DE3413867A1

DE3413867A1 - Axialkolbenpumpe fuer zwei foerderstroeme

Info

Publication number: DE3413867A1
Application number: DE19843413867
Authority: DE
Inventors: Franz 8782 Mühlbach Forster
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1984-10-18
Anticipated expiration: 2004-04-13
Also published as: DE3413867C2; FR2544400B1; FR2544400A1

Description

Axialkolbenpumpe für zwei Förderströme
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe für zwei Förderströme gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei einer bekannten Maschine dieser Art ist die Schrägscheibe für die innere Pumpe, das heißt, die Pumpe, deren Kolben auf kleinerem Uurchmesser angeordnet sind, an einem Schrägscheibenkörper gelagert, der innerhalb des Schrägscheibenkörpers der äußeren Pumpe, das heißt, der Pumpe, deren Kolben auf größerem Durchmesser angeordnet sind, angeordnet und gegen diesen abgestützt ist, wobei dieser größere Schrägscheibenkörper in an sich bekannter Weise im Gehäuse der Schrägscheibenpumpe abgestützt ist (DE-OS 31 27 610).
Der Ertindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenpumpe tür zwei Förderströme mit möglichst kurzer Baulänge in axialer Richtung zu schaffen, die mit möglichst geringem Herstellaufwand herstellbar ist.
Ui ese Autgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die Anordnung des Hauptlagers der Welle in dem Lagerschild, das als Teil des Gehäusedeckels ausgestaltet ist, wird das Lager so weit wie möglich nach innen gezogen mit der Folge, daß sich einerseits ein geringer Abstand zwischen den beiden Lagern der Welle ergibt und damit eine geringe Durchbiegung der Welle. Andererseits ergibt sich eine geringe Gesamtbaulänge, da das Lager so weit wie möglich in die Ebene der Schrägschelbenkörper gezogen ist.
winde solche Pumpe kann sowohl in der Weise ausgestaltet werden, daß sowohl die innere als auch die äußere Pumpe einstellbar ist, wobei die Schrägscheibenkörper beider Pumpen jeweils beiderseits der Welle mit je einem zumindest halbkreisförmigen ,sich radial zur Schwenkachse scheibenartig erstreckenden leil versehen ist, welches mit seiner zylindrischen fläche in einer hohlzylindrischen Fläche des Gehäusedeckels abgestützt ist. Es ist aber auch möglich, daß nur eine der beiden Pumpen einstellbar ist und die andere, und zwar vorzugsweise die innere Pumpe, als Konstantpumpe ausgestaltet ist.
Bei Schrägscheibenpumpen ist der maximale Neigungswinkel der Schrägscheibe durch die Komponenten der resultierenden Kratt des Kolbens an der Schrågscheibe und die daraus resultierenden Kräfte, die der Kolben auf die Wand der Lylinderbohrung ausübt, beschränkt. Bei gleichem Neigungswinkel der Schrägscheibe ist der Kolbenhub von dem Durchmesser, auf dem die Zylinderbohrungen angeordnet sind, abhängig, so daß bei gleichem Neigungswinkel die Kolben der äußeren Pumpe einen größeren Hub ausführen als die Kolben der inneren Pumpe. bei gleichem Kolbendurchmesser hat also die äußere Pumpe ein größeres Verdrängungsvolumen als die innere Pumpe. Varüberhinaus ist einerseits eine Ausgestaltung möglich, bei der der Durchmesser der Kolben der inneren Pumpe gleich dem Durchmesser der Kolben der äußeren Pumpe ist. Andererseits aber auch sind Ausführungen möglich, bei denen die Kolbendurchmesser der inneren Pumpe von den dem Kolbendurchmesser der äußeren Pumpe abweicht sowohl derart, daß der Durchmesser der Kolben der inneren Pumpe größer ist als auch vorzugsweise, daß der Durchmesser der Kolben der äußeren Pumpe größer ist.
