DE2559693A1 - Vorrichtung zur steuerung des druckmitteldruckes an axialkolbenmaschinen - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Steuerung des Druckmitte!druckes an Axialkolbenmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Druckraitteldruckes an Axialkolbenffiaschinen rait veränderlicher Verdrängung.

Herkömmliche Axialkolbenmaschinen zur Strönungsenergieübertragung sind Pumpen oder Motoren mit einem Gehäusej in dem drehbar eine Trommel mit mehreren, in Abständen um den umfang verteilten Zylinderbührungen angeordnet ist. Zwischen die Trommel und die Einlass- und Arbeitskanäle der Vorrichtung ist eine mit öffnungen versehene Platte eingeschaltet, um jeden Zylinder bei Drehung der Trommel abwechselnd mit den Einlassund Arbeitskanälen zu verbinden. In jeder ZylifKterbohrimg befindet sich ein Kolben, der über Schuhe an eine schwenkbare Kippkörperanordnung angeschlossen ist_s welche die Kolben bei Drehung der Trommel

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Oetrtscfie Bank MJncfcen. Kto.-Nr. 82/Ö805G iBLZ70)700101

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hin- und herbewegt, um Strömungsmittel zu pumpen.

Bei einer Art von mit variabler Verdrängung arbeitenden Axialkolbenpumpen wird die Kippkörperanordnung um eine zur Drehachse der Trommel senkrechte Achse geschwenkt, um so die Neigung der Druckplattenanordnung zu verändern. Damit verändert sich der Hub der Kolben und damit die Verdrängung der Pumpe. Bei derartigen Pumpen ist zur Veränderung der Neigung des Kippkörpers eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen.

In dem US-Patent 3,739,691 von Bobier ist eine mit variabler Verdrängung arbeitende Axialkolbenpumpe gezeigt, bei der eine Kippkörperanordnung auf einem schwenkbaren Bügel sitzt. Wenn der Bügel schwenkt, dann wird die Kippkörperanordnung gegenüber der Zylindertrommel geschwenkt, um den Hub der Kolben zu verändern. Ein an dem Bügel vorgesehener L-förmiger Arm hat einen an einem Verbindungszapfen angreifenden Schlitz. Der Zapfen hat Anschluß an eine Verdrängungs-Steuerungsvorrichtung.

Bei einer Ausführungsform aus dem vorgenannten Bobier-Patent wird die Verdrängungssteuerungsvorrichtung von einem in einer Gehäusebohrung angebrachten und mittels einer Daumenschraube einstellbaren Kolben gebildet.

Bei einer anderen Ausführungsform des vorgenannten Bobier-Patentes besitzt der Bügel ein Paar quer verlaufende Steuerungsarme, deren jeder von einem Paar entgegengesetzt beweglicher Kolben berührt wird.

Das US-PS 2,945,449 von Le Febvre und anderen zeigt eine an einem Neigungsblock angebrachte Kippkörperanordnung mit konvexer Rückenfläche, die auf entgegengesetzten Rollenpaaren läuft.

Die Steuerungsvorrichtung wird bei dem vorgenannten Le Febvre-Patent von einem federzentrierten Hydraulikkolben gebildet, der mittels eines

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mechanischen Gestänges an die Kippkörperanordnung angeschlossen ist. Der Kolben wird mittels eines hydraulischen Steuerungsorganes mit Nachstellmechanismus gesteuert. Eine andere Verdrängungssteuerungsvorrichtung ist in dem US-Patent 3,302,585 gezeigt.

Bei den bekannten Steuerungsvorrichtungen ist die Verdrängungssteuerungsvorrichtung mittels mechanischer Gestänge an den Kippkörper angeschlossen. Ein Nachteil eines derartigen Mechanismus liegt in den mechanischen Gestängen immer anhaftenden Toleranzen. Diese können zu einem Spiel führen und somit eine präzise Einstellung des Kippkörpers vereiteln. Dabei kann sich das freie Spiel auch noch vergrößern, wenn Verschleiß auftritt.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von diesen und anderen Vorrichtungen des Standes der Technik, indem sie eine als Pumpe oder Motor ausgebildete Axialkolbenmaschine, ganz allgemein als Strömungsenergieübertragungsvorrichtung mit variabler Verdrängung zu bezeichnen, mit einem neuartigen Steuerungsmechanismus zur Einstellung des Kippkörpers ausstattet.

Gemäß dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken wird der Steuerungsmechanismus mit einem beweglichen Strömungsmotorglied und einem Nachstellschieberglied ausgestattet, deren jedes starr an dem Kippkörper befestigt ist und sich damit bewegt. Dieser Grundaufbau und seine konstruktiven Einzelheiten führen zu einer Präzisionseinstellung und Betriebszuverlässigkeitj die bisher nicht erreicht worden sind.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich genauer aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand von Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine Strömungsenergieübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, gesehen längs der Linie 1-1 der Fig. 2.

Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt der Vorrichtung gesehen längs der Linie 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Explosivdarstellung des Steuerungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Steuerungsmechanismus mit dem Strömungsmotor, der die Stellung der Druckplattenanordnung ändert.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, aus der die Strömungsverbindungen zwischen Schieberplattenöffnungen und dem Strömungsmotor hervorgehen.

Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teiles der Steuerungsvorrichtung mit einem Schieber zur Steuerung des Strömungsnrittelstromes zu dem Strömungsmotor.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung eines anderen Teiles der Steuerungsvorrichtung aus Fig. 3 mit einer Anzeigevorrichtung für die Kippkörperlage.

Fig. 8 und 9 sind vergrößerte Darstellungen eines bei der Steuerschieberanordnung der Figuren 3-7 benutzten Schieberschuhes.

Bei Strömungsenergieübertragungsvorrichtungen hat man einen Niederdruckanschluß und einen Hochdruck- oder Arbeitsmittelanschluß. Wenn die Vorrichtung von einem Primärantrieb derart angetrieben wird, daß unter niedrigem Druck stehendes Strömungsmittel zugeführt und unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel abgegeben wird, dann handelt es sich um eine Pumpe. Wenn andererseits unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel zugeführt wird und die Vorrichtung betätigt, und unter niedrigem Druck stehendes Strömungsmittel abgegeben wird, dann spricht

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man von einem Motor. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird nachfolgend auf eine Pumpe bezug genommen.

In den Figuren 1 und 2 sieht man eine Axialkolbenpumpe mit einem Körper 11 mit einem zentralen Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 hat am einen Ende eine Verschlußkappe 13 und am anderen Ende eine Anschlußkappe 14. Der ganze Körper wird mittels Schrauben 15 zusammengehalten.

In dem Körper 11 ist eine Kammer 16 vorgesehen, die eine drehbare Zylindertrommel 17 aufnimmt. Diese luft auf Rollen/eines Lagers 19, dessen äußerer Ring 20 gegen eine Gehäuseschulter 21 angepresst ist. Durch eine Bohrung 23 in der Verschlußkappe 13 geht eine Antriebswelle 22 hindurch und wird drehbar von einem Lager 24 getragen. Das innere Ende 25 der Antriebswelle 22 steht in Antriebsverbindung mit einer Mittel bohrung 26 der Trommel 17.

Die Trommel 17 hat mehrere in gleichen Umfangsabständen um die Drehachse verteilte Bohrungen 27. Jede Bohrung 27 nimmt eine Hülse 28 mit einem darin befindlichen Kolben 29 auf. Jeder Kolben 29 hat einen kugelförmigen Kopf, 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 besteht aus einer Halteplatte 36 mit mehreren in gleichen Abständen angeordneten Bohrungen. Die Anzahl deser Bohrungen ist gleich der Anzahl der Kolben 29. Die Schuhhalteplatte 36 geht über den Körper eines jeden Kolbens hinweg und greift an einer Schulter 37 eines jeden Schuhs 32 an. Die Schuhhalteplatte 36 hat eine Mittelbohrung 38, die über einen mittels eines Schnapprings 40 an dem Kippkörper 34 befestigten Stutzen 39 -. greift. Zwischen die Schuhhalteplatte 36 und einen Schnappring 42 ist ein

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Abstandshalter 41 eingelegt, der die Schuhhalteplatte 36 an dem Stutzen 39 sichert und verhindert, daß sich die Schuhe 32 von der Druckplatte 33 abheben.

Eine jede Zylinderbohrung 27 endet in einem Zylinderanschluß 43, der Strömungsmittel zwischen einer öffnungs- oder Anschlußplatte 44 und der Bohrung 27 fließen lässt. Die Anschlußplatte 44 liegt zwischen der Trommel 17 und der Anschlußkappe 14. Die Anschlußplatte 44 hat ein Paar nierenförmiger öffnungen, die nicht gezeigt sind. Diese nierenförmigen öffnungen stehen mit Anschlüssen P., P₂ der Anschlußkappe 14 in Verbindung. Einer dieser Anschlüsse enthält das unter niedrigem Druck stehende Strömungsmittel und dient als Einlass, während der andere Anschluß das unter hohem Druck stehende Arbeitsdruckmittel enthält und als Auslass dient. Das hängt von den Betriebsbedingungen der Pumpe ab.

Wird die in den Figuren 1 und 2 veranschaulichte Maschine mittels eines Primärantriebes wie einem Elektromotor oder dergleichen an der Welle 22 angetrieben, dann dreht sich die Zylindertrommel 17. Der Kippkörper 34 schwenkt dabei um eine Achse, die sich mit der Drehachse der Trommel schneidet und senkrecht zur Achse steht. Wenn der Kippkörper 34 und die Druckplatte 33 aus einer zu der Achse der Welle 22 normalen Neutralstellung gekippt sind, dann gehen die Kolben 29 beim Hinweggleiten der Schuhe 32 über die Platte 33 hin und her. Wenn sich die Kolben 29 von der Anschlußplatte 44 fortbewegen, so nehmen die Zylinderbohrungen 27 unter niedrigem Druck stehendes Strömungsmittel auf. Wenn sich die Kolben zu der Anschlußplatte 44 hinbewegen, dann verdrängen sie unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel in den Auslass.

