DE19618524A1 - Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp - Google Patents
Axialkolbenpumpe vom TaumelscheibentypInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine
Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp (auch als
Axialkolbenpumpe vom Kurvenscheibentyp oder als
Taumelscheibenpumpe bekannt) Insbesondere betrifft die
Erfindung eine Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp mit
einer Struktur, bei der Gleitkontaktoberflächen zwischen den
Elementen, die Teile der Pumpe bilden, die sich relativ
zueinander unter Ausführung einer Gleitbewegung bei hohem
Druck bewegen, im Hinblick auf die
Verschleißfestigkeitseigenschaft verbessert ist, und die
demnach eine verringerte Lebensdauer der Pumpe gewährleistet,
während gleichzeitig ein relativ ruhiger Betrieb der Pumpe
ohne Erzeugung eines störenden Lärms möglich ist.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird deren
technischer Hintergrund zunächst detailliert beschrieben. Die
Fig. 2 zeigt einen seitlichen Aufrißquerschnitt zum
Darstellen einer bisher bekannten Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp, wie sie beispielsweise in der japanischen
Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 68472/1992 beschrieben
ist. Wie in der Figur gezeigt ist, ist eine Drehwelle 103 an
einem Gehäuse 101 angeordnet und an beiden Enden mit Hilfe
von Lagern drehbar gehalten, die jeweils als Wellenlager 105
und Nadellager 107 ausgebildet sind, und ein Ende der
Drehwelle 103 ist betriebsgemäß mit einer (nicht gezeigten)
Antriebsleistungsversorgung gekoppelt. An der Drehwelle 103
ist ein Teilwellenabschnitt 113 ausgebildet, an dem ein
Zylinderblock 111 mit mehreren Zylindern 109 axial
verschiebbar befestigt ist und der zusammen mit der Drehwelle
103 drehbar ist. Die mehreren Zylinder 109 des Zylinderblocks
111 sind so ausgebildet, daß sie um die Drehwelle 103 mit
ungefähr gleicher Winkeldistanz zwischen benachbarten
Zylindern angeordnet sind, und Kolben 115 sind jeweils
gleitfähig in den einzelnen Zylindern 109 derart aufgenommen,
daß sie entlang der Axialrichtung der Taumelscheibenpumpe
hin- und herbewegbar sind. Eine ringförmige Taumelscheibe 117
ist an der Drehwelle 103 mit Spiel befestigt, und jeweils ein
Ende der Kolben 115 ist so ausgebildet, daß er an der inneren
Seitenfläche der Taumelscheibe 117 über zwischengelagerte
Gleitkörper 119 anliegt. Andererseits ist die andere
Seitenfläche der Taumelscheibe 117 mit einer zylinderförmigen
Konfiguration ausgebildet, die so angeordnet ist, daß sie an
einer zylinderförmigen Oberfläche einer in dem Gehäuse 101
befestigten Haltevorrichtung 121 anliegt. Einzelne
Gleitkörper 119 werden durch einen ringförmigen Halter 123
relativ zu der Taumelscheibe 117 gehalten, und jeder der
Gleitkörper 119 weist näherungsweise einen kugelförmigen
Abschnitt 119a auf, der schwenk- oder drehbar mit einem Ende
jedes Kolbens 115 verbunden ist. Ein äußerer Randabschnitt
der Taumelscheibe 117 ist mit einem Plunger 127 mit Hilfe
eines Verbindungsarms 125 derart gekoppelt, daß sich die
Taumelscheibe 117 variabler relativ zu der Mittenachse der
Drehwelle 103 in einem festgelegten Winkelbereich für die
Neigung neigen läßt.
Zwischen der Grundfläche des Zylinderblocks 111 und der
Innenfläche des Gehäuses 101 ist eine Ventilscheibe 129
angeordnet, die mit einem Einlaßanschluß 131 und einem
Auslaßanschluß 133 ausgebildet ist. Der Zylinderblock 111
wird federnd nach links gedrückt, wie in Fig. 2 gezeigt ist,
und zwar durch eine Schraubenfeder 135, die an der und um die
Drehwelle 103 befestigt ist, wodurch eine Anlage des Bodens
des Zylinderblocks 111 gegen die Innenfläche des Gehäuses 101
unter Einwirkung der Schraubenfeder 135 mit dazwischen
angeordneter Ventilscheibe 129 erzwungen wird. In jedem der
Zylinder 109 des Zylinderblocks 111 ist ein Schöpfraum 110
festgelegt, der selektiv mit einer in dem Gehäuse 101
gebildeten Einlaßpassage 137 oder einer Auslaßpassage 139
über den Einlaßanschluß 131 oder den Auslaßanschluß 133 der
Ventilscheibe 129 in Verbindung steht.
