DE2401331B1

DE2401331B1 - Axial piston pump with swiveling cylinder drum

Info

Publication number: DE2401331B1
Application number: DE2401331A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 7959 Unterbalzheim Deininger; Ludwig 7917 Voehringen Wagenseil
Original assignee: Hydromatik 7900 Ulm GmbH
Current assignee: Hydromatik 7900 Ulm GmbH
Priority date: 1974-01-11
Filing date: 1974-01-11
Publication date: 1975-02-20
Also published as: JPS553545B2; FR2257797A1; DE2401331A1; JPS50102905A; US3915069A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialkolbenpumpe mit einer schwenkbaren Zylindertrommel und einer in einem Gehäuse ortsfest gelagerten, antriebsverbundenen Triebscheibe, an welcher die in Zylinderbohrungen der Trommel beweglichen Kolben über Kugelgelenke angelenkt sind, und einem Steuerspiegelkörper mit Steuernieren, die Ausmündungen der Zylinderbohrungen zugewandt sind, wobei der Steuerspiegelkörper zwecks Hubverstellung der Pumpe durch eine Stelleinrichtung verschwenkbar ist und dessen dem Steuerspiegel abgekehrte zylinderflächenförmige Rückseite sich an einer entsprechend geformten Führungsfläche des Gehäuses abstützt, die mit Ansaug- bzw. Druckkanälen für das Druckmedium verbundene öffnungen aufweist, welche in allen Schwenkstellungen des Steuerspiegelkörpers mit den Steuernieren in Verbindung stehen.The invention relates to an axial piston pump with a pivotable cylinder drum and a The drive pulley is fixedly mounted in a housing and connected to the drive and on which the cylinder bores the drum moving pistons are articulated via ball joints, and a control plate body with control kidneys that face the mouths of the cylinder bores, the control plate body for the purpose of adjusting the stroke of the pump can be pivoted by an adjusting device and its control plate remote cylindrical surface-shaped rear side is on a correspondingly shaped guide surface of the Housing which has openings connected to suction or pressure channels for the pressure medium, which are in connection with the control kidneys in all swivel positions of the control plate body.

Bei bekannten derartigen Maschinen (DT-AS 1 017468) sind die Steuernieren und die Kanäle für die Zu- und Ableitung des Druckmediums gleich ausgebildet. Dies erfolgt nicht nur aus fertigungstechnischen Gründen, sondern auch, um derartige Maschinen in beiden Drehrichtungen als Pumpe oder Motor verwenden zu können. Dabei sind die mit dem Ansaug- bzw. Druckkanal für die Zu- bzw. Ableitung des Druckmediums verbundenen öffnungen in der Führungsfläche des Gehäuses so ausgebildet, daß innerhalb des gesamten Schwenkbereiches diese öffnungen vom Steuerspiegelkörper gegen den Innenraum des Maschinengehäuses abgedichtet werden.In known machines of this type (DT-AS 1 017468) the control kidneys and the channels for the The supply and discharge of the pressure medium are designed to be the same. This is not only done for manufacturing reasons Reasons, but also to use such machines in both directions of rotation as a pump or motor to be able to. There are those with the suction or pressure channel for the supply and discharge of the pressure medium connected openings in the guide surface of the housing formed so that within the entire Swivel range of these openings from the control plate body against the interior of the machine housing be sealed.

