DE10037482C1 - Hydrostatische Verstellpumpe mit außerhalb des Servozylinder-Druckraumes angeordneten Federn - Google Patents
Hydrostatische Verstellpumpe mit außerhalb des Servozylinder-Druckraumes angeordneten FedernInfo
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Abstract
Es wird eine hydrostatische Verstellpumpe mit einer Schrägscheibe (3) beschrieben, mittels welcher die Verstellung des Hubes von Verdrängerkolben in einem Zylinderblock realisiert wird. Die Schrägscheibe wird mittels eines Servosystems in ihrer Winkelposition bezüglich der Hubrichtung der Verdrängerkolben verschwenkt, wobei das Servosystem am Gehäuse (6) der Verstellpumpe angebracht ist. Das Servosystem (4) weist einen Druckzylinder (18) und einen Servokolben (7) auf, welche zusammen einen Servozylinder-Druckraum (8) bilden, wobei der Servokolben (7) in dem Druckzylinder (18) arbeitet, mittels einer Federeinrichtung (9, 10) druckbelastet ist und eine Kolbeneinrichtung mit zumindest zwei druckbeaufschlagten Servokolbenflächen (11, 12) aufweist. Die Federeinrichtung (9, 10) ist außerhalb des Servozylinder-Druckraumes (8) außen um den Servokolben (7) angeordnet und zweifach am Servosystemgehäuse (15) abgestützt.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Verstellpumpe in Schrägscheiben-
Bauweise, bei welcher das Servosystem in einem als Deckel ausgebildeten Servo
systemgehäuse integriert ist; der Deckel verschließt eine Gehäuseöffnung der Ver
stellpumpe, durch welche ein Servoarm zur Verbindung mit dem Servosystem
hinausragt.
Bei den bekannten hydrostatischen Verstellpumpen in Schrägscheiben-Bauweise,
welche im geschlossenen Kreis arbeiten, sind die Verdrängerkolben in Zylindern
eines Zylinderblockes geführt und rotieren um die Welle der Verstellpumpe.
Während der Rotation stützen sich die Verdrängerkolben mittels Gleitschuhen auf
der Schrägscheibe ab, wobei bei jeder 360°-Rotation jeder Verdrängerkolben ei
nen vollständigen Hub ausführt. Die Schrägscheibe weist eine ebene Lauffläche
auf, auf welcher die Gleitschuhe gleiten, mit welchen die Verdrängerkolben ge
lenkig verbunden sind.
Die Schrägscheibe wird üblicherweise als Wiege oder Schwenkscheibe bezeich
net, und zwar je nach dem, ob sie in Zylinderschalen auf Rollen gelagert oder um
Lagerzapfen schwenkbar ist. Die Schrägscheibe wird durch Verstellung des Ser
vosystems so geschwenkt, dass die Winkelposition ihrer Lauffläche in bezug auf
die Hubrichtung der Verdrängerkolben verändert wird. Mit einer Veränderung der
Winkelposition der Lauffläche der Schrägscheibe wird zugleich der Hub der
Verdrängerkolben und damit der durch die Pumpe erzeugte Volumenstrom verän
dert. Die für die Änderung der Winkelposition der Schwenkscheibe erforderliche
Kraft wird in der Regel hydraulisch erzeugt, indem Druck auf einen, zwei oder
gegebenenfalls auch mehrere Servokolben erzeugt wird, wobei die Servokolben
an der Schrägscheibe angreifen.
So ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 28 41 084 A1
eine Verdrängerpumpe mit veränderlicher Fördermenge bekannt, bei der die
Schrägscheibe durch einen über ein Servoventil regulierbaren Druck und durch
lediglich einen Servokolben ausgelöste Verschiebung um einen Zapfen ge
schwenkt werden kann.
Die Wirkungsachse der Servokolben liegt außerhalb der Drehachse der Wiege
bzw. Schwenkscheibe, so dass dadurch ein Hebelarm entsteht. Der bzw. die Ser
vokolben ist bzw. sind mittelbar oder unmittelbar mit der Schrägscheibe derart
verbunden, dass die die Servokolben verschiebende Kraft über den Hebelarm ein
verschwenkendes Moment an der Schrägscheibe erzeugt.
Hydrostatische Verstellpumpen benötigen außerdem Federkräfte, welche den
Schwenkwinkel der Pumpe bis zu 0°, d. h. in ihre neutrale Lage, zurückführen,
wenn die Servoverstellung der Pumpe nicht angesteuert wird.