Mit der oben beschriebenen Struktur der Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp wird dann, wenn die Drehwelle 103 durch
Aktivieren der (nicht gezeigten) Antriebsversorgung nach
geeigneter Anpassung des Neigungswinkels der Taumelscheibe
117 relativ zu der Drehwelle 103 durch Betätigung des
Plungers 127 in Drehbewegung versetzt wird, die Drehung des
Zylinderblocks 111 zusammen mit der Drehwelle 103 bewirkt,
wodurch sich die jeweils in den Zylindern 109 aufgenommenen
Kolben 115 zusammen mit der Welle 103 drehen. Da jeweils ein
Ende der Kolben 115 an der Taumelscheibe 117 über die
jeweiligen Gleitkörper 119 anliegt, und die Scheibe 117
relativ zu der Drehwelle 103 geneigt ist, bewegen sich die
Kolben 115 in den jeweiligen Zylindern 109 bei Ausführung der
Drehbewegung mit der Welle 103 hin und her. Demnach wird
während dem Einlaß- oder Saughub, in dem der Kolben 115 nach
rechts bewegt wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein
hydraulisches Medium wie Öl in dem in dem Zylinder 109
gebildeten Schöpfraum 110 über den Einlaßanschluß 131 der
Ventilscheibe 129 durch die Einlaßpassage 137 angesaugt,
während bei einem Ausströmhub, in dem der Kolben 115 nach
links bewegt wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, das in dem
Schöpfraum 110 aufgenommene Hydrauliköl unter Druck gesetzt
wird, so daß das Öl in die Ausströmpassage 139, die in dem
Gehäuse 101 gebildet ist, über den Auslaßanschluß 133 der
Ventilscheibe 129 ausströmt.
Bei dem Betrieb der bekannten Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp mit der oben beschriebenen Struktur treten
relative Gleitbewegungen zwischen paarweisen metallischen
Elementen auf, beispielsweise zwischen einem Boden des
Zylinderblocks 111 und der Ventilscheibe 129, zwischen den
Gleitkörpern 129 und dem Halter 123, zwischen dem Gleitkörper
119 und der Taumelscheibe 117 usw. Diese gleitenden Elemente
werden durch das in dem unteren Abschnitt des Gehäuses 101
vorliegende Öl geschmiert, das in dem Zylinderblock 111
während dessen Drehbewegung aufgenommen wird. In diesem
Zusammenhang ist zu erwähnen, daß für die bekannte
Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp bisher kein Vorschlag
gemacht wurde, wie sich die Verschleiß- oder
Abriebfestigkeitseigenschaft dieser gleitenden Elemente
verbessern läßt.
Demnach tritt oft eine Situation auf, daß während des
Betriebs der Pumpe mit hoher Geschwindigkeit die Schmierung
der gleitenden Elemente in einem solchen Ausmaß unzureichend
wird, daß die Gleitoberflächen der metallischen Elemente
aus trocknen, was einen intensiven Abrieb oder eine intensive
Abnützung nach sich zieht, was zu einem unruhigen
Pumpbetrieb, einer verkürzten Lebensdauer der Pumpe und der
Erzeugung störender Geräusche sowie zu weiteren Problemen
führt.
Ferner tendiert dann, wenn die Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp als Pumpe zum Zuführen von Brennstoff zu
Einspritzvorrichtungen eines Verbrennungsmotors vom
Brennstoffeinspritztyp eingesetzt wird, der in der Pumpe bei
deren Anhalten zurückbleibende Brennstoff dazu, unter
Einwirkung der Motorwärme zu verdampfen. Demnach wird der
Motor mit hoher Wahrscheinlichkeit von dem trockenen Zustand
ausgehend gestartet.
Vor dem Hintergrund des oben beschriebenen Stands der Technik
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der
Schaffung einer Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp, die
im Hinblick auf die Verschleiß- oder
Abriebfestigkeitseigenschaft der gleitfähigen Elemente, die
sich relativ zueinander drehen, verbessert ist, damit diese
vor einem schnellen Verschleiß selbst bei hoher Drehzahl der
Pumpe geschützt sind, um hierdurch deren Lebensdauer zu
verlängern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung
einer Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp mit verlängerter
Lebensdauer und ruhigem Betrieb ohne Erzeugung störender
Geräusche.
Im Hinblick auf die obigen Aufgaben und weiterer Aufgaben,
die sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben, wird
gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine
Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp geschaffen,
enthaltend: ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse drehbar
gehaltene Drehwelle, eine Axialkolbenpumpe mit einem
Zylinderblock, der an der Welle entlang dieser verschiebbar
befestigt ist und sich mit dieser dreht und der mehrere
Kolben aufweist, die axial hin- und herbewegbar jeweils in
den zugeordneten sich axial erstreckenden Zylindern
aufgenommen und um die Drehwelle angeordnet sind, eine für
die Hin- und Herbewegung der Kolben in Axialrichtung bei
Drehung der Welle angeordnete Taumelscheibe, und mehrere
gleitfähige Elemente, die relativ zueinander gleitfähig zum
Bilden einzelner Teile der Pumpe vorgesehen sind.
Zumindest eines der mehreren Gleitelemente ist mit einer
Nickel-Phosphor-Teflon-Schicht beschichtet.