Die Drehung der Zylindertrommel 17 führt zur Drehung einer Trommel-Niederhaltewelle 47, die antriebsmäSg an die mittlere Bohrung 26 der

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Trommel 17 angeschlossen ist. Die Welle 47 sitzt in einer Buchse 48 in der Bohrung 49 der Anschlußkappe 14. Eine Feder 52 wirkt über eine geteilte Muffe 51 und einen Schnappring 50 auf die Trommel 17 ein und hält diese gegen die an der Anschlußkappe 14 anliegenden Anschlußplatte 44. Die Welle 47 wird axial mittels einer Mutter 53 eingestellt, die auf einen Abstandshalter 54, ein Drucklager 55 und einen an der Anschlußkappe 14 angreifenden Abstandshalter 56 einwirkt.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 3-5 wird nun der Steuerungsmechanismus für die Verdrängungspumpe beschrieben. Auf jeder Seite des Kippkörpers 34 sind im wesentlichen gleiche Mechanismen vorgesehen. Die Beschreibung beschränkt sich daher auf die in den Figuren 3 und 4 gezeigte linke Seite. Auf der rechten Seite in gleicher Weise erscheinende Elemente haben gleiche Bezugsziffern mit einem Apostrophzeichen. Irgendwelche Unterschiede im Aufbau werden hervorgehoben.

Der Kippkörper 34 hat eine gekrümmte Lagerfläche 57, die vor einer komplementären Fläche 58 in einem Kippkörperhalter 59 vorgesehen ist. Der Kippkörperhalter 59 ist an der Abschlußkappe 13 angebracht. Der Kippkörper 34 schwenkt um eine feste Achse, die rechtwinkelig zu der Drehachse der Trommel 17 steht. Der Kippkörper 34 könnte auch ein Drehzapfenlager haben oder auf andere Weise schwenkbar gelagert sein. Um die Pumpenverdrängung zu ändern, wird der die Druckplatte 33 tragende Kippkörper 34 gegenüber dem Träger 59 mittels eines nun zu beschreibenden Strömungsmotors bewegt. Mit der einen Seite des Kippkörpers 34 ist ein Flügel- oder Motorelement 60 zur gemeinsamen Bewegung starr verbunden. Der Flügel 60 erstreckt sich über die Lagerfläche 57 hinaus und liegt über der Seite 61 des Kippkörperträgers 59, und zwar derart, daß die Mitte des Flügels 68 in der gekrümmten Fläche 57 liegt. Der Flügel 60 könnte im übrigen auch starr mit dem Kippkörper 34 verschraubt sein, um auf diese Weise gegenseitige Bewegung zwischen

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dem Flügel 60 (auf den ja in nun noch zu beschreibender Weise das Steuerungs-Strömungsdrucknrittel einwirkt) und dem Kippkörper 34 zu verhindern. Der Flügel 60 hat einen mittleren Schlitz 62 in dem eine Dichtungsanordnung 63 sitzt.

An dem Kippkörperträger 59 ist ein Flügelgehäuse 64 vorgesehen und daran mittels Zapfen 65 festgelegt. Zur Sicherung an dem Kippkörperträger dienen Schrauben 66. Eine Hälfte des Flügelgehäuses 64 liegt über dem Kippkörper 34, und zwar derart, daß der Flügel 60 in einer gekrümmten Kammer 67 des Gehäuses 64 aufgenommen ist. Das Ende des Flügel gehäuses 64 wird mittels eines Deckels 68 verschlossen, der durch die Schrauben 66 gehalten wird. Aufgrund dieser Anordnung unterteilt der Flügel 60 mit seiner Dichtung 63 die Kammer in ein Paar Expansionskammern 70 und 71, die in der in Figur 4 veranschaulichten Weise einen Strömungsmotor bilden.

In eine Nut 73 der inneren Fläche 74 des Flügel gehäuses 64 ist eine elastomere Dichtung 72 eingepasst, die in der aus Figur 3 ersichtlichen Weise an dem Kippkörper 34 anliegt. Damit ist eine dynamische Dichtung geschaffen, die verhindert, daß der Strömungsmotor bei Verschwenkung des Kippkörpers 34 leckt.