Bei Durchschwenkpumpen kann die Schrägscheibe in entgegengesetzter Richtung
aus der durch die Federkräfte bestimmten Mittellage geschwenkt werden, so dass
sich zwei Förderrichtungen ergeben. Für beide Förderrichtungen ergibt sich je
weils ein von null beginnender, auf einen bestimmten Maximalwert ansteigender
Volumenstrom. Daher wird die Mittelstellung auch als Null-Lage oder Nullstel
lung bezeichnet. Häufig werden die Federn, welche die Null-Lage bestimmen, so
installiert, dass sie sowohl bei positiven Schwenkwinkeln als auch bei negativen
Schwenkwinkeln als Druckfedern wirken.
Bekannt sind Verstellpumpen, bei denen die Federn außerhalb von Servokolben
und Servozylinder untergebracht sind und über entsprechende Hebelsysteme mit
dem eigentlichen Servokolben des Servosystems verbunden sind. Das heißt, die
Federn wirken nicht direkt auf die beweglichen Servokolben, sondern wirken über
Kraftumlenkungen auf die Servokolben. Eine derartige Verstellpumpe ist im Teil
schnitt in Fig. 5 dargestellt; sie ist eine Verstellpumpe der Baureihe BR90 der
Anmelderin.
Bei den meisten bekannten Verstellpumpen der oben beschriebenen Art werden
die Federn direkt in dem vom Servokolben und Servozylinder gebildeten Servo
zylinder-Druckraum installiert. Somit befinden sich die Federn in dem Raum, in
welchem auch der Servodruck für die Verstellung der Winkelposition der Schräg
scheibe wirkt. Die Federn wirken dann zwar direkt auf den Servokolben, d. h., die
Federkraft wird direkt von der Feder auf den Servokolben übertragen, wobei ge
gebenenfalls zwischen dem Servokolben und den Federn Federteller bzw. -schei
ben liegen. Die Dimensionierung der Federn ist dabei jedoch durch die Größe des
Servozylinder-Druckraumes begrenzt. Das bedeutet, die Federkraft kann nicht
unabhängig von der Größe des Servozylinder-Druckraumes an unterschiedliche
Kraft- und Größenverhältnisse des Servosystems angepasst werden.
Damit die Federn unabhängig von der Schwenkrichtung des Servosystems stets
als Druckfedern arbeiten, werden sie zwischen zwei Federtellern vorgespannt. Im
Innern der Federn ist bei einer bekannten Ausbildung eine Stange geführt, die so
konstruiert ist, dass sie mit möglichst geringem axialen Verschiebespiel zwischen
den Federtellern liegt. Beide Federteller sind sowohl im Servokolben als auch auf
der Stange aufeinander zu beweglich, sie können jedoch nicht voneinander weg
über den Abstand zwischen den zwei Federtellern ausweichen. Die Stange wird so
mit dem Gehäuse der Verstellpumpe verbunden, dass sie axial nicht verschieblich
ist. Dabei ist die Stange so zu justieren, dass die Federn in der Vorspannung auf
die Länge zwischen den zwei Federtellern die Schrägscheibe derart positionieren,
dass der Hub der Verdrängerkolben zu Null wird (siehe Fig. 4, Sonderausführung
der BR90 der Anmelderin).
Ein Nachteil dieser Ausführung besteht darin, dass der Federkraftbedarf, welcher
die geometrischen Ausmaße der Federn bestimmt, außerdem auch auf den Raum
bedarf im Servokolben und/oder im Servozylinder Einfluss hat. So entsteht ein
unerwünschter, die Flexibilität des Entwurfs relativ stark beschränkender und
durch die Konstruktion nicht beliebig auflösbarer Zusammenhang zwischen der
notwendigen Federkraft und dem notwendigen Servokolbendurchmesser bei ent
sprechendem Servokolbenhub. Das bedeutet, dass eine große Federkraft auch
immer einen entsprechenden großen Servokolben und Servozylinder und damit
auch Servozylinder-Druckraum erfordert. Hohe Federkräfte für kleinere Servo
kolben und Servozylinder sind dagegen mit derartigen bekannten Systemen kaum
möglich. Ein weiterer Nachteil dieser Ausführung besteht darin, dass durch den
für die Feder notwendigen Bauraum ein Totvolumen im Servozylinder-
Druckraum bedingt ist. Insbesondere bei großen Federn ist das Totvolumen häufig
größer als das Verdrängungsvolumen eines Servokolbenhubs. Dadurch wird wäh
rend des Hubs des Servokolbens der Servozylinder-Druckraum nicht vollständig
geleert. Befindet sich z. B. Luft in diesem Raum, so muss zusätzlich durch ent
sprechende konstruktive Maßnahmen eine Entlüftung sichergestellt werden.
