DE2324832A1 - Axialkolbenpumpe - Google Patents

Description

• Gegenstand: Axialkolbenmaschine Die Erfindunq bezieht sich auf eine Axialkolbenmaschine mit einem feststehenden Zylinderblock, in dem auf einem Teilkreis vorzuasweise achsparallele Zylinderbohrungen anbeordnet sind, in welchen Kolben gleitbar angeordnet sind, welche mit ihren aus den ,ylinderbohrunqen herausraqenden Köpfen direkt oder unter Zwischenschaltunq von Gleitschuhen oder dergleichen auf eine relativ zum Zylinderblock drehbare Taumelscheibe wirken und welche mit ihren gegenüberliegenden Enden Kolbenräume veränderlicher Größe begrenzen, in welche Druckmittel über Einlaßventile oder Einlaßschlitze einströmt bzw. aus welchen Druckmittel über Auslaßventile oder Auslaßschlitze ausströmt.
• Bei herkömmlichen Axialkolbenmaschinen dieser Bauart ist die Taumelscheibe fest mit einer Welle verbunden, welche in dem Zylinderblock und/oder einem die Taumelscheibe und den Zylinderblock umgebenden Gehäuse gelagert ist. Der Antrieb der Welle erfolgt außerhalb des Gehäuses. Es ist auch bekannt, den Zylinderblock innerhalb des Gehäuses verschiebbar anzuordnen.
• Es besteht dann die Möglichkeit, den 7ylinderblock mit einer vom Systemdruck beaufschlaqbaren Wirkfläche zu versehen, wodurch sich eine systemdruckabhängige Verstellkraft ergibt. Wenn man diese Verstellkraft gegen eine in Gegenrichtung wirkende Riickstellkraft wirken läßt, ergibt sich oberhalb eines bestimmten Grenzdruckes eine Nullhubregelung.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Axialkolbenmaschine der eingangs erwähnten Art mit einer verringerten Anzahl von Bauteilen herzustellen. Es soll aber dennoch möglich sein, auf einfache Weise eine Nullhuhreqelunq zu erzielen.
• Die Lösunq dieser Aufqabe erfolat erfindungsgemäß dadurch, daß die Taumelscheibe Bestandteil eines Gehäuses ist, oder gegen ein solches über Lager abgestützt ist, welches Gehäuse gegenüber dem Zylinderblock axial abgestützt und auf einer äußeren zylindrischen Partie des Zylinderblockes gelagert ist.
• Der Antrieb kann dann direkt auf das Gehäuse celeitet werden, und zwar vorzugsweise radial im Bereich der zylindrischen Partie. Fine Nullhubwirkung ergibt sich, wenn das Gehäuse durch die von den kolben auf die Taumelscheibe ausgeübten flruckkräfte oberhalb eines drenzdruckes gegen eine Rückstellkraft relativ zum Zylinderblock verschiebbar ist, wobei die möqliche Verschiebuna gleich oder größer als der wirksame Druckhub eines kolbens sein sollte.
• Die Rückstellkraft wird zweckmäßigerweise durch eine oder mehrere Federn aufgebracht. Die Feder bzw.
• die Federn können zwischen einem am Zylinderblock befestigten, das Gehäuse axial durchdringenden Zuganker und der den Zylinderblock abaewandten Stirnder oder denen eine. hydraulische Kraft überlagert sein kann.