Die Expansionskammem70 und 71 des Strömungsmotors auf der einen Seite des Kippkörpers 34 sind an entsprechende Expansionskammern des Strömungsmotors auf der anderen Seite des Kippkörpers 34 mittels Kanälen 75 und 76 angeschlossen. Bei Betätigung des Motors auf der einen Seite läuft also gleichzeitig auch der Motor auf der anderen Seite. Die beiden Strömungsmotoren üben auf den Kippkörper 34 gleiche Kräfte aus, und die Lagerfläche 57 bleibt daher parallel zu der Fläche 58. Das führt zu verringerter Reibung zwischen den Flächen. Die Strömungsmotoren werden durch Zufuhr von unter Druck stehendem Strömungsmittel in eine der Kammern 70, 71 betätigt und stoßen das Strömungsmittel aus der anderen Kammer 70, 71 aus, um auf diese Weise den Flügel 60

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in der Kammer 67 zu bewegen.

Der Betrieb des Strömungsmotors wird mittels eines Hilfs- oder Nachlauf-Schiebermechanismus 77 gesteuert, der die Zufuhr von unter Druck stehendem Strömungsmittel reguliert und einen Strömungsmittelempfangsschieber enthält. Der Strömungsmittelempfangsschieber besitzt eine Steuerplatte 76 und einen Schaft 79, die an dem Kippkörper 34 mittels Doppe!gewindebolzen 80 angebracht sind. Der Strömungsmittelempfangsschieber und der Flügel 60 bewegen sich bei Verlagerung des Kippkörpers 34 längs konzentrisch gekrümmter Bahnen, über die Steuerplatte 78' vorstehende Köpfe 82 von Schrauben 81 halte« die Steuerplatte 78' \m4 den Schaft 79' auf der rechten Seite des Kippkörpers 74 und wirken in der nachfolgend beschriebenen Weise.

Der Schaft 79 hat eine gekrümmte Fläche 83, die an komplementär gekrümmte Oberflächen 84 bzw. 85 am Gehäuse 64 und Deckel 68 anliegt. Die Steuerplatte 78 wird teilweise in einem in dem Deckel 68 ausgebildeten Kanal 86 aufgenommen.

Die Steuerplatte 78 hat zwei öffnungen 87, 88, die an die jeweiligen Kammern 7ⁿ _s 71 des Stroraungsmotürs über zwei Burchgämje 89 _s 90 (in Fig. 5 schematisch dargestellt) angeschlossen sind. Der Durchgang 89 besitzt in Reihe eine Bohrung 91 in dem Schaft 79, eine Bohrung 92 in deffl Kippkörper 34, eine nicht gezeigte Bohröffnung im Kippkörper 34 und eine Bohrung 93 iffl Flügel €Q, die zur Kammer 7fl offen ist. In entsprechender Weise besitzt der öurchgang 90 in Reihe eine Bohrung 94 Ira Schaft 79, eine Bohrung 95 im Kippkörper 34, eine nicht gezeigte Bohröffnung im Kippkörper 34 und eine Bohrung 96 im Flügel 60, die zur Kammer 7¹I hin offen ist,

Um den Strömungsmotor im Gegenuhrzeigersinn (bezogen auf Fig. 5) anzutreiben, strömt durch die üffnung 87 eingelassenes Ströaungseittel durch

den Durchgang 89 in die Kammer 70 und bewegt den Flügel 60 und den Kippkörper 34 im Gegenuhrzeigersinn.

Die Expansion der Kammer 70 führt zu einer Verkleinerung der Kammer 71 und zum Ausstoßen von Strömungsmittel durch den Durchgang 90 aus der öffnung 88 in das Pumpengehäuse.

Zur Betätigung des Strömungsmotors im Uhrzeigersinn wird die Strömungsrichtung umgekehrt. Das der öffnung 88 zugeführte Strömungsmittel expandiert dann die Kammer 71, um den Flügel 60 und den Kippkörper 34 im Uhrzeigersinn zu bewegen. Die Kammer 70 verkleinert sich dann und stößt Strömungsmittel durch den Durchgang 89 aus der öffnung 87 in das Pumpengehäuse aus.

Wie man schematisch in Figur 5 sieht sind in den Durchgängen 89, 90, welche die öffnungen 87, 88 an die Kammern 70, 71 anschließen, Rückschlagventile 97, 98 und Parallelstrom-Drosselöffnungen 99, 100 angeordnet. Eine solche Anordnung ermöglicht einen starken Strömungsmittelstrom in eine Expansionskammer 70, 71, aber drosselt den Strömungsmittel ausstoß aus den sich verengenden Kammern 70, 71. Damit wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Strömungsmotorflügels 60 begrenzt. Die Rückschlagventile 97, 98 und die Drosselöffnungen 99, 100 sind in dem Schaft 79 angeordnet.

