits gegen einen Seegerring 28 anliegt, der in eine Nut 29 der Welle 3 eingelassen ist. Um zu vermeiden, daß bei sehr hohen Drehzahlen der Seegerring 28 unter der Wirkung der Fliehkraft aufspreizt, kann vorgesehen sein, daß der Anschlagring 27 oder der mit der kugelkappenförmigen Oberfläche 23 versehene Ring 22 eine hohlzylindrische Ausnehmung aufweist (in der Figur nicht dargestellt) und derart über den Seegerring 28 geschoben ist, daß bei der Betriebslage, in der diese Ausnehmung den Seegerring 28 umgreift, ein Aufspreizen des Seegerrings 28 vermieden ist. Zur Demontage muß dann zunächst der den Seegerring 28 umgreifende Ring 22 oder Anschlagring 27 axial von der Schrägscheibe weg verschoben werden und erst dann kann der Seegerring 28 aufgespreizt werden.

Während bei den Anordnungen gemäß dem bekannten Stand der Technik die Kraft der Feder 15 die Niederhalteplatte 24 gegen die Gleitschuhplatten 10 und damit diese gegen die Schrägscheibe 12 drückt, drückt bei der Ausgestaltungsform gemäß der Erfindung die Kraft der Feder 15 den Ring 22 gegen den Anschlagring 27, der seinerseits durch den Seegerring 28 gegen die Welle 3 abgestützt ist. Durch die Dimensionierung des Anschlagringes 27, des Seegerringes 28 und der Nut 29 und des Ringes 22 und der Niederhalte­ platte 24 und der einzelnen Gleitschuhplatten 10 wird erzielt, daß die der Schrägscheibe 12 zugewandte Seite der Niederhalteplatte 24 bei Anliegen der vorgenannten Teile unter der Kraft der Feder 15 einen Abstand hat, der um ein vorbestimmtes Spiel größer ist als die Stärke (Dicke) der Gleitschuhplatten 10. Andererseits steht die volle Kraft der Feder 15 zur Verfügung, um ein Abheben der Gleitschuhplatten 10 von der Schrägscheibe 12 unter der Wirkung von Massenträgheitskräften zu verhindern.

Claims (5)

1. Axialkolbenmaschine mit einer mit einer Welle drehsteif verbundenen Zylindertrommel, deren Stirnfläche gegen einen Steuerboden abgestützt ist und aus deren anderen Stirnfläche Kolben austreten, von denen jeder mittels eines Gleitschuhes gegen eine Schrägscheibe abgestützt ist, wobei jeder Gleitschuh eine Gleitschuhplatte und einen Gleitschuhhals aufweist, wobei gegen die der Schrägscheibe abgewandte Seite der Gleitschuhplatte eine Niederhalteplatte anliegt, die in ihrem mittleren Bereich eine Ausnehmung mit hohlkugelförmiger Oberfläche aufweist, gegen die eine entsprechende kugelkappenförmige Oberfläche eines Ringes anliegt, der seinerseits durch die Kraft einer vorgespannten Feder belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (22) gegen einen mit der Welle (3) verbundenen Anschlag abgestützt ist, wobei Anschlag, Ring (22), Niederhalteplatte (24) und Gleitschuhplatten (10) derart bemessen sind, daß bei Anliegen des Rings (22) gegen den Anschlag und bei Anliegen der Gleitschuhplatten (10) gegen die Schrägscheibe (12) zwischen Gleitschuhplatte (10) und Niederhalteplatte (24) ein vorbestimmtes geringes Spiel besteht.

2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel 0,01 mm bis 0,03 mm beträgt.

3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (15) andererseits gegen die Zylindertrommel (6) abgestützt ist.

4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus einem Anschlagring (27) besteht, der seinerseits gegen einen in eine Nut (29) der Welle (3) eingelassenen Seegerring (28) abgestützt ist.

5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (22) oder der Anschlagring (27) eine hohlzylindrische Ausnehmung aufweist, deren hohlzylindrische Innenfläche den Seegerring (28) umfgreift.