DE2332584A1

DE2332584A1 - Axialkolbenpumpe oder -motor

Info

Publication number: DE2332584A1
Application number: DE19732332584
Authority: DE
Inventors: Johannes Neukirch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-27
Filing date: 1973-06-27
Publication date: 1975-01-09

Description

Axialkolbenpumpe oder -motor

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe oder -motor mit einer Zylindertrommel, die mit vorgegebener Orientierung in einem Gehäuse gelagert ist und Zylinderbohrungen aufweist, in denen Axialkolben gleiten, einer gegen die Zylindertrommelachse geneigten Hubscheibe vor einer Stirnfläche der Zylindertrommel, an der sich die Axialkolben zur Erzeugung einer Hubbewegung abstützen und einer Uiasteuerscheibe mit einem Steueröffnungen aufweisenden Steuerspiegel, die in einer eine dichte Anlage an und eine Ausrichtung nach der anderen Stirnfläche der Zylindertrommel zulassenden Weise gehalten ist und deren Steueröffnungen mittels im Gehäuse beweglicher Ölüberleitungsglieder mit einem Hochdruck- bzw. einem Niederdruckanschluß in Verbindung stehen und die weiterhin durch hydraulisch belastete Andruckglieder in Anlage an der besagten anderen Stirnfläche der Zylindertrommel gehalten wird.

Bei einer bekannten Axialkolbenpumpe dieser Art (DT-AS 1 239 57O) sind die ölüberleitungsglieder Buchsen, die in einem gehäusefesten Teil sitzen und mit gewissem Spiel unter Zwischenlage von Dichtungen in ölkanäle der Umsteuer-

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scheibe ragen, so daß die Umsteuerscheibe relativ zu den ölüberleitungsbuchsen begrenzt beweglich ist. Zum Andruck der Umsteuerscheibe an die Stirnfläche der Zylindertrommel sind Andrückkolben vorgesehen, die von dem Hochdruck bzw. Niederdruck der Maschine beaufschlagt sind. Die Ölüberleitungsbuchsen haben nach ihrer Formgebung bei dieser bekannten Anordnung keinerlei Andrückfunktion. Dadurch ergibt sich eine Andrückung der Umsteuerscheibe praktisch nur in zwei Punkten, da aus räumlichen Gründen jeweils nur zwei Andrückkolben und zwei ölüberleitungsbuchsen der dt.j? Zylindertrommel abgewandten Seite der Umsteuerscheibe untergebracht werden können. Bei den auftretenden hohen hydraulischen Drücken besteht daher die Gefahr, daß die Umsteuerscheibe trotz der Andrückkolben von der Stirnfläche der Zylindertrommel einseitig abhebt und der Steuerspiegel dadurch undicht wird oder daß eine Deformation der Umsteuerscheibe eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zügrunde, eine Axialkolbenpumpe der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die Umsteuerscheibe auch bei hohen Drücken sicher an die Stirnfläche der Zylindertrommel angedrückt wird und dabei eine dichte Zu- und Abführung des Öls erfolgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die ölüberleitungsglieder kolbenartig ausgebildet und begrenzt ausrichtbar im Gehäuse geführt sind und mit ihren Stirnflächen an der der Zylindertrommel abgewandten Stirnfläche der Umsteuerscheibe anliegen, daß auf den Stirnflächen der ölüberleitungsglieder begrenzte Druckfelder abgegrenzt sind, in denen

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jeweils von der einen Seite ein sich durch, das Ölüberleitungsglied erstreckender ölüberleitungskanal und von der anderen Seite ein in der Umsteuerscheibe verlaufender und mit einer Steueröffnung verbundener Kanal mündet, und daß auf der/ümsteuerscheibe angewandten Seite der Olüberlei- /der tungsglieder um den öliiberleitungskanal herum eine vom Öldruck beaufschlagte Eingflache anliegt, so daß die ölüberleitungsglieder zugleich die Funktion der Andruckglieder erfüllen.

