DE10226492B4

DE10226492B4 - Axial piston machine with adjustable piston stroke

Info

Publication number: DE10226492B4
Application number: DE2002126492
Authority: DE
Inventors: Manuel Schoepke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2022-06-15
Also published as: DE10226492A1

Abstract

Axialkolbenmaschine, insbesondere Axialkolbenpumpe oder Axialkolbenhydromotor, mit einem Gehäuse (1, 1a, 1b), mit einer im Gehäuse (1) gelagerten Antriebswelle (19), mit mindestens einem Pumpenelement (3), wobei das mindestens eine Pumpenelement (3) von der Antriebswelle (19) betätigt wird und je eine Saugseite (13) und eine Druckseite (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass je Pumpenelement (3) ein drehbar gelagerter Umlenkhebel (27) vorgesehen ist, dass der Umlenkhebel (27) eine zu seiner Drehachse (29) und einer Längsachse (43) des zugehörigen Pumpenelements (3) um einen Winkel (a) kleiner 90° geneigte Steuerfläche (33) aufweist, dass die Antriebswelle (19) einen exzentrischen Abschnitt (21) aufweist, dass der exzentrische Abschnitt (21) den Umlenkhebel (27) in eine oszillierende Bewegung versetzt, und dass die Steuerfläche (33) das mindestens eine Pumpenelement (3) betätigt.axial piston, in particular axial piston pump or axial piston hydraulic motor, with a housing (1, 1a, 1b), with one in the housing (1) mounted drive shaft (19), with at least one pump element (3), wherein the at least one pump element (3) from the drive shaft (19) pressed is and each has a suction side (13) and a pressure side (17), characterized in that each pump element (3) has a rotatably mounted Deflection lever (27) is provided, that the deflection lever (27) a to its axis of rotation (29) and a longitudinal axis (43) of the associated pump element (3) Control surface (33) inclined by an angle (a) smaller than 90 ° in that the drive shaft (19) has an eccentric section (21) in that the eccentric section (21) has the deflection lever (27) placed in an oscillatory motion, and that the control surface (33) the at least one pump element (3) is actuated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine, insbesondere eine Axialkolbenpumpe oder einen Axialkolbenhydromotor, mit einem Gehäuse, mit einer im Gehäuse gelagerten Antriebswelle, mit mindestens einem Pumpenelement, wobei das mindestens eine Pumpenelement von der Antriebswelle betätigt wird und je eine Saugseite und eine Hochdruckseite aufweist, und wobei eine Drehachse der Antriebswelle und eine Längsachse des mindestens einen Pumpenelements parallel verlaufen.The The invention relates to an axial piston machine, in particular an axial piston pump or an axial piston hydraulic motor, with a housing, with a mounted in the housing Drive shaft, with at least one pump element, wherein the at least a pump element is actuated by the drive shaft and one suction side each and a high pressure side, and wherein a rotation axis of the drive shaft and a longitudinal axis of the at least one pump element run parallel.

Solche Axialkolbenmaschinen sind entweder als Hydromotoren oder als hydraulische Pumpen seit langem bekannt. Nachteilig an diesen Axialkolbenmaschinen ist, dass ihre Fördermenge im Pumpenbetrieb nur durch eine Änderung der Drehzahl geregelt werden kann. Bei vielen Anwendungen, wie z. B. als Einspritzpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen – ist jedoch die Antriebsdrehzahl vorgegeben, so dass sich die Fördermenge nicht regeln lässt. Um diesen Nachteil auszugleichen, ist es aus der DE 195 30 507 A1 und der DE 199 60 569 A1 bekannt, den Kolbenhub der Pumpenelemente konstant zu lassen und in den Zylindern eine Überströmöffnung vorzusehen. Über eine verschiebbare Hülse kann die Überströmöffnung auf- oder zugesteuert werden, so dass eine Regelung der Fördermenge bei konstanter Drehzahl möglich wird.Such axial piston machines have long been known either as hydraulic motors or as hydraulic pumps. A disadvantage of these axial piston machines is that their delivery rate in pump operation can only be regulated by changing the speed. In many applications, such. B. as an injection pump of a fuel injection system for internal combustion engines - but the drive speed is specified so that the flow rate can not be regulated. To compensate for this disadvantage, it is from the DE 195 30 507 A1 and the DE 199 60 569 A1 It is known to keep the piston stroke of the pump elements constant and to provide an overflow opening in the cylinders. By means of a displaceable sleeve, the overflow opening can be opened or closed, so that regulation of the delivery rate at a constant speed is possible.

Aus der DE 195 23 282 A1 ist es bekannt, eine Taumelscheibe, welche von der Antriebswelle angetrieben wird, schwenkbar auszugestalten, so dass der Kolbenhub verändert werden kann und somit die Fördermenge der Axialkolbenpumpe bei konstanter Drehzahl einstellbar ist. Diese Konstruktion ist sehr aufwendig und ist für größte Förderhöhen von bis zu 2000 bar nur bedingt geeignet.From the DE 195 23 282 A1 It is known, a swash plate, which is driven by the drive shaft, pivotally to design, so that the piston stroke can be changed and thus the flow rate of the axial piston pump is adjustable at a constant speed. This construction is very complex and is only partially suitable for maximum delivery heights of up to 2000 bar.