Es wird nunmehr auf die Figuren 5-9 bezug genommen, um denjenigen Teil des Nachlauf-Steuerungs-Schiebermechanismus 77 zu beschreiben, der den öffnungen 87, 88 in der Steuerplatte 78 wahlweise Strömungsmittel zuführt. An einer Eingangswelle 102 sitzt ein Steuerhandgriff 101. Die Eingangswelle 102 ist in einer Bohrung 103 in einer Verschlußplatte 104 gelagert. Die Verschlußplatte 104 ist an dem Gehäuse 12 angeschraubt und besitzt eine Strömungsöffnung 105 zur Aufnahme von Strömungsmittel aus einer nicht dargestellten Quelle. Die Welle 102 wird an ihrem einen Ende mittels eines Schnapprings 106 zurück-

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gehalten und hat eine Dichtung 107, welche das Austreten von Strömungsmedium aus der Pumpenkammer 16 zur Außenseite der Verschlußplatte 104 verhindert. An einem Ende der Welle 102 ist ein Arm 108 befestigt und gleitet auf einem Rollenlager 109, welches zwischen dem Arm 108 und die Verschlußplatte 104 eingeschaltet ist. Ein am inneren Ende der Welle 102 angebrachter Schnappring 110 hält den Arm 108 darauf zurück.

Ein Paar identischer Schieberschuhe 111, 112, die in einer Bohrung 113 im Arm 108 sitzen, bilden ein Einlasschieberglied. Der Schuh 111 gleitet auf einer ebenen Innenfläche 114 der Verschlußplatte 104, und der Schuh 112 gleitet auf einer ebenen Fläche 115 der Steuerungsplatte 78. Jeder Schuh 111, 112 hat eine mittlere Strömungsmittelempfangsbohrung, die ständig Strömungsmittel aus der Öffnung 105 der Verschlußplatte erhält. Nicht gezeigte Anschlagstifte in der Verschlußplatte 104 verhindern, daß der Arm 108 den Schuh 111 aus der Strömungsverbindung mit der Öffnung 105 herausbewegt. An den Schuhen 111, 112 sind jeweils O-Ringe 117, 118 angebracht, welche das Herauslecken von Strömungsmittel aus der Bohrung 113 des Armes und auch seitliche Bewegungen der Schuhe 111, 112 gegenüber der Bohrung 113 bei Druckeinwirkung verhindern. Die Schuhe 111, 112 können sich axial teleskopartig bewegen und in der Bohrung 113 kippen, so daß eine präzise Parallel aus richtung gegenüber den ebenen Flächen 114, 115 gewährleistet ist. Da die Schuhe 111, 112 in der Bohrung 113 kippen oder teleskopartig bewegt werden können, brauchen die Oberflächen 114, 115 nicht genau parallel zu sein und keinen präzisen Abstand voneinander zu haben.

Die 0-Ringe 117, 118 werden jeweils von ebenen Beilagscheiben 119, 120 abgedeckt. Zwischen den Beilagscheiben 119, 120 liegt eine Federscheibe 121, welche die Beilagscheiben 119, 120 in Eingriff mit ihren jeweiligen Schuhen drückt und auf diese Weise die O-Ringe 117, 118 in Anlage mit der Wand der Bohrung 113 hält und die Schuhe 111, 112 in Berührung mit den

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ebenen Flächen 114, 115 bringt.

Es wird nun auf die Figuren 8 und 9 für eine vollständige Beschreibung der Schuhe 111, 112 bezug genommen. Der O-Ring 118 sitzt an einer Schulter 122. Eine am oberen Ende des Schuhs 112 vorgesehene flache Bohrung 123 öffnet sich in die Bohrung 116, die in einem rechtwinkeligen Hohlraum 124 der ebenen Bodenfläche 125 endet. Auf jeder Seite des Hohlraumes 124 befinden sich ebene Flächen 126 und 127. Diese ebenen Flächen 126 und 127 haben eine gleiche Breite, die dem Durchmesser der öffnungen 87, 88 gleich ist. Das ermöglicht es, daß die ebenen Flächen 126, 127 die öffnungen 87, 88 verschließen, obwohl die radiale Lage des Schuhs 112 gegenüber der Steuerungsplatte 78 sich ändern kann.

Am oberen Ende des Schuhs 112 ist ein Paar niedriger Nuten 132, 133 angeordnet, welche jeweils durch an ihren Mittelpunkten angeordnete Schlitze 134, 135 Strömungsmittel aus der Bohrung 123 empfangen. Die Nut 132 endet in Bohrungen 136, 137, welche sich jeweils in Taschen oder Hohlräume 128, 129 öffnen. In entsprechender Weise endet die Nut 133 in Bohrungen 138, 139, welche sich jeweils in Taschen oder Hohlräume 130, 131 öffnen. Die Nuten 132, 133 sind jeweils durch die Beilagscheiben 119, 120 abgedeckt, welche die Strömung durch die flachen Nuten drosseln. Jeder Hohlraum 128, 129, 130, 131 erhält daher eine begrenzte Strömungsmittelmenge aus einer der Nuten 132, 133, wobei die Strömungsmittel zufuhr zu jedem der Hohlräume unabhängig von der Strömungsmittelzufuhr zu einem anderen Hohlraum ist. Die Hohlräume 128-131 sind voneinander durch flache AbIaufnuten.141 getrennt, die einen jeden Hohlraum umgeben und aus den Hohlräumen 128-131 und auch aus dem Hohlraum 124 austretendes Strömungsmittel ablaufen lassen.

