DE3217484A1

DE3217484A1 - Axial piston machine with a driving flange and a driving shaft supported in bearings

Info

Publication number: DE3217484A1
Application number: DE19823217484
Authority: DE
Inventors: Franz 8782 Mühlbach Forster
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1981-05-13
Filing date: 1982-05-10
Publication date: 1982-12-09

Abstract

Axial piston machine with a driving flange and a driving-flange shaft which is supported in two spaced radial bearings and a thrust bearing, a member, preferably a gearwheel, which transmits a torque to the shaft being arranged on the driving-flange shaft between the radial bearings. To achieve as small an overall length as possible and flexurally rigid components against which the bearings are supported, the thrust bearing is arranged on that side of the torque-transmitting member, preferably a gearwheel, which is remote from the driving flange.

Description

Triebflanschaxialkolbenmaschine mit in Lagern gelagerterDrive flange axial piston machine with mounted in bearings

Triebwelle Die Erfindung betrifft eine Triebflanschaxialkolbenmaschine mit einer Triebflanschwelle, die in zwei in Abstand voneinander gelagerten Radiallagernund einem Axiallager gelagert ist, wobei auf der Triebflanschwelle zwischen den Radiallagern ein Organ angeordnet ist, durch das-rermomente auf die lfelle übertragbar sind. Vorzugsweise ist dieses Organ ein Zahnrad. Bei einer bekannten Axialkolber:-maschine dieser Gattung ist die Axialkolbenmaschine eine Pumpe und das das Drehmoment übertragende Organ ist ein Zahnrad, durch das die Pumpe an2etrieben wird. Dabei ist der Triebflansch der Axialkolbenmaschine gegen einen Ring abgestützt, der einerseits Innenring zu dem triebfla-.schseitigen Radiallager ist und andererseits mit einer ?-lanlauffläche versehen ist, die Lauffläche des Axiallagers ist. Dieses Axiallager ist gegen eine Fläche des zu diesem Zweck besonders ausgestalteten Gehäuseflansches adgestützt. Hinter diesem Gehäuseflansch ist auf der Welle das genannte Zahnrad angeordnet und auf dem dem Triebflansch entfernten Wellenende, also dem freien Wellenende der Triebwelle, ist das zweite Radiallager angeordnet, welches erforderlich ist, um die Momente aufzunenme., die an der Triebwelle senkrecht zu deren Drehachse dadurch entstehen, daß die Kolbenkräfte unter einem von 900 abweichenden Winkel auf den Triebflansch einwirken.Der Lagerflansch im Gehäuse, der das Radiallager und das Axiallager abstützt, muß eine entsprechende axiale Erstreckung haben, insbesondere damit er sich auf der Seite, auf der das Axiallager abgestützt ist, nicht durchbiegt. Das bedingt, daß das Zahnrad eine erhebliche Entfernung vom Triebflansch haben muß, das bedingt, daß die Gesamtpumpe wie bisher üblich eine relativ große Baulänge aufweisen muß (bekannt durch Linda-Doppelpumpen-Aggregate). Eine andere Anordnung mit einem Zahnrad auf der Triebwelle zwischen deren beiden Raajallagern ist durch die DE-AS 1653 504 bekannt. Auch bei dieser bekannten Anordnung ist das triebflanschseitige Lager ein Lager, welches sowohl Axialkräfte als auch Radialkräfte aufnimmt - hier als kombiniertes Axinl-Radial-Lager - und ist das Zahnrad frei von axialen Kräften, da sonst die Funktion dieses Zahnrades als Pumpe gefährdet wäre. Dieses kombinierte ial-Radial-lager ist über einen Zwischenblock gegen einen Bund im Gehäuse abgestützt, wobei das Zahnrad in diesem Zwischenblock gelagert ist. Allen bekannten Axialkolbenmaschinen ist gemeinsam, daß der Triebflansch unmittelbar gegen ein Lager abgestützt ist, welches den axialschub des Triebflansches aufnimmt, und daß das Zahnrad nicht von diesem Axialschub belastet wird und daß das an dem freien Wellenende, also dem dem Triebflansch abgewandten Wel enende, angeordnete Lager keine Axialkräfte aufnimmt. Die Anordnung des den Axialschub aufnehmenden Lagers zwischen Triebflansch und Zahnrad bedingt jedoch eine ziemlich große Baulänge. Darüberhinaus ergibt sich der Nachtei , daß die die Kräfte auf das Axiallager übertragenden Bauteile, um die Baulänge in erträglichen Grenzen zu halten, nur begrenzt stark ausgebildet erden können, so daß die Gefahr besteht, daß unter großen Kräften Verformungen auftreten, die zu einer ungünstigen Aufnahme der Belastung am Axiallager führen. Drive shaft The invention relates to a drive flange axial piston machine with a drive flange shaft that is mounted in two spaced-apart radial bearings and an axial bearing is mounted, on the drive flange shaft between the radial bearings an organ is arranged through which moments