Des weiteren sind Verstellpumpen bekannt (siehe Fig. 3, Baureihe 45 der Anmel
derin), bei welchen der Servokolben im Inneren des Tankraumes der Verstell
pumpe angeordnet ist, wobei ein Rückschwenkkolben vorgesehen ist, gegen wel
chen der Servozylinder arbeitet und bei welchem die Feder am Außenumfang des
Kolbens angeordnet ist (siehe Fig. 3). Es sind des weiteren doppelt wirkende Ser
vokolben mit innenliegenden Federn bekannt, wobei der Servokolben fast immer
rechtwinklig zur Pumpenachse angeordnet ist. Der Kraftangriff für den Hebelarm
zur Schrägschiebe sollte möglichst, wie auch die Mittellinie der Federn, sich auf
der Mittellängsachse des Servokolbens befinden, damit die hydraulischen und
mechanischen Kräfte am Servokolben den Servokolben nicht an die Wandung des
Servozylinders anzupressen versuchen und damit Reibung und Verschleiß erhö
hen. Dies ist jedoch nur dann praktisch sinnvoll, wenn sich sämtliche Federn ein
seitig von diesem Kraftangriff befinden (siehe insbes. Fig. 4).
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Verstellpumpe mit einem Servo
system bereitzustellen, bei welchem große Federkräfte auch bei Verwendung
kleiner Servokolben unter direktem Kraftfluss der Federkräfte auf den Servokol
ben installiert werden können, wobei die Federn so installiert werden sollen, dass
die Servoräume auch so klein ausführbar sind, dass sie bei einem Hub des Servo
kolbens vollständig oder nahezu vollständig geleert werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine hydrostatische Verstellpumpe mit den Merkmalen
gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen definiert.
Gemäß der Erfindung weist die im geschlossenen Kreis arbeitende hydrostatische
Verstellpumpe ein Servosystem auf, bei welchem in der Servoverstellung entwe
der ein doppelt wirkender Servokolben oder zwei mittelbar oder unmittelbar ge
geneinander wirkende Servokolben vorgesehen sind, welche ihrerseits durch Fe
dereinrichtungen, die bei jedem Servokolbenhub in beliebiger Richtung stets als
Druckfedern wirken, in die Null-Lage gezwungen werden.
In an sich bekannter Bauweise weist die hydrostatische Verstellpumpe einen Zy
linderblock auf, in welchem Verdrängerkolben geführt sind und mit dem Zylin
derblock umlaufen. Die Verdrängerkolben sind an einer Schrägscheibe abgestützt,
deren Winkelposition bezüglich der Hubrichtung der Verdrängerkolben
verschwenkbar ist, so dass sich bei einer 360°-Rotation des Zylinderblockes, bei
welchem die Verdrängerkolben einen vollständigen Hub ausführen, deren Hub
verstellbar bzw. einstellbar ist.
Das Servosystem weist eine Kolbeneinrichtung mit zumindest zwei druckbeauf
schlagten Servokolbenflächen auf, wobei die Servokolbenflächen entweder einem
einzigen Servokolben zugeordnet oder auch jeweils einem Servokolben zugehörig
sind. Die Federeinrichtung ist außerhalb des Servozylinder-Druckraumes außen
um den Servokolben herum angeordnet und ist zweifach am Servosystemgehäuse
abgestützt. Das bedeutet, dass der Servokolben ganz oder teilweise im Inneren der
Druckfedern angeordnet ist, so dass die Größe des Servozylinder-Druckraumes
unabhängig von der Größe der Feder und damit der einstellbaren bzw. auswählba
ren Federkraft gestaltet werden kann. Die Federkräfte der Druckfedern sind dabei
so gewählt, dass sie den Schwenkwinkel der Verstellpumpe bis zur Winkelpositi
on 0° zurückführen können, wenn die Servoverstellung, d. h. das Servosystem der
Verstellpumpe, nicht angesteuert wird.