Für einen bevorzugten Ausführungsmodus zum Realisieren des
oben erläuterten Aspekts der Erfindung ist kennzeichnend, daß
zumindest ein Paar wechselweise gleitfähiger Elemente der
mehreren Paare wechselseitig gleitfähiger Elemente mit einer
Nickel-Phosphor-Teflon-Schicht durch Plattieren beschichtet
ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine
Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp geschaffen, enthaltend
ein Gehäuse, eine Drehwelle, die in dem Gehäuse angeordnet
ist und drehbar in dem Gehäuse jeweils durch Lager an beiden
Enden gehalten ist und die sich durch eine Antriebsquelle in
eine Drehbewegung versetzen läßt, eine fest in dem Gehäuse im
geneigten Zustand relativ zu der Mittenachse der Drehachse
mit Hilfe eines ringförmigen Halteelements befestigte
Taumelscheibe, einen Zylinderblock, der in dem Gehäuse
angeordnet ist und an der Drehwelle gleitfähig entlang einer
Axialrichtung von dieser und gemeinsam mit dieser drehbar
befestigt ist, wobei der Zylinderblock mehrere Zylinder
aufweist, die jeweils einen Schöpfraum in diesem festlegen,
mehrere Kolben, von denen jeweils ein Endabschnitt gleitfähig
in die Zylinder eingepaßt ist, mehrere Gleitkörper mit einem
Ende, das jeweils schwenkbar an die Kolben gekoppelt ist, und
einem anderen Ende, das unter Ausbildung eines Gleitkontakts
mit einer Seitenfläche der Taumelscheibe angeordnet ist,
einen ringförmigen Gleitkörperhalter mit mehreren
Halteöffnungen und einem äußeren Randabschnitt in
Gleitkontakt zu dem Halteelement, und eine Ventilscheibe, die
derart angeordnet ist, daß eine Randfläche hiervon an der
Innenfläche des Gehäuses anliegt und daß eine andere
Randfläche hiervon an einer Grundfläche des Zylinderblocks
anliegt, wobei die Drehwelle sich durch die Ventilscheibe
erstreckt und eine Einlaßpassage und eine Ausströmpassage,
die in dem Gehäuse gebildet sind, jeweils selektiv mit dem in
den Zylindern gebildeten Schöpfräumen in Verbindung stehen.
Bei der oben beschriebenen Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp ist gemäß der Lehre der Erfindung
mindestens eines der mehreren gleitfähigen Elemente, die sich
wechselseitig gleitfähig berühren, mit einer Nickel-Phosphor-
Teflon-Schicht beschichtet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zum
Realisieren des oben erläuterten zweiten Aspekts der
vorliegenden Erfindung kann das zuvor erwähnte eine
gleitfähige Element die Ventilscheibe, der Zylinderblock, der
Gleitkörper, die Taumelscheibe, der Gleitkörperhalter oder
das Halteelement sein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zum Ausführen
der Erfindung ist eine Wärmebehandlung der Ventilscheibe nach
dem Aufbringen der Nickel-Phosphor-Teflon-Beschichtung
durchzuführen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
eine Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp geschaffen,
enthaltend: ein Gehäuse, eine Drehwelle, die in dem Gehäuse
angeordnet ist und drehbar in dem Gehäuse jeweils durch Lager
an beiden Enden gehalten ist und die sich durch eine
Antriebsquelle in eine Drehbewegung versetzen läßt, eine fest
in dem Gehäuse im geneigten Zustand relativ zu der
Mittenachse der Drehachse mit Hilfe eines ringförmigen
Halteelements befestigte Taumelscheibe, einen Zylinderblock,
der in dem Gehäuse angeordnet ist und an der Drehwelle
gleitfähig entlang einer Axialrichtung von dieser und
gemeinsam mit dieser drehbar befestigt ist, wobei der
Zylinderblock mehrere Zylinder aufweist, die jeweils einen
Schöpfraum in diesem festlegen, mehrere Kolben, von denen
jeweils ein Endabschnitt gleitfähig in die Zylinder eingepaßt
ist, mehrere Gleitkörper mit einem Ende, das jeweils
schwenkbar an die Kolben gekoppelt ist, und einem anderen
Ende, das unter Ausbildung eines Gleitkontakts mit einer
Seitenfläche der Taumelscheibe angeordnet ist, einen
ringförmigen Gleitkörperhalter mit mehreren Halteöffnungen
und einem äußeren Randabschnitt im Gleitkontakt zu dem
Halteelement, und eine Ventilscheibe, die derart angeordnet
ist, daß eine Seitenfläche hiervon an der Innenoberfläche des
Gehäuses anliegt und daß die andere Seitenfläche hiervon an
einer Grundfläche des Zylinderblocks anliegt. Die drehbare
Welle erstreckt sich durch die Ventilscheibe, und eine
Einlaßpassage und eine Ausströmpassage, die in dem Gehäuse
gebildet sind, sind wahlweise jeweils mit den in den
Zylindern festgelegten Schöpfräumen verbunden. Gemäß der
Erfindung ist zumindest eines der Paare der wechselseitig
gleitfähigen Elemente der mehreren Paare der wechselseitig
gleitfähigen Elemente jeweils mit einer Nickel-Phosphor-
Teflon-Schicht durch Plattieren beschichtet.
Die mehreren Paare der gleitfähigen Elemente können ein aus
der Ventilscheibe und dem Zylinderblock gebildetes Paar
enthalten, sowie ein aus den Gleitkörpern und der
Taumelscheibe gebildetes Paar und ein aus dem
Gleitkörperhalter und dem Halteelement gebildetes Paar.
Vorzugsweise können jeweils die Ventilscheibe, der
Gleitkörper und das Halteelement mit einer Nickel-Phosphor-
Teflon-Schicht beschichtet sein.
Weiterhin sollten vorzugsweise die Ventilscheibe aus einem
Eisen-(II)-Material hergestellt sein, während der
Zylinderblock aus sphärolitischem Graphitgußeisen hergestellt
sein sollte.
Zusätzlich sollte der Gleitkörper vorzugsweise aus einem
speziellen hochzugfesten Messing hergestellt sein, während
die Taumelscheibe vorzugsweise aus einem einer
Nitrierbehandlung unterzogenem Stahl hergestellt sein sollte.
