DE19930411A1 - Hydraulik-Kolbenpumpe - Google Patents

Abstract

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Hydraulik-Kolbenpumpe zu schaffen, die in der Lage ist, die Schmierung zwischen einem Zylinderblock und einer Steuerscheibe zu gewährleisten. DOLLAR A Zur Lösung dieser Aufgabe sind Drucktaschen (26) zwischen Bohrungen (22, 23) und Positionen auf einer konkaven Fläche (20a) eines Zylinderblocks (20) ausgebildet, wo dieser einer Steuerscheibe (80) gegenüberliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulik-Kolbenpumpe gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere die Verbesserung einer Hydraulik-Kolbenpumpe, bei der Kolben durch die Rotation eines Zylinderblocks zusammen mit dem Umlauf einer Antriebswelle hin- und hergehen und Hydrauliköl über einen Einlaßkanal durch die hin- und hergehende Bewegung der Kolben angesaugt und getrennt über einen ersten Auslaßkanal und einen zweiten Auslaßkanal abgegeben wird.

Aus dem Stand der Technik ist eine Taumelscheiben-Hydraulik-Kolben­ pumpe bekannt, bei der Kolben in einem Zylinderblock hin- und hergehen (gemäß dem Neigungswinkel einer Taumelscheibe) und durch die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens das Hydrauliköl von der Einlaßseite zur Auslaßseite gedrückt wird, so daß zwei unabhängige Auslaßströme erhalten werden.

Dies ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-307330 offenbart. Gemäß diesem Stand der Technik sind abwechselnd innere und äußere Verbindungskanäle gebildet, entsprechend einer geraden Anzahl von Bohrungen in einem Zylinderblock. Ferner sind innere und äußere Auslaßkanäle, die unabhängig an jeden der Verbindungskanäle angeschlossen sein können, und ein Einlaßkanal, an den diese Verbindungskanäle gleichzeitig angeschlossen sein können, in einer Steuerscheibe vorgesehen, die gegen den Zylinderblock gleitet.

Wenn sich gemäß diesem Stand der Technik in jeder Bohrung vorgesehene Kolben aufgrund der Rotation der Zylinderblocks hin- und hergehend entlang der Taumelscheibe bewegen, kann vom Einlaßkanal angesaugtes Hydrauliköl jeweils unabhängig von den beiden Auslaßkanälen in der Steuerscheibe abgegeben werden.

Falls diese Hydraulik-Kolbenpumpe eingesetzt wird, dann wird es unnötig, zwei Einzelpumpen herzustellen, und daher kann der Installationsraum verkleinert werden.

Normalerweise ist in einer Hydraulik-Kolbenpumpe dieser Art das Innere des Hauptkörpers der Vorrichtung, die den Zylinderblock enthält, mit Hydrauliköl gefüllt. Das Hydrauliköl im Inneren der Vorrichtungshaupteinheit wird zur Schmierung der Gleitflächen des Zylinderblocks und der Steuerscheibe benutzt. In der Praxis ist in zumindest einer der Gleitflächen von Zylinderblock und Steuerscheibe eine Schmiernut ausgebildet. Wenn der Zylinderblock bezüglich der Steuerscheibe umläuft, kann Hydrauliköl in diese Nut hineingeschwemmt werden. Dieses in die Nut hineingeschwemmte Maschinenöl ist zum Schmieren der Gleitflächen bestimmt.

Übrigens ist in einer Hydraulik-Kolbenpumpe die Radialgeschwindigkeit um so höher, je größer der Außendurchmesser des Zylinderblocks ist, der das Hydrauliköl mitnimmt.

Daher ist es bei der oben beschriebenen Hydraulik-Kolbenpumpe nicht möglich, genügend Hydrauliköl in die vorher erwähnte Nut hineinzuschwemmen. Folglich treten zwischen dem Zylinderblock und der Steuerscheibe Verschleißerscheinungen auf, was zu Vibrationen und Geräuschen führt.

Wenn in einer Hydraulik-Kolbenpumpe dieser Art Hydrauliköl von den Bohrungen in dem Zylinderblock über die Verbindungskanäle abgegeben wird, erhält der Zylinderblock überdies als Reaktionskraft zu diesem Auslaßdruck Druck von der Steuerscheibe.

Der Druck, den der Zylinderblock von der Steuerscheibe erhält, wird zwischen den Auslaßpunkten des Hydrauliköls an die Steuerscheibe verteilt. Daher sind in der Hydraulik-Kolbenpumpe, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-307330 beschrieben ist, die Stellen, an denen Druck von der Steuerscheibe erhalten wird, gemäß der Position der jeweiligen Verbindungskanäle gegenseitig verschieden vom Kern der Antriebswelle beabstandet.

Daher werden beim vorstehend beschriebenen Stand der Technik während der Hydraulikölabgabe Schwingungen im Zylinderblock erzeugt. Infolge dieser Schwingungen werden Geräusche produziert, und es besteht die Gefahr, daß Verschleißerscheinungen zwischen dem Zylinderblock und der Steuerscheibe auftreten können.