Die Federeinrichtung ist außerhalb des Servokolbens zwischen zwei Federtellern
auf Vorspannung montiert, so dass in jeder Position des Verstellkolbens eine
Druckkraft auf diesen ausgeübt wird. Der Servokolben selbst kann dabei auch
geteilt ausgeführt sein. Zur sicheren Anlage der Federn ist der Federteller um die
Mantelfläche des Kolbens herum angeordnet. Zur sicheren Anlage der Federteller
ist der Servokolben vorzugsweise eingeschnürt ausgebildet. Wenn der Servokol
ben nicht eingeschnürt ausgebildet ist, so können die Anlagen für die Federteller
durch Sicherungsringe oder vergleichbare Elemente in axialer Richtung des Ser
vokolbens festgelegt sein, wobei die Sicherungsringe bzw. die vergleichbaren
Elemente in Nuten am äußeren Umfang des Servokolbens eingesetzt werden kön
nen, so dass entsprechend dem Abstand der beiden Federteller die Vorspannung
der Federn gewählt werden kann bzw. auch einstellbar ist.
Erfindungsgemäß sind die zwei Federteller, welche die zumindest eine Feder,
welche auf dem Servokolben mit der entsprechenden Vorspannung wirkt,
zugleich so im Servosystemgehäuse der Verstellpumpe abgestützt, dass kein axi
ales (allenfalls ein sehr geringes) Verschiebespiel der Baueinheit "Servokolben
mit Druckfeder" vorhanden ist, ohne dass sich jedoch die Vorspannung der Feder
ändert.
Vorzugsweise ist der Servokolben als einteiliger Kolben ausgebildet, welcher
doppelt wirkend ist, so dass zwei druckbeaufschlagte Kolbenflächen vorhanden
sind. Vorzugsweise ist jeder druckbeaufschlagten Kolbenfläche eine Federein
richtung zugeordnet. Die maximale Verschiebbarkeit der Federteller für die je
weilige Anlage der Federeinrichtung ist durch entsprechende Schultern im Innern
des Servosystemgehäuses gewährleistet, wobei aufgrund der Vorspannung die
Federn stets entgegen der Auslenkung der Winkelposition der Schrägscheibe wir
ken und diese in ihre Null-Lage zurückzudrängen versuchen.
Das Servosystem ist am Gehäuse der Verstellpumpe angebracht. Vorzugsweise
schließt es den Tankraum der Verstellpumpe nach außen hin ab. Es verschließt
damit die Öffnung des Gehäuses der Verstellpumpe, durch welche ein Servoarm
hindurchragt, an welchem das Servosystem zur Verstellung der Winkelposition
der Schrägscheibe angreift. Das Gehäuse der Verstellpumpe weist des weiteren
eine große Montageöffnung auf, durch welche die aus Schrägscheibe und ihren
entsprechenden Lagern bestehende Montageeinheit in das Gehäuse der Verstell
pumpe montierbar ist. Im Gehäuse der Verstellpumpe befinden sich entsprechen
de Lagersitze zur Aufnahme der Lager, so dass Fluchtungsfehler zwischen den die
Schrägscheibe lagernden Lagern weitestgehend vermeidbar sind. Das Servo
system weist einen Servokolben zum Verstellen des Winkels der Schrägscheibe
auf, wobei der in einem Servozylinder arbeitende Servokolben zusammen mit
dem Servozylinder einen Servozylinder-Druckraum bildet und hydraulisch betä
tigt gegen die Kraft einer Federeinrichtung verschieblich ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Servoarm der Schrägscheibe im
Servosystem so angeordnet, dass er auf der Wirkungslinie der durch die Federein
richtung ausgeübten Kraft gelenkig mit dem Servokolben verbunden ist. Das be
deutet, dass der Servoarm durch die Öffnung im Gehäuse der Verstellpumpe hin
durchragt, welche durch das in einen Deckel integrierte Servosystem mit der er
findungsgemäßen Federeinrichtungsgestaltung verschließbar ist. Das Servo
systemgehäuse ist jedoch vorzugsweise so ausgebildet, dass es im auf das Gehäu
se der Verstellpumpe aufgesetzten und befestigten Zustand zum Tankraum der
Verstellpumpe hin offen ist, so dass der Federraum in Fluidverbindung mit dem
Tankraum der Verstellpumpe ist, jedoch durch den eigentlichen im Druckzylinder
geführten Kolben des Servosystems zum Servozylinder-Druckraum hin abge
dichtet ist.
