DE2534539A1

DE2534539A1 - Stroemungsenergieuebertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2534539A1
Application number: DE19752534539
Authority: DE
Inventors: Ellis H Born; Alan H Viles
Original assignee: Abex Corp
Current assignee: PepsiAmericas Inc
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1975-08-01
Publication date: 1976-02-12
Also published as: FR2280805A1; FR2280805B1; CA1020809A; IT1040917B; US3904318A; JPS56149078U; JPS5138102A; DE2534539C3; GB1510998A; DE2534539B2

Description

Strömungsenergieübertragungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Axialkolbenpumpen und Motoren, die generell als Strömungsenergieübfjrtragungsvorrichtungen bezeichnet werden können, und speziell auf eine Axialkolbenpumpe mit einer Einrichtung zum Antrieb einer Hilfspumpe und Anklemmen der Zylindsrtrommel der Hauptpumpe an ihre Anschlußplatten.

Eine übliche Art von Axialkolbenpumpen besitzt ein Gehäuse mit einer darin drehbar gelagerten Trommel, die mit mehreren axialen Zylinderbohrungen ausgestattet ist. Zwischen diese Zylindertrommel und die Einlass- und Arbeitskanäle der Vorrichtung ist eine Anschluß- oder öffnungsplatte zwischengeschaltet, welche bei Drehung der Voirichtung jeden Zylinder

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abwechselnd mit den Einlass- und Arbeitskanälen verbindet. Innerhalb jeder Zylinderbohrung befindet sich ein Kolben, der mittels Schuhen an eine Druckplattenanordnung angeschlossen ist, mittels welcher die Kolben hin-und herbewegt werden, um bei Drehung der Zylindertrommel Strömungsmittel zu pumpen.

Wenn die Zylindertrommel der Hauptpumpe angetrieben wird, dann wird eine für feste Verdrängung ausgelegte Pumpe oder Hilfspumps im Drehsinne angetrieben, um zur Betätigung der Steuerungseinrichtung der Hauptpumpe erforderliches Hilfsstromungsmittel zu liefern.

In dem US-Patent 2,945,449 von Le Febvre ist eine für veränderliches Volumen vorgesehene Axialkolbenpumpe gezeigt, bei der eine für feste Verdrängung ausgelegte Pumpe oder Hilfspumpe mittels derselben Welle angetrieben wird, die auch die Hauptpumpe antreibt.

Ein Nachteil des Antriebes der Hilfspumpe auf diese Weise liegt darin, daB die Hilfspumpe groß genug sein muß, um die verhältnismäßig große Welle aufnehmen zu können, die erforderlich ist, um die Hauptpumpe anzutreiben j oder es müsste ein Ende der Welle im Durchmesser kleiner ausgeführt werden.

Ein weiterer Nachteil des Antriebes der Hilfspumpe durch ■diB Hauptpumpenwelle liegt darin, daß die Antriebswelle sich zu biegen trachtet. Diese Wellenbiegung kann zu Ausrichtungsfehlern der Bestandteile der Hilfspumpe führen und somit die Lebenszeit der Hilfspumpe verkürzen.

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Während des Betriebes einer Axialkolbenpumpe trachtet die Zylindertrommel gelegentlich danach, sich von der AnschluBplatte abzuheben. Wenn das geschieht, dann leckt Strömungsmittel zwischen der Zylindertrommel und der Anschlußplatte hindurch, und die Anschlußplatte kann dann nicht wieder zur Auflage kommen, ehe nicht die Pumpe angehalten wird. Es ist daher erforderlich, eine Einrichtung vorzusehen, welche die Zylindertrommel der Hauptpumpe gegen die AnschluBplatte vorspannt und den Abstand begrenzt, um den sich die Zylindertrommel von der Anschlußplatte fortbewegen kann.

Zusammengefasst wird bei der vorliegenden Erfindung eine Hilfspumpe mit einer Einrichtung angetrieben, die eine von der Zylindertrommel der Hauptpumpe angetriebene Welle umfasst. Diese Welle weist eine Feder und Einrichtung zur Axialeinstellung auf, welche die Zylindertrommel der Hauptpumpe gegen die AnschluBplatte der Hauptpumpe klemmen und den Abstand begrenzen kann, um den sich die Zylindertrommel von der Anschlußplatte abheben kann. Diese Feder und die Einrichtung zur Axialeinstellung klemmen auch den stehenden Teil der Hilsfpumpe gegen ihre Anschlußplatte, womit das Spiel für die laufenden Teile der Pumpe hergestellt wird.

