DE1948983A1 - Kolbenhaspelwerk,beispielsweise Kolbenpumpe bzw. Hydromotor - Google Patents

Description

(3254) Deere & Company

Kolbenhaspelwerk, beispielsweise Kolbenpumpe bzw. Hydro motor

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolbenhaspelwerk, beispielsweise Kolbenpumpe bzw. Hydromotor mit mindestens einem Zylinderblock, der um eine Achse herum angeordnete Zylinder und gegen eine verstellbare Taumelscheibe mittel- oder unmittelbar anliegende Kolben aufweist. .

Bekannte Axialpumpen und Hydromotoren sind mit einer Taumelscheibe mit planer Anlagefläche versehen. Solche Kolbenhaspelwerke weisen den grundlegenden Nachteil auf, daß die Kolben per . Umdrehung lediglich einen Hub ausführen.

Taumelscheiben mit nicht planer Anlagefläche sind ebenfalls bekannt geworden. Diese sind jedoch insoweit nachteilig, als die Anlageflächen keinen Flächenkontakt zwischen der Taumelscheibe und dem Gleitschuh des Kolbens zulassen. Der Kontakt ist auf eine Punkt- oder Strichberührung beschränkt, wodurch beim Einsatz mit hohen Druckverhältnissen Beschädigungen an Kolben oder Taumelscheibe auftreten (siehe hierzu US-Patentschrift 2439668, US-Patentschrift 2865304, US-Patentschrift 3079869).

Die mit dem Erfindungsgegenstand zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, Kolbeiihaspelwerke vorteilhafter auszubilden als bisher. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß die Taumelscheibe eine gewölbte Anlagefläche aufweist, deren Mittelachse die Achse der Zylinder schneidet. Auf diese Weise ist es

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möglich, daß pro Umdrehung die Kolben zwei Hübe ausführen, wodurch die Leistung des Kolbenhaspelwerkes entsprechend vergrößert wird. Im übrigen sind die bei den bisher bekanntgewordenen Kolbenhaspelwerken aufgetretenen Nachteile vermieden, wodurch die Lebensdauer erheblich vergrößert wurde.

Vorteilhaft ist ferner, um die Fördermenge variieren zu können, die Taumelscheibe um die Achse der Zylinder bzw. Kolben drehbar angeordnet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Mittelachse der gewölbten Anlageflächen der Taumelscheibe die Mittelachse der Kolben in einem rechten Winkel schneiden.

Um ein einwandfreies Zusammenwirken der einzelnen Teile des Kolbenhaspelwerkes zu erreichen, sieht ein weiterer Vorschlag der Erfindung vor, daß die Mittelachse der gewölbten Anlagefläche der Taumelscheibe gleichzeitig die Mittelachse der Oberfläche von gegen die Anlagefläche anliegenden mit den Kolben allseitig beweglich verbundenen Gleitschuhen bildet. Im einzelnen ist die Taumelscheibe mit den Gleitsehuhen antriebsverbunden, d. h. während der Umdrehung sind die Gleitschuhe stets im Kontakt mit der Taumelscheibe und werden von dieser geführt.

Vorteilhaft kann die Anlagefläche der Taumelscheibe konkav und die Oberfläche der Gleitschuhe konvex gewölbt ausgebildet sein. Eine umgekehrte Ausbildung ist jedoch ebenfalls möglich, erfordert jedoch größere Kolben und Zylinderblöcke.

Zweckmäßig sind mit Bezug auf die Taumelscheibe die Kolben bzw. die zugehörigen Zylinder konvergierend angeordnet. Im einzelnen kann jeder Gleitschuh mit einer inneren Gleitfläche versehen

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sein, die gegen mit der Taumelscheibe verbundene Halter anliegt, wodurch in jedem Fall eine einwandfreie Führung der Gleitschuhe bzw. der Kolben gegeben ist.

Hierzu soll die Mittelachse der gewölbten Anlagefläche der Taumelscheibe mit den Mittelachsen der inneren Gleitfläche und der des Halters identisch sein. Auch die innere Gleitfläche der Gleitschuhe ist erfin'dungsgemäß konkav und die Anlagefläche des Halters konvex ausgebildet, Um eine möglichst große Förderleistung erreichen zu können, sind mindestens zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Taumelscheiben vorgesehen. Um aber die Leistung den Erfordernissen anpassen zu können, sind die Taumelscheiben erfindungsgemäß über eine Stellvorrichtung in entgegengesetzte Richtungen verdrehbar., wodurch sich der Hub der Kolben vergrößern bzw. verkleinern läßt und somit eine Variation in der Förderleistung erzielt wird.

Im einzelnen ist jede Taumelscheibe über die Kolben mit je einem Zylinderblock verbunden, die zwischen sich ein Ventil aufnehmen. Letzteres ist zwischen den sich zugelegenen Enden der Zylinderblöcke angeordnet, wobei über Axialbohrungen miteinander verbundene Ein- und Auslaßkanäle vorgesehen sind.

