DE2346646C2 - Axialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Axial olbenpumpe mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten, deren Kolben mit einer auf der Triebwelle befestigten Taumelscheibe betätigbar sind, und mit einer ringscheibenförmigen auf einem Exzenter um die Wellenachse verdrehbar gelagerten Steuerscheibe, welche die Ein- und Austrittsöffnungen der in Drehrichtung feststehenden Kolben-Zylinder-Einheiten in Verbund bringt, wobei zum Verdrehen des Exzenters eine in Längsrichtung der Triebwelle verschiebbaren Steuerwelle vorgesehen ist die über eine Stift-Nut-Verbindung mit schraubenförmiger Nut mit der Triebwelle verbunden ist.

Der am nächsten kommende Stand der Technik (US-PS 30 74 345) beschreibt eine Axialkolbenpumpe mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten, welche achsparallel zur Triebwelle liegend gleichmäßig um diese herum angeordnet sind und deren Kolben von einer auf der Triebwelle befestigten Taumelscheibe betätigt werden. Da die Taumelscheibe fest mit der Triebwelle verbunden ist, macht jeder Kolben bei einer Umdrehung der Triebwelle einmal einen vollständigen Hub. Zur Fördervoluminstromsteuerung ist eine ringscheibenförmige Steuerscheibe, welche die Ein- und Austrittsöffnungen der in Drehrichtung feststehenden Kolben-Zylinder-Einheiten in Verbund bringt auf einem Exzenter einer in Längsrichtung in der Triebwelle verschiebbaren Steuerwelle angeordnet, welche mittels einer Stift-Nut-Verbindung mit schraubenförmiger Nut beim Verschieben in der Triebwelle verdreht wird. Die Verschiebung der Steuerwelle in der Triebwelle erfolgt bei der bekannten Konstruktion automatisch in Abhängigkeit von dem von der Pumpe erzeugten Druck, durch den ein Kolben gegen die Kraft einer Feder verschoben wird, der seinerseits die Steuerwelle verschiebt. Die Steuerweile trägt einen radialen Stift welcher sich durch eine schraubenförmige öffnung in der Triebwelle in eine gerade Nut in dem Exzenter erstreckt Eine Längsverschiebung der Steuerwelle bewirkt die Verdrehung des Exzenters durch das Gleiten des Stiftes in der schraubenförmigen Öffnung in der Triebwelle und der geraden Nut im Exzenter.

Der Nachteil dieser bekannten Axialkolbenpumpe besteht einmal darin, daß die Steuerung erst dann einsetzen kann, wenn die Pumpe schon einen gewissen Druck aufgebaut hat Die Steuerung kann also bei Stillstand der Pumpe nicht eingestellt werden. Insbesondere läßt sich mit dieser Pumpe auch nicht die Pumprichtung umkehren, was für die Verwendung bei hydraulischen Pressen o. ä. sehr wichtig ist Darüber hinaus besteht zum anderen ein großer Nachteil darin, daß besonders an dem in der schraubenförmigen Öffnung und der geraden Nut des Exzenters laufenden Stift an mehreren Stellen so viel Verschleiß auftreten kann, daß sich der Verschleiß summiert und bald zu einem Unbrauchbarwerden der Pumpe führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend aufgeführten Nachteile der bekannten Pumpenkonstruktion zu vermeiden und eine möglichst einfach aufgebaute Pumpe mit einem möglichst großen Steuenmgsbereich zu schaffen, der auch eine Förderrichtungsiygkehr der Pumpe gestattet

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die schraubenförmige Nut in der Steuerwelle angeordnet und der in die Nut eingreifende Stift mit der Triebwelle verbunden ist und der Exzenter auf der Steuerwelle Iängsverschieblich auf einer Kerbverzahnung vor der schraubenförmigen Nut liegt, wobei die Nut eine solche Länge aufweist, daß der Exzenter über den Stift bis zu 270° verdreht werden kann.

Vorteilhaft wird die Steuerwelle von mit einer drehbaren Betätigungseinrichtung gekuppelten Verstelleinrichtung axial verschoben.

Der Vorteil der erfindungsgemäüen Pumpe liegt darin, daß die Pumpe in dem weitestmög'lichen Bereich regelbar ist und sogar die Pumprichtung umkehrbar ist Diese Regelung kann nicht nur bei laufender Pumpe durchgeführt werden, sondern auch bei Stillstand, woraus sich eine sehr gute Reproduzierbarkeit hinsichtlich der Fördervolumenstrommenge bzw. des Druckes ergibt.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und zwar zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbens>umpe, die mit dem antreibenden Elektromotor kombiniert ist;

F i g. 2 bis 4 perspektivische Darstellungen der Verstellung des die Steuerscheibe tragenden Exzenters in verschiedenen Regelstellungen;

F i g. 5 eine Ansicht der Steuerscheibe, wobei die verschiedenen Stellungen angedeutet sind.