can be transferred to the skins. This element is preferably a gear. In a known axial piston machine of this type, the axial piston machine is a pump and the one that transmits the torque The organ is a gearwheel that drives the pump. Here is the drive flange the axial piston machine is supported against a ring, which on the one hand closes the inner ring the radial bearing on the drive bottle side and, on the other hand, with a? -run surface is provided, the running surface of the axial bearing is. This thrust bearing is against a Surface of the housing flange specially designed for this purpose, ad-supported. Behind this housing flange, said gear is arranged on the shaft and on the shaft end remote from the drive flange, i.e. the free shaft end of the drive shaft, the second radial bearing is arranged, which is necessary for the moments to record., the one on the drive shaft perpendicular to its axis of rotation arise from the fact that the piston forces are at an angle other than 900 act on the drive flange. The bearing flange in the housing that holds the radial bearing and supports the axial bearing, must have a corresponding axial extension, in particular so that it does not sag on the side on which the thrust bearing is supported. This means that the gearwheel must have a considerable distance from the drive flange, this means that the overall pump, as previously usual, has a relatively large overall length must (known from Linda double pump units). Another arrangement with one Gear on the drive shaft between the two Raajall bearings is by DE-AS 1653 504 known. In this known arrangement, too, this is on the drive flange side Bearing a bearing that absorbs both axial and radial forces - here as a combined Axinl-Radial bearing - and the gear is free of axial forces, otherwise the function of this gear as a pump would be endangered. This combined ial-radial bearing is supported by an intermediate block against a collar in the housing, the gear wheel being supported in this intermediate block. All known axial piston machines has in common that the drive flange is supported directly against a bearing, which absorbs the axial thrust of the drive flange, and that the gear is not from this axial thrust is loaded and that the at the free shaft end, so the dem End of the drive flange facing away from the shaft, arranged bearing does not absorb any axial forces. The arrangement of the bearing absorbing the axial thrust between the drive flange and the gear However, it requires a fairly large overall length. In addition, there is the disadvantage that the forces on the axial bearing transmitting components to the length to be kept within tolerable limits, can only be grounded to a limited extent, so that there is a risk that deformations occur under large forces to an unfavorable absorption of the load lead on the axial bearing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axial'<olbenmaschine der eingangs genannten Gattung zu schaffen mit möglichst geringer Baulänge zwischen Triebflansch und freiem Wellenende, wobei zusätzlich noch die Ausgestaltung mit einem möglichst biegesteifen Lagerflansch ermöglicht sein soll.The invention is based on the object of an axial piston machine of the type mentioned to create with the smallest possible length between Drive flange and free shaft end, with the additional design with a bearing flange that is as rigid as possible should be made possible.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Axiallager auf der dem Triebflansch abgewandten Seite des das Drehmoment übertragenden Organs, das heißt am freien Wellenende der Triehflanschwelle, angeordnet ist. Da in diesem Bereich sowieso für die Aufnahme des Radiallagers ein hinreichend dimensionierter Lagerflansch vorgesehen sein muß, vergrößert dieser Lagerflansoh die Baulänge nicht. Durch den Fortfall eines Axialkräfte aufnehmenden Lagerflansches in der Nähe der Triebwelle kann jedoch die Baulänge erheblich verkürzt werden.This object is achieved according to the invention in that the axial bearing on the side of the organ transmitting the torque facing away from the drive flange, that is, is arranged on the free shaft end of the Triehflanschwelle. Because in this Anyway, a sufficiently dimensioned area for the inclusion of the radial bearing Bearing flange must be provided, this bearing flange does not increase the overall length. Due to the omission of a bearing flange absorbing axial forces in the vicinity of the However, the length of the drive shaft can be shortened considerably.