Um eine automatische Anpassung der Förderleistung an die Erfordernisse zu erreichen, sind die Taumelscheiben nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck verdrehbar angeordnet. Hierzu ist mindestens eine Taumelscheibe über einen mit Druckmedium beaufschlagbaren Stellmotor entgegen Federwirkung in eine Richtung verdrehbar, wobei der Stellmotor derart mit den Auslaßkanälen verbunden ist, daß der Druckmediumzufluß

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zum Stellmotor bei Absinken des Druckes unter einen vorher bestimmbaren Wert unterbrochen ist.

Dadurch, daß die Zylinderblöcke mit je einem auf der Triebwelle aufsitzenden Flansch drehfest verbindbar sind, wobei zwischen jedem Zylinderblock und Flansch ein Druckraum vorgesehen ist, kann erreicht werden., daß die Zylinderblöcke fest gegen das vorgesehene Ventil anliegen. Wenn jedoch in den Druckräumen kein Druckmedium ist, so wird die Anlage der Zylinderblöcke an das Ventil über entsprechend vorgesehene Federn leicht erreichbar sein.

Zur zweckmäßigen Verstellung einer jeden Taumelscheibe ist erfindungsgemäß ein Drehwinkel von 45° vorgesehen.

In der Zeichnung ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. -Es zeigt:

Fig. 1: die erfindungsgemäße Pumpe im Schnitt

Fig. 2: einen Schnitt entlang der Linie 2. 2 in Fig. 1

Fig., 3: die Haltevorrichtung für die Gleitschuhe

Fig. 4": einen Schnitt entlang der Linie 4.4 in Fig. 3

Fig. 5; einen Zylinderblock in Pfeilrichtung 5:5, in Fig. 1 gesehen

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Fig. 6: den anderen Zylinderblock in Pfeilrichtung 6:6, in Fig. 1 gesehen

Fig. 7: das linksseitige Ende der Pumpe, jedoch gegenüber Fig. 1 im größeren Maßstab, wobei des besseren Verständnisses wegen die Verschlußkappe fortgelassen und die Taumelscheibe um 22, 5° verdreht wurde

Fig. 8: das rechte Ende der Pumpe, jedoch gegenüber

Fig. 1 im größeren Maßstab, wobei ebenfalls des besseren Verständnisses wegen die Verschlußkappe fortgelassen und die Taumelscheibe um 22, 5° verdreht wurde

Fig. 9: den Mittelteil der Pumpe

Fig. 10: einen Schnitt entlang der Linie 10:10 in Fig. 9

Fig. 11: einen Schnitt entlang der Linie 11:11 in Fig. 2

Fig. 12: die Stellvorrichtung in der Draufsicht

Die in der Zeichnung dargestellte Pumpe besteht im wesentlichen aus drei Teilen, und zwar aus einem Hauptteil 20 sowie linken'und rechten Verschlußkappen 21 und 22. Letztere haben mit dem Hauptteil 20 eine Metall«zu-Metall-Berührung, um eine einwandfreie Lagerung der Verschlußkappen in bezug auf den Hauptteil zu gewährleisten. Die Verschlußkappen 21, 22 werden in ihrer Position durch mehrere der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellte

Schrauben gehalten. Dichtungen 23 dichten die Lagerstellen zwischen den Verschlußkappen und dem Hauptteil des Gehäuses ab. Der Hauptteil der Pumpe ist des weiteren mit einer Bohrung 24 versehen, die wiederum über ein Fitting 25 mit der Saugleitung verbunden ist, sowie mit einer Bohrung 26, die über ein Fitting 27 mit der Druckleitung in Verbindung steht. Gegenüber der Bohrung 26 ist eine weitere Bohrung im Hauptteil 20 eingearbeitet, die ein noch nachfolgend näher zu beschreibendes Ventil 28 aufnimmt.

Eine Triebwelle 29 ist in den Verschlußkappen 21 und 22 über Lager 30 und 31 gelagert. Da alle Radial- und Axialkräfte in der Pumpe in etwa ausbalanciert sind, brauchen die Lager 30 und 31 lediglich für eine Nennbelastung ausgelegt zu sein, um eine betriebssichere radiale und axiale Lagerung der Pumpenelemente zu gewährleisten und um die Abdichtung an der Triebwelle zu verbessern. Hierbei ist das Lager 30 ein Rollenlager zur Aufnahme von Radiallasten* die von mit dem vorstehenden Ende der Triebwelle verbundenen Antriebselementen ausgehen können. Dichtungen 32 und 33 verhindern den Austritt von Lecköl aus dem Gehäuse, und zwar im Bereich der Triebwelle 29 und der Verschlußkappe 21. Das Lager 31 ist ein Kugellager, um sowohl die radiale als auch axiale Lage der Triebwelle 29 im Gehäuse zu gewährleisten. Die Triebwelle 29 wird in ihrer Lage init Bezug auf das Lager 31 über Muttern 34 und 35 gehalten, die ihrerseits endseitig auf die Triebwelle 29 aufschraubbar sind und gegen entsprechende Seiten des inneren Laufrings des Lagers 31 anliegen. Letzteres wird mit seinem äußeren Laufring gegen einen an der Verschlußkappe 22 vorgesehenen Anschlag 36 über eine Kappe 37 gedrückt, die ihrerseits in die Verschlußkappe 22 einschraubbar ist und gegen den äußeren Laufring des Lagers 31 anliegt. Eine Dichtung 38 verhindert, daß Lecköl aus dem Gehäuse, und.zwar zwischen der Verschlußkappe,

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22 und der Kappe 37 austreten kann.