In vielen Anwendungsfällen derartiger Zweistrompumpen wird eine einstellbare Pumpe größeren Verdrängungsvolumens pro Umdrehung und eine nicht einstellbare Pumpe kleineren Verdrängungsvolumens pro Umdrehung gefordert. Eine zweckmäßige Ausgestaltungsform einer solchen Pumpe ist im Anspruch 2 angegeben.
Der Gehäusedeckel wird zweckmäßigerweise so ausgestaltet, daß er eine Offnung des Gehäuses abdeckt, die ausreicht, durch diese die Triebwerkteile einzuführen. Da auf der anderen Seite normalerweise das Gehäuse durch einen Steuerboden abgeschlossen ist, an dem der Steuerspiegel gebildet ist, der bearbeitet werden muß, ergibt sich ein dreiteiliges Gehäuse durch den schrägscheibenkörperseitigen Gehäusedeckel,einenrohrförmigen Körper und das Steuerbodenteil.
Bei Axi al kol benpumpen, bei denen die Kolben mittels eines Gleitschuhes auf der Schrägscheibe abgestützt sind, kann bei der inneren Pumpe die Niederhalterung der Gleitschuhe, wie an sich bekannt durch eine oder mehrere innerhalb der Zylindertrommel angeordnete Federn erfolgen. Für die äußere Pumpe wird vorzugsweise eine fest mit dem Schrägscheibenkörper verbundene Niederhalterplatte vorgesehen.
Eine zweckmäßige Ausgestaltungsform ist im Anspruch 4 angegeben.
Beide Pumpen können im geschlossenen Kreislauf arbeiten oder beide Pumpen können im offenen Kreislauf arbeiten oder es kann eine Pumpe im offenen und eine Pumpe im geschlossenen Kreislauf arbeiten. Für eine Zweistrompumpe, bei der beide Pumpen im offenen Kreislauf arbeiten, ist eine zweckmäßige Anordnung im Anspruch 3 angegeben. Durch das Versetzen der Förderseiten gegeneinander, so daß die Hochdruckseite der einen Pumpe auf der einen Seite der Welle und die Hochdruckseite der anderen Pumpe auf der anderen Seite der Welle liegt, ergeben sich günstige Bedingungen für die Kraftwirkung im Gehäuse und in der Zylindertrommel, die eine geringe Neigung zum Verkanten der Zylindertrommel ergeben. Die Förderseiten der beiden Pumpen und damit die Lage der Totpunkte können aber auch um 90" gegeneinander versetzt sein. Dadurch können sich günstige Bedingungen für die Anordnung der Kanäle im Steuerboden ergeben.
Eine Axialkolbenpumpe gemäß der Erfindung kann infolge ihrer kurzen Baulänge gut geeignet sein als Zusatzpumpe um an ein größeres Pumpenaggregat angeflanscht zu werden, so daß dann durch diese Zusatzpumpe zu dem Förderstrom bzw. den Förderströmen der größeren Pumpe zwei getrennte zusätzliche Förderströme zur Verfügung stehen. Eine solche Zusatzpumpe kann entweder koaxial zu der Hauptp-umpe angeflanscht werden oder an einen Nebentrieb mit einer Nebenwelle. Eine Axialkolbenpumpe gemäß der Erfindung kann aber auch ihrerseits derart ausgestaltet sein, daß sie ein freies Wellenende aufweist und zwei oder mehrere Axialkolbenpumpen gemäß der Erfindung koaxial zueinander aneinander geflanscht werden können.
Axialkolbenpumpen gemäß der Erfindung können mit einer geringen Anzahl von Bauteilen und somit kostengünstig hergestellt werden. In den hohlzylindrischen Flächen, in denen der Schrägscheibenkörper gelagert ist, können in üblicher Weise Ausnehmungen zur Bildung von hydrostatischen Druckpolstern vorgesehen sein.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt eine Lweistrompumpe dargestellt, bei der die äußere Pumpe einstellbar ist und ein wesentlich größeres (etwa 2-3mal so groß) Verdrängungsvolumen pro Umdrehung aufweist wie die innere Pumpe, wobei beide Pumpen für offenen Kreislauf mit gemeinsamer Ansaugleitung vorgesehen sind.