Erfindungsgemäß wird bei einer Axialkolbenmaschine, insbesondere einer Axialkolbenpumpe oder einem Axialkolbenhydromotor, mit einem Gehäuse, mit einer im Gehäuse gelagerten Antriebswelle, mit mindestens einem Pumpenelement, wobei das mindestens eine Pumpenelement von der Antriebswelle betätigt wird und je eine Saugseite und eine Hochdruckseite aufweist, die Fördermenge bei konstanter Drehzahl dadurch einstellbar, dass je Pumpenelement ein drehbar gelagerter Umlenkhebel vorgesehen ist, dass der Umlenkhebel eine zu seiner Drehachse und einer Längsachse des zugehörigen Pumpenelements um einen Winkel α kleiner 90° geneigte Steuerfläche aufweist, dass die Antriebswelle einen exzentrischen Abschnitt aufweist, dass der exzentrische Abschnitt den Umlenkhebel in eine oszillierende Bewegung versetzt, und dass die Steuerfläche das mindestens eine Pumpenelement betätigt.According to the invention is at an axial piston machine, in particular an axial piston pump or an axial piston hydraulic motor, with a housing, with a mounted in the housing Drive shaft, with at least one pump element, wherein the at least a pump element is actuated by the drive shaft and one suction side each and a high pressure side, the flow rate at a constant speed adjustable in that each pump element rotatably mounted Lever is provided that the lever one to its axis of rotation and a longitudinal axis the associated pump element by an angle α smaller 90 ° inclined control surface that the drive shaft has an eccentric section, that the eccentric portion of the lever in an oscillating Movement offset, and that the control surface that at least one pump element actuated.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Bei dieser Axialkolbenmaschine wird die Umlenkung der Drehbewegung der Antriebswelle in eine oszillierende Bewegung auf eine einfache und extrem belastbare Weise vorgenommen. Durch einfaches Austauschen der Umlenkhebel kann der Förderhub der Pumpenelemente eingestellt werden, ohne dass weitere Änderungen an der Axialkolbenmaschine erforderlich wären. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe auf einfachste Weise an unterschiedlichste Anforderungen hinsichtlich Fördermenge und Förderhöhe adaptiert werden kann. Die erfindungsgemäße Umlenkung der Drehbewegung der Antriebswelle in eine oszillierende Bewegung zum Antrieb des oder der Pumpenelemente ist sehr einfach im Aufbau und äußerst robust, so dass auch große Förderhöhen, wie sie beispielsweise bei Kraftstoffeinspritzsystemen erforderlich sind, mit der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine ohne weiteres bereitgestellt werden können.at This axial piston machine is the deflection of the rotational movement of the Drive shaft in an oscillating motion to a simple and extreme made in a robust manner. By simply replacing the lever can the delivery stroke the pump elements can be adjusted without further changes would be required on the axial piston machine. This means that the axial piston pump according to the invention in the simplest way to most different requirements regarding output and delivery head adapted can be. The deflection of the invention the rotational movement of the drive shaft in an oscillating motion to drive the pump or the elements is very simple in construction and extremely robust, so that too big Funding heights, like For example, they are required in fuel injection systems are, with the axial piston according to the invention without can be provided further.

Bei einer besonders kompakt bauenden und einfach herzustellenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschineverlaufen die Drehachse der Antriebswelle und die Längsachse des mindestens einen Pumpenelements parallel verlaufen und verläuft die Drehachse des Umlenkhebels parallel zu der Drehachse der Antriebswelle.at a particularly compact design and easy to manufacture embodiment the axial piston machine according to the invention the axis of rotation of the drive shaft and the longitudinal axis of the at least one Pump element parallel and runs the axis of rotation of the reversing lever in parallel to the axis of rotation of the drive shaft.

Bei einer weiteren Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass der oder die Umlenkhebel auf einem konzentrisch zur Längsachse der Antriebswelle angeordneten Verstellring drehbar gelagert sind, und dass der Verstellring relativ zu dem mindestens einen Pumpenelement verdrehbar ist. Dadurch kann bei konstanter Drehzahl die Fördermenge der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine über einen weiten Bereich eingestellt werden, indem der Verstellring relativ zu dem mindestens einen Pumpenelement verdreht wird. Diese Art der Fördermengenregulierung zeichnet sich durch eine sehr einfache Geometrie aus. Sie ist, da die Kraftübertragung zwischen dem exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle und dem Umlenkhebel einerseits sowie dem Umlenkhebel und dem Pumpenelement andererseits linienförmig oder sogar flächig erfolgt, sehr belastbar.at another supplement the invention is provided that the one or more lever on one concentric with the longitudinal axis the drive shaft arranged adjusting ring are rotatably mounted, and that the adjusting ring relative to the at least one pump element is rotatable. As a result, at constant speed, the flow rate the axial piston machine according to the invention over a wide range be adjusted by the adjusting ring relative to the at least a pump element is rotated. This type of delivery regulation is characterized by a very simple geometry. She is there the power transmission between the eccentric portion of the drive shaft and the lever on the one hand and the bellcrank and the pump element on the other linearly or even flat done, very resilient.