Vorzugsweise ist zwischen der der druckbeaufschlagten Kolbenfläche des Servo
kolbens zugewandten Seite der Federeinrichtung und dem Servosystemgehäuse
ein Federteller angeordnet, welcher eine Kröpfung aufweist. Der untere Bund des
Druckzylinders, welcher in das Servozylindergehäuse eingeschraubt ist, bildet für
den gekröpften Federteller eine Anlageschulter des Servosystemgehäuses hin
sichtlich seiner axialen Verschiebbarkeit.
Die Federeinrichtung ist vorzugsweise zumindest eine Schraubenfeder. Es ist je
doch auch möglich, dass um den äußeren Umfang des Servokolbens zwei, drei
oder eine Vielzahl von Druckfedern angeordnet sind, so dass eine einzelne
Schraubenfeder durch zumindest zwei oder eine Vielzahl von Druckfedern ersetzt
werden kann.
Um eine spielfreie Federanordnung gewährleisten zu können, ist der Abstand der
Schultern im Servosystemgehäuse gleich dem Federtelleranlage-Abstand. Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass auch da
durch, dass das Servosystemgehäuse zum Tankraum der Verstellpumpe hin offen
ist, eine große Flexibilität hinsichtlich der Abmessungen der um den Servokolben
angeordneten Feder gegeben ist.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht unter ande
rem auch darin, dass aufgrund der vom Servozylinder-Druckraum getrennten An
ordnung der Federeinrichtung eine freie Wahl zwischen dem Servokolbendurch
messer und damit der Größe des Servozylinder-Druckraumes und der notwendi
gen bzw. einzustellenden bzw. auswählbaren Federkraft und damit den Federab
messungen möglich ist.
Weitere Vorteile und Merkmale und andere Anwendungsmöglichkeiten der Erfin
dung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Verstellpumpe mit erfindungsgemäßer Anord
nung der Federeinrichtung des Servokolbens bei Null-Grad-Lage der
Schrägscheibe;
Fig. 2 die Schnittansicht gemäß Fig. 1 bei aus der Null-Grad-Lage ausgelenkter
Schrägscheibe und damit verstelltem Servokolben;
Fig. 3 eine Schnittansicht einer bekannten Verstellpumpe der Baureihe 45 der
Anmelderin;
Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren bekannten Verstellpumpe, einer Sonder
form der Baureihe 90 (BR90) der Anmelderin, und
Fig. 5 eine Schnittansicht einer Verstellpumpe der Baureihe 90 (BR90) der An
melderin.
In Fig. 1 ist eine Schnittansicht der Verstellpumpe dargestellt, bei welcher die
Schnittebene durch das Servosystem und das Gehäuse der Verstellpumpe gelegt
ist. Im unteren Teil der Fig. 1 sind die Verdrängerkolben 1 dargestellt, welche im
Zylinderblock 2 konzentrisch zu dessen Drehachse angeordnet sind. Die Schräg
scheibe 3 ist in Draufsicht dargestellt und weist eine Gleitfläche auf, auf welcher
sich die Verdrängerkolben 1 in nicht dargestellten Gleitschuhen gleitend abstüt
zen. Der Zylinderblock 2 und die Schrägscheibe 3 sind in einem Tankraum 5 an
geordnet, welcher von einem Gehäuse 6 umgeben ist. Die in Draufsicht darge
stellte Öffnung 23 des Gehäuses 6 dient dem Einführen der aus Schrägscheibe 3
und im Gehäuse 6 sich abstützenden Lagern bestehenden Montagegruppe.
Die Schrägscheibe 3 weist an ihrem oberen Ende einen Servoarm 16 auf, welcher
durch eine zweite Öffnung 20 im Gehäuse 6 ragt. Der Servoarm 16 weist an sei
nem Ende eine Kröpfung auf, welche zur Verbindung mit dem Servosystem 4
dient. Der Servoarm 16 weist eine solche Länge auf bzw. die Kröpfung am Ende
des Servoarms 16 ist so ausgebildet, dass die Wirkungslinie des Angriffs der
durch den Servokolben 7 ausgeübten Kraft durch die Kröpfung des Servoarms 16
verläuft.
