DE102018003207A1

DE102018003207A1 - Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauart

Info

Publication number: DE102018003207A1
Application number: DE102018003207.9A
Authority: DE
Inventors: Manuel Kronpass
Original assignee: Hydac Drive Center GmbH
Current assignee: Hydac Drive Center GmbH
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2019-10-24
Also published as: JP7167182B2; CN111989485A; AU2019256414A1; CA3096965A1; WO2019201574A1; US20210115909A1; US11725639B2; JP2021520470A; EP3749857A1; EP3749857B1

Abstract

Eine Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauart, insbesondere für Hydraulikanlagen, mit einer in einem Pumpengehäuse (1) um eine Drehachse (7) rotierend antreibbaren Zylindertrommel (3), in der Kolben (9) axial bewegbar angeordnet sind, die sich mit ihrem außerhalb der Zylindertrommel (3) zugänglichen Betätigungsende an einer Schrägscheibe (15) zumindest mittelbar abstützen, die zur Einstellung des Hubes der Kolben (9) und damit des durch diese erzeugten Fluid-Systemdrucks in gewünschte Neigungswinkel relativ zur Drehachse (7) mittels einer Verstelleinrichtung (21) schwenkbar ist, die zumindest einen Schwenkhebel (23) aufweist, der mittels eines Stelltriebes in mindestens eine Richtung auslenk- und wieder rückstellbar ist und der in mindestens einem hydraulisch betätigbaren Betätigungszylinder (31, 43) jeweils einen Betätigungskolben (35) aufweist, der an einem Ende an einer Anlenkstelle (29) des Schwenkhebels (23) angreift, ist dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Betätigungskolben (35, 47) an seinem der Anlenkstelle (29) abgekehrten Ende eine Führungsfläche (73) aufweist, die einstückig Teil des Betätigungskolbens (35, 47) und in Anlage mit einer zugeordneten Führungsfläche (33, 45) des Betätigungszylinders (31, 43) ist, und dass mindestens ein Ausgleichsmittel (75, 70, 59) vorhanden ist, das die Führungsflächen (73; 33, 45) in ihrer jeweiligen Lage zueinander ausrichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauart, insbesondere für Hydraulikanlagen, mit einer in einem Pumpengehäuse um eine Drehachse rotierend antreibbaren Zylindertrommel, in der Kolben axial bewegbar angeordnet sind, die sich mit ihrem außerhalb der Zylindertrommel zugänglichen Betätigungsende an einer Schrägscheibe zumindest mittelbar abstützen, die zur Einstellung des Hubes der Kolben und damit des durch diese erzeugten Fluid-Systemdrucks in gewünschte Neigungswinkel relativ zur Drehachse mittels einer Verstelleinrichtung schwenkbar ist, die zumindest einen Schwenkhebel aufweist, der mittels eines Stelltriebes in mindestens eine Richtung auslenk- und wieder rückstellbar ist und der in mindestens einem hydraulisch betätigbaren Betätigungszylinder jeweils einen Betätigungskolben aufweist, der an einem Ende an einer Anlenkstelle des Schwenkhebels angreift.
Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauart sind Stand der Technik. Sie finden verbreitet Einsatz für die Druckmittelversorgung von Verbrauchern wie Arbeitszylindern, Hydromotoren und dergleichen. Axialkolbenpumpen der eingangs genannten Gattung, bei denen die Schrägscheibe in ihrer Neigung gegenüber der Drehachse verstellbar ist, zeichnen sich gegenüber ebenfalls bekannten Axialkolbenpumpen mit feststehender Schrägscheibe durch eine bessere Energiebilanz im Betrieb aus. Während Pumpen mit feststehender Schrägscheibe als Konstantpumpe bei vorgegebener Antriebsdrehzahl stets einen konstanten Volumenstrom des Fluids fördern, auch wenn keine Energie von druckmittelbetätigten Aggregaten angefordert wird und daher im Leerlauf die Strömungswiderstände im Hydraulikkreislauf überwunden werden müssen, wofür Antriebsenergie aufgewendet wird, die keine Nutzenergie liefert, ist durch die Verstellmöglichkeit der Schrägscheibenneigung das Fördervolumen auf Null einstellbar und der Bedarf an Antriebsenergie minimierbar. Eine Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art ist in dem Dokument WO 2014/187512 A1 offenbart. Die Herstellung der bekannten Axialkolbenpumpen dieser Gattung ist kostenintensiv, weil für die Verstelleinrichtung mit der getrieblichen Verbindung, die die Linearbewegung des jeweiligen Betätigungskolbens des zumindest einen feststehenden Betätigungszylinders in eine Schwenkbewegung der Schrägscheibe umwandelt, ein erheblicher konstruktiver Aufwand erforderlich ist.
Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Axialkolbenpumpe zur Verfügung zu stellen, deren Verstelleinrichtung für die Lageeinstellung der Schrägscheibe sich bei vergleichsweise einfacherem Aufbau durch eine hohe Betriebssicherheit auszeichnet.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Axialkolbenpumpe gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass der zumindest eine Betätigungskolben an seinem der Anlenkstelle abgekehrten Ende eine Führungsfläche aufweist, die einstückig Teil des Betätigungskolbens und in Anlage mit einer zugeordneten Führungsfläche des Betätigungszylinders ist, und dass mindestens ein Ausgleichsmittel vorhanden ist, das die Führungsflächen in ihrer jeweiligen Lage zueinander ausrichtet. Durch die bei der Erfindung vorgesehene Ausgleichseinrichtung, die eine gegenseitige Lageausrichtung von kolbenseitigen Führungsflächen und zylinderseitigen Führungsflächen bewirkt, lässt sich der Stelltrieb mit nur einer einzigen Anlenkstelle zwischen Schwenkhebel und dem Betätigungskolben realisieren. Um den Kolben des Betätigungszylinders bei den Einstellbewegungen, bei denen der Schwenkhebel eine zur Zylinderachse des Betätigungszylinders quer verlaufende Schwenkbewegung ausführt, frei von Zwangskräften zu halten, ist bei der erwähnten bekannten Lösung zwischen Kolben und Kolbenstange des Betätigungskolbens ein Kugelgelenk ausgebildet. Dank des Vorhandenseins des Ausgleichsmittels kommt bei der Erfindung dieses Kugelgelenk in Wegfall, so dass der Betätigungskolben mit seiner Kolbenstange einstückig durch ein Drehteil gebildet sein kann. Neben der dadurch erreichten Vereinfachung und Verringerung der Herstellkosten verringern sich durch den Wegfall des im Kolben befindlichen Kugelgelenks auch die Reibungskräfte und die Hysterese.
Das Ausgleichsmittel kann zumindest teilweise aus einer ballig ausgebildeten Außenkontur zumindest einer der Führungsflächen und/oder einer federnd nachgiebigen Dichtungsanordnung am freien Ende zumindest eines jeweiligen Betätigungskolbens und/oder einer Druckfederanordnung und/oder einer Schmiermittelversorgung gebildet sein.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen sind zwei Betätigungskolben vorgesehen, die beide mindestens eines der Ausgleichsmittel aufweisen.
Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass ein Betätigungskolben mit seiner freien Stirnseite an einer Systemdruck- und der andere Betätigungskolben mit seiner freien Stirnseite an eine Steuerdruckseite angeschlossen ist, die Teil der Betätigungseinrichtung für die Verstelleinrichtung sind.
