DE2841084C2 - - Google Patents

Description

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

Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus (Patentanmeldung DE-OS 28 20 195 mit älterem Zeitrang aus), wonach ein im Gebläse verschiebbar angeord­ neter druckmittelbeaufschlagter Stufenkolben über Wälz­ lager eine auf der Welle angeordnete Hülse verschiebt, die ihrerseits die Schrägscheibe verstellt. Die Kolben­ reaktionskräfte werden teils von den Lagern für die Welle und teils von den Lagern zwischen dem Stufenkolben und der Hülse aufgenommen.

Es ist bekannt (DE-PS 23 30 607) in einer zentrischen Bohrung der Welle einer Axialkolbenpumpe einen druck­ mittelbeaufschlagten Kolben zur Einstellung der Schräg­ scheibe anzuordnen. Dabei wird zur Verstellung des Kolbens druckmittelpumpenausgangsseitig über eine Kammer in der Schrägscheibe und ein Gleitstück zwischen Schrägscheibe und Kolben auf der Rückseite des Kolbens geführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der Axialkolbenpumpe der eingangs geschilderten Art eine einfachere Bauweise vorzusehen und die Lebensdauer zu erhöhen.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird der größere Anteil der auf die Schrägscheibe wirkenden Kolbenreaktionskräfte von dem hydrostatischen Gleitlager aufgenommen. Damit ist die Druckbelastung der zur Lagerung der Welle dienenden Wälzlager wesentlich verringert. Darüber hinaus ist das hydrostatische Lager sehr vorteilhaft, da sich gezeigt hat, daß mit Pumpenströmungsmittel geschmierte Wälzlager keine große Lebensdauer aufweisen. Außerdem ermöglicht die Erfindung einen höheren Pumpenauslaßdruck ohne Vergröße­ rung der Wälzlager. Die erfindungsgemäße Axialkolben­ pumpe eignet sich insbesondere für Dieseleinspritzanlagen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Achsenschnitt durch die Axial­ kolbenpumpe.

Eine Welle 1 ist in Wälzlagern 2, 3 im Gehäuse 11 ge­ lagert. Das Ende 1 A der Welle 1 ist mit einer Antriebs­ maschine verbunden und am entgegengesetzten Ende 1 B der Welle ist ein Lager 4 ausgebildet.

Eine Schrägscheibe 5 ist mittels eines Zapfens 5 A im Lager 4 um die Achse X-X schwenkbar angeordnet. Die Achse X-X liegt quer und versetzt zur Mittelachse Y-Y der Welle 1. Der Schwenkwinkel der Schrägscheibe 5 ist im Gegenuhrzeigersinn durch die Schulter 1 C am Ende 1 B der Welle 1 begrenzt.

In der Zeichnung ist nur einer von mehreren Kolben dargestellt und wird im folgenden kurz beschrieben.

Der im Zylinderblock 7 angeordnete Kolben 6 besteht aus einem Kolben 6 A, der in einer Bohrung 6 B im Zylinderblock 7 verschieb­ bar angeordnet ist, und aus einem Hohlzylinder 6 C. Ein Schuh 8 ist zwischen einem sphärischen Ende 6 D des Kolbens 6 A und der Schrägscheibe 5 angeordnet.

In bekannter Weise ist die Lagerbelastung zwi­ schen Kolbenschuh und Kolben sowie zwischen Kolbenschuh und Schrägscheibe ausgeglichen. Es ist ferner eine Feder 9 im Zylinder 6 C vorgesehen, welche den Kolben 6 A beim Ansaughub herausschiebt und welche den Schuh 8 zwischen dem Kolbenende 6 D und der Schrägscheibe 5 hält, sobald kein Druck im Zylinder 6 C vorhanden ist, oder der Druck nicht ausreicht.

Beim Antrieb der Welle 1 strömt während des Ansaughubes Strömungs­ mittel durch eine nicht dargestellte Öffnung der Schrägscheibe 5 in den sich ausdehnenden Zylinderraum. Das Strömungsmittel tritt durch den Einlaß 12 in das Pumpengehäuse 11 ein, gelangt dann durch die Öffnung in der Schrägscheibe durch die Bohrung 8 A im Schuh 8 und durch die Öffnung 6 E im Kolbenende 6 D in den Zylinder­ raum 6 C. Am Auslaß des Kolbens 6 sitzt ein Rückschlagventil 13, das im Ausführungsbeispiel aus einer federbelasteten Kugel besteht, jedoch auch eine andere Bauweise aufweisen kann.

