DE3112930A1

DE3112930A1 - AXIAL PISTON PUMP

Info

Publication number: DE3112930A1
Application number: DE19813112930
Authority: DE
Inventors: Horst 4000 Düsseldorf Knäbel
Original assignee: Joseph Voegele AG
Current assignee: KNAEBEL, HORST, DIPL.-ING., 4005 MEERBUSCH, DE
Priority date: 1981-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1982-10-07
Also published as: GB2097067B; GB2097067A

Description

- 5 Beschreibung: - 5 Description:

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art.The invention relates to an axial piston pump in the preamble of the main claim specified type.

Aus der Zeitschrift "ölhydraulik und Pneumatik", 7/1975, Seite 489 , ist eine Axialkolbenpumpe bekannt, bei der die Zylinderbohrungen in Richtung zur Steuerfläche des Rotors geringfügig konvergieren. Von den Enden der Zylinderbohrungen führen dann stärker konvergierende, verengte Yerbindungskanäle zur konkaven Steuerfläche, die auf einer konvexen Gegensteuerfläche eines muschelartigen Steuerteils aufliegt. In dem Steuerteil sind nierenförmige Steueröffnungen, Druck- und Saugkanäle enthalten. Die Verbindungskanäle beeinträchtigen durch ihre Verengung und Umlenkung nicht nur die Strömung des Fördermediums, sondern "bilden auch große Totvolumina, die für die Saug- und Druckhübe der Kolben nicht nutzbar sind. Der Berührungsbereich zwischen der Steuerfläche und der Gegensteuerfläche erstreckt sich in radialer Richtung von der Drehachse des Rotors sehr weit. Bedingt durch große radiale Abstände von der Drehachse ergeben sich hohe Relativgeschwindigkeiten zwischen den sich berührenden Flächen und den einander überschneidenden Mündungen zwischen den Verbindungskanälen und den Steueröffnungen und hohe Belastungen für das Fördermedium. Weiterhin resultiert daraus eine unsymmetrische Lastverteilung zwischen der Steuerfläche und der Gegensteuerfläche und bei steigendem Betriebsdruck zunehmende Leckverluste. Die Fertigung der Steueröffnungen ist schwierig, wie auch die gekrümmte Ausbildung der Flächen.From the magazine "Ölhydraulik und Pneumatik", 7/1975, Page 489, an axial piston pump is known in which the cylinder bores in the direction of the control surface of the rotor converge slightly. More converging, narrowed connection channels then lead from the ends of the cylinder bores to the concave control surface, which rests on a convex counter-control surface of a shell-like control part. In the control part kidney-shaped control openings, pressure and suction channels are included. The connecting channels affect by their narrowing and deflection not only reduce the flow of the pumped medium, but "also form large dead volumes, the for the suction and pressure strokes of the pistons cannot be used. The area of contact between the control surface and the Counter control surface extends very far in the radial direction from the axis of rotation of the rotor. Due to large radial distances from the axis of rotation result in high relative speeds between the touching ones Surfaces and the intersecting mouths between the connecting channels and the control openings and high loads on the pumped medium. This also results in an asymmetrical load distribution between the control surface and the counter control surface and with increasing operating pressure increasing leakage losses. The manufacture of the control openings is difficult, as is the curved design of the surfaces.

Diese Nachteile wirken sich bei Axialkolbenpumpen, bei denen die Zylinderbohrungen exakt parallel zur Drehachse des RotorsThese disadvantages affect axial piston pumps in which the cylinder bores are exactly parallel to the axis of rotation of the rotor

liegen, noch gravierender aus, so daß solche Axialkolbenpumpen in der Regel zum Fördern von Schmierfett oder hochviskosem Öl nicht eingesetzt werden konnten.are even more serious, so that such axial piston pumps are usually used for pumping lubricating grease or highly viscous Oil could not be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art zur Förderung auch hochviskoser Medien, z.B. Fett, einsetzbar zu machen, und dabei baulich wesentlich zu vereinfachen, sowie nachteilige XJmlenkun gen, Verengungen oder Totvolumina für den Fördermediumstrom zu vermeiden und die relativ zueinander beweglichen Flächen (Steuerfläche und Gegensteuerfläche) so klein wie möglich auszubilden, um geringe Reibverluste und geringe Flächen- und Lagerbelaäungen zu erreichen.The invention is based on the object of making an axial piston pump of the type mentioned at the outset usable for pumping even highly viscous media, e.g. grease, and at the same time to simplify structurally significantly, as well as disadvantageous XJmlenkun genes, constrictions or dead volumes for the flow of the conveyed medium to avoid and the relatively movable surfaces (control surface and counter-control surface) as small as possible train in order to achieve low friction losses and low surface and bearing loads.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. The object set is according to the invention by the characterizing Part of the main claim specified features solved.

D a die Zylinderbohrupp mit dem vollen Querschnitt in die Steuerfläche führt, sind hier keine Verengungen oder Umlenkungen gegeben. Es ist praktisch kein Totvolumen mehr vorhanden, da der Kolben unmittelbar bis an die Steuerfläche heran arbeitet. Durch die starke Schrägstellung der Zylinderbohruigliegt die Mündung sehr nahe an der Drehachse, so daß der notwendige Berührungsbereich zwischen der Steuer- und der Gegensteuerfläche optimal klein gehalten wird. Zur Abdichtung zwischen diesen Flächen benötigte Anpress-Kräfte wi ken in der Größe zweckmäßig abhängig vom Arbeitsiruck. Die Belastung für den Fördermediumstrom ist auch gering, da die einander überschneidenden Mündungen mit kleinem Abstand zur Drehachse des Rotors liegen. Es erfolgt praktisch nur ein radiales Umschichten des Fördermediumstroms aus dem Saugkanal in den Druckkanal. Durch den Wegfall der Verbindungskanäle ergibt sich eine sehr kurze Baulänge für den Rotor und damit eine verkürzte Gesamtbaulänge der Axialkolbenpumpe.D a the cylinder bore with the full cross-section in the Control surface leads, there are no constrictions or deflections. There is practically no more dead volume, because the piston works right up to the control surface. Due to the strong inclination of the cylinder bore the mouth very close to the axis of rotation, so that the necessary contact area between the control and the counter control surface is kept optimally small. For sealing between these surfaces required contact pressure wi ken in size appropriate depending on the work pressure. The load for the fluid flow is also low, since the intersecting orifices with a small distance to the Rotation axis of the rotor lie. There is practically only a radial shifting of the flow of the conveyed medium from the suction channel in the pressure channel. The elimination of the connecting channels results in a very short overall length for the rotor and thus a shortened overall length of the axial piston pump.