Gemäß der Erfindung kann das das Drehmoment übertragende Organ wie bei den bekannten Axialkolbenpumpen ein Zahnrad sein, es kann aber auch eine Bremse-sein und es ist auch möglich, eine Bremse und ein Zahnrad in axialer Richtung nebeneinander anzuordnen. Die Axialkolbenmaschine kann wie die bekannten Axialkolbenmaschinen dieser Art eine Pumpe sein, es kann aber auch zweckmäßig sein, insbesondere dann, wenn eine Bremse vorgesehen ist, daß die Axialkolbenmaschine ein Motor ist, der auf ein Vorgelegegetriebe treibt.According to the invention, the organ transmitting the torque can such as be a gear in the known axial piston pumps, but it can also be a brake and it is also possible to have a brake and a gear next to one another in the axial direction to arrange. The axial piston machine can be like the known axial piston machines be a pump of this type, but it can also be useful, especially if if a brake is provided that the axial piston machine is a motor that drives on a countershaft transmission.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltungsform ist das das Drehmoment übertragende Organ, beispielsweise Zahnrad, aur der dem Axiallager zugewandten Seite plan und un- mittelbar zum Stützen des Axiallagers ausgestaltet. In diesem Fall wird die große Steifigkeit des Organes, insbesondere Zahnrades,ausgenutzt, um eine geringe Durchbiegung im Bereich des Axiallagers zu erzielen, so daß gesichert ist, daß die Lastenverteilung in radialer Richtung am Axiallager günstig ist und keine Kantenläufer auftreten können.In a particularly expedient embodiment, this is the torque transmitting organ, for example a gear, aur the side facing the axial bearing plan and un- designed indirectly to support the axial bearing. In this case, the great rigidity of the organ, especially the gear, is used, in order to achieve a slight deflection in the area of the axial bearing, so that it is secured is that the load distribution in the radial direction on the axial bearing is favorable and no edge runners can occur.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung gemäß der erfindung ist der Innenring des triebflanschseitigen Radiallagers gegen das das Drehmoment übertragende Organ, vorzL sweise Zahnrad, abgestützt und ist dieses gegen das Axiallager unmittelbar abgestützt, das seinerseits in dem Lagerflansch abgestützt ist, in dem das zweite Axiallager gelagert ist, wobei dieser Lagerflansoh ohne Schwierigkeiten so gestaltet werden kann, daß er die Axialkräfte ohne Verfomung aufnimmt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltungsform beschränkt, beispiels- 30 .<ann auch das triebflansc:lseitige Radiallager so gestaltet sein, daß kein Teil dieses Lagers eine Axialkraft aufnimrrt und dafür entweder das das Drehmoment übertragende Organ, beispielsweise Zahnrad, längs unverschieblich auf der Triebwelle gelagert und gegen das Axiallager abgestützt ist oder ein Lagerring des Axiallagers mit der Triebflanschwele derart verbunden ist, daß der Axialschub direkt von der Triebwelle auf den Lagerring des Axiallagers übertragen wird.In a particularly expedient embodiment according to the invention is the inner ring of the radial bearing on the drive flange against which the torque transmitting organ, preferably gearwheel, is supported and this is against the axial bearing directly supported, which in turn is supported in the bearing flange in which the second axial bearing is mounted, this bearing flange without difficulty can be designed so that it absorbs the axial forces without deformation. The present However, the invention is not limited to this embodiment, for example . <can also the drive flange oil-side radial bearing be designed so that no part this bearing absorbs an axial force and either the one that transmits the torque Organ, such as a gear, mounted longitudinally immovable on the drive shaft and is supported against the axial bearing or a bearing ring of the axial bearing with the Triebflanschwele is connected in such a way that the axial thrust comes directly from the drive shaft is transferred to the bearing ring of the axial bearing.