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand von Zeichnungen.

Die einzige Figur zeigt im Axialschnitt eine Strömungsenergieübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

κ 0 9 P. R 7 / Π R ¹^ 7

Die in der Zeichnung dargestellte bevorzugte Ausführungsform einer' Axialkolbenpumpe hat einen Körper mit einem mittleren Gehäuse 12, welches am einen Ende durch eine angeschraubte Abschlußplatte 13 und am anderen Ende durch eine angeschraubte AnschluBplatte begrenzt ist.

Der Körper hat einen Hohlraum 16, in dem eine Zylindertrommel 17 auf Rollen 18 eines Lagers 19 drehbar gelagert ist. Der äußere Laufring 20 des Lagers 19 wird gegen eine GBhäuseschulter 21 gedrückt. Durch eine Bohrung 23 in der Abschlußkappe 13 erstreckt sich eine Antriebswelle 22, die mittels eines Lagers 24 drehbar gelagert ist. Das innere Ende 25 der Antriebswelle 22 ist antriebsmäBig mit einer mittleren Bohrung 26 der Zylindertrommel 17 verbunden. Die Zylindertrommel 17 hat mehrere parallele Axialbohrungen 27, die in gleichen Abständen um die Drehachse der Zylindertrommel 17 verteilt sind. Eine in jeder Zylinderbohrung vorgesehene Hülse 28 nimmt einen Kolben 29 auf. Jeder Kolben 29 hat einen kugelförmigen Kopf 30, der in einer Buchse 31 eines Schuhs 32 sitzt.

Jeder Schuh 32 wird mittels einer Halteanordnung 35 gegen eine flache Schlepp- oder Druckplatte 33 gehalten, die an einem beweglichen Kippkörper 34 sitzt. Die Halteanordnung 35 besitzt eine Schuhhalteplatte 36 mit mehreren in gleichen Abständen und in gleicher Anzahl wie die Kolben 29 vorgesehenen Bohrungen. Die Schuhhalteplatte 36 legt sich über den Körper eines jeden Kolbens und greift an einer Schulter 37 eines jeden Schuhs 32 an. Die Schuhhalteplatte 36 hat eine mittlere Bohrung 38, die über einen mittels eines Schnappringes 40 an dem Kippkörper 34 befestigten

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Stutzen 39 passt. Zwischen die Schuhhalteplatte 3B und einen Schnappring 42 ist ein Abstandshalter 41 eingelegt, der die Schuhhalteplatte 36 an dem Stutzen 39 sichert und das Abheben der Schuhe 32 von der Druckplatte 33 verhindert.

Jede Zylinderbohrung 27 endet in einem Zylinderanschluß 43, der Strömungsmittel zwischen einer Anschlußplatte 44 und der Bohrung 27 fließen lässt. Die Anschlußplatte 44 liegt zwischen der Zylindertrommel 17 und der AnschluBkappe 14. In der Anschlußplatte 44 ist ein Paar von nierenförmigen Anschlußöffnungen vorgesehen. Diese AnschluBöffnungen stehen in Verbindung mit Kanälen P. und ?2 der Anschlußkappe 14. Einer dieser Kanäle führt unter niedrigem Druck stehendes Strömungsmittel und ist der Einlasskanal, während der andere Kanal unter hohem Druck stehendes Arbeitsströmungsmittel führt und der Auslasskanal ist. Das hängt jeweils von der Betriebsweise der Pumpe ab.

Die Drehung der Antriebswelle 22 erfolgt durch einen nicht gezeigten Primärantrieb und lässt die Zylindertrommel 17 umlaufen. Wenn die Druckplatte 33 aus einer zu der Achse der Welle 22 normalen Neutralstellung gekippt ist, dünn gehen die Kolben 29 beim Hinweggleiten der Schuhe 32 über die Platte 33 hin und her. Wenn die Kolben 29 sich von der Anschlußplatte 44 fortbewegen, tritt unter niedrigem Druck stehendes Strömungsmittel in die Zy Enderbohrungen 27 ein. Wenn die Kolben sich zu der AnschluBplatte 44 hin bewegen, dann verdrängen sie unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel in den Auslasskanal.

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An die mittlere Bohrung 26 der Zylindertrommel 17 ist mittels eines Keilwellenendes 47 auch eine zweite Welle 46 antriebsmäßig angeschlossen. Die Welle 46 dreht sich bei Antrieb der Zylindertrommel 17 und treibt ihrerseits eine für feste Verdrängung ausgelegte Pumpe, die an die Welle 46 mittels eines Keiles 45 angeschlossen ist. Die Welle 46 sitzt drehbar in einem ersten, in einer Bohrung 51 der AnschluBkappe 14 angebrachten Nadellager 50 und einem zweiten in einer Bohrung 53 angebrachten Nadellager 52, Die Bohrung 53 befindet sich in einem durch Federkraft und Druck belasteten Klemmstück 54.

Die Welle 46 wird in antriebsmäßiger Verbindung mit der Zylindertrommel 17 gehalten. Eine axiale Verlängerung der Zylindertrommel 17 wird mittels eines Schnappringes 55, einer axial gespaltenen Hülse 56 und einer Feder 57 verhindert. Die über die Hülse 56 und den Schnappring 55 wirkende Feder 57 setzt die Zylindertrommel 17 gegen die gegen die Anschlußkappe 14 geklemmte Anschlußplatte 44 unter Vorspannung. Der größte Abstand, um den sich die Zylindertrommel 17 be-im Betrieb der Pumpe von der Anschlußplatte 44 fortbewegen kann, ist der Abstand zwischen der Endfläche 58 der Hülse 56 und einer Schulter 59 an dem Keilwellenende 47. Dieser Abstand lässt sich mittels einer Mutter 60 an dem mit Gewinde versehenen anderen Ende 61 der Welle 46 verändern.

Zwischen die Mutter 60 und ein an dem Klemmstück 54 anliegendes Drucklager 63 ist ein Abstandshalter 62 eingeschaltet. Das Klemmstück 54 berührt ein äußeres Gehäuse

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der fur feste Verdrängung ausgelegten Pumpe. Bei dieser handelt es sich um eine Läuferpumpe mit einem in einem Zahnrad BB umlaufenden Zahnrad 67. Von amerikanischen Firmen werden solche Pumpen als Gerotorpumpen angeboten. Diese Pumpe liefert HiIfsdruckmittel zur Betätigung der hier nicht näher gezeigten PumpensteuBrungseinrichtungen, welche die Neigung des Kippkörpers steuern. Das Klemmstück 54 sichert das Gehäuse 64 gegen eine Anschlußplatte 65, welche gegen die Anschlußkappe 14 geklemmt ist. In der Anschlußplatte 65 ist ein Paar nierenförmiger Öffnungen ausgebildet. Diese öffnungen stehen mit Kanälen P , S in

S S

der Anschlußkappe 14 in Strömungsverbindung. Einer der Kanäle S enthält unter niedrigem Druck stehendes Hilfs-

strömungsmittel und ist der Einlasskanal, während der

andere Kanal P unter hohem Druck stehendes Hilfsdrucks

mittel enthält und der Auslasskanal ist.

Das Gehäuse 54 wird an einer Drehung mittels eines Stiftes 66 gehindert. Die Einkfemmung des äußeren Gehäuses 64 zwischen das Klemmstück 54 und die Anschlußplatte 65 sorgt für das richtige Betriebsspiel zwischen den umlaufenden Teilen 67, 68. Während des Betriebes der Gerotorhilfspumpe wird unter hohem Druck stehendes Hilfsströmungsmittel durch einen Kanal in eine Kammer eingeführt, die in Sandwich-Bauweise zwischen einem Halter 74 und dem Klemmstück 54 angebracht ist. Der Halter 74 wird an einer axialen Bewegung von dem Klemmstück 54 fort mittels eines AbschluBdeckels 70 gehindert, der mittels eines Schnappringes 71 in der Anschlußkappe 14 angebracht fet. Das Hilfsdruckmittel wirkt auf das Klemmstück 54 und trägt dazu bei, das äußere Gehäuse 64 gegen die Anschlußplatte 65 zu drücken. Wenn der Druck des ausgelassenen Hilfs-

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-B-

Strömungsmittels steigt, übt er eine größere Kraft auf das Klemmstück 54 aus.