Weiterhin sollte das Halteelement vorzugsweise aus einem
Eisen-(II)-Material hergestellt sein, während ferner der
Gleitkörperhalter vorzugsweise aus einem vergüteten Stahl
hergestellt sein sollte.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und zugeordnete
Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich einfacher
anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen hiervon verstehen, die lediglich
beispielhaft erfolgt, unter Bezug auf die beiliegende
Zeichnung. Im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung erfolgt
ein Bezug auf die Zeichnung; es zeigen:
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht zum Darstellen einer
Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
und
Fig. 2 eine Querschnittsansicht zum Darstellen einer
bisher bekannten üblichen Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp.
Nun wird die vorliegende Erfindung detailliert im
Zusammenhang mit dem, was momentan als bevorzugte oder
typische Ausführungsformen hiervon angesehen wird, unter
Bezug auf die Zeichnung beschrieben. In der folgenden
Beschreibung kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder
entsprechende Teile bei sämtlichen Ansichten. Weiterhin ist
bei der folgenden Beschreibung zu erkennen, daß Begriffe wie
"links", "rechts" und dergleichen aus Gründen der Einfachheit
gewählt und nicht begrenzend auszulegen sind.
Die Fig. 1 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht zum
Darstellen einer Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp gemäß
einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist in dem Gehäuse 1 eine
Drehwelle 3 aufgenommen, die in dem Gehäuse durch ein
Kugellager 5 oder dergleichen an einem Endabschnitt gehalten
ist, sowie durch ein Nadellager 7 oder dergleichen am anderen
Ende, und das andere Ende der Drehwelle 3 ist betriebsgemäß
an die Eingangswelle 11 mit Hilfe einer Magnetkupplung 9
gekoppelt. Andererseits ist die Eingangswelle 11
betriebsgemäß mit einer Antriebsquelle gekoppelt,
beispielsweise einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor oder
dergleichen.
Die Drehwelle 3 ist mit einem Keilwellenabschnitt 17
ausgebildet, und ein Zylinderblock 15 mit mehreren in einem
koaxialen ringförmigen Feld gebildeten Zylindern 3 ist
gleitfähig an den Keilwellenabschnitt 17 entlang der
Axialrichtung angepaßt und läßt sich gemeinsam mit der Welle
3 drehen. Die in dem Zylinderblock 15 gebildeten Zylinder 13
sind um die Drehwelle 3 mit im wesentlichen gleichem
Zwischenabstand angeordnet, und ein Kolben 21 ist in jedem
der Zylinder 13 entlang der Axialrichtung hin- und
herbewegbar angeordnet.
Ferner ist eine kreisförmige oder ringförmige Taumelscheibe
23 an der drehbaren Welle 3 mit Spiel befestigt, und die
Taumelscheibe 23 wird durch das Gehäuse 1 festgehalten, und
zwar entlang von deren Randabschnitt in einem bezogen auf die
Mittenachse der Drehwelle 3 geneigten oder angeschrägten
Zustand. Insbesondere ist der äußere Randabschnitt der
Taumelscheibe 23 festgehalten und in einer sandwichartigen
Struktur zwischen dem ringförmigen Halteelement 24 und einem
fest an einem Flanschabschnitt des Gehäuses 1 und in dem
Wärmeisolationsmaterial ausgebildeten ringförmigen Isolator
22 eingeschlossen.
Die Kolben 21 sind so ausgebildet, daß sie an einer Innen-
oder linken Seitenfläche der Taumelscheibe 23 anliegen,
jeweils an einem oder dem rechten Ende hiervon durch einen
Gleitkörper 25. Insbesondere ist ein an einem Ende jedes
Kolbens 21 ausgebildeter näherungsweise halbkugelförmiger
Kopf 21a drehbar in eine komplementäre halbkugelförmige
Vertiefung 25a eingepaßt, die in dem zugeordneten Gleitkörper
25 ausgebildet ist, und jeder Kolben 21 ist dreh- oder
schwenkbar mit dem zugeordneten Gleitkörper 25 gekoppelt. Ein
Abschnitt jedes Gleitkörpers 25 ist schwenkbar in Kontakt mit
der einen oder inneren Seitenfläche der Taumelscheibe 23
durch Zusammenwirken mit einem ringförmigen Gleitkörperhalter
27 und dem kreisring- oder ringförmigen Halteelement 24 in
Kontakt. Der ringförmige Gleitkörperhalter 27 wird mit einer
Zahl von Halteöffnungen 27a ausgebildet, die jeweils
derjenigen der Gleitkörper 25 entspricht, und die Gleitkörper
25 sind jeweils in die Halteöffnungen 27a eingepaßt, während
der äußere Randabschnitt der Gleitkörperhalter 27 an einem
Versatzabschnitt 24a anliegt, der an der inneren Randfläche
des ringförmigen Halteelements 24 ausgebildet ist. Demnach
werden die Kolben 21 zusammen mit dem Zylinderblock 15 beim
Drehen der Welle 3 gedreht, und die Gleitkörper 25 und die
Gleitkörperhalter 27 führen eine Drehbewegung um die
Mittenachse der Drehwelle 3 zusammen mit dem Zylinderblock 15
aus, wodurch die Endoberflächen der einzelnen Gleitkörper 25
eine Gleitbewegung relativ zu der Taumelscheibe 23 in Kontakt
zu dieser ausführen, während der ringförmige
Gleitkörperhalter 27 eine Gleitbewegung relativ zu dem
Versatzabschnitt 24a des ringförmigen Halteelements 24
ausführt.
