DE19544494C1 - Axialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Axialkolbenpumpe ist aus der DE 32 11 307 A1 bekannt. Axialkolbenpumpen für Hydraulikanlagen von Fahrzeugen werden in der Regel an einem genormten An­ schluß am Getriebe angeflanscht. Wegen unterschiedlicher Getriebe kann selbst bei demselben Fahrzeugtyp die Abtriebswelle des Getriebes für die Axialkolbenpumpe einen unterschiedlichen Drehsinn aufweisen. Dies führt dazu, daß Hersteller von Axialkolbenpumpen für jeden Pumpentyp eine linksdrehende und eine rechtsdrehende Ausführung anbieten müssen, um den getriebebedingten Anforderungen zu genügen.

Bei einem hydraulischen Servomotor, wie er aus der EP 0 338 247 A2 bekannt ist, ist eine Drehrichtungsumkehr vorgesehen. Hierzu dient ein mittels eines Hebels betätigbares Ventil, das in seiner einen Stellung eine Hochdruckleitung mit dem einen Eingang und in seiner anderen Stellung die Hochdruckleitung mit einem anderen Eingang des Servomotors verbindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkol­ benpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, welche für beide Drehrichtungen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wird eine Axialkolbenpumpe in unterschiedlichen Drehrich­ tungen betrieben, so ist die Hochdruckseite und die Saug­ seite nicht fest definiert. Vielmehr wechselt bei Dreh­ richtungsumkehr die Hochdruckseite und die Saugseite. Um den Regler und die Stellvorrichtung unabhängig von der Drehrichtung mit Hydraulikmedium zu versorgen, sieht die Erfindung ein Wechselventil vor. Dieses schaltet automa­ tisch den Eingang und Ausgang des Reglers und der Stell­ vorrichtung so um, daß der Eingang stets mit Hydraulikmedium versorgt wird und der Ausgang stets mit der jeweiligen Saugseite der Pumpe verbunden ist. Von einer solchen Axialkolbenpumpe muß deshalb nur noch ein Typ angeboten werden, unabhängig von der Vorgabe der Drehung der Getriebeabtriebswelle, von der die Axialkolbenpumpe angetrieben wird.

Vorzugsweise umfaßt das Wechselventil einen in einem Steuerzylinder bidirektional betätigbaren Steuerkolben mit zwei einander gegenüberliegenden Druckflächen. Durch den Steuerzylinder und die Druckflächen sind zwei Steuer­ räume begrenzt, die jeweils über eine Leitung mit jeweils einer der beiden Seiten der Pumpe verbunden sind.

Die Umschaltung des Wechselventils erfolgt so durch die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Pumpe, die sich bei Drehrichtungsänderung umkehrt. Durch den symme­ trischen Aufbau wird dabei ein identisches Steuerverhal­ ten für beide Drehrichtungen erzielt.

Bei einer praktischen Ausgestaltung besteht der Steuer­ kolben aus einem ersten und zweiten äußeren und einem dritten mittleren Kolbensegment unter Bildung einer er­ sten und zweiten Einschnürung zwischen den Kolbensegmen­ ten. Die äußeren Kolbensegmente sind axial druckmittel­ durchgängig. In den Steuerzylinder münden eine mittlere Ausgangsleitung, die mit dem Eingang des Reglers und der Stellvorrichtung verbunden ist sowie eine erste und zweite, seitlich zur Ausgangsleitung versetzte Eingangs­ leitung, die über einen Leckageraum mit dem Ausgang des Reglers und der Stellvorrichtung verbunden sind. In der ersten Stellung des Steuerkolbens liegt die zweite Ein­ schnürung im Bereich der Ausgangsleitung und die erste Einschnürung im Bereich der ersten Eingangsleitung und das zweite Kolbensegment sperrt die zweite Eingangslei­ tung. In der zweiten Stellung des Steuerkolbens liegt die erste Einschnürung im Bereich der Ausgangsleitung und die zweite Einschnürung im Bereich der zweiten Eingangslei­ tung und das erste Kolbensegment sperrt die erste Ein­ gangsleitung.

Das Wechselventil benötigt daher nur eine einziges beweg­ tes Teil, den Steuerkolben, der nur eine Linearbewegung beim Umschaltvorgang ausführt. Dabei ist der Steuerkolben Antriebselement für das Wechselventil und Ventilelement zugleich. Die Anzahl der Leitungen, die in den Steuerzy­ linder münden und konstruktiv als Bohrungen im Pumpenge­ häuse ausgebildet werden müssen, ist auf ein Minimum be­ schränkt, da die beiden mit den Pumpenseiten verbundenen Leitungen sowohl zur Betätigung des Steuerkolbens als auch zur Speisung des Regler und der Stellvorrichtung so­ wie zur Abfuhr des an diesen Einrichtungen anfallenden Leckagemediums ausgenutzt werden.