Die Schmiermittelversorgung kann einen Längskanal durch einen der Betätigungskolben, der vorzugsweise der Systemdruckseite zugeordnet ist, sowie einen weiteren Kanal in der Anlenkstelle des Schwenkhebels aufweisen. Mit Vorteil kann hierbei eine Drossel an der freien Stirnseite des Betätigungskolbens den Eingang des Längskanals bilden.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist der jeweilige Betätigungskolben, zu seiner Stirnseite benachbart, eine durch mindestens einen Kolbenring gebildete Dichtzone und an diese anschließend eine Führungszone auf, die die eine ballige Führungsfläche bildet, die durch Anlage an der Führungsfläche des Betätigungszylinders das Ausgleichsmittel bildet, wobei sich an die Führungszone ein im Durchmesser verringerter Abschnitt anschließt, der den Übergang zur Kolbenstange des Betätigungskolbens bildet.
Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Anlenkstelle durch ein Kugelgelenk mit einem am freien Ende des Schwenkhebels gebildeten Kugelkopf und einer Kugelpfanne am jeweiligen Betätigungskolben gebildet, wobei die Federanordnung Kugelkopf und jeweilige Kugelpfanne kraftschlüssig miteinander in Anlage hält. Dadurch lässt sich der gesamte Stelltrieb spielfrei gestalten.
Die Anordnung kann mit Vorteil derart getroffen sein, dass die Federanordnung gleichzeitig die Schrägscheibe in die der maximalen Pumpenförderung entsprechende Schwenkstellung vorspannt. Durch diese Doppelfunktion der Federanordnung braucht der Betätigungszylinder nicht als doppeltwirkender Zylinder für die Erzeugung von Stellbewegungen in beide Richtungen ausgelegt zu sein, sondern es kann ein einfach wirkender Betätigungszylinder vorgesehen sein, der lediglich eine Stellbewegung aus der Schwenkstellung für maximale Pumpenförderung hin zu geringerem Fördervolumen, bis zu Null-Förderung hin, bewirkt.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der zweite Betätigungszylinder mit gemeinsamer, zur Drehachse senkrechter Zylinderachse dem ersten Betätigungszylinder gegenüberliegend angeordnet, wobei der Betätigungskolben des zweiten Betätigungszylinders hydraulisch entgegen der Bewegung des Kolbens des ersten Betätigungszylinders bewegbar ist, wobei ein zweites Ausgleichsmittel zwischen dem zweiten Betätigungszylinder und dessen Kolbenstange mit seiner eine ballig gestaltete Führungsfläche bildenden Führungszone des Kolbens des zweiten Betätigungszylinders gebildet ist und wobei das Ende der Kolbenstange des zweiten Betätigungszylinders am Betätigungsteil der Schrägscheibe ein zweites Kugelgelenk ausbildet.
In besonders vorteilhafter Weise kann die Federanordnung eine Druckfeder aufweisen, die die Kolbenstange des zweiten Betätigungskolbens für die Bewegung vorspannt, die dem Ausfahren des Betätigungskolbens des zweiten Betätigungszylinders und dem Einfahren des Betätigungskolbens des ersten Betätigungszylinders und damit dem Schwenken des Schwenkhebels aus der achsparallelen Richtung in Richtung auf die Stellung der maximalen Pumpenförderung entspricht.
Hinsichtlich der Betätigung der Verstelleinrichtung kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der erste Betätigungszylinder mit einem Steuerdruck für die Einstellung der Pumpenförderung und der zweite Betätigungszylinder mit dem herrschenden Systemdruck beaufschlagt sind. Dadurch ist die Verstelleinrichtung bei fehlendem Systemdruck, also bei Stillstand der Pumpe, durch die Kraft der Druckfeder auf die Maximal-Förderung eingestellt. Beim Betrieb der Pumpe mit sich ergebendem Systemdruck bleibt die Einstellung auf Maximal-Förderung so lange beibehalten, bis die durch den Steuerdruck im ersten Betätigungszylinder erzeugte Stellkraft die vom Systemdruck im zweiten Betätigungszylinder erzeugte Kolbenkraft, zuzüglich der Federkraft, übersteigt, wonach, vom Steuerdruck abhängig, die Schrägscheibe auf geringere Förderleistung zurückgeschwenkt wird.
Für einen Betrieb mit einem Steuerdruck begrenzten Druckniveaus ist vorzugsweise die vom Steuerdruck beaufschlagbare Kolbenfläche des Kolbens des ersten Betätigungszylinders größer gewählt als die vom Systemdruck beaufschlagbare Kolbenfläche des Kolbens des zweiten Betätigungszylinders.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:

1 einen Längsschnitt einer Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauart gemäß dem Stand der Technik;
2 einen gegenüber 1 um 90° verdreht gezeichneten Längsschnitt der Axialkolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik;
3 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Axialkolbenpumpe, wobei die Verstelleinrichtung geschnitten dargestellt ist;
4 eine der 3 entsprechende Darstellung, wobei die Verstelleinrichtung in dem der maximalen Pumpenförderung entsprechenden Betriebszustand dargestellt ist;
5 eine gegenüber 3 und 4 vergrößert und abgebrochen gezeichnete Darstellung, wobei die Verstelleinrichtung in dem der Null-Förderung entsprechenden Betriebszustand dargestellt ist;
6 eine gesonderte Darstellung des in 5 linksseitigen Betätigungskolbens des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;
7 einen Längsschnitt der Darstellung von 6;
8 in gegenüber 7 etwa 50-fach vergrößerter Darstellung den in 7 mit X bezeichneten Bereich;
9 eine Seitenansicht eines eine Trennstelle aufweisenden Kolbenringes des Ausführungsbeispiels; und
10 in gegenüber 9 etwa 50-fach vergrößerter Darstellung den in 9 mit Y bezeichneten Bereich der Trennstelle.

In den Figuren, von denen 1 und 2 eine Axialkolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik und 3 bis 10 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, ist ein Pumpengehäuse mit 1 bezeichnet, in dem eine Zylindertrommel 3 mittels einer Antriebswelle 5 um eine Drehachse 7 drehbar ist. Wie am besten aus den eine Axialkolbenpumpe des Standes der Technik zeigenden 1 und 2 ersichtlich ist, stützen sich in der Zylindertrommel 3 befindliche, axial bewegbare Kolben 9 über an ihren oberen Enden befindliche Gleitschuhe 11 an der Gleitfläche 13 einer Schrägscheibe 15 ab. Diese ist an ihrer von der Gleitfläche 13 abgewandten Seite über eine kreisbogenförmige Schrägscheibenlagerung 17 am Pumpengehäuse 1 derart bewegbar geführt, dass die Schrägscheibe 15 um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die, zur Drehachse 7 senkrecht verlaufend, in der Ebene der Gleitfläche 13 der Schrägscheibe 15 und damit zur Zeichenebene der 1, 3 und 4 senkrecht verläuft. Mittels einer als Ganzes mit 21 bezeichneten Verstelleinrichtung ist die Schrägscheibe 15 um diese Schwenkachse zwischen den in 1 und 4 gezeigten, geschwenkten Einstellungen, die der maximalen Förderleistung der Pumpe entsprechen, und den in 2, 3 und 5 gezeigten Einstellungen auf Null-Förderung schwenkbar, wobei sich hierbei die Ebene der Gleitfläche 13, bezogen auf den vertikalen Verlauf der Drehachse 7, in der Horizontalen befindet, so dass kein Hub der Kolben 9 bei der Rotation der Zylindertrommel 3 erfolgt.
Als der Schrägscheibe 15 zugeordnetes Betätigungsteil weist die Verstelleinrichtung 21 einen Schwenkhebel 23 auf, der an der Schrägscheibe 15 befestigt ist und sich seitlich der Schrägscheibe 15 und der Zylindertrommel 3 erstreckt. Der Schwenkhebel 23 ist am Gehäuse 1 mittels eines Drehzapfens 19 (s. 2) schwenkbar gelagert. An seinem unteren freien Ende weist der Schwenkhebel 23 eine Anlenkstelle 29 auf, an der Stellglieder der Verstelleinrichtung 21 angreifen, um den Schwenkhebel 23 in der Zeichnungsebene von 1 und 3 bis 5 zu bewegen und damit die Schrägscheibe 15 um deren Schwenkachse zu verschwenken.