Der Nachteil einer solchen Ausbildung besteht darin, daß die Durchtrittsöffnungen zwischen Steuerspiegelkörper und Führungsfläche zu klein sind, um das Druckmedium unter Atmosphärendruck ohne zu große Drehzahlverluste aus einem Tank anzusaugen, wenn die Maschine als selbstansaugende Pumpe im offenen Kreislauf verwendet werden soll. Die Durchtrittsöffnungen dürfen nicht beliebig symmetrisch vergrößert werden, da die Druckkräfte auf der der Gleitfläche zugewandten Rückseite des Steuerspiegelkörpers nicht größer werden dürfen als die Kräfte, die von den Kolben über die Zylindertrommel auf den Steuerspiegel, d. h. auf die Vorderseite des Steuerspiegelkörpers ausgeübt werden. Dies hätte ein Abheben des Steuerspiegelkörpers von seiner Führungsfläche zur Folge. Ein weiteres Problem sind die hohen Betriebsgeräusche, die durch Drosselwirkung im Ansaugbereich und damit ungenügende volumetrische Füllung der Zylinderbohrungen hervorgerufen werden.The disadvantage of such a design is that the passage openings between the control plate body and guide surface are too small to hold the pressure medium under atmospheric pressure without being too large Sucking in speed losses from a tank when the machine is open as a self-priming pump Circuit should be used. The passage openings must not be enlarged symmetrically at will because the pressure forces on the rear side of the control plate body facing the sliding surface are not may be greater than the forces exerted by the pistons via the cylinder drum on the control plate, d. H. applied to the front of the control mirror body. This would have lifted the control panel body from its guide surface. Another problem is the high level of operating noise, the throttling effect in the intake area and thus insufficient volumetric filling of the cylinder bores be evoked.

Bei einer ausschließlich als Pumpe verwendbaren Axialkolbenmaschine anderer Gattung ist es bekannt (DT-AS 1 291 632), die Steuerniere im Steuerspiegel auf der Ansaugseite wesentlich größer auszubilden als auf der Druckseite. Damit können zwar die Druckverluste beim Ansaugen des Druckmediums verringert werden, jedoch ist durch die Ausmündung der Zylinderbohrungen zum Steuerspiegel hin entweder weiterhin die unerwünschte Drosselwirkung und damit Gerauchentwicklung gegeben, wenn die Ausmündung in ihrem Querschnitt der Steuerniere auf der Druckseite angepaßt sind, oder andererseits werden, wenn die Ausmündungen in ihrem Querschnitt der Steuerniere auf der Ansaugseite angepaßt sind, auf den Steuerspiegel ausgeübten Druckkräfte so groß, daß zusätzliche Andruckmittel vorhanden sein müssen, um ein Abheben des Steuerspiegels zu vermeiden. In letzterem Fall der Anordnung von zusätzlichen Andruckmitteln ist die Anwendung auf eine Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art, d.h. mit Steuerspiegelkörper, nicht möglich, da sich eine viel zu komplizierte und damit unwirtschaftliche Lösung ergäbe und keine Abdichtung auf der Druckseite zwischen Steuerspiegelkörper und seiner Führungsfläche gewährleistet wäre.It is known for an axial piston machine of another type that can be used exclusively as a pump (DT-AS 1 291 632) to make the control kidney in the control plate on the intake side much larger than on the print side. This can reduce the pressure losses when the pressure medium is sucked in be, however, either continues through the opening of the cylinder bores towards the control plate the undesirable throttling effect and thus the development of smoke given when the opening in its cross section of the control kidney on the pressure side are adapted, or on the other hand, if the orifices in their cross-section of the control kidney are adapted on the intake side, pressure forces exerted on the control plate so great that additional Pressure means must be available in order to avoid the control plate lifting off. In the latter case the arrangement of additional pressure means is the application to an axial piston pump of the introduction mentioned type, i.e. with control plate body, not possible, since it is much too complicated and thus uneconomical solution would result and no seal on the pressure side between the control plate body and its guide surface would be guaranteed.

Zur Verbesserung der Ansaugleistung und Minderung der Geräuschentwicklung ist es bei einer Schiefscheibenpumpe bekannt (DT-OS 2 213 400), am Steuerspiegel zwei auf konzentrischen Kreisen liegende, sich über etwa den gleichen Winkel erstreckende Einlaßöffnungen vorzusehen und an den Zylinderbohrungen jeweils zwei auf konzentrischen Teilkreisen liegende Mündungen verschieden großen Querschnitts auszubilden. Dabei wirken die Mündungen mit kleinerem Querschnitt mit der Einlaßöffnung auf dem inneren Kreis zusammen, die durch einen Kanal mit dem Gehäuseinnern verbunden ist, und wirken die Mündungen größeren Querschnitts mit der auf dem äußeren Kreis liegenden Einlaßöffnung zusammen, die mit dem Ansaugkanal verbunden ist.A swash plate pump is used to improve the suction performance and reduce the development of noise known (DT-OS 2 213 400), two concentric circles lying on the control plate, themselves to provide inlet openings extending over approximately the same angle and on the cylinder bores respectively to form two orifices of different sized cross-sections lying on concentric pitch circles. The orifices with a smaller cross-section act with the inlet opening on the inner circle together, which is connected to the inside of the housing by a channel, and the mouths act larger Cross-section with the inlet opening lying on the outer circle together with that with the intake duct connected is.