Eine die Triebwelle umgebende Ventilplatte 39 ist im Mittelteil des Raumes, der durch das Pumpengehäuse gebildet wird, derart angeordnet, daß sie sich zwischen gegenüberliegenden Klemmstücken 40 und 41 begrenzt einstellen kann. Jedes der Klemmstücke 40 und 41 ist mit einem sich verjüngenden Endteil 42 versehen, der seinerseits in einer sich verjüngenden Aussparung 43 anliegt, die ihrerseits in den äußeren Umfang der Ventilplatte 39 eingearbeitet ist. Das Klemmstück 40 ist in seiner Lage über einen Endteil·*^" gehalten, der sich seinerseits bis in die Bohrung 26 erstreckt, die, wie bereits ausgeführt wurde,, im Hauptteil des Gehäuses vorgesehen ist. Das Klemmstück 41 ist in seiner Lage über das Steuerventil 28 gehalten. Die sich verjüngenden Enden bzw. Aussparungen 42 und 43 zwischen der Ventilplatte 39 und den Klemmstücken 40 und 41 sind für eine Spielpassung ausgelegt, wodurch eine axiale Gleitbewegung zwischen der Ventilplatte 39 und den KLemmstücken 40 und 41 stattfinden und die Ventilplatte frei um jede senkrecht zur Triebwelle 29 verlaufende Achse drehen kann. Die begrenzte Gleit- und Drehbewegung der Ventilplatte 39 macht es möglich,, daß diese genau ausgerichtet werden kann, wenn sie gegen nachfolgend noch näher zu beschreibende Zylinderblöcke zur Anlage kommt. Eine leichte Bewegung der Ventilplatte zulassende Dichtungen 43 a verhindern Leckölverlust zwischen den Verbindungsstellen 42 und 43.

Die Klemmstücke 40 und 41 selbst sind hohl ausgebildet und stehen in Flüssigkeitsverbindung mit Auslaßbohrungen 45 und 46, die ihrerseits in der Ventilplatte 39 vorgesehen sind. Diese Verbindung erfolgt über Radialbohrungen 47 und 48. Die Klemmstücke 40 und 41

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stehen des weiteren miteinander in Flüssigkeitsverbindung über Leitungen 49 und 50, die zwischen entsprechenden Bohrungen 51. und 52 in den Klemmstücken 40 und 41 vorgesehen und hier durch , geeignete Mittel, beispielsweise Löten oder dergleichen, gesichert sind. Es ergibt sich also, daß der Flüssigkeitsdruck in der Auslaßbohrung 45 unmittelbar auf die Druckleitung über die Bohrung 26 im Hauptteil 20 des Pumpengehäuses, und der Flüssigkeitsdruck in der Auslaßbohrung 46 auf das Steuerventil 28, sowie . ebenfalls auf die Druckleitung über die Leitungen 49 und 50 und die Bohrung 26 einwirken kann.

Drehbare Zylinderblöcke 53 und 54 liegen gegen die sich gegenüberliegenden Seiten der Ventilplatte 39 an und sind mit der Antriebswelle 29 über Flansche 55 und 56 verbunden. Im einzelnen sind die Flansche 55 und 56 bei 57 mit der Triebwelle beispielsweise verkeilt, wobei eine Antriebsverbindung zwischen den Zylinderblöcken und den Flanschen über an den Zylinderblöcken 53 und 54 vorgesehene Ansätze 58 erreicht wird, die ihrerseits in entsprechende Aussparungen 59 in der äußeren Kante der Flansche 55 und 56 eingreifen. Um zu erreichen, daß die Zylinderblöcke gegen die Ventilplatte 39 dichtend abschließen und um die Ventilplatte richtig ausgerichtet zu halten, sind die Flansche 55 und 56 mit je einem ringförmigen Druekräum 60 versehen, die dem Pumpenauslaßdruck ausgesetzt sind. Der in den Druekräum ein" somit, wirksame Druck wirkt auf die Enden der Zylinder blöcke 53 und 54, wodurch die Zylinderblöcke selbst in Richtung auf die Ventilplätte gedrückt werden. Der Flüssigkeitsdruck gelangt in die ringförmigen Druckräume von den Auslaßbohrungen 45 und 46 über, wie aus Fig. 2 hervorgeht, radiale Bohrungen 61, die ihrerseits in die Ventilplatte 39 eingearbeitet sind, sowie einen ringförmigen Freiraum, der zwischen der Ventilplatte 39 und einer die Triebwelle lose umgebenden und