Ihre einzelnen Komponenten sind sehr einfach aufgebaut und preiswert herstellbar. Damit wird erstmals eine Axialkolbenpumpe zum Fördern von Fett oder hochviskosen Öl einsetzbar, wobei selbst Arbeitsdrücke von 350 bar oder mehr erreicht werden.Its individual components are very simple and can be manufactured inexpensively. This is the first time that an axial piston pump is available Can be used for pumping grease or highly viscous oil, even reaching working pressures of 350 bar or more will.

Im Sinne einer vereinfachten Herstellung und eines funktionssicheren Zusammenwirkens zwischen der Steuerfläche urdder Gegensteuerfläche sind die in Anspruch 2 hervorgehobenen Maßnahmen. Die Steuerhülse ist ein einfach herstellbarer Bauteil, der mit geringem technischen Aufwand an seinen für die Steuerung der Axialkolbenpumpe wichtigen Oberflächenbereichen leicht und präzise fein bearbeitet werden kann.In the sense of a simplified production and a functionally reliable Interaction between the control surface urdder Counter control surfaces are the measures highlighted in claim 2. The control sleeve is a component that is easy to manufacture, the surface areas that are important for the control of the axial piston pump with little technical effort can be easily and precisely finely machined.

Im Zusammenhang damit sind auch die in Anspruch 3. erläuterten Maßnahmen wichtig. Die Steuerhülse ist damit ein einfaches Drehteil mit einem Stirnflansch, der zur Ausbildung der Steuerkante mit einer abgefrästen oder abgeschnittenen Abflachung versehen ist.In connection with this, the measures explained in claim 3 are also important. The control sleeve is thus a simple one Turned part with an end flange, which is used to form the control edge is provided with a milled or cut flat.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung betrifft Anspruch 4. Bei ungerader Anzahl der Kolben läßt sich ein kleiner Ungleichförmigkeitsgrad des Förderstroms erzielen.An expedient embodiment of the invention relates to claim 4. If the number of pistons is odd, a Achieve a small degree of irregularity in the flow rate.

Eine weitere, wichtige Maßnahme erläutert Anspruch "5. Diese Ausbildung berücksichtigt die Forderung nach einer möglichst kleinen Gegensteuerfläche. Ferner kann der Druckkanal bei dieser Anordnung nahezu eine geradlinige Verlängerung der jeweils mit ihm verbundenen Zylinderbohrung bilden, sodaß das unter Druck stehende Fördermedium widerstandsarm ausschiebbar ist. Die Relativgeschwindigkeit, die zwischen der Mündung des Druckkanals und der Mündung der jeweils mit ihm verbundenen Zylinderbohrung gegeben ist, ist sehr klein, was zu einer kleinen Walk belastung für das Fördermedium führt. Da die einander berührendenAnother important measure explains claim "5. This training takes into account the requirement for a small counter control surface. Furthermore, with this arrangement, the pressure channel can be an almost straight extension of the cylinder bore connected to it, so that the pressurized conveying medium has little resistance is extendable. The relative speed between the mouth of the pressure channel and the mouth the cylinder bore connected to it is very small, which results in a small walk load for the pumped medium. Because the touching

Flächen in diesem Bereich nur mit geringer Relativgeschwindigkeit aneinander vorbeilaufen, treten nur geringe Reibungsverluste auf.Surfaces in this area only pass one another at a low relative speed, there are only minor frictional losses on.

Eine erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe ist steuerseitig einfach aufgebaut, wenn bei ihr die Merkmale von Anspruch 6 realisiert sind. Der Saugkanal erfordert keine besonderen herstellungstechnischen Voraussetzungen, sondern wird einfach durch das Gehäuse und den Stirnflansch der Steuerhülse begrenzt, bzw. vom gesamten, die Steuerfläche umgebenden Raum im Gehäuse gebildet. Die Steuerkante hat dabei die Aufgabe, das Ansaugen über den Bereich der Drehbewegung jeder Zylinderbohrung zu steuern, über welchen der jeweilige Kolben im Begriff ist, seinen Saugtakt durchzuführen.An axial piston pump according to the invention has a simple structure on the control side if it has the features of claim 6 are realized. The suction channel does not require any special manufacturing requirements, but is simple limited by the housing and the end flange of the control sleeve, or by the entire space surrounding the control surface formed in the housing. The task of the control edge is to suction over the area of the rotary movement of each cylinder bore to control over which the respective piston is about to carry out its suction stroke.

Die Drehsicherung der Steuerhülse bei gleichzeitig axialer Beweglichkeit läßt sich besonders einfach in der in Anspruch 7 hervorgehobenen Weise bewerkstelligen.The rotation lock of the control sleeve with simultaneous axial mobility is particularly easy to claim 7 highlighted way to accomplish.

In der Praxis hat es sich bewährt, gemäß Anspruch 8 einen Paßbolzen einzusetzen, der die Steuerhülse gegen eine Verdrehung sichert und in der vorbestimmten Lage im Gehäuse und relativ zum Rotor festlegt. Als positiven Nebeneffekt ergibt sich eine Selbstnachstellung der Steuerhülse bei Verschleiß,zwischen der Steuerfläche und der Gegensteuerfläche.In practice it has been proven to have a fitting bolt according to claim 8 use that secures the control sleeve against rotation and in the predetermined position in the housing and relative to the rotor. As a positive side effect, there is one Self-adjustment of the control sleeve in the event of wear, between the control surface and the counter control surface.

