DE1703974C3 - Einrichtung zur Steuerung der Fördermenge einer Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Bei einer anderen bekannten Pumpe (deutsche Pa-

tentschrift 709 994) wird zwar die Fördermenge der

Pumpe für jeden Zylinder und die verschiedenen Förderleitungen durch einen willkürlich veränderba-

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steue- 45 ren Steuerdruck geregelt. Dieser Steuerdruck wirkt rung der Fördermenge einer Taumelscheiben-Axial- auf eine für alle Zylinder oder Zylindergruppen gekolbenpumpe mit zwischen jedem Pumpenzylinder meinsame Regeleinrichtung, so daß die Fördermen- und der Saugseite jeweils im Bypass zu einem Saug- gen der einzelnen Zylinder zueinander immer im ventil angeordneten, als Rückschlagventile ausge- gleichen Verhältnis stehen.

führten Überströmventilen, die während eines Teils 50 Schließlich ist es an sich auch bekannt (USA.-Pades Dnickhubes gegen eine Federkraft offengehalten tentschrift 2 172 751) ein als Rückschlagventil ausgewerden. führtes Überströmventil bei einer Pumpe während

Bei einer bekannten Pumpe dieser Art (USA.-Pa- eines Teils des Dnickhubes gegen eine Federkraft oftentschrift 2 997 956) werden die Überströmventile fenzuhalten, wobei das Überströmventil jeweils mit durch einen Nockenkörper gegen Federkraft mecha- 55 einem Kolben verbunden ist, der in der seiner nisch betätigt. Zur Änderung der Öffnungszeit der Schließbewegung entgegengesetzten Richtung durch Überströmventile ist ein erheblicher Bauaufwand er- einen Steuerdruck beaufschlagbar ist. Dort handelt es forderlich; der Nockenkörper, der mit der Antriebs- sich jedoch um einen im Vergleich zu Axialkolbenwelle verbunden sein muß, wird zu diesem Zweck pumpen langsam laufenden Kompressor mit einem mittels eines Schraubgetriebes axial verschoben. Eine 60 einzelnen Zylinder.

Fernbetätigung der Steuereinrichtung würde noch In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedan-

einen zusätzlichen großen Bauaufwand erfordern. kens ist vorgesehen, daß das Überströmventil über Die Versorgung mehrerer Förderleitungen ist nicht einen Schaft mit dem Kolben verbunden ist und eine vorgesehen. zur Saugseite führende Leitung im Bereich des Schaf-

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuer- 65 tes endet. Diese Ventilanordnung ermöglicht mit geeinrichtung der eingangs genannten Art so auszuge- ringen Steuerkräften eine besonders wirksame Beeinstalten, daß eine voneinander unabhängige Förder- flussung der Fördermenge,
mengenregelung mehrerer einzelner Zylinder oder Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die Über-

•zuweise
fejtbU

und die Kolben in einer gemeinsamen Angeordnet sind, die stimseitig an der Zyninel lösbar befestigt ist. Damit erreicht besonders platzsparende Bauweise auch bei r Steuerung mehrerer Förderkrtungen. Eine mit besonders geringem Raumbedarf ist in der Erfindung so ausgeführt, daß die ventile und die Kolben aufnehmende in einer zentralen Ausnehmung einer stimsei-. an der Zylindertrommel lösbar befestigten Platte ÜLepaßt ist, die die druckseitigen Förderleitungen

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines ^sfahrungsbeispkls in der Beschreibung und Zeichen« näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolben-

⁵^f ig! la eine schematische vergrößerte Ansicht ones in F i g. 1 dargestellten Überströmventils,

Fig.2 einen Schnitt durch die stirnseitige Platte ao er weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung und
•pig. 3 einen schematischen Querschnitt durch die •_m ψ j g. 2 gezeigte stirnseitige Platte.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit den deichen Bezugsziffern versehen. Eine hydraulische pumpe 10 weist ein Pumpengehäuse auf, bestehend gas drei Grundelementen, nämlich einem Einlaßgeiäuse 12, einer Zylindertrommel 14 und einer Platte 16. Die drei Elemente 12, 14 und 16 sind durch üb-Sehe Abdichtungen und Verschraubungen fest zusammengefügt.