Aus dem Stand der Technik sind Beispiele bekannt, wo die Gleitflächen des Zylinderblocks und der Steuerscheibe in einer Hydraulik-Kolbenpumpe mit nur einem Auslaßkanal sphärisch geformt sind, um Schwingungen zwischen dem Zylinderblock und der Steuerscheibe zu verhindern.

Insbesondere werden Zylinderblock und Steuerscheibe veranlaßt, derart über ihre sphärischen Flächen zu gleiten, daß der Verbindungsvektor des von dem Zylinderblock von der Steuerscheibe als Reaktionskraft erhaltenen Drucks, wenn Hydrauliköl von den Bohrungen abgegeben wird, und der Verbindungsvektor der Schubvektoren, die der Zylinderblock wegen des in den Bohrungen komprimierten Hydrauliköls an die Steuerscheibe erteilt, durch das Zentrum des Drehpunktes zwischen der Antriebswelle und dem Zylinderblock hindurchgehen.

Das Drehpunkt-Zentrum zwischen der Antriebswelle und dem Zylinderblock ist der Schnittpunkt zwischen der Verbindungsebene der Krümmungszentren jedes die Kolben tragenden Kugelkopfes und der Zentralachse der Antriebswelle. Nachfolgend wird dieses Drehpunkt-Zentrum zwischen der Antriebswelle und dem Zylinderblock vereinfacht Mitnehmerzentrum genannt.

In dem Stand der Technik, in dem die vorstehend erwähnte sphärische Steuerscheibe eingesetzt ist, wirkt kein Moment auf den Zylinderblock um das Mitnehmerzentrum. Daher ist es bei Einsatz einer sphärischen Steuerscheibe in einer Hydraulik-Kolbenpumpe mit nur einem Auslaßkanal möglich, Verschleißerscheinungen und daher Vibrationen und Geräusche zwischen dem Zylinderblock und der Steuerscheibe zu vermeiden.

Selbst wenn eine sphärische Steuerscheibe dieser Art eingesetzt wird, ist es jedoch in einer Hydraulik-Kolbenpumpe mit zwei Auslaßkanälen, einem inneren und einem äußeren, nicht möglich, eine sphärische Steuerscheibe auszubilden, welche beide Auslaßkanäle überdeckt.

Daher wird in wenigstens einer der Bohrungen ein Moment um das Mitnehmerzentrum herum erzeugt, nämlich wegen des Verbindungsvektors bestehend aus dem Verbindungsvektor des Drucks, den der Zylinderblock von der Steuerscheibe als Reaktionskraft erhält und dem Schubvektor, den der Zylinderblock wegen des im Inneren der Bohrung komprimierten Hydrauliköls an die Steuerscheibe erteilt.

Folglich trifft der Zylinderblock wegen des in dem Zylinderblock erzeugten Momentes schief auf der Steuerscheibe auf. Mit anderen Worten, es ist nicht möglich, Verschleißerscheinungen und damit Vibrationen und Geräusche zwischen dem Zylinderblock und der Steuerscheibe zu verhindern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hydraulik-Kolben­ pumpe bereitzustellen, wodurch die Schmierung zwischen einem Zylinderblock und einer Steuerscheibe sichergestellt werden kann.

Die vorliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Hydraulik-Kolben­ pumpe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Demgemäß wird das Hydrauliköl in den zweiten Bohrungen über die Drucktaschen zwangsläufig den Verschiebeabschnitten von Zylinderblock und Steuerscheibe zugeführt.

Daher ist es möglich sicherzustellen, daß ein Ölfilm zwischen dem Zylinderblock und der Steuerscheibe vorhanden ist. Folglich kann das Auftreten von Verschleißerscheinungen, Vibration oder Geräuschen zwischen dem Zylinderblock und der Steuerscheibe verhindert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Demgemäß liegen die Position, an der der Zylinderblock Druck von der Steuerscheibe erhält, wenn Hydrauliköl von den ersten Bohrungen abgegeben wird, und die Position, an der der Zylinderblock Druck von der Steuerscheibe erhält, wenn Hydrauliköl von der zweiten Bohrung abgegeben wird, annähernd auf demselben Bogen, der um die zentrale Achse der Antriebswelle zentriert ist.

Daher können Schwingungen des Zylinderblocks wegen der unterschiedlichen Position, an der Druck empfangen wird, verringert werden, und die Schmierung zwischen dem Zylinderblock und der Steuerscheibe wird verbessert. Folglich kann das Auftreten von Verschleißerscheinungen, Vibration und Geräuschen zwischen dem Zylinderblock und der Steuerscheibe wirksam verhindert werden.

Zudem geht der Verbindungsvektor bestehend aus dem Verbindungsvektor des Drucks, den der Zylinderblock von der Steuerscheibe erhält, wenn Hydrauliköl von den zweiten Bohrungen abgegeben wird, und dem Schubvektor, den der Zylinderblock wegen des in den zweiten Bohrungen komprimierten Hydrauliköls an die Steuerscheibe erteilt, durch das Drehpunkt-Zentrum zwischen der Antriebswelle und dem Zylinderblock hindurch.