Nachteilig ist dabei, daß relativ aufwendige zusätzliche Schlitze im Steuerspiegel und Bohrungen in der Zylindertrommel vorgesehen sind. Eine Anwendung auf Pumpen der eingangs genannten Art ist nicht möglich, da der Steuerspiegelkörper durch zusätzliche Bohrungen unzumutbar geschwächt würde und auf der Druckseite durch die zusätzlichen Ausmündungen der Zylinderbohrungen die Abhebekräfte, wie oben bereits erläutert, am Steuerspiegel unerwünscht vergrößert werden.The disadvantage here is that relatively complex additional slots in the control plate and holes in the Cylinder drums are provided. An application to pumps of the type mentioned above is not possible, because the control plate body would be weakened unreasonably by additional holes and on the On the pressure side, the lift-off forces due to the additional openings of the cylinder bores, as already mentioned above explained, are undesirably enlarged on the control plate.

Schließlich ist eine Schiefscheiben-Axialkolbenpumpe bekannt (DT-AS 1 653 417), bei der der Steuerspiegel auf der Saugseite unterbrochen ist und bei der über die Ausmündungen der Zylinderbohrungen in der Zy-Finally, a swash plate axial piston pump is known (DT-AS 1 653 417) in which the control plate is interrupted on the suction side and in the case of the openings of the cylinder bores in the cylinder

ÖBKäftiAl INSPECTEDÖBKäftiAl INSPECTED

lindertrommel unmittelbar aus dem Gehäuse-Innenraum angesaugt wird. Dies hat den Nachteil, daß die unterbrochene Steuerspiegelfläche die Laufeigenschaften der Pumpe beeinträchtigt und die Steuerplatte geschwächt wird. Auch diese Lösung kommt daher für Pumpen der eingangs genannten Art mit einem Steuerspiegelkörper, an dem die Verstelleinrichtung angreift, nicht in BetrachtLindertrommel is sucked in directly from the interior of the housing. This has the disadvantage that the Interrupted control plate surface affects the running properties of the pump and weakens the control plate will. This solution is also used for pumps of the type mentioned with a control plate body, on which the adjusting device engages, not into consideration

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Druckmittelzuführung bei einer ausschließlich als Pumpe im selbstansaugenden Betrieb arbeitenden Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei geräuscharmem Betrieb und guter volumetrischer Füllung durch Vergrößerung der Ansaugquerschnitte möglichst keine Schwächung des Steuerspiegelkörpers und trotzdem gleichzeitig eine Leckölabführung aus dem Gehäuse-Innenraum ermöglicht ist.The invention is based on the object of supplying the pressure medium in an exclusively as a pump To improve the axial piston machine of the type mentioned at the beginning working in self-priming operation in such a way that that with low-noise operation and good volumetric filling by enlarging the suction cross-sections If possible, no weakening of the control plate body and at the same time leakage oil drainage is made possible from the housing interior.