• seite des Gehäuses angeordnet sein.Zur Verrinqérunq von Reibunq kann zwischen der tirnseite und der Feder ein Drucklaqer angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, die Feder bzw. die Federn zwischen einer der Taumelscheibe abgewandten Stirnfläche des Zylinderblockes und einem den Zylinderblock axial durchdringenden Zuganker anzuordnen, welcher gegen über den Gehäuse besitzt ist. Auch dieser Zuganker kann das Gehäuse durchdrinqen und über ein Drucklaqer auf das Gehäuse einwirken. Eine diskontinuierliche Verstellung des Förderstromes erqibt sich, wenn das Gehäuse relativ zum Zylinderblock eine oder mehrere Raststellunqen einnehmen kann.
• Zu diesem Zwecke kann eine Raste zwischen Zuganker und Zylinderblock angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, eine Raste zwischen Zuganker und Gehäuse oder zwischen Gehäuse und Zylinderblock wirken zu lassen. Ein Zuqanker kann den Zylinderblock dicht durchdringen und eine wirksame Fläche, vorzursweise seine Ouerschnittsfläche, besitzen, welche druckbeaufschlaqt ist, und eine gegen die Rückstellkraft gerichtete Kraft ergibt. Eine Veränderung des Druckniveaus bei Nullhub läßt sich einfach durch Veränderung der Rückstellkraft, d.h. durch Verstellung des Zugankers erreichen. Je nach Anordnunq kann diese Verstellung auch bei laufender Axialkolbenmaschine vorgenommen werden. Um Ger<9uschentwicklung und Flattern zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, den Raum zwischen Zylinderblock und Gehäuse mit dem.
• Ansaugsystem über eine Dämpfungsdrossel zu verbinden.
• Den gleichen Effekt und zusätzlich eine Zwangsschmierung des Lagerspaltes zwischen Gehäuse und Zylinderblock erreicht man, wenn der Raum zwischen Zylinderblock und Gehäuse mit dem Ansauqsystem über ein in Richtunq Ansauqsystem schließendes Rückschlagventil sowie über den Lagerspalt zwischen Gehäuse und Zylinderblock verbunden ist. Weitere Merkmale werden aus der Beschreibung , den Abbildungen und den Unteranspruche ersichtlich.
• Die Erfindung wird anhand von in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu -tert.
• Figur 1 zeigt eine Axialkolbenqaschine mit einer Nullhubeinrichtung.
• Figur 2 zeigt eine Axialkolbenmaschine anderer Ausführung mit Nullhubeinrichtunq und stufenweiser Verstellung.
• In einem Zylinderblock 1 sind auf einem Teilkreis achsparallele Zylinderbohrungen 2 und 3 angebracht, in denen Kolben 4 und 5 aleithar angeordnet sind.
• Die Kolben 4 und 5 besitzen Köpfe 6 und 7, mit denen sie auf eine Taumelscheibe 8 einwirken. Die Taumelscheibe 8 ist gegenüber einem Gehäuse 9 über Lager lo und 11 abgestützt. Der ^ylinderblock i besitzt eine zylindrische Partie 12, welche in eine entsprechende zylindrische Partie 13 des Gehäuses 9 hineinragt. Das Spiel zwischen den zylindrischen Partien 12 und .13 ist so bemessen, daß sich ein Gleitlager erqibt. Der Lagerspalt ist nach außen hin durch einen Dichtring 14 abgedichtet. Durchsickerndes Schmieröl bzw. Lecköl wird in einer im Zylinderblock angebrachten Ringnut 15 aufgefangen. Ein Zuganker 16 ist in Zylinderblock I befestigt und durchdringt das Gehäuse 9. An seinem äußeren Ende ist der anker 16 mit einem Kopf 17 versehen, welcher als Widerlaqer für Federn 18 dient, welche huber ein Drucklager 19 auf das Gehäuse 9 einwirken. Kopf 17, Federn 18 und Drucklager 1 sind nach außen hin durch eine dicht schließende Kappe 20 geschützt. Die Anpressung der Kolben d und 5 an die Taumelscheibe 8 erfolgt über Federn 21 und 22, welche sich am Zylinderblock 1 abstützen und auf die Köpfe 6 und 7 einwirken.