Der Verstellring kann ohne Probleme in dem Gehäuse mittels eines Gleit- oder Wälzlagers gelagert werden, so dass auch diese Lagerung extrem belastbar ist und eine hohe Lebensdauer hat. Durch das Verdrehen des Verstellrings kann die Fördermengenregelung kontinuierlich und über einen weiten Verstellbereich erfolgen.Of the Adjusting ring can easily in the housing by means of a sliding or roller bearing be stored so that this storage is extremely durable and has a long life. By turning the adjusting ring can the flow rate control continuously and over take a wide adjustment.

Wenn die Längsachse des mindestens einen Pumpenelements und die Drehachse des mindestens einen Umlenkhebels den gleichen radialen Abstand von der Längsachse der Antriebswelle haben, kann eine Nullförderung eingestellt werden, wenn der Verstellring so weit verdreht wird, bis die Drehachse der Lagerung der Umlenkhebel und die Längsachse des mindestens einen Pumpenelements zur Deckung gelangen. Dies bedeutet, dass in dieser Position des Vertellrings die Pumpenelemente keinen Hub haben und somit auch nicht fördern. Somit kann die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine, wenn sie nicht benötigt wird, leer mitlaufen, ohne nennenswerte Reibungs- oder Dissipationsverluste zu erzeugen.When the longitudinal axis of the at least one pump element and the axis of rotation of mindes least one reversing lever have the same radial distance from the longitudinal axis of the drive shaft, a zero promotion can be adjusted when the adjusting ring is rotated so far until the axis of rotation of the bearing of the lever and the longitudinal axis of the at least one pump element come to cover. This means that in this position of the Vertellrings the pump elements have no hub and thus not promote. Thus, the axial piston machine according to the invention, when it is not needed, run along empty, without generating appreciable friction or Verlipationsverluste.

Bei einer einfach herzustellenden und trotzdem sehr belastbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine sind die Steuerflächen der Umlenkhebel als ebene Fläche ausgebildet.at an easy to manufacture, yet very durable embodiment the axial piston machine according to the invention are the control surfaces the lever as a flat surface educated.

Die Belastbarkeit der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine und deren Lebensdauer werden weiter gesteigert, wenn die Steuerfläche des mindestens einen Umlenkhebels als Fläche eines Zylinders ausgebildet ist, wenn die Längsachse des Zylinders um einen Winkel α kleiner 90° zur Längsachse der Antriebswelle geneigt ist und wenn die Längsachse des Zylinders und die Längsachse der Antriebswelle sich schneiden. Bei dieser Geometrie der Steuerfläche ist es möglich, dass unabhängig von der Stellung des Verstellrings und der radialen Lage des Umlenkhebels stets ein flächiger Kontakt zwischen dem Pumpenelement und dem Umlenkhebel vorhanden ist, so dass die Kräfte zwischen Umlenkhebel und Pumpenelementen auch bei höchsten Drücken nur eine vergleichsweise niedrige Beanspruchung der Reibpaarung zwischen Steuerfläche und Pumpenelement verursachen.The Loading capacity of the axial piston machine according to the invention and their life are further increased when the control surface of at least a reversing lever as a surface a cylinder is formed when the longitudinal axis of the cylinder about a Angle α smaller 90 ° to the longitudinal axis the drive shaft is inclined and when the longitudinal axis of the cylinder and the longitudinal axis the drive shaft intersect. With this geometry the control surface is it is possible that independent from the position of the adjusting ring and the radial position of the reversing lever always a plane Contact between the pump element and the bellcrank present is, so the forces between bellcrank and pump elements even at the highest pressures only a comparatively low stress of the friction pair between Control surface and Cause pumping element.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes Pumpenelement einen Kolben, eine Zylinderbohrung und einen Zylinderkopf aufweist, dass der Kolben in der Zylinderbohrung oszilliert und einen Förderraum begrenzt, dass auf der Saugseite ein erstes Rückschlagventil angeordnet ist und dass auf der Hochdruckseite in zweites Rückschlagventil angeordnet ist. Zur weiteren Erhöhung der zulässigen Förderhöhe und der Lebensdauer ist vorgesehen, dass der Kolben des mindestens einen Pumpenelements einen mit der Steuerfläche zusammenwirkenden Gleitschuh aufweist. Dies ist besonders einfach und wirkungsvoll möglich, wenn die Steuerfläche die zuvor beschriebene Geometrie in Form eines Zylinders aufweist, da dann die flächige Verbindung zwischen Gleitschuh und Steuerfläche in allen Positionen des Verstellrings gewährleistet ist.In Another embodiment of the invention is provided that each Pump element having a piston, a cylinder bore and a cylinder head, that the piston oscillates in the cylinder bore and a delivery chamber limited that on the suction side, a first check valve is arranged and that is arranged on the high-pressure side in the second check valve. To further increase the permissible Funding height and the Life is provided that the piston of the at least one pump element one with the control surface having co-operating shoe. This is very easy and effectively possible, if the control surface having the previously described geometry in the form of a cylinder, there then the surface connection between shoe and control surface guaranteed in all positions of the adjusting ring.

Um die beim Verstellen des Verstellrings auftretenden Winkeländerungen zwischen dem Gleitschuh und der Steuerfläche ausgleichen zu können, ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass der Gleitschuh mittels eines Kugelgelenks an dem Kolben befestigt ist.Around the angle changes occurring during adjustment of the adjusting ring to be able to compensate between the shoe and the control surface is according to the invention provided that the sliding block by means of a ball joint on the Piston is attached.

Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das erste Rückschlagventil in dem Kolben angeordnet ist, da sich dadurch eine sehr kompakte Bauweise ergibt und eine Förderung des aus einem Kraftstofftank angesaugten Kraftstoffs durch den erfindungsgemäßen Umlenkmechanismus zu den Pumpenelementen stattfindet. Dadurch ist gewährleistet, dass der erfindungsgemäße Umlenkmechanismus stets mit kühlem und frischem Kraftstoff geschmiert wird, was dessen Lebensdauer weiter erhöht.at the axial piston machine according to the invention It has proved to be advantageous if the first check valve is arranged in the piston, as this is a very compact Construction results and a promotion the fuel sucked from a fuel tank by the deflection mechanism according to the invention takes place to the pump elements. This ensures that that the deflection mechanism according to the invention always with cool and fresh fuel is lubricated, resulting in its life further increased.

Um stets sicherzustellen, dass die Umlenkhebel an dem exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle anliegen, kann eine Anlegeinrichtung vorgesehen sein, welche die Umlenkhebel gegen den exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle drückt.Around always ensure that the bellcrank on the eccentric Abutment section of the drive shaft, a mooring device be provided, which the lever against the eccentric Section of the drive shaft presses.

Dabei ist es möglich, dass die Antriebsdrückeinrichtung als Federring, der konzentrisch zur Antriebswelle angeordnet ist, oder als Blattfeder oder als Spiralfeder ausgebildet ist.there Is it possible, that the drive pressing device as a spring ring, which is arranged concentrically to the drive shaft, or is designed as a leaf spring or as a spiral spring.

Um die von den Pumpenelementen auf den Umlenkhebel gemäß der in der Längsachse der Pumpenelemente vorhandenen Kräfte bestmöglich aufnehmen zu können, ist vorgesehen, dass zwischen Umlenkhebel und Verstellring ein Gleitlager oder ein Wälzlager ausgebildet ist.Around that of the pump elements on the lever according to the in the longitudinal axis the pump elements to absorb existing forces as possible, is provided that between the lever and adjusting a slide bearing or a rolling bearing is trained.

Die Belastbarkeit der Antriebswelle wird weiter verbessert, wenn auf den exzentrischen Abschnitt ein Ring drehbar gelagert ist und die Umlenkhebel über den Ring in eine oszillierende Bewegung versetzt werden.The Load capacity of the drive shaft is further improved when on the eccentric portion a ring is rotatably mounted and the Over the lever put the ring in an oscillating motion.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Ring durch ein Wälzlager auf dem exzentrischen Abschnitt drehbar gelagert ist, da diese Art der Lagerung sehr belastbar ist und nur geringe Anforderungen an die Schmierung hat. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Ring gleichzeitig der Außenring eines handelsüblichen Wälzlagers ist.It is particularly advantageous when the ring through a rolling bearing is rotatably mounted on the eccentric portion, since this type the storage is very resilient and only low requirements the lubrication has. It is particularly advantageous if the Ring at the same time the outer ring a commercial one roller bearing is.

Die erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe ist besonders geeignet als Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Kraftstoff-Einspritzsystem mit Common-Rail, für Brennkraftmaschinen.The axial piston pump according to the invention is particularly suitable as a high-pressure pump for a fuel injection system, especially for a fuel injection system with common rail, for Internal combustion engines.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung und deren Beschreibung entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawing and its description can be removed.

Zeichnungdrawing

Es zeigen:It demonstrate:

1: einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine; 1 a longitudinal section of an embodiment of an axial piston machine according to the invention;

2: einen Schnitt entlang der Linie A-A durch das Ausführungsbeispiel in einer ersten Position des Verstellrings; und 2 a section along the line AA through the embodiment in a first position of the adjusting ring; and

3: einen Schnitt entlang der Linie A-A in einer zweiten Position des Verstellrings. 3 a section along the line AA in a second position of the adjusting ring.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine. Diese Axialkolbenmaschine kann beispielsweise als Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. Sie kann aber auch als Hydromotor mit variablem Kolbenhub eingesetzt werden. Im Folgenden wird stets von einer Verwendung als Pumpe ausgegangen, ohne dass die Erfindung auf diese Verwendung beschränkt sein soll. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine als Hydromotor liegt in Kenntnis der nachfolgend exemplarisch beschriebenen Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Axialkolbenpumpe auf der Hand, so dass sie keiner näheren Erläuterung bedürfen. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of an axial piston according to the invention. This axial piston machine can be used for example as a high-pressure fuel pump for a fuel injection system of internal combustion engines. But it can also be used as a hydraulic motor with variable piston stroke. In the following it is always assumed to be used as a pump, without the invention being restricted to this use. The use of the axial piston machine according to the invention as a hydraulic motor is in the knowledge of the operation of an axial piston pump according to the invention described below by way of example, so that they require no further explanation.