Die Verstelleinrichtung 21 weist, wie 3 bis 5 zeigen, einen ersten Betätigungszylinder 31 mit einer eine Zylinderachse 32 definierenden Zylinderbuchse 33 auf, in der ein Betätigungskolben 35 geführt ist. Der Kolben 35 ist durch ein mit seiner Kolbenstange 37 einstückiges Drehteil gebildet und weist an seinem freien Ende eine Kugelpfanne 39 auf, die bei Anlage am die Anlenkstelle bildenden Kugelkopf 29 des Schwenkhebels 23 ein Kugelgelenk bildet. Dem ersten Betätigungszylinder 31 entgegengesetzt und mit diesem auf gemeinsamer Zylinderachse 32 liegend, weist die Verstelleinrichtung 21 einen zweiten Betätigungszylinder 43 mit einer Zylinderbuchse 45 auf. In dieser ist ein zweiter Betätigungskolben 47 geführt, der, wie der erste Betätigungskolben 35, zusammen mit seiner Kolbenstange 49 durch ein einstückiges Drehteil gebildet ist. Wie der erste Betätigungskolben 35 weist der zweite Betätigungskolben 47 am freien Ende seiner Kolbenstange 49 eine Kugelpfanne 51 auf, die unter Anlage am Kugelkopf 29 des Schwenkhebels 23 ein zweites Kugelgelenk bildet. Die druckbeaufschlagte Kolbenfläche 53 des ersten Kolbens 35 ist größer als die druckbeaufschlagte Kolbenfläche 55 des zweiten Betätigungskolbens 47. Zwischen der Zylinderbuchse 45 des zweiten Betätigungszylinders 43 und einem Federteller 57, der durch einen radial vorstehenden Bund der Kolbenstange 49 des zweiten Betätigungskolbens 47 gebildet ist, ist eine Druckfeder 59 eingespannt, die die Verstelleinrichtung 21 in die in 4 gezeigte, der maximalen Pumpenförderung entsprechende Einstellung vorspannt und außerdem die am Kugelkopf 29 des Schwenkhebels 23 gebildeten Kugelgelenke spielfrei hält.
Um die Betätigungskolben 35 und 37 frei von Zwangskräften bei den Einstellbewegungen zu halten, bei denen sich der Kugelkopf 29 des Schwenkhebels 23 mit vertikaler Bewegungskomponente geringfügig aus der Zylinderachse 32 entfernt, ist bei der Erfindung ein Ausgleichsmittel vorgesehen, das das beim Stand der Technik hierfür vorgesehene, im jeweiligen Betätigungskolben befindliche zusätzliche Kugelgelenk ersetzt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Ausgleichsmittel durch Führungsflächen am jeweiligen Betätigungskolben 35, 47, der mit seiner Kolbenstange 37 bzw. 49 einstückig ausgebildet ist, und durch eine Führungsfläche am zugeordneten Betätigungszylinder 31, 43, genauer gesagt, durch deren Zylinderbuchse 33 bzw. 45, gebildet. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine spezielle Außenkontur des jeweiligen Betätigungskolbens 35, 47 als Führungsfläche vorgesehen, die Teil des Ausgleichsmittels bildet. Die diesbezügliche Formgebung ist unter Bezug auf die 6 bis 8 erläutert, die gesonderte Darstellungen des mit seiner Kolbenstange 49 einstückigen zweiten Betätigungskolbens 47 enthalten. Das in diesen Figuren, und insbesondere in 8, für den kleineren Betätigungskolben 47 gezeigte Umfangsprofil entspricht vollumfänglich dem Umfangsprofil des größeren Betätigungskolbens 35.