Bei Axialkolbenpumpen ist die Abdichtung von Fördermedium führenden Kanälen ins Gehäuseinnere besonders wichtig, wobei aber gleichzeitig dafür Sorge getragen werden muß, daß die Anpressung zwischen der Steuerfläche und der Gegensteuerfläche nicht zum Fressen der sich berührenden Flächen führen darf. Dieses Ziel wird mit technisch geringem Aufwand gemäß Anspruch 9 erreicht. Das federnde Element drückt die Steuerhülse mit einer vorgewählten Vorspannkraft gegen die Steuerfläche. In the case of axial piston pumps, it is particularly important to seal the ducts carrying the conveying medium into the interior of the housing, whereby but at the same time care must be taken that the contact pressure between the control surface and the counter-control surface must not lead to the contacting surfaces being eaten away. This goal is achieved with little technical effort Claim 9 achieved. The resilient element presses the control sleeve with a preselected preload force against the control surface.

Ein besonders wichtiger Gedanke der Erfindung geht weiterhin aus Anspruch 10 hervor. Mit dieser Abstimmung der dem Druck des Fördermediums ausgesetzten Flächen läßt sich eine bewußte zusätzliche Anpressung der Steuerhülse gegen den Rotor einstellen, wobei - was besonders zweckmäßig ist die Anpresskraft mit steigendem Arbeitsdruck gesteigert wird, um trotz des steigenden Arbeitsdruckes eine gleichmäßig gute Abdichtung beibehalten zu können.A particularly important idea of the invention also emerges from claim 10. With this vote of the Surfaces exposed to the pressure of the conveying medium can be used to deliberately press the control sleeve against additional pressure adjust the rotor, whereby - which is particularly useful - the contact pressure increases with increasing working pressure in order to be able to maintain a consistently good seal despite the increasing working pressure.

Ein weiteres, wichtiges Merkmal der Erfindung gibt Anspruch 11 an. Bei Axialkolbenpumpen der hier in Frage kommenden Art arbeiten die Kolben in den Zylinderbohrungen mit Leckverlusten, die sich zum Schmieren der Drehlagerungen des Rotors und des Antriebs der Kolben einsetzen lassen, wenn das Fördermedium ein Fett oder hochviskoses Öl ist.Claim 11 specifies another important feature of the invention. In the case of axial piston pumps, the one that comes into question here Art work the pistons in the cylinder bores with leakage losses, which are used to lubricate the rotary bearings of the Let the rotor and the piston drive insert if the pumped medium is a grease or highly viscous oil.

In Weiterführung dieses Gedankens ist auch eine Ausführungsform zweckmäßig, wie sie aus Anspruch 12 hervorgeht. Auf diese Weise wird das durchleckende Fördermedium gleichzeitig zu einem Arbeitsmedium, mit dem jeder Kolben gegen die Laufbahn angepreßt wird, sodaß zusätzliche Einrichtungen, die üblicherweise dafür vorgesehen sind, eingespart werden können.In a continuation of this idea, an embodiment as emerges from claim 12 is also expedient. on In this way, the leaking conveying medium is simultaneously a working medium with which each piston against the Raceway is pressed on, so that additional facilities that are usually provided for this can be saved can.

Gemäß Anspruch 13 kann das durchleckende Fördermedium neben seiner Aufgabe, die Kolben gegen die Laufbahn zu drücken, auch noch für die Schmierung der hochbelasteten Lagerungen zwischen den Kolbenenden und den Kugelpfannen eingesetzt werden.According to claim 13, the leaking delivery medium in addition to its task of pressing the pistons against the raceway, also for the lubrication of the highly stressed Bearings are used between the piston ends and the ball sockets.

Schließlich ist noch die Maßnahme von Anspruch 14- wichtig, da dann das zu fördernde Fett nicht in den Triebwerksraum gelangt, sondern aus dem offenen Saugkanal direkt umgelenkt wird.Finally, the measure of claim 14 is important, since then the fat to be conveyed is not in the engine room but is diverted directly from the open suction channel.

Nachstehend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.Exemplary embodiments are given below with reference to the drawing of the invention described.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Axialkolbenpumpe,1 shows an axial section through a first embodiment an axial piston pump,

Fig. 2 einen Schnitt der Ebenen II-II von Fig. 1,Fig. 2 shows a section of the planes II-II of Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil eines Axialschnittes durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Axialkolbenpumpe,3 shows part of an axial section through a further embodiment of an axial piston pump according to the invention,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein Detail aus Fig. 1, und Fig. 5 eine Draufsicht auf das Detail von Fig. 4.4 shows an axial section through a detail from FIG. 1, and FIG. 5 shows a plan view of the detail from FIG. 4.

Gemäß Fig. 1 besteht eine erste Ausführungsforra einer Axialkolbenpumpe 1 aus einem mittleren Gehäuseteil 2, in dem unten ein Gehäuseteil 3 eingesetzt und durch Befestigungsschrauben 47 festgelegt ist, während das oberseitige Ende des Gehäuseteils 2 durch eine Abdeckplatte 4 verschlossen ist. Im Gehäuseinneren wird auf diese Weise eine Antriebskammer 5 begrenzt, in der ein im Grundzug zylindrischer Rotor 6 in Schub- und Drucklagern 7, 8 drehbar gelagert ist. Vom Rotor 6 erstreckt sich eine Antriebswelle 9 aus dem Gehäuse heraus, die bei 10 in einer weiteren Lagerstelle gelagert und nach außen hin durch einen Dichtring 11 abgedichtet ist. Die Lagerung 10 stützt sich an einem Einsatzteil 12 ab, das durch einen eingeschraubten Haltering 13 gehalten wird und am innenliegenden Ende eine gegenüber der mit 15 bezeichneten Drehachse der Welle 9 und des Rotors 6 schrägstehende Laufbahn 14 trägt.According to Fig. 1, there is a first Ausführungsforra one Axial piston pump 1 from a middle housing part 2, in which a housing part 3 is inserted below, and by fastening screws 47 is fixed, while the top end of the housing part 2 is closed by a cover plate 4 is. In this way, a drive chamber 5 is delimited inside the housing, in which a basically cylindrical Rotor 6 is rotatably mounted in thrust and thrust bearings 7, 8. A drive shaft 9 extends from the rotor 6 Housing out, which is stored at 10 in a further bearing and sealed to the outside by a sealing ring 11 is. The bearing 10 is supported on an insert part 12 which is held by a screwed-in retaining ring 13 and at the inner end an axis of rotation, denoted by 15, of the shaft 9 and the rotor 6 inclined raceway 14 carries.