Das Motorgehäuse 1 der mit einem Elektromotor vereinigten Pumpe enthält den Stator 2, in welchem der Rotor 3 umläuft und dessen Rotorwelle 4 in dem Gehäusedeckel 5 gelagert ist, außerhalb dessen auf der genannten Welle der Lüfter 6 sitzt. Die Rotorwelle 4 bildet außerdem die Triebwelle 7 der geteilt ausgebildeten Pumpenwelle auf der die Taumelscheibe 8 fest aufgekeilt ist. Die Taumelscheibe 8 wirkt mit dem federbelasteten Kolben 9 der Kolben-Zylinder-Einheiten 10 zusammen, die in dem drehfest angeordneten Pumpengehäuse U angeordnet sind. Die Zylinder 12 sind auch durch Kanäle 13 mit dem Raum 14 verbunden, in wel-

chem die Steuerscheibe 15 gelagert ist. Der Raum 14 wird einerseits durch die Außenfläche des die Kolben-Zylinder-Einheiten 10 enthaltenden Gehäuse 11 und die andere durch die Innenfläche der Deckelscheibe 16 des Pumpengehäuses gebildet. In den Flächen befinden sich die öffnungen der Kanäle 13, die mit den Zylindern 12 verbunden sind sowie die öffnungen, die mit der Druck- und Saugseite der Pumpe in Verbindung stehen. Die genannten Flächen bilden die Lagerflächen für die Steuerscheibe 15. Die Steuerscheibe ist auf einem Exzenter

17 gelagert, der seinerseits auf einer Kerbverzahnung

18 der Steuerwelle 19 der Pumpenwelle axialverschiebbar sitzt Die genannten Öffnungen in den Lagerflächen der Steuerscheibe 15 korrespondieren miteinander je nach Stellung der Steuerscheibe bzw. des Exzenters außerhalb der Scheibe 15 oder über Durchbrechungen innerhalb der Scheibe.

Auf der Steuerwelle 19 ist eine schraubenförmig verlaufende Nut 20 angeordnet, mit welcher ein Teil z. B. ein Stift 21 der Triebwelle 7 zusammenwirkt derart, daß bei einer Längsverschiebung der Steuerwelle 19 dieser eine Relativbewegung in Drehrichtung zu der Triebwei-Ie 7 ausführt. Durch diese Relativbewegung wird die Winkelstellung des Exzenters 17 zu der Taumebcheibe 8 verändert und damit die Durchflußmenge zwischen den Zylindern 13 und der Saug- und Druckseite der Pumpe über den Raum 14 mit Hilfe der Steuerscheibe 15 gesteuert Zur Längsverschiebung der Steuerwelle 19 ist diese am freien Ende in einem Kolben 22 gelagert, der durch einen Stift 23 drehfest in der Deckelsciieibe 16 geführt wird. Auf dem Kolben 22 sitzt eine Gewindehülse 24, die ein Verstellrad 25 trägt Bei Verdrehen der Hülse 24 wird der Kolben 22 und damit die Steuerwelle

19 verschoben und die erläuterte Regelwirkung erzielt. Andererseits kann die Verschiebung der Steuerwelle 19 auch mit einem beliebigen Verstellmotor, der entweder in Drehrichtung oder in hin- und hergehender Richtung arbeitet, bewirkt werden.

In den F i g. 2 bis 5 sind die einzelnen Stellungen der Regeleinrichtung erkennbar. Die Fig.2 bis 4 zeigen drei verschiedene Stellungen der axialverschiebbaren Steuerwelle 19, auf deren Kerbverzahnung 18 der Exzenter 17 sitzt In der Stellung der F i g. 2 befindet sich der Exzenter 17 in einer Stellung, die einen Winkel von 90° zur senkrechten bzw. zu einer angenommenen Achse 26 der Taumelscheibe 8 bildet In dieser Stellung nimmt die auf den Erläuterungszeichnungen nicht dargestellte Steuerscheibe eine solche Stellung ein, daß die Fördermenge ihr Maximum erreicht. Wird die Stuuerwelle 19 in die Stellung der F i g. 3 verschoben, so ändert der Exzenter 17 seine Stellung so, daß er zu der angenommenen Achse 26 einen Winkel von 0° bildet, in welcher Stellung die Fördermenge 0 ist, d. h. das Pumpenmedium führt ohne Wirkung nach außen einen Kreislauf aus. Eine weitere Verstellung der Steuerwelle 19 in die der F i g. 4 dreht den Exzenter 17 in eine Winkelstellung von 180°, in welcher Stellung die Fördermenge wiederum gleich 0 ist und sie erreicht, erkennbar in F i g. 5, ihre Maximalstellung, aber im umgekehrten Drehsinn der Pumpe bei 270°.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Axialkolbenpumpe mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten, deren Kolben mit einer auf der Triebwelle befestigten Taumelscheibe betätigbar sind, und mit einer ringscheibenförmigen auf einem Exzenter um die Wellenachse verdrehbar gelagerten Steuerscheibe, welche die Ein- und Austrittsöffnungen der in Drehrichtung feststehenden Kolben-Zylmder-Einheiten in Verbund bringt, wobei zum Verdrehen des Exzenters eine in Längsrichtung in der Triebwelle verschiebbaren Steuerwelle vorgesehen ist die über eine Stift-Nut-Verbindung mit schraubenförmiger Nut mit der Triebwelle verbunden ist dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Nut (20) in der willkürlich verstellbaren Steuerwelle (19) angeordnet und der in die Nut (20) eingreifende Stift (21) mit der Triebwelle (7) verbunden ist und der Exzenter (17) auf der Steuerwelle (19) längsverschiebSch auf einer Kerbverzahnung (18) vor der schraubenförmigen Nut (20) liegt wobei die Nut (20) eine solche Länge aufweist daß der Exzenter über den Stift (21) bis zu 270° verdreht werden kann.

2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerivelle (19) von mit einer drehbaren Betätigungseinrichtung (25) gekuppelten Verstelleiarichtung (22, 24) axial verschoben wird.