Diese Aufgabe wird bei einer Pumpe der eingangs genannten Art überraschend einfach dadurch gelöst, daß die mit dem Ansaugkanal verbundene Öffnung in der Führungsfläche so weit vergrößert ist, daß sie zumindest der Flächenausdehnung der zugeordneten Steuerniere entspricht und in allen Schwenkstellungen des Steuerspiegelkörpers sowohl die Projektion der Steuerniere auf die Führungsfläche voll überdeckt als auch den Gehäuse-Innenraum stets mit dem Ansaugkanal dadurch verbindet, daß ein Teil der Öffnung durch den Steuerspiegelkörper unverdeckt bleibt. Dadurch ist unter Lösung der gestellten Aufgabe keine Schwächung des Steuerspiegelkörpers durch andernfalls erforderliche Bohrungen im Steuerspiegelkörper zum Gehäuse-Innenraum hin gegeben. Die Steuernieren behalten ihre symmetrische Lage und sind gleich groß, so daß keine unerwünschten zusätzlichen Druck- oder Abhebkräfte auf den Steuerspiegelkörper wirken. Es ist durch die Erfindung dem Umstand Rechnung getragen, daß auf der Saugseite der die Engstelle bildende Übergang zwischen der Ansaugöffnung und der Verbindung zur Steuerniere im Steuerspiegelkörper nicht gegen den Innenraum des Gehäuses abgedichtet zu sein braucht Der Ansaug-Querschnitt ist für alle Schwenkstellungen des Steuerspiegelkörpers praktisch gleich, da durch die erfindungsgemäß ausgebildete, mit dem Ansaugkanal verbundene Öffnung in der Führungsfläche die Stellung des Steuerspiegelkörpers und damit die Steuerniere auf der Ansaugseite zu dieser Öffnung ohne Einfluß auf den Ansaugquerschnitt ist.In the case of a pump of the type mentioned at the outset, this object is surprisingly simply achieved by that the opening connected to the intake duct in the guide surface is enlarged so much that it at least corresponds to the area of the assigned control kidney and in all pivot positions of the control mirror body fully covers both the projection of the control kidney on the guide surface as also the housing interior always connects to the intake channel in that part of the opening through the control mirror body remains uncovered. As a result, there is no weakening when the problem is solved of the control plate body through otherwise required holes in the control plate body for Housing interior given. The control kidneys keep their symmetrical position and are of the same size, see above that no undesirable additional pressure or lifting forces act on the control plate body. It is The invention takes into account the fact that the transition forming the constriction is on the suction side between the suction opening and the connection to the control kidney in the control plate body is not against the interior of the housing needs to be sealed. The suction cross-section is for all swivel positions of the control mirror body practically the same, since the inventively designed with the Suction channel connected opening in the guide surface, the position of the control plate body and thus the control kidney on the suction side to this opening has no influence on the suction cross-section.

Da erfindungsgemäß die Öffnung in der Führungsfläche auf der Ansaugseite der Pumpe stets mit dem Gehäuseinnenraum verbunden ist, kann die Druckmittelzuführung auch unmittelbar in bekannter Weise durch den Gehäuse-Innenraum erfolgen (vgl. DT-AS 1653 417).Since, according to the invention, the opening in the guide surface on the suction side of the pump always corresponds to the interior of the housing is connected, the pressure medium supply can also be carried out directly in a known manner the housing interior (see DT-AS 1653 417).

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtAn example embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 schematisch einen Querschnitt der Axialkolbenpumpe in der Schwenkebene,F i g. 1 schematically shows a cross section of the axial piston pump in the swivel plane,

F i g. 2 im Ausschnitt eine Schnittansicht entlang der Linie HinFig. I,F i g. 2 in detail a sectional view along the line HinFig. I,

F i g. 3 eine Ansicht auf die Steuerspiegelfläche des Steuerspiegelkörpers,F i g. 3 a view of the control plate surface of the control plate body,

F i g. 4 im Ausschnitt eine Schnittansicht entlang der Linie H-II in F i g. 2 und 3.F i g. FIG. 4 shows, in detail, a sectional view along the line H-II in FIG. 2 and 3.