Hat der Kolben 6 A den oberen Totpunkt erreicht, so steht die Boh­ rung 8 A im Schuh 8 nicht mehr länger in Verbindung mit der Öff­ nung in der Schrägscheibe, so daß der Zylinder 6 C nun geschlossen ist und ein weiterer Zustrom gesperrt wird. Der Kolben 6 A führt nun den Druckhub aus und sobald der Druck im Zylinder 6 x, 6 C ausrei­ chend groß ist, um das von der Feder 14 nur leicht belastete Rück­ schlagventil 13 zu öffnen, strömt das Fluid in den Auslaßkanal 22 und zum Auslaß 22 A, und ferner durch einen Kanal bzw. eine Leitung 26 zu einem Servoventil 21. Die Stellung der Schrägscheibe 5 ent­ spricht in der Zeichnung einem maximalen Kolbenhub und daher maxi­ maler Fördermenge.

Das Servo-Ventil 21 liefert abhängig vom Auslaßdruck in der Leitung 26 einen modulierten Servodruck über die Leitung 32 in das Pumpengehäuse 11.

So besteht die Funktion des Servoventils 21 darin, den Auslaßdruck der Pumpe festzustellen und den Druck in einer Kammer 15 so zu modulieren, daß sich dort ein Regeldruck einstellt, wie nachstehend beschrieben ist. Die Kammer 15 wird von einem Stufenkolben 16 gebildet, der im Pumpengehäuse 11 verschiebbar angeordnet und mittels bekannter Kolbenringe abgedichtet ist.

Der Servodruck des Servoventils 21 beaufschlagt also über die Leitung 32 und die abgedichtete Kammer 15 den Stufenkolben 16, dessen rechte Stirnfläche eine hydrostatische Lagerfläche 17 gegenüber einem Lagerring 18 bildet, der die Antriebswelle 11 nahe dem Wälzlager 3 um­ gibt. Die Lagerfläche, die mehrere Taschen 19 auf­ weisen kann, wird mit Strömungsmittel durch Öffnungen 20 versorgt.

Ein Anstieg des Auslaßdruckes ruft einen entsprechenden Druck­ anstieg des Servoventils 21 hervor, wodurch der Stufenkolben 16 nach rechts verschoben wird. Dadurch wird der Lagerring 18 nach rechts geschoben, und mittels mehrerer Kugeln 34, die am äußeren Flansch 35 eines Stößels 36 gehalten sind, wird dieser, der innerhalb der Antriebswelle 1 angeordnet ist, verschoben und schwenkt über eine zwischen dem Stößel 36 und der Schrägscheibe 5 angeordnete Kugel 38 die Schräg­ scheibe um den Zapfen 5 A. In der Antriebswelle 1 sind Schlitze 40 vorgesehen, die eine Verschiebung der Kugeln 34 ermöglichen, wenn der Lagerring 18 verschoben wird.

Somit erhält die Schrägscheibe 5 eine verringerte Neigung, der Hub des Kolbens 6 A wird verkleinert und damit sinkt der Auslaßdruck. Auf diese Weise stellt sich ein Gleichgewicht und eine verringerte Fördermenge bei einem Druck ein, der im wesentlichen konstant gehal­ ten ist.

Claims (5)

1. Axialkolbenpumpe, deren Welle mittels wenigstens zweier Lager drehbar gelagert ist, mit einer an dem Ende der Welle schwenkbar angeordneten Schrägscheibe, an der sich die Pumpenkolben abstützen und mit einem auf den Förderdruck der Pumpe ansprechenden, im Gehäuse geführten Stufenkolben zum Verschwenken der Schrägscheibe, an dem sich ein Lagerring abstützt, der sich über ein das Ende der Welle durchdringendes Zwischenglied an der Schräg­ scheibe abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager zwischen dem Stufenkolben (16) und dem Zwischenglied ein hydrostatisches Drucklager ist.

2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der stirnseitigen Lagerfläche (17) des Stufenkolbens (16) mehrere Taschen (19) zur Ausbildung des Axiallagers vorgesehen sind.

3. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem Stufenkolben (16) mindestens eine mit dem vom Förderdruck beaufschlagten Stellkolbenraum (15) in Verbindung stehende Öffnung (20) vorgesehen ist, welche mit den Taschen (19) in Verbindung steht.

4. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Zwischenglied in der Antriebswelle (1) mehrere Schlitze (40) vorgesehen sind, in denen Kugeln (34) angeordnet sind, die zwischen einem äußeren Flansch (5) einem Stößel (36) und dem Lager­ ring (18) angeordnet sind.

5. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Stößel (36) und der Schrägscheibe (5) eine Kugel (38) vorgesehen ist.