DE1015688B

DE1015688B - Self-regulating axial piston pump

Info

Publication number: DE1015688B
Application number: DER19577A
Authority: DE
Inventors: Rene Lucien
Original assignee: RECH ETUDES PROD; Recherches Etudes Production REP SARL
Current assignee: RECH ETUDES PROD; Recherches Etudes Production REP SARL
Priority date: 1955-09-05
Filing date: 1956-09-04
Publication date: 1957-09-12

Description

Selbstregelnde Axialkolbenpumpe Die Erfindung behandelt eine selbstregelnde Axialkolbenpumpe mit automatisch in Abhängigkeit vom Nutzleitungsdruck geregelter Förderung. Die einzelnen Zylinder sind dabei in gleichen Abständen um eine Mittelachse angeordnet. Die Kolbenbetätigung erfolgt durch eine Schiefscheibe, die in allen Scheitelpunkten veränderliche Neigungen zur Mittelachse einnehmen kann.Self-regulating axial piston pump The invention deals with a self-regulating one Axial piston pump with automatically regulated depending on the useful line pressure Advancement. The individual cylinders are equidistant around a central axis arranged. The piston is actuated by a swash plate, which is in all Vertices can assume variable inclinations to the central axis.

Bei solchen Pumpen ist es bereits bekannt, zur Regelung des Förderdrucks längs der Zylinder gleitende Hülsen vorzunehmen, die bei Verschiebung durch einen vom Förderdruck beaufschlagten Reglerkolben durch die Zylinder geführte und mit dem Arbeitsraum der einzelnen Zylinder verbundene Durchbrüche freigeben und so den Arbeitsraum der Zylinder immer mehr mit dem Ansaugraum verbinden und progressiv den Nutzhub der Kolben und damit deren Förderung begrenzen, wenn der Förderdruck den Reglerkolben verstellt. Dadurch wird die Förderung bei steigendem Druck herabgesetzt.In such pumps it is already known to regulate the delivery pressure to make sliding sleeves along the cylinder, which when moved by a Regulator piston acted upon by the delivery pressure is guided through the cylinder and with the working space of the individual cylinders to release connected openings and thus the The working space of the cylinder is connecting more and more with the intake space and progressively limit the useful stroke of the pistons and thus their delivery when the delivery pressure adjusted the regulator piston. As a result, the delivery is reduced when the pressure rises.

Bei den bekannten Pumpen liegen die Durchbrüche an den Zylindern hintereinandergestaffelt in einer Geraden parallel zur Zylinderachse. Der Reglerkolben braucht deshalb einen verhältnismäßig langen Hub bis zur Freigabe aller Öffnungen. Außerdem entstehen Schwierigkeiten für die Bemessung der Gegendruckfeder am Reglerkolben. Die Gegendruckfeder soll bei ihrer großen Länge einerseits starr genug sein, um nicht auszuknicken; andererseits soll sie aber auch wieder so elastisch sein, daß die Durchbrüche nacheinander und nicht alle auf einmal freigegeben werden. Die Auswahl solcher Federn ist sehr schwierig.In the known pumps, the openings on the cylinders are staggered one behind the other in a straight line parallel to the cylinder axis. The regulator piston therefore needs one relatively long stroke until all openings are released. Also arise Difficulties in dimensioning the counter pressure spring on the regulator piston. The counter pressure spring on the one hand should be rigid enough not to buckle because of its great length; on the other hand, it should also be so elastic again that the breakthroughs one after the other and not all of them are released at once. The choice of such feathers is very great difficult.

Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten dadurch, daß jede Hülse an ihrer Innenwand eine schraubenförmige Nut hat, deren Boden Durchbrüche aufweist, und die durch die Zylinderwände geführten Durchbrüche längs einer Schraubenlinie liegen, deren Steigung der Steigung der schraubenförmigen Nut annähernd entspricht. Die Anordnung der Durchbrüche und der Nut in Schraubenlinien mit etwas verschiedener Steigung erlaubt eine genaue Selbstregelung bei kleinem Hub des Reglerkolbens und entsprechend geringer Zusammendrückung der Gegendruckfeder. Die Gegendruckfeder kann bei geringer Elastizität verhältnismäßig steif sein. Dies erleichtert die Auswahl der Gegendruckfeder.The invention avoids these difficulties in that each sleeve has a helical groove on its inner wall, the bottom of which has openings, and the openings made through the cylinder walls along a helical line whose slope corresponds approximately to the slope of the helical groove. The arrangement of the openings and the groove in helical lines with something different Incline allows precise self-regulation with a small stroke of the regulator piston and correspondingly low compression of the counter-pressure spring. The counter pressure spring can be relatively stiff with low elasticity. This makes the selection easier the counter pressure spring.

Eine Ausführungsform dieser Selbstregelvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Selbstreglerpumpe längs der Achse eines Einzelzylinders, Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig.3 schematisch die Wirkungsweise der Selbstregelung und Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit der Fig. 1.An embodiment of this self-regulating device is shown in the drawing shown. 1 shows an axial section through the self-regulating pump the axis of a single cylinder, Fig. 2 shows a detail of Fig. 1 on a larger scale, 3 schematically the mode of operation of the self-regulation and FIG. 4 a perspective View of a detail of FIG. 1.

Die Pumpe besteht aus einem Pumpengehäuse 1 mit den Deckeln 2 und 3. Der Flüssigkeitseinlaß erfolgt durch die Öffnung 4 in die Einlaßkarnmer 5. Die unter Druck gesetzte Flüssigkeit strömt durch die Öffnung 6 aus. Im Deckel 2 sind die einzelnen Pumpenzylinder konzentrisch zur Achse des Pumpengehäuses 1 angeordnet. Sie bestehen aus dem Zylinder 7 mit den Einlaßöffnungen 8, die mit der Einlaßkammer 5 in Verbindung stehen. Im Zylinder 7 ist ein Hohlkolben 9 bewegbar, dessen Boden Querbohrungen 91 hat, die mit einer weiter unten erklärten Ringnut 92 verbunden sind.The pump consists of a pump housing 1 with covers 2 and 3. The liquid inlet takes place through the opening 4 in the inlet chamber 5. The Pressurized liquid flows out through port 6. In the cover 2 are the individual pump cylinders are arranged concentrically to the axis of the pump housing 1. They consist of the cylinder 7 with the inlet ports 8, which with the inlet chamber 5 related. In the cylinder 7, a hollow piston 9 is movable, the bottom of which Has transverse bores 91, which are connected to an annular groove 92 explained below are.

Die bei nach links gerichtetem Kolbenhub unter Druck gesetzte Flüssigkeit öffnet das Ventil 10 und strömt durch den Kanal 11 in die durch die Öffnung 6 mit der Druckflüssigkeitsleitung verbundene Kammer 12.The fluid pressurized when the piston stroke is directed to the left opens the valve 10 and flows through the channel 11 into the chamber 12 connected to the pressurized fluid line through the opening 6.

Die Kolben werden auf folgende im Prinzip bekannte Weise bewegt: Ein Motor greift am Kopf 13 der Welle 14 an. Diese bildet ein Stück mit der Platte 15, die eine zur Pumpenkörperachse senkrechte Fläche 16 und eine zu dieser Achse schräge Fläche 17 hat. Der zylindrische Teil 18 der Platte 15 dreht sich in einem Rollenlager 19 der Scheibe 20, die Schuhe 21 trägt, deren ebene Flächen auf der Schrägflache 17 aufliegen. Für jeden Kolben 9 ist ein Schuh 21 vorgesehen, in dessen halbkugelige Höhlung eine Stange 22 unter Bildung eines Kugelgelenks eingesetzt ist. Diese Stange 22 greift, ebenfalls kugelgelenkartig, am Kolben 9 an. Die Selbstregelvorrichtung nach der Erfindung arbeitet folgendermaßen: In der unter Förderdruck stehenden Kammer 12 liegt axial ein Zylinder 33 mit darin beweglichem Kolben 34, dessen Verschiebung nach rechts bei Drucksteigerung in der Kammer 12 eine Feder 35 entgegenwirkt. Ein am Kopf 37 des Kolbens 34 be-Jestigter Korb 36 umgreift die auf jeden Einzelpumpenzylinder 7 aufgepaßten Hülsen 38 und zwingt sie, die Bewegung des Kolbens 34 mitzumachen.The pistons are moved in the following manner, which is known in principle: A The motor engages the head 13 of the shaft 14. This forms a piece with the plate 15, one surface 16 perpendicular to the pump body axis and one inclined to this axis Has area 17. The cylindrical part 18 of the plate 15 rotates in a roller bearing 19 of the disc 20, which carries shoes 21, the flat surfaces of which on the inclined surface 17 rest. For each piston 9 a shoe 21 is provided, in its hemispherical Cavity a rod 22 is used to form a ball joint. This pole 22 engages the piston 9, likewise in the manner of a ball joint. The self-regulating device according to the invention works as follows: In the chamber under delivery pressure 12 is axially a cylinder 33 with a movable piston 34, its displacement a spring 35 counteracts to the right when the pressure in the chamber 12 increases. A The basket 36 attached to the head 37 of the piston 34 engages around the each individual pump cylinder 7 fitted sleeves 38 and forces them to join the movement of the piston 34.