Die in F i g. 1 dargestellte Axialkolbenpumpe weist eine über Kugellager 1 in einem Gehäuse 2 gelagerte Triebwelle 3 auf, die einstückig eine Triebscheibe 4 trägt. An der Triebscheibe 4 sind über Kugelgelenke 5 die Kolbenstangen 6 von Kolben 7 gelagert Die KoI-ben 7 bewegen sich in Zylinderbohrungen 8 einer Zylindertrommel 9. Die Zylindertrommel 9 wird von der Antriebswelle 3 über die Triebscheibe 4 und die Kolben 7 in Drehung versetzt. Der Hub der Kolben 7 richtet sich nach dem Schrägwinkel der Zylindertrommelachse 10 zur Drehachse 11 der Welle 3. Die Zylindertrommel 9 wird durch einen über eine Kugel 12 an der Triebscheibe 4 gelagerten Mittelzapfen 13 zentriert und stützt sich — im belasteten Zustand der Pumpe unter der Wirkung der Druckmittelkräfte und im unbelasteten Zustand der Pumpe nur unter der Kraft der zwischen dem Zapfen 13 und der Zylindertrommel 9 vorgesehenen Druckfeder 14 — auf einem Steuerspiegelkörper 15 ab, der seinerseits auf einer zylinderflächenförmigen Führungsfläche 16 des Pumpen-Gehäuseteiles 17 abgestützt ist. Zur Änderung des Schrägwinkels der Achse 10 der Zylindertrommel 9 gegenüber der Wellenachse 11 und damit der Änderung des Hubvolumens der Kolben 7 in den Zylinderbohrungen 8 greift an dem Steuerspiegelkörper 15 ein Verstellzapfen 18 an, der mit einer Stellstange 19 fest verbunden ist die ihrerseits verschieblich in dem Pumpengehäuseteil 17 in einer Bohrung 20 gelagert ist. An der Stellstange 19 greift ein Verstellmechanismus (nicht dargestellt) an, durch den die Stellstange 19 in Längsrichtung verschoben wird, so daß der Zapfen 18 den Steuerspiegelkörper 15 in der zylinderflächenförmigen Führungsfläche 16 unter Schwenkung der Zylindertrommel 9 um die Schwenkachse 21 verschiebt.The in F i g. 1 has an axial piston pump which is mounted in a housing 2 via ball bearings 1 Drive shaft 3, which carries a drive pulley 4 in one piece. Ball joints 5 are attached to the drive pulley 4 the piston rods 6 supported by pistons 7 The KoI-ben 7 move in cylinder bores 8 of a cylinder drum 9. The cylinder drum 9 is of the Drive shaft 3 set in rotation via drive pulley 4 and piston 7. The stroke of the piston 7 is directed according to the oblique angle of the cylinder drum axis 10 to the axis of rotation 11 of the shaft 3. The cylinder drum 9 is centered and centered by a center pin 13 mounted on the drive pulley 4 via a ball 12 supports itself - in the loaded state of the pump under the effect of the pressure medium forces and in the unloaded state Condition of the pump only under the force provided between the pin 13 and the cylinder drum 9 Compression spring 14 - on a control plate body 15, which in turn on a cylindrical surface-shaped Guide surface 16 of the pump housing part 17 is supported. To change the skew angle of the Axis 10 of the cylinder drum 9 with respect to the shaft axis 11 and thus the change in the stroke volume the piston 7 in the cylinder bores 8 engages an adjusting pin 18 on the control plate body 15, which with an adjusting rod 19 which is in turn displaceable in the pump housing part 17 in a bore 20 is mounted. An adjusting mechanism (not shown) acts on the adjusting rod 19, by which the control rod 19 is displaced in the longitudinal direction, so that the pin 18 the control plate body 15 in the cylindrical guide surface 16 while pivoting the cylinder drum 9 around the Pivot axis 21 moves.

