DE1294202B

DE1294202B - Kuehlanordnung an einer Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE1294202B
Application number: DEW30123A
Authority: DE
Inventors: Budzich Tadeusz
Original assignee: Weatherhead Co
Current assignee: Weatherhead Co
Priority date: 1960-06-07
Filing date: 1961-06-06
Publication date: 1969-04-30
Also published as: GB959317A; US3085514A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung an einer Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit veränderbarer Förderleistung und einer in deren Taumelscheibe angeordneten, in einen Behälter fördernden Kreiselpumpe.
Bekanntlich ist es zweckmäßig, auch bei Null-Förderung einen Ölfluß zu der Taumelscheibe und den dort vorgesehenen Lagern der Antriebswelle aufrechtzuerhalten, um eine ausreichende Kühlung und Schmierung zu gewährleisten. Bei einer bekannten Pumpe dieser Art soll dies dadurch erreicht werden, daß durch die Kreiselpumpe ständig öl über einen Nebenauslaß in den Behälter gefördert wird, welches durch eine weitere Pumpe mit ausreichendem Druck in das Pumpengehäuse gefördert wird, und von dort durch einen Drosselkanal zu der Taumelscheibe gelangen kann (USA.-Patentschrift 2 518 618). Bei einer derartigen Kühlanordnung wird jedoch als nachteilig angesehen, daß in gewissen Fällen im Bereich der Taumelscheibe keine ausreichende Kühlung erzielt wird, weil die in diesen Bereich gelangende Flüssigkeit bereits zu stark erhitzt ist. Ferner muß durch den Nebenauslaß ständig öl austreten, welche öhnenge von der effektiven Fördermenge der Pumpe abgezogen wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Kühlanordnung der oben beschriebenen Art das Kühlöl aus dem Behälter direkt in den Bereich der Kreiselpumpe zu führen, damit es mit einer möglichst niedrigen Temperatur direkt in den Bereich der stärksten Wärmeerzeugung gelangt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Auslaß der Kolbenpumpe über den Behälter einerseits mit dem Innenraum des Kolbenpumpengehäuses über einen Haupteinlaß und andererseits mit der Kreiselpumpe über einen Nebeneinlaß in Verbindung steht. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung steht der Nebeneinlaß mit einem um die Antriebswelle verlaufenden Ringraum in Verbindung, und die daran angrenzende Kreiselpumpe hat radiale Durchtrittskanäle.
Durch die erfindungsgemäße Kühlanordnung wird das Kühlöl mit der niedrigstmöglichen Temperatur direkt in dem Bereich mit der stärksten Wärmeerzeugung geleitet. Weitere Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß wegen der möglichen Umkehr der Strömungsrichtung des ölflusses in der Haupteinlaßleitung der Druck im Pumpengehäuse auf Atmosphärendruck gehalten werden kann, daß für hohe Fördermengen zwei Einlässe zur Verfügung stehen, und daß von der für den Normalbetrieb verfügbaren ölinenge nicht das Kühlöl abgezogen werden muß.
An Hand eines dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die Zeichnung zeigt eine teilweise geschnittene Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit einer Kühlanordnung gemäß der Erfindung.
Der Auslaß 15 der Kolbenpumpe ist über Leitungen 91, 93, einen Behälter 94 und Leitungen 96, 97 einerseits mit dem Innenraum 9 des Pumpengehäuses 10 über einen Haupteinlaß 98 und andererseits über Leitungen 100, 101 und einen Nebeneinlaß 102 mit der Kreiselpumpe 22, 110 der Taumelscheibe 22 verbunden.
An der antriebsseitigen Stirnfläche des Pumpengehäuses 10 ist die Antriebswelle 17 in einem Lagerring 20 gelagert. Der Lagerring 20 ist mit einem Stift 21 am Gehäuse 10 drehgesichert. Die zylindrische Innenfläche des Lagerringes 20 dient zur Lagerung der Taumelscheibe 22, die als Kreiselpumpe 22 ausgebildet ist. Die Taumelscheibe 22 ist mit der Antriebswelle 17 über eine Keilverzahnung verbunden. Die Keilverzahnung ist verhältnismäßig lose, damit die Taumelscheibe etwas verschwenkbar ist, um eine Anpassung an die Antriebsbelastung und eine Schmierung zu ermöglichen. In einer ringförmigen Aussparung der Taumelscheibe 22 ist ein Ring 24 angeordnet und mit der Taumelscheibe 22 durch einen Stift drehfest verbunden. Eine Schmierung der Anlagefläche der Taumelscheibe 22 an dem Lagerring 20 des Pumpengehäuses 10 ist über den Kanal 26 gewährleistet.
Ein Taumelring 28 weist entlang des Umfangs seiner Stirnfläche angeordnete Kugelpfannen auf, welche die kugelförmigen Enden der Kolbenstangen 32 aufnehmen. Durch radiale Kanäle 24 a, die mit einer Bohrung 27 in Verbindung stehen, kann öl zu der Lauffläche zwischen dem Ring 24 und dem gegen Drehung gesicherten Taumelring 28 gelangen.