Das Servosystem 4 verschließt im am Gehäuse 6 montierten Zustand die Öffnung
20, wobei das Servosystem 4 einen doppelt wirkenden einteiligen Servokolben 7
mit zwei Servokolbenflächen in jeweiligen Servozylinder-Druckräumen 8 auf
weist. Der Servokolben ist im Bereich seiner Unterseite jeweils eingeschnürt und
trägt in diesem Bereich an dem äußeren Umfang der Einschnürung jeweils eine
erste Schraubenfeder 10 und eine dazu gegenläufig angeordnete und die innere
Feder umgebende zweite Schraubenfeder 9. Der Bereich, in welchem die Federn
9, 10 angeordnet sind, steht über die Öffnung 20 mit dem Tankraum 5 in Fluid
verbindung.
Der einstückige Servokolben 7 weist in seinem Mittelbereich eine Ausnehmung
auf, in welche die Kröpfung des Servoarms 16 der Schrägscheibe 3 hineinreicht.
Ein Gleitstein 19 führt die Kröpfung des Servoarms 16 im wesentlichen spielfrei.
In diesem Mittelbereich des Servokolbens ist dieser verdickt ausgeführt und weist
in Richtung des eigentlichen im Druckzylinder 18 geführten Kolben eine Ein
schnürung mit verringertem Außendurchmesser auf. Die eigentlichen Kolben sind
an diesem eingeschnürten Teil des Servokolbens 7 mittels einer Schraubverbin
dung eingesetzt. Der Druckzylinder 18 ist ebenfalls mittels einer Schraubverbin
dung in einer entsprechenden seitlichen Ausnehmung des Servosystemgehäuses
15 bis an einen Anschlag im Inneren des Servosystemgehäuses eingesetzt. Die
Dicke der Zylinderwandung des Druckzylinders 18 ist so ausgebildet, dass an der
Anschlagschulter für den Druckzylinder 18 ein schulterartiger Bund 17 ausgebil
det ist.
Die den Servokolben 7 druckbelastenden Federn 9, 10 sind zwischen zwei als
Distanzstück ausgebildeten Federtellern 13, 14 angeordnet. In der Null-Grad-Lage
der Schrägscheibe 3 stützt sich der innere Federteller 13 an einer Schulter im Ü
bergang zwischen dem eingeschnürten und dem verdickten Bereich des Servokol
bens 7 und an einer Schulter 21 im Innern des Servosystemgehäuses 15 ab, wäh
rend der äußere, gekröpft ausgebildete Federteller 14 sich an der Unterseite des
eigentlichen Kolbens und an dem schulterartigen Bund 17 abstützt. Die Dimensi
onierung der Federn ist so bemessen, dass die Federn stets versuchen, die
Schwenkscheibe in die Null-Grad-Lage zu drücken. Das bedeutet, die Federn wir
ken im wesentlichen spielfrei stets als Druckfedern, und zwar unabhängig davon,
in welche Richtung der Servokolben 7 verschoben und damit die Schrägscheibe 3
verschwenkt wird.
In Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung
dargestellt, wobei die Schnittansicht der Schnittebene gemäß Fig. 1 entspricht.
Der Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht darin, dass der
äußere Federteller 14 seine Kröpfung am Außenumfang der äußeren Feder 9 auf
weist, wohingegen der äußere Federteller 14 gemäß Fig. 1 seine Kröpfung im Be
reich des Durchmessers der Einschnürung des Servokolbens 7 aufweist. Es ist
jedoch auch möglich, dass der Federteller zweiteilig ausgebildet ist mit einer an
der Unterseite des Servokolbens abgestützten Buchse, woran ein flaches Feder
tellerteil anliegt. Die Länge der Buchse ist gleich dem Abstand zwischen der Un
terseite des Servokolbens und dem Bund 17, bezogen auf die 0°-Lage. Es ist je
doch auch möglich, dass anstelle der Buchse die Kolbenunterseite entsprechend
bis zum Bund 17 verlängert ist.