Diese übertragung kann beispielsweise durch eine Schulter an der Welle erfolgen. Besonders zweckmäßig ist die Ausgestaltung der Axialkolbenmaschine als Schwenkschlittenpumpe.This transmission can for example be through a shoulder on the shaft take place. The configuration of the axial piston machine is particularly useful Swivel slide pump.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindur.,sgegenstandes im Axialschnitt dargestellt.The drawing shows an embodiment of the invention shown in axial section.

Mit dem Gehäuse 1 einer Schwenkschlittenpumpe ist in in der Zeichnung nicht dargestellter Weise der Gehäuseboden 2 verbunden, an dem die Gleitfläche 3 für den Schwenkschlitten 4 gebildet ist und in dem weiterhin der Stellzylinder 5 gebildet ist, in dem der als Differenzialkolben ausgestalteve Stellkolben 6 verschiebbar ist, in dem ein Stellzapfen 7 befestigt ist, der mit seinem Kugelkopf 8 in eine Bohrung 9 des Schwenkschlittens 4 eingreift.With the housing 1 of a swivel slide pump is shown in the drawing In a manner not shown, the housing base 2 is connected, on which the sliding surface 3 is formed for the swivel slide 4 and in which the adjusting cylinder 5 is formed in which the adjusting piston 6 configured as a differential piston is displaceable is, in which an adjusting pin 7 is attached, which with its ball head 8 in a Bore 9 of the swivel slide 4 engages.

Gegen den Schwenkschlitten 4 ist die Zylindertrommel 10 a>-gestützt, in der Kolben 11 längsverschiebbar sind, die sich über jeweils eine Kolbenstange 12 gegen den Triebflansch 13 abstützen. In der Drehachse des Triebflansches 13 ist eine zusätzliche Kugelkalotte 14 vorgesehen, in der ein Mittelzapfen 15 abgestützt ist, auf dem ein Ring 16 gelagert ist, auf dem die Zylindertrommel 10 abgestützt ist und gegen den eine Feder 17 abgestützt ist, die andererseits gegen einen Zwischenring 19 abgestützt ist, der über einen Seegerring 20 mit der Zylindertrommel 10 verbunden ist, so daß die Kraft der Feder 17 die Zylindertrommel 10 gegen den Schwer<X-schlitten 4 drückt.Against the swivel slide 4, the cylinder drum 10 a> -supported, are longitudinally displaceable in the piston 11, each of which extends over a piston rod Support 12 against the drive flange 13. In the axis of rotation of the drive flange 13 is an additional spherical cap 14 is provided in which a central pin 15 is supported is on which a ring 16 is mounted, on which the cylinder drum 10 is supported is and against which a spring 17 is supported, the other hand against an intermediate ring 19 is supported, which is connected to the cylinder drum 10 via a Seeger ring 20 is, so that the force of the spring 17, the cylinder drum 10 against the heavy <X-slide 4 presses.

Im Gehäuse 1 ist eine Zwischenwand 21 gebildet, in der eirwe durchgehende Bohrung 22 vorgesehen ist, in der der AuSenring 23 eines Radiallagers gelagert ist, dessen Wälzkörper 24 auf einem Innenring 25 ablaufen, der mit einem entsprechenden Sitz auf einem glatten Teil 26 der Welle sitzt.In the housing 1, an intermediate wall 21 is formed in which the egg is continuous Bore 22 is provided in which the outer ring 23 of a radial bearing is mounted, whose rolling elements 24 run on an inner ring 25, which is connected to a corresponding Seat sits on a smooth part 26 of the shaft.