In 1 ist ein Gehäuse 1 mit mehreren Pumpenelementen 3, von denen in 1 nur eines sichtbar ist, dargestellt. Das Pumpenelement 3 besteht aus einer Zylinderbohrung 5, in der ein Kolben 7 oszilliert. Der Kolben 7 ist in 1 im Teilschnitt dargestellt. Der Kolben 7 begrenzt zusammen mit der Zylinderbohrung 5 einen Förderraum 9. Im Kolben 7 ist ein erstes Rückschlagventil 11 angeordnet, welches den Förderraum 9 hydraulisch von einer Saugseite 13 des Pumpenelements 3 trennen kann. Ein zweites Rückschlagventil 15 trennt den Förderraum 9 während des Saughubs des Kolbens 7 von einem Hochdruckkanal, nachfolgend als Druckseite 17 bezeichnet. Die Druckseite 17 steht mit einem nicht dargestellten Hochdruckanschluss der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine in Verbindung.In 1 is a housing 1 with several pump elements 3 of which in 1 only one is visible, shown. The pump element 3 consists of a cylinder bore 5 in which a piston 7 oscillates. The piston 7 is in 1 shown in partial section. The piston 7 limited together with the cylinder bore 5 a pump room 9 , In the piston 7 is a first check valve 11 arranged, which the delivery room 9 hydraulically from a suction side 13 of the pump element 3 can separate. A second check valve 15 separates the delivery room 9 during the suction stroke of the piston 7 from a high pressure passage, hereinafter referred to as the pressure side 17 designated. The print side 17 is connected to a high-pressure port, not shown, of the axial piston according to the invention in connection.

Im Gehäuse 1 ist eine Antriebswelle 19 drehbar gelagert, wobei die Antriebswelle 19 einen exzentrischen Abschnitt 21 aufweist. Auf dem exzentrischen Abschnitt 21 ist ein Wälzlager 23 montiert, an dessen Außenring 25 ein drehbar gelagerter Umlenkhebel 27 anliegt. Die Lagerung des Umlenkhebels 27 ist in 2, welche einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1 darstellt, deutlich zu erkennen. Der Drehpunkt bzw. die Drehachse, um die der Umlenkhebel 27 drehbar ist, ist in 2 mit 29 bezeichnet.In the case 1 is a drive shaft 19 rotatably mounted, wherein the drive shaft 19 an eccentric section 21 having. On the eccentric section 21 is a rolling bearing 23 mounted on the outer ring 25 a rotatably mounted lever 27 is applied. The bearing of the reversing lever 27 is in 2 which is a section along the line AA in 1 clearly shows. The pivot point or the axis of rotation about which the lever 27 is rotatable, is in 2 With 29 designated.

Die Drehachse 29 des Umlenkhebels 27 dreht sich nicht mit der Antriebswelle 19, so dass der exzentrische Abschnitt 21 der Antriebswelle 19 bzw. der Außenring 25 bei einer Umdrehung den Umlenkhebel 27 in eine oszillierende Bewegung in Richtung eines in 2 dargestellten Doppelpfeils 31 versetzt. In 1 ist dieser Doppelpfeil 31 ebenfalls dargestellt.The rotation axis 29 of the reversing lever 27 does not rotate with the drive shaft 19 so that the eccentric section 21 the drive shaft 19 or the outer ring 25 in one turn, the bellcrank 27 in an oscillating motion towards an in 2 shown double arrow 31 added. In 1 is this double arrow 31 also shown.

Wenn man nun wieder 1 betrachtet wird deutlich, dass durch die oszillierende Bewegung des Umlenkhebels 27, angedeutet durch den Doppelpfeil 31, der Kolben 7 ebenfalls in eine oszillierende Bewegung in Richtung seiner Längsachse versetzt wird. Dies geschieht dadurch, dass auf einer Steuerfläche 33 des Umlenkhebels 27 ein Gleitschuh 35 aufliegt, der über ein Kugelgelenk 37 am Kolben 7 des Pumpenelements 3 befestigt ist. Im Kolben 7 ist eine Druckfeder 39 vorgesehen, welche sich einenends gegen den Kolben 7 und anderenends gegen das Gehäuse 1 abstützt, so dass sich der Kolben 7 bzw. der Gleitschuh 35 stets in Anlage mit der Steuerfläche 33 des Umlenkhebels 27 befindet.If you go again 1 it is clearly seen that due to the oscillating movement of the reversing lever 27 , indicated by the double arrow 31 , The piston 7 is also placed in an oscillating motion in the direction of its longitudinal axis. This happens by being on a control surface 33 of the reversing lever 27 a sliding shoe 35 rests, via a ball joint 37 on the piston 7 of the pump element 3 is attached. In the piston 7 is a compression spring 39 provided, which at one end against the piston 7 and at the other end against the case 1 supports, so that the piston 7 or the sliding shoe 35 always in contact with the control surface 33 of the reversing lever 27 located.

Anhand der 2 und 3 soll nun die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Fördermengensteuerung näher erläutert werden. Bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Pumpenelemente 3 vorhanden, von denen in 1 nur eines dargestellt ist. Diese Pumpenelemente sind um 120° zueinander versetzt angeordnet. In den 2 und 3 ist von den Pumpenelementen 3 nur jeweils ein Schnitt durch das Kugelgelenk 37 sowie eine Ansicht von oben des Gleitschuhs 35 sichtbar.Based on 2 and 3 will now be explained in more detail the operation of the flow rate control according to the invention. In the in the 1 to 3 illustrated embodiment are three pump elements 3 present, of which in 1 only one is shown. These pump elements are arranged offset by 120 ° to each other. In the 2 and 3 is from the pump elements 3 only one section through the ball joint 37 and a top view of the shoe 35 visible, noticeable.