Über Wälzlager 16 ist ein Ringkörper 17 auf der Laufbahn 14 drehbar gelagert, auf dem Lagerpfannen 18 mit Schmierbohrungen 19 aufstehen, in welchen Schwenkkugeln 20 sitzen. Die Schwenkkugeln 20 werden durch Abstützungen 48, 49 in den Pfannen 18 gehalten.An annular body 17 is rotatably mounted on the raceway 14 via roller bearings 16, on which bearing sockets 18 with lubrication bores 19 stand, in which pivot balls 20 are seated. The pivot balls 20 are held in the sockets 18 by supports 48, 49.

Die Schwenkkugeln 20 sind an den oberen Enden von Arbeitskolben 21 vorgesehen, die mit Umfangsdichtnuten 22 in Zylinderbohrungen 23 abgedichtet verschieblich geführt sind. Im Rotor 6 sind in Umfangsrichtung um jeweils 120° versetzt drei Zylinderbohrungen 23a, b und c angeordnet, von denen die Zylinderbohrungen 23a, b in die Schnittebene hineinverlegt dargestellt sind. Die Zylinderachsen der Zylinderbohrungen sind mit 51 bezeichnet. Am der Laufbahn 14 abgewandten Stirnende des Rotors 6 ist eine kreisförmige Steuerfläche 24 vorgesehen. Die Zylinderbohrungen 23a - c konvergieren in Richtung zur Steuerfläche 24 hin so stark, daß ihre Mündungen in der Steuerfläche 24 in einem Kreis (Durchmesser d) liegen, der kleiner ist als ein Kreis mit dem Durchmesser D, der an der der Laufbahn zugewandten Stirnseite des Rotors in die dort liegendeen Mündungen der Zylinderbohrungen einschreibbar ist.The pivot balls 20 are provided on the upper ends of working pistons 21, which are provided with circumferential sealing grooves 22 in cylinder bores 23 are guided in a sealed manner. In the rotor 6 are offset by 120 ° in the circumferential direction three cylinder bores 23a, b and c arranged, of which the cylinder bores 23a, b relocated into the cutting plane are shown. The cylinder axes of the cylinder bores are denoted by 51. On the career 14 facing away A circular control surface 24 is provided at the end of the rotor 6. The cylinder bores 23a-c converge in Direction to the control surface 24 so strong that their mouths in the control surface 24 in a circle (diameter d) which is smaller than a circle with the diameter D, which is located on the end face of the rotor facing the raceway in the mouths of the cylinder bores lying there can be inscribed.

Die Steuerfläche 24 wird über eine kreisringförmige Schulter 25 von einer zurückgesetzten Kreisringfläche 26 umgeben.The control surface 24 is surrounded by a recessed circular ring surface 26 via an annular shoulder 25.

Ein Teil der Steuerfläche 24 und die Kreisringfläche 26 begrenzen einen Saugkanal 28, von dem eine Bohrung 29 aus dem Gehäuse herausführt. Der Saugkanal 28 ist gegenüber dem Innenraum 5 des Gehäuses durch eine Ringdichtung 27 abgetrennt.Part of the control surface 24 and the annular surface 26 delimit a suction channel 28 from which a bore 29 leads out of the housing. The suction channel 28 is opposite the interior 5 of the housing separated by an annular seal 27.

Im Gehäuseteil 3 ist eine parallel zur Drehachse 15, jedoch EU dieser exzentrisch versetzt, liegende Bohrung 30 ausgebildet, deren Achse mit 46 bezeichnet ist. Die Bohrung 30 erweitert sich über eine Schulter 32 zu einer im Durchmesser vergrößerten Führungsbohrung 31 zum Saugkanal 28 hin.In the housing part 3 is a parallel to the axis of rotation 15, however EU this eccentrically offset, lying bore 30 formed, whose axis is denoted by 46. The bore 30 widens over a shoulder 32 to a diameter enlarged guide bore 31 towards the suction channel 28.

Auf der Schulter 32 sitzt ein Anschlagring 33, auf dem ein O-Ring 34 liegt, der eine Steuerhülse 35 in Richtung zur Steuerfläche 24 hin federnd belastet. Die Steuerhülse 35 besitzt einen zylindrischen Schaft 36, mit dem sie in der Bohrung 31 abgedichtet und verschieblich geführt ist. An den Schaft 36 schließt sich ein durchmesservergrößerter Ringflansch 41 an, i» dem in einer Paßbobrung 42 ein im Gehäuseteil 3 in einer Sackbohrung 44 festgelegter Paßstift 43 im Gleitsitz eingreift. Der Paßstift 43 sichert die Steuerhülse 35 gegen eine Verdrehung um ihre Achse 46 j er gestattet ihr jedoch eine axiale Beweglichkeit in Richtung der Achse 46. An der dem Paßstift 43 gegenüberliegenden Seite ist im Ringflansch 41 eine Abflachung 45 vorgesehen, die eine Steuerkante 58 bildet.On the shoulder 32 sits a stop ring 33 on which a O-ring 34 is a control sleeve 35 in the direction of Control surface 24 is spring loaded. The control sleeve 35 has a cylindrical shaft 36 with which it is in the Bore 31 is sealed and slidably guided. An enlarged diameter connects to the shaft 36 Ring flange 41, which is in a fitting hole 42 in the housing part 3 dowel pin fixed in a blind hole 44 43 engages in the sliding seat. The dowel pin 43 secures the control sleeve 35 against rotation about its axis 46 j however, it allows it to move axially in the direction of the axis 46 On the side, a flattening 45 is provided in the annular flange 41, which forms a control edge 58.