In dem Steuerspiegelkörper 15 sind, wie aus den F i g. 2 bis 4 näher ersichtlich, die Zu- und Abflußkanäle 22, 23 vorgesehen, die die Zylinderbohrungen 8 über die Ausmündungen 24 und die Steuernieren 25, 26 (F i g. 3) in der Steuerspiegelfläche 27 des Steuerspiegelkörpers 15 mit den Öffnungen 28,29 des Ansaugkanals 30 bzw. Druckkanals 31 in der Führungsfläche 16 verbinden. Wie aus Fig.3 näher ersichtlich, hat "die Öffnung 32 des Kanals 23 auf der Druckseite eine langgestreckte Form, so daß in jeder Schwenkstellung des Steuerspiegelkörpers 15 die Öffnung 29 in der Führungsfläche 16 überdeckt ist. Auf der Saugseite hat der Kanal 22 über seine ganze Länge zumindest einen Querschnitt, der der Flächenausdehnung der Steuerniere 25 entspricht. Die Öffnung 28 ist, wie aus F i g. 3 und 4 ersichtlich, so groß ausgebildet, daß die Projektion der Steuerniere 25 in die Führungsfläche 16 immer innerhalb der Flächenausdehnung der Öffnung 28 liegt In der in Fig.3 und 4 dargestellten Stellung des Steuerspiegelkörpers 15 ragt die Öffnung 28 mit den Teilen 33, 34 über den Steuerspiegelkörper 15 hinaus und wird von diesem nicht abgedeckt, so daß eine Verbindung zum Gehäuse-Innenraum 35 hergestellt ist Da die Verbindung zum Gehäuse-Innenraum 35 in jeder Stellung des Steuerspiegelkörpers 15 hergestellt ist wird zum einen der sich im Gehäuse-Innenraum ansammelnde Leckanteil des Druckmittels mit angesaugt, und es besteht die Möglichkeit, daß das Ansaugen des gesamten Druckmittels durch den Gehäuse-Innenraum 35 erfolgt, wenn dazu an anderer Stelle im Gehäuse 2 eine Ansaugöffnung genügend großen Querschnittes vorgesehen ist.In the control mirror body 15, as shown in FIGS. 2 to 4 can be seen in more detail, the inflow and outflow channels 22, 23 are provided, which the cylinder bores 8 via the openings 24 and the control kidneys 25, 26 (Fig. 3) in the control plate surface 27 of the control plate body 15 with the openings 28, 29 of the intake duct 30 or pressure channel 31 in the guide surface 16 connect. As can be seen in more detail from Figure 3, "the Opening 32 of the channel 23 on the pressure side has an elongated shape, so that in each pivot position of the Control plate body 15, the opening 29 in the guide surface 16 is covered. On the suction side he has Channel 22 over its entire length at least a cross section that corresponds to the area of the control kidney 25 corresponds. The opening 28 is, as shown in FIG. 3 and 4 can be seen, made so large that the projection the control kidney 25 in the guide surface 16 is always within the area of the opening 28 In the position of the control plate body 15 shown in Figure 3 and 4, the opening 28 protrudes with the Parts 33, 34 beyond the control mirror body 15 and is not covered by this, so that a connection to the housing interior 35 is made Since the connection to the housing interior 35 in each The position of the control mirror body 15 is established on the one hand, the accumulating in the housing interior Leakage of the pressure medium is sucked in, and there is the possibility that the suction of the entire pressure medium takes place through the housing interior 35, if this occurs elsewhere in the housing 2 a suction opening of sufficiently large cross-section is provided.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claim:

Axial piston pump with a swiveling cylinder drum and one stationary in a housing mounted, drive-connected drive pulley, on which the movable in the cylinder bores of the drum Pistons are articulated via ball joints, and a control plate body with control kidneys, the mouths of the cylinder bores face, the control plate body is pivotable for the purpose of stroke adjustment of the pump by an adjusting device and its dem Control plate facing away from the cylindrical surface-shaped rear side on a correspondingly shaped Supports guide surface of the housing, which is connected to suction or pressure channels for the pressure medium Has openings, which in all pivot positions of the control plate body with the control kidneys are in connection, characterized in that the with the intake duct (30) connected opening (28) in the guide surface (16) is enlarged so much that it at least corresponds to the area of the assigned control kidney (25) and in all pivot positions of the control plate body (15) both the projection of the control kidney (25) onto the guide surface (16) fully covered and also always connects the housing interior (35) with the intake duct (30), that a part (33,34) of the opening (28) remains uncovered by the control plate body (15).