Der Schuh 112" wird hydraulisch von der Oberfläche 115 abgehoben, so daß zwischen dem Schuh 112 und der Oberfläche 115 Strömungsmittel fließen kann und somit ein hydrostatisches Lager bildet, welches die zur

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Bewegung des Steuerhandgriffes 101 zwecks Änderung der Verdrängung der Pumpe erforderliche Kraft vermindert. Der durch den Umfang der Schulter 122 definierte Bereich am oberen Ende des Schuhs 112 dient als Wirkfläche für den Strömungsmitteldruck und erzeugt eine erste Kraft, welche den Schuh 112 nach innen in Berührung mit der Oberfläche 115 unter Vorspannung setzt. Der am unteren Ende des Schuhs durch den Hohlraum 124 definierte Bereich dient auch als Wirkfläche für den Strömungsmitteldruck und erzeugt eine zweite Kraft, welche den Schuh 112 von der Fläche 115 fort unter Vorspannung setzt. Die erste Kraft ist aber größer als die zweite Kraft, und aus den beiden Kräften resultiert daher eine einwärts gerichtete Kraft, welche den Schuh 112 gegen die Fläche 115 unter Vorspannung setzt.

Der resultierenden nach innen gesetzten Vorspannkraft wirkt eine selbst-modulierende dritte Kraft entgegen, welche durch den Druck erzeugt wird, der in den Taschen oder Hohlräumen 128, 131 am Boden des Schuhs 112 wirkt. Diese dritte Kraft führt zu einem Abheben des Schuhs 112 von der Oberfläche 115 um einen vorbestimmten Abstand.

Wenn sich der Schuh 112 von der Oberfläche 115 abhebt, tritt Strömungsmittel aus den Hohlräumen 128-131 aus und erreicht die umgebenden Flächen des Schuhs. Wenn sich der Schuh weiter von der Oberfläche abhebt, ergibt sich am Umfang ein größerer Strömungsmitte laustritt, das führt zu einer Senkung des Druckes in den Hohlräumen 128-131. Die von dem Druck in den Hohlräumen gebildete dritte Kraft ist daher selbst-modulierend, indem die Schuhe so lange mit der Abhebbewegung von der Oberfläche 115 fortfahren, bis der Druck in den Hohlräumen 128-131 auf einen Punkt sinkt, bei dem die dritte Kraft im Gleichgewicht zu der resultierenden Kraft ist oder diese neutralisiert. Auf diese Weise wird der Schuh hydrostatisch in einem Gleichgewichtsabstand von der Oberfläche 115 gehalten. Der Schuh schwimmt also auf einem aus den Hohlräumen 128, 131 austretenden Strömungsmittel polster und bildet somit ein hydrostatisches Lager zwischen dem Schuh und der

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Oberfläche 115. Das führt zu einer beträchtlichen Verringerung der zur Bewegung des Steuerungshandgriffes 101 zwecks Verstellung der Pumpenverdrängung erforderlichen Kraft.

Da der Schuh 112 etwas abgehoben wird, leckt jederzeit etwas Strömungsmittel von der Unterseite des Schuhs 112 in den Körper 11.

Der Strömungs mit te !verlust ist dabei nur nominell und beschränkt sich auf die Strömung in den gedrosselten Durchgängen oder öffnungen, die von den flachen Nuten 132, 133 und Beilagscheiben 119, 120 gebildet werden. Ein übermäßiges Abheben des Schuhs 112 wird verhindert, da beim Abheben des Schuhs einer oder mehrere von den Hohlräumen 128, 129, 130, Druck verlieren und somit die dritte Kraft unter die resultierende Kraft sinken lassen, welche den Schuh 112 so lange an die Oberfläche 115 andrückt, bis die dritte Kraft sich wieder aufgebaut hat.

Es wird nunmehr die Betätigung der Strömungsmotoren mittels des Steuerungshandgriffes 101 beschrieben. Wenn die Strömungsmotoren in Ruhe sind, dann befindet sich der Hohlraum 124 des Schieberschuhs 112 zwischen den Steuerungsplattenöffnungen 87 und 88, welche von den ebenen Flächen 126 und 127 des Schieberschuhs 112 bedeckt sind. Um die Verdrängung der Pumpe zu verändern, wird der Steuerungshandgriff 101 in derjenigen Richtung bewegt, in der der Kippkörper 34 geschwenkt werden soll. Wenn somit der Steuerungshandgnff 101 gesehen vom linken Ende in Figur 5 im Uhrzeigersinne gedreht wird, so bewegt sich der Schuh 112 auch im Uhrzeigersinne und bringt den Hohlraum 124 (der in jedem Fall in Strömungsverbindung mit der öffnung 105 steht) in Strömungsverbindung mit der öffnung 88, wärend die öffnung 87 nicht abgedeckt wird. Das Strömungsmittel fließt dann aus dem Hohlraum 124 in die öffnung 88, durch den Durchgang 90 und in die Kammer 71. Gleichzeitig wird Strömungsmittel aus der Kammer 70 durch die öffnung 89 und die nicht bedeckte öffnung 87 ausgelassen, so daß der Kippkörper 34 in der oben beschriebenen Weise im Uhrzeigersinne schwenkt. In entsprechender Weise