• Die inneren Endender Kolben 4 und 5 begrenzen Kolbenräume 23 und 24 in den Zylinderbohrungen 2 und 3.
• Das Ansaugen von Druckmittel In die Kolbenraume 23 und 24 erfolgt über einen Sauganschluß 25 und eine Ouerbohrung 26, welche die Zylinderbohrungen 2 und 3 derart schneidet, daß sich eine Verbindung eraibt, wenn ein Kolben in seinem unteren Totnunkt steht.
• Das Ausschieben von Druckmittel, also der wirksame Druckhub erfolgt, wenn ein Kolben die Querbohrung 26 überfahren hat. Das Druckmittel gelangt über aus laßventile 27 und 23 in einen Drucksammelraum 29.
• Der Sammelraum 29 ist einerseits mit dem Inneren eines hydro-pneumatischen Druckspeichers 30 verbunden und andererseits an einen Druckanschluß 31 angeschlossen. Die Ringnut 15 ist über einen Kanal 32 mit der Querbohrung 26 verbunden. Der Raum 33 zwischen Gehäuse 9 und Zylinderblock 1 ist mit der Querbohrung 26 über eine Bohruna 34, in welche eine Dämpfungsdrossel 35 eingebaut ist, verbunden.
• Der Antrieb des Gehäuse 9 erfolgt beispielsweise ueber einen nicht näher dargestellten Keilriemen im Bereich der zylindrischen Partie 12. Durch das Drehen des Gehäuses 9 bzw. der Taumelscheibe 8 erfahren die Kolben 3 und 4 hin- und hergehende Bewegungen, so daß sich Förderräume veränderlicher Größe erqeben. Unter der Voraussetzung, daR an den Druckanschluß 31 ein Hydrauliksystem anqeschlossen ist, welches einen qewissen Druckanstieg hervorruft, wird auch schon in den Förderräumen 23 bzw.
• 24 beim Druckhub ein gewisser Druck entstehen. Dieser Druck multipliziert mit der Ouerschnittsfläche der Kolben 3 bzw. 4 ergibt eine auf die Taumelscheibe 8 gerichtete Kraft. Diese Kraft wirkt der Rückstellkraft der Feder 18 entgegen. Bei Übersch@eiten eines bestimmten Grenzdruckes ist die Kraft soweit angewachsen, daß sie die Vorspannung der Feder 18 Uberwindet. Die Folge ist, daß sich Taumelscheibe 8 und Gehäuse 9 relativ zum Zylinderblock nach links verschieben. Mit dieser Verschiebung ändert sich auch die Lage der Kolben 3 und 4 relativ zum Zylinderblock 1. Das bedeutet, daß,der Hub eines Kolbens zwischen dem Abschluß der Querbohrung 26 und dem oberen Totpunkt immer ktlrzer wird. Bei einem bestimmen Druck schließlich ist die Verschiebunq so w@@t fortgeschritten, daß ein Kolben auch in sei-Bem oberen Totpunkt die Querbohrung 26 nicht mehr vollständig abschließen kann. Es findet dann kein wirksamer Druckhub mehr statt. Obwohl eine Axialkolbenmaschine normalerweise mehr als nur die zwei der Einfachheit halber gezeichneten Kolben besitzt, erqeben sich während des Betriebes auf Grund der Geometrie pro Umlauf Wechsel der resultierenden Kräfte auf das Gehäuse 9. Zur Unterdrückung der dadurch möglicherweiTe entstehenden Geräusche und Schwingungen ist der Raum, 33 mit der Querbohrung 26 über einen Kanal 34 verbunden, in welchen eine Dämpfungsdrossel 35 eingebaut ist. Die Dämpfungsdrossel- 35 sorqt dafür, daP, das Gehäuse 9 sich nicht auf Grund jedes kleinen Druckwechsels bewegt, sondern sich nach einem mittleren Druckniveau einstellt.