Weiterhin geht auch in den ersten Bohrungen der Verbindungsvektor bestehend aus dem Verbindungsvektor des Drucks, den der Zylinderblock von der Steuerscheibe erhält, wenn Hydrauliköl abgegeben wird, und dem Schubvektor, den der Zylinderblock wegen des komprimierten Hydrauliköls an die Steuerscheibe erteilt, durch das Drehpunkt-Zentrum zwischen der Antriebswelle und dem Zylinderblock hindurch.

Daher wird wegen des von der Steuerscheibe empfangenen Drucks und des auf den Zylinderblock wirkenden Schubs in keiner der Bohrungen ein Moment auf dem Zylinderblock um das Zentrum seines Drehpunktes mit dem Zylinderblock erzeugt, wenn Hydrauliköl abgegeben wird.

Folglich läuft der Zylinderblock in stabiler Weise rund, und es ist möglich, daß der Zylinderblock mit höherer Geschwindigkeit umläuft und daß der Auslaßdruck des Hydrauliköls erhöht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teil-Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Hydraulik-Kolbenpumpe;

Fig. 2 ein Teil-Draufsicht der Hydraulik-Kolbenpumpe gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Stirnansicht des in der Hydraulik-Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 eingesetzten Zylinderblocks;

Fig. 4 eine Stirnansicht der in der Hydraulik-Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 eingesetzten Steuerscheibe;

Fig. 5(a) und 5(b) vergrößerte Haupt-Teilansichten zur Darstellung der Verteilung der Kraft, die der Zylinderblock in der Hydraulik-Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 von der Steuerscheibe erhält;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Kraft, die der Zylinderblock in der Hydraulik-Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 von der Steuerscheibe erhält und dem Schub, den der Zylinderblock wegen des komprimierten Hydrauliköls an die Steuerscheibe erteilt; und

Fig. 7(a) und 7(b) vergrößerte Haupt-Teilansichten zur Darstellung der Verteilung der Kraft, die der Zylinderblock in einer Abwandlung der erfindungsgemäßen Hydraulik-Kolbenpumpe von der Steuerscheibe erhält.

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, beinhaltet die erfindungsgemäße Hydraulik-Kolbenpumpe einen Zylinderblock 20 mit einer annähernd zylindrischen Form um eine Antriebswelle 10.

Eine Kerbverzahnung 21 in der Innenfläche des Zylinderblocks 20 greift in eine Kerbverzahnung 11 ein, die auf der Außenfläche der Antriebswelle 10 eingeformt ist. Daher kann der Zylinderblock 20 zusammen mit der Antriebswelle 10 umlaufen. Am Einspurpunkt zwischen der Kerbverzahnung 21 des Zylinderblocks 20 und der Kerbverzahnung 11 der Antriebswelle 10 ist auf der Außenseite davon eine Mitnehmerführung 30 installiert.

In dem oben beschriebenen Zylinderblock 20 ist eine gerade Anzahl von Bohrungen 22 und 23, im Falle der vorliegenden Ausführung zehn Bohrungen 22 und 23, um den Umfang der Antriebswelle 10 ausgebildet. Wie in Fig. 3 dargestellt, sind diese Bohrungen 22 und 23 in wechselseitig gleichen Positionsabständen auf demselben Kreis mit einem Zentrum an der zentralen Achse der Antriebswelle 10 vorgesehen. Da diese Bohrungen weiterhin, wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, derart vorgesehen sind, daß sie parallel zu der zentralen Achse der Antriebswelle 10 verlaufen, können die Kolben 40 zurückziehbar in den Bohrungen untergebracht sein.

Im Lagerendbereich jedes Kolbens 40 ist ein konkaver Abschnitt 41 ausgebildet, und in jedem konkaven Abschnitt 41 ist der sphärische Abschnitt 51 eines Kugelkopfes 50 kippbar, aber nicht entfernbar, installiert.

Über einen in jedem der jeweiligen Lagerendabschnitte vorgesehenen Verschiebeabschnitt 52 berührt der Kugelkopf 50 eine Taumelscheibe 60. Weiterhin wird der Kugelkopf 50 durch ein Kugelkopf-Andrückelement 55 auch derart gegen die Taumelscheibe 60 gepreßt, daß er entlang der Taumelscheibe 60 gleiten kann.

Diese Kugelköpfe 50 sind derart angebracht, daß die Schnittlinie zwischen der Ebene, die die Zentren von deren jeweiligen sphärischen Abschnitten 51 verbindet, und der zentralen Achse der Antriebswelle 10 durch das Zentrum C des oben erwähnten Einspur-Drehpunktbereichs hindurchgeht (nachfolgend vereinfacht Mitnehmerzentrum genannt).

