DE2504562B2 - Hydrostatische Axialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe mit jedem Zylinder zugeordneten Auslaßrückschlagventilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Pumpe ist aus der US-PS 29 82 218 bekannt, in der zwei Ausführungsbeispiele offenbart sind.

Bei dem einen Ausführungsbeispiel (Fig. 1—7) sind Rückschlagventile vorgesehen, die einen Flüssigkeitsaustritt ermöglichen, wenn bei dem Kompressionshub der Druck im Zylinder den Förderdruck der Pumpe übersteigt. Im Durchlaß zur Ni-ederdruckseite ist eine Druckmindereinrichtung vorgesehen. Diese ist als in seiner Stellung zum Durchlaß veränderbarer Kolben ausgebildet, wobei bei einer Druckerhöhung der Durchlaß freigegeben wird. Die Durchlässe sind dabei über den Hubbereich verteilt nahe dem oberen Totpunkt angeordnet.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 8 bis 10) werden die Durchlässe durch einen Drehschieber abwechselnd freigegeben bzw. geschlossen. Die Durchlässe selbst weisen dabei keine Druckmindereinrichtung auf. Mit dieser Pumpe ist eine Veränderung der Fördermenge möglich bei — gegenüber dem dort abgehandelten Stand der Technik — höherem Wirkungsgrad und verringertem Verschleiß.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Geräuschentwicklung beim Übergang der Zylinder von der Hochdruck- auf die Niederdruckseite vermindert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe eifindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Eine vorzugsweise Weiterbildung ergibt sich aus dem Anspruch 2.

Der den Druck mindernde Schlitz kann Flüssigkeil aus dem Zylinder freigeben und den Druck vermindern, bevor der sich vorwärts bewegende Kolben zum oberen Totpunkt kommt. Hieraus folgt, daß ein stufenförmiger Druckabfall über einen Winkelbereich des Schlitzes von mehr als 40° ermöglicht wird. Das wiederum vermindert das Geräusch auf ein Minimum.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden. Dabei zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch die Pumpe gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine Stirnansicht des Drehschiebers nach der Linie H-II in der F i g. 1;

Fig.3 die aufeinanderfolgenden Arbeitspunkte der wesentlichen Teile der Pumpe während eines Zyklus der Kolbenbewegung in einer Abwicklung der Pumpe;

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Änderungen des Flüssigkeitsdruckes im Zylinder, wenn der Förderdruck der Pumpe gleich dem veranschlagten Wert ist;

Fig.5 eine der Fig.4 entsprechende Darstellung, wobei jedoch der Förderdruck unter dem veranschlagten Wert liegt;

Fig.6 eine der Fig.4 entsprechende Darstellung, wobei jedoch der Förderdruck über dem veranschlagten Wert liegt;

F i g. 7 eine der F i g. 3 ähnliche Abwicklung für eine abgewandelte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes und

F i g. 8 eine der F i g. 4 entsprechende Darstellung für die Ausführungsform der Pumpe gemäß der Fig./.

In Fig. 1 ist eine Axialkolbenpumpe mit einer Antriebswelle 1, an der ein Zylinderblock 2 befestigt ist, gezeigt Der Zylinderblock 2 ist mit einer Mehrzahl von parallel zur Welle 1 liegenden Zylindern 3 versehen, die in Umfarigsrichtung des Zylinderblocks mit gleichen Abständen zueinander angeordnet sind. In die Zylinder 3 sind flüssigkeitsdicht und verschiebbar Kolben 4 eingepaßt, mit deren einem Ende über ein Befestigungsteil 6 ein» Taumelscheibe 5 verbunden ist. An der Innenwand des Gehäuses 8 ist durch Stifte 9 ein Drehschieber 7 befestigt. Angrenzend an die Zylinder 3 sind im Zylinderblock 2 Druckkammern 10 ausgebildet, in die Gleitstücke 11 teilweise hineinragen, die durch eine Befestigungsscheibe 12, welche unter dem Druck von Federn 13 steht, gleitend gegen den Drehschieber 7 angepreßt werden.

Rund um die mittige Bohrung des Zylinderblocks 2, in der die Antriebswelle 1 aufgenommen ist, ist eine ringförmige Auslaßnut 14 ausgebildet. Von den Druckkammern 10 ausgehende, radial verlaufende Auslaßcffnungen 15 stehen mit der ringförmigen Auslaßnut 14 in Verbindung. In jeder der Auslaßöffnungen 15 ist ein Rückschlagventil 16 angeordnet.

