DE3437949A1 - Verbesserte axialkolbenpumpe - Google Patents

Description

- . 3 " Patentanwalt H. L. Jung. Augusta-ΑΙΙββ 10.6380 Bad Homburg

M-1952/84 Jg/w-d 15.10.1984

Verbesserte Axialkolbenpumpe

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe mit mehreren konzentrisch um die Pumpenwelle angeordneten und von einer Schiefscheibe betätigten Kolben-Zylinder-Einheiten, wobei eine relative Verdrehung zwischen den Kolben-Zylinder-Einheiten und der Schiefscheibe vorhanden ist, und einer exzentrisch zur Pumpenwelle angeordneten ringförmigen, verdrehbaren Steuerscheibe, gegebenenfalls fest gegenüber der Schiefscheibe, die die Einlass- und Auslassöffnungen in Verbund bringt.

Bei den bekannten Pumpen dieser Art (US-PS 3 o74 345) erfolgt die Abstützung des Kolbens gegenüber der Schiefscheibe über ein fest mit dem Kolben verbundenes Kugelgelenk, dessen Kugel in einem Kolbenschuh liegt, welcher seinerseits sich an der Schiefscheibe abstützt. Aus der DE-AS 1 278 251 ist eine Pumpe bekannt geworden, bei der das Kugelgelenk fest in einer Bolzenplatte gelagert ist' und eine Stange mit einer Kugel im Kolben angreift. Der Nachteil dieser bekannten Konstruktionen besteht vor allem darin, dass die resultierenden Kräfte am Kolben die Lebensdauer der Pumpen sehr im negativen Sinne beeinflussen, da die Summe der Auflagereaktionen des Kolbens im Zylinder wächst, wobei gleichzeitig die Kantenpressung zunimmt. Dies führt dazu, dass relativ lange Kolbenführungen unbedingt notwendig sind, um eine vernünftige Lebensdauer zu erreichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Pumpen zu vermeiden und die Pumpe so zu verbessern, dass ihre Lebensdauer beträchtlich zunimmt.

Die Lösung der Aufgabe -besteht darin, dass jeder Kolben mit einem aus einer separaten Kugel bestehenden Kugelgelenk verbunden ist und die Kugel einerseits fest mit der auf der Schiefscheibe gleitenden und gegenüber dem Kolbengehäuse in gleichbleibender konzentrischer Position stehenden Bolzenplatte verbunden ist und andererseits in einem am Kolben verschiebbar anliegenden Kolbenschuh liegt und zwischen Kolbenschuh und Kolben ein hydrostatisches Laf:or vorgesehen ist.

— i). " PfclonliVrwfcfc H. L Jung, Augusta-Allee 10, 6380 Bad Homburg

O/0-7Q/0 M-1952/8^ Jg/w-d

3437949 15.ίο.1984

Vorteilhaft ist der Kolben als beidseitig offener Kolben ausgebildet und in seinem Innern ist eine Kolbenstange etwa konzentrisch von einer Feder gehalten und die Kolbenstange ist-mit ihrem anderen Ende in dem mit der Bolzenplatte fest verbundenen und die Kugel tragenden Hohlbolzen schwenkbar verankert.

Zweckmässig ist zwischen Bolzenplatte und Schiefscheibe und/oder zwischen Schiefscheibe und Axialstützplatte ein hydrostatisches Lager vorgesehen.

Der Hauptvorteil der erfindungsgemässen Pumpe liegt darin, dass eine erheblich längere Labensdauer erreicht wird. Hinzu kommt, dass die Pumpe einen wesentlich besseren Gesamtwirkungsgrad als die bisher bekannten Pumpen besitzt. Ausserdem kann ein besseres Längen-Durchmesser-Verhältnis der Kolben berücksichtigt werden, was zu einer kompakteren Bauweise der Pumpe führt.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zwar zeigt :

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Pumpe

Figur 2 einen Längsteilanschnitt eines Kolbens und der zugehörigen hydrostatischen Lager.

