DE68912295T2

DE68912295T2 - Hauptlageranlage für einen axialkolbenmotor mit schiefscheibe.

Info

Publication number: DE68912295T2
Application number: DE68912295T
Authority: DE
Inventors: Takeo Arimoto; Kazuyoshi Nagahara; Takashi Ogata
Original assignee: Komatsu Ltd; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp; Komatsu Ltd
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1989-05-19
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2009-05-20
Also published as: JPH01173388U; WO1989011593A1; EP0377047B1; US5165321A; DE68912295D1; KR900702231A; EP0377047A1; KR960005754B1; EP0377047A4; JP2503355Y2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hauptlagereinrichtung für eine Knickachsen-Axialkolbenpumpe/Motor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im allgemeinen ist bisher gemäß Fig. 1 eine Knickachsen-Axialkolbenpumpe/Motor derart konstruiert worden, daß eine Welle 2 drehbar durch eine Hauptlagereinrichtung 3 in einem Gehäuse 1 getragen wird, daß ein zentraler Stützzapfen 5, der durch einen Zylinderblock 4 getragen wird und um einen vorgegebenen Kippwinkel θ in bezug auf die Welle 2 geneigt ist, schwenkbar mit der Welle 2 verbunden ist, und daß Kolben 7, die gleitend in Zylinderbohrungen 6 des Zylinderblocks 4 eingefügt sind, schwenkbar mit der Welle 2 verbunden sind.
Da bei einer derartigen Knickachsen-Axialkolbenpumpe/Motor die Kolben 7 mit der Welle 2 in einer Position verbunden sind, in der die Kolben 7 zum äußeren Randbereich der Achse der Welle 2 versetzt sind, und da die Kolben 7 in bezug auf die Achse der Welle 2 geneigt sind, werden die Kolben 7 mit einer Kraft F&sub1; aufgrund eines hydraulischen Druckes in den Zylinderbohrungen 6 in Richtung des Pfeiles gegen die Welle 2 gedrückt. Folglich wirken eine Axiallast und eine Radiallast auf die Welle 2 ein.
Daher ist die Hauptlagereinrichtung 3 so konstruiert, daß erste und zweite Lager 8 und 9 mit Kegelrollen in Tandemanordnung vorgesehen sind und daß sowohl die Axiallast als auch die Radiallast kontinuierlich durch Verbindung der Innenringe 8a,9a des ersten und zweiten Lagers 8,9 und der Außenringe 8b,9b des ersten und zweiten Lagers 8,9 über einen inneren Radsitz 10 und einen äußeren Radsitz 11 aufgenommen werden.
Bei einer derartigen Hauptlagereinrichtung 3 wirkt die Axiallast Fa gleichermaßen auf das erste und zweite Lager 8,9 ein, wie es durch einen Pfeil aus gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigt ist, während die Radiallast Fr&sub1;, die auf das erste Lager 8 einwirkt, größer ist als die Radiallast Fr&sub2;, die auf das zweite Lager 9 einwirkt, da die radialen Lasten in Kipprichtung in Positionen wirken, die gegenüber der Achse der einzelnen Rollen versetzt sind.
Daher wird die Gesamtlast, die auf das erste Lager 8 wirkt, größer als die auf das zweite Lager 9 einwirkende Last. Folglich ist die Lebensdauer des ersten Lagers kurz, und damit ist auch die Lebensdauer der Hauptlagereinrichtung kurz.
Die US-A-2 404 615 offenbart eine Knickachsen-Axialkolbenpumpe/Motor der vorliegenden Art mit einer Hauptlagereinrichtung, die zwei Kugellager umfaßt. Die Kugellager sind derart angeordnet, daß sie nur eine Radiallast von der Hauptwelle auf ein Gehäuse übertragen.
Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die oben erwähnten Umstände und zielt darauf ab, eine Hauptlagereinrichtung für eine Knickachsen-Axialkolbenpumpe/Motor zu schaffen, bei der die Summe der Axiallasten und der Radiallasten, die auf ein erstes Lager und ein zweites Lager einwirken, die in Tandemanordnung in Axialrichtung der Hauptlagereinrichtung vorgesehen sind, d.h., die jeweiligen Gesamtlasten, auf das erste und zweite Lager gleichmäßig einwirken.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Hauptlagereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Zur Erreichung des oben beschriebenen Ziels ist gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Hauptlagereinrichtung für eine Knickachsen-Axialkolbenpumpe/Motor vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Spalt, der bei der oben erwähnten Hauptlösung vorgesehen ist, im Bereich von 10-30 um liegt.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, mit den oben erwähnten Merkmalen, daß die Lebensdauer der Hauptlagereinrichtung in ihrer Gesamtheit größer ist, weil die jeweiligen Summen, d.h., die jeweiligen Gesamtbelastungen aus Axiallast und Radiallast, die auf das erste und zweite Lager einwirken, gleich sind.
Es ist für den Fachmann möglich, die oben erwähnte und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung zu verstehen, angesichts der Tatsache, daß diese unter Bezugnahme auf die folgende genaue Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Konstruktionsformen mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung als veranschaulichendes Beispiel gezeigt sind, dargestellt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische, vollständige Schnittdarstellung einer bekannten, zum Stand der Technik gehörenden Knickachsen-Axialkolbenpumpe/Motor;
Fig. 2 ist ein Teilschnitt der herkömmlichen Hauptlagereinrichtung;
Fig. 3 ist ein Teilschnitt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der jeweiligen Lebensdauer eines ersten und eines zweiten Lagers und eines Intervalls eines Spalts am äußeren Radsitz; und
Fig. 5 ist ein Teilschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Anschließend werden einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 5 erläutert.
Da jedoch die Konstruktion einer Knickachsen-Axialkolbenpumpe/Motor im allgemeinen oben beschrieben wird und im übrigen gut bekannt ist, soll deren Beschreibung fortgelassen werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird ein Spalt α gebildet zwischen der inneren Endfläche 12 eines Außenringes 8b eines ersten Lagers 8 und der inneren Endfläche 13 eines äußeren Radsitzes 11. Das Intervall des Spalts α wird festgesetzt auf den Bereich von 10 bis 30 um, ändert sich jedoch entsprechend dem hydraulischen Druck, der auf einen Kolben 7 ausgeübt wird.
Da auf diese Weise in der Anfangsstufe eine Axiallast Fa übertragen wird von dem Innenring 8a des ersten Lagers 8 auf den Außenring 9b des zweiten Lagers 9 über einen inneren Radsitz 10, einen Innenring 9a des zweiten Lagers 9 und eine Kegelrolle 9c, wie es durch einen Pfeil in gestrichelter Linie in Fig. 3 angegeben ist, wirkt die Axiallast nicht auf eine Kegelrolle 8c des ersten Lagers 8 ein. Wenn die Axiallast Fa in bestimmten Maße zunimmt, werden der Innenring 9a und der Außenring 9b in Axialrichtung bewegt, so daß die innere Endfläche 12 des Außenringes 8b des ersten Lagers 8 unter Druck gegen die innere Endfläche 13 des äußeren Radsitzes 11 trifft. Folglich wirkt die Axiallast auch auf die Kegelrolle 8c ein.
Da die axiale Last auf das erste Lager 8 einwirkt, nachdem ein gewisser Grad von Axiallast auf das zweite Lager 9 als erste Last wirkt, wird die auf das erste Lager 8 wirkende Axiallast weniger verringert, als diejenige, die auf das zweite Lager 9 wirkt, um den Betrag der früheren Last.
Selbst wenn daher die Größen der Radiallasten Fr&sub1; und Fr&sub2;, die auf das erste und zweite Lager einwirken, unterschiedlich sind, kann es möglich sein, die jeweiligen Gesamtbelastungen des ersten Lagers 8 und des zweiten Lagers 9 einander anzugleichen.
Fig. 4 ist ein Diagramm und zeigt die Beziehung zwischen einem Intervall α des Spalts am äußeren Radsitz der Hauptlagereinrichtung gemäß Fig. 3 und der Last, die auf die Lager einwirkt (Lebensdauer der Lager), die erzielt wird durch Simulationsrechnung unter Verwendung eines Computers unter Berücksichtigung der Hauptwellenlagerkonstruktion einer Knickachsen-Axialkolbenpumpe/Motor und der axialen Steifigkeit. Aus dem Diagramm geht klar hervor, daß die jeweiligen Gesamtlasten, die auf das erste und zweite Lager 8,9 einwirken, einander angeglichen werden können, so daß die Gesamtlebensdauer der Hauptlagereinrichtung im größtmöglichen Maße verlängert wird.
Gemäß Fig. 5 können dieselben Ergebnisse auch erzielt werden bei Schulterkugellagern, bei denen Kugeln 8d,9d in dem ersten und zweiten Lager 8,9 verwendet werden.