Im folgenden wird die Kühlanordnung und deren Arbeitsweise näher erläutert. Von der Pumpe gefördertes öl gelangt über die Auslaßleitung 91 zum Verbraucher 92 und über die Verbindungsleitung 93 zu dem Behälter 94, in dem das öl gekühlt wird. Der Behälter 94 ist mit dem Haupteinlaß 98 der Pumpe über die Haupteinlaßleitung 96 und mit dem Nebeneinlaß 102 der Pumpe über die Nebeneinlaßleitung 100 verbunden. Während der Haupte-inlaß 98 direkt zum Innenraum 9 der Pumpe führt, führt der Nebeneinlaß 102 zu einem um die Antriebswelle 17 verlaufenden Ringraum 103. Der Ringraum 103 ist in axialer Richtung einerseits durch eine Dichtung 104 und andererseits durch die angrenzende Stimfläche 106 der Taumelscheibe 22 begrenzt. Die Taumelscheibe 22 weist radial verlaufende Kanäle 108 und 110 sowie axial verlaufende Kanäle 109 auf, die eine Verbindung zwischen dem Ringraum 103 und dem Innenraum 9 der Pumpe herstellen. Die Taumelscheibe 22 ist also zugleich eine Kreiselpumpe, deren Rotation einen Ölfluß von dem Ringraum 103 zu dem Innenraum 9 der Pumpe unabhängig von der Fördermenge der Pumpe bewirkt.
Bei Null-Förderung wird der Druck im Innenraum 9 größer als iin Ringraum 103, weil auch dann die Taumelscheibe 22 normal rotiert und somit auch die Kreiselpumpe normal fördert. Diese Druckdifferenz hat zur Folge, daß öl über die Nebeneinlaßleitung 100 angesaugt wird, während über die Haupteinlaßleitung 96 öl in den Behälter 94 zurückfließt. Die Kreiselpumpe stellt deshalb bei einer vorgegebenen Drehzahl der Antriebswelle 17 eine konstante Druckdifferenz her. Diese bewirkt einen bestimmten ölfluß durch die Haupteinlaßleitung 96 und die Nebeneinlaßleitung 100, der nur von dem Strömungswiderstand dieser Leitungen abhängig ist. Bei kleiner Fördermenge der Kolbenpumpe wird das öl aus dem Innenraum 9 der Pumpe heraus gefördert. Deshalb fließt die durch den Auslaß 15 geförderte öhnenge nicht über die Haupteinlaßleitung 96 in den Innenraum 9 zurück, sondern über die Nebeneinlaßleitung, so daß die dann vorteilhafterweise umgekehrte Strömungsrichtung in der Haupteinlaßleitung 96 aufrechterhalten werden kann.
Wenn die Fördermenge der Kolbenpumpe durch den Auslaß 15 gleich der von der Kreiselpumpe durch die Nebeneinlaßleitung 100 angesaugten Öhnenge ist, gelangt die gesamte angesaugte ölmenae in den Innenraum 9 und wird durch den Auslaß 15 gefördert, so daß durch die Haupteinlaßleitung kein Öl fließt. Wenn jedoch die Fördermenge der Kolbenpumpe ansteigt, kann die Nebeneinlaßleitung 100 nicht genügend Öl in den Innenraum 9 der Pumpe liefern. Die zusätzlich benötigte ölmenge fließt dann durch die Haupteinlaßleitung 96 in den Innenraum 9 der Pumpe. Bei großen Fördermengen wird also der Pumpe Öl sowohl über die Haupteinlaßleitung 96 als auch über die Nebeneinlaßleitung 100 zugeführt.
Daraus ist ersichtlich, daß die Kühlung der Pumpe unabhängig von der Fördermenge ist. Die Mindestkühlleistung hängt nur von der Drehzahl der Antriebswelle der Pumpe und dem Strömungswiderstand durch die Nebeneinlaßleitung 100 und die Kreiselpumpe ab. Daß das Kühlöl auch bei Null-Förderung direkt in den Bereich der Taumelscheibe mit maximaler Wärmeentwicklung gelangt, so daß es vorher nicht durch den Innenraum der Pumpe hindurchtreten muß, ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil durch die Kolbenreibung und die mechanische Bewegung des öls auch ün sonstigen Innenraum der Pumpe außerhalb der Taumelscheibe eine beträchtliche Wärmeerzeuguna, erfolgt, die zu einer beachtlichen C Temperaturerhöhung des Kühlöls führen würde, bevor es in den Bereich mit der stärksten Wärmeerzeugung gelangt.

Claims

Patentansprüche: 1. Kühlanordnung an einer Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit veränderbarer Förderleistung und einer in deren Taumelscheibe angeordneten, in einen Behälter fördernden Kreiselpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (15) der Kolbenpumpe über den Behälter (94) einerseits mit dem Innenraum (9) des Pumpengehäuses (10) über einen Haupteinlaß (98) und andererseits mit der Kreiselpumpe (110) über einen Nebeneinlaß (102) in Verbindung steht.
2. Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebeneinlaß (102) mit einem um die Antriebswelle (17) verlaufenden Ringraum (103) in Verbindung steht, und die daran angrenzende Kreiselpumpe (22, 110) radiale Durchtrittskanäle (110) aufweist.