Es sind nach der Erfindung somit nicht gesonderte ölüberleitungsbuchsen und Andrückkolben vorgesehen, sondern die Ölüberleitungsglieder erfüllen gleichzeitig die Funktion der Andrückkolben. Damit kann die Umsteuerscheibe auch dort an die Stirnfläche der Zylindertrommel angedrückt werden, wo die ölüberleitung von der Umsteuerscheibe zum Gehäuse und den daran vorgesehenen Hcfchdruck- und Niederdruckanschlüssen erfolgt.

Die Druckfelder auf der Stirnfläche der ölüberleitungsglieder können von Rundschnurringen o. dgl. abgegrenzt sein, die sich um die Mündungen der ölüberleitungskanäle herum erstrekken. Die kolbenartigen ölüberleitungsglieder können mittels Rundschnurringen o. dgl. dicht aber axialbeweglich und ausrichtbar in Gehäusebohrungen gehalten sein. Eine vorteilhafte Anordnung ergibt sich dadurch, daß vier Ölüberleitungsglieder symmetrisch .zu den jeweils etwa halbkreisförmigen Steueröffnungen angeordnet sind.

Ein aus Axialkolbenpumpe und Axialkolbenmotor aufgebautes Axialkolbengetriebe kann mit einer Umsteuer- und Andrückan-

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Ordnung nach der Erfindung in der Weise aufgebaut sein, daß Axialkolbenpumpe und Axialkolbenmotor mit ihren Zylinderblöcken beiderseits einer zentralen Scheibe angeordnet und die Zylinderblöcke mit der Antriebs- bzw. der Abtriebswelle verbunden sind, daß beiderseits der zentralen Scheibe zwischen dieser und dem Zylinderblock von Pumpe bzw. Motor je eine Umsteuerscheibe angeordnet ist und daß die Umsteuerscheibm durch paarweise fluchtend in der zentralen Scheibe geführte kolbenartige Ölübertragungsglieder mit ihren Steueröffnungen miteinander verbunden sind und in Anlage an den zugehörigen Zylinderblöcken gehalten werden. Dabei kann vorteilhafterweise die zentrale Scheibe eine als Zahnradpumpe ausgebildete Füllpumpe sowie mit Rückschlagventilen versehene und mit den Ölüberleitungskanälen in Verbindung stehende üfüllkanäle enthalten. Die zentrale Scheibe kann auch ein Überdruckventil enthalten. Dabei ist dann vorteilhafterweise vorgesehen, daß von zwei mit den beiden Steueröffnungen der Umsteuerscheiben in Verbindung stehenden Ölkanälen jeweils der hochdruckseitige über ein automatisches Umschaltventil mit dem Überdruckventil verbunden ist.

Es ergibt sich auf diese Weise eine Konstruktion, bei welcher in der zentralen Scheibe IHillpumpe und Überdruckventil angeordnet sind. An diese zentrale Scheibe brauchen dann nur die u.U. genormten Bauteile von Pumpe und Motor auf beiden Seiten angesetzt zu werden. Es ist dadurch möglich, sowohl mit einer Reihe von standardisierten Bauteilen Axialkolbengetriebe verschiedener Leistung zu fertigen, wobei die zentrale Scheibe mit den Umsteuerscheiben für alle Getriebetypen die gleiche sein kann, als auch etwa einen defekten Pumpen- oder Motorteil unter Beibehaltung der übrigen Getriebebauteile bequem auszuwechseln.

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Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein ia Mfindun^sgemäßer V/eise aufgebautes Axialkolbengetriebe in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben:

Fig. 1 zeigt einen L.ngsschn-itt durch ein nach der Erfindung aufgebautes Getriebe.

Fig. 2 zeigt die Anordnung von Füllpumpe und tJberdruckventil in dem Getriebe von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt/cler Linie IH-III /längs von Fig. 2 und

Fig. 4 ist eine vom Zylinderblock her gesehene Ansicht einer Umsteuerscheibe bei dem Getriebe von Fig. 1.