Die 6 und 7 zeigen den Betätigungskolben 47 mit darauf vormontierter Druckfeder 59, die sich einerseits an dem feststehenden Federteller 57 der Kolbenstange 49 und am anderen Ende an einem auf der kreiszylindrischen Außenfläche 61 der Kolbenstange 49 verschiebbaren Federteller abstützt, bei dem es sich um einen aus zwei Ringhälften 63 und 65 zusammengesetzten Federteller handelt. Bei dem in 6 und 7 gezeigten, entspannten Zustand der Druckfeder 59 liegt der geteilte Federteller 63, 65 an einer Stufe 67 der Kolbenstange 49 an. Die Gestaltung der Außenkontur der Betätigungskolben 35 und 47, die als Teil des Ausgleichsmittels eine begrenzte Auslenkbewegung der Achse der Kolbenstangen 37, 49 aus der Zylinderachse 32 ermöglicht, ist lediglich für das Beispiel des kleineren Kolbens 47 in 8 näher dargestellt. Wie gezeigt, ist in der Nähe der vorderen Kolbenfläche 55 eine Dichtzone 69 aus einem Kolbenringpaket 70 gebildet, das aus drei gleich ausgebildeten Kolbenringen 71 besteht, von denen einer in 9 und 10 näher dargestellt ist. An der von der Kolbenfläche 55 abgewandten Seite schließt sich (s. 8) an die Kolbenringe 71 eine Führungszone 73 an. Diese ist aus einem Umfangsabschnitt 75 gebildet, der die jeweilige kolbenseitige Führungsfläche bildet und eine leichte ballige Wölbung besitzt, die derart gewählt ist, dass der Kolben 47 auch bei geringer Achsabweichung in der jeweiligen Zylinderbuchse 33, 45 geführt ist, die die zylinderseitige Führungsfläche bildet. An den Abschnitt 75 schließt sich wiederum ein im Außenumfang zurückgenommener Abschnitt 77 (8) an, der den Übergang zu den im Außendurchmesser weiter verringerten Umfangsabschnitten der Kolbenstange 49 bildet.
Die 9 und 10 zeigen die Bauweise der Kolbenringe 71. In der 10 ist der in 9 mit Y bezeichnete geöffnete Bereich des jeweiligen Kolbenringes 71 näher dargestellt. Wie gezeigt, ist dieser Bereich derart verzahnt, dass der Kolbenring 71 elastisch nachgiebig ist, weil am Übergangsbereich seiner Ringenden 80 Freiräume 79 vorhanden sind, innerhalb deren sich die beiden Ringenden 80, wie mit Richtungspfeilen 81 angedeutet, gegeneinander bewegen können, während sie an einer Trennstelle 83 aneinander gleiten, die eine Dichtfläche bildet. Für die Schmiermittelversorgung der am Kugelkopf 29 mit den Kugelpfannen 39 und 51 gebildeten Kugelgelenke ist in dem mit dem Systemdruck beaufschlagbaren Kolben 47 eine in der Kolbenstange 49 durchgehende Schmiermittelbohrung 85 gebildet, die, von einer an der Kolbenfläche 55 liegenden Drosselstelle 87 ausgehend, bis zur Kugelpfanne 51 führt und sich von dort über eine Bohrung 89 im Kugelkopf 29 bis zur Kugelpfanne 39 des größeren Kolbens 35 fortsetzt.