Figur 1 zeigt einen Axialschnitt durch die Gesamtpumpe.
Figur 2 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Figur 1.
figur 3 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Drehachse gemäß der Linie II 1-111 gemäß Figur 1 und Figur 4 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Figur 3.
Das Gehäuse der Pumpe besteht aus einem rohrförmigen Mantelteil 1, dem Steuerbodenkörper 2 und dem Gehäusedeckel 3.
Die Pumpe weist eine Welle 4 auf, die durch eine Verzahnung 5 drehfest mit der Zylindertrommel 6 verbunden ist. In der Zylindertrommel 6 sind einerseits Zylinderbohrungen 7 auf kleinerem Durchmesser und andererseits Zylinderbohrungen 8 auf größerem Durchmesser angeordnet, wobei die Zylinderbohrungen / kleineren Durchmesser aufweisen als die auf einem größeren leilkreisdurchmesser angeordneten Zylinder- bohrungen 8. In jeder Zylinderbohrung 7 ist ein Kolben 9 verschiebbar und in jeder Zylinderbohrung 8 ist ein Kolben 10 verschiebbar. Jeder Kolben 9 ist mittels eines 6'leitschuhes 11 gegen die Schrägscheibe 12 abgestützt, die ilhrerseits gegen die schräge Fläche 13 des annähernd zylindrischen Halsteiles 14 des Gehäusedeckels 3 abgestützt ist und durch Zapfen 15 gegen relative Verdrehung und Verschiebung gesichert ist. Gegen den äußeren Bund der Gleitschuhe 11 liegt eine Niederhalteplatte 16 an, die mit einer spährischen Ausnehmung gegen die Außenfläche 17 des Rings 18 anliegt. Gegen den Ring 18 liegen Stützbolzen 19 an, von denen jeder durch eine Bohrung in der Zylindertrommel 6 hindurchragt und andererseits gegen einen Ring 20 anliegt, gegen den eine Feder 21 abgestützt ist, die andererseits mittels eines Stützringes 22 gegen einen Spreizring 23 anliegt, der in die Zylindertrommel 6 eingesetzt ist.
Jeder Kolben 10 stützt sich über einen Gleitschuh 24 gegen die Schrägscheibenfläche 25 ab, die an einem Schrägscheibenkörper 26 gebildet ist, der zwei scheibenartige Fortsätze aufweist, die jeweils mit einer zylindrischen Außenfläche 28 gegen eine hohlzylindrische Fläche 29 in einem Fortsatz 30 des Gehäusedeckels 3 abgestützt sind.
Die Zylindertrommel 6 liegt andererseits gegen eine Steuerplatte 31 an, in der vier jeweils annähernd halbkreisringtörmige Kanäle 32, 33, 34 und 35 gebildet sind. In dem Steuerbodenkörper 2 ist ein Saugkanal 36 gebildet, der mit einem abgekrümmten Teil 37 unmittelbar mit dem 1Kanal 32 kommuniziert und der sich in einem leil 38 fortsetzt, welcher mit dem Kanal 34 kommuniziert. Mit dem Kanal 5 kommuniziert ein Kanal 9 im Steuerbodenkörper 2, der zu einem Druckanschluß führt. Mit dem Kanal 33 kommuniziert ein zweiter Kanal 40, der zu einem zweiten, hinter der Zeichnungsebene liegenden Druckanschluß führt. Der Steuerbodenkörper 2 und die Steuerplatte 31 mit sämtlichen darin angeordneten Kanälen sind relativ zu den Schrägscheibenkörperteilen um 90" versetzt gezeichnet, das heißt, wären sie nicht versetzt gezeichnet, wären in der Schnittebene der Zeichnung, in der die Kolben ihre Totpunkte erreichen, in der Steuerbodenplatte 31 die Trennstege, aber nicht die Kanäle 32, 33, 34 und 35 zu sehen und entsprechend /steuerbodenkörper 2 alle Kanäle nicht geschnitten dargestellt.