Ein Getriebegehäuse 10 besteht aus zwei im wesentlichen übereinstimmenden Gehäusehälften 12 und 14, die beiderseits einer zentralen Scheibe 16 angeordnet und mit dieser verbunden sind. Eine Antriebswelle 18 ist in einem Lager 20 zentral in der Gehäusehälfte 14 und in einem Lager 22 in der zentralen Scheibe gelagert. Eine Abtriebswelle 24 ist in einem Lager 26 zentral in der Gehäusehälfte 12 und in einem Lager 2ö in der zentralen Scheibe 16 gelagert. Auf der Antriebswelle 18 sitzt eine Zylindertrommel 30 mit axialen Zylinderbohrungen 32. In den Zylinderbohrungen 32 gleiten Axialkolben 34-. Vor der in Fig. 1 rechten Stirnfläche der Zylindertrommel 30 ist eine schwenkbar im Gehäuse

gelagerte Schrägscheibe 36 angeordnet, an welcher sich die c

Kolben 3^ abstützen. Die Zylinderbohrungen 32 stehen mit Kanälen 38 in Verbindung, die auf der anderen, in Fig. 1

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linken Stirnfläche der Zylindertrommel 30 münden.

Auf der Antriebswelle 24 sitzt eine Zylindertrommel 40 mit axialen Zylinderbohrungen 42. In den Zylinderbohrungen 42 gleiten Axialkolben 44, die sich an einer schwenkbar in dem Gehäuseteil 12 gelagerten Schrägscheibe 46 abstützen. Die Zylinderbohrungen 42 stehen mit Kanälen 48 in Verbindung, welche auf der der Schrägscheibe 46 abgewandten Stirnfläche der Zylindertrommel 40 münden. Die Anordnung der Wellen 18 und 24, Zylindertrommeln 30 und 40 und Schrägscheiben 36 und 46 ist im wesentlichen spiegelbildlich zur Mittelebene der zentralen Scheibe 16, so daß für Pumpe und Motor gleiche Bauteile verwendet werden können.

An der in Fig. 1 linken Stirnfläche der Zylindertrommel 30 liegt eine Umsteuerscheibe 50 an. Die Umsteuerscheibe 50 (Fig. 4) weist auf ihrer der Zylindertrommel 30 zugewanuten Seite in üblicher Weise zwei iosisbogenförmige Steueröffnungen 52 und 54 auf. Die Steueröffnungen 52, 5^ stehen jede mit zwei axial sich durch die Umsteuerscheibe 50 hindurch erstreckenden kreisrunden Verbindungskanälen 56, 58 bzw. 60, 62 in Verbindung. Diese Verbindungskanäle münden auf der in Fig. 1 linken, der zentralen Scheibe 16 zugewandten Stirnfläche der Umsteuerscheibe 50.

An der Stirnfläche der Zylindertrommel 40 liegt in entsprechender Weise eine Umsteuerscheibe 64 an, die entsprechende Steueröffnungen 66, 68 aufweist, welche mit je vier Verbindungskanälen 70,ähnlich den Kanälen 56 - 62 von Fig. 4, in Verbindung stehen, die auf der der zentralen Scheibe 16 zugewandten Stirnfläche der Umsteuerscheibe 64 münden.

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Die zentrale Scheibe 16 weist vier durchgehende axiale Bohrungen 72, 74, 76 und 78 auf. In diesen Bohrungen sind Andrück- und ölüberleitungsglieder 80 geführt, die untereinander gleich ausgebildet sind und von denen daher nur eines näher beschrieben wird.

Das Ölüberleitungsglied 80 (Fig. 1) ist zylinderartig geformt und mit einem gewissen Spiel in der zugehörigen Bohrung, z.B. 7^i geführt. Die Abdichtung des zylinderartigen ölüberleitungsgliedes 80 in der Bohrung erfolgt durch einen Dichtring, z.B. einem Rundschnurring 82, der in einer Ringnut 84 auf der Umfangsfläche des Ölüberleitungsglieds 80 gehalten ist. Ein ölüberleitungskanal 86 erstreckt sich in axialer Richtung durch das ölüberleitungsglied 80. Rings um die der Umsteuerscheibe 50 zugewandte Mündung des ölüberleitungskanal s 80 ist ein Dichtring, z.B. ein Rundschnurring 88, angeordnet, der in einer Ringnut 90 des Ölüberleitungsglieds 80 gehalten ist. Der Dichtring 88 grenzt ein Druckfeld um den Ölüberleitungskanal 68 herum ab. In dieses Druckfeld mündet von der anderen Seite her der Verbindungskanal, z.B. 60 in der Umsteuerscheibe 50, der mit der einen Steueröffnung, z.B. 54 der Umsteuerscheibe 50 in Verbindung steht.