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sich zwischen den Flanschen 53 und 54 erstreckenden Hülse 62 vorgesehen ist, sowie einen ringförmigen Freiraum zwischen den Zylinderblöcken und den Flanschen. Jegliches Lecköl zwischen den Zylinderblöcken und den Flanschen aus den Druckräumen 60 wird durch geeignete Dichtungen 63 verhindert, während Dichtungen 64 Leckölverluste zwischen der Hülse 62 und den Flanschen 55 und 56 vermeiden. Um sicherzustellen, daß die Zylinderblöcke gegen die Ventilplatte 39 auch dann anliegen, wenn sich noch kein Druck aufgebaut hat, sind kleine Druckfedern 58 a in in die Ansätze 58 eingearbeitete Bohrungen 58 b (Fig. 5) vorgesehen, die gegen die Bodenoberfläche der Aussparung 59 in den Flanschen 55 und 56 anliegen. ·

Jeder der Zylinderblöcke weist mit Bezug auf die Triebwelle geneigt angeordnete Zylinder bohrungen 65 auf, die nach innen ,also in Richtung auf die Ventilplatte hin, konvergieren und um die Drehachse der Zylinderblöcke herum angeordnet sind. Mehrere Kolben 66 sind axial verschiebbar in den Zylinderbohrungen 65 gelagert, wobei jeweils ein Ende aus den Zylinderbohrungen übersteht, und zwar das Ende, das der Ventilplatte 39 abgelegen ist. Jeder Flansch 55 und 56 ist mit mehreren Bohrungen 67 versehen, die in ihrer Anzahl und Lage denen der Zylinderbohrungen 65 entsprechen«, so daß durch diese Bohrungen die vorstehenden Enden der Kolben 66 arbeiten können. Alle Kolben 66 sind hohl ausgebildet/ um die Trägheitskräfte zu reduzieren und ebenfalls, um die noch nachfolgend näher zu beschreibenden Gleitschuhe besser anordnen zu können.

Wie aus Fig. 2 weiter hervorgeht, weist die Ventilplatte 39 Ansaugbohrungen 68 und 69 auf, die mit Abstand zu den Auslaßbohrungen 45 und 46 angeordnet sind. Somit kann Druckmedium, das in das Pum-

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pengehäuse über die Bohrung 24 eintritt, ungehindert zu den Ansaugbohrungen 68 und 69 über gefräste Durchgänge 70 und"71 gelangen. Die Ventilplatte 39 ist des weiteren mit mehreren Durchgangsbohrungen 72 versehen, die ihrerseits zwischen jeweils einem Paar nebeneinander liegenden Ansaug-und Auslaßbohrungen vorgesehen sind und die dem Flüssigkeitsdurchgang zwischen einander gegenüber liegenden Zylindern dienen, jedesmal dann, wenn die Pumpe nicht ihre volle Leistung aufweist, was jedoch noch nachfolgend näher beschrieben wird. Rückschlagsventile 73 und 74 sind zwischen den Bohrungen 72 und den Auslaßbohrungen 45 und 46 vorgesehen. Diese Ventile ermöglichen, daß der in den Zylindern 65 herrschende Flüssigkeitsdruck bzw. die Flüssigkeit bis zu den Auslaßbohrungen 45 und 46 gelangen kann, und zwar bevor die Zylinder die Auslaßbohrungen 45 und 46 überdecken, so daß Steuerprobleme, die normalerweise bei unter unterschiedlichen Bedingungen, beispielsweise verschiedenen Geschwindigkeiten, Druck, Temperatur, usw., arbeitenden Steuerpumpen auftreten, vermieden werden. "

Ein Gleitschuh 75 ist allseits beweglich auf den vorstehenden Enden eines jeden Kolbens 66 über einen Bolzen 76 gelagert. Hierbei ist jeder Gleitschuh 75 mit einer Aussparung versehen, die ihrerseits das abgerundete Ende des zugehörigen Kolbens aufnimmt, und jeder der Bolzen 76 ist ebenfalls mit einem abgerundeten Kopf versehen, der in dem hohl en Kolben 66 gehalten ist. Jeder Gleitschuh 75 liegt gegen eine Anlagefläche 77 an Taumelscheiben 78 und 79 über innere und äußere Halter 80 und 81 an, die ihrerseits die Gleitschuhe an der Fläche erfassen, die der Anlagefläche an den Taumelächeiben abgelegen ist. Die Anlagefläche 77 an den Taumelscheiben 78 und 79 ist Teil einer konkaven zylindrischen Oberfläche. Im einzelnen ist jedes Stück der Anlagefläche 77 Teil einer konkav um eine Achse gebogenen