Die Antriebswelle 1 hat eine mittige Bohrung 17, die als Auslaß dient, und sie ist an ihrem Ende mit einem Dichtungsteil 18, das Dichtringe 19 aufweist, versehen. Mit der Auslaßbohrung 17 steht eine im Gehäuse 8 ausgebildete Austrittsöffnung 20 in Verbindung. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 8 ist eine Ansaugöffnung 21 vorhanden, die mit einem bogenförmigen Ansaugkanal 22 Verbindung hat.

Der Drehschieber 7 ist mit einem Schlitz 23 versehen, der mit den Gleitstücken 11 in Gleitberührung steht und sich, wie Fig. 2 erkennen läßt, bogenförmig von einer Stelle vor dem oberen Kolbentotpunkt zu einer etwas hinter dem Totpunkt liegenden Stelle erstreckt. Der Schlitz 23 steht mit dem Innenraum 25 des Gehäuses 8 über eine Drossel 26 und einen Entlastungskanal 24 in Verbindung.

Eine derart ausgebildete Pumpe arbeitet in folgender Weise: Bei Drehung der Antriebswelle 1 bewegt sich jeder Kolben 4 im Saughub in F i g. 1 nach links, wobei aus der Ansaugöffnung 21 Flüssigkeit (Pfeil a^über den bogenförmigen Ansaugkanal 22 und das Gleitstück 11 in die Druckkammer 10 gesogen wird. Im Druckhub bewegt sich der Kolben 4 in F i g. 1 nach rechts, so daß der Innendruck in der Druckkammer 10 über den in der Auslaßnut 14 herrschenden Druck ansteigt. Dadurch wird das Rückschlagventil 16 geöffnet, und die

Flüssigkeit kann aus der Druckkammer abströmen, wobei sie durch die Auslaßöffnung IS, die Auslaßnut 14, die Bohrung 17 und die Austri'tsöffnung 20 nach außen gelangt (Pfeil b). Durch das Rückschlagventil wird jeglicher plötzlicher Rückfluß von Flüssigkeit von der Auslaßput 14 zur Druckkammer 10 vermieden.

Wie F i g. 3 zeigt, ist jeder Kolben 4 im ersten Schritt I in seinem unteren Totpunkt Im zweiten Schritt II hat der Zylinderblock 2 eine leichte Drehung ausgeführt, und der Kolben hat sich nach rechts bewegt, wodurch der Innendrjck in der Druckkammer 10 über den Druck in der Auslaßnut 14 angestiegen ist, was zur Folge hat, daß die Flüssigkeit beginnt, aus der Druckkammer 10 und durch die Auslaßöffnung 15 nach außen auszutreten. Im dritten Schritt III hat der Kolben sich noch weiter nach rechts bewegt -■

Im Schritt I arbeitet die Pumpe gemäß der Erfindung in der gleichen Weise wie eine herkömmliche Pumpe, in deii folgenden Schritten sind jedoch Unterschiede vorhanden. Bei einer üblichen Anordnung fließt die Flüssigkeit sobald der drehende Zylinderblock 2 eine Druckkammer 10 mit dem Hochdruckkanal in Verbindung gebracht hat, aus diesem Kanal zurück in die Druckkammer. Das kann eine Ursache für eine Geräuschbildung sein. Im Gegensatz hierzu bleibt bei einer Pumpe gemäß der Erfindung das in jeder Auslaßöffnung angeordnete Rückschlagventil 16 während der Zeitspanne, in der der Druck innerl· ilb der Bohrung 17 den Druck in der jeweiligen Druckkammer 10 übersteigt, geschlossen, wodurch die Möglichkeit einer Rückströmung unterbunden ist.

Solange das Rückschlagventil 16 geschlossen ist, hat die Flüssigkeit in der Druckkammer 10 keinen Weg nach außen. Bei weiterer Drehung des Zylinderblocks 2 bewegt sich der Kolben 4 weiter vorwärts und der Flüssigkeitsdruck steigt stufenweise an, bis er den Druck in der Auslaßnut 14 im Schritt II, wobei der Zylinderblock eine Drehung um den Winkel O₁-, ausgeführt hat, übersteigt.