Die Steuerhülse 35 wird in Verlängerung der Bohrung 46 von einem Druckkanal 37 durchsetzt, dessen Querschnittsfläche' geringfügig kleiner ist als die Querschnittsfläche jeder Zylinderbohrung 23a - 23c. Der Druckkanal 37 mündet unmittelbar in eine Gegensteuerfläche 39 an der Stirnseite der Steuerhülse 35, die unter der Wirkung des O-Ringes 34 gegen die Steuerfläche 24 des Rotors 6 angedrückt wird. Die Gegensteuerfläche wird von einer umlaufenden Stufe 40 begrenzt.The control sleeve 35 is penetrated by a pressure channel 37 as an extension of the bore 46, the cross-sectional area of which ' is slightly smaller than the cross-sectional area of each cylinder bore 23a-23c. The pressure channel 37 opens directly in a counter control surface 39 on the end face of the control sleeve 35, which under the action of the O-ring 34 is pressed against the control surface 24 of the rotor 6. The counter control surface is made up of a circumferential step 40 limited.

Die dem Druck des Fördermediums in der Bohrung 46 und dem Druckkanal 37 ausgesetzte Kreisringfläche 38 des Schaftes 36 der Steuerhülse 35 ist so groß bemessen, daß sie geringfügig größer ist, als der Flächenbereich der Gegensteuerfläche 39, auf dem der Arbeitsdruck und ein sich im Schmierspalt zwischen den Flächen ergebender Teildruck lastet. Auf diese Weise kann zusätzlich zur Vorspannkraft des 0-Ringes 34 (oder einer äquivalenten Druckfeder) aus der Wirkflächendifferenz eine Kraft abgeleitet werden, mit der in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsdruck der Axialkolben-The pressure of the medium in the bore 46 and the Circular ring surface 38 of the shaft exposed to the pressure channel 37 36 of the control sleeve 35 is dimensioned so large that it is slightly larger than the surface area of the counter control surface 39, on which the working pressure and a partial pressure resulting in the lubrication gap between the surfaces is applied. In this way, in addition to the pretensioning force of the O-ring 34 (or an equivalent compression spring), the difference in effective area a force can be derived with which, depending on the respective operating pressure, the axial piston

pumpe die Steuerhülse 35 gegen die Steuerfläche 24 gedruckt wird. Es wird dann mit steigendem Betriebsdruck eine festere Anpressung und eine gleichmäßige Abdichtung erreicht, Die Axialkolbenpumpe gemäß Fig. 1 arbeitet wie folgt:pump the control sleeve 35 pressed against the control surface 24 will. A firmer contact pressure and an even seal is then achieved with increasing operating pressure, The axial piston pump according to Fig. 1 works as follows:

Bei einer Drehung des Rotors 6 werden die Kolben 21 bei jedem 360°-Umlauf einmal in die Zylinderbohrung hineingeschoben und einmal wieder herausgezogen, sodaß sie einen Druck- und einen Saughub ausführen. Die Steuerkante 58 ist dabei in Bezug auf die Laufbahn 14 so angeordnet, daß die Mündung jeder Zylinderbohrung 23 dann freikommt, wenn der in dieser Zylinderbohrung liegende Kolben seinen Saubhub durchführt. Er saugt dabei Fördermedium an, bis er seinen oberen Totpunkt erreicht hat. Danach überschneidet die Mündung der Zylinderbohrung in der Steuerfläche 24 die Steuerkante und bewegt sich so lange weiter, bis sie den Druckkanal 37 trifft. Während der danach ablaufenden Drehbewegung des Rotors führt der Kolben seinen Druckhub aus und schiebt die angesaugte Fördermedxummenge in den Druckkanal 37 aus. über den dem Saug- und dem Druckhub zugeordneten Drehwinkel verändert sich natürlich die Öffnungsgröße für das Fördermedium. Diese Kinematik soll nachstehend anhand von Fig. 2 erläutert werden.When the rotor 6 rotates, the pistons 21 are pushed into the cylinder bore once for each 360 ° revolution and pulled out once again so that they perform a pressure and a suction stroke. The control edge 58 is arranged in relation to the raceway 14 so that the Mouth of each cylinder bore 23 then comes free when the piston lying in this cylinder bore its Saubhub performs. It sucks in the pumped medium until it has reached its top dead center. After that, the Mouth of the cylinder bore in the control surface 24, the control edge and continues to move until they Pressure channel 37 meets. During the subsequent rotary movement of the rotor, the piston performs its pressure stroke and pushes the sucked-in amount of conveying medium into the pressure channel 37. via the one assigned to the suction and pressure stroke Of course, the angle of rotation changes the size of the opening for the conveying medium. These kinematics are intended below will be explained with reference to FIG.

In Fig. 2 ist die Gegensteuerfläche 39 in ausgezogenen Linien erkennbar. Die Steuerkante 58 verläuft geradlinig und trennt vom Vollkreis ein Kreissegment ab. Der Druckkanal 37 enthält die Längsachse 46 der Steuerhülse 35 und grenzt mit seinem Außenumfang an die Drehachse 15 des Rotors an. Die mit Vollkreisen angedeuteten Mündungen der Zylinderbohrungen 23a - c laufen mit ihren Mittelachsen 51 auf einem Kreis Uc₁ um die Drehachse 15 um. Die gestrichelte Linie 25 deutet die Ringschulter 25 des Rotors an, welche die Steuerfläche 24 begrenzt. In der gezeichneten Stellung ergibt sich damit eine Berührungsfläche zwischen der Gegensteuerfläche 39 und der Steuerfläche 24, deren Größe durch den Umriß der Gegensteuerfläche 39, ausgenommen den sichel-In Fig. 2, the counter control surface 39 can be seen in solid lines. The control edge 58 runs in a straight line and separates a segment of a circle from the full circle. The pressure channel 37 contains the longitudinal axis 46 of the control sleeve 35 and adjoins the axis of rotation 15 of the rotor with its outer circumference. The mouths of the cylinder bores 23a - c, indicated by full circles, rotate with their central axes 51 on a circle Uc ₁ around the axis of rotation 15. The dashed line 25 indicates the annular shoulder 25 of the rotor which delimits the control surface 24. In the position shown, there is thus a contact surface between the counter control surface 39 and the control surface 24, the size of which is determined by the outline of the counter control surface 39, with the exception of the sickle