Außer den Ansaugöffnungen 8 hat jeder Einzelpumpenzylinder 7 schraubenförmig angeordnete Durchbrüche 39. Die Hülsen 38 haben je eine schraubenförmige Nut 40 mit Durchbrüchen 41 im Nutboden, durch die sie mit der Ansaugkammer 5 in Verbindung stehen. Die Steigung der Nut ist etwas anders als die der Schraubenlinie, auf der die Durchbrüche 39 liegen.In addition to the suction openings 8, each individual pump cylinder 7 has a helical shape arranged openings 39. The sleeves 38 each have a helical groove 40 with openings 41 in the bottom of the groove through which they communicate with the suction chamber 5 stand. The pitch of the groove is slightly different from that of the helix on which the breakthroughs 39 lie.

Solange der Förderdruck nicht den kritischen Schwellwert der Selbstregelung erreicht, gibt die Nut 40 keinen der Durchbrüche 39 frei, und die Pumpe arbeitet wie eine gewöhnliche Pumpe, da die Durchbrüche 39 durch die Hülse 38 abgedeckt sind, wie Fig. 3 und 4 zeigen. Fig. 3 zeigt eine Halbabwicklung der entsprechend der Erzeugenden XX geschnittenen Berührungsflächen des Zylinders und der Hülse. In der in Halbschnitt dargestellten Ruhestellung 381 der Hülse 38 (oberer Teil von Fig. 2) liegen die beiden Kanten der Nut 40 bei 40, und 40b. Eine Erhöhung des Förderdruckes drückt die Feder 35 zusammen und verschiebt die Hülse 38 nach rechts. Wenn die Kante 40, der Nut die Stellung 40Q1 einnimmt, ist der kritische Druck erreicht; die Linie 40Q1 ist jetzt Tangente an den nächstgelegenen Durchbruch 39, Von dieser Stellung an geht bei Beginn des Förderhubs des Kolbens ein Teil der Flüssigkeit durch Querbohrungen 91 und die Ringnut 92 des Kolbens und den Durchbruch 39Q, die Nut 40 und die Durchbrüche 41 in die Einlaßkammer 5 zurück. Dadurch wird der Nutzhub des Kolbens verkürzt. Bei weiterem Druckanstieg wird auch der Durchbruch 39b erreicht und verkürzt seinerseits den Kolbennutzhub usf. Beim Erreichen des höchstzulässigen Drucks (Stellung 382 der Hülse in Fig. 2) sind durch die Nut 40 alle Durchbrüche 39" bis 39, aufgedeckt, und die Pumpe fördert nicht mehr.As long as the delivery pressure does not reach the critical threshold value of the self-regulation, the groove 40 does not release any of the openings 39, and the pump works like an ordinary pump, since the openings 39 are covered by the sleeve 38, as FIGS. 3 and 4 show. Fig. 3 shows a half-development of the contact surfaces of the cylinder and the sleeve, cut according to the generatrix XX. In the rest position 381 of the sleeve 38 (upper part of FIG. 2) shown in half-section, the two edges of the groove 40 are at 40 and 40b. An increase in the delivery pressure compresses the spring 35 and moves the sleeve 38 to the right. When the edge 40 of the groove assumes the position 40Q1, the critical pressure has been reached; the line 40Q1 is now a tangent to the nearest opening 39. From this position, at the beginning of the delivery stroke of the piston, part of the liquid passes through transverse bores 91 and the annular groove 92 of the piston and the opening 39Q, the groove 40 and the openings 41 into the Inlet chamber 5 back. This shortens the useful stroke of the piston. If the pressure increases further, the opening 39b is also reached and in turn shortens the useful piston stroke, etc. When the maximum permissible pressure is reached (position 382 of the sleeve in Fig. 2), all openings 39 ″ to 39 are uncovered by the groove 40, and the pump does not deliver more.