Nach Figur 1 ist in dem Pumpengehäuse 11, das durch den Gehäusedeckel 12 abgeschlossen ist, die Pumpenwelle 13 gelagert, welche mit der gegenüber der Pumpenwelle 13 verschiebbaren und verdrehbaren Steuerwelle 14 verbunden ist. Im Pumpengehäuse 11 ist das Kolbengehäuse 15 dicht befestigt , in dem parallel zur Pumpenwelle 13 und konzentrisch dazu mehrere Kolben-Zylinder-Einheiten angeordnet sind, welche aus einem im Zylinder Γ6 gleitenden Kolben 17 bestehen. Am unteren Ende des Zylinders 16 ist jeweils eine als Einlass- und Auslassöffnung wirkende Bohrung 18 vorgesehen. Jeder Kolben 17 ist beidseitig offen und an seinem hinteren Ende liegt ein Kolbenschuh 19 verschiebbar an, der seinerseits die Kugel 2o aufnimmt, die auf einem in der Bolzenplatte 21 verankerten Hohlbolzen 22 gelagert ist. Die Verankerung des Hohlbolzens 22. erfolgt über den Bund 23 am Hohlbolzen 22. Nach Figur 2 wird das dadurch zusammengehalten, dass im Hohlbolzen 22 eine

BAD ORSGIMAU

— [pi — Paientdnweil'H. L. Jung, Augusla-ΑΙΙβθ 10. 6380 Bad Homburg

o/ O7n/Q M-1952/8Zf Jg/w-d

3437949 15.io.1984

Kolbenstange 2Zf mit dem verdickten Ende 25 schwenkbar angehängt ist, welche bis in das Innere des Kolbens 17 reicht und dort von einer Feder 26 unter Vorspannung gehalten wird. Die Feder 26 legt sich dabei an eine Zentrierscheibe 27 auf der Kolbenstange 2Zf an, die gleichzeitig die Zentrierung der Kolbenstange 2Zj. im Hohlkolben 17 bewirkt. Die Bolzenplatte 21 gleitet auf der Schiefscheibe 28 und wird einerseits von der Lagerscheibe 29 in axialer Richtung an der Schiefscheibe 28 gehalten und andererseits mit dem Radiallager 3o in der Schiefscheibe 28 zentriert. Die Schiefscheibe 28 ist mit der Pumpenwelle 13 fest verkeilt oder in sonstiger Weise undrehbar mit der Pumpenwelle 13 verbunden.. und stützt sich an der Axialstützscheibe 31 i*i achsparalleler Richtung ab. Zwischen Kolben. 17 und Kolbenschuh 19 ist ein hydrostatisches Lager 32 angeordnet, welches von dem zwischen Kolben 17 und Kolbenstange 2l\ vorhandenen Zwischenraum 33 mit Druckfluid versorgt wird. Ebenso ist jeweils ein hydrostatisches Lager zwischen Kugel 2o und Bolzenplatte 21, sowie zwischen Bolzenplatte 21 und Schiefscheibe 28, zwischen Schiefscheibe 28 und Abstützplatte J>1 sowie radial zwischen Bolzenplatte 21 und Schiefscheibe 28 am Lager 3o vorgesehen, welche Lager von den Kanälen 3h und Düsen 35 mit Druckfluid versorgt werden.

Auf der Steuerwelle 1Zf ist in bekannter Weise eine Steuerscheibe 36 exzentrisch aber undrehbar gegenüber der Steuerwelle gelagert, welche die Zylinderöffnungen 18 öffnet bzw. schliesst gegenüber den Ein- und Austrittsöffnungen 37 der Pumpe. Durch axiales Verschieben der Steuerwelle 1Zf wird mittels der Nut 38 die Steuerwelle 1Zf und damit auch die Steuerscheibe 36 im Verhältnis zur Pumpenwelle 13 verdreht, wodurch die Kolbenöffnungen 18 mehr oder weniger bei jeder Umdrehung der Pumpenwelle 13 geöffnet bzw. geschlossen werden, wodurch das Fördervolumen der Pumpe geregelt wird.

Die Bolzenplatte 21 ist in bekannter Weise z.B. mittels Kegelzahnräder gegen eine relative Verdrehung gegenüber dem Kolbengehäuse I^ gesichert.