Wie erwähnt, ist der Druckraum 91 des Betätigungszylinders 31 (3 und 5) mit dem die Verstelleinrichtung 21 betätigenden Steuerdruck beaufschlagbar, während der Druckraum 93 des Betätigungszylinders 43 (4) mit dem Systemdruck beaufschlagbar ist. Die 4 zeigt die Einstellung auf maximale Förderleistung bei fehlendem Steuerdruck im Druckraum 91 des größeren Betätigungskolbens 35. Durch den im Druckraum 93 des kleineren Betätigungskolbens 47 wirkenden Systemdruck und die Kraft der Druckfeder 59, die sich über den geteilten Federteller 63, 65 an der Zylinderbuchse 45 abstützt, sind die Kolben 35 und 47 in der Zeichnung nach rechts verschoben und der Schwenkhebel 23 in die in 4 gezeigte Stellung ausgeschwenkt. Um die Verstelleinrichtung 21 auf geringere Förderleistung einzustellen, wird dem Druckraum 91 des Betätigungszylinders 31 ein entsprechender Steuerdruck zugeführt. Sobald dieser die kombinierte Kraft, die aus dem Systemdruck im Druckraum 93 des kleineren Kolbens 47 und aus der Kraft der Druckfeder 59 resultiert, übersteigt, bewegen sich die Kolben 35, 47 in der Zeichnung nach links, wobei die Förderleistung bis auf Null-Förderleistung verringerbar ist, die in 3 und 5 dargestellt ist, wobei sich der geteilte Federteller 63, 65 auf dem zylindrischen Abschnitt 61 der Kolbenstange 49 verschoben und von der Stufe 67 wegbewegt hat, wobei die Druckfeder 59 zusammengedrückt ist. Durch die Wirkung der Druckfeder 59 ist auch bei Stillstand der Pumpe und damit fehlendem Systemdruck die Verstelleinrichtung auf die maximale Förderleistung eingestellt, die in 4 gezeigt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/187512 A1 [0002]

Claims

Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauart, insbesondere für Hydraulikanlagen, mit einer in einem Pumpengehäuse (1) um eine Drehachse (7) rotierend antreibbaren Zylindertrommel (3), in der Kolben (9) axial bewegbar angeordnet sind, die sich mit ihrem außerhalb der Zylindertrommel (3) zugänglichen Betätigungsende an einer Schrägscheibe (15) zumindest mittelbar abstützen, die zur Einstellung des Hubes der Kolben (9) und damit des durch diese erzeugten Fluid-Systemdrucks in gewünschte Neigungswinkel relativ zur Drehachse (7) mittels einer Verstelleinrichtung (21) schwenkbar ist, die zumindest einen Schwenkhebel (23) aufweist, der mittels eines Stelltriebes in mindestens eine Richtung auslenk- und wieder rückstellbar ist und der in mindestens einem hydraulisch betätigbaren Betätigungszylinder (31, 43) jeweils einen Betätigungskolben (35) aufweist, der an einem Ende an einer Anlenkstelle (29) des Schwenkhebels (23) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Betätigungskolben (35, 47) an seinem der Anlenkstelle (29) abgekehrten Ende eine Führungsfläche (73) aufweist, die einstückig Teil des Betätigungskolbens (35, 47) und in Anlage mit einer zugeordneten Führungsfläche (33, 45) des Betätigungszylinders (31, 43) ist, und dass mindestens ein Ausgleichsmittel (75, 70, 59) vorhanden ist, das die Führungsflächen (73; 33, 45) in ihrer jeweiligen Lage zueinander ausrichtet.
Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsmittel zumindest teilweise aus - einer ballig ausgebildeten Außenkontur (75) zumindest einer der Führungsflächen (73) und/oder - einer federnd nachgiebigen Dichtungsanordnung (70) am freien Ende zumindest eines jeweiligen Betätigungskolbens (35, 47) und/oder - einer Druckfederanordnung (59) und/oder - einer Schmiermittelversorgung (85, 87, 89) gebildet ist.
Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Betätigungskolben (35, 47) vorgesehen sind, die beide mindestens eines der Ausgleichsmittel aufweisen.