Ein Stirnabschnitt der Taumelscheibe 60 geht mit einem Servokolben 70 in Eingriff, und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 60 bezüglich der zentralen Achse der Antriebswelle 10 kann durch Verschieben dieses Servokolbens 70 in der Zeichnung nach rechts oder links verändert werden.

Im Stirnendbereich des Zylinderblocks 20 ist auch eine konkave Fläche (sphärische Fläche) 20a ausgebildet. In dieser sphärischen Fläche 20a sind jeweils fünf äußere Verbindungskanäle (erste Verbindungskanäle) 24 und fünf innere Verbindungskanäle (zweite Verbindungskanäle) 25 ausgebildet. Die jeweiligen Lagerendabschnitte dieser äußeren Verbindungskanäle 24 und inneren Verbindungskanäle 25 schließen abwechselnd an die Bohrungen 22 und 23 in dem Zylinderblock 20 an und öffnen dadurch die entsprechenden Bohrungen 22 und 23 zu der sphärischen Fläche 20a des Zylinderblocks 20.

Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die Öffnungen der äußeren Verbindungskanäle 24 und die Öffnungen der inneren Verbindungskanäle 25 in wechselseitig gleichen Positionsabständen auf entsprechenden Kreisen mit dem Mittelpunkt auf der Zentralachse der Antriebswelle 10 vorgesehen. Genauer gesagt, sind die Öffnungen der äußeren Verbindungskanäle 24 auf einem Kreis ausgebildet, der innerhalb des Kreises liegt, der die zentralen Achsen der Bohrungen 22 und 23 verbindet. Die Öffnungen der inneren Verbindungskanäle 25 sind auf einem Kreis ausgebildet, der noch weiter innerhalb des Kreises angeordnet ist, der die Öffnungen der äußeren Verbindungskanäle 24 verbindet.

Andererseits ist in der oben beschriebenen Hydraulik-Kolbenpumpe eine scheibenförmige Steuerscheibe 80 an einer Position vorgesehen, die der konkaven Fläche 20a des Zylinderblocks gegenüberliegt, wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. In der Steuerscheibe 80 ist eine sphärische konvexe Fläche (sphärische Fläche) 81 an einer Position ausgebildet, die dem Zylinderblock 20 gegenüberliegt. In diese konvexe Fläche 81 öffnen sich ein Einlaßkanal 82 und innere und äußere Auslaßkanäle 83, 84.

Die konkave Fläche 20a des Zylinderblocks 20 und die konvexe Fläche 81 der Steuerscheibe 80 haben denselben Krümmungsradius, dessen Zentrum in einem Punkt 0 liegt, der sich auf der Verlängerung der zentralen Achse der Antriebswelle 10 befindet, wie in Fig. 6 dargestellt, und sie werden durch die Kraft einer Druckfeder 90 zusammengedrückt, die zwischen dem Zylinderblock 20 und der Antriebswelle 10 angeordnet ist.

In der konvexen Fläche 81 der zuvor erwähnten Steuerscheibe 80 ist auch ein Abflußkanal 85 vorgesehen. Der Abflußkanal 85 ist eine Nut zum Einstellen der Breite der Druckverteilung von der Steuerscheibe 80, wie unten beschrieben. Der Abflußkanal 85 ist bogenförmig zur Außenseite der äußeren Verbindungskanäle 24 geformt.

Die Steuerscheibe 80 ist an einem Körper 1 befestigt, der die Haupteinheit der Vorrichtung bildet.

Wie in Fig. 2 und Fig. 4 gezeigt, weist der Einlaßkanal 82 eine breite Bogenform auf, die sowohl zu den äußeren Verbindungskanälen 24 als auch den inneren Verbindungskanälen 25 offen sein kann, die in der konkaven Fläche 20a des Zylinderblocks 20 vorgesehen sind. Dieser Einlaßkanal 82 ist über eine in den Hauptkörper 1 eingeformte Einlaßpassage 2 an einen Hydrauliköltank (nicht dargestellt) angeschlossen.

Der äußere Auslaßkanal (erste Auslaßkanal) 83 weist eine Bogenform auf, die nur zu den äußeren Verbindungskanälen 24 offen sein kann. Dieser äußere Auslaßkanal 83 öffnet über eine erste Auslaßpassage 3, die in dem Hauptkörper 1 ausgebildet ist, auch zur äußeren Fläche des Hauptkörpers 1.

Der innere Auslaßkanal (zweite Auslaßkanal) 84 ist eine Bogenform, die zu den inneren Verbindungskanälen 25 öffnen kann. Dieser innere Auslaßkanal 84 öffnet über eine zweite Auslaßpassage 4, die in dem Hauptkörper 1 ausgebildet ist, auch zur äußeren Fläche des Hauptkörpers 1.

Weiterhin sind in dem Zylinderblock 20 auch Drucktaschen 26 vorgesehen. Diese Drucktaschen 26 sind kleine Löcher, die die Bohrungen 23 mit jeweils einem inneren Verbindungskanal 25 mit der konkaven Fläche 20a des Zylinderblocks 20 verbinden. Diese Drucktaschen 26 sind an Positionen weiter zur Außenseite des Abflußkanals 85 in der Steuerscheibe 80 hin angeordnet.