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Fläche, die die Drehachse der Triebwelle 29 schneidet und zu dieser senkrecht angeordnet ist. Die Anlagefläche 77 jeder Taumelscheibe könnte jedoch ebenfalls konvex ausgebildet werden, was jedoch den Nachteil mit sich brächte, das größere Zylinderblöcke erforderlich wären, wodurch der Seitendruck der Kolben vergrößert würde. Die Anlagefläche 82 eines jeden Gleitschuhs ist ähnlich wie die Anlagefläche 77 der Taumelscheiben ausgebildet und weist im'einzelnen eine konvex gebogene Oberfläche aus, die ebenfalls um die gleiche Achse wie die Anlagefläche 77 gebogen ist. Die sich gegenüberliegenden Seiten eines jeden Gleitschuhs 75 haben ebenfalls eine gebogene Gleitfläche 83, die gegen gebogene Gegenflächen 84 und 85 an den inneren und äußeren Haltern 80 und 81 anliegen. Die Gleitfläche 83 ist genau wie die Anlagefläche 77 konkav gestaltet und um die gleiche Achse wie die Anlagefläche gebildet, jedoch hat sie einen Radius, der um die Stärke des Gleitschuhs geringer ist als der der Anlagefläche 77. Die Gegenflächen 84 und 85 sind ähnlich wie die Anlagefläche 82 ausgebildet, und zwar deshalb, weil sie konvex und um die gleiche Achse wie die Anlagefläche 82 gebogen sind. Ihr Radius ist um die Stärke der Gleitschuhe geringer als der Radius der Anlagefläche 82. Jeder der äußeren Halter 81 wird in seiner Lage über zwei Bolzen β6 gehalten, deren Köpfe 87 gegen Gabeln 88 oder dergleichen am äußeren Halter 81 anliegen. Die Bolzen 86 erstrecken sich durch die Taumelscheiben 78 und 79 und werden über Segerringe 89 gehalten. Jeder der inneren Halter 80 wird über eine Buchse 90 in seiner.Position gehalten. Jede Taumelscheibe ist des weiteren über eine Keilnutverbindung oder dergleichen mit der Buchse 90 verbunden und wird auf dieser über einen Segerring 91 a gehalten.

Zur Wirkungsweise der insoweit beschriebenen Pumpe wird folgendes ausgeführt: Wenn die Triebwelle 29 durch einen nicht dargestell-

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ten Motor oder dergleichen angetrieben wird/ wird die Drehbewegung auf die Zylinderblöcke 53 und 54 über die Flansche 55 und 56 übertragen. Bei Rotation der Zylinderblöcke 53 und 54 werden die Gleitschuhe 75 an den Anlageflächen 77 und den Gegenflächen 84 und 85 entlanggeführt, wodurch die Kolben 66 ihre Hin- und Herbewegungen bzw. ihre Hube ausführen. Sobald sich die Zylinder 65 über den Ansaugbohrungen 68 und 69 befind en, werden die Kolben 66 über die Halter 80 und 81 nach außen gezogen, und durch das damit entstehende Vakuum wird Druckflüssigkeit aus den Ansaugbohrungen 68 und 69 in die Zylinder 65 gesaugt. Sobald nun die Zylinder 65 sich von den Ansaugbohrungen 68 und 69 fortbewegen, werden die Taumelscheiben 78 und 79 die Kolben 66 wieder nach innen verschieben, damit die Druckflüssigkeit aus den Zylindern 65 austreten und in die Auslaßbohrungen 45 und 46 gelangen kann. Während der nach innen gerichteten Bewegung der Kolben 66 wird das Druckmedium zuerst durch die Durchgangsbohrung 72 austreten und die Ventile 73 und 74 beaufschlagen, so daß, sobald die Zylinder 65 die Auslaßbohrungen 45 und 46 überstreichen, der Druck innerhalb der Zylinder und den Auslaßbohrungen in etwa gleich ist. Die dann in die Auslaßbohrungen 45 und 46 gelangende Druckflüssigkeit wird über die Bohrung 26 im Hauptteil 20 des Gehäuses zu den von der Pumpe zu beaufschlagenden Aggregaten weitergefördert.

Dadurch, daß dfe~Taumelscheiben 78 und 79 zylindrische Anlageflächen. 77 aufweisen, wird jeder Kolben zwei Hin- und Herbewegungen

"pro Umdrehung der Triebwelle 29 durchführen und die Pumpe wird dann eine Kapazität haben, die ungefähr zweimal so groß ist, als wenn eine Taumelscheibe mit ebener Anlagefläche und etwa dem gleichen Hub verwendet worden wäre. Des weiteren ist erwähnenswert, daß durch die Tatsache, daß die Kolben zwei Hin- und Herbewegungen, und zwar in diametral gegenüberliegenden Richtungen

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pro Umdrehung ausführen, alle Radialkräfte, die auf die Taumelscheiben 78 und 79 und die Zylinderblöcke 53 und 54 einwirken, in etwa ausbalanciert sind. Des weiteren wird dadurch, daß auf jeder Seite der Ventilplatte 39 ein Zylinderblock vorgesehen ist, jede Axialkraft, die auf die Ventilplatte 39 wirkt, ausbalanciert.