• Eine Veränderunq der Nullhubcharakteristik kann auch bei laufender Axialkolbenmaschine nach Entfernen der Kappe 20 mit Hilfe des Zugankers 16 erfolgen. weiteres Vorsnannen der Feder 18 bedeutet eine Erhöhung des Nullhubdruckes, Entspannen daqegen bewirkt eine Erniedrigung des Nullhubdruckes. Es ist hier zu bemerken, daß natürlich ein' Antrieb vorgesehen sein muß, welcher eine gewisse axiale Verlagerunq des Gehäuse 9 gestattet. Ein solcher Antrieb besteht beispielsweise in einem Keilriemen genügender Länge oder in einer Verzahnung entsprechender Breite.
• In Figur 2 sind funktionell ähnliche Teile mit einer um 100 erhöhten Bezugszahl versehen. Ein wesentlicher Unterschied genügender der Darstellunq von Figur 1 besteht darin, daß der Zuqanker 116 sowohl das Gehäuse 109 als auch den Zylinderblock lol axial durchdrinqt, wobei die Führung im Zylinderblock 101 flüssigkeitsdicht erfolgt. Der Zuganker 116 raqt innerhalb des Zylinderblockes lol in einen dort befindlichen Sammelraum 129 hinein und ist dort mit einem SoDf 117 versehen. Zwischen onf 117 und dem Zylinderblock lol wirken Federn 118. An seinem gegenüberliegenden Ende ist der Zuganker mit Gewinde 136 versehen, auf welches eine Mutter 139 geschraubt Sst. Die Mutter 137 wirkt über das Drucklager 119 auf das Gehäuse 1o9. Der Zuganker ist innerhalb des 7ylinderblockes lol mit drei Ringnuten 138,139 und 140 versehen. In die Rinqnuten 13, 139 und 140 kann eine aus einer Kugel 141, einem Federteller 142 und einer Feder 143 bestehende Raseingreifen. Zur Veränderung der Vorspannung der Feder 118 ist am Zuganker 116 eine Schlüsselfläche 144 vorgesehen. Der Raum 133 ist mit dem zum Ansaugsystem gehörenden Kanal 132 über ein in Richtung Kanal 132 schließendes Rückschlagventil i15 verbunden. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie schon für Figur 1 heschrleben. Ein Unterschied besteht nun darin, daß die Verstellung des Gehäuses 109 relativ -zum Zylinder- -block lol nicht kontinuierlich, sondern infolge der Raste 141,142,143 in gewissen stufen erfolgt.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. SO ist es-ohne weiteres möglich, Axialkolbenmaschinen auch ohne Nullhubeinrichtung auszubilden. Weiterhin ist, wie schon angedeutet, die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Kolben beschränkt. Die Raste kann grundsätzlich überall da angebracht werden, wo sich zwei Teile relativ zueinander verschieben.
• Es ist weiterhin möglich, anstelle der gezeigten Ansaugschlitze Ansaugventile zu verwenden. Allerrings läßt sich dann nicht mehr die beschriebene Nullhubregelung durchführen. Im Gegensatz zur Darstellung in Figur 2 ist es auch möglich, den Zuganker als Stufenkolbenauszubilden, der auf seiner Ringfläche in der Wirkrichtung der Rück-' stellkraft mit Druck beaufschlagt wird. Durch diese Anordnung können die Rückstellkräfte kleingehalten werden, so daß z.B. bei Verwendung von Federn diese auch nur einen verringerten Einba1-raum benötigen. Weitere an sich bekannte Maßnahmen wie Begrenzung der resultierenden R5ckstellkraft durch Begrenzung des Druckes an der Ringfläche sind ebenfalls ohne weiteres durchführbar.