Die Umlenkhebel 27 sind auf einem Verstellring 41 drehbar gelagert. Die Art der Lagerung ist in 2 nicht im Detail dargestellt, es sind lediglich die Drehachsen 29 angedeutet. Der koaxial zur Antriebswelle 19 angeordnete Verstellring 41 kann, ausgehend von der in 2 dargestellten Position, so weit im Uhrzeigersinn verdreht werden, bis die Drehachse 29 des Umlenkhebels mit der Längsachse 43 der Pumpenelemente zusammenfällt. Durch die Exzentrizität der Antriebswelle 19 wird der Umlenkhebel 27 in eine oszillierende Drehbewegung versetzt. Dabei ist die Größe der Drehbewegung in radialer Richtung abhängig vom Abstand zu der Drehachse 29. In 2 wurde versucht, diesen Zusammenhang durch eine Schar radial angeordneter Doppelpfeile 31 unterschiedlicher Länge zu veranschaulichen.The bellcrank 27 are on an adjusting ring 41 rotatably mounted. The type of storage is in 2 not shown in detail, it is only the axes of rotation 29 indicated. The coaxial to the drive shaft 19 arranged adjusting ring 41 can, starting from the in 2 shown position, so far clockwise to be twisted until the axis of rotation 29 of the reversing lever with the longitudinal axis 43 the pump elements coincide. Due to the eccentricity of the drive shaft 19 becomes the bell crank 27 put in an oscillating rotary motion. The size of the rotational movement in the radial direction depends on the distance to the axis of rotation 29 , In 2 This connection was attempted by a group of radially arranged double arrows 31 different lengths to illustrate.

Wenn nun der Verstellring 41 aus der in 2 dargestellten Position im Uhrzeigersinn verdreht wird, wird der Hub der oszillierenden Bewegung, welche der Umlenkhebel 27 an der Kontaktfläche zwischen Gleitschuh 35 und Umlenkhebel 27 ausführt, kontinuierlich geringer. Im Drehpunkt 29 findet dann lediglich eine geringfügige Drehung um die Drehachse 29 statt. Wenn nun die Drehachse 29 des Umlenkhebels zur Deckung mit der Längsachse 43 des Pumpenelements 3 gebracht wird, findet kein Förderhub des Pumpenelements 3 mehr statt, so dass eine Nullförderung eingestellt wurde.If now the adjusting ring 41 from the in 2 Turned position is rotated clockwise, the stroke of the oscillating motion, which is the lever 27 at the contact surface between shoe 35 and bellcrank 27 performs, continuously lower. In the fulcrum 29 then finds only a slight rotation about the axis of rotation 29 instead of. If now the axis of rotation 29 the Umlenkhebels to coincide with the longitudinal axis 43 of the pump element 3 is brought, finds no delivery stroke of the pump element 3 more, so that a zero promotion was discontinued.

Zwischen der in 2 dargestellten Stellung des Verstellrings 41 mit maximalem Förderhub und der in 3 dargestellten Stellung des Verdrehrings, bei dem die Drehachse 29 und die Längsachse 43 zusammenfallen, ist eine kontinuierliche Fördermengenregelung zwischen 100% und 0% der maximal möglichen Fördermenge möglich.Between the in 2 shown position of the adjusting ring 41 with maximum delivery stroke and the in 3 illustrated position of the Verdrehrings, wherein the axis of rotation 29 and the longitudinal axis 43 a continuous flow control between 100% and 0% of the maximum possible flow is possible.

Bei der erfindungsgemäßen Fördermengenregelung ist ein einfacher Aufbau der Axialkolbenmaschine gewährleistet. Außerdem wird die Kraft vom Außenring 25 auf die Umlenkhebel 27 entlang einer Berührungslinie übertragen, was die Übertragung großer Kräfte und eine lange Lebensdauer ermöglicht. Da der Außenring 25 sich nicht mitdreht, kommt es auch im Bereich der Kontaktfläche zwischen Außenring 25 und Umlenkhebel 27 nicht zu Reibungsverlusten.In the flow rate control according to the invention, a simple construction of the axial piston machine is ensured. In addition, the force from the outer ring 25 on the lever 27 transmitted along a contact line, which allows the transmission of large forces and a long life. Because the outer ring 25 does not rotate, it also comes in the area of the contact surface between the outer ring 25 and bellcrank 27 not to frictional losses.

Die Steuerfläche 33 (s. 1) ist kann eben ausgeführt werden. Alternativ kann sie auch gekrümmt ausgeführt werden und zwar so, dass die Steuerfläche 33 die Form eines Zylinders hat, dessen Längsachse radial auf die Drehachse 47 der Antriebswelle 19 gerichtet ist.The control area 33 (S. 1 ) can be executed. Alternatively, it can also be performed curved in such a way that the control surface 33 has the shape of a cylinder whose longitudinal axis is radial to the axis of rotation 47 the drive shaft 19 is directed.