Eine angetriebene Welle 18 erstreckt sich in das Gehäuse 12. An der Welle ist eine sich drehende Taumelscheibe 20 mit einer geneigten Oberfläche 22 befestigt. Die Welle ist drehbar im Gehäuse 12 mittels eines Lagers 24 gelagert; die Axialkräfte der Welle werden durch ein Segmentlager 26 aufgenommen.

Die Zylindertrommel 14 hat eine abgesetzte Bohning 28. In der Bohrung 28 ist eine Büchse 30 angeordnet, die mehrere Durchlässe 32 aufweist. Das mnere Ende der Welle 18 ist in einem Lager gelagert, das im Inneren der Büchse 30 angeordnet ist. Radial im Abstand außerhalb der Bohrung 28 befindet sich eine Anzahl am Umfang angeordneter Pumpenzylinder 36, von denen jeder einen sich hin- und herbewe-•enden Kolben 38 aufnimmt. Die Kolben 38 sind kohl und weisen im Inneren jeweils ein Rückschlagventil auf.

Während des Saughubs fördern die Koloen durch öffnungen 40 Flüssigkeit in das Kolbeninnere; die Flüssigkeit wird durch Rückschlagventile 44 in eine Förderleitung 42 gedrückt.

Wie am besten aus F i g. 1 ersichtlich, ragt jeder Kolben 38 an dem Ende seines Druckhubes teilweise je in eine kreisfrömige Vertiefung 46, die in der inneren Oberfläche 48 der Platte 16 gegenüber jedem Zylinder 36 gebildet sind. Die unter Druck stehende Flüssigkeit in diesen Vertiefungen wird zu der Forderleitung 42 durch öffnungen 50 geleitet, die einen Ventilsitz für die Rückschlagventile 44 aufweisen.

Die stirnseitige Platte 16 ist mit einer zentralen Ausnehmung 52 versehen, in der eine Platte 54 mit Bohrungen angeordnet ist. Die Platte 54 ist in die Vertiefung 52 eingepaßt und einstückig ausgeführt, weil hierdurch das Bohren der Leitungen vereinfacht wird. Die Platte 54 ist mit mehreren radialen Bohrungen 56 versehen. Die äußeren, vergrößerten Enden 58 der Bohrungen stehen mit ihren entsprechenden Vertiefungen 46 in Verbindung. In Fig. 1 sind zwei der Bohrungen 56 gezeigt, wie sie mittels einer Steuerdruckleitung 60 entsprechend durch Steuerdrosselbohrungen 61 miteinander verbunden sind. Die Steuerdruckleitung 60 ist mit einer Druckabfühleinrichtung über eine Leitung 62 verbunden.

Die Platte 54 ist mit einer Senkbohrung 64 versehen, weiche zusammen mit einer zentralen öffnung 68 in der Zylindertrommel 14, den Durchlässen 32 in der Büchse 30 und öffnungen 70 mit den radialen Bohrungen 56 zu der Einlaßkammer des Gehäuses 12 in Verbindung steht.

Zwischen den zylindrischen Abschnitten der radialen Bohrungen 56 befindet sich jeweils ein Ventilsitz 72 für den Kegel 74 eines Überströmventils 76. Das Ventil 76 weist ferner einen inneren Kolben 78 auf, der gleitbar im inneren Teil der Bohrung 56 aufgenommen ist. Die Kolben 78 sind mit den Ventükegeln 74 durch Schäfte 80 verkleinerten Durchmessers verbunden. Die Ventilkegel können mittels Federn 82 radial nach innen gegen die Sitze 72 gedrückt werden. Die Federn drücken auf die Kegel 74 und stützen sich an sternförmigen Halterungen 84. Einzelheiten der Ventilanordnung sind in F i g. 1 dargestellt.

Während de? Betriebes pumpen die Kolben 38 unter Druck stehende Flüssigkeit zu der Förderleitung 42 durch die Vertiefungen 46 und die öffnungen 50 über die Rückschlagventile 44. Ein Rückstrom aus der Förderleitung 42 wird selbstverständlich von diesen Einwegeventilen verhindert. Sitzen die Ventilkegel 74 während des Druckhubes voll auf den Ventilsitzen 72, so wird der gesamte Strom in die Förderleitung 42 abgelassen. Wegen des unterschiedlichen Druckes zwischen den Kolbenkammern und der Einlaßkammer öffnen sich die Ventilkegel während ihres Saughubes. Hierdurch wird ein weiterer Weg geschaffen, durch welchen öl in die Kolbenkammer gesaugt werden kann.

