DE3308507A1

DE3308507A1 - Axialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE3308507A1
Application number: DE19833308507
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 7115 Kupferzell Griese; Dieter Dipl.-Ing. 7432 Urach Weigle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-03-10
Filing date: 1983-03-10
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DE3308507C2; JPS59170480A; JPH0559276B2

Description

R. -

27.1.1983 Wd/Kc

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ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Axialkolbenpumpe
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Axialkolbenpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige bekannte Kolbenpumpen benutzen mechanische oder hydraulisch beaufschlagte Stellvorrichtungen für die Einstellung der Schräglage der Schvenkscheibe. Damit können alle Förderströme zwischen einem Minimum und einem Maximum stufenlos eingestellt werden. Nachteilig ist, daß insbesondere in vielen Anwendungsfällen auf die Minimalförderstellung geachtet werden muß, damit stets ein geringer Förderstrom für die Schmierung und Kühlung der Pumpenteile zur Verfügung steht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Minimalforder strom bei nicht zugeschaltetem, also entlastetem Verbraucher automatisch eingestellt wird.

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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Maßnahme nach Anspruch 2, weil hierdurch das Verstellen der Schwenkscheibe auf größeres Fördervolumen automatisch erfolgt. Damit sind keine besonderen Mittel für die Schwenkscheiben-Verstellung notwendig .

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenpumpe, Figur ein zweites Ausführungsbeispiel, Figur 3 ein Prinzipbild, Figur k ein drittes Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist mit 10 das etwa topfförmig ausgebildete Gehäuse einer Axialkolbenpumpe bezeichnet, das durch einen Deckel 11 verschlossen ist. Sowohl im Deckel 11 wie auch im Gehäuse 10 ist je, eine Lagerstelle 12 bzw. 13 für eine Triebwelle 1^ ausgebildet, die das gesamte Gehäuse in Längsrichtung durchdringt. Fest verbunden mit der Triebwelle 1 U ist eine Zylindertrommel 15, in der mehrere, parallel zur Triebwelle Ik verlaufende Bohrungen 1o ausgebildet sind, in denen Kolben 17 gleisen. Die Bohrungen i6 sind in üblicher Weise an ihren dem Deckel 12 zugewandten Seiten auf einen wesentlich kleineren Durchmesser 18 verjüngt. Im Deckel 11 befinden sich ebenfalls in bekannter Weise Steuermittel zum Zu- und Abführen des Druckmittel. Da diese nicht erfindungswesentlich sind, sind sie auch nicht dargestellt.

Die einen Enden der Kolben 17 liegen an einer Scheibe 20 an, die sich selbst wiederum über ein Rollenlager 21 und ein Führungslager 21' (Gleit- oder Wälzlager), auf einer Schwenkscheibe 22 abstützt. Die Schwenkscheibe ist schwenkbar um eine Achse 23, die quer zur Achse 1k' der Triebwelle 1h verläuft und dieser gegenüber um einen Betrag e zur Seite des oberen Totpunkts hin versetzt'ist, der mit OT bezeichnet ist. Der untere Totpunkt ist mit UT bezeichnet. Weiterhin liegt die Mitte der Achse 23 genau in einer Ebene, die die den Kolben 17 zugewandte Stirnfläche 20' der Scheibe 20 tangiert.

Die Kolben 17 sind hohl ausgebildet. In ihren Höhlungen 25 befinden sich Federn 26, die die Kolben stets auf die Stirnfläche 20' der Scheibe 20 drücken.

Die Schwenkscheibe 22 hat auf der Seite des oberen Totpunkts einen Fortsatz 27, an dessen kolbenseitiger Oberfläche eine etwa halbkugelige Ausnehmung 28 ausgebildet ist. In diese ragt das kugelförmige Endteil 29 eines Körpers 30, der einen der Schwenkscheibe zugewandten flanschartigen Rand 31 hat, an dem sich das eine Ende einer Feder 32 abstützt, deren anderes Ende am Deckel 11 anliegt. Der Körper 30 legt sich gegen eine Spindel 3^, die in einem Gewinde 35 des Deckels gelagert ist. Auf der der Spindel 3^ gegenüberliegenden Seite und in deren Achsrichtung ist im Gehäuse 10 eine Stellschraube 36 angeordnet, die als Anschlag für die Schwenkscheibe 20 dient. Wenn sie an diesem anliegt, befindet sich die Pumpe in Minimalförderstellung.

Die Figur 3 zeigt die Schwenkscheibe in Draufsicht und in Seiteηansicht.

Im Betrieb der Maschine wirken die resultierenden Kolbendruckkräfte F und bei kleinem Schwenkwinkel die resulr es

tierenden Kräfte der Federn 26 in ausschwenkender Richtung

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auf die Schwenkscheibe 27 ₅ d.h. in Richtung größerer Fördermenge, da die resultierenden Kräfte am Hebelarm e in Bezug auf die Achse 23 auf die Schwenkscheibe 27 einwirken. Mit P ist der Schwerpunkt der Kolbenkräfte bezeichnet. Der Buchstabe D bezeichnet die Druckseite,.der Buchstabe S die Saugseite.

Rückstellend auf die Schwenkscheibe 27 wirkt die Kraft der Feder 32, sowie bei größerem Schwenkwinkel die Resultierende der Kräfte der Kolbenfedern 26. Dynamische Kräfte sind bei dieser Betrachtung vernachläßigt.

Wesentlich ist, daß die Feder 32 so ausgelegt ist, daß bei kleinen Drücken bis ca. 10 bar die Pumpe in ihre Minimalförderstellung eingestellt ist. Die Kraft der Feder 32 ist dann größer als die Kolbenkräfte bei ρ . Bei Zuschalten eines Verbrauchers erhöht sich der Systemdruck, und die dann überwiegenden Kolbenkräfte P stellen aufgrund der obenbeschriebenen Kinematik die Axialkolbenpumpe auf die mit der Spindel 3^· eingestellte Fördermenge. Der Körper 30 liegt dann an der Spindel an.

Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführung, daß bei der Verstellung der Axialkolbenpumpe keine Drosselwiderstände eines Reglers überwunden werden müssen, was der Verstellzeit zugute kommt. Bei der vorgeschlagenen Pumpe wird bei abgeschaltetem Verbraucher durch die selbsttätige Rückstellung der Pumpe die UmlaufVerlustleistung des Systems reduziert. Weiterhin ist bei dieser Anordnung vorteilhaft, daß bei zurückgestellter Pumpe keine Kräfte auf die Spindel 3^ (Maximalausschlag) wirken und diese damit leicht verstellt werden kann.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 unterscheidet sich von dem vorhergehenden im wesentlichen nur dadurch, daß die Rückstelleinrichtung für die Schwenkscheibe 27 etwas anders ausgebildet ist. Die der Spindel 3¹* des vorhergehen-

den Ausführungsbeispiels entsprechende Spindel ist hier mit Uo bezeichnet, an ihr stützt sich ein Kolben U1 ab, der an einer in den Deckel 11 eingeschraubten Hülse k2. gleitend geführt ist. Auf den Kolben k1 wirkt wiederum eine der Druckfeder 32 obigen Beispiels entsprechende Feder k3 ein. Zwischen der Spindel ko und der Hülse U2 ist ein Ringraum hk gebildet, der über eine Gehäusebohrung U5 mit einem beliebigen Steuerdruck beaufschlagt werden kann. Dieser stammt entweder aus einem zweiten Druckkreis oder kann durch eine kleine Steuerölpumpe über ein einstellbares Druckbegrenzungsventil oder eine Drossel erzeugt werden.

Dieses Ausführungsbeispiel hat vor allem den Vorteil, daß bei Erhöhung des Steuerdrucks die Schwenkscheibe 27 auch bei höheren Systemdrücken zurückgestellt werden kann. Alle übrigen Funktionen sind dieselben wie oben beschrieben.Für beide Ausführungen gilt, daß mit Hilfe der selbstätigen Ausstellung der Schwenkscheibe ein Ersatz für sogenannte Load-sensing-Systeme geschaffen ist, d.h. verlustarmer Hydraulikanlagen.

Das Ausführungsbeispiel nach der Figur h unterscheidet sich von demjenigen nach der Figur 1 grundsätzlich dadurch, daß hier die Schwenkachse für die Schwenkscheibe 27 mit der Achse der Triebwelle 1U zusammenfällt; sie ist mit 50 bezeichnet. Zum Ausstellen der Schwenkscheibe 27 können nun natürlich nicht die resultierenden Kolbenkräfte verwendet werden, sondern es ist eine besondere Verstelleinrichtung 51 notwendig. Diese besteht aus einem druckbeaufschlagten Hohlkolben 52, der an einer in den Deckel 11 eingeschraubten Hülse 53 gleitet. In die Hülse taucht mit reichlich Spiel eine von außen her einstellbare Spindel 5^, so daß sich zwischen Spindel und Hülse ein Ringraum 55 ergibt. Der Ringraum 55 ist über eine im Deckel ausgebildete Querbohrung 56 mit dem Auslaßkanal 57 verbunden.

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Das Verstellen der Schwenkscheibe 27 erfolgt ähnlich vie beim Ausführungsbeispiel· nach Figur 2 durch den auf den Hohlkolben 52 wirkenden Flüssigkeitsdruck, der aus dem Auslaßkanal 57 der Pumpe stammt. Die Feder 32 ist - wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 - wieder derart ausgelegt, daß bis zu einem Mindestförderdruck ρ . die Federkraft 32 größer ist als die Kraft des Kolbens 52, und die Pumpe bei ρ . in ihrer Minimalförderstellung verharrt. Bei Drücken größer ρ . übersteigt die Kraft des Hohlkolbens 52 die Kraft der Feder 32, und die Schwenkscheibe wird so ausgestellt, daß die Fördermenge der Axialkolbenpumpe zunimmt.

Auch hier ist die Variante möglich, daß der Hohlkolben 52 mit einem-Fremdsteuerdruck beaufschlagt wird, d.h. also nicht vom Auslaßdruck der Pumpe selbst.

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Leerseite -

Claims

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k. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwenkscheibe (27) aus der Nullhubstellung austeilende Kraft durch einen hydrau-" lisch von einem Steuerdruck beaufschlagten Kolben (52) erzeugt wird.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck durch eine Hilfspumpe, über ein einstellbares Druckbegrenzungsventil oder eine Drossel erzeugt wird.