Gegen diesen Innenring 25 liegt auch die plane. Rückseite 27 des Triebflansches 13 an.The plane also lies against this inner ring 25. Rear 27 of the drive flange 13 at.

Mit seiner zweiten planen Fläche liegt der Innenring 25 gegen das Zahnrad 28 an> welches mit einem vor der Schnitt:-ebene der Zeichnung liegenden und folglich in der Zeichnu.? nicht mehr dargestellten Zahnrad kämmt. Dieses Zahnrad 2t ist auf beiden Stirnseiten plan und liegt mit der dem Innenring 25 entgegengesetzten planen Sirnseite gegen einen Lagerplatte 29 an, gegen den die Wälzkörper 30 anlaufen, die andererseits gegen einen Lagerring 31 anlaufen, der in dem Stirnflansch 32 des Gehäues 1 abgestützt ist. In einer weiteren Bohrung 33 des Stirnflansches 32 ist ein Radiallager mit einem Außenring 34, Wälzkörpern 35 und einem Innenring 36 gelagert. Obwohl der Außenring 34 durch einen Seeerring 57 an der Axialverschiebung in Richtung zum Triebflansch hin gehindert ist und andererseits der Innenring 36 durch eine Zwischenscheibe 38 und einem Spreizring 39 gegen Verschiebungen in der anderen Richtung gesichert ist, dient das Radiallager 34, 35, 36 nicht zur Aufnahme von Axialkräften. Der Triebflansch 13 besteht aus einem Werkstück mit der Triebwelle 40,die neben dem glatten Teil 26 eine Verzahnung 41 aufweist, auf der sowohl das Zahnrad 2*' dreglfest gelagert ist, als auch die Lager platte 29 und der Lagerkörperfünrungskäfig 42,auf dem die Wälzkörper 3 geführt sind. Der Innenring 36 des zweiten Radiallagers 34, 35> 36, ist wiederum auf einem glatten Teil 43 der Triebflanschwelle 40 gelagert, welches dünner ist als das Teil in dem die Verzahnung 42 angebracht ist, damit diesegeicht mit auslaufendem Werkzeug hergestellt werden kann. Der Deckel 45 schützt einerseits die Wälzlager vor eindringendem Schmutz und hindert andererseits Schmiermitttel am austreten. Der Deckel 45 ist in in der Zeichnung nicht mehr dargestellter Weise mit dem Gehäuse 1 bzw. dessen Flansch 32 verbunden.With its second flat surface, the inner ring 25 lies against the Gear 28 to> which with a lying in front of the section: -plane of the drawing and consequently in the drawing.? gear not shown meshes. This gear 2t is flat on both faces and lies with the inner ring 25 opposite plan Sirnseite against a bearing plate 29 against which the Rolling bodies 30 start, which on the other hand run against a bearing ring 31, the is supported in the end flange 32 of the housing 1. In another hole 33 of the end flange 32 is a radial bearing with an outer ring 34 and rolling elements 35 and an inner ring 36 supported. Although the outer ring 34 is replaced by a Seeerring 57 is prevented from axial displacement in the direction of the drive flange and on the other hand the inner ring 36 by an intermediate disk 38 and an expanding ring 39 against displacement is secured in the other direction, the radial bearing 34, 35, 36 is not used for Absorption of axial forces. The drive flange 13 consists of a workpiece with the Drive shaft 40, which in addition to the smooth part 26 has a toothing 41 on the both the gear 2 * 'is rotatably mounted, and the bearing plate 29 and the bearing body guide cage 42 on which the rolling elements 3 are guided. The inner ring 36 of the second radial bearing 34, 35> 36, is in turn on a smooth part 43 the drive flange shaft 40, which is thinner than the part in which the toothing 42 is attached so that these are made with the tool running out can. The cover 45 protects on the one hand the roller bearings from penetrating dirt and on the other hand, prevents lubricant from leaking out. The cover 45 is in the drawing connected to the housing 1 or its flange 32 in a manner no longer shown.