Wenn der Gleitschuh 35 eine der Steuerfläche 33 entsprechende Form – eben oder gekrümmt – hat, kann die Kraftübertragung vom Umlenkhebel 27 auf den Gleitschuh 35 über die gesamte Grundfläche des Gleitschuhs 35 erfolgen, unabhängig von der Position des Verstellrings 41. Dadurch ist auch in diesem Bereich eine sehr große Belastbarkeit der Kraftübertragung gegeben, so dass die erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe auch für höchste Drücke, wie sie beispielsweise in Kraftstoffeinspritzsystemen gefordert werden, einsetzbar ist. Die Umlenkhebel 27 liegen auf dem Verstellring 41 auf und bilden mit ihm zusammen eine großflächig ausgebildete Gleitlagerung 49. Der Verstellring 41 ist in radialer Richtung durch eine Hülse 51 sowie in axialer Richtung durch eine Scheibe 53 im Gehäuse 1 gelagert.When the sliding shoe 35 one of the control area 33 corresponding shape - flat or curved - has, the power transmission from the lever 27 on the slide shoe 35 over the entire base of the shoe 35 regardless of the position of the adjusting ring 41 , As a result, a very high load capacity of the power transmission is also given in this area, so that the axial piston pump according to the invention can also be used for highest pressures, as required, for example, in fuel injection systems. The bellcrank 27 lie on the adjusting ring 41 and form together with him a large-scale slide bearing 49 , The adjusting ring 41 is in the radial direction through a sleeve 51 as well as in the axial direction by a disc 53 in the case 1 stored.

Auch diese Gleitlagerung ist sehr belastbar und für hohe Lebensdauern geeignet.Also This slide bearing is very durable and suitable for long lifetimes.

Das Pumpengehäuse 1 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem ersten Gehäuseteil 1 1a sowie einem zweiten als Drittel ausgeführten Gehäuseteil 1b.The pump housing 1 is executed in two parts in the illustrated embodiment and consists of a first housing part 1 1a and a second housing part made as a third 1b ,

Am Innendurchmesser des Verstellrings 41 ist eine Verzahnung 55 angebracht, in die ein Ritzel 57 eingreift. Das Ritzel 57 ist über einen elektrischen Antrieb 59 antreibbar, so dass der Verstellring 41 durch den elektrischen Antrieb verdreht werden kann.At the inner diameter of the adjusting ring 41 is a gearing 55 attached, in which a pinion 57 intervenes. The pinion 57 is via an electric drive 59 driven, so that the adjusting ring 41 can be rotated by the electric drive.

Der Winkel unter dem die Steuerfläche 33 die Drehachse 47 der Antriebswelle 19 schneidet, ist in 1 mit α bezeichnet. Dieser Winkel muss kleiner als 90° sein, da nur dann die oszillierende Bewegung des Umlenkhebels 27 in Richtung des Doppelpfeils 31 auch eine oszillierende Bewegung des Kolbens 7 in Richtung der Längsachse 43 des Pumpenelements zur Folge hat.The angle under the control surface 33 the axis of rotation 47 the drive shaft 19 cuts is in 1 denoted by α. This angle must be less than 90 °, because only then the oscillating movement of the reversing lever 27 in the direction of the double arrow 31 also an oscillating movement of the piston 7 in the direction of the longitudinal axis 43 of the pump element result.

Um sicherzustellen, dass die Umlenkhebel 27 sich stets in Anlage an dem Außenring 25 befinden, ist ein Federring 61 vorgesehen. Der Federring 61 ist konzentrisch zu dem Verstellring 41 und der Antriebswelle 19 angeordnet und weist im entspannten Zustand je Umlenkhebel 27 eine Einbuchtung 63 nach innen auf. In 2 sind nur zwei dieser Einbuchtungen 63 sichtbar, da der sich in 2 oben befindliche Umlenkhebel 27 die zugehörige Einbuchtung nahezu vollständig nach außen drückt. Dieser Federring 61 hält somit die Umlenkhebel 27 stets in Anlage zu dem Außenring 25. Damit der Federring 61 sich nicht während des Betriebs verdrehen kann, ist er durch mehrere Stifte 65 im Gehäuse fixiert.To make sure the bellcrank 27 always in contact with the outer ring 25 are a spring ring 61 intended. The spring ring 61 is concentric with the adjusting ring 41 and the drive shaft 19 arranged and has in the relaxed state each lever 27 a dent 63 inside. In 2 are only two of these indentations 63 visible, as it is in 2 Upper lever 27 the associated indentation almost completely pushes outwards. This spring ring 61 thus holds the lever 27 always in contact with the outer ring 25 , So that the spring ring 61 can not twist during operation, it is through several pins 65 fixed in the housing.