BAD

Ptlentanwctt H. L. Jung. Augusla-Alloe 10.6380 Bad Homburg

o M-1952/84 Jg/w-d y 15.10.1984

Beim Anlaufen der Pumpe wird zuerst die Steuerscheibe 36 so verdreht, dass sich in den Zylindern 16 möglichst rasch der Druck des Druckmediums aufbaut. Sobald genügend Druck vorhanden ist, wird ein kleiner Teil des Druckmediums durch den Zwischenraum zwischen Kolben 17 und Kolbenstange Zk zu den hydrostatischen Lagern geleitet, wobei sich zuerst das hydrostatische Lager 32 zwischen Kolben 17 und Kolbenschuh 19 aufbaut, sodass sich der. Kolbenschuh 19 mit möglichst geringer Reibung auf und gegenüber dem Kolben 17 verschieben kann. Durch dieses Lager 32 wird dann der Kolben 17 von fast den gesamten Querkräften freigehalten, · sodass die Führung des Kolbens 17 im Zylinder 16 kurzer gehalten werden kann, weil die Kantenpressung sehr klein ist. Gleichzeitig fliesst das Druckmedium weiter bis zur Düse' 35 und baut dort zwischen Kugel 2o und Bolzenplatte 21 das hydrostatische Lager auf. Die weiteren Lager werden dann ebenfalls aufgebaut, wobei die Ausbildung der Lager hinsichtlich Grosse, Form der Taschen etc. ohne erfinderisches Zutun errechenbar ist.

Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, das eine oder andere Lager mit einem Kugellager oder einem Wälzlager oder auch einem normalen Gleitlager auszustatten, wobei jedoch nur dafür Sorge zu tragen ist, dass das Lager 32 zwischen Kolben 17 und Kolbensehuh 19 ein hydrostatisches Lager ist.

Auch kann man die Pumpe so aufbauen, dass die Schiefscheibe stehenbleibt und sich das Kolbengehäuse 15 zusammen mit der Bolzenplatte 21 um die Pumpenwelle bzw. mit dieser dreht.

- Leerseite -

Claims (1)

1. Patentanwalt

   :RMANN L. JUNG 34 3 79 A 9 Augusla-Allee 10

   D-6380 Bad Homburg v. d. H. -- - - Telefon: (0 61 72) 4 12 11

   Telegramme: JUPAT Bad Homburg

   Min Zei*«, M- 1 952/P4 Jg/w-d Ta₀ 1 5 · 1 O . 1 9S

   Ansprüche

   1.) Ape- mit mehreren konzentrisch um die Pumpenwelle angeordneten und von einer Schiefscheibe betätigten Kolben-Zylinder-Einheiten, wobei eine relative Verdrehung zwischen den Kolben-Zylirid-er-Einheiten und der Schiefscheibe vorhanden ist, und einer exzentrisch"zur Pumpenwelle angeordneten ringförmigen, verdrehbaren Steuerscheibe, gegebenenfalls fest gegenüber der Schiefscheibe, die die.Einlass- und Auslassöffnungen in Verbund bringt, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kolben (17) mit einem aus einer separaten Kugel (2o) bestehenden Kugelgelenk verbunden ist und die Kugel (2o) einerseits fest mit der auf der Schiefscheibe (28) gleitenden und gegenüber dem Kolbengehäuse (15) in gleichbleibender konzentrischer Position stehenden Bolzenplatte (21) verbunden K ist und andererseits in einem am Kolben"(17) verschiebbar anliegenden Kolbenschuh (19) liegt und zwischen Kolbenschuh (19) und Kolben (17) ein hydrostatisches Lager (32) vorgesehen ist.

   2.) Axia2kALben<pump.e..nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kplben(17) als beidseitig offener Kolben ausgebildet ist und "in"seinem 'Innern eine Kolbenstange (2.1+) etwa konzentrisch von "einer Feder (26) gehalten ist und die Kolbenstange (2.1+) mit ihrem anderen Ende (25) in dem mit der Bolzenplatte (21) fest verbundenen und die Kugel (2o) tragenden Hohlbolzen (22) schwenkbar verankert ist.

   3·) Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass "die" Bölzeiiplatte (21) mit an sich bekannten Mitteln, z.B. einer Lagerscheibe (29) etc, in axialer Richtung am unerwünschten Abheben von der Schiefscheibe (28) gehindert ist.

   _BAD ORIGINAL _: COPY

   . L. Jung, Augusta-Allee 10,6380 Bad Homburg

   o/ o-vn/n M-1952/84 Jg/w-d

   3437949 15.10.1984

   Zf.) Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis· 3j dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bolzenplatte (21) und Schiefscheibe (28) und/oder zwischen Schiefscheibe (28) und Axialstützplatte (3D ein hydrostatisches Lager vorgesehen ist.

   5.) Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis Zf, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzenplatte (21) über ein hydrostatisches Radiallager (3o) in der Schiefscheibe (28) zentriert ist.

   6.) Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium über Kanäle (3k) und/oder Düsen (35) vom Druckraum eines jeden Kolbens (17) zu den hydrostatischen Lagern geführt ist.

   7.) Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche'1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager den bekannten Fluiden entsprechend ausgebildet sind.