Zwei solche Ölüberleitungsglieder 80 bzw. 92 sind spiegelbildlich zueinander in jeder der Bohrungen 72 - 78 angeordnet. Die Ölüberleitungskanäle 84 bilden Schultern 94, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der innerhalb der Rundschnurringe 88 gebildeten Druckfelder entspricht. Zwischen den Schultern 94 wirken Druckfedern 96, welche die beiden ölüber-

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leitungsglieder 80 axial auseinanderzudrücken und in Anlage an den Umsteuerschei"ben 50 und 64 zu halten suchen. Auf den den Umsteuerscheiben 50 "bzw. 64 angewandten Innenseiten der öluberleitungsglieder 80 und 92 sind um den ölüberleitungskanal 86 herum Ringflächen 98 gebildet, die von dem Öldruck beaufschlagt sind und die ölüberleitungsglieder 80 nach "außen" zudrücken Buchen.

Wie aus Mg. 3 und 4 ersichtlich ist, sind hinter jeder Umsteuerscheibe 50 und 64 jeweils vier solche ölüberlei-■uongsglieder symmetrisch zu den ßteueröffnungen 52 und 5^ angeordnet, wobei jeder Steueröffnung 52 und 54- zwei solche öluberleitungsglieder zugeordnet sind. !Diese öluberleitungsglieder 80 bzw. 92 erfüll'- jeweils zwei Punktionen:. Einmal stellen sie eine ölverbindung zwischen der beweglichen Steuerscheibe 50 bzw· 64 und der gehäusefesten zentralen Scheibe 16 her und zum anderen wirken sie als Andrückkolben, die begrenzt beweglich sind und die Umsteuerscheiben dicht an die Stirnflächen der Zylindertrommeln 30 bzw. 40 anlegen, wobei sich die Umsteuerscheiben 50, 64 nach diesen Stirnflächen ausrichten können.

In der zentralen Scheibe 16 ist gleichzeitig eine als Zahnradpumpe ausgebildete Füllpuirpe 100 untergebracht, die aus einem innerhalb des Gehäuses 10 gebildeten ölsumpf öl über ein Filter 102 (iig. 2) und einen Kanal 104 ansaugt und über Rückschlagventile 106 bzw. ]08 in Eüllölkanäle 110 bzw. 112 fördert. Die Füllölkanäle 110 bzw. 112 stehen mit den ölüberleitungskanälen in Verbindung. JLußsr&esi sind die Füllölkenäle 110, 112 über ein druckabhängig automatisch umschaltendes

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Ventil 114- mit einem an der zentralen Scheibe 16 sitzenden Überdruckventil 116 verbunden.

Die zentrale Scheibe 16 weist, wie aus Fig. 3 am besten ersichtlich ist, Durchbrüche 118, 1'20 auf, durch welche eine Verbindung der durch die beiden Gehäuseteile 12 und 14 gebildeten Gehäuseinnenräume hergestellt wird. In dem Gehäuse 10 bildet sich somit ein durchgehender ölsumpf aus, aus welchem die Füllpumpe 100 ansaugt.