Das Wechselventil kann in einem axialen Deckel eines Ge­ häuses der Pumpe angeordnet sein. Dadurch kann der übrige Aufbau der Pumpe zur Realisierung der Erfindung unverän­ dert bleiben.

Nachfolgend wir ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Hydraulikschaltbild einer Axial­ kolbenpumpe mit einem Wechselventil und

Fig. 2 eine Detaildarstellung des Wechselventils.

Das in Fig. 1 dargestellte Hydraulikschaltbild zeigt eine als Schaltungssymbol dargestellte Pumpe 10, welche in beiden Drehrichtungen betreibbar ist, mit einer Stellvor­ richtung 20 für die Schwenkeinheit, einem Regler 22 und einem Wechselventil 24.

An eine erste Seite 12 der Pumpe 10 ist eine Leitung 16 und an eine zweite Seite 14 der Pumpe 10 ist eine Leitung 18 angeschlossen. Je nach Drehrichtung kann die erste Seite 12 die Hochdruckseite und die zweite Seite 14 die Saugseite sein oder umgekehrt. Von den beiden Leitungen 16; 18 führen Stichleitungen 26; 28 zum Wechselventil 24. Das Wechselventil 24, das in Fig. 2 im Detail dargestellt ist, besteht aus einem Steuerzylinder 30 mit einem darin bidirektional betätigbaren Steuerkolben 32. Der Steuer­ kolben 32 besitzt zwei einander gegenüberliegenden Druck­ flächen 58, 60. Durch den Steuerzylinder 30 und die Druckflächen 58, 60 sind zwei Steuerräume 34, 36 be­ grenzt, in die jeweils eine der Stichleitungen 26, 28 einmündet. Je nachdem, welche Seite 12; 14 der Pumpe 10 die Hochdruckseite bildet, führt der eine oder andere Steuerraum 34; 36 Hochdruck, so daß der Steuerkolben 32 dem Hochdruck ausweicht und gegen die Stirnwand des Steu­ erzylinders 30 im nicht mit Hochdruck beaufschlagten Steuerraum 36; 34 zur Anlage kommt.

Der Steuerkolben 32 selbst besteht aus einem ersten 38 und zweiten 42 äußeren und einem dritten mittleren Kol­ bensegment 40 unter Bildung einer ersten 44 und zweiten Einschnürung 46 zwischen den Kolbensegmenten 38, 40, 42. Die äußeren Kolbensegmente 38, 42 sind axial druckmittel­ durchgängig. In den Steuerzylinder 30 münden außerdem eine mittlere Ausgangsleitung 48, die mit dem Eingang des Reglers 22 und der Stellvorrichtung 20 verbunden ist so­ wie eine erste 50 und zweite, seitlich zur Ausgangslei­ tung 48 versetzte Eingangsleitung 52, die über einen Leckageraum 62 mit dem Ausgang des Reglers 22 und der Stellvorrichtung 20 verbunden sind. In einer ersten Stel­ lung des Steuerkolbens 32 liegt die zweite Einschnürung 46 im Bereich der Ausgangsleitung 48 und die erste Ein­ schnürung 44 im Bereich der ersten Eingangsleitung 50 und das zweite Kolbensegment 42 sperrt die zweite Eingangs­ leitung 52. in einer zweiten Stellung des Steuerkolbens 32 liegt die erste Einschnürung 44 im Bereich der Aus­ gangsleitung 48 und die zweite Einschnürung 46 im Bereich der zweiten Eingangsleitung 52 und das erste Kolbenseg­ ment 38 sperrt die erste Eingangsleitung 50.

In der in Fig. 1 skizzierten Betriebsart ist die Seite 12 der Pumpe 10 die Saugseite und die Seite 14 der Pumpe die Hochdruckseite. Nun fördert die Pumpe 10 Hydraulikmedium von der Leitung 16 in die Leitung 18. über die Stichlei­ tung 28 gelangt Hydraulikmedium in den Steuerraum 36 und drückt den Steuerkolben 32 über die Druckfläche 60 in die dargestellte linke Position. Das Hydraulikmedium wird dann durch das druckmitteldurchgängige zweite Kolbenseg­ ment 42 geleitet und gelangt über die Ausgangsleitung 48 zum Regler 22 und zur Stellvorrichtung 20. Im Regler 22 und der Stellvorrichtung 20 anfallendes Leckagemedium gelangt in einen durch das Pumpengehäuse gebildeten Leckageraum 62. Von dort aus wird das Leckagemedium zu­ sammen mit dem Leckagemedium der Pumpe 10 über die Ein­ gangsleitung 50 dem Steuerzylinder 30 zugeführt und durch das druckmitteldurchgängige erste Kolbensegment 38 in die Stichleitung 26 geleitet und in die Leitung 16 zur Saug­ seite 12 der Pumpe 10 geführt.