Vorkehrungen sind ebenfalls getroffen, um die Fördermenge der Pumpe verändern zu können. Dies wird dadurch erreicht, daß die Taumelscheiben 78 und 79 eine begrenzte Drehbewegung, und zwar von max. 45° ausführen können. Hierzu sind die Buchsen 90 drehbar auf ihren Lagern an den Verschlußkappen 21 und 22 angeordnet. Bei Verdrehung der Taumelscheiben 78 und 79 in einem Bereich von 45° und in entgegengesetzten Richtungen wird die Bewegung eines jeden Kolbens in einem Zylinderblock der eines jeden Kolbens im anderen Zylinderblock entgegengesetzt sein. Das heißt; Sobald ein Kolben an einer Seite der Ventilplatte 39 über die Taumelscheibe nach innen gedrückt wird, wird der korrespondierende Kolben an der anderen Seite der Ventilplatte 39 über die Halter nach außen gezogen, so daß das von dem einen Zylinder 65 an der einen Seite der Ventilplatte 39 angesaugte Druckmedium zum gegenüberliegenden Zylinder 65 an der anderen Seite der Ventilplatte 39 gedrückt wird. Die Durchgangsbohrungen 72 in der Ventilplatte 39 erlauben den Flüssigkeitsdurchgang durch die Ventilplatte 39 während dieser Periode, d. h. in der sich die Pumpe in ihrer Neutralstellung befindet. Wenn die Taumelscheiben 78 und 79 weniger als 45° verdreht werden, wird die Fördermenge der Pumpe lediglich reduziert.

Um sicherzustellen, daß die Taumelscheiben 78 und 79 gemeinsam, jedoch in entgegengesetzten Richtungen verdreht werden, sind die Taumelscheiben 78 und 79 miteinander über Hebel 91 verbunden. Die Hebel 91 sind mittig auf einem Zapfen 92 gelagert* der wiede-

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rum im Hauptteil 20 der Pumpe angeordnet ist. Jedes Ende der beiden Hebel 91 ist schwenkbar über einen Stift 93 mit einem Zylinderschuh 94 verbunden, der verschiebbar in Bohrungen 95 aufgenommen ist, die ihrerseits in den Taumelscheiben 78 und 79 eingearbeitet sind. Um die Drehung der Taumelscheiben 78 und 79 behindernde Reibungskräfte zu reduzieren, sind Lager 96 zwischen den Verschlußkappen 21 und 22 und den Taumelscheiben 78 und 79 vorgesehen. Die Lager 96 übertragen die von den Kolben auf die Taumelscheiben 78 und 79 einwirkenden Kräfte auf die Verschlußkappen 21 und 22.

Um einen im wesentlichen konstanten Förderdruck zu erreicheni wird die Drehbewegung der Taumelscheiben 78 und 79 automatisch in Abhängigkeit von den Variationen des For der druckes geregelt. Hierzu dienen hydraulische Stellmotoren 97, die über das bereits erwähnte Steuerventil 28 gesteuert werden. Zwei Stellmotoren (Fig. 7) sind 180° auseinander liegend angeordnet und jeder weist einen gebogenen Zylinder 98 auf, der "mit dem Haüptteil 20 des Pumpengehäuses über Stifte 99 und Fittings 100 befestigt-ist. Ebenfalls gebogene Kolbenstangen 101 sind in den Zylindern 98 axial verschiebbar gelagert, und ihre austretenden Enden sind niit den Taumelscheiben 78 über Stifte 102 verbunden. Somit kann, sobald Druckflüssigkeit in die Zylinder 98 über die Fittingsl 00 gelangt, die Kolbenstange 101 aus dem zugehörigen Zylinder 98 ausgefahren werden, wobei die Taumelscheibe 78 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn, und zwar mit Bezug auf Fig. 7, verdreht wird. Da die Taumelscheibe 79 mit der Taumelscheibe 78 über den Hebel 91 verbunden ist, wird die Taumelscheibe 79 ebenfalls verdreht. Der Grad der Verdrehung der Taumelscheiben 78 und 79 ist durch Anschläge und 104 begrenzt, die am Hauptteil 20 des Pumpengehäuses vorgesehen sind. Die Anschläge 103 und 104 liegen 180° auseinander. So-

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bald die Taumelscheibe 78 um 45° verdreht wurde,, kommt die plane Fläche 105 an der Peripherie der Taumelscheibe 78 gegen die plane Fläche 106 an den Anschlägen 103 und 104 zur Anlage. Sobald die Taumelscheiben 78 und 79 eine der vollen Förderleistung der Pumpe entsprechende Stellung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, einnehmen, liegen die Flächen 107 an der Taumelscheibe 78 gegen die Enden 108 der Zylinder 98 an. Somit ergibt sich, daß die Drehung der Taumelscheibe 78 auf die Drehbewegung zwischen den Anschlägen 103 und 104 und dem Zylinder 98 begrenzt ist.

Wenn die Druckflüssigkeit aus den Zylindern 98 austritt, werden die Taumelscheiben in die entgegengesetzte Richtung über Federn 109 (Fig. 8) verschwenkt, die zwischen der Taumelscheibe und Anschlägen 110 angeordnet sind, die Bestandteil des Hauptteils 20 des Pumpengehäuses sind. Die Federn 109 sind auf Halterungen 111 aufgesteckt,, die sich um die äußere Peripherie der Taumelscheibe 79 erstrecken.

