DE2820195C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der bekannten Axialkolbenpumpe (DE-OS 16 53 515), von der die Erfindung ausgeht, ist zum Schwenken der Schräg­ scheibe zur Einstellung des Pumpenfördervolumens in einer zur Schrägscheibe hin offenen zentrischen Bohrung der Welle ein Stellkolben angeordnet, dessen ballige Stirnfläche sich auf einem mit der Schrägscheibe verbundenen Gleitstück abstützt. Zum Zuführen von Druckmittel auf die Rück­ seite des Stellkolbens zu dessen Betätigung ist ein ver­ hältnismäßig großer Aufwand erforderlich.

Es ist auch bekannt (US-PS 37 89 740), zur hydraulischen Abstützung der Kolbenreaktionskräfte einer Axialkolben­ pumpe einen druckbelasteten Stufenkolben vorzusehen, der verschiebbar im Gehäuse die Welle umgebend angeordnet ist und auf eines der Wellenlager drückt. Es handelt sich da­ bei um eine Axialkolbenpumpe mit konstantem Fördervolumen. Bei Axialkolbenpumpen mit verstellbarer Schrägscheibe ist es ferner bekannt (DE-PS 10 55 959), die Schrägscheibe mittels eines in einer Bohrung des Pumpendeckels ver­ schiebbaren druckbeaufschlagten Kolben zu verschwenken, der über ein Kippglied mit zwei balligen Enden an der Schrägscheibe abgestützt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolben­ pumpe der eingangs geschilderten Art so weiterzubilden, daß die Betätigung der Schrägscheibe vereinfacht ist und die Verstellung der Schrägscheibe präzise erfolgt.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merk­ male im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe eignet sich insbe­ sondere zur Verwendung in Einspritzanlagen für Dieselkraft­ stoff. Für diese Anwendung wie auch für andere Anwendungen ist es vorteilhaft, wenn bei kompakter Bauweise eine genaue Einstellung der Schrägscheibe vorgenommen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Schnitt durch eine Axialkolbenpumpe dargestellt ist.

In der Zeichnung ist eine Axialkolbenpumpe gezeigt, deren Welle mit 1 bezeichnet ist. Die Welle 1 ist über Lager 2 und 3 im Gehäuse 11 gelagert. Ein Ende 1 A der Welle 1 ist mit einem externen, in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb verbin­ bar, während das gegenüberliegende Ende 1 B der Welle als Schwenk­ lager 4 ausgebildet ist.

Über einen Schwenkstift 5 A ist eine Schrägscheibe 5 schwenkbar auf dem Schwenklager 4 angebracht, derart, daß sie um die Achse X-X des Schwenkstiftes 5 A drehbar ist. Wie aus der Zeichnung er­ sichtlich ist, ist die Achse X-X des Schwenkstiftes 5 A von der Mittellinie Y-Y der Welle 1 entfernt und verläuft senkrecht zu dieser. Die Schrägscheibe 5 ist entgegen dem Uhrzeigersinn nur begrenzt schwenkbar, da das Ende 1 C der Welle 1 eine Schulter 10 trägt.

Die Pumpe hat 5 Pumpenkolben 6, die in einem Zylinder­ block 7 angeordnet sind. Da die Kolben identisch auf­ gebaut sind, braucht nachstehend nur ein Kolben 6 unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben zu werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, hat die Einheit einen Kolben 6 A, der verschiebbar in einer im Zylinderblock 7 ausge­ bildeten Bohrung 6 B angeordnet ist und einen hohlen Zylinder 6 C aufweist. Ein Schuh 8 ist zwischen einem sphärischen Ende 6 D des Kolbens 6 A und der Schrägscheibe 5 angeordnet. Für eine jede der Kolbeneinheiten ist ein entsprechender Schuh 8 vorge­ sehen, während die Schrägscheibe 5 allen Kolbeneinheiten gemein­ sam ist.

Dem Fachmanne ist bekannt, daß die Lagerbelastung zwischen Schuh/ Kolben- und Schrägscheibe, wie sie in der Zeichnung gezeigt sind, durch Druckbeaufschlagung im Gleichge­ wicht gehalten wird. Die Kolbenanordnung enthält eine Rück­ stellfeder 9, die innerhalb des hohlen Zylinders 6 C angeordnet ist. Durch die Rückstellfeder 9 ist der Kolben 6 A in volle An­ saugstellung vorgespannt. Durch die Rückstellfeder 9 ist zugleich der Schuh 8 zwischen das Ende 6 D des Kolbens und die Schräg­ scheibe 5 eingespannt, wenn im Zylinder 6 C des Kolbens kein Druck herrscht oder nur ein unzureichender Druck herrscht. Dies wird später noch genauer erläutert.

Dreht sich die Welle 1, so strömt während des Ansaughubes Strö­ mungsmittel in das Volumen des expandierenden Zylinders 6 C des Kolbens, wobei es durch einen in der Schrägscheibe 5 ausgebil­ deten Steuerschlitz 10 fließt, wie am besten aus Fig. 5 er­ sichtlich ist. Das Gehäuse 11 der Pumpe ist innen mit Strömungs­ mittel gefüllt, das durch eine Einlaßöffnung 12 eintritt und danach durch eine im Schuh 8 ausgebildete Öffnung 8 A strömt, die ihrerseits mit dem Steuerschlitz 10 kommuniziert. Von der Öffnung 8 A gelangt die zu fördernde Flüssigkeit in eine Öff­ nung 6 E, die im Ende 6 D des Kolbens 6 A ausgebildet ist und in Strömungsverbindung zum Zylinder 6 C des Kolbens steht. Der Zy­ linder 6 C des Kolbens ist mit einem kugelförmigen Ventilkörper aufweisenden Rückschlagventil 13 versehen, das zur Kolbenanord­ nung 6 gehört. Anstelle eines Rückschlagventiles mit kugelför­ migem Ventilkörper kann natürlich auch ein anderes Rückschlag­ ventil verwendet werden, wie dem Fachmanne klar ist.