Infolge der Schrägneigung der von den Kolben 11 auf den Triebflansch 13 ausgeübten.Kräfte gegenüber einer auf der Achse der Triebflanschwelle 40 senkrecht stehenden Ebene werden auf die Triebwelle 40 Radialkrafte ausgeübt, die einerseits durch das Lager 23, 24, 25 aufgenommen werden und die andererseits ein Moment, also ein Kräftepaar. ergeben, wobei die zweite Radialkraft dieses Kräftepaares von dem Radiallager 34, 35, 36 aufgenommen wird. Andererseits wird von den Kräften der Kolben 11 eine Axialkraft auf den Triebflansch 13 übertragen, die über dessen Plane Fläche 27 auf den Innenring 25 übertragen wird und von diesem auf das Zahnrad 28 und von diesem auf die Lagerplatte 29 und von dieser über die Wälzkörper 30 auf den Lagerring 31 und von diesem auf den Lagerflansoh 32 des Gehäuses 1. Trotz der geringen Baulänge ist somit ein eindeutiger Kraftverlauf erzielt und gesichert, daß für alle Lager und deren Aufnahmebauteile hinreichend Platz zur Verfügung steht, um die Lager ausreichend zu dimensionieren. Durch die Steifigkeit des Zahnrades 28 werden die Axialkräfte von dem Innenring 25 derart in die Lagerplatte 29 eingeleitet, daß eine Durchbiegung an dieser nicht zu erwarten ist und somit die Wälzkörper 36 in radialer Richtung gleichmäßig belastet werden.As a result of the inclination of the piston 11 on the drive flange 13 exerted forces relative to one on the axis of the drive flange shaft 40 perpendicular standing plane 40 radial forces are exerted on the drive shaft, on the one hand be received by the bearing 23, 24, 25 and the other a moment, so a couple of forces. result, the second radial force of this pair of forces is received by the radial bearing 34, 35, 36. The other hand is from the forces the piston 11 transmit an axial force to the drive flange 13, which via its Flat surface 27 is transferred to the inner ring 25 and from this to the gear 28 and from this onto the bearing plate 29 and from this via the rolling elements 30 the bearing ring 31 and from this on the Lagerflansoh 32 of the housing 1. Despite the short overall length, a clear force curve is achieved and secured, that sufficient space is available for all bearings and their mounting components, in order to dimension the bearings sufficiently. Due to the rigidity of the gear 28, the axial forces from the inner ring 25 are introduced into the bearing plate 29 in such a way that that a deflection is not to be expected at this and thus the rolling elements 36 be evenly loaded in the radial direction.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims y drive flange axial piston machine with a drive flange shaft (4O), which are mounted in two spaced apart radial bearings (23, 24, 25 and 34, 35, 36 '.

and a thrust bearing is mounted on the drive flange shaft (40) an organ (28) is arranged between the radial bearings (23, 2L, 25 and 34, 35, 36) is through which torques can be transmitted to the drive shaft (4O), characterized in that that the axial bearing (29, DO, 31) on the side facing away from the drive flange (13) of the organ (28) transmitting the torque is arranged.

2. Drive flange axial piston machine according to claim 1, characterized in that that the organ which transmits the torque is a gearwheel (28).

3. Drive flange axial piston machine according to claim 1, characterized in that that the organ transmitting the torque is a brake.

4. Axial piston machine according to claim 3 and / or preferably claim 2, characterized in that the torque-transmitting member (28) on the the side facing the axial bearing (29, 30, 31) is planar and to support the axial bearing (29, 30, 31) is designed.

5. Drive flange axial piston machine according to one of the preceding Claims, characterized in that the inner ring (25) of the drive flange side Radial bearing (23, 24, 25) is supported against the element (23) transmitting the torque is and that this (28) is supported against the axial bearing (29, 30, 31), which in turn is supported in the bearing flange (32) in which the second radial bearing (34, 35, 36) is stored.