Als nächstes wird die Wirkungsweise der oben beschriebenen Hydraulik-Kolbenpumpe erläutert, und weiterhin werden die Beziehungen zwischen den äußeren Verbindungskanälen 24 und den inneren Verbindungskanälen 25, die im Zylinderblock 20 ausgebildet sind, den Drucktaschen 26 und dem Krümmungsradius der konkaven Fläche 20a beschrieben.

Wenn in einer wie vorstehend beschrieben aufgebauten Hydraulik-Kolbenpumpe die Antriebswelle 10 umläuft, läuft der Zylinderblock 20 über die Kerbverzahnung 11, 21 in derselben Richtung um. Die in den Bohrungen 22 und 23 angeordneten Kolben 40 des Zylinderblocks 20 bewegen sich jeweils hin- und hergehend mit einem Hub vor und zurück, der dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 60 entspricht.

In diesem Fall ist der Vorgang, durch den sich ein Kolben 40 von seiner Lage an der äußersten linken Position in den Zeichnungen in die Lage an der äußersten rechten Position in den Zeichnungen bewegt, der Einlaßtakt, und der Gegenvorgang ist der Auslaßtakt. Dieser Einlaßtakt und Auslaßtakt werden abwechselnd jedesmal in jeder der Bohrungen 22 und 23 des Zylinderblocks 20 ausgeführt, wenn der Zylinderblock 20 eine halbe Umdrehung macht.

Zunächst sollen hier die Bohrungen 22 mit den äußeren Verbindungskanälen 24 beschrieben werden.

In den Bohrungen 22 mit äußeren Verbindungskanälen 24 sind die äußeren Verbindungskanäle 24 im Einlaßtakt an den Einlaßkanal 82 der Steuerscheibe 80 angeschlossen. Dadurch wird Hydrauliköl in dem Hydrauliköltank (nicht dargestellt) aufgesaugt.

Daraufhin werden die äußeren Verbindungskanäle 24 der Bohrungen 22, die dieses Hydrauliköl angesaugt haben, im Auslaßtakt mit dem äußeren Auslaßkanal 83 der Steuerscheibe 80 verbunden. Hierdurch wird Hydrauliköl in die erste Auslaßpassage 3 abgegeben.

Als nächstes sollen die Bohrungen 23 mit inneren Verbindungskanälen 25 beschrieben werden.

In den Bohrungen 23 mit inneren Verbindungskanälen 25 sind die inneren Verbindungskanäle 25 während des Einlaßtaktes an den Einlaßkanal 82 der Steuerscheibe 80 angeschlossen. Dadurch wird Hydrauliköl in dem Hydrauliköltank (nicht dargestellt) aufgesaugt.

Daraufhin werden die äußeren Verbindungskanäle 25 der Bohrungen 23 mit diesem angesaugtem Hydrauliköl im Auslaßtakt mit dem inneren Auslaßkanal 84 der Steuerscheibe 80 verbunden. Dadurch wird Hydrauliköl in die zweite Auslaßpassage 4 abgegeben.

Folglich ist es bei der vorstehend beschriebenen Hydraulik-Kolben­ pumpe möglich, daß Hydrauliköl infolge der Rotation des Zylinderblocks 20 getrennt über zwei unabhängige Auslaßpassagen abgegeben wird, nämlich die erste Auslaßpassage 3 und die zweite Auslaßpassage 4.

Weiterhin wird gemäß der oben beschriebenen Hydraulik-Kolbenpumpe während des Auslaßtaktes der Bohrungen 23 mit inneren Verbindungskanälen 25 über die Drucktasche 26 zwangsläufig Hydrauliköl zu der äußersten Gleitfläche geführt, wo die konkave Fläche 20a des Zylinderblocks 20 die konvexe Fläche 81 der Steuerscheibe 80 unter Druck berührt.

Daher ist es möglich, einen Ölfilm zwischen der konkaven Fläche 20a des Zylinderblocks 20 und der konvexen Fläche 81 der Steuerscheibe 80 zu gewährleisten. Folglich gibt es kein Auftreten von Verschleißerscheinungen und daher keine Vibration und Geräusche zwischen der konkaven Fläche 20a und der konvexen Fläche 81. Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 60 mittels des Servokolbens 70 geändert wird, der sich hin- und hergehend bewegt, in der Zeichnung nach rechts und links, dann kann natürlich die von der ersten Auslaßpassage 3 und der zweiten Auslaßpassage 4 abgegebene Hydrauliköl-Menge geändert werden.

In der vorstehend erwähnten Hydraulik-Kolbenpumpe gemäß dem obigen Stand der Technik wird das Hydrauliköl von den Bohrungen 22 und 23 in dem Zylinderblock 20 während des Auslaßtaktes abgegeben. Wie in Fig. 5 dargestellt, empfängt der Zylinderblock 20 hier Druck von der Steuerscheibe 80 als Reaktion auf den Auslaßdruck.

