DE4105092A1 - Axialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe, insbesondere die Verbesserung eines Antriebsmechanismus, der eine Kolben­ trommel oder eine Schrägscheibe einer solchen Pumpe antreibt.

Bei einer Axialkolbenpumpe ist eine Vielzahl von Kolben einer Achse einer drehbaren Kolbentrommel parallelgeschaltet, und ein Ende jedes Kolbens ist schwenkbar an einer Antriebswelle oder einer Schrägscheibe, die zur Kolbentrommel geneigt ist, gehaltert. Die Kolben sind in entsprechenden Bohrungen in der Kolbentrommel hin- und herbeweglich, während die Kolbentrom­ mel dreht, und leisten dabei Saug- bzw. Förderarbeit.

Eine so aufgebaute Axialkolbenpumpe ist beispielsweise in der geprüften JP-PS 59-5 794 beschrieben. Bei dieser Axialkolben­ pumpe dienen sämtliche Kolben als Antriebsstangen, die ein Drehmoment auf die Kolbentrommel übertragen und außerdem die Saug- und Förderarbeit leisten.

Im Gegensatz zu der vorgenannten Axialkolbenpumpe wurde von der Anmelderin eine Axialkolbenpumpenkonstruktion vorge­ schlagen, bei der Antriebsstangen vorgesehen sind, die eine Drehkraft oder ein Drehmoment getrennt von den Kolben über­ tragen. Diese Axialkolbenpumpe ist in den nichtgeprüften JP- Patentveröffentlichungen 63-3 09 785, 64-12 079 und 1-77 771 beschrieben, wobei die letztgenannte Druckschrift der US-PS 48 84 952 entspricht.

Wie noch im einzelnen erläutert wird, muß der Antriebsmecha­ nismus der Axialkolbenpumpe jedoch noch weiter im Hinblick auf die Verminderung von Lärm, Schwingungen und Größe ver­ bessert werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Axialkol­ benpumpe, die einfach aufgebaut sowie lärm- und schwingungs­ reduziert ist; dabei sollen eine Hochdruck-Axialkolbenpumpe mit verminderter Größe und Lärmentwicklung sowie eine Nieder­ druck-Axialkolbenpumpe mit verminderter Größe und Lärment­ wicklung angegeben werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe hat bei der Axialkolbenpumpe nach der Erfindung ein Kolbenpaar der Pumpe die Funktion von An­ triebsstangen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Axialkolbenpumpe angegeben mit einer Antriebswelle, einer drehbar angeordneten Kolbentrommel mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Boh­ rungen, die um eine Kolbentrommel herum und parallel zu ihrer Drehachse angeordnet sind, mit einer Einrichtung zum Verbin­ den der Antriebswelle mit der Kolbentrommel, um die Kolben­ trommel synchron mit der Antriebswelle zu drehen, mit in den jeweiligen Kolbentrommelbohrungen verschiebbar angeordneten Kolben und mit einer Kolbenhalteeinrichtung, die an der An­ triebswelle angeordnet ist und jeweils ein Ende jedes Kolbens schwenkbar so haltert, daß dieses eine Kolbenende synchron mit der Kolbentrommel in einer zum Zylinder geneigten Ebene gedreht wird. Zwei Kolben sind so vorgesehen, daß sie mit entsprechenden Bohrungen der Kolbentrommel Flächenkontakt haben, so daß sie als Antriebsstangen zur Drehmomentüber­ tragung zwischen der Kolbentrommel und der Kolbenhalteein­ richtung dienen.

Bei einer beispielsweisen Anwendung der Erfindung in einer Hochdruck-Axialkolbenpumpe ist die Antriebswelle so ange­ ordnet, daß sie zur Drehachse der Kolbentrommel geneigt ist, die Kolbenhalterung ist koaxial und integral mit einem Ende der Antriebswelle ausgebildet, und die beiden Kolben über­ tragen eine Antriebs- oder Drehkraft von der Kolbenhalterung auf die Kolbentrommel, so daß diese als die Synchrondreh­ einrichtung dient. Die Antriebswelle ist schwenkbar, so daß sie unter einem Neigungswinkel zur Drehachse der Kolbentrom­ mel verstellbar ist.

Bei einer beispielsweisen Anwendung der Erfindung in einer Niederdruck-Axialkolbenpumpe ist die Kolbentrommel koaxial und verschiebbar auf der Antriebswelle angeordnet zur Auf­ nahme des Drehmoments von der Antriebswelle durch die Ver­ bindungseinrichtung und zum gemeinsamen Drehen mit der An­ triebswelle, die Kolbenhalterung ist drehbar und schwenkbar über ein Kugelgleitlager auf der Antriebswelle angeordnet, und die beiden Kolben übertragen die Drehkraft von der Kol­ bentrommel auf die Kolbenhalterung, um dadurch die Kolben­ halterung synchron mit der Kolbentrommel zu drehen. Die Kol­ benhalterung ist über ihren Kontakt mit einer Schrägscheibe, deren Oberfläche unter einem vorbestimmten Winkel schrägge­ stellt ist, in bezug auf die Kolbentrommel geneigt.