Ist der Kolben 6 A über seinen oberen Totpunkt hinweggelaufen, so steht die im Schuh 8 ausgebildete Öffnung 8 A nicht mehr län­ ger in Verbindung mit dem Steuerschlitz 10 der Schrägscheibe. Infolge dessen wird der Zylinder 6 C des Kolbens geschlossen, und der durch ihn hindurchlaufende Strömungsweg wird unterbrochen. Der Kolben 6 A beginnt nun seinen Förderhub, und wenn der Druck im Zylinder 6 C des Kolbens so groß ist, daß das Rückschlagven­ til 13, dessen Ventilkörper durch eine schwache Feder 14 vorge­ spannt ist, geöffnet wird, so wird durch den Zylinder 6 C des Kolbens Flüssigkeit an eine gemeinsame Förderleitung 22 der ver­ schiedenen Kolbeneinheiten abgegeben. Die Förderleitung 22 weist eine Abgabeöffnung 22 A auf und ist mit einer Leitung 26 verbun­ den, die ihrerseits mit einem Servoventil oder dergleichen in Verbindung steht. In Fig. 1 ist die Schrägscheibe 5 so geneigt dargestellt, wie dies maximalem Kolbenhub und maximaler Verdrän­ gung der Pumpe entspricht.

Nähert sich der Druck in der Förderleitung 26 der Pumpe einem vor­ gegebenen Sollwert, so wird durch ein nicht dargestelltes Kegelventil auch der Druck in einer Kammer 15 erhöht, die von einem Stufenkolben 16 begrenzt ist. Diese Druckzunahme führt zu einer Kraft auf den Stufenkolben 16, durch welche letzterer aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in Fig. 1 nach rechst gedrückt wird. Diese Kraft wird über ein Wellenlager 17, welches zwei nebeneinander angeordnete Kugellager 17 A und 17 B aufweist, eine das Wellenlager abstützende Hülse 18, einen Stößel 19, der der Hülse 18 benachbart ist, und einen Kippkörper 20 übertragen. Letzterer ist gelenkig mit dem Stößel 19 und der Schrägscheibe 5 verbunden. Ist die vom Stufenkolben 16 ausge­ übte Kraft groß genug, so wird über den Stößel und den Kipp­ körper die Schrägscheibe 5 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in eine annähernd vertikale Stellung verschwenkt. Hierduch wird der Arbeitshub des Kolbens 6 A verkleinert, so daß auch der Strom geförderter Flüssigkeit vermindert wird und folglich auch der Förderdruck. Auf diese Weise wird ein Gleichgewicht einge­ stellt, und es wird ein verminderter Flüssigkeitsstrom aufrecht­ erhalten bei einem im wesentlichen konstanten Förderdruck, der sehr nahe bei einem vorgegebenen Solldruck liegt.

Die auf die Welle 1 der Pumpe einwirkenden Druckkräfte werden von dem Lager 3 und dem Wellenlager 17 gemeinsam aufge­ nommen. Das Lager 3 nimmt die axiale Druckkraft auf die Welle 1 selbst auf, ein Teil dieser Druckkraft wird aber auch von dem Wellenlager 17 übernommen.

Bei der hier betrachteten Ausführungsform ist die Schrägscheibe 5 über eine Schwenkverbindung gelagert, um so den Hub der Kolben 6 A einstellen zu können. Es versteht sich, daß andere Gelenk­ verbindungen in gleicher Weise verwendbar sind. Bei dem betrach­ teten Ausführungsbeispiel führt auch eine Verlagerung der Schräg­ scheibe 5 in einer Richtung (im Uhrzeigersinne) zu einer Ver­ minderung des Hubes des Kolbens 6 A, während eine Verlagerung der Schrägscheibe in entgegengesetzter Richtung zu einer Ver­ größerung des Kolbenhubes führt. Dies erfolgt in Abhängigkeit von dem jeweils herrschenden Förderdruck.

Claims (2)

1. Axialkolbenpumpe, deren Welle im Gehäuse mittels wenigstens zweier Lager drehbar gelagert ist, mit einer an dem Ende der Welle schwenkbar angelenkten Schrägscheibe, an der sich die Pumpenkolben abstützen und mit einem auf den Förderdruck der Pumpe ansprechenden Stellkolben zum Verschwenken der Schrägscheibe, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stellkolben ein im Gehäuse (11) geführter Stufenkolben (16) ist, an dem sich die Schulter des Außenringes eines der Wellenlager (17) abstützt und der Innenring auf einer auf der Welle verschiebbar geführten Hülse (18) sitzt, die sich über ein das Ende der Welle durchdringenden Zwischenglied (19, 20) an der Schrägscheibe (5) abstützt.

2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zwischenglied aus einem in einer Wellenbohrung verschiebbaren Stößel (19) und einem zwischen dem Stößel und der Schrägscheibe (5) angeordneten Kippkörper (20) besteht.