Die Welle 4 ist in zwei Wälzlagern gelagert, von denen das Wälzlager 41 im Steuerbodenkörper 2 gelagert ist und mit seinem Außenring gleichzeitig zur Zentrierung der Steuerplatte 31 dient. Das zweite Hauptlager der Welle 6 ist das Lager 42, dessen Außenring in dem annähernd zylinderförmigen Halsteil 14 gelagert ist und gegen das Dichtteil 43 abgestützt ist, das seinerseits gegen einen Spreizring 44 abgestützt ist.
Gegen den Bund 45 der Gleitschuhe 24 der äußeren Pumpe 10/25 liegt eine Niederhalteplatte 46 an, deren Lage durch ein Befestigungselement 47 fixiert ist, das mittels jeweils zwei Schrauben 48 am Schrägscheibenkdrper 26 befestigt ist.
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Claims

Patentansprüche 1. Axialkolbenpumpe zum Erzeugen von zwei in 8ezug auf Größe und Druck voneinander unabhängig einstellbaren Förderströmen mit einer mit einer Welle drehsteif verbundenen, rotierbaren Zylindertrommel, in der Zylinderbohrungen auf zwei verschiedenen Teilkreisdurchmessern angeordnet sind, wobei in jeder Zylinderbohrung ein Kolben verschiebbar ist und die in den auf dem kleineren Teilkreisdurchmesser angeordneten Zylinderbohrungen verschiebbaren Kolben gegen eine Schrägscheibe abgestützt sind und die in den auf größerem feilkreisdurchmesser angeordneten Zylinderbohrungen verschiebbaren Kolben gegen eine zweite Schrägscheibe abgestützt sind, wobei alle Zylinderbohrungen in der gleichen Stirnfläche der Zylindertrommel münden und wobei an der anderen Stirnfläche der Zylindertrommel ein Steuerdrehschieber mit annähernd halbkreisringförmigen Kanälen auf der Gehäuseseite gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1 bzw. l, 2, 3) der Pumpe schrXgschelbenseitig durch einen Gehäusedeckel (3) abgeschlossen ist, in dem das Lagerschild für ein Lager (42) der Welle (4) gebildet ist und an dem die Lagerung für beide Schrägscheibenkörper (14 und 26) gebildet ist.
2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, bei der die Pumpe, deren Kolben auf dem größeren Teilkreisdurchmesser angeordnet sind, einstellbar ist und die Pumpe, deren Kolben auf dem kleineren Teilkreisdurchmesser angeordnet sind, als Konstantpumpe ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im zentralen Bereich des Gehäusedeckels (3) ein nach innen ragender, annähernd zylindrischer Halsteil 14) gebildet ist, in dem das Lager (42) für die .Welle (4) gelagert ist und dessen Stirnfläche (13) einen Winkel gegenüber der Wellenachse einschließt und die Schrägscheibe oder eine Stützfläche für eine Schrägscheibenplatte (12) bildet und daß auf jeder Seite dieses Halsteiles (14) in einem vorgezogenen Teil (30) des Gehäusedeckels (3) je eine hohlzylindrische Fläche (29) gebildet ist, wobei diese beiden hohlzyllndrischen Flächen (29) koaxial zueinander sind und in diesen beiden hohlzylindrischen Flächen (29) der Schrägscheibenkörper (26) für die Pumpe, deren Kolben (10) auf größerem Teilkreisdurchmesser angeordnet sind, gelagert ist.
Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der beide Pumpen im offenen Kreislauf betrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderseiten beider Pumpen (10, 26 bzw. 9, 13) um 1800 gegeneinander versetzt angeordnet sind.
4. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schrägscheibenkörper (26) der äußeren Pumpe (10, 26) eine zur Niederhalterung der Gleitschuhe (24) dienende Niederhalteplatte (46) befestigt ist und für die Niederhalterung der Gleitschuhe (11) der inneren Pumpe (9, 13) ein Federsystem (21) in der Zylindertrommel (6) vorgesehen ist.