Wenn sich der Kolben 40 ferner, wie in Fig. 6 dargestellt, während des Auslaßtaktes von der linken Seite zur rechten Seite in der Zeichnung bewegt hat, wirkt der von dem Zylinderblock 20 an die Steuerscheibe 80 erteilte Schub wegen des in den Bohrungen 22 und 23 komprimierten Hydrauliköls entlang der zentralen Achse der Bohrungen 22 und 23. Dieser Schub und der von der Steuerscheibe 80 wie oben beschrieben erhaltene Druck sind Faktoren, die den Zylinderblock 20 jeweils veranlassen, um das Mitnehmerzentrum C zu pendeln, wie durch den Pfeil M in Fig. 6 dargestellt.

Daraufhin werden in der oben beschriebenen Hydraulik-Kolbenpumpe zuerst die Position der Öffnungen der äußeren Verbindungskanäle 24 und der Krümmungsradius der konkaven Fläche 20a derart festgelegt, daß der Verbindungsvektor V1 des Verbindungsvektors P1 des an die Öffnungsstellungen der äußeren Verbindungskanäle 24 verteilten Drucks und des gegen die oben erwähnte Steuerscheibe 80 wirkenden Schubvektors F1 durch das Mitnehmerzentrum C hindurchgeht.

Gemäß dieser Hydraulik-Kolbenpumpe erzeugen der oben erwähnte Druck, der von der Steuerscheibe 80 erhalten wird, und der an die Steuerscheibe 80 erteilte Schub in den Bohrungen 22 mit äußeren Verbindungskanälen 24 kein Moment auf dem Zylinderblock 20 um das Mitnehmerzentrum C.

Andererseits werden in der zuvor erwähnten Hydraulik-Kolbenpumpe, wie in Fig. 5 dargestellt, die Position der Öffnungen der inneren Verbindungskanäle 25, die Position der Öffnungen der Drucktasche 26 und die Position der Öffnung des in der Steuerscheibe 80 ausgebildeten Abflußkanals 85 derart festgelegt, daß der Verbindungsvektor P2 bestehend aus dem Verbindungsvektor P2a des an die Öffnungspositionen der inneren Verbindungskanäle 25 verteilten Drucks und dem Verbindungsvektor P2b des an die Öffnungspositionen der Drucktaschen 26 verteilten Drucks und der Verbindungsvektor P1 des an die Öffnungspositionen der äußeren Verbindungskanäle 24 verteilten Drucks von einem Ausgangspunkt auf annähernd demselben Bogen aus wirken, der um die zentrale Achse der Antriebswelle 10 zentriert ist.

Gemäß dieser Hydraulik-Kolbenpumpe ist aufgrund der Wirkung der Drucktaschen 26 die Position, an der der Zylinderblock 20 Druck von der Steuerscheibe 80 erhält, wenn Hydrauliköl von den Bohrungen 22 mit äußeren Verbindungskanälen 24 und den Bohrungen 23 mit inneren Verbindungskanälen 25 abgegeben wird, im wesentlichen dieselbe.

Daher können Schwingungen des Zylinderblocks 20 verringert werden, die durch die unterschiedlichen Positionen verursacht werden, an denen dieser Druck erhalten wird. Weiterhin wird die Schmierung zwischen dem Zylinderblock 20 und der Steuerscheibe 80 verbessert. Folglich kann das Auftreten von Verschleißerscheinungen und daher die Geräuschentstehung zwischen der konkaven Fläche 20a des Zylinderblocks 20 und der konvexen Fläche 81 der Steuerscheibe 80 wirksam verhindert werden.

Weiterhin geht gemäß der oben beschriebenen Hydraulik-Kolben­ pumpe, ähnlich wie bei den Bohrungen mit äußeren Verbindungskanälen 24, in den Bohrungen 23 mit inneren Verbindungskanälen 25 der Verbindungsvektor V2 des Verbindungsvektors P2 des von der Steuerscheibe 80 erhaltenen Drucks und des an die Steuerscheibe 80 erteilten Schubvektors F2 durch das Mitnehmerzentrum C hindurch, und daher wird kein Moment auf dem Zylinderblock 20 um das Mitnehmerzentrum C erzeugt.

Folglich läuft der Zylinderblock 20 auf stabile Weise ohne Vibration um. Dadurch ist es möglich, den Zylinderblock 20 mit höherer Geschwindigkeit umlaufen zu lassen. Ferner ist es auch möglich, den Auslaßdruck des Hydrauliköls anzuheben.

Die oben beschriebene Ausführung bezog sich auf ein Beispiel einer Hydraulik-Kolbenpumpe, bei der der Neigungswinkel der Taumelscheibe 60 durch Verschieben eines Servokolbens 70 verändert wird, jedoch ist es nicht notwendig, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibe speziell variabel ist. Überdies ist die Erfindung nicht auf eine Taumelscheiben-Hydraulik-Kolben­ pumpe beschränkt, sondern kann auch auf eine Schrägwellenpumpe angewendet werden.