förmigen Abschnitt außerhalb der strichlierten Linie 35, definiert wird. Abzüglich des Querschnitts des Druckkanals 37 und der über der Gegensteuerfläche 39 gerade liegenden Mündungen der Zylinderbohrungen 23a - 23c läßt sich die Berührungsfläche zwischen der Steuerfläche 24 und der Gegensteuerfläche 39 bestimmen, in der Reibung auftritt und die zur Abdichtung der druckführenden Kanäle 37, 23b nach außen hin verwendet wird. Es ist deutlich erkennbar, daß insbesondere das Ausschieben der Fördermediufnmenge durch den den Druckkanal 37 jeweils schneidenden Kolben bzw. die diesem zugeordnete Zylinderbohrungsmündung (hier 23b) sehr nahe an der Drehachse 15 erfolgt, so daß dort die relative Drehgeschwindigkeit gering ist und auch bei hohem Druck eine einwandfreie Abdichtung erzielt werden kann. Die Reaktionskräfte des unter Druck gesetzten Fördermediums wirken ebenfalls sehr nahe an der Drehachse 15, so daß sie von den Lagerungen des Rotors gut aufgenommen werden können.shaped section outside the dashed line 35, is defined. Minus the cross section of the pressure channel 37 and the one just above the counter control surface 39 Orifices of the cylinder bores 23a-23c can be the contact surface Determine between the control surface 24 and the counter-control surface 39 in which friction occurs and which is used to seal the pressure-carrying channels 37, 23b to the outside. It can be clearly seen that in particular pushing out the amount of pumped medium through the Pressure channel 37 each intersecting piston or the cylinder bore opening associated therewith (here 23b) very close to the Axis of rotation 15 takes place, so that there the relative rotational speed is low and a perfect seal can be achieved even at high pressure. The reaction forces of the pressurized delivery medium also act very close to the axis of rotation 15, so that they of the bearings of the rotor can be picked up well.

Vorausgesetzt, daß in Fig. 2 die Drehrichtung des Rotors im Uhrzeigersinn liegt, hat die Zylinderbohrung 23a ihren Saugtakt beinahe vollendet, da sie bereits annähernd zur Hälfte ihres Querschnitts die Steuerkante 58 überfahren hat. Der Kolben in der Zylinderbohrung 23b ist noch in seinem Druckhub und schiebt das Fördermedium in den Druekkanal 37. Die maximale Überschneidung zwischen der Zylinderbohrung 23b und dem Druekkanal 37 ist noch nicht erreicht. Die Mündung der Zylinderbohrung 23c, in der der Kolben kurz vor seinem unteren Totpunkt steht, wird von der Gegensteuerfläche 39 vollständig verschlossen. Es besteht weder eine Überschneidung mit dem Druckkanal· 37 noch mit dem Saugkanal 28.Provided that the direction of rotation of the rotor is clockwise in FIG. 2, the cylinder bore 23a has its suction cycle almost complete, since it has already passed over the control edge 58 approximately to half of its cross-section. Of the The piston in the cylinder bore 23b is still in its pressure stroke and pushes the pumped medium into the pressure channel 37. The maximum overlap between the cylinder bore 23b and the pressure channel 37 has not yet been reached. The mouth of the The cylinder bore 23c, in which the piston is just before its bottom dead center, is completely covered by the counter-control surface 39 locked. There is neither an overlap with the pressure channel 37 nor with the suction channel 28.

Bei einer Weiterdrehung des Rotors 6 wird zunächst die Mündung der Zylinderbohrung 23a vollständig von der Gegensteuerfläche 39 verschlossen, ehe sie zum Druekkanal 37 gelangt. Die Mündung der Zylinderbohrung 23b ist dann noch immer mit demWhen the rotor 6 continues to rotate, the opening of the cylinder bore 23a is initially completely removed from the counter-control surface 39 closed before it reaches the Druekkanal 37. The mouth of the cylinder bore 23b is then still with the

Druckkanal 37 verbunden, so daß sich hier eine Überschneidung ergibt, da dann die Kolben in den Zylinderbohrungen 23a und 23b gleichzeitig in den Druckkanal 37 fördern. Die Mündung der Zylinderbohrung 23c hat dann zumindest zum Teil bereits die Steuerkante 58 überfahren, so daß der darin angeordnete Kolben das Fördermedium ansaugen kann. Bezogen auf die Mittelachse 51 einer jeden Zylinderbohrung 23 arbeitet deren Mündung mit der Gegensteuerfläche 39 während einer 360° Umdrehung so zusammen, daß sich jeweils ein schmaler Sektor V zwischen dem Saug- und dem Druckhub bzw. umgekehrt ergibt, in dem die Mündung vollständig abgedeckt wird (V). Über einen annähernd 180° umfassenden Drehbereich D findet der Druckhub statt, während dem die Mündung mit dem Druckkanal 37 in Fließverbindung steht, über einen weniger als 180° betragenden Bogen S wird schließlich das Fördermedium angesaugt. Durch entsprechende Abstimmungen der Querschnitte der Zylinderbohrungen, des Druckkanals und der Ausbildung der Lage der Steuerkante (sie könnte auch eine von einer geraden Linie abweichende Form haben) lassen sich diese Steuercharakteristiken in beliebiger Weise verändern.Pressure channel 37 connected, so that there is an overlap because then the pistons in the cylinder bores 23a and 23b convey into the pressure channel 37 at the same time. The mouth of the cylinder bore 23c then has at least part already drive over the control edge 58 so that the piston arranged therein can suck in the conveying medium. Related to the central axis 51 of each cylinder bore 23 works its mouth with the counter control surface 39 during a 360 ° rotation together so that there is a narrow sector V between the suction and the pressure stroke or vice versa results in which the mouth is completely covered (V). Over a range of rotation D encompassing approximately 180 ° the pressure stroke takes place, during which the orifice is in fluid communication with the pressure channel 37, over a less than The 180 ° arc S is finally sucked in the conveying medium. By coordinating the cross-sections accordingly the cylinder bores, the pressure channel and the formation of the position of the control edge (it could also be one of a shape deviating from a straight line), these control characteristics can be changed in any way.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Axialkolbenpumpe im Längsschnitt zum Teil dargestellt. Da bei dieser Ausführungsform der untere Gehäusebereich im wesentlichen dem von Fig. 1 entspricht, braucht er nicht mehr näher erläutert zu werden. Unterschiedlich ist hingegen die Art des Antriebs der Kolben.In Fig. 3, a further embodiment of an axial piston pump is partially shown in longitudinal section. Since with this Embodiment, the lower housing area corresponds essentially to that of FIG. 1, it does not need to be explained in more detail to become. On the other hand, the type of piston drive is different.

Im Rotor 6 sind in den Zylinderbohrungen 60a - 60c, von denen nur die Zylinderbohrungen 60a und 60b in der Schnittebene abgebildet sind, drei Kolben 61 verschieblich und abgedichtet geführt. Nahe dem oberen Ende jeder Zylinderbohrung 60a bis 60c ist eine im Durchmesser vergrößert ausgebildete (Stufenbohrung 63) Sammelkammer 62 vorgesehen, wobei alle Sammelkammern 62 über Verbindungskanäle 66 miteinander inIn the rotor 6 in the cylinder bores 60a-60c, of which only the cylinder bores 60a and 60b are shown in the sectional plane are, three pistons 61 guided displaceably and sealed. Near the top of each cylinder bore 60a to 60c, a collecting chamber 62 with an enlarged diameter (stepped bore 63) is provided, all of which Collecting chambers 62 with one another via connecting channels 66

druckausgleichender Verbindung stehen. Verschlußstopfen 67 verschließen die herstellungsbedingten Mündungen der Verbindungskanäle 66 nach außen. Jeder Kolben 61 besitzt an seinen der Laufbahn 14 zugewandten Ende einen im Durchmesser verdickt ausgebildeten Kopf 64, der mit einer Ringschulter 69 in die Sammelkammer 62 ragt und in dieser abgedichtet verschieblich geführt ist. Im Kopf 64 ist ferner ein Schmierkanal 68 vorgesehen, der sich von der Sammelkammer 62 bis zum in der Pfanne 18 liegenden Kopfende 65 erstreckt. Entlang dem Kolbenumfang zwangsweise durchleckenden Fördermedium sammelt sich in den Sammelkammerη 62 und baut einen bestimmten Druck auf. Dieser Druck wirkt auf die Ringflächen 69 und drückt die Kolbenköpfe 64 mit ihren Kugelflächen in die Pfannen 18 und diese gegen das Wälzlager 16, so daß keine speziellen Vorrichtungen zum Halten der Kolben an der Laufbahn 14 erforderlich sind. Die Hubbewegung jedes Kolbens wird durch den Druck in der Sammelkammer nicht beeinflußt, da die Sammelkammern miteinander in Verbindung stehen und beim Umlaufen des Rotors die insgesamt in allen Sammelkammerη enthaltende Mediummenge konstant bleibt. Der Druck in den Sammelkammern wird ferner dazu ausgenutzt, das Medium zum Schmieren der Kugelflächen und Pfannen 18 einzusetzen, was "besonders vorteilhaft ist, wenn das Fördermedium ein Fett oder ein hochviskoses öl ist.pressure equalizing connection. Sealing plug 67 close the production-related openings of the connecting channels 66 to the outside. Each piston 61 has on his the end facing the raceway 14 is thickened in diameter formed head 64, which protrudes with an annular shoulder 69 into the collecting chamber 62 and is displaceable in this sealed is led. In the head 64, a lubrication channel 68 is also provided, which extends from the collection chamber 62 to in the Pan 18 lying head end 65 extends. Forcibly leaking pumping medium collects along the circumference of the piston in the collecting chamber η 62 and builds a certain pressure on. This pressure acts on the annular surfaces 69 and presses the piston heads 64 with their spherical surfaces into the sockets 18 and these against the roller bearing 16, so that no special devices for holding the pistons on the raceway 14 are required are. The stroke movement of each piston is not influenced by the pressure in the plenum chamber, since the plenum chambers are in connection with each other and when the rotor rotates the total in all collecting chambers contained Medium amount remains constant. The pressure in the collecting chambers is also used to lubricate the medium the spherical surfaces and pans 18 to use, which "is particularly advantageous if the pumped medium is a fat or is a highly viscous oil.

Die Steuerhülse 35 ist aus den Figuren 4 und 5 deutlich erkennbar. Sie ist ein einfaches Drehteil mit dem Ringflansch 41, der an der einen Seite eine Ausbohrung 42 aufweist, während er an der anderen Seite die Abflachung 45 zur Ausbildung der Steuerkante 58 besitzt. Der Druckkanal 37 ist eine glatte Bohrung. Im Schaft 36 ist zusätzlich noch eine umlaufende Nut 59 zur Aufnahme eines weiteren auch aus Fig. 1 erkennbaren Dichtelementes vorgesehen. An der Außenseite des Schaftes 36 können ferner zusätzliche ölsperrnuten oder -rillen angebracht werden. Der besondere Vorteil dieses zur Steuerung der Pumpenfunktion notwendigen Steuerteils, nämlich der Steuerhülse 35, liegt in der einfachen und preis-The control sleeve 35 can be clearly seen from FIGS. It is a simple rotating part with the annular flange 41, which has a bore 42 on one side, while on the other side, it has the flat area 45 to form the control edge 58. The pressure channel 37 is one smooth bore. In the shaft 36 there is also a circumferential groove 59 for receiving another one from FIG. 1 recognizable sealing element provided. On the outside of the shaft 36, additional oil barrier grooves or grooves are attached. The particular advantage of this control part necessary to control the pump function, namely the control sleeve 35, lies in the simple and inexpensive

werten Herstellbarkeit. Einer besonders feinen Oberflächenbearbeitung wird nur die Gegensteuerfläche 39 unterworfen, die mit der Steuerfläche 24, die ebenfalls fein bearbeitet werden muß, am Rotor zusammenarbeitet. Im Vergleich mit den konkav oder konvex gewölbten Steuer- und Gegensteuerflächen beim Stand der Technik, die ebenfalls feinst bearbeitet werden müssen, sind hier außerordentliche herstellungstechnische Vorteile gegeben.value manufacturability. A particularly fine surface treatment only the counter control surface 39 is subjected to that with the control surface 24, which are also finely machined must work together on the rotor. In comparison with the concave or convex curved control and counter control surfaces in the state of the art, which also have to be processed extremely finely, there are exceptional manufacturing technology Advantages given.

Claims

Pat ent talks

rl 4 rl 4

l 4 axial piston pump for conveying a hydraulic medium, in particular for grease or highly viscous oil, with a rotor which can be driven to rotate in a housing and has a frontal control surface, which is distributed in the circumferential direction and at least one cylinder bore, which is inclined towards the control surface towards the axis of rotation, for one therein has displaceable piston, which at the end facing away from the control surface on a stationary and relative to the axis of rotation

TELCFON (O8B) 333863TELCFON (O8B) 333863

TEUEX 05-39 380TEUEX 05-39 380

TELEGRAMME MONAPATTELEGRAMS MONAPTH

TELEFAXFAX

inclined track is supported, further with a guided from the cylinder bore to the control surface connecting channel, and with a non-rotatable in the housing and on the control surface adjacent counter-control surface, into which the suction and pressure channels open, with which the connecting channel is alternately in fluid communication, characterized in that the cylinder bore (23a - 23c; 60a - 60c) is guided with an unchanged diameter into the control surface 24 and thereby at the same time forms the connecting channel that the cylinder bore runs so strongly at an angle to the axis of rotation (15), that their mouth in the central control surface area lies within a circle whose diameter (d) smaller than the diameter (D) of one at the opposite end of the eotor (6) within the other cylinder bore opening is inscribable, and that the Counter control surface (39) is formed on a control sleeve, which with one of the working pressure in the pressure channel (37,46) expediently dependent force can be pressed against the control surface (24).

2. Axial piston pump according to claim 1, characterized in that the counter control surface (39) the end face of the control sleeve (35), which is eccentrically to the axis of rotation (15) in the housing 3, is non-rotatably arranged, the central bore forming the pressure channel (37) and, on the outside, a segment-like segment forming the control edge (58) Has flat (45).

3. Axial piston pump according to one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the control sleeve (35) has a cylindrical shaft (36) and a circular one Has end flange (41), on which the flattening is provided laterally (45).

4. Axial piston pump according to claim 1, characterized in that an odd number in the Kotor (6) Circumferentially uniformly offset, converging cylinder bores (23a-23c, 60a-60c) is provided.

5. Axial piston pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure channel connection (37) lies in a central area of the counter control surface (39) and is adjacent to the axis of rotation (15) of the eotor (6) or contains them.

6. axial piston pump according to any one of claims 1 to 5i characterized in that the suction channel (28) from the circumference of the end flange (41) and the inner wall of the housing (in the housing part 3) is limited.

7. Axial piston pump according to claim 3, characterized in that in the annular flange (41) to prevent rotation the control sleeve (35) engages a raised portion arranged in the housing.

8. Axial piston pump according to claim 7, characterized in that the elevation is a fitting bolt fixed to the housing (43) which passes through a fitting bore (42) in the annular flange (41) in a sliding fit.

. Axial piston pump according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the control sleeve a (35) is mounted with its shaft (36) in a housing bore (31) so as to be sealed and displaceable, and in which the rotor (6) opposite direction - with the interposition of a resilient element (34) on a stop (32, 33) is supported.

• 10 · axial piston pump according to one of claims 1 to 9 ι characterized in that the pressure

The annular surface (38) of the shaft (36) exposed in the pressure channel (37) is approximately the same as the average number of ticks on the counter-control surface (39) corresponds to the working pressure from the cylinder bores and a during rotation of the rotor (6) in the lubricating gap between the surfaces resulting partial pressure is effective, such that the control sleeve (35) in applied in the axial direction with a force directed towards the rotor which is directly proportional to the working pressure,

11. Axial piston pump according to one of claims 1 to 30, characterized in that in each cylinder bore (60a-c) a collecting chamber (62) is provided for the conveying medium leaking through to the end of the piston (61), lead from the lubrication channels to the rotary bearing of the rotor and / or the upper support of the pistons.

12. Axial piston pump according to claim 11, characterized in that each cylinder bore (6Ob) at its the end facing the raceway (14) to form the collecting chamber (62) expanded in diameter (stepped bore 63) that the piston guided in the cylinder bore (61) is guided in a sealed manner in the collecting chamber with a head (64) of thickened diameter, and that the collecting chambers (62) of all cylinder bores are in flow connection with one another via bypass channels (66) in the rotor (6) stand.

13. Axial piston pump according to claim 12 »characterized in that in the head (64) of each piston (61) The throttled lubrication channel (68) beginning in the collecting chamber (62) up to the free head end engaging in a ball socket leads.

14. Axial piston pump according to one of claims 1 to 13, characterized in that the · suction channel (28) containing housing part (3) is separated from the engine housing space (5) by a seal (27).