Wie bereits erwähnt wurde, wird der Flüssigkeitsdruck in den Zylindern 98 über das Steuerventil 28 geregelt. Das Steuerventil 28 weist hierin im einzelnen ein Ventilgehäuse 112 auf, das in den Hauptteil 20 des Pumpengehäuses eingeschraubt ist, sowie ein Ende mit reduziertem Außendurchmesser, das in das Klemmstück 41 hereinragt. Eine Feststellmutter 114 halt das Ventilgehäuse mit Bezug auf das Pumpengehäuse in der richtigen Lage. Eine Hülse ist am Ende 113 des Ventilgehäuses vorgesehen und nimmt einen Ventilteil 116 verschiebbar in einer axialen Durchgangsbohrung auf. Die beiden Enden der Hülse 115 schließen das Ende 113 des Ventilgehäuses dichtend ab. Unmittelbar neben den Endteilen sind sich diametral gegenüberliegende Flächen der Hülse 115 bei 117 abgefräst, um innere und äußere Flüssigkeitsdurchgänge zu schaffen, die die Bohrung durch die Hülse 115, wie es am besten aus Fig. 11 zu er-

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sehen ist; schneidet. Der zentrale Teil der Hülse 115 ist, wie bei 118 zu erkennen ist, abgefräst, um einen Flüssigkeitsdurchgang zwischen den Endteilen der Hülse zu schaffen. Das Ende 113 des Ventilgehäuses ist an seiner äußeren Peripherie mit einer Ringnut 119 versehen, wobei eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Ringnut 119 und dem Inneren des Endteils 113 des Ventilgehäuses über sich radial erstreckende Bohrungen 120 erreicht wird. Die Ringnut 119 ist von einem Ring 121 umgeben, der mit zwei Radialkanälen 122 versehen ist, die in Verbindung mit der Ringnut 119 stehen. Geeignete, der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellte Flüssigkeitsleitungen verbinden die Radialkanäle 122 mit den Fittings 100 der Zylinder 98. Das Ende 123 des Ventilteils 116 ist dem Flüssigkeitsdruck innerhalb des Klemmstückes ausgesetzt, wohingegen das andere Ende des Ventilteiles 116 einen reduzierten Durchmesser aufweist und sich bis zum Ende der Hülse 115 erstreckt. .

Der Ventilteil 116 wird normalerweise mit Bezug auf Fig. 2 nach links über eine Feder 124 gedrückt, die zwischen einem Führungsstück 125 und einer Verschlußkappe 126 des Ventilgehäuses. 112 vorgesehen ist. Die Verschlußkappe 126 ist in das Gehäuse 112 eingeschraubt und über eine Mutter 127 feststellbar. Das Führungsstück 125 ist im Gehäuse 112 lose angeordnet, und seine radiale Lage ist durch den sphärischen Endteil des Ventilteiles 116 bestimmt, der in die sphärische Ausdrehung an einer Seite des Führungsstücks 125 hineinragt. Die Bewegung des FührungsStücks 125 ist durch einen Segerring 128 begrenzt, der an der inneren Wandung des Gehäuses 112 vorgesehendst. Das Ventilgehäuse 112 ist ebenfalls mit einem Kanal 129 versehen, der das Innere des Gehäuses 112 mit dem Inneren des Pumpengehäuses verbindet. Zur Wirkungsweise des vorstehenden Steuerventils 28 wird folgendes ausgeführt: Wenn der

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Förderdruck der Pumpe einen durch Einstellen des Steuerventils vorher bestimmbaren Wert erreicht, wird der Flüssigkeitsdruck im Klemmstück 41 gegen das Ende 123 des Ventilteils 116 wirken und den Ventilteil 116 nach rechts verschieben, und zwar mit Bezug auf Fig. 2 gegen die Wirkung der Feder 124. Wenn nun aber der Ventilteil 116 nach rechts verschoben wird, so wird das Druckmedium im Klemmstück 41 in die Bohrung durchs die Hülse 115, die durch die Fräsung bei 117 entstandene innere Nut, den durch den gefrästen Teil 118 in der Hülse 115 entstandenen Durchgang/ die radiale Bohrung 120 in die Ringnut 119, den Radialkanal 122 in den Ring 121 und durch nicht dargestellte Flüssigkeitsleitungen, die Fittings 100 in die Zylinder 98 gelangen. Der Flüssigkeitsdruck in den Zylindern 98 wird die Kolbenstange 101 beaufschlagen, wodurch diese aus den Zylindern austreten und die Taumelscheiben 78 und 79 verdrehen. Wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, bewirkt die Verdrehung der Taumelscheiben ein Absinken des Fördervolumens der Pumpe. Das Fördervolumen der Pumpe ist um einen ausreichenden Wert verringerbar, so daß die Förderleistung der Pumpe *"" den Anforderungen des Systems bei veränderbarem Druck entspricht. Wenn der Förderdruck der Pumpe unter den durch das Steuerventil 28 vorher bestimmbaren Druck abfällt, wird die Feder 124 den Ventilteil 116 mit Bezug auf Fig. 1 nach links verschieben, und die Druckflüssigkeit in den Zylindern 98 wird in das Innere des Pumpengehäuses über die durch die Abdrehung 117 in der Hülse 115 entstandene Durchgangsbohrung gelangen und weiter bis in das Ende der Hülse 115 und den Kanal 129 im Ventilgehäuse 112. Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, wird, wenn das Druckmedium aus den Zylindern 98 austritt, die Feder 109 die Taumelscheiben 78 und 79 in gegenüberliegende Richtung verdrehen, um die Förderleistung der Pumpe zu vergrößern. Die Förderleistung der Pumpe wird um einen ausreichenden Wert vergrößert, um den Anforde-

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rungen des Systems bei veränderbarem Druck zu genügen, unter der Voraussetzung, daß die Maximalleistung des Systems die volle Kapazität der Pumpe nicht überschreitet» .