Anstelle des Federrings 61 kann selbstverständlich auch eine Blattfeder die Umlenkhebel 27 oder eine als Spiralfeder ausgebildete Druckfeder (beide nicht dargestellt) vorgesehen werden. In 3 ist der Verstellring 41 so weit in Richtung des Uhrzeigersinns verdreht gegenüber der in 2 dargestellten Position, dass die Drehachse 29 der Umlenkhebel 27 und die Längsachse 43 der Pumpenelemente zusammenfallen. Da der Umlenkhebel im Drehpunkt 29 keine oszillierende Bewegung ausführt, ist auch der Hub der Pumpenelemente 3 bei dieser Position des Verstellrings 41 gleich Null, so dass die Fördermenge ebenfalls Null ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 3 nicht alle in 2 bezeichneten Bauteile mit Bezugszeichen versehen.Instead of the spring ring 61 Of course, a leaf spring, the lever 27 or a spring formed as a spiral spring (both not shown) are provided. In 3 is the adjusting ring 41 twisted so far in the clockwise direction in relation to the in 2 shown position that the axis of rotation 29 the bellcrank 27 and the longitudinal axis 43 the pump elements coincide. Since the lever in the fulcrum 29 no oscillating motion is also the stroke of the pump elements 3 at this position of the adjusting ring 41 equal to zero, so that the flow rate is also zero. For clarity, in 3 not alone 2 designated components provided with reference numerals.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel verlaufen die Drehachse 47 der Antriebswelle 19 und die Längsachse 43 des mindestens einen Pumpenelements 3 parallel und verläuft die Drehachse 29 des Umlenkhebels 27 parallel zu der Drehachse 47 der Antriebswelle 19. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt.In the embodiment described above, the axis of rotation run 47 the drive shaft 19 and the longitudinal axis 43 the at least one pump element 3 parallel and runs the axis of rotation 29 of the reversing lever 27 parallel to the axis of rotation 47 the drive shaft 19 , However, the invention is not limited to this arrangement.

Claims

Axial piston machine, in particular axial piston pump or Axialkolbenhydromotor, with a Casing ( 1 . 1a . 1b ), with one in the housing ( 1 ) mounted drive shaft ( 19 ), with at least one pump element ( 3 ), wherein the at least one pump element ( 3 ) from the drive shaft ( 19 ) is actuated and one suction side ( 13 ) and a print page ( 17 ), characterized in that per pump element ( 3 ) a rotatably mounted lever ( 27 ) is provided that the lever ( 27 ) one to its axis of rotation ( 29 ) and a longitudinal axis ( 43 ) of the associated pump element ( 3 ) by an angle (a) less than 90 ° inclined control surface ( 33 ), that the drive shaft ( 19 ) an eccentric section ( 21 ), that the eccentric section ( 21 ) the bellcrank ( 27 ) is placed in an oscillating motion, and that the control surface ( 33 ) the at least one pump element ( 3 ).

Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the axis of rotation ( 47 ) of the drive shaft ( 19 ) and the longitudinal axis ( 43 ) of the at least one pump element ( 3 ) run parallel, and that the axis of rotation ( 29 ) of the reversing lever ( 27 ) parallel to the axis of rotation ( 47 ) of the drive shaft ( 19 ) runs.

Axial piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the one or more levers ( 27 ) on a concentric axis ( 47 ) of the drive shaft ( 19 ) arranged adjusting ring ( 41 ) is rotatably mounted or are, and that the adjusting ring ( 41 ) relative to the at least one pump element ( 3 ) is rotatable.

Axial piston machine according to claim 2 or 3, characterized in that the longitudinal axis ( 43 ) of the at least one pump element ( 3 ) and the axis of rotation ( 29 ) of the at least one reversing lever ( 27 ) the same radial distance from the axis of rotation ( 47 ) of the drive shaft ( 19 ) to have.

Axial piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control surface ( 33 ) is just.

Axial piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control surface ( 33 ) of the at least one reversing lever ( 27 ) is formed as the surface of a cylinder that the longitudinal axis ( 45 ) of the cylinder by an angle (a) less than 90 ° to the axis of rotation ( 47 ) of the drive shaft ( 19 ) and that the longitudinal axis ( 45 ) of the cylinder and the axis of rotation ( 47 ) of the drive shaft ( 19 ) intersect.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that each pump element ( 3 ) a piston ( 7 ) and a cylinder bore ( 5 ), that the piston ( 7 ) in the cylinder bore ( 5 ) oscillates and a delivery space ( 9 ) that on the suction side ( 13 ) a first check valve ( 11 ) is arranged, and that on the pressure side ( 17 ) a second check valve ( 15 ) is arranged.

Axial piston machine according to claim 7, characterized in that the piston ( 7 ) of the at least one pump element ( 3 ) one with the control surface ( 33 ) co-operating shoe ( 35 ) having.

Axial piston machine according to claim 8, characterized in that the sliding shoe ( 35 ) by means of a ball joint ( 37 ) on the piston ( 7 ) is attached.

Axial piston machine according to claim 8 or 9, characterized in that the first check valve ( 11 ) in the piston ( 7 ) is arranged.

Axial piston machine according to one of claims 1 to 10, characterized in that each deflection lever ( 27 ) a pressing device is provided, and that the pressing device, the lever ( 27 ) against the eccentric section ( 21 ) of the drive shaft ( 19 ) presses.

Axial piston machine according to claim 11, characterized in that the pressing device as a spring ring ( 61 ), Leaf spring or coil spring is formed.

Axial piston machine according to one of claims 1 to 12, characterized in that between the lever ( 27 ) and adjusting ring ( 41 ) A sliding bearing or a rolling bearing is formed.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that on the eccentric section ( 21 ) of the drive shaft ( 19 ) a ring is rotatably mounted, and that the lever ( 27 ) are placed over the ring in an oscillating motion.

Axial piston machine according to claim 14, characterized in that the ring ( 25 ) by a rolling bearing ( 23 ) on the eccentric section ( 21 ) is rotatably mounted.