Sollte ein Druckanstieg in der Leitung 62 abgefühlt werden, so wird dieser Druck in die Steuerdruckleitung 60 übertragen. Hierdurch wird das Schließen der Ventile 76 auf ihren Sitzen 72 während eines Teils des Auslaßhubes verzögert. Dadurch wird ein gewisser Nebenstrom durch die öffnung 70 in die Einlaßkammer erlaubt. Die Zeitspanne, in welcher sich der Ventilkegel 74 im Abstand von dem Sitz 7?« befindet, hängt teilweise von dem Druckabfall ab, der durch den Strom über den Ventilkegelsitz und das Ausmaß des Steuerdruckes bewirkt wird. Wird eine Feder verwendet, so hängt diese Zeitspanne auch von der Federeigenschaft ab.

Während der Saughübe der Kolben tritt Flüssigkeit nicht nur in die Pumpkammern durch die öffnungen 40 ein, sondern wird die Flüssigkeit auch aus dem Kammersystem gezogen, welches mit der Bohrung 64 verbunden ist. Mit anderen Worten sind (wie dies oben in F i g. 1 gezeigt ist) die Ventilkegel während der Saugphase eines Hubes offen. Die Zeitspanne, während welcher der Ventilkegel während des Auslaßhubes offen bleibt, hängt teilweise von dem Druckabfall ab, der sich aus der Geschwindigkeit des ölstromes durch den Ventilkegelsitz ergibt, und dies wird durch das Ausmaß des Steuerdruckes auf die Ventilkolben 78 beeinflußt.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Leitung 60 mit

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zweien der Bohrungen 59 in Verbindung steht. Da- aufzunehmen. Das Kugelventil 128 wird mittels einer her sind bei einer Pumpe mit zehn Kolben, die alle Feder 130, welche einen Einstellstift 132 umgibt, gepaarweise angeordnet sind, insgesamt fünf regulierte gen den Ventilsitz gespannt. Ein Ventilkolben 136 Auslässe vorgesehen. Dem Fachmann ist jedoch ver- wird in dem Inneren des Führungskörpers 124 hinständlich, daß eine Steuerdruckleitung 60 zu jedem 5 und herbewegbar aufgenommen. Der Kolben hat Auslaß geführt wird, und daß jeweils ein gesonderter einen Schaft 137, um die Ventilkugel 128 aus ihrer Auslaß vorgesehen werden könnte. Daher könnte Stellung zu bringen, und an seinem anderen Ende eine Zehnkolbenpumpe theoretisch zehn unabhän- eine Oberfläche 139, welche dem Steuerdruck zugegige, veränderliche Auslässe oder jede Kombination kehrt ist. Eine von einem Schraubring 134 gehaltene bestimmter oder veränderlicher Auslässe haben. io Scheibe mit einer öffnung befindet sich zwischen der

Wie zuvor erwähnt, wird sich aus einem bestimm- Oberfläche 139 und dem Steuerdruck, ten abgefühlten Steuerdruck und dem Verhalten der Um eine gewünschte Anzahl unabhängiger Aus-Federn 82 teilweise die Zeitdauer bestimmen, wäh- lasse zu erhalten, ist die Platte 104 mit einem äußerend welcher Flüssigkeit durch den Bypass zu der ren Deckel 158 versehen. Wird die gesamte Pumplei-Einlaßkammer während eines Pumpenhubes zurück- 15 tung durch einen einzigen Steuerdruck verändert, so geführt wird. Diese Zeitspanne wird ziemlich genau werden die Kolben 124 mit der Steuerdruckleitung bestimmt, indem die Stärke der Feder 82, die Größe 62 α mittels einer ringförmigen Rille 140 verbunden, der Bohrung 61 zwischen den Leitungen 59 und 60 Die Zylinderauslässe werden in dem Auslaßdurchlaß und der Steuerdruck ausgewählt wird. 110 gesammelt. Ist mehr als ein Auslaß erwünscht