Ferner wird das ringförmige Halteelement 24 federnd nach
rechts gedrückt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und zwar durch
eine Wellenscheibe 29, was im Ergebnis dazu führt, daß das
andere Ende des ringförmigen Halteelements 24 gegen die
Taumelscheibe 23 durch die Wellenscheibe 29, die an dem
anderen Ende des Halteelements 24 anliegt, gedrückt wird,
während die Gleitkörper 25 federnd gegen die Taumelscheibe 23
über das ringförmige Halteelement 24 und den
Gleitkörperhalter 27 gepreßt werden.
Zwischen der Grundfläche des Zylinderblocks 15 und der
Innenfläche des Gehäuses 1 ist eine Ventilscheibe 31
angeordnet. Ein Einlaßanschluß und ein Ausströmanschluß,
jeweils mit (nicht gezeigter) gekrümmter Form, sind in der
Ventilscheibe 31 ausgebildet. Der Zylinderblock 15 wird
federnd nach links gedrückt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und
zwar durch eine Schraubenfeder 37, die an der äußeren
Umfangsfläche der Drehwelle 3 befestigt ist, wodurch der
Boden des Zylinderblocks 15 federnd gegen die Innenfläche des
Gehäuses 1 durch die zwischenliegende Ventilscheibe 31
gedrückt wird. Die jeweils in den Zylindern 13 festgelegten
Schöpfräume 14 des Zylinderblocks 15 werden wahlweise mit der
Einlaßpassage 39 oder der Ausströmpassage 41 verbunden, die
in dem Gehäuse 1 gebildet sind, und zwar über den
Einlaßanschluß oder den Ausströmanschluß der Ventilscheibe
und unter gemeinsamer Ausführung der Drehbewegung mit dem
Zylinderblock 15, der der Drehbewegung der Drehwelle 3 folgt.
Nun wird der Betrieb der Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform der
Erfindung beschrieben.
Wird durch die (nicht gezeigte) Antriebsquelle die Drehwelle
3 durch die Eingriffswelle 11 und die Magnetkupplung 9 in
eine Drehbewegung versetzt, so führt der Zylinderblock 15
eine Drehbewegung zusammen mit der Drehwelle 3 aus, wodurch
die in den jeweiligen Zylindern 13 aufgenommenen Kolben 21
sich zusammen mit dem Zylinderblock 15 drehen. Da eines der
Enden der Kolben 21 an der Taumelscheibe 23 über die
zugeordneten Gleitkörper 25 anliegt und die Scheibe 23 fest
in dem Gehäuse 1 in einem bezogen auf die Mittenachse der
Drehwelle 3 geneigten Zustand gehalten ist, führen die Kolben
21 zwangsweise eine Hin- und Herbewegung entlang der
Axialrichtung in den Zylindern 13 gemeinsam mit der
Drehbewegung der Welle 3 aus. Demnach wird während eines
Einlaß- oder Ansaughubs, in dem der Kolben 21 nach rechts
bewegt wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist, der in dem Zylinder
13 festgelegte Schöpfraum 14 mit dem (nicht gezeigten)
Einlaßanschluß der Ventilscheibe 31 verbunden, und ein Fluid
wie Öl wird in dem in dem Zylinder 13 gebildeten Schöpfraum
über den (nicht gezeigten) Einlaßabschnitt der Ventilscheibe
31 und über die in dem Gehäuse 1 gebildete Einlaßpassage 39
angesaugt. Andererseits wird während des Ausströmhubs, in dem
der Kolben 21 nach links bewegt wird, wie in Fig. 1 gezeigt
ist, der Schöpfraum 14 mit dem (nicht gezeigten)
Ausströmanschluß der Ventilscheibe 31 verbunden, und das in
dem Schöpfraum 14 aufgenommene Öl wird unter Druck gesetzt,
was im Ergebnis dazu führt, daß das Öl in die in dem Gehäuse
1 gebildete Ausströmpassage 41 ausströmt, und zwar über den
(ebenfalls nicht gezeigten) Ausströmanschluß der
Ventilscheibe 31.
Gemäß den technischen Lehren der vorliegenden Erfindung, wie
sie in der momentanen Ausführungsform realisiert sind, wird
mindestens eines der gleitfähigen Elemente, beispielsweise
mindestens die Ventilscheibe 31 oder der Zylinderblock 15,
mindestens der Gleitkörper 25 oder die Taumelscheibe 23 oder
mindestens der ringförmige Gleitkörperhalter 27 und das
ringförmige Halteelement 24, die unter Ausführung einer
Gleitbewegung während des Betriebs der Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp miteinander wechselwirken, mit einer
Nickel-Phosphor-Teflon-Schicht (Ni-P-PTFE, Ni-P-
Polytetrafluorethylen, gewerblich unter dem Markennamen
"NEDOX" oder "KANIFLON" erhältlich) beschichtet oder
plattiert, und zwar als eine Oberflächenbehandlung zum
Verbessern der Beständigkeit des oben erwähnten Elements und
somit derjenigen der Axialkolbenpumpe als Ganzes.
Beispielsweise können die gleitfähigen Elemente aus den
nachfolgend angeführten Materialien hergestellt sein.