Axialkolbenpumpe nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungskolben (47) mit seiner freien Stirnseite (55) an einer Systemdruck- und der andere Betätigungskolben (35) mit seiner freien Stirnseite (53) an eine Steuerdruckseite angeschlossen ist, die Teil der Betätigungseinrichtung für die Verstelleinrichtung (21) sind.
Axialkolbenpumpe nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelversorgung einen Längskanal (85) durch einen der Betätigungskolben (47), der vorzugsweise der Systemdruckseite zugeordnet ist, sowie einen weiteren Kanal (89) in der Anlenkstelle (29) des Schwenkhebels (23) aufweist.
Axialkolbenpumpe nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Betätigungskolben (35, 47), zu seiner Stirnseite (53, 55) benachbart, eine durch mindestens einen Kolbenring (71) gebildete Dichtzone (69) und an diese anschließend eine Führungszone (73) aufweist, die die eine ballige Führungsfläche (75) bildet, die durch Anlage an der Führungsfläche (33, 45) des Betätigungszylinders (31, 43) das Ausgleichsmittel bildet, und dass sich an die Führungszone (73) ein im Durchmesser verringerter Abschnitt (77) anschließt, der den Übergang zur Kolbenstange (37, 49) des Betätigungskolbens (35, 47) bildet.
Axialkolbenpumpe nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkstelle durch ein Kugelgelenk mit einem am freien Ende des Schwenkhebels (23) gebildeten Kugelkopf (29) und einer Kugelpfanne (39, 51) am jeweiligen Betätigungskolben (35, 47) gebildet ist, und dass die Federanordnung (59) Kugelkopf (29) und jeweilige Kugelpfanne (39, 51) kraftschlüssig miteinander in Anlage hält.
Axialkolbenpumpe nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (59) die Schrägscheibe (15) in die der maximalen Pumpenförderung entsprechende Schwenkstellung vorspannt.
Axialkolbenpumpe nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schwenkhebel (23) seitlich der Schrägscheibe (15) und der Zylindertrommel (3) bei der Einstellung auf Null-Pumpenförderung parallel zur Drehachse (7) erstreckt und an seinem freien Ende das Kugelgelenk (29, 39, 51) aufweist.
Axialkolbenpumpe nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Betätigungszylinder (43) mit gemeinsamer, zur Drehachse (7) senkrechter Zylinderachse (32) dem ersten Betätigungszylinder (31) gegenüberliegt, dass der Betätigungskolben (47) des zweiten Betätigungszylinders (43) hydraulisch entgegen der Bewegung des Kolbens (35) des ersten Betätigungszylinders (31) bewegbar ist, dass ein zweites Ausgleichsmittel zwischen dem zweiten Betätigungszylinder (43) und dessen Kolbenstange (49) mit einer eine ballig gestaltete Führungsfläche (75) bildenden Führungszone (73) des Kolbens (47) des zweiten Betätigungszylinders (43) gebildet ist und dass das Ende der Kolbenstange (49) des zweiten Betätigungszylinders (43) am Betätigungsteil (23) der Schrägscheibe (15) ein zweites Kugelgelenk (29, 51) ausbildet.
Axialkolbenpumpe nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung eine Druckfeder (59) aufweist, die die Kolbenstange (49) des zweiten Betätigungskolbens (43) für die Bewegung vorspannt, die dem Ausfahren des Betätigungskolbens (47) des zweiten Betätigungszylinders (43) und dem Einfahren des Betätigungskolbens (35) des ersten Betätigungszylinders (31) und damit dem Schwenken des Schwenkhebels (23) aus der achsparallelen Richtung in Richtung auf die Stellung der maximalen Pumpenförderung entspricht.
Axialkolbenpumpe nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Steuerdruck beaufschlagbare Stirnfläche (53) des Kolbens (35) des ersten Betätigungszylinders (31) größer gewählt ist als die vom Systemdruck beaufschlagbare Kolbenfläche (55) des Kolbens (47) des zweiten Betätigungszylinders (43).