Die Teile links von einer Ebene 96 sind standardi- »o und sind diese Auslässe durch verschiedene Steuer-

siert. Die Anzahl und Steuerung der aus der Pumpe drücke zu regulieren, so wird ein Gehäuse mit meh-

erhaltenen Förderströme werden durch die Wahl der reren Leitungen verwendet.

stirnseitigen Platte 16 gewünschter Konstruktion be- Es wird nun angenommen, daß für eine Zehnkol-

stimmt. Die Pumpe kann so viele Förderleitungen ben-Pumpe drei Auslässe erwünscht sind, nämlich

haben, wie Pumpenkolben vorgesehen sind, und so »5 ein erster, veränderlicher Auslaß von drei Kolben,

viele veränderliche Förderströme abgeben, wie dies ein zweiter, veränderlicher Auslaß von zwei Kolben

durch die Ventilanordnung in der Platte 16 bestimmt und ein nicht steuerbarer Auslaß von fünf Kolben,

ist. Mit der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 Um dies zu bewerkstelligen, wird die Stirnplatte mit

und 3 kann insbesondere eine große Anzahl unab- einer ersten Verteilerleitung versehen, welche die

hängiger, veränderlicher Auslässe erreicht werden. In 30 Ströme aus drei Kolben sammelt, die je eine Bypass-

F i g. 2 sind die Elemente zur Linken der Ebene 96 anlage haben, ferner mit einer zweiten Verteilerlei-

die gleichen wie in Fig. 1, mit der Ausnahme, daß tung, welche die Auslaßströme von zwei anderen

die Kolbenhübe vor der Ebene 96 enden. Kolben sammelt, die je eine Bypassanlage haben,

Die Kolben 38 lassen die Flüssigkeit jeweils in und mit einer dritten Verteilerleitung, welche die Bohrungen 100 ab, die in der Fläche 102 einer Stirn- 35 fünf verbleibenden Auslaßströme sammelt,

platte 104 gebildet sind. Die Bohrungen 100 bringen Wie aus der schematischen Darstellung gemäß

die Pumpenauslässe mit einem Auslaßdurchlaß, wie Fig.3 ersichtlich, sind die Kolbenauslässe/1, B, C,

er z. B. bei 110 gezeigt ist, in Verbindung. Führungs- D und E durch ein Paar Verteilerdurchlässe 170 und

körper 106 mil öffnungen 108, die zu einer ringför- 172 verbunden. Das äußere Ende des Durchlasses

migen Nut 109 führen, befinden sich im Paßsitz in 40 170 ist bei 174 zugestopft, während das äußere Ende

den Bohrungen 100. Ventilsitze 112 befinden sich an des Durchlasses 172 zu einer Auslaßöffnung 144

den Enden der Führungskörper 106, welche je eine führt. Die den Auslassend bisE zugeordneten By-

Ventilkugel 114 aufnehmen. Die Kugel wird gegen pass-Leitungen werden verschlossen, da diese fünf

die Ventilsitze durch Federn 116 gedrückt, welche Auslässe mit unveränderter Fördermenge arbeiten

Führungsstifte 118 umgeben. +5 sollen.

In F i g. 2 werden die Überströmventile Vorzugs- Die Kolbenauslässe F und G sind durch einen seweise in Axialbohrungen 120 anstatt in Radialboh- paraten Verteilerdurchlaß 176 miteinander verbunrungen, wie in den Fig. 1 und la offenbart, auf ge- den, welcher zu der Auslaßöffnung 178 führt wähnommen. Die Bohrungen 120 stehen mit den Auslas- rend die KolbenauslässeH, 1 und/ mit einem Versen der Kolben 38 durch die Durchlässe 122 in Ver- 5o teilerdurchlaß 180 in Verbindung stehen, der zu bindung. Die Überströmventile weisen je einen FSh- einem Auslaß 182 fuhrt Die der Gruppe F, G zurungskörper 124 mit Querbohrungen 125 auf, die zn geordneten Bypassventile stehen in geeigneter Weise einer Umfangsrolle 126 am Führungskörper führen. mit dem einen Steuerdruck in Verbindung, und die Ein Ventilsitz 127 befindet sich an dem inneren der Gruppe H, I, J in zweckmäßiger Weise mit dem Ende des Führungskörpers, um ein Kugelventil 128 55 anderen Steuerdruck.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Zylindergruppen einer Axialkolbenpumpe möglich Patentansprüche: ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemä8 dadurch ge-