An diesem Punkt wird das Rückschlagventil 16 geöffnet, so daß die Flüssigkeit aus der Druckkammer 10 austreten kann. Das hat einen stufenweisen Anstieg des Innendrucks in der Druckkammer ohne schroffe Druckänderungen zur Folge, wie F i g. 4 zeigt. Wenn der Zylinder 3 zum Punkt D in F i g. 3 gelangt ist, wird zwischen der Druckkammer 10 und dem Schlitz 23 eine Verbindung hergestellt. Übersteigt zu diesem Zeitpunkt die aus der Drossel 26 über den Eiitlastungskanal 24 in den Gehäuseinnenraum 25 abgeführte Flüssigkeitsmenge diejenige Menge, die vom vorgehenden Kolben 4 gefördert wird, so fällt der Druck in der Druckkammer 10 unter den Förderdruck, wodurch das Rückschlagventil 16 sofort schließt und der Druck in der Druckkammer 10 anzusteigen beginnt.

Während des Abschnitts vom Punkt D bis zum oberen Totpunkt bewegt sich der Kolben 4 weiter vorwärts, und der Druck steigt innerhalb des Zylinders 3 langsam an. Wenn der Zylinder 3 am Punkt F ankommt, wird ferner die Druckkammer 10 mit dem Ansaugkanal 22 der Ventilplatte 7 in Verbindung gebracht. Der Abschnitt mit vermindertem Druck reicht vom Punkt D bis zum Punkt F, was einem Winkel θ</ von 40° —50° für die Druckabnahme (Fig.4) entspricht. Das ermöglicht einen mäßigen Druckabfall, was wiederum zur Geräuschverminderung beiträgt

Die Druckflüssigkeitspumpe gemäß der Erfindung erweist sich bei unterschiedlichen Förderdrücken als wirksam. Wie F i g. 5 zeigt, verläuft der Druck in dem Zylinder auf der gestrichelten Kuive P, wenn der Förderdruck der Pumpe gleich dem vorgegebenen, veranschlagten Druck ist. Ist der Druck unter der veranschlagten Höhe, so wird die au der Öffnung 26 abzulassende Flüssigkeitsmenge geringer, wodurch die damit erreichte Druckminderungwirkung begrenzt wird, was durch die ausgezogen gezeichnete Kurve P\ wiedergegeben ist. Wenn andererseits der Förderdruck den veranschlagten Druck übersteigt, dann ergibt sich die ausgezogen gezeichnete Kurve Pi von F i g. 6. In der beschriebenen Weise kann das Problem der Kavitation duich Entspannung bei zu geringem Pumpenförderdruck und das des schroffen Druckabfalls in der Druckkammer bei zu hohem Förderdruck in weitem Bereich gelöst werden.

Bei der Ausfiihrungsform nach F i g. 7 sind an der Gleitfläche der Ventilplatte 7 zwei Schlitze 231, 232 ausgebildet, die mit dem Innenraum 25 des Gehäuses 8 über Drosseln 261, 262 und Auslaßkanäle 241, 242 verbunden sind. Der Druck in jeder Druckkammer 10 unterliegt dann Änderungen, wie sie durch die Kurve Pj in Fig. 3 wiedergegeben sind. Die Öffnungen 261, 262 tragen zur Druckminderung in den Abschnitten I bzw. Il der Kurve Ps bei und machen es damit möglich, die Druckänderungen auf eine gewünschte Kurve einzuregeln.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Axialkolbenpumpe mit jedem Zylinder zugeordneien Auslaßrückschlagventilen und mit einem von einem Drehschieber schlitzgesteuerten Einlaß, wobei im Drehschieber für jeden Zylinder während der Trennung vom Einlaßschlitz ein Nebenschluß zum Pumpeneinlaß herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber auf dem Teilkreis der Zylinder in einem Winkelbereich kurz vor und nach dem oberen Totpunkt einen Schlitz (23) aufweist, der über eine Drossel (26) mit dem entlasteten Innenraum (25) der Axialkolbenpumpe verbunden ist

2. Hydrostatische Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Innenraum (25) führende Durchgang in mehrere Schlitze (231,232) unterteilt ist, von denen jeder mit einer Drossel (261,262) versehen ist