DE2846902A1

DE2846902A1 - Verstellbare hydraulik-axialkolbenpumpe mit drehmomentbegrenzung

Info

Publication number: DE2846902A1
Application number: DE19782846902
Authority: DE
Inventors: John Anthony Hudson; Nicholas Antony James; Edward Graham Morley
Original assignee: Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: Plessey Overseas Ltd
Priority date: 1977-11-24
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1979-05-31
Also published as: SE7812073L; US4255092A

Description

	Patentanwälte	2846902	Dil^i -Ing G. Leiser
Dipl -Ing E. Prinz	Dipl.-Chem. Dr. G. Hauser
	ErnsbergerslrassP 19
	8 München 60

26. Oktober 1978

PLESSEY HANDEL UND INVESTMENTS AG

Gartenstraße 2

6300 ZUG / Schweiz

Unser Zeichen: P 2379

Verstellbare Hydraulik-Axialkolbenpumpe mit Drehmomentbegrenzung

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Hydraulikpumpe mit Drehmomentbegrenzung.

Verstellbare Hydraulik-Axialkolbenpumpen sind bekannt. Bei einer solchen Pumpe besteht die Notwendigkeit einer Drehmomentbegrenzung, damit das von einem Pumpenantriebsmotor geforderte Eingangsdrehmoment auf ein bestimmtes Maximum beschränkt wird.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer solchen Pumpe. Dazu ist eine verstellbare Hydraulik-Axialkolbenpumpe, die eine sie während des Betriebs in die Nullstellung zu bewegen suchende SchiefScheibeneinrichtung hat,

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mit einer Drehmornent-Begrenzungseinrichtung versehen,, die eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem beweglichen Bauteil aufweist, welches in der ausgefahrenen Lage über die Schief-Scheibeneinrichtung eine Erhöhung des Förderstroms der Pumpe bewirkt, die ferner einen Steuerschieber und eine Feder aufweist, deren eines Ende auf den Steuerschieber einwirkt, während ihr anderes Ende auf den beweglichen Bauteil einwirkt und dadurch den Steuerschieber mit einer Federkraft belastet, die Bi cn mit dem Ausfahren des beweglichen Bauteils verändert, wobei der Steuerschieber an seinem von der Feder entfernten Ende an den Pumpendruck angeschlossen und so angeordnet ist, daß er den Druckmittelstrom zu dem beweglichen Bauteil steuert, wodurch eine Begrenzung der Schiefstellung der Schiefscheibeneinrichtung erreicht wird, die umgekehrt proportional dem Druck ist, mit dem das Hydraulikmedium aus der Pumpe ausgetragen wird.

Die Schxefscheibeneinrcihtung ist normalerweise als Schiefscheibe ausgebildet.

Der Steuerschieber weist vorzugsweise einen Bund zur zeitweiligen Blockierung von Durchgängen auf, ivodurch die Hydraulikflüssigkeit den beweglichen Bauteil in die die Schrägstellung erhöhende Lage drückt. Der bewegliche Bauteil in der Kolben-Zylinder- Anordnung ist üblicherweise der Kolben. Des ist jedoch auch möglich, den Kolben festzulegen und den Zylinder beweglich anzuordnen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform· Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer bekannten axial arbeitenden Hydraulik-Kolbenpumpe,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung, die die in Fig. 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Anordnung zur Schiefstellung der Schi efscheibeneinrichtung ersetzt,

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Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend der Linie B-B in Fig. 2 und

Fig. 5 einen Axialschnitt entsprechend der Linie C-C in Fig. 2 mit in anderer Stellung befindlichem Kolben,

In Fig. 1 ist eine Hydraulikpumpe 2 dargestellt, die eine Schiefscheibe 4 aufweist, welche um einen Drehzapfen 6 schwenkbar ist. Ein Kolben 8 ist in einer Bohrung 10 eines Zylinders 12 einwärts und auswärts bewegbar. Der Kolben 8 wirkt dabei mit einem Widerlager 14 zusammen, um die Schiefscheibe 4 in die Schiefstellung zu bringen. In einer Bohrung 18 eines Zylinders 20 ist weiterhin ein Kolben 16 einwärts und auswärts bewegbar angeordnet. Der Kolben 16 liegt einem Widerlager 22 an und bewegt die Schiefscheibe 4 in die Geradstellung. Den Bohrungen 10, 18 wird durch verschiedene Leitungen, von denen einige bei 24, 26 und 28 dargestellt sind, ein Druckmittel zugeführt. Die Pumpe 2 ist an sich bekannt, so daß Einzelheiten des Aufbaus und der Betriebsweise den Fachleuten geläufig ist.

In den Fig. 2 bis 5 ist eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 30 dargestellt, die anstelle der in Fig. 1 dargestellten Kolben-Zylinder-Anordnung 8, 12 verwendet werden kann. Es ist dabei vorgesehen, daß die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung auch bei einer Pumpe verwendet werden kann, die die Kolben-Zylinder-Anordnung 16, 20 nicht aufweist, da diese Kolben-Zylinder-Anordnung nur eine überSteuerungsfunktion für die Pumpe 2 hat, durch die die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 30 übersteuert wird, diese überSteuerungsfunktion jedoch nicht immer erwünscht sein mag.

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Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 30 umfaßt einen Kolben 31, der axial verschiebbar in einem Zylinder 32 geführt ist, welcher fest in das Pumpengehäuse 2, beispielsweise mit einer Preßpassung in das Gehäuse der Pumpe 2 eingesetzt ist. Der Kolben 31 berührt die Schiefscheibe 4 der Pumpe mit seiner Fläche 33, derart, daß die Bewegung des Kolbens 31 aus dem Zylinder 32 heraus eine Bewegung der Schiefscheibe bewirkt. Die Bewegung erfolgt dabei so, daß die Verdrängung der Pumpe 2 im wesentlichen proportional dem Hub des Kolbens 31 ist.

Der Zylinder 32 enthält eine Steuerschieber-Gehäuseanordnung 34. Die Anordnung 34 ist aus zwei Teilen 35 und 36 gebildet, die beispielsweise durch eine Verschraubung starr miteinander verbunden sind. Der Teil 35 ist starr mit dem Zylinder vereinigt, beispielsweise durch die Lageanordnung mittels eines Preßsitzes. Der größere Durchmesser des Teiles 3 6 greift lose in den hohlen Kolben 31. Die Schieber-Gehäuseanordnung 34 trägt eine feste Führung 3 7, welche wiederum in die vorgesehene Lage gepreßt sein kann. Die Führung 37 enthält einen Stößel 38, der in der Führung 37 axial frei verschiebbar ist.

Ein Ende des Stößels 38 liegt dem Steuerschieber 39 an. Der Steuerschieber 39 ist in der Gehäuseanordnung 34 axial frei verschiebbar. Er steht wiederum mit einem Federträger 40 in Verbindung, der eine Feder 41 zwischen sich und dem Innenende des Hohlkolbens 31 lagegerecht hält. Die von der Feder 41 ausgeübte Kraft verändert sich entgegengesetzt zu ihrer Länge, wobei sich diese Federlänge erhöht, wenn der Kolben 31 sich aus dem Zylinder 32 herausbewegt und die Pumpenverdrängung erhöht wird. Die von der Feder 41 ausgeübte Kraft verändert sich damit ungekehrt proportional zu der Verdrängung der Pumpe 2.

Der Steuerschieber 39 weist einen Innendurchgang 48 auf, welcher den Raum 49 über die Durchgänge 50 in dem Feder-

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träger 40 und den Raum 51 in dem Kolben 31 durch den Durchgang 52 bei geringem Druck mit dem Inneren des Pumpengehäuses verbindet ο

Durch die beim Pumpvorgang auftretenden Kräfte neigt die Schiefscheibe 4 dazu, sich in die Stellung zu bewegen, in der eine minimale Verdrängung erfolgt^ wobei der Kolben 31 in den Zylinder 32 zurückgedrückt wird. Dadurch wird die Feder 41 gespannt, durch die der Steuerschieber 39, der Federträger 40 und der Stößel 38 in der in den Zeichnungen dargestellten Weise positioniert werden.

Der Pumpenförderdruck wird durch die Steuereinrichtung über innere Durchgänge in der Pumpe 2 erfaßt, wobei der letzte Teil der Durchgang 42 ist. Druckmittel gelangt aber auch von der Kammer 43 über Durchgänge 44 zu einer Kammer 45 und dann über Durchgänge 46 in eine ringförmige Kammer 47, wo es auf das ringförmige Ende des Kolbens 31 einwirkt.

Wenn der Pumpenförderdruck ansteigt, kann ein Punkt erreicht werden, an dem die auf das Ende 54 des Stößels 38 einwirkende Kraft, welche über den Steuerschieber und den Federträger 40 auf die Feder 41 übertragen wird, die Kraft dieser Feder selbst überwindet und den Stößel, den Steuerschieber und den Federträger nach rechts bewegt. Diese Bewegung führt dazu, daß ein Bund 53 auf dem Steuerschieber 39 den Durchgang 46 überdeckt und die Druckmittelzuführung zu der Kammer 47 absperrt, andererseits aber eine Verbindung der Kammer 47 über die Durchgänge 46, 49, 48, 5O, 51 und 52 mit dem Pumpengehäuse herstellt. Dadurch wird die Kraft des auf den Kolben 31 einwirkenden Druckmitteldrucks aufgehoben, so daß der Kolben 31 sich unter der Rückstellwirkung der Pumpe 2 in den Zylinder 32 zurückbewegt. Diese Bewegung führt zu einer Zusammendrüekung der Feder 41, die dadurch das Ende 55 des Steuerschiebers 39 in stärkerem Maße belastet, diesen dadurch in die Ausgangsposition zurückführt, den Druck in der

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"⁴.ng--'ör?ijgGn Ι'επίίηοΐ' 47 xvisdei; herstellt und danach den KoI= ^::'Mj j'3 cr::-2ut ans dt~ni Zylinder 32 herausdrückt ο

/■-'if diese i-Jsise v?irö ein Gleichgewichtszustand erreicht_f '1'irch CiGu bsi einer gegebenen Lage des Kolbens 31 und damit auch eiii'sm gegebenen Pumpenverdrängungswert ein maximaler .*:.:.·Mol·; erreicht werden kann„ der umgekehrt proportional der r'i'.ii'.Dtinvcirdrängung ist,, bevor die Pumpe 2 sich zurückstellen kann und dann sin Gleichgewicht bei geringerer Verdrängung ■>ηά nek-ire«! Druck erreicht»

Die vorangehend beschriebene ausführungsform ist nur eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung,, in deren Rahmen noch mancherlei Änderungen möglich sind- So kann beispielsweise die in den Fig. 2 bis 5 dargestellte Drehmoment-Begrenzungseinrichtung auch in einer Pumpe 2 verwendet werden, die, wie zuvoi- schon erwähnt wurde, die Kolben-Zylinder-Anordnung 16, 18 nicht aufweist.

Leerseite

Claims

.; Verstellbare Ilydraulik-Axialkolbenpumpe, die eine Schief- ~ Scheibeneinrichtung umfaßt, welche sich beim Pumpenbetrieb in eine Nullstellungslage zu bewegen sucht, und die eine Drehmoment-Beqrenzungseinrichtung auEweist, dadurch g e kennzeichnet, daß die Drehmoment-Beqrenzungseinr ichtung eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem beweglichen Bauteil aufweist, welcher im ausgefahrenen Zu- £5t;md über die. Schief scheibeneinr ichtung eine Erhöhung des Förderstroms bewirkt und daß ferner ein Steuerschieber und eine Feder vorgesehen sind, wobei die Feder mit ihrem einen Kηdo auf den Steuerschieber und mit ihrem anderen Knde auf den beweglichen Bauteil einwirkt, so daß die Stellung des Steuerschiebers durch die Federbelastung best-immt wird, welche sich abhängig von der Ausfahrbewegung

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ORIGINAL INSPECTED

des beweglichen Bauteils verändert, und wobei der Steuerschieber an seinem der Feder entfernt liegenden Ende mit dem Pumpenförderdruck verbunden und dabei so angeordnet ist, daß er den Druckmittelstrom zu dem beweglichen Bauteil steuert, wodurch eine Begrenzung der Schrägstellung der Schiefscheibeneinrichtung erreicht wird, die umgekehrt proportional dem Druck ist, mit dem das Druckmittel aus der Pumpe ausgetragen wird.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die SchiefScheibeneinrichtung als Schiefscheibe ausgebildet ist.

J. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber einen Bund zum zeitweiligen Verschließen von Durchgängen aufweist, wodurch Druckmittel den beweglichen Bauteil in eine die Schiefstellung der Schiefscheibe erhöhende Position drückt.

Ί. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß als beweg1 icher Bauteil in der Kolben- und Zylinderanordnung der Kolben ausgebildet ist.

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