Zur Verdeutlichung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Federsystems des
Servosystems 4 ist eine Position des Servokolbens 7 gezeigt, gemäß welcher die
Schrägscheibe 3 aus ihrer Null-Grad-Lage ausgelenkt ist. Das ist zum einen an der
Position des links dargestellten Kolbens mit seiner Servokolbenfläche 11, welche
einen kompletten Hub ausgeführt hat, und der im wesentlichen im oberen Tot
punkt befindliche rechte Kolben im rechten Servozylinder-Druckraum. Das heißt,
die dargestellte Position entspricht einer maximalen Ausschwenkung der Schräg
scheibe 3 in eine Förderrichtung.
Beim Hub des links dargestellten eigentlichen Servokolbens bis zum unteren Tot
punkt liegt der innere Federteller 13 an der Schulter 21 des Servosystemgehäuses
15 an, während die äußere Kröpfung des äußeren Federtellers 14 an der Schulter
22 im Servosystemgehäuse 15 anliegt. Diese Schulter 22 dient gleichzeitig für den
eigentlichen Kolben als Hubbegrenzung.
Durch die Bewegung des linken eigentlichen Kolbens in Richtung unterer Tot
punkt wird beim rechten eigentlichen Kolben der innere Federteller 13 bis in den
Bereich der Schulter 21 verschoben, jedoch nur so weit, dass ein zuverlässiger
Sitz bzw. eine zuverlässige Abstützung der Feder an dem inneren Federteller 13
gewährleistet ist. Der äußere Federteller 14 wird dabei mit seiner äußeren Kröp
fung so weit durch die Feder gedrückt, dass er an dem Bund 17 an der Stirnseite
des Druckzylinders 18 anliegt.
Aufgrund der Dimensionierung der Abstände zwischen der Schulter am Bund 17
und den Schultern 21, 22 sowie dem Bewegungsweg des Kolbens des Servokol
bens vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt, d. h. seinem maximalen Hub,
und der entsprechenden Dimensionierung der Federn sind diese im wesentlichen
spielfrei und unter permanenter Druckbelastung am Servokolben außerhalb des
Servozylinder-Druckraumes angeordnet und gewährleisten ein zuverlässiges und
im wesentlichen verzögerungs- und damit hysteresefreies Verschwenken der
Schrägscheibe 3 der Verstellpumpe.
Fig. 3 zeigt eine Verstellpumpe des Standes der Technik der Baureihe 45 der An
melderin, bei welcher ein Rückschwenkkolben mit an seinem Außenumfang in
Richtung des Tankraumes angeordneter Feder dargestellt ist. Der Verstellkolben
hingegen selbst weist keine an seinem Außenumfang angeordnete Feder auf.
Auch ist bei der Baureihe 45 das Servosystem nicht in einem separaten Servo
systemgehäuse integriert. Die Feder ist nur einseitig am Gehäuse und einseitig am
Servokolben abgestützt und stellt demzufolge nicht die 0°-Lage her.
In Fig. 4 ist eine weitere Verstellpumpe des Standes der Technik dargestellt, wel
che eine Pumpe einer Sonderform der Baureihe 90 (BR90) der Anmelderin zeigt.
Bei dieser bekannten Baureihe ist die Federeinrichtung zur Rückführung des Ser
vokolbens an einer Seite des doppelt wirkenden Servokolbens so angeordnet, dass
die Federeinrichtung im Innern des Servozylinder-Druckraumes angeordnet ist
und von einer durch den Druckraum hindurchführenden Stange durchdrungen ist.
In Fig. 5 schließlich ist eine Verstellpumpe der Baureihe 90 (BR90) der Anmelde
rin gezeigt. Diese Verstellpumpe weist eine mittig angeordnete Welle 29 auf, wel
che mit dem in einem Zylinderblock geführten Verdrängerkolben 28 in einem
Gehäuse 27 umläuft. Im Gehäuse 27 angeordnet ist eine Federeinrichtung, welche
eine äußere 23 und eine innere Feder 24 aufweist. Die Federn 23, 24 sind außer
halb des Servokolbens 30 angebracht, deren Kraft zum Verstellen der Wiege 31
über eine Servoarmkröpfung 26 und entsprechende Hebelsysteme 25 in die Wiege
eingeleitet wird. Die Federn 23, 24 wirken somit nicht direkt auf den beweglichen
Servokolben, sondern wirken über Kraftumlenkungen auf den Servokolben.
1
Verdrängerkolben
2
Zylinderblock
3
Schrägscheibe
4
Servosystem
5
Tankraum
6
Gehäuse
7
Servokolben
8
Servozylinder-Druckraum
9
Äußere Feder
10
Innere Feder
11
Servokolbenfläche des linken Kolbens (
Fig.