Wird die Ventilscheibe 31 mit Nickel-Phosphor-Teflon
beschichtet, so ist vorzugsweise bei der plattierten
Ventilscheibe eine Wärmebehandlung bei 400°C über eine Stunde
nach dem Plattieren durchzuführen, damit die Härte oder
mechanische Beanspruchbarkeit der Beschichtung verbessert
wird. Ferner sollte der Gleitkörperhalter 27 vorzugsweise
einer Abschreckbehandlung unterzogen werden, und das
Halteelement 24 sollte einer Badnitrierbehandlung unterzogen
werden. Zusätzlich sollte die Taumelscheibe 23 einer
Nitrierbehandlung unterzogen werden, beispielsweise einer
Behandlung bei Vorliegen eines Nitriergases. Übrigens sollte
bei Plattieren der Taumelscheibe 23 mit Nickel-Phosphor-
Teflon die Taumelscheibe 23 vorzugsweise aus einem
Kohlenstoffstahl hergestellt sein, beispielsweise "S45C" oder
dergleichen.
Der Beständigkeitstest bei hoher Temperatur und hoher
Geschwindigkeit wurde für die Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp experimentell über ungefähr 500 Stunden
durchgeführt, und zwar bei Bedingungen, die im folgenden für
die Gleitkörper 25, das Halteelement 24 und die mit der
Nickel-Phosphor-Teflon-Beschichtung beschichtete
Ventilscheibe 31 angegeben sind, im Vergleich zu dem nicht
beschichteten Fall. Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle 1 zusammengefaßt.
Wie sich anhand der obigen Tabelle erkennen läßt, ist die
Abriebsfestigkeitseigenschaft der plattierten Elemente
erheblich verbessert, und zwar um einen Faktor zwischen "3"
bis "500" und im Mittel um "10".
Im übrigen sei angemerkt, daß es vorzuziehen ist, daß dann,
wenn die Ventilscheibe 31, der Gleitkörper 25 und das
Halteelement 24 jeweils mit Nickel-Phosphor-Teflon
beschichtet sind, der Gleitkörperhalter 27 aus
sphärolithischem Graphitgußeisen (FCD) gebildet ist, und der
Zylinderblock 15 aus vergütetem Stahl gebildet ist, während
die Taumelscheibe 23 aus einem Stahl gebildet ist, der einer
Nitrierbehandlung unterzogen wurde.
Im Hinblick auf die Verbesserung der
Abriebsbeständigkeitseigenschaft ist es vorzuziehen,
sämtliche gleitfähige Elemente der Axialkolbenpumpe vom
Taumelscheibentyp mit der Nickel-Phosphor-Teflon-Schicht
auszubilden. Jedoch kann aufgrund wirtschaftlicher Erwägungen
die oben erläuterte Beschichtung lediglich bei einem der
gleitfähigen Elemente durchgeführt werden (beispielsweise
lediglich der Ventilscheibe 31). Selbstverständlich können im
Hinblick auf die verbesserte Abriebsbeständigkeitseigenschaft
und einer wirtschaftlichen Betrachtung lediglich
entsprechende Teile sämtlicher Paare der gleitfähigen
Elemente durch Plattieren beschichtet werden (beispielsweise
die Ventilscheibe 31, der Gleitkörper 25 und das Halteelement
24).
Aus dem Vorangegangenen ergibt sich deutlich, daß bei der
Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp gemäß der Erfindung
durch das Durchführen einer Nickel-Phosphor-Teflon-
Plattierung bei mindestens einem der relativ zueinander eine
Gleitbewegung ausführenden Elemente (beispielsweise der
Ventilscheibe 31, dem Zylinderblock 15, dem Gleitkörper 25,
der Taumelscheibe 23, dem Gleitkörperhalter 27 und dem
Halteelement 24 usw.) der Abrieb der gleitfähigen Elemente
auf ein Minimum reduziert werden kann, was sich wiederum
günstig auf die Vermeidung eines störenden und unkomfortablen
Lärms auswirkt, während sich die Lebensdauer der
Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp als Ganzes verlängern
läßt.
Ferner läßt sich durch Beschichten zumindestens eines Paars
der wechselseitig gleitfähigen Elemente (beispielsweise dem
aus der Ventilscheibe 31 und dem Zylinderblock 15 gebildeten
Paar, dem aus dem Gleitkörper 25 und der Taumelscheibe 23
gebildeten Paar und dem aus dem Gleitkörperhalter 27 und dem
Halteelement 24 gebildeten Paar) mit einer Nickel-Phosphor-
Teflon-Schicht der Gleitabrieb oder die Gleitabnützung dieser
Elemente bei verbesserter relativer Gleitbewegung dieser
Elemente weiter reduzieren. Übrigens läßt sich die Erzeugung
eines störenden Lärms auf ein Minimum zurückführen, und die
Lebensdauer der gleitfähigen Elemente läßt sich auf ein
Maximum verlängern.
Zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden
Erfindung sind im Hinblick auf die oben erläuterten Techniken
möglich. Demnach ist zu erkennen, daß sich innerhalb des
Schutzbereichs der nachfolgenden Patentansprüche die
Erfindung anders praktisch umsetzen läßt, als es hier
speziell beschrieben ist.