Es ist ersichtlich, daß die die Zylindertrommel gegen die AnschluBplatte 44 drückende Feder 57 auch die Kraft aufbringt, mit der das Klemmstück 54 das äußere Gehäuse 64 gegen die Anschlußplatte 65 klemmt. Während des Betriebes der Hilfspumpe unterstützt der Hilfsdruck das Andrücken des Gehäuses 64 an die Anschlußplatte 65. Es ist auch ersichtlich, daß beide AnschluBplatten 44, 65 gegen die Anschlußkappe 14 geklemmt und zueinander hin gedrängt werden

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

ί 1.) Strömungsenergieübertragungsvorrichtung mit einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse drehbar angebrachten Zylindertrommel, mehreren in der Zylindertrommel vorgesehenen Zylindern, einem in jedem der Zylinder hin- und herbeweglichen Kolben, einer in Antriebsverbindung mit der Zylindertrommel stehenden Hauptantriebswelle, einer an einem Ende der Zylindertrommel vorgesehenen Fläche mit Einlass- und Auslassöffnungen zum Empfang und zum Ausstoß von Strömungsmittel für die in dem Gehäuse vorgesehene Zylindertrommel und einer Einrichtung zur Hin- und Herbewegung der Kolben in den Zylindern bei Drehung der Zylindertrommel, gekennzeichnet durch eine für feste Verdrängung ausgelegte Hilfspumpe, eine zweite Welle (46) zum Antrieb der Hilfspumpe bei Drehung der Zylindertrommel (17), eine r^weite mit Einlassöffnungen und Auslassöffnungen (P , SJ ausgestattete Fläche (65) in dem Gehäuse, zum Zuleiten und Fortleiten von Strömungsmittel für die Hilfspumpe, und einer Federnanordnung (57), die zwischen der zweiten Welle (46) und der Zylindertrommel (17) eingeschaltet ist, um gleichzeitig die Zylindertrommel (17) gegen die erste Fläche (44) und die Hilfspumpe gegen die zweite Fläche (65) zu drücken.
2. Strömungsenergieübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit der zweiten Welle (46) zusammendwirkende Einrichtung (58/ 59) zur Begrenzung der axialen Beweglichkeit der Zylindertrommel (17).

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3. Strömungsenergieübertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung an der zweiten Welle (46) auch eine Einstelleinrichtung CBO) zur Begrenzung des zugelassenen axialen Bewegungsspieles aufweist.
4. StrSmungsenergieübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung (55-57), welche die zweite Welle (46) in Antriebsverbindung mit der Zylindertrommel hält.
5. Strömungsenergieübertragungs vorri chtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch auf der zweiten Welle (46) vorgesehene Antriebsmittel (47), die die zweite Walle (46) an die Zylindertrommel (17) anschließen, wobei die für die Vorspannung von Zylindertrommel (17) und Hilfspumpe sorgende Einrichtung (57) zwischen den Antriebsmitteln (47) und der Zylindertrommel (17) vorgesehen sind.
6. Strömungsenergieübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das Gehäuse (12) eine Anschlußkappe (14) aufweist, welche eine Lageranordnung (50, 52) zur drehbaren Lagerung der zwiten Welle (46) in der Anschlußkappe (14) trägt.
7. Strömungsenergieübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspumpe ein erstes Zahnrad (68) und ein in dem ersten Zahnrad umlaufendes zweites Zahnrad (67) und ein festes Gehäuse (64) hat, wobei die Federnanordnung (57) das feste Gehäuse (64) gegen

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die zweitgenannte Oberfläche C65) vorspannt, um ein Laufspiel für die Zahnräder zu schaffen.
8. Strömungsenergieübertragungs vanrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine vom Strömungsmitteldruck beaufschlagte Einrichtung zur Ausübung einer Vorspannkraft, die das feste Gehäuse C64] gegen die zweitgenannte Oberfläche drückt.
9. Strömungsenergieübertragungsvorrichtung nach Anspruch ö, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Strömungsmitteldruck beaufschlagte Einrichtung von der Hilfspumpe gebildet wird und die von dem Strömungsmitteldruck ausgeübte Kraft mit dem Ausgangsdruck der Hilfspumpe steigt.
10. Strömungsenergieübertragungsvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Auslass (P ) der Servopumpe und dem festen Gehäuse (64) vorge-

sehene Leitungsverbindung, aufgrund deren der Strömungsmitteldruck das Anklemmen des festen Gehäuses (64) an die zweitgenannte Oberfläche (65) unterstützen kann.
11. Strömungsenergieübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch auf der zweiten Welle (46) vorgesehene Einstellmittel (60) zur Regulierung der Kraft der Federnanordnung (57).
12. Strömungsenergieübertragungsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (45) zur antriebsmäßigen Verbindung der zweiten Welle (46) mit der Hilfspumpe, wobei die zweite Welle (46) von zwei Drehlagern (50, 52) getragen wird und die Einrichtung (45) zur antriebsmäßigen Verbindung von zweiter Welle und Hilfspumpe zwischen den beiden Lagern vorgesehen sind.

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