Claims (19)

patentansprüche:

1. Axialkolbenmaschine mit feststehendem Zylinderblock, in dem auf einem Teilkreis vorzussweise achsparallele Zylinderbohrungen angeordnet sind, in welchen Kolben gleitbar angeordnet sind, welche mit ihren aus den Zylinderbohrungen herausragenden Köpfen direkt oder unter Zwischenschaltung von Gleitschuhen oder dergleichen auf eine relativ zum Zylinderblock drehbare Taumelscheibe wirken und welche mit ihren gegenilberliegenden Enden Kolbenräume veränderlicher Größe begrenzen, in welche Druckmittel über Einlaßventile oder Einla@schlitze einströmt bzw. aus welchen Druckmittel über Auslaßventile oder Auslaßschlitze auströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (8,108) Bestandteil eines Gehäuses (9,109) ist oder gegen ein solches über Lager (10,11,110, 111) abgestützt ist, welches Gehäuse (9,109) gegenüber dem Zylinderblock (1,101) axial abgestützt und auf einer äußeren, zylindrischen Partie (12,112) des Zylinderblockes (l,lol) gelagert ist.

2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Gehäuses (9, 109) radial im Bereich der zylindrischen Partie (12, 112) erfolgt.

3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9,109) durch die von den Kolben (4,5,104,105) auf die Taumelscheibe (8,1o8) ausqeübten Druckkräfte oberhalb eines Grenzdruckes gegen eine Rückstellkraft relativ zum Zylinderblock (1, lol) verschiebbar

4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die'möqliche Verschiebung gleich oder größer als der wirksame Druckhub eines Kolbens (4,5,104,105) ist.

5. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft durch eine oder mehrere Federn (1R,118) aufgebracht wird.

6. Axialkolbenmaschine nach Ansnruch 5, dadurch qekennzeichnet, daß die Feder'bzw. die Federn (18) zwischen einem am Zylinderblock (1) befestigten, das Gehäuse (9) axial durchdringenden Zuganker (16) und der dem Zylinderblock (1') abgewandten Stirnseite des Gehäuses (9) angeordnet sind.

7. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stirnseite und Feder bzw. Federn (1R) ein Drucklager (19) angeordnet ist.

8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder bzw. die Federn (118) zwischen einer der Taumelscheibe (108) abgewandten Stirnfläche des Zylinderblocks (101) und einem den Zylinderblock (101) axial durchdringenden Zuqanker (116) angeordnet ist, welcher gegenüber dem Gehäuse (109) abgestützt ist.

9. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (116) das Gehäuse (109) durchdringt und über ein Drucklager (119) auf das Gehäuse (109) wirkt.

lo. Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (lo9) relativ zum Zylinderblock (lol) eine oder mehrere Raststellungen einnehmen kann.

11. Axialkolbenmaschine nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß eine Raste (141, 142, 143) zwischen Zuganker (116) und Zylinderblock (101) wirkt.

12. Axiylkolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Raste zwischen Zuganker und Gehause wirkt.

13. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Raste zwischen cteh9use und Zylinderblock wirkt.

14. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8,und einem oder mehreren der anderen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (116) den 7:ylinderblock (101) dicht durchdringt und eine wirksame' Fläche, vorzugsweise seine Querschnittsflache, besitzt, welche druckbeaufschlagt ist und eine, gegen die Rückstellkraft gerichtete Kraft ergibt.

15. Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der voriqen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Riickstellkraft der Zuqanker (16,116) verstellbar ist.

16. Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (33) zwischen Zvlinderblock (1) und Gehäuse (9) mit dem Ansauosvstem (26) über eine Dämnfunqsdrossel (35) verbunden ist.

17. Axialkolbenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (133) zwischen Zylinderblock (iol) und Gehäuse (109) mit dem An-saugsystem (Kanal 132) über ein in Richtung Ansauqsvstem (Kanal 132) schließendes Rückschlagventil (145) sowie über. den Lagerspalt zwischen Gehäuse.(1o9) und Zylinderblock (lot) verbunden ist.

18. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8 und einem oder mehreren der anderen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker den ?.ylinderblock dicht durchdringt und in diesem Bereich ala Stufenkolben ausgebildet ist, dessen Ringfläche vom Druck des Systems in der Wirkrichtung der Rückstellkraft beaufschlagbar ist, wobei die Kolbenfläche des Stufenkolbens von,einem im wesentlichen konstanten, niedriteren, vorzugsweise Atmosphärendruck beaufschlagt ist.

19. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung des Druckmittels zu der Ringfläche über eine Drossel erfolgt und der Druck an der Riflgflflche begrenzt wird.

L e e r s e i t e