Um in diesem Zustand die Aufteilung der Strömung der Flüssigkeit zwischen den Durchbrüchen und der Nutenkante und damit die Ursache einer schlechten Pumpenleistung zu vermeiden, ist auf einem beliebigen Einzelpumpenzylinder ein über den äußersten Durchbruch 39" hinaus und zur Anordnungslinie der Durchbrüche 39 leicht versetzt gelegener zusätzlicher Durchbruch 39p vorgesehen, wie Fig. 3 zeigt. Auf dem dazugehörigen Kolben 9 ist dementsprechend die Ringnut 9., so versetzt, daß bei Nullförderung oder sehr geringer Förderung die Strömung nur durch diesen Durchbruch erfolgt, während alle anderen Durchbrüche vollständig von der Nut 40 abgedeckt bleiben.To be in this state the division of the flow of the liquid between the breakthroughs and the edge of the groove and thus the cause of poor pump performance to avoid is on any single pump cylinder one over the outermost Breakthrough 39 ″ and slightly offset to the line of arrangement of the breakthroughs 39 Additional breakthrough 39p located, as shown in FIG. 3, is provided. On the associated Piston 9 is accordingly the annular groove 9, offset so that at zero delivery or very little promotion the flow occurs only through this breakthrough while all other openings remain completely covered by the groove 40.

Zum richtigen Arbeiten der Selbstregelung ist erforderlich, daß die Hülse 38 sich nicht um den Zylinder 7 drehen kann. Zu diesem Zweck sind auf dem Zylinder 7 auf eine mindestens dem in Fig. 2 in seinen Endstellungen 381 und 382 dargestellten möglichen Hub der Hülse 38 entsprechende Länge zwei symmetrische Stege herausgefräst, die für die am Ende der Hülse 38 gebildeten Vertiefungen 38" Gleitbahnen bilden.For the self-regulation to work properly it is necessary that the Sleeve 38 cannot rotate around cylinder 7. For this purpose are on the Cylinder 7 to at least one in FIG. 2 in its end positions 381 and 382 shown possible stroke of the sleeve 38 corresponding length two symmetrical webs milled out, the slideways for the depressions 38 "formed at the end of the sleeve 38 form.

Aus Ausgleichsgründen hat die Hülse zwei mit gleicher Steigung um 180° um die Hülsenachse versetzte Nuten 40. Ebenso liegen die Durchbrüche 39 des Zylinders auf zwei ebenso versetzten Schraubenlinien.For reasons of compensation, the sleeve has two with the same pitch Grooves 40 offset by 180 ° around the sleeve axis. The openings 39 of the Cylinder on two equally offset helical lines.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Self-regulating axial piston pump in which the dependent Sleeves sliding through the cylinder walls from the delivery pressure along the individual cylinders release guided breakthroughs connected to the working space of the individual cylinders, characterized in that the sleeve (38) has a helical shape on its inner wall Groove '(40), the bottom of which has openings (41), and which through the cylinder walls guided breakthroughs (39) lie along a helical line, the slope of which the The slope of the helical groove (40) corresponds approximately.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the various openings (39) of the individual cylinder (7) in a manner known per se through an axial bore in the piston (9), transverse bores (91) in the piston, which open into the axial bore, and an annular groove (92) into which the Open transverse bores (91) with which the compression chamber can be connected. :: ,,,; @ "" ";"

3. Pump according to Claims 1 and 2, characterized in that one of the individual cylinders (7) has an end opening (39p) which is offset with respect to the helical line on which the openings (39) lie and the annular groove (92) of the corresponding one Cylinder beyond, in the same longitudinal direction as the end opening (39p), the annular grooves (92) of the other pistons. Documents considered: French Patent No. 1061 490.