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Claims

Patentansprüche

Axialkolbenpumpe oder -motor mit einer Zylindertrommel, die mit vorgegebener Orientierung in einem Gehäuse gelagert ist und Zylinderbohrungen aufweist, in denen Axialkolben gleiten, einer gegen die Zylindertrommelachse geneigten Hubscheibe vor einer Stirnfläche der Zylindertrommel, an der sich die Axialkolben zur Erzeugung einer Hubbewegung abstützen, und einer Umsteuerscheibe mit einem Steueröffnungen aufweisenden Steuerspiegel, die in einer eine dichte Anlage an und eine Ausrichtung nach der anderen Stirnfläche der Zylindertrommel zulassenden Weise gehaltert ist und deren Steueröffnungen mittels im Gehäuse beweglicher ölüberleitungsglieder mit einem Hochdruck- bzw. einem NiederdruckanSchluß in Verbindung stehen und die weiterhin durch hydraulisch belastete Andruckglieder in Anlage an der besagten anderen Stirnfläche der Zylindertrommel gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ölüberleitungsglieder (80) kolbenartig ausgebildet und begrenzt ausrichtbar im Gehäuse geführt sind und mit ihren Stirnflächen an der der Zylindertrommel (30) abgewandten Stirnfläche der Umsteuerscheibe (50) anliegen, daß auf den Stirnflächen der ölüberleitungsglieder (80) begrenzte Druckfelder abgegrenzt sind, in denen jeweils von der einen Seite ein sich durch das Ölüberleitungsglied erstreckender ölüberleitungskanal (86) und ron der anderen Seite ein in der Umsteuerscheibe (50) verlaufender und mit einer Steueröffnung (54·) verbundener Kanal (60) mündet, und daß auf der der Umsteuerscheibe (50) abgewandten Seite der ölüberleitungsglieder (80) um den ölüberleitungskanal (86) herum eine vom Öldruck beaufschlagte Ringfläche (98) gebildet wird, so daß die ölüberleitungsgliedear (80) zugleich die lunktien 4er A»druckglieder erfüllen.

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2. Axialkolbenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfelder auf den Stirnflächen der ölüberleitungsglieder (80) von Rundschnurringen (88) o. dgl. abgegrenzt sind, die sich um die Mündungen der ölüberleitungskanäle (86) herum erstrecken.
3· Axialkolbenpumpe oder -motor nach Anspruch'2, dadurch gekennzeichnet, daß die kolbenartigen ölüberleitungsglieder (SO) mittels Huiilschnurringen (82) o. dgl. dicht aber axialbeweglich und ausrichtbar in Gehäusebohrungen (72,..78) gehalten sind.
4-. Axialkolbenpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß vier ölüberleitungsglieder (80) symmetrisch zu den jeweils etwa halbkreisförmigen Steueröffnungen (521 54·) angeordnet sind.
5. Aus Axialkolbenpumpe und Axialkolbenmotor aufgebautes Axialkolbengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß Axialkolbenpumpe und Axialkolbenmotor mit ihren Zylinderblöcken (30, 40) beiderseits einer zentralen Scheibe (16) angeordnet und die Zylinderblöcke (30, 40) mit der Antriebs- bzw. der Abtriebswelle (18 bzw. 24) verbunden sind, daß beiderseits der zentralen Scheibe (16) zwischen «leser und dem Zylinderblock (30 bzw. 40) von Pumpe bzw. Motor je eine Umsteueracheibe (50 bzw. 64·) angeordnet ist und daß die Umsteuersoheiben (50, 64-) durch paarweise fluchtend in der zentralen Scheibe (16) geführte kolbenartige ölübertragungeglieder (80, 92) mit ihren Steueröffnungen (52, 54·) miteinander verbunden Bind und in Anlage an den zugehörigen Zylinderblöeken (30* ^O) gehalten werden.

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6. Axialkolbengetriebe η ac -ii Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Scheibe (16) eine als Zahnradpumpe ausgebildete Füllpumpe (100 )_; sowie mit Rückschlagventilen (106, 108) versehene und mit den Ölüberleitungskanälen in Verbindung stehende Füllkanäle (110, 112) enthält.
7- Axialkolbengetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Scheibe (16) ein Überdruckventil (116) enthält.
8.· Axialkolbengetriebe nach Anspruch 6 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß von zwei mit den beiden Steueröffnungen der Umsteuerscheiben (50, 64) in Verbindung stehenden Füllkanälen (110, 112) jeweils der hochdruckseitige über ein automatisches Umschaltventil (114) mit dem Überdruckventil (116) verbunden ist.

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