Wie aus Vorstehendem hervorgeht, wird die Förderleistung der Pumpe über die Kraft gesteuert, die auf den Ventilteil 116 über die Feder 124 ausgeübt wird. Es ist somit möglich, den Auslaßdruck der Pumpe durch Veränderung der Kraft, die durch die Feder 124 ausgeübt wird, zu verändern. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Mutter 127 lockert und die Verschlußkappe 126 mehr oder weniger in das Gehäuse herein- oder heraus sehr aubty um die Federkraft zu vergrößern oder zu verringern.

Patentansprüche;

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Claims (18)

1. -19- 194

   Patentansprüche

   / 1. fcolbenhaspelwerk, beispielsweise Kolbenpumpe bzw. Hydro-V-/ motor, mit mindestens einem Zylinderblock, der um eine Achse herum angeordnete Zylinder und gegen eine verstellbare Taumelscheibe mittel- oder unmittelbar anliegende Kolben aufweist., dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (78 bzw. 79) eine gewölbte Anlagefläche (77) aufweist, deren Mittelachse die Achse (29) der Zylinder (65) schneidet»
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (78 bzw. 79) um die Achse (29) der Zylinder (65) bzw. Kolben (66) drehbar angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (29) der gewölbten Anlagefläche (77) der Taumelscheibe (78 bzw. 79) die Mittelachse (29) der.Kolben (66) in einem rechten Winkel schneidet.
4. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse der gewölbten Anlagefläche (77) der Taumelscheibe (78 bzw. 79) gleichzeitig die Mittelachse der Oberfläche (82) von gegen die Anlagefläche anliegenden, mit den Kolben (66) allseitig beweglich verbundenen Gleitschuhen (75) bildet.
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (78 bzw. 79) mit den Gleitschuhen (75) antriebsverbunden ist.

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6. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (77) der . Taumelscheibe (78 bzw. 79) konkav und die Oberfläche (82) der Gleitschuhe (75) konvex gewölbt ausgebildet ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Bezug auf die Taumelscheibe (78 bzw. 79) die Kolben (66) bzw. die zugehörigen Zylinder (65) konvergierend angeordnet sind.
8. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gleitschuh (75) mit einer inneren Gleitfläche (83) versehen ist, die gegen mit der Taumelscheibe (78 bzw. 79) verbundene Halter (80, 81) anliegt.
9. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse der gewölbten Anlagefläehe (77) der Taumelseheibe (78 bzw. 79) mit den Mittelachsen der inneren Gleitfläche (83) und der des Halters (80, 81) identisch ist. .
10. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Gleitfläche (83) der Gleitschuhe (75) konkav und die Änlagefläche^aes Halters- (80, 81) konvex ausgebildet ist.
11. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Taumelscheiben (78 und 79) vorgesehen sind.

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12. 12. Vorrichtung nach einem oder mehrern der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheiben (78 und 79) über eine Stellvorrichtung in entgegengesetzte Richtungen verdrehbar angeordnet sind.
13. 13. Vorrichtung nach einem oder mehren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Taumelscheibe (78 bzw. 79) über die Kolben (66) mit je einem Zylinderblock (53, 55 und 54, 56) verbunden ist, die zwischen sich ein Ventil (39) aufnehmen.
14. 14. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 13/ dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (39) zwischen den sich zugelegenen Enden der Zylinderblöcke (53, 55 und 54, 56) angeordnet ist und über Axialbohrungen miteinander verbundene Ein- und Auslaßkanäle (68, 69 und 45, 46) vorgesehen sind.
15. 15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprü*- * ehe, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheiben (78 und

    79) in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck verdrehbar angeordnet sind.
16. 16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Taumelscheibe (78 bzw. 79) über einen mit Druckmedium beaufsebiagbaren Stellmotor (98, 101) entgegen Federwirkung in eine Richtung verdrehbar ist, wobei der Stellmotor derart mit den Auslaßkanälen (45, 46) verbunden ist, daß der Druckmediumzufluß zum Stellmotor bei Absinken des Druckes unter einem vorher bestimmbaren Wert unterbrochen ist.

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17. 17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderblöcke (53, 54)
    mit je einem auf der Triebwelle (29) aufsitzenden Flansch (55, 56) drehfest verbindbar sind, wobei zwischen jedem Zylinderblock und Flansch ein Druckraum (60) vorgesehen ist.
18. 18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Taumelscheibe (78 bzw. 79) um 45° drehbar ist.

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