Claims (11)
1. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp, enthaltend:
ein Gehäuse;
eine in dem Gehäuse drehbar gehaltene Drehwelle;
eine Axialkolbenpumpe mit einem Zylinderblock, der an der Welle entlang dieser verschiebbar befestigt ist und sich mit dieser dreht und der mehrere Kolben aufweist, die axial hin- und herbewegbar jeweils in den zugeordneten sich axial erstreckenden Zylindern aufgenommen sind und um die Drehwelle angeordnet sind;
eine für die Hin- und Herbewegung der Kolben in Axialrichtung bei Drehung der Welle angeordnete Taumelscheibe; und
mehrere gleitfähige Elemente, die relativ zueinander gleitfähig zum Bilden einzelner Teile der Pumpe vorgesehen sind, wobei
zumindest eines der mehreren gleitfähigen Elemente mit einer Nickel-Phosphor-Teflon-Schicht beschichtet ist.
ein Gehäuse;
eine in dem Gehäuse drehbar gehaltene Drehwelle;
eine Axialkolbenpumpe mit einem Zylinderblock, der an der Welle entlang dieser verschiebbar befestigt ist und sich mit dieser dreht und der mehrere Kolben aufweist, die axial hin- und herbewegbar jeweils in den zugeordneten sich axial erstreckenden Zylindern aufgenommen sind und um die Drehwelle angeordnet sind;
eine für die Hin- und Herbewegung der Kolben in Axialrichtung bei Drehung der Welle angeordnete Taumelscheibe; und
mehrere gleitfähige Elemente, die relativ zueinander gleitfähig zum Bilden einzelner Teile der Pumpe vorgesehen sind, wobei
zumindest eines der mehreren gleitfähigen Elemente mit einer Nickel-Phosphor-Teflon-Schicht beschichtet ist.
2. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Paar
wechselweise gleitfähiger Elemente der mehreren Paare
wechselseitig gleitfähiger Elemente mit einer Nickel-
Phosphor-Teflon-Schicht durch Plattieren beschichtet
ist.
3. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp, enthaltend:
ein Gehäuse;
eine Drehwelle, die in dem Gehäuse angeordnet ist und drehbar in dem Gehäuse jeweils durch Lager an beiden Enden gehalten ist und die sich durch eine Antriebsquelle in eine Drehbewegung versetzen läßt;
eine fest in dem Gehäuse im geneigten Zustand relativ zu der Mittenachse der Drehachse mit Hilfe eines ringförmigen Halteelements befestigte Taumelscheibe;
einen Zylinderblock, der in dem Gehäuse angeordnet ist und an der Drehwelle gleitfähig entlang einer Axialrichtung von dieser und gemeinsam mit dieser drehbar befestigt ist, wobei der Zylinderblock mehrere Zylinder aufweist, die jeweils einen Schöpfraum in diesem festlegen;
mehrere Kolben, von denen jeweils ein Endabschnitt gleitfähig in die Zylinder eingepaßt ist;
mehrere Gleitkörper mit einem Ende, das jeweils schwenkbar an die Kolben gekoppelt ist, und einem anderen Ende, das unter Ausbildung eines Gleitkontakts mit einer Seitenfläche der Taumelscheibe angeordnet ist;
einen ringförmigen Gleitkörperhalter mit mehreren Halteöffnungen und einem äußeren Randabschnitt im Gleitkontakt zu dem Halteelement; und
eine Ventilscheibe, die derart angeordnet ist, daß eine Randfläche hiervon an der Innenfläche des Gehäuses anliegt und daß eine andere Randfläche hiervon an einer Grundfläche des Zylinderblocks anliegt, wobei die Drehwelle sich durch die Ventilscheibe erstreckt und eine Einlaßpassage und eine Ausströmpassage, die in dem Gehäuse gebildet sind, jeweils selektiv mit dem in den Zylindern gebildeten Schöpfräumen in Verbindung stehen, und
mindestens eines der mehreren gleitfähigen Elemente, die untereinander in einem Gleitkontakt stehen, mit einer Nickel-Phosphor-Teflon-Schicht beschichtet ist.
ein Gehäuse;
eine Drehwelle, die in dem Gehäuse angeordnet ist und drehbar in dem Gehäuse jeweils durch Lager an beiden Enden gehalten ist und die sich durch eine Antriebsquelle in eine Drehbewegung versetzen läßt;
eine fest in dem Gehäuse im geneigten Zustand relativ zu der Mittenachse der Drehachse mit Hilfe eines ringförmigen Halteelements befestigte Taumelscheibe;
einen Zylinderblock, der in dem Gehäuse angeordnet ist und an der Drehwelle gleitfähig entlang einer Axialrichtung von dieser und gemeinsam mit dieser drehbar befestigt ist, wobei der Zylinderblock mehrere Zylinder aufweist, die jeweils einen Schöpfraum in diesem festlegen;
mehrere Kolben, von denen jeweils ein Endabschnitt gleitfähig in die Zylinder eingepaßt ist;
mehrere Gleitkörper mit einem Ende, das jeweils schwenkbar an die Kolben gekoppelt ist, und einem anderen Ende, das unter Ausbildung eines Gleitkontakts mit einer Seitenfläche der Taumelscheibe angeordnet ist;
einen ringförmigen Gleitkörperhalter mit mehreren Halteöffnungen und einem äußeren Randabschnitt im Gleitkontakt zu dem Halteelement; und
eine Ventilscheibe, die derart angeordnet ist, daß eine Randfläche hiervon an der Innenfläche des Gehäuses anliegt und daß eine andere Randfläche hiervon an einer Grundfläche des Zylinderblocks anliegt, wobei die Drehwelle sich durch die Ventilscheibe erstreckt und eine Einlaßpassage und eine Ausströmpassage, die in dem Gehäuse gebildet sind, jeweils selektiv mit dem in den Zylindern gebildeten Schöpfräumen in Verbindung stehen, und
mindestens eines der mehreren gleitfähigen Elemente, die untereinander in einem Gleitkontakt stehen, mit einer Nickel-Phosphor-Teflon-Schicht beschichtet ist.
4. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der
gleitfähigen Elemente die Ventilscheibe, der
Zylinderblock, der Gleitkörper, die Taumelscheibe, der
Gleitkörperhalter und das Halteelement ist.
5. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe nach dem
Aufbringen der Nickel-Phosphor-Teflon-Beschichtung
wärmebehandelt ist.
6. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp, enthaltend:
ein Gehäuse;
eine Drehwelle, die in dem Gehäuse angeordnet ist und drehbar in dem Gehäuse jeweils durch Lager an beiden Enden gehalten ist und die sich durch eine Antriebsquelle in eine Drehbewegung versetzen läßt;
eine fest in dem Gehäuse im geneigten Zustand relativ zu der Mittenachse der Drehachse mit Hilfe eines ringförmigen Halteelements befestigte Taumelscheibe;
einen Zylinderblock, der in dem Gehäuse angeordnet ist und an der Drehwelle gleitfähig entlang deren Axialrichtung und gemeinsam mit dieser drehbar befestigt ist, wobei der Zylinderblock mehrere Zylinder aufweist, die jeweils einen Schöpfraum in diesem festlegen;
mehrere Kolben, von denen jeweils ein Endabschnitt gleitfähig in die Zylinder eingepaßt ist;
mehrere Gleitkörper mit einem Ende, das jeweils schwenkbar an die Kolben gekoppelt ist, und einem anderen Ende, das unter Ausbildung eines Gleitkontakts mit einer Seitenfläche der Taumelscheibe angeordnet ist;
einen ringförmigen Gleitkörperhalter mit mehreren Halteöffnungen und einem äußeren Randabschnitt im Gleitkontakt zu dem Halteelement;
eine Ventilscheibe, die derart angeordnet ist, daß eine Seitenfläche von dieser an der Innenfläche des Gehäuses anliegt und daß die andere Seitenfläche von dieser an einer Grundfläche des Zylinderblocks anliegt, wobei die Drehwelle sich durch die Ventilscheibe erstreckt und eine Einlaßpassage und eine Ausströmpassage, die in dem Gehäuse gebildet sind, selektiv mit den jeweils in den Zylindern gebildeten Schöpfräumen verbunden sind, und
mindestens ein Paar der wechselweise gleitfähigen Elemente von den mehreren Paaren der wechselseitig gleitfähigen Elemente jeweils mit einer Nickel-Phosphor- Teflon-Schicht durch Plattieren beschichtet ist.
ein Gehäuse;
eine Drehwelle, die in dem Gehäuse angeordnet ist und drehbar in dem Gehäuse jeweils durch Lager an beiden Enden gehalten ist und die sich durch eine Antriebsquelle in eine Drehbewegung versetzen läßt;
eine fest in dem Gehäuse im geneigten Zustand relativ zu der Mittenachse der Drehachse mit Hilfe eines ringförmigen Halteelements befestigte Taumelscheibe;
einen Zylinderblock, der in dem Gehäuse angeordnet ist und an der Drehwelle gleitfähig entlang deren Axialrichtung und gemeinsam mit dieser drehbar befestigt ist, wobei der Zylinderblock mehrere Zylinder aufweist, die jeweils einen Schöpfraum in diesem festlegen;
mehrere Kolben, von denen jeweils ein Endabschnitt gleitfähig in die Zylinder eingepaßt ist;
mehrere Gleitkörper mit einem Ende, das jeweils schwenkbar an die Kolben gekoppelt ist, und einem anderen Ende, das unter Ausbildung eines Gleitkontakts mit einer Seitenfläche der Taumelscheibe angeordnet ist;
einen ringförmigen Gleitkörperhalter mit mehreren Halteöffnungen und einem äußeren Randabschnitt im Gleitkontakt zu dem Halteelement;
eine Ventilscheibe, die derart angeordnet ist, daß eine Seitenfläche von dieser an der Innenfläche des Gehäuses anliegt und daß die andere Seitenfläche von dieser an einer Grundfläche des Zylinderblocks anliegt, wobei die Drehwelle sich durch die Ventilscheibe erstreckt und eine Einlaßpassage und eine Ausströmpassage, die in dem Gehäuse gebildet sind, selektiv mit den jeweils in den Zylindern gebildeten Schöpfräumen verbunden sind, und
mindestens ein Paar der wechselweise gleitfähigen Elemente von den mehreren Paaren der wechselseitig gleitfähigen Elemente jeweils mit einer Nickel-Phosphor- Teflon-Schicht durch Plattieren beschichtet ist.
7. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Paare der
gleitfähigen Elemente ein aus der Ventilscheibe und dem
Zylinderblock bestehendes Paar enthalten, sowie ein aus
den Gleitkörpern und der Taumelscheibe gebildetes Paar
und ein aus dem Gleitkörperhalter und dem Halteelement
gebildetes Paar.
8. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe, der
Gleitkörper und das Halteelement jeweils mit einer
Nickel-Phosphor-Teflon-Schicht beschichtet sind.
9. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe aus einem
Eisen-(II)-Material besteht und der Zylinderblock aus
einem sphärolithischen Graphitgußeisen hergestellt ist.
10. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper aus einem
spezialen hochzugfestem Messing hergestellt ist, und die
Taumelscheibe aus einem einer Nitrierbehandlung
unterzogenem Stahl hergestellt ist.
11. Axialkolbenpumpe vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement aus einem
Eisen-(II)-Material gebildet ist, und der
Gleitkörperhalter aus einem vergütetem Stahl gebildet
ist.
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---|---|---|---|
JP7275887A JPH09112410A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 斜板式ポンプ |
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