Claims

1. Hauptlagervorrichtung für eine/einen Schiefscheiben-Axialkolbenpumpe/motor mit einer Hauptwelle (2), die drehbar in ihrem Gehäuse (1) angeordnet ist, einem Zylinderblock (4), der über einen kippbaren, zentralen Stützzapfen (5) mit dem näherliegenden Ende der Hauptwelle (32) unter einem vorgegebenen Kippwinkel in bezug auf die Hauptwelle verbunden ist, und einer Anzahl von kippbaren Kolben (5), die gleitend in einer Anzahl von Zylinderbohrungen (6) in dem Zylinderblock (4) liegen und sich in dessen Axialrichtung erstrecken, wobei die vorauslaufenden Enden der Kolben mit dem näherliegenden Ende der Hauptwelle (2) verbunden sind, wobei die Hauptlagervorrichtung ein erstes Lager (8) und ein zweites Lager (9) umfaßt, die beide vorgesehen sind zur drehbaren Abstützung der Hauptwelle (2) gegen eine Axial- und eine Radiallast, wobei zur drehbaren Abstützung der Hauptwelle (2) in dem Gehäuse (1) in Axialrichtung der Hauptlagervorrichtung in Tandemanordnung zwischen dem Gehäuse (1) und der Hauptwelle (2) über innere und äußere Radsitze (10,11) zwischen dem ersten und zweiten Lager (8,9) angebracht sind, welche Hauptlagervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Lücke gebildet ist zwischen der Inneren seitlichen Endfläche (12) des Außenringes (8b) des ersten Lagers (8) und der inneren seitlichen Endfläche (13) des äußeren Radsitzes (11), wobei die Breite der Lücke derart ist, daß der Außenring (8b) des ersten Lagers (8) und der äußere Radsitz (11) einander mit einem bestimmten Grad der Axiallast berühren, so daß eine Axiallast ausgeübt wird auf das erste Lager (8) und das zweite Lager (9).

2. Hauptlagervorrichtung für eine/einen Schiefscheiben-Axialkolbenpumpe/motor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lücke gebildet ist im Bereich von 10-30 um.