1
,
Fig.
2
)
12
Servokolbenfläche des rechten Kolbens (
Fig.
1
,
Fig.
2
)
13
Innerer Federteller
14
Äußerer Federteller
15
Servosystemgehäuse
16
Servoarm
17
Bund
18
Druckzylinder
19
Gleitstein
20
Große Öffnung für Servoarm
21
Schulter
22
Schulter
23
Äußere Feder
24
Innere Feder
25
Hebelsystem
26
Servoarmkröpfung
27
Gehäuse
28
Verdrängerkolben
29
Welle
30
Servokolben
31
Wiege
Claims (12)
1. Hydrostatische Verstellpumpe mit einer der Verstellung des Hubes von Ver
drängerkolben (1) in einem Zylinderblock (2) dienenden Schrägscheibe (3),
welche mittels eines Servosystems (4) in ihrer Winkelposition bezüglich der
Hubrichtung der Verdrängerkolben (1) verschwenkbar ist, wobei das Servosy
stem (4) an einem einen Tankraum (5) umschließendes Gehäuse (6) der Ver
stellpumpe angebracht ist und zumindest einen Servokolben (7) aufweist, der
zusammen mit einem Druckzylinder (18) einen Servozylinder-Druckraum (8)
bildet, eine Kolbeneinrichtung mit zumindest zwei druckbeaufschlagten Ser
vokolbenflächen (11, 12) aufweist und mittels einer Federeinrichtung (9, 10)
druckbelastet ist, welche außerhalb des Servozylinder-Druckraumes (8) außen
um den Servokolben (7) angeordnet und zweifach am Servosystemgehäuse
(15) abgestützt ist.
2. Hydrostatische Verstellpumpe nach Anspruch 1, deren Kolbeneinrichtung
einen Servokolben (7) mit zwei druckbeaufschlagten Kolbenflächen (11, 12)
aufweist.
3. Hydrostatische Verstellpumpe nach Anspruch 2, bei welcher jeder druckbe
aufschlagten Kolbenfläche (11, 12) eine Federeinrichtung (9, 10) zugeordnet
ist.
4. Hydrostatische Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher
zwischen dem Servokolben (7) einerseits und dem Servosystemgehäuse (15)
andererseits jeweils ein Federteller (13, 14) angeordnet ist.
5. Hydrostatische Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher
die Schrägscheibe (3) einen Servoarm (16) aufweist, welcher im Servosystem
(4) so angeordnet ist, daß er auf der Wirkungslinie der durch die Federein
richtung (9, 10) ausgeübten Kraft gelenkig mit dem Servokolben verbunden
ist.
6. Hydrostatische Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher
das Servosystem (4) so mit dem Gehäuse (6) verbunden ist, daß der Bereich
des zwischen den Kolbenunterseiten des Servokolbens (7) liegenden Bereichs,
in welchem die Federeinrichtung (9, 10) angeordnet ist, zum Tankraum (5) of
fen ist.
7. Hydrostatische Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher
die Federeinrichtung (9, 10) im wesentlichen spielfrei an Schultern (17, 21,
22) am Servosystemgehäuse (15) abgestützt ist.
8. Hydrostatische Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher
zwischen der der druckbeaufschlagten Kolbenfläche des Servokolbens (7) zu
gewandten Seite der Federeinrichtung (9, 10) und dem Servosystemgehäuse
(15) ein eine Kröpfung aufweisender Federteller (14) angeordnet ist.
9. Hydrostatische Verstellpumpe nach Anspruch 8, bei welcher die Kröpfung am
stirnseitigen Bund (17) des in das Servosystemgehäuse (15) eingeschraubten
Druckzylinders (18) anlegbar ist.
10. Hydrostatische Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher
die Federeinrichtung (9, 10) so dimensioniert ist, daß sie die Schrägscheibe (3)
immer in die Nullage zwingt.
11. Hydrostatische Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei wel
cher die Federeinrichtung (9, 10) zumindest eine Schraubenfeder ist.
12. Hydrostatische Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei wel
cher die Federeinrichtung (9, 10) zumindest zwei am äußeren Umfang des
Servokolbens (7) im wesentlichen gleich beabstandete Druckfedern, insbeson
dere Schraubenfedern, aufweist.
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