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wird der Kippkörper 34 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, wenn man den Steuerungshandgriff 101 im Gegenuhrzeigersinne schwenkt und der Hohlraum 124 in Strömungsverbindung mit der öffnung 87 gebracht wird.

Da die Winkel bewegung des Kippkörpers 34 und der Steuerungsplatte 78 genau so groß wie die Winkel bewegung des Steuerungshandgriffes 101 ist, ist ein präziser Nachlauf gewährleistet. Wenn der Kippkörper 34 und die Steuerungs platte 78 um den gleichen Winkel betrag wie der Steuerungshandgriff 101 bewegt worden sind, wird der Hohlraum 124 zwischen den öffnungen 87, 88 zentriert, wobei die ebenen Flächen 126, 127 des Schuhs 112 die öffnungen 87 und 88 abdecken und den Strömungsmotor anhalten.

Der Steuerungsmechanismus 77 sorgt für volle Speicherungswirkung im ganzen Bereich, das soll heißen, daß der Steuerungshandgriff 101 unabhängig von der Stellung des Kippkörpers 34 jederzeit in eine andere Stellung gedreht werden kann. Wenn der Kippkörper 34 sich einem äußeren Ende seiner Bewegung befindet, dann kann man den Steuerungshandgriff 101 in die andere äußere Endlage bewegen, und der Kippkörper 34 läuft dann nach.

Diese Wirkung ist deswegen möglich, weil die Länge des Hohlraumes 124 in dem Schuh 112 etwas größer als der Abstand zwischen den öffnungen 87 und 88 ist und die Steuerungsρlatte 78 sich über die öffnungen 87, 88 hinaus erstreckt, so daß der Hohlraum 124 nicht von der Steuerungsplatte 78 abläuft. Der Hohlraum 124 ist zur Betätigung des Strömungsmotors jederzeit in Strömungsverbindung mit einer der öffnungen 87, 88, und der Kippkörper 34 wird bei Auslenkung des Steuerungshandgriffes 101 aus seiner Null-Stellung in der Richtung des Steuerungshandgriffes 101 bewegt.

Der auf der rechten Seite des Kippkörpers 34 in Fig. 3 dargestellte

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Mechanismus hat anstelle des Steuerungshandgriffes 101 der linken Seite einen Zeiger 140. Die Schraubenköpfe 82, welche die Steuerungsplatte 78' und den Schaft 79' am Kippkörper 34 befestigen, halten den Arm 108' und zweingen ihn, sich zu bewegen, wenn der Kippkörper bewegt wird. Damit wird auch der Zeiger 140 bewegt und zeigt die genaue Winkelstellung des Kippkörpers 34 an.

In dem Schiebermechanismus 77' der rechten Seite in Figur 3 strömt Strömungsmittel durch die Öffnung 105' in der Verschlußplatte 104' zu den Schieberschuhen 111' und 112'. Das Strömungsmittel sorgt in der gleichen Weise wie im Falle der Schuhe 111, 112 für einen hydrosfetiseheη Ausgleich der Schuhe 111' und 112'. Auf diese Weise wirkt der hydraulischen Kraft, welche seitlich auf die Steuerungsplatte 78 einwirkt, um den Druckausgleich an den Schuhen 111, 112 herbeizuführen, eine gleich große, aber entgegengesetzte Kraft an der Steuerungs platte 78' entgegen. Diese sorgt für ein Druckgleichgewicht an den Schuhen 111', 112', und damit werden die seitlichen Kräfte auf den Kippkörper 34 ausgeglichen. Da der Schiebermechanismus 77' als Anzeigevorrichtung ausgestaltet ist und keine Steuerungsfunktion für die Strömungsmotoren hat finden sich in der Steuerungsplatte 78' und dem Schaft 79' keine Durchgänge. Die Platte 78' dient lediglich zu Gegengewichtszwecken.

J098U/0027

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Claims (5)

1. Licht, Schmidt, Hansmann & Herrmann Patentanwälte

   ' Licht, Schmidt, Hansmann, Herrmann -Postfach 701205 -8000 München 70 ' Dipl.—I ng. Martin Licht

   Dr. Reinhold Schmidt Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann P 25 59 693 4 Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

   Abex Corporation Albert-Roßhaupter-Str.