1. Einrichtung zur Steuerung der Fördermenge löst, daß die Überströmventile jeweils mit einem Koleiner Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit 5 ben verbunden sind, der in der seiner Schließbewezwischen jedem Pumpenzylinder und der Saug- gung entgegengesetzten Richtung durch einan von seite jeweils im Bypass zu einem Saugventil an- dem Förderdruck unabhängigen veränderbaren Steugeordneten, als Rückschlagventile ausgeführten erdruck beaufschlagbar ist, und daß jeweils die Über-Übeiströmventilen, die während eines Teils des strömventile der zu einer von mehreren druckseitigen Druckhubes gegen eine Federkraft offengehalten io Förderleitungen gehörenden Pumpenzylinder mit werden, dadurch gekennzeichnet, daß einer gesonderten Steuerdruckleitung verbunden die Überströmventile (72, 76; 127, 128) jeweils sind.

mit einem Kolben (78; 136) verbunden sind, der Es ist zwar bekannt, daß bei Pumpen (britische

in der seiner Schließbewegung entgegengesetzten Patentschrift 692 402, schweizerische Patentschrift Richtung durch einen von dem Förderdruck un- 15 258 404), auch bei Mehrzylinderpumpen (französiabhängigen veränderbaren Steuerdruck beauf- sehe Patentschrift 1242175), durch einen Steuerschlagbar ist, und daß jeweils die Überströmven- dnick ein oder mehrere Ventile offengehalten werden tile (72, 76; 127, 128) der zu einer von mehreren können, um die Fördermenge der Pumpe zu verrindruckseitigen Förderleitungen (42) gehörenden gern. Diese Ventile sind Saugventile und werden Pumpenzylinder (36) mit einer gesonderten Steu- ao über einen Steuerkolben während eines Teiles des erdruckleitung (60,62) verbunden sind. Druckhubes offengehalten, jedoch sollen hier durch

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- den Pumpendruck die Ventile geöffnet werden. Sie kennzeichnet, daß das Überströmventil (76) über werden daher erst gegen Ende des Druckhubes offeneinen Schaft (80) mit dem Kolben (78) verbun- gehalten. Erfindungsgemäß werden die Ventile durch den ist und eine zur Saugseite führende Leitung »5 einen wahlweise einstellbaren Steuerdruck, der im-(70) im Bereich des Schaftes endet. mer auf die Steuerkolben wirkt, während des Beginns

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- des Druckhubes offengehalten. Der am Ventil auftrekennzeichnet, daß die Überströmventile (72, 76; tende Staudruck schließt dann je nach Größe des 127, 128) und die Kolben (78; 136) in einer ge- Steuerdrucks das Ventil gegen den Steuerdruck, was meinsamen Platte (54; 104) angeordnet sind, die 30 bei Kolbenverdichtern allgemein üblich ist, zu einem stirnseitig an der Zylindertrommel (14) lösbar be- bestimmten Zeitpunkt.

festigt ist. Bei den beiden letztgenannten Pumpen bekannter

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- Art werden bei druckseitigem Druckanstieg einzelne kennzeichnet, daß die die Überströmventile (72, Kolben nacheinander abgeschaltet. Als Steuerimpuls 76) und die Kolben aufnehmende Platte (54) in 35 hierzu dient der Förderdruck. Das Abschalten der einer zentralen Ausnehmung (52) einer stirnseitig einzelnen Kolben geschieht dadurch, daß das jeweian der Zylindertrommel (14) lösbar befestigten lige Säugventil über längere Zeitabschnitte ununter-Platte (16) eingepaßt ist, die die stirn^eitigen For- brachen offengehalten wird; zusätzliche Überströmderleitungen (42) enthält, ventile fehlen; eine Beschränkung der Öffnungszeit

40 auf einen Teil des Druckhubes liegt nicht vor.