Weiterhin ist es nicht zwingend, daß die sphärischen Abschnitte 51 der Kugelköpfe 50 in einem konkaven Abschnitt 41 eines jeden Kolbens 40 aufgenommen sind. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung kann auch auf eine Hydraulik-Kolbenpumpe angewendet werden, bei der die Kolben 40 und Kugelköpfe 50 verbunden sind.

Überdies ist jede Bohrung 22 in dem Zylinderblock 20 so geformt, daß deren Zentralachse zur zentralen Achse der Antriebswelle 10 parallel ist. Vorausgesetzt, daß die Vorrichtung so ausgelegt ist, daß der Verbindungsvektor bestehend aus dem Verbindungsvektor des an die Öffnungspositionen der Verbindungskanäle verteilten Drucks und dem an die Steuerscheibe erteilten Schubvektor durch das Mitnehmerzentrum hindurchgeht, ist es jedoch nicht zwingend notwendig, daß die Zentralachsen der Bohrungen an parallelen Positionen zu den zentralen Achsen der Antriebswellen angeordnet sind. Weiterhin sind die Öffnungen der äußeren Verbindungskanäle 24 und der inneren Verbindungskanäle 25 jeweils in wechselseitig gleichen Positionsabständen auf Kreisen mit Zentren an der zentralen Achse der Antriebswelle vorgesehen. Die Öffnungen dieser Verbindungskanäle müssen jedoch nicht unbedingt mit gleichem Abstand angeordnet sein.

Die oben beschriebene Ausführung bezog sich auf ein Beispiel einer Hydraulik-Kolbenpumpe, bei der ein Zylinderblock 20 und eine Steuerscheibe 80 einander über sphärische Flächen 20a, 81 gegenüberliegen. Wie mit dem modifizierten Beispiel in Fig. 7 dargestellt, ist es jedoch möglich, ähnlich günstige Ergebnisse bei einer Hydraulik-Kolbenpumpe zu erwarten, bei der der Zylinderblock und die Steuerscheibe einander über Flachflächen gegenüberliegen.

Mit anderen Worten, in der Hydraulik-Kolbenpumpe gemäß diesem modifizierten Beispiel werden zuerst die Öffnungspositionen der äußeren Verbindungskanäle 124 derart festgelegt, daß der Verbindungsvektor P1' des an die Öffnungsposition jedes äußeren Verbindungskanals 124 verteilten Drucks mit der zentralen Achse jeder Bohrung 122 zusammenpaßt.

Gemäß einer Hydraulik-Kolbenpumpe dieser Art heben sich in den Bohrungen 122 mit äußeren Verbindungskanälen 124 der Verbindungsvektor P1' des von der Steuerscheibe 180 erhaltenen Drucks und der an die Steuerscheibe 180 erteilte Schubvektor F1' gegenseitig auf. Daher wird kein Moment auf dem Zylinderblock 120 um das Zentrum seines Drehpunktes mit der Antriebswelle (nicht dargestellt) erzeugt.

Andererseits sind die Öffnungspositionen der inneren Verbindungskanäle 125, die Öffnungspositionen der Drucktaschen 126 und die Öffnungsposition des in der Steuerscheibe 180 ausgebildeten Abflußkanals 185 derart festgelegt, daß der Verbindungsvektor P2' bestehend aus dem Verbindungsvektor P2a' des an die Öffnungspositionen der inneren Verbindungskanäle 125 verteilten Drucks und dem Verbindungsvektor P2b' des an die Öffnungspositionen der Drucktaschen 126 verteilten Drucks an einer Position angeordnet ist, die mit dem Verbindungsvektor P1' des an die Öffnungspositionen der äußeren Verbindungskanäle 124 verteilten Drucks zusammenpaßt.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Hydraulik-Kolbenpumpe liegt durch die Wirkung der Drucktaschen 126 die Position, an der der von dem Zylinderblock 120 von der Steuerscheibe 180 erhaltene Druck angelegt wird, wenn das Hydrauliköl von den Bohrungen 122 mit äußeren Verbindungskanälen 124 abgegeben wird, im wesentlichen auf demselben Umfang wie die Position, an der der von dem Zylinderblock 120 von der Steuerscheibe 180 erhaltene Druck angelegt wird, wenn das Hydrauliköl von den Bohrungen 123 mit inneren Verbindungskanälen 125 abgegeben wird.

Daher werden Schwingungen des Zylinderblocks 120 verringert, die durch Änderung der Position verursacht werden, an der Druck angelegt wird, die Schmierung mit der Steuerscheibe 180 wird verbessert, und die Erzeugung von Geräuschen und das Auftreten von Verschleißerscheinungen zwischen dem Zylinderblock 120 und der Steuerscheibe 180 können daher wirksam verhindert werden.

Weiterhin heben sich, ähnlich wie bei den Bohrungen 122 mit äußeren Verbindungskanälen 124, auch in den Bohrungen 123 mit inneren Verbindungskanälen 125 der Verbindungsvektor P2' des von der Steuerscheibe 180 erhaltenen Drucks und der an die Steuerscheibe 180 erteilte Schubvektor F2 gegenseitig auf, und daher wird kein Moment auf dem Zylinderblock 120 um das Zentrum seines Drehpunktes mit der Antriebswelle (nicht dargestellt) erzeugt.

Ferner läuft der Zylinderblock 120 auf stabile Weise um. Dadurch ist es möglich, den Zylinderblock 120 mit hoher Geschwindigkeit umlaufen zu lassen, und es ist auch möglich, den Auslaßdruck des Hydrauliköls zu verbessern.

Mit Ausnahme der oben beschriebenen Ausstattung weist die Hydraulik-Kolbenpumpe gemäß dem vorstehenden Abwandlungsbeispiel dieselben Bauelemente auf wie die in der vorangehenden Ausführungsform beschriebene Hydraulik-Kolbenpumpe.

Claims (3)

1. Hydraulik-Kolbenpumpe, aufweisend:

• - einen Zylinderblock (20), der mittels eines zwischen dem Zylinderblock (20) und der Antriebswelle (10) vorgesehenen Trägprofils auf einer Antriebswelle (10) gelagert ist,
  wobei eine Stirnfläche (20a) des Zylinderblocks (20) gegen eine Steuerscheibe (80) gedrückt ist;
• - erste Bohrungen (22) und zweite Bohrungen (23), die in dem Zylinderblock (20) über einen Außenumfang der Antriebswelle (10) ausgebildet sind und sich jeweils zu einer Stirnfläche des Zylinderblocks (20) öffnen;
• - erste Verbindungskanäle (24), die die ersten Bohrungen (22) mit der Stirnfläche (20a) des Zylinderblocks (20) verbinden;
• - zweite Verbindungskanäle (25), die die zweiten Bohrungen (23) mit der Stirnfläche (20a) des Zylinderblocks (20) verbinden und weiter innen ausgebildet sind als die ersten Verbindungskanäle (24);
• - Kolben (40), die vor- und zurückschiebbar in den ersten Bohrungen (22) bzw. den zweiten Bohrungen (23) angeordnet sind;
• - einen ersten Auslaßkanal (83), der in einer Position korrespondierend zu den ersten Verbindungskanälen (24) in der Steuerscheibe (80) ausgebildet ist;
• - einen zweiten Auslaßkanal (84), der in einer Position korrespondierend zu den zweiten Verbindungskanälen (25) in der Steuerscheibe (80) ausgebildet ist; und
• - einen Einlaßkanal (82), der in einer Position korrespondierend zu den ersten Verbindungskanälen (24) und den zweiten Verbindungskanälen (25) in der Steuerscheibe (80) ausgebildet ist;

wobei die Kolben (40) durch Rotation des Zylinderblocks (20) zusammen mit dem Umlauf der Antriebswelle (10) zu einer hin- und hergehenden Bewegung veranlaßt werden, und Hydrauliköl, das aufgrund einer Hin- und Herbewegung des Kolbens (40) über den Einlaßkanal (82) eingesaugt wird, getrennt durch den ersten Auslaßkanal (83) bzw. den zweiten Auslaßkanal (84) abgegeben wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
Drucktaschen (26) von den zweiten Bohrungen (23) zu Positionen geöffnet werden, wo der Zylinderblock (20) der Steuerscheibe (80) gegenüberliegt.

2. Hydraulik-Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucktaschen (26) derart geformt sind, daß ein Verbindungsvektor eines Drucks, den der Zylinderblock (20) als Reaktion von der Steuerscheibe (80) erhält, wenn das Hydrauliköl von den ersten Bohrungen (22) abgegeben wird, und ein Verbindungsvektor eines Drucks, den der Zylinderblock (20) als Reaktion von der Steuerscheibe (80) erhält, wenn das Hydrauliköl von den zweiten Bohrungen (23) abgegeben wird, von Ursprungspunkten auf annähernd demselben Bogen wirken, der um eine zentrale Achse der Antriebswelle (10) zentriert ist.

3. Hydraulik-Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (20a) des Zylinderblocks (20) und die Steuerscheibe (80) einander über sphärische Flächen gegenüberliegen, und die Drucktaschen (26) derart geformt sind, daß ein Verbindungsvektor bestehend aus dem Verbindungsvektor des Drucks, der vom Zylinderblock (20) als Reaktion von der Steuerscheibe (80) erhalten wird, wenn das Hydrauliköl von den zweiten Bohrungen (23) abgegeben wird, und einem Schubvektor, der von dem Zylinderblock (20) auf die Steuerscheibe (80) erteilt wird, durch einen Drehpunkt (C) zwischen der Antriebswelle (10) und dem Zylinderblock (20) hindurchgeht.