Wenn die Drehrichtung der Pumpe 10 wechselt, ändert sich die Saugseite und die Hochdruckseite, das heißt, die Seite 14 der Pumpe 10 wird die Saugseite und die Seite 12 der Pumpe wird die Hochdruckseite. Nun wird Hydraulikme­ dium von der Leitung 18 in die Leitung 16 gefördert und gelangt über die Stichleitung 26 in den Steuerraum 34. Der Steuerkolben 32 schaltet darauf in die andere Posi­ tion. Das Hydraulikmedium wird dann durch das druckmit­ teldurchgängige erste Kolbensegment 38 geleitet und ge­ langt über die Ausgangsleitung 48 zum Regler 22 und zur Stellvorrichtung 20. Vom Leckageraum 62 wird das Leckage­ medium zusammen mit dem Leckagemedium der Pumpe 10 über die Eingangsleitung 52 dem Steuerzylinder 30 zugeführt und durch das druckmitteldurchgängige zweite Kolbenseg­ ment 42 in die Stichleitung 28 geleitet und in die Lei­ tung 18 zur Saugseite der Pumpe 10 geführt.

Claims (4)

1. Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauart mit einer in einem Schrägscheibenlagerbock gelagerten Schwenkein­ heit, deren Anstellwinkel über eine Stellvorrichtung (20) veränderbar ist, und mit einem Regler (22) zur Regelung des die Stellvorrichtung (20) beaufschlagenden Druckes, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler (22) und der Stellvorrichtung (20) ein Wechselventil (24) zugeordnet ist, welches in Abhängigkeit der Drehrichtung der Pumpe (10) den Eingang des Reglers (22) und der Stellvor­ richtung (20) mit der jeweiligen Hochdruckseite und den Ausgang des Reglers (22) und der Stellvorrichtung (20) mit der jeweiligen Saugseite der Pumpe (10) verbindet.

2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wechselventil (24) einen in einem Steuerzylinder (30) bidirektional betätigbaren Steuerkol­ ben (32) mit zwei einander gegenüberliegenden Druckflä­ chen (58, 60) umfaßt und daß durch den Steuerzylin­ der (30) und die Druckflächen (58, 60) zwei Steuer­ räume (34, 36) begrenzt sind, die jeweils über eine Lei­ tung (26, 16; 28, 18) mit jeweils einer der beiden Sei­ ten (12, 14) der Pumpe (10) verbunden sind.

3. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerkolben (32) aus einem ersten (38) und zweiten (42) äußeren und einem dritten mittleren Kol­ bensegment (40) unter Bildung einer ersten (44) und zwei­ ten Einschnürung (46) zwischen den Kolbensegmenten (38, 40, 42) besteht, daß die äußeren Kolbensegmente (38, 42) axial druckmitteldurchgängig sind, daß in den Steuerzy­ linder (30) eine mittlere Ausgangsleitung (48), die mit dem Eingang des Reglers (22) und der Stellvorrich­ tung (20) verbunden ist sowie eine erste (50) und zwei­ te (52), seitlich zur Ausgangsleitung (48) versetzte Eingangsleitung, die über einen Leckageraum (62) mit dem Ausgang des Reglers (22) und der Stellvorrichtung (20) verbunden sind, münden und daß in der ersten Stellung des Steuerkolbens (32) die zweite Einschnürung (46) im Be­ reich der Ausgangsleitung (48) und die erste Einschnü­ rung (44) im Bereich der ersten Eingangsleitung (50) liegt und das zweite Kolbensegment (42) die zweite Ein­ gangsleitung (52) sperrt, während in der zweiten Stellung des Steuerkolbens (32) die erste Einschnürung (44) im Be­ reich der Ausgangsleitung (48) und die zweite Einschnü­ rung (46) im Bereich der zweiten Eingangsleitung (52) liegt und das erste Kolbensegment (38) die erste Ein­ gangsleitung (50) sperrt.

4. Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselventil (24) in einem axialen Deckel eines Gehäuses der Pumpe angeordnet ist.