   8000 München 70

   Telefon: (089)7603091 Telex: 5 212 284 pats d Telegramme: Lipatli München

   13. Juli 1977 Ke/Ba

   PATENTANSPRÜCHE

   Vorrichtung zur Steuerung von Druckmitteldruck an Axialkolbenmaschinen, gekennzeichnet durch eine erste ebene Steuerungsplatte (78) mit zwei Strömungsmittelempfangsöffnungen (89, 88), ein Einlassglied (77), einen mit einer Strömungsmittelzufuhröffnung (116) ausgestatteten Schieberschuh (111, 112), der von dem Einlassglied (77) getragen wird und an der Steuerungsplatte (78) verschiebbar ist, wobei das Einlassglied abwechselnd zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in deren erster die Strömungsmittelzufuhröffnung in bezug auf eine der Strömungsmittelempfanqsöffnungen ausgerichtet ist, und in deren zweiter Strömungsmittelzufuhröffnung in bezug auf die andere der Strömungsmittelempfangsöffnungen ausgerichtet ist, wobei das Einlassglied auch auf eine Null-Stellung einstellbar ist, in der die Strömungsmittelzufuhröffnung nicht auf beide Strömungsmittelempfangsöffnungen ausgerichtet ist, ferner durch Vorspannmittel, welche den Schieberschuh gegen die Steuerungsplatte (78) drücken, und durch eine selbst-modulierende, druckempfindliche Einrichtung, die der Vorspannkraft entgegenwirkt, um den Schuh um ein vorbestimmtes Stück von der Steuerungsplatte fortzudrücken und einen Druckmittel strom zu ermöglichen, der für eine hydrostatische Lagerung sorgt.

   ?Q3844/0027

   Deutsche Bank München, Kto.-Nr. 82/08050 (BLZ 70070010) Postscheck München Nr. 163397-802
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbst-modulierende, druckempfindliche Einrichtung mehrere zur Aufnahme von Druckmittel bestimmte Taschen (128, 131) in dem Schieberschuh und bei der Schieberplatte umfasst, wobei zur Zufuhr von Strömungsmittel zu jeder der Taschen feste 'öffnungen (136-139) vorgesehen sind und eine selbsttätig einstellbare, variable Auslasseinrichtung den Zufuhrdruck zu den Taschen reguliert, so daß sich der Schuh gegenüber der Steuerungs ρ latte bewegt, derart, daß der vorbestimmte Abstand eingehalten wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslasseinrichtung von der Steuerplattenflache und den die Taschen an dem Schuh umgebenden Flächenbereichen gebildet wird, wobei der Druck in jeder Tasche eine umgekehrte Funktion des Abstandes zwischen diesen Flächenbereichen und der Steuerplattenfläche ist, wodurch sich der Schuh von der Steuerungsplatte abhebt bis die durch die Drücke in den Taschen ausgeübten Kräfte die Vorspannkraft neutralisieren.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbst-modulierende, druckempfindliche Einrichtung einen ersten Flächenbereich an dem Schuh umfasst, der eine erste, den Schuh von der Steuerungsplatte fort vorspannende Kraft erzeugt, und einen zweiten Flächenbereich an dem Schuh,der eine den Schuh zu der Steuerungsplatte hin vorspannende Kraft schafft, wobei die Resultierende der ersten und zweiten Kräfte den Schuh zu der Steuerungsplatte hin vorspannt und die selbst-modulierende Einrichtung eine dritte Fläche aufweist, wobei weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Strömungsmitte Istrom zu der dritten Fläche zu drosseln und auch ein veränderlicher Auslass von der dritten Fläche vorgesehen ist, und schließlich dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Fläche derart auf den Strömungsmitteldruck anspricht, daß eine dritte Kraft geschaffen wird, die der resultierenden Kraft entgegenwirkt und den Schuh so lange von der Steuerungsplatte fortbewegt, bis die dritte Kraft der resultierenden Kraft gleich ist. 70 9 8 4 4/00-27.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
   dritte Fläche aus mehreren, in Abständen in der ebenen Oberfläche des Schuhs angeordneten Taschen besteht, daß die Drosseleinrichtung von festen öffnungen zur Zufuhr von Strömungsmittel zu jeder der Taschen gebildet wird, und daß der variable Auslass von Flächenbereichen
   an dem Schuhumfang gebildet wird, welche die Taschen umgeben und der Steuerungsplatte benachbart sind, derart, daß sich ein entsprechend der Fortbewegung des Schuhs von der Platte ändernder Strömungsmittelauslass von dem dritten Flächenbereich ergibt, wobei weiterhin der
   Druck in jeder Tasche eine umgekehrte Funktion des Abstandes ist, um den der benachbarte Flächenbereich von der Steuerungsplatte entfernt ist, so daß in den Taschen ein Druckungleichgewicht entsteht, welches eine Korrekturkraft schafft, die von außen auf den Schieberschuh
   einwirkenden Neigungskräften gegenüber der Steuerungsplatte entgegenwirkt.

   70984A/0027