Bei der Axialkolbenpumpe nach der Erfindung führen die beiden Antriebskolben nur Gleitbewegungen in entsprechenden Trommel­ bohrungen in Flächenkontakt damit aus. Andererseits führt je­ der der übrigen Kolben eine Präzession aus, während er in der entsprechenden Trommelbohrung gleitet und am einen Ende in der Kolbenhalterung verschwenkt wird. Die Antriebskolben wei­ sen die normale Kolbenfunktion auf, und dadurch ist sicherge­ stellt, daß eine notwendige Anzahl wirksamer Kolben für eine vorbestimmte Fördermenge vorhanden ist. Diese Antriebskolben haben außerdem die Funktion der konventionellen Pleuelstange, so daß kein gesonderter Antriebsmechanismus notwendig ist. Außerdem findet kein Anschlagen an den Kolben bzw. an Berüh­ rungsabschnitten zwischen den Kolben und den jeweiligen Trom­ melbohrungen bzw. zwischen Kontaktabschnitten der Antriebs­ kolben und der jeweiligen Trommelbohrungen statt, so daß kei­ ne mechanischen Schwingungen infolge eines solchen Anschla­ gens erzeugt werden.

Gemäß der Erfindung sind einige der Kolben so ausgebildet, daß sie mit entsprechenden Kolbentrommelbohrungen in Flächen­ kontakt stehen, um ebenfalls als Antriebsstangen für die Kol­ bentrommel oder die Kolbenhalterung zu dienen. Dadurch kann die Axialkolbenpumpe kleiner gebaut werden, und die Lärment­ wicklung wird vermindert.

Als Antriebsstangen kann ein Paar von Kolben verwendet wer­ den, die symmetrisch um die Achse der Kolbentrommel angeord­ net sind. In diesem Fall kann die Übertragung von Antriebs­ kräften weiter vergleichmäßigt werden.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer als Winkelpumpe ausge­ führten Axialkolbenpumpe gemäß einem Ausführungs­ beispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt II-II nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht von oben eines wesentlichen Teils der Axialkolbenpumpe von Fig. 1;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenpumpe mit Schrägscheibe gemäß einem weiteren Ausführungsbei­ spiel der Erfindung; und

Fig. 5 ein Diagramm, das den jeweiligen geometrischen Ort von Kolben einer Axialkolbenpumpe zeigt, und zwar bezogen auf die Analyse, auf der die Erfindung basiert.

Um das Verständnis der Erfindung zu fördern, werden zuerst Probleme von konventionellen Axialkolbenpumpen erläutert. Die Analyse der folgenden Probleme erfolgte durch die Erfinder und bildet die Grundlage der Erfindung.

Bei den eingangs bereits erörterten konventionellen Axial­ kolbenpumpen erfolgt der synchrone Antrieb der Kolbentrommel oder der Schrägscheibe durch die Antriebswelle gemäß einer von zwei Möglichkeiten. Insbesondere wird der synchrone Antrieb entweder von sämtlichen Kolben oder von Pleuelstan­ gen, die getrennt von den Kolben vorgesehen sind, ausgeführt.

Im ersten Fall ist jeder Kolben zur Ausübung von zwei Funk­ tionen ausgelegt, und zwar Saugen/Drücken, wobei es sich um seine Primärfunktion handelt, sowie die Übertragung von An­ triebskraft zum Drehen bzw. Drehkraft. Allgemein dreht jedoch in einer Axialkolbenpumpe ein Ende jedes Kolbens in einer schrägen Ebene, und daher sind die Kolben und ihre jeweiligen Kolbentrommelbohrungen nicht vollständig axial ausgerichtet. Wie Fig. 5 zeigt, beschreibt tatsächlich jeder Kolben einen geometrischen Ort einer Ellipse während der Rotation der Kol­ bentrommel, und dieser geometrische Ort stimmt nicht mit einem kreisförmigen geometrischen Ort der entsprechenden Kol­ bentrommelbohrung überein. Während der Rotation der Kolben­ trommel führt dabei jeder Kolben im wesentlichen eine Präzes­ sionsbewegung in bezug auf die entsprechende Kolbentrommel­ bohrung aus, und die Kolben werden mit Wandungen der jewei­ ligen Bohrungen an Stellen in Kontakt gebracht, die in Fig. 5 mit Pfeilen bezeichnet sind. In dieser Phase sind Positionen, in denen die Kolben die Kolbentrommel antreiben, d. h. die Kolben eine Drehkraft auf die Kolbentrommel übertragen kön­ nen, solche Positionen, in denen die Kolben gegenüber ihren jeweiligen Trommelbohrungen in Drehrichtung P der Kolbentrom­ mel Präzession haben. In Fig. 5 sind diese Positionen zentra­ le Teile von Quadranten I und III im X-Y-Koordinatensystem. Somit wird die Drehkraftübertragung um 45° dieser Quadranten erreicht, und im Fall einer Pumpe mit einer ungeraden Anzahl Z von Kolbentrommelbohrungen ändern sich die Quadranten I und III alternierend in einem Bereich von 180°/Z.

Zur Überwindung dieses Problems weist die Axialkolbenpumpe gemäß der geprüften JP-PS 59(1984)-5 794 Kolben auf, die sämt­ lich Köpfe oder Schäfte haben, die zylinderförmig sind, um die Antriebskraft zu übertragen. Jeder zylindrische Kopf oder Schaft hat eine in Axialrichtung gