DE2029087A1 - Piston pump or piston motor with cylinders arranged in parallel in a rotating cylinder block - Google Patents
Piston pump or piston motor with cylinders arranged in parallel in a rotating cylinder blockInfo
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Description
Dipl-Iig. H. MITSCHERLICH STSSi Dipl.-Ing. K. GUKSCHMANNDipl-Iig. H. MITSCHERLICH STSSi Dipl.-Ing. K. GUKSCHMANN
Dr, rer. not. W. KDRBER 12. Juni 1970 PATENTANWÄLTEDr, rer. not. W. KDRBER June 12, 1970 PATENT LAWYERS
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Kolbenpumpe oder .Kolbenmotor mit in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis parallel angeordneten ZylindernPiston pump or piston engine with in a rotating Cylinder block in a circle of parallel cylinders
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe oder einen hydraulischen Kolbenmotor mit in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis parallel angeordneten Zylindern mit veränderlichem Hubvolumen*The present invention relates to a piston pump or a hydraulic piston motor with in a rotating Cylinder block in a circle, parallel cylinders with variable displacement *
Zur Vereinfachung werden in der folgenden Beschreibung nur Pumpen genannt, aber die Pumpen betreffenden Merkmale beziehen sich jedesmal auch auf hydraulische Motore«,For the sake of simplicity, only pumps are mentioned in the following description, but the characteristics relate to the pumps each time also on hydraulic motors «,
Im besonderen betrifft die Erfindung eine Verbesserung an Pumpen, bei denen eine Veränderung des Hubraumes durch eine Verstellung des Winkels der Achse des trommeiförmigen Zylinderblocks und der Achse des Pumpenantriebs erhalten wird,In particular, the invention relates to an improvement in pumps in which a change in displacement by a Adjustment of the angle of the axis of the drum-shaped cylinder block and the axis of the pump drive is obtained,
.. ρ —.. ρ -
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wobei der Winkel MuIl dem Hubraum jWull entspricht.where the angle MuIl corresponds to the displacement jWull.
Die Konstruktion dieser Pumpenbauart hat zur Folge, daß auf die mit der Antriebswelle verbundene Antriebsscheibe die Eeaktionskraft der Kolben einwirkt, die eine radiale und eine axiale Komponente hat.The construction of this type of pump has the consequence that on the drive pulley connected to the drive shaft Eeaktionskraft the piston acts, which has a radial and an axial component.
Die radiale Kraft wird im allgemeinen von einem oder mehreren Kugel- oder Hollenlagern aufgenommen, obgleich auch Pumpen bekannt sind, in denen dafür hydrodynamische oder hydrostatische Lager verwendet werden.The radial force is generally taken up by one or more ball or ball bearings, although pumps are also known in which hydrodynamic or hydrostatic bearings are used for this.
Die axiale Kraft wird zumeist von Kugel-, .Nadel- oder Rollenlagern aufgenommene, In selteneren Fällen wird diese Kraft von hydrodynamischen oder hydrostatischen Lagern aufgenommen.The axial force is mostly derived from ball, needle or roller bearings ingested, in rarer cases this force is of added hydrodynamic or hydrostatic bearings.
J3ei einer anderen Pumpenbauart ist die Antriebsscheibe nicht unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden, und die Lager liegen fast senkrecht zu ihr. Bei dieser bekannten Anordnung werden die radialen Kräfte von dem trommeiförmigen Zylinderblock aufgenommen, und auf die Antriebsscheibe wirken nur sehr schwache radiale Kräfte ein, wag den Wegfall der zur Aufnahme dieser Kräfte bestimmten Wälzlager ermöglicht„In another type of pump, the drive pulley is not directly connected to the drive shaft, and so are the bearings lie almost perpendicular to her. In this known arrangement, the radial forces from the drum-shaped cylinder block recorded, and only very weak radial forces act on the drive pulley, dare to omit the recording these forces enables certain rolling bearings "
Bei den beschriebenen Konstruktionen verändern sich die auf die Antriebsscheibe ausgeübten radialen und axialen Kräfte, selbst bei konstantem Druck als Funktion des Knickwinkels der Achse der Pumpe.In the constructions described, they change radial and axial forces exerted by the drive pulley, even at constant pressure as a function of the articulation angle of the axis of the pump.
Dagegen bleibt bei Pumpen mit geknickter Achse, bei denen . die Antriebsscheibe unmittelbar mit der Pumpenwelle verbunden ist, die von dem trommeiförmigen Zylinderblock aufgenommene axiale Kraft konstant, welches auch immer der Kn'iokwinke.l der Achse der Pumpe ist, da diese Kraft nur von dem alsOn the other hand, pumps with a bent axis remain where. the drive pulley is directly connected to the pump shaft, which is received by the drum-shaped cylinder block axial force constant, whatever the Kn'iokwinke.l the axis of the pump is because this force is only from the than
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konstant vorausgesetzten Druck, der Zahl und dem Durchmesser der Korben abhängt·constant presupposed pressure, the number and the diameter of the baskets depends
Dadurch wurde es ermöglicht, die auf den trommeiförmigen Zylinderblock ausgeübten Kräfte (mindestens die axialen Kräfte} mit Hilfe von einfachen hydrostatischen Lagern aus-· zugleichen. Im allgemeinen ist der .Bereich hohen Druckes der Antriebsscheibe zum ständigen Ausgleich der durch den Druck in den Zylindern verursachten axialen Kräfte bestimmt. Die zugelassene leichte unsymmetrie wird durch die .Bedeutung der zugelassenen Streuverluste bestimmt.This made it possible to use the drum-shaped Forces exerted by the cylinder block (at least the axial forces) with the help of simple hydrostatic bearings at the same time. In general, the area is high pressure the drive pulley intended to constantly balance the axial forces caused by the pressure in the cylinders. The permitted slight asymmetry is indicated by the meaning the permitted scattering losses determined.
Eine solche lösung ist nicht der Antriebsscheibe der Pumpe angepasst, denn die auf diese ausgeübte axiale Kraft ändert sich bedeutend, wie der Kosinus des Knickwinkels. Wun aber verlangen die Notwendigkeit niederer Herstellungskosten, eines geringen Gewichtes und einer hohen Leistung einen immer grosser werdenden Knickwinkel. Bei manchen Pumpen beträgt der Knickwinkel bereits 45°» was dazu führt, daß die auf die Antriebsscheibe wirksame Axialkraft sich proportional dem Kosinus eines zwischen 0 und 45° liegenden Winkels ändert (1 und o,7o7).Such a solution is not adapted to the drive pulley of the pump because the axial force exerted on it changes significant, like the cosine of the kink angle. But Wun require the necessity of lower manufacturing costs, low weight and high performance, an ever increasing kink angle. For some pumps, the kink angle is already 45 ° »which means that the Axial force acting on the drive pulley is proportional changes the cosine of an angle between 0 and 45 ° (1 and o, 7o7).
Es ist leicht ersichtlich, daß dann die für einen hydrostatischen Ausgleich der Antriebsscheibe erforderliche Kraft den o,7o7-fachen Betrag der Summe der Kolbenkräfte nicht überschreiten kann (ungeführ den 0,65-fachen Betrag dieser Kraft, weil immer eine gewisse Kraft zurückbleiben muß, die die Flächen in Anlage hält). Das Axiallager müsste dann eine zusätzliche Kraft aufnehmen, die gleich dem 0,35-fachen Betrag der Kolbenkräfte ist, wenn der Hubraum der Pumpe gleich JMuIl ist. Dies gilt natürlich nur für einen Knickwinkel von 45°.It can easily be seen that then the force required for hydrostatic compensation of the drive pulley cannot exceed 0.707 times the sum of the piston forces (roughly 0.65 times the amount of these Force, because there must always be a certain amount of force left to keep the surfaces in contact). The thrust bearing would then have to be a absorb additional force, which is equal to 0.35 times the amount of the piston forces, if the displacement of the pump is the same JMuIl is. Of course, this only applies to an articulation angle of 45 °.
- 4 1 09'. : / /1 ng 7- 4 1 09 '. : / / 1 ng 7
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Die zeitgemässen, hochentwiekelten Pumpen lassen wegen ihrer
kleinen Abmessungen die Anordnung einer Antriebsscheibenlagerung
für das axiale Gleichgewicht" des trommeiförmigen
Zylinderblocks nicht zu. Die Ungleichheit zwischen der
ünterstützungskraft und der axialen Reaktionskraft würde zu
unzulässigen Reibungskräften und einem schnellen Verschleiß
der sich berührenden Teile führen. Dies; ist besonders
schwerwiegend, wenn ein hydraulischer Motor bei geringer
Geschwindigkeit oder der Geschwindigkeit Mull ein maximales
Kraftraoment abgibt·The contemporary, sophisticated pumps leave because of their
small dimensions the arrangement of a drive pulley bearing for the axial balance "of the drum-shaped
Cylinder blocks not too. The inequality between the
supporting force and the axial reaction force would increase
impermissible frictional forces and rapid wear
the parts in contact. This; is special
severe when a hydraulic motor is at low
Speed or the speed mull a maximum
Moment of force emits
Die Nachteile der genannten Ausgleich-verfahren sind wohlThe disadvantages of the aforementioned compensation procedures are probably
bekannt. ιknown. ι
Wenn daher zur Aufnahme der axialen und radialen Kräfte ίTherefore, if ί to absorb the axial and radial forces
lager zur Verfügung stehen, sind deren Gewicht und Volumen j und damit auch ihr Preis bedeutend. v ,. ;are available, their weight and volume j and thus their price are important. v,. ;
i Man hat versucht, diese genannten Mangel durch die Verwen- ·
dung von Walzenlagern zu vermeiden, deren Eigenschaften j
jedoch die Leistung, die Drücke und die Lebensdauer der
Pumpen sehr unzufriedenstellend begrenzen.Attempts have been made to avoid this mentioned deficiency by using roller bearings, whose properties, however, include the performance, the pressures and the service life of the
Limit pumps very unsatisfactory.
In manchen Fällen wird die Antriebsscheibe hydrostatisch jIn some cases the drive pulley becomes hydrostatic j
ausgeglichen, aber um die erwähnten .Nachteile zu vermeiden, jbalanced, but in order to avoid the disadvantages mentioned, j
begnügte man sich mit einem sehr kleinen Knickwinkel, dessen ; Kosinus in der üJähe des Wertes 1 verbleibt β if one contented oneself with a very small kink angle, its; Cosine in the vicinity of the value 1 remains β
In diesem Pail geht einer der Hauptvorzüge einer Pumpe mit
einer geknickten Achse verloren, der in den kleinen Abmessungen der wesentlichen Bestandteile bei einem grossen
Knickwinkel besteht. IThis package includes one of the main advantages of a pump
a kinked axle lost, the small dimensions of the essential components in a large one
Kink angle exists. I.
— 5 —
1 OP' Ι ν 1 na 7 - 5 -
1 OP 'Ι ν 1 na 7
Das gegenwärtige Streben nach immer höheren Drücken und ! The current pursuit of ever higher pressures and !
Geschwindigkeiten findet seinen niederschlag in den Pumpen ;Velocities are reflected in the pumps;
und Motoren für hydrostatische Antriebe in Fahrzeugen oder !and motors for hydrostatic drives in vehicles or!
für den Kraftantrieb von Maschinen für öffentliche Arbeiten, j wie z.B. hydraulische Schaufler.for the power drive of machines for public works, j such as hydraulic shovels.
In diesem Fall werden die Pumpen von schnellaufenden Diesel- j maschinen (3ooo Umdrehungen in der Minute und mäar) unmittel- .
bar angetrieben, und wenn die Aufwindvorrichtungen und die ι Rohrleitungen nicht zu große Abmessungen erhalten sollen, !
sind hohe Drücke notwendig» Die zur Aufnahme der auf die j
Antriebsscheibe der Pumpen ausgeübten axialen Kräfte ge- ;
eigneten Stoßlager sind auf dem Markt nicht auffindbar und >
die, die eine ausreichende Kapazität haben, haben eine zu I
kleine Geschwindigkeit und umgekehrt. Man muß daher Pumpen j
benützen, deren axiale Kräfte hydrostatisch ausgeglichen
sind, wie die Pumpen, deren Antriebsscheibe nicht mit der
Antriebswelle verbunden ist. Diese Pumpenbauart steht
nichtsdestoweniger im Wettbewerb mit Pumpen, genannt
"en ligne", die einfacher und weniger sperrig sind. Bs ist
zwecks Verwirklichung von sehr hohen Leistungen oder geringem
Gewicht ein fortschreitendes Abgehen von Pumpen mit
geknickter Achse festzustellen, und ihrer höhter Wirkungsgrad gleicht den hohen Preis der Lager aus, obgleich diese
Pumpen nur selten mit.-sehr hohen Drücken arbeiten (ihr Druck
ist meistens auf 21o bars beschränkt).In this case, the pumps of high-speed diesel engines (3,000 revolutions per minute and more) are immediately activated. driven by bar, and if the wind-up devices and the ι pipelines should not get too large dimensions,! high pressures are necessary »The axial forces exerted on the pump drive pulley; Suitable thrust bearings cannot be found on the market and> those with sufficient capacity have a speed that is too low and vice versa. It is therefore necessary to use pumps j whose axial forces are hydrostatically balanced
are, like the pumps, whose drive pulley does not match the
Drive shaft is connected. This type of pump is available
nonetheless, in competition with pumps, called
"en ligne" that are simpler and less bulky. Bs is
for the purpose of achieving very high performance or low weight, a progressive lack of pumps with
noticeable buckled axis, and their higher efficiency offsets the high price of the bearings, although these
Pumps only rarely work with very high pressures (their pressure
is mostly limited to 21o bars).
Die vorliegende Erfindung bringt eine Lösung dieser Probleme
durch die Schaffung einer Pumpe oder eines Motors mit in
einem Zylinderblock parallel im Kreis angeordneten Zylindern
mit veränderlichem Hubraum und einer geknickten Achse,
bei der bzv/. bei dem die Antriebsscheibe in axialer liichtung
von einem hydrostatischen Lager unterstützt wird, dessenThe present invention provides a solution to these problems
by creating a pump or motor with in
a cylinder block parallel cylinders arranged in a circle
with variable displacement and a bent axis,
at the bzv /. in which the drive pulley in the axial liichtung
is supported by a hydrostatic bearing, its
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Wirksamkeit .in Abhängigkeit von der Arbeitsweise der Pumpe veränderlich ist. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Kolbenpumpe oder einen Kolbenmotor mit in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis parallel angeordneten Zylindern, deren Hubvolumen durch Schwenken des Zylinderblocks in dem Pumpengehäuse um eine auf seiner Drehachse senkrecht stehenden Schwenkachse verändert werden kann, bei der die Pleuelstangen der Kolben mit ü-elenkkugeln ausgestattet sind, die die Pleuelstangen mit einer Antriebsscheibe verbinden, die gemeinsam mit dem Zylinderblock und der Antriebswelle der Pumpe rotiert, bei der ferner der rotierende Zylinderblock eine Fläche hat, in der die Öffnungen der Zylinder münden und die an der Verteilerfläche einer nicht rotierenden Verteilerplatte anliegt, in der zwei Flüssigkeitskanäle vorgesehen sind, deren jeder in einer von zwei auf der genannten Verteilerfläche vorhandenen Hinnen mündet, die die Form eines l'eilkreisbogens haben und diemit dem Einström- bzw. Ausströmkanal der Pumpe verbunden sind ο Effectiveness. Depending on the mode of operation of the pump is changeable. In particular, the invention relates to a piston pump or a piston motor with in a rotating Cylinder block in a circle, cylinders arranged in parallel, whose stroke volume is achieved by pivoting the cylinder block can be changed in the pump housing about a pivot axis which is perpendicular to its axis of rotation which the connecting rods of the pistons are equipped with ü-elenkkugeln, which connect the connecting rods with a drive pulley, which together with the cylinder block and the drive shaft of the pump rotates, in which further the rotating cylinder block has a surface in which the openings the cylinder open and which rests on the distributor surface of a non-rotating distributor plate in which two liquid channels are provided, each of which is present in one of two on said distribution surface Hinnen opens out, which have the shape of an arc of a circle and which are connected to the inflow or outflow channel of the pump ο
Die Erfindung besteht darin, daß bei einer solchen Kolbenpumpe bzwo einem solchen Kolbenmotor die Antriebsscheibe in axialer Hichtung auf einem hydrostatischen Lager aufliegt, das gegenüber der Auflagefläche der Antriebsscheibe auf dem Pumpengehäuse eine Rinne aufweist, die einer kh±3e Ausströmrinne der genannten Verteilerfläche entspricht und das mit dem Förderstrom der Pumpe durch ein AbschluiSveiitil in Verbindung steht, das aus einem in dem Cragteil des Zylinderblocks untergebrachten, von dem Förderdruck beaufschlagten Steuerkolben und einem in dem Pumpengehäuse angeordneten Ventilkolsn bestellt, der die Verbindung zwischen den Hinnen des hydrodynamischen Lagers und dem Förderstrom der Pumpe steuert, wobei der Steuer-The invention consists in that in such a piston pump or such a piston motor, the drive pulley rests in the axial direction on a hydrostatic bearing which is opposite the bearing surface of the drive pulley has a groove on the pump housing which corresponds to a kh ± 3e Outflow channel corresponds to the mentioned distribution surface and that with the flow rate of the pump through one AbschluiSveiitil is related, which consists of one in the Crag part of the cylinder block housed from which Delivery pressure acted upon control piston and a valve piston arranged in the pump housing ordered that the Connection between the back of the hydrodynamic bearing and the flow rate of the pump controls, the control
- 7 « 1 0 9 8 ΐ ? / 1 0 9 7- 7 «1 0 9 8 ΐ? / 1 0 9 7
kolben*so auf den Ventilkorben' einwirkt, daß der Druck der dem hydrodynamischen Lager der Antriebsscheibe zugeführten ■Flüssigkeit als Punktion der .Neigung des Tragteils des Zylinderblocks und damit entsprechend den auszugleichenden Axialkräften geändert wird.piston * acts on the valve basket 'so that the pressure of the the hydrodynamic bearing of the drive pulley supplied ■ liquid as a puncture of the. inclination of the support part of the Cylinder block and thus the amount to be compensated Axial forces is changed.
Eine solche Konstruktion hat einen nur geringen Platzbedarf und ermöglicht den Bau einer Pumpe für sehr hohe Drücke und große üeschwindigkeit, die eine befriedigende Lebensdauer aufweist. All dies geht zurück auf die Verbindung der Vorzüge eines hydrostatischen Lagers mit den bekannten Vorteilen einer Pumpe mit geknickter Achse, nämlich die geringe Trägheit der sich drehenden Teile und die geringen Beschränkungen in den bewegten Teilen.Such a construction takes up little space and enables the construction of a pump for very high pressures and great speed, which has a satisfactory lifespan having. All of this is due to the combination of the advantages of a hydrostatic bearing with the known advantages a pump with a bent axis, namely the low inertia of the rotating parts and the low Restrictions in the moving parts.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der anliegenden Zeichnungen hervorgehen.Further features of the invention will become apparent from the following description of an exemplary embodiment with reference to the attached Drawings emerge.
Pig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Pumpe nach der Linie I-I der Mg, 2|Pig. 1 shows a section through the pump along the line I-I of the Mg, 2 |
Pig. 2 zeigt einen anderen Schnitt durch die Pumpe nach der Linie H-II der Pig. 1|Pig. 2 shows another section through the pump along line H-II of Pig. 1 |
Pig. 3 zeigt die Draufsicht auf die Verteilerscheibe der Pumpe nach der Linie IH-III der Pig. 2jPig. 3 shows the top view of the distributor disc the pump according to the line IH-III of the Pig. 2y
Pig. 4 zeigt die Draufsicht auf den trommeiförmigen Zylinderblock nach der Linie IV-IV der Pig. 2|Pig. 4 shows the top view of the drum-shaped cylinder block along the line IV-IV of Pig. 2 |
Pig, 5 zeigt die Draufsicht auf die Antriebsscheibe . nach der Linie V-V der Pig. 2jPig, 5 shows the top view of the drive pulley. after the line V-V of the Pig. 2y
Pig. 6 zeigt die Draufsicht auf den Abschlußdeckel nach der Linie VI-VI der Pig. 2jPig. 6 shows the top view of the end cover after the line VI-VI of the Pig. 2y
- 8-10 8r;. 1 ? / ι 0 97 - 8- 10 8 r;. 1 ? / ι 0 97
Pig. 7 zeigt eine Abwandlung eines Details der Pig. 1.Pig. 7 shows a modification of a detail of the Pig. 1.
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, umfasst die Pumpe einen trommeiförmigen, rotierenden Zylinderblock 1, der eine bestimmte Anzahl von Zylindern 2 enthält. Der Zylinderblock rotiert in den in einem Tragteil 4 befestigten lagern 3. Dieses Tragteil 4 ist in dem Gehäuse e der Pumpe auf zwei Zapfen P schwenkbar gelagert, die auf dem Aussenring eines in dem Pumpengehäuse e befestigten Rollenlagers R aufliegen. Das Tragteil 4 kann mittels einer schematisch dargestellten Verstellvorrichtung V um eine Achse geschwenkt werden, die durch die Mittellinien der Schwenkzapfen P hindurchgeht und in der durch die Mittelpunkte der ü-elenkkugeln 5 der Pleuelstangen der Kolben 6 gelegten Ebene liegt. Diese Gelenkkugeln 5 sind in der Antriebsscheibe 7 gelagert, die ihrerseits durch eine Riffelung mit der Antriebswelle 8 der Pumpe verbunden ist. Diese Antriebswelle 8 treibt den Zylinderblock 1 unter Zwischenschaltung eines Universalgelenks an, das einen Schwingarm 9 aufweist, dessen beide Enden mit Mitnehmernocken ausgestattet sind, die in axialen Rinnen der Antriebsscheibe 7 und eines mit dem Zylinderblock 1 durch Riffelungen verbundenen Käfigs 14 vorgesehen sind.As can be seen from the drawings, the pump comprises a drum-shaped, rotating cylinder block 1, which has a certain Number of cylinders 2 contains. The cylinder block rotates in the bearings 3 fastened in a support part 4. This support part 4 is pivotably mounted in the housing e of the pump on two pins P, which on the outer ring of a in the pump housing e mounted roller bearing R rest. The support part 4 can be shown schematically by means of a Adjusting device V are pivoted about an axis which passes through the center lines of the pivot pin P. and in the through the centers of the ü-spherical balls 5 of the Connecting rods of the piston 6 is laid level. These joint balls 5 are mounted in the drive pulley 7, which in turn by a corrugation with the drive shaft 8 of the Pump is connected. This drive shaft 8 drives the cylinder block 1 with the interposition of a universal joint on, which has a swing arm 9, both ends of which are equipped with driving cams, which are in axial Grooves of the drive pulley 7 and a cage 14 connected to the cylinder block 1 by corrugations are provided.
Die Ü-elenkkugeln 5 werden in kugelförmigen ,Aushöhlungen der Antriebsscheibe mit Hilfe von Festhalteplatten 1o und einer gemeinsamen, runden Spange 11 festgehalten. Eine achsial im Hohlraum des aus Lagermetall bestehenden Käfigs 14 untergebrachte Feder 12 bewirkt zusammen mit den Innendrücken in den Zylindern das Anliegen des Zylinderblocks 1 an der Verteilerscheibe 15» die andern Tragteil 4 und einem Hilfsverteilerstück 25 befestigt ist„ Der Käfig 14 wird durch den Schwingarm 9, der das Antriebsorgan für den Zylinderblock darstellt, an seiner Stelle gehalten. Dieser Schwingraum 9The Ü-elenkkugeln 5 are in spherical, cavities of the Drive pulley held with the help of retaining plates 1o and a common, round clasp 11. One axially The spring 12 accommodated in the cavity of the cage 14 made of bearing metal acts together with the internal pressures in the cylinders, the contact of the cylinder block 1 on the distributor disk 15 »the other support part 4 and an auxiliary distributor piece 25 is attached "The cage 14 is by the swing arm 9, which is the drive element for the cylinder block represents, held in its place. This vibration space 9
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hat an seinen Enden zwei kugelige Köpfe, von denen der eine in einem Hohlraum des als Abstützung für die Seder dienenden Käfigs 14 und der andere in dem kugeligen Hohlraum eines mit der Antriebsscheibe 7 verbundenen Teils 19 untergebracht ist.has two spherical heads at its ends, one of which is in a cavity as a support for the seder serving cage 14 and the other in the spherical cavity of a part 19 connected to the drive pulley 7 is housed.
Die Verteilerfläche 2o der Verteilerscheibe 15 liegt an einer Aussenfläche 21 des Zylinderblocks 1 an, in der die in den Böden der Zylinder 2 vorgesehenen Öffnungen 22 münden. In der Verteilerfläche 2o Bind Hinnen 23 und 24 für den Auslaß und Einlaß der der Form von Kreisbögen vorgesehen, die mit zwei Kanälen 23a bzw. 24a in dem Hilfsverteilerstück 25 verbunden sind, dessen Aussenfläche 25a konvex zylindrisch ist.The distributor surface 2o of the distributor disk 15 is in contact an outer surface 21 of the cylinder block 1, in which the openings 22 provided in the bottoms of the cylinders 2 open. In the distribution surface 2o Bind Hinnen 23 and 24 provided for the outlet and inlet of the shape of circular arcs, the one with two channels 23a and 24a in the auxiliary distributor 25 are connected, the outer surface 25a of which is convexly cylindrical.
Die konvexe Fläche 25a verläuft parallel zu einer auf der Innenseite des Deckels 27 des Pumpengehäuses vorgesehenen konkav zylindrischen Fläche 26. Sie ist von dieser konkaven Fläche durch ein zylindrisches Zwischenteil 28 getrennt, das schwenkbar ist und dabei an den beiden Flächen 25a, gleitet. Die Achsen der konvexen Iläche 25a, der konkaven Fläcne 26 und des zylindrischen Zwischenteils 28 fallen mit der Schwenkachse des Tragteils 4 zusammen. Daher kann das Zwischenteil 28 um diese Achse verschwenkt werden.The convex surface 25a is parallel to one on the Inside of the cover 27 of the pump housing provided concave cylindrical surface 26. It is concave from this Surface separated by a cylindrical intermediate part 28, which is pivotable and thereby on the two surfaces 25a, slides. The axes of the convex surface 25a, the concave surface 26 and the cylindrical intermediate part 28 fall with the pivot axis of the support part 4 together. Hence can the intermediate part 28 can be pivoted about this axis.
Die in dem Zwischenteil 28 vorgesehenen, langgestreckten Öffnungen mit den rohrförmigen Stücken 31 bilden Zwischen- j kanäle 35t 34, die die Öffnungen 23a und 24a des Hilfsver- ; teilerstücks 25 mit den im Deckel 27 vorgesehenen Einström- und Ausströmkanälen 32 und 33 verbinde),The elongated openings provided in the intermediate part 28 with the tubular pieces 31 form intermediate channels 35t 34 which the openings 23a and 24a of the auxiliary ; divider 25 with the inflow and outflow channels 32 and 33 provided in the cover 27),
Die langgestreckten Zwischenkanäle 34 und 35 verbinden stets j die Öffnungen 23a bzw* 24a mit den. Elnström- und Ausström- ; kanälen 32 bzw. 33, welches auch immer die gegenseitige LageThe elongated intermediate channels 34 and 35 always connect the openings 23a or 24a with the. Inflow and outflow; channels 32 and 33, whatever the mutual position
-10- j-10- j
1 0 9 ', j / / 1 η 9 71 0 9 ', j / / 1 η 9 7
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der j-esamtheit der Teile 15-25 zum zylindrischen Zwischenteil 28 und zum Deckel 27 der Pumpe ist.the totality of the parts 15-25 to the cylindrical intermediate part 28 and to the cover 27 of the pump.
Mindestens eine, in der Mg. 2 schematisch dargestellte Zugfeder 29 verbindet das Pumpengehäuse e mit dem Zwischenteil 28 und zieht das letztere in Richtung zu einem ersten, an dem Pumpengehäuse vorgesehenen Anschlag 37 und einem zweiten, an dem einen Ende der konvexen Fläche 25a des Hilfsverteilerstücks 25 vorgesehenen Anschlag 38. IAt least one tension spring 29, shown schematically in Mg. 2, connects the pump housing e to the intermediate part 28 and pulls the latter in the direction of a first stop 37 and a stop provided on the pump housing second stop 38 provided at one end of the convex surface 25a of the auxiliary distributor piece 25. I
Diese Ausführungsform entspricht einer Pumpe mit Umkehrung : der Förderung durch die Schwenkung des Zylinderblocks von ;" einer Seite zur anderen, nämlich aus seiner Lage für das ! Hubvolumen^ Hull, in der der Zylinderblock mit der Achse der Antriebsscheibe ausgerichtet ist, in die andere ü-renzlage. Dabei werden die Einström- und Ausströmkanäle miteinander vertauscht» Die Erfindung ist, worauf später noch zurückgekommen wird, auf alle ähnlichen Pumpen anwendbar, gleich ob sie mit oder ohne Umkehrung der Förderung arbeiten, aber die mit einem Zylinderblock ausgestattet sind, der aus der Lage für den Hubraum I\lull nach einer oder beiden Seiten geschwenkt werden kann.This embodiment corresponds to a pump with inversion: the promotion by pivoting the cylinder block from "one side to the other, namely from its position for the!" Stroke volume ^ Hull, in which the cylinder block is aligned with the axis of the drive pulley, in the other position. The inflow and outflow channels are interchanged. »The invention is something that we will come back to later will be applicable to all similar pumps, whether they operate with or without reverse flow, but which are equipped with a cylinder block that swings out of the position for the displacement I \ lull to one or both sides can be.
Das in dem Pumpengehäuse e oberhalb eines Abschlußdeckels vorgesehene Lager R bildet die radiale Führung der Antriebsscheibe 7 und mit ihr der Antriebswelle 8. Nach der Erfindung liegt die untere Fläche 40 der Antriebsscheibe 7 auf einem hydrostatischen Da'ger, das dem zwischen dem Zylinderblock 1 und der Verteile±platte 15 gelegenen hydrostatischen Lager ähnlich iste Das heisst, daß die Fläche 4° Rinnen aufweist, die den öffnungen 22 ähnlüi sind und die hier durch Kanäle 42a zwecks Schmierung der ü-elenkkugeln 5 mit diesen verbunden sind.The bearing R provided in the pump housing e above a cover plate forms the radial guidance of the drive pulley 7 and, with it, the drive shaft 8. According to the invention, the lower surface 40 of the drive pulley 7 rests on a hydrostatic da'ger that is between the cylinder block 1 and The hydrostatic bearing located on the distribution plate 15 is similar e This means that the surface has 4 ° grooves which are similar to the openings 22 and which are connected to these through channels 42a for the purpose of lubricating the spherical balls 5.
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Den Rinnen 42 gegenüber befinden sich in dem Abschlussdeekel 39 des Pumpengehäuses e Rinnen 43» 44t deren in der Pig. 6 wiedergegebene Form denen der Rinnen 23» 24 entspricht. Dies heisst, dass zwischen den öffnungen 22 und den Rinnen 23» 24 einerseits und den Rinnen 42 und den Rinnen 43» 44 andererseits das gleiche Verhältnis besteht. Wie später ersichtlich werden wird, sind die Rinnen 43» 44 überdies mit den Rinnen 23» 24 verbunden und von dem in dem Pumpengehäuse herrschenden niederen Druck durch eine ebene Ringfläche 6o getrennt, wobei Gleitschuhe 61 das Gleichgewicht auf der Antriebsscheibe 7 herstellen.Opposite the channels 42 are located in the end cap 39 of the pump housing e channels 43 »44 t of those in the pig. 6 reproduced shape which corresponds to the channels 23 »24. This means that the same relationship exists between the openings 22 and the channels 23 »24 on the one hand and the channels 42 and the channels 43» 44 on the other hand. As will become apparent later, the grooves 43 »44 are also connected to the grooves 23» 24 and separated from the low pressure prevailing in the pump housing by a flat annular surface 6o, with sliding shoes 61 establishing equilibrium on the drive pulley 7.
In dem Tragteil 4-des Zylinderblocks % sind zwei je einen Steuerkolben 46 enthaltende Zylinder 45 vorgesehen, die mit den Kanälen 32, 33 der Pumpe durch Kanäle 47» 5o im Tragteil 4 und Kanäle 48, 49 im Hilfsverteilerstück 25 verbunden sind. Die Kanäle 5o dienen des weiteren zur Versorgung der Schwenkzapfen P des Tragteils 4 des Zylinderblocks 1 mit Schmieröl.In the supporting part 4 of the cylinder block%, two each have a control piston 46 cylinder 45 containing provided, which are connected to the channels 32, 33 of the pump through passages 47 »5o in the supporting part 4 and channels 48, 49 in the auxiliary manifold 25th The channels 5o also serve to supply the pivot pins P of the support part 4 of the cylinder block 1 with lubricating oil.
In den beiden zylindrischen Bohrungen 51 des Pumpengehäuses e befindet-sich je ein Ventilkolben 52 gleichen Durchmessers wie die Steuerkolben 46. Dieser Ventilkolben 52 liegt mit seinem kugeligen Ende 52a an dem flachen Ende 46a des zugehörigen Steuerkolbens 46 an. Es ist aber auch die Abwandlung möglich, daß der Kolben 46 mit dem Steuerkolben unter ! Zwischenschaltung einer Kugel B zusammenarbeitet, wie dies ' in der Fig. 7 dargestellt ist. In diesem Fall ist das Ende 52c des Ventilkolbens flach.In the two cylindrical bores 51 of the pump housing e there is a valve piston 52 of the same diameter like the control piston 46. This valve piston 52 lies with its spherical end 52a on the flat end 46a of the associated Control piston 46. But it is also possible that the piston 46 with the control piston below! Interposition of a ball B cooperates, as shown in FIG. In this case it is the end 52c of the valve piston flat.
Kanäle 53, 54» 55 verbinden die Einström- und Ausströmkanäle 32, 33 mit den zugehörigen zylindrischen Bohrungen 51, so daß der Ventilkolben 52 dem gleichen Druck ausgesetzt istChannels 53, 54 »55 connect the inflow and outflow channels 32, 33 with the associated cylindrical bores 51, see above that the valve piston 52 is exposed to the same pressure
1 0 2 n ■' \/1 η 9 71 0 2 n ■ ' \ / 1 η 9 7
wie die Kolben 46. Jeder Ventilkolben 52 hat ein Verschlußteil 52b für den Verschluß der Eintrittsöffnung in eine in dem Abschlussdeckel 39 vorgesehene, der zylindrischen Bohrung entsprechenden Kammer 56ι die durch die Kanäle 57» 58 mit den Rinnen 43» 44 verbunden ist, deren eine der Ausströmöffnungen der Pumpe gegenüber liegt, wobei diese Ausströmöffnung je nach der Neigung des Zylinderblocks 1 die Kinne 23 oder 24 ist.like the pistons 46. Each valve piston 52 has a closure part 52b for closing the inlet opening in a cylindrical bore provided in the end cap 39 corresponding chamber 56ι through the channels 57 »58 with is connected to the grooves 43 »44, one of the outflow openings of which is opposite the pump, this outflow opening depending on the inclination of the cylinder block 1, the chins 23 or 24 is.
Das Prinzip der Arbeitsweise der Pumpen mit parallelen, in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis angeordneten Zylin- ; dem ist hinreichend bekannt, so daß es nicht nötig ist, die Punktion der zwischen der Antriebewelle 8 und der konkaven Fläche 26 des Deckels 27 gelegenen Pumpenelemente im einzelnen zu beschreiben.The principle of operation of the pumps with parallel, in a rotating cylinder block arranged in a circle cylinder; is sufficiently known to him that it is not necessary the puncture of the pump elements located between the drive shaft 8 and the concave surface 26 of the cover 27 in the to describe each.
Es ist klar, daß die Fördermenge der Pumpe einesteils eine Funktion der Neigung des troinmelförmigen Zylinderblocks 1, des Tragteils 4 und der Verteilerplatte 15 auf der einen oder anderen Seite der Lage für den Hubraum UuIl ist, bei welcher Lage die Drehachse des Zylinderblocks mit der Achse der Antriebswelle zusammenfällt und daß andererseits der Durchgang durch die Lage für den Hubraum Null die Umkehrung der Flüssigkeitsströmung durch die Kanäle 32 und 33 des Deckels 27 der Pumpe zur Folge hat.It is clear that the delivery rate of the pump is partly a function of the inclination of the barrel-shaped cylinder block 1, of the support part 4 and the distributor plate 15 on one side or the other of the location for the displacement UuIl is at which position the axis of rotation of the cylinder block coincides with the axis of the drive shaft and that on the other hand the Passage through the position for the displacement zero is the reversal of the liquid flow through the channels 32 and 33 of the Cover 27 of the pump results.
Wenn bei der in der Fig. 2 dargestellten Lage das Zwischenteil 28 durch die Feder 29 gegen den Anschlag 37 des Pumpengehäuses/gezogen worden ist, hat der mit dem Zwischenteil 28 z.B. durch einen Mitnehmerzapfen verbundene Zylinderblock 1 seine maximale Schräglage und die Pumpe arbeitet mit maximaler Fördermenge^ Die in die Zylinder 2 eingesaugte Flüssigkeit wird durch die Kolben durch die Rinnen 23, 24When in the position shown in FIG. 2, the intermediate part 28 is pulled by the spring 29 against the stop 37 of the pump housing / has been, the cylinder block connected to the intermediate part 28, for example by a driving pin 1 its maximum inclination and the pump works with maximum delivery rate ^ the one sucked into cylinder 2 Liquid is drawn through the flasks through the grooves 23, 24
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der Verteilerplatte 15 und die Zwischenkanäle 34» 35 des '' Zwischenteils 28 herausgedrückt. .Beispielsweise wird die j "Flüssigkeit durch den Binströmkanal 32 angesaugt und durch . ι den Ausströmkanal 33 des Deckels 27 herausgedrückt. jthe distributor plate 15 and the intermediate channels 34 »35 of the '' intermediate part 28 pushed out. For example, the liquid is sucked in through the bin flow channel 32 and pushed out through the outflow channel 33 of the cover 27. j
Nach Maßgabe der Verschwenkung des Zylinderblocks 1 ver- |According to the pivoting of the cylinder block 1, |
ringert sich die fördermenge bis zum Wert Mull, wenn die ] the delivery rate decreases to the value of garbage, if the ]
Drehachse des Zylinderblocks 1 der Achse der Antriebsscheibe IAxis of rotation of the cylinder block 1 of the axis of the drive pulley I
7 genähert wird. Wird die Schwenkung des l'ragteils 4 des .7 is approached. If the pivoting of the bearing part 4 of the.
Zylinderblocks 1 um seine Achse mittels der Verstellvorrich- iCylinder block 1 about its axis by means of the adjusting device i
tung V fortgesetzt, nimmt das Anschlagstück 38 des Hilfsver- ;device V continued, takes the stop piece 38 of the auxiliary;
teilerstücks 25das Zwischenteil 28 mit, bis das mit ihm ver- .divider piece 25 with the intermediate part 28 until the ver with it.
bundene !Dragteil 4 in seine in der I1Ig. 2 dargestellte End- ; lage gelangt.tied! Drag part 4 in its in the I 1 Ig. 2 illustrated end; situation.
I1Ur das Funktionieren der hydrostatischen Lagerung an der !I 1 Ur the functioning of the hydrostatic bearing on the!
Fläche 4o der Antriebsscheibe 7 genügt es, welches auch jSurface 4o of the drive pulley 7, it is sufficient, which also j
immer der Knickwinkel der Pumpenachse ist, daß hierfür ge- Jthe articulation angle of the pump axis is always the J
sorgt wird, daß der Speisedruck der Lagerung entsprechend ;
der auf die Antriebsscheibe 7 ausgeübten Axialkraft verändert
wird.it is ensured that the feed pressure of the storage accordingly ; the axial force exerted on the drive pulley 7 changes
will.
Wie bereits gesagt wurde, verändert sich bei konstantem
Förderdruck die auf die Antriebsscheibe ausgeübte Axialkraft
entsprechend dem Kosinus des Knickwinkels der Pumpenachse.
Es genügt daher, wenn der Speisedruck für die hydrostatische
Lagerung dor Antriebs.3cheibe sich gleichfalls wie der Kosinus
des Knickwinkels der Pumpenachse ändert.As has already been said, changes at constant
Delivery pressure is the axial force exerted on the drive pulley
corresponding to the cosine of the articulation angle of the pump axis.
It is therefore sufficient if the feed pressure for the hydrostatic
The bearing of the drive 3 disk also changes like the cosine of the articulation angle of the pump axis.
Es sei für das nachfolgende angenommen, daß sich der Zylinderblock
in einer Lage befindet, in der seine Achse sehr nache
der Achse der Antriebswelle der Pumpe liegt, so daß von der
Pumpe nur eine sehr kleine Menge Öl gefördert wird. DerIt is assumed for the following that the cylinder block is in a position in which its axis is very trailing
the axis of the drive shaft of the pump is so that of the
Pump only a very small amount of oil is pumped. Of the
10 98 ί2/*Ϊ010 98 ί2 / * Ϊ0
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förderdruck wirkt dabei z.B. auf den Kolben 46 auf der rechten Seite der Fig. 1 ein. Der in der Kammer 56 vorhandene Druck wirkt auf das Ende des Abschlussventiles 52 ein, das den gleichen Durchmesser hat wie der Kolben 46, Wenn der Druck in der Kammer zu niedrig wird, drängt der Kolben 46 den zugehörigen Ventilkolben 52 zurück, so dass das öl aus dem Kanal 55 in die Kammer 56 einströmen kann und den in ihr vorhandenen Druck erhöht, bis das Gleichgewicht erreicht ist.delivery pressure acts e.g. on the piston 46 on the right side of FIG. The pressure present in the chamber 56 acts on the end of the shut-off valve 52, which is the same diameter as the piston 46. If the pressure in the chamber becomes too low, the piston will push 46 back the associated valve piston 52, so that the oil can flow from the channel 55 into the chamber 56 and increases the pressure present in it until equilibrium is reached is reached.
Wird nunmehr angenommen, die Pumpe (oder der Motor) habe einen Knickwinkel vom Wert a, übt der Steuerkolben 46 wegen des Anliegens seines flachen Endes auf dem kugeligen Ende 52a des Ventilkolbens 52 nur mehr eine Kraft F · cos a aus, wenn F die auf den Steuerkolben 46 durch denFörderdruck ausgeübte Kraft bedeutet. Hat der Förderdruck den Wert P, bewirkt das Zusammenarbeiten von Kolben 46 und Ventilkolben 52, dass sich in der Kammer 56 ein Druck Pβ cos a einstellt. Sodann ermöglicht die im Abschlussdeckel 39 vorgesehene Rinne 44 ein Funktionieren der hydrostatischen Lagerung der Antriebsscheibe 7, das der des Zylinderblocks 1 entspricht. Letzterer wird in üblicher Weise ausgeglichen, d.h. so,1 daß die Wirkung des Flüssigkeitsdruckes auf die Zylinderböden des Zylinderblocks im wesentlichen durch die Wirkung des Drucks in den Rinnen 23 oder 24 der Verteilerplatte 15 und auf das Hilfsverteilerstück 25 in den entsprechenden Zwischenkanälen 34 oder 35 aufgehoben wird»If it is now assumed that the pump (or the motor) has an articulation angle of the value a, the control piston 46 only exerts a force F · cos a when F die because its flat end rests on the spherical end 52a of the valve piston 52 the control piston 46 means force exerted by the delivery pressure. If the delivery pressure has the value P, the cooperation of piston 46 and valve piston 52 has the effect that a pressure Pβ cos a is established in chamber 56. The channel 44 provided in the end cover 39 then enables the hydrostatic mounting of the drive pulley 7 to function, which corresponds to that of the cylinder block 1. The latter is balanced in a conventional manner, ie, so 1 that the effect abolished the fluid pressure on the cylinder base of the cylinder block substantially by the effect of the pressure in the channels 23 or 24 of the distributor plate 15 and to the auxiliary manifold 25 into the respective intermediate channels 34 or 35 will"
Wie leicht zu ersehen ist, hat die Konstruktion einen extrem geringen Platzbedarf· Am meisten Platz benötigen die Antriebsverbindung der Antriebsscheibe mit der Antriebswelle und das rotierende ü-elenkt Des weiteren ist ersichtlich, daß die Konstruktion kein besonders kompliziertes TeilstüokAs can be easily seen, the construction has an extreme Low space requirement · The drive connection between the drive pulley and the drive shaft takes up the most space and the rotating g-steering. Furthermore, it can be seen that the construction is not a particularly complicated part
10981 ν/109710981 ν / 1097
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erfordert, das hydrostatische Lager wird vorzugsweise aus gesintertem Metall hergestellt und auf den Abschlussdeekel des Pumpengehäuses aufgebracht.requires, the hydrostatic bearing is preferably made off made of sintered metal and placed on the end cap applied to the pump housing.
Die Pleuelstangen müssen nicht mehr wie früher zwecks Zuführung von öl zu den Gelenkkugeln durchbohrt werden, was bei Pumpen oder Motoren von sehr geringen Abmessungen einen wichtigen Vorteil darstellt.The connecting rods no longer have to be fed in as they used to be are pierced by oil to the joint balls, which is a problem in pumps or motors of very small dimensions represents an important advantage.
Die Pig. 1 zeigt einen auseinandergezogenen Schnitt durch die Pumpe, aber es ist klar, dass die Kanäle 54 nicht in der durch die Kolben 46 gehenden Radialebene liegen dürfen, um die Querabmessung der Pumpe zu verringern.The Pig. 1 shows an exploded section through the pump, but it is clear that the channels 54 are not in the may be through the piston 46 going radial plane to reduce the transverse dimension of the pump.
Im Falle einer Pumpe, deren Förderdruck konstant ist, genügt die Anordnung eines einzigen SteuerkolbeneVentilkolbenpaares (46, 52, zwischen dem Ausströmkanla der Pumpe und dem hydrostatischen Lager der Antriebsscheibe 7·In the case of a pump whose delivery pressure is constant, the arrangement of a single control piston / valve piston pair is sufficient (46, 52, between the discharge duct of the pump and the hydrostatic bearing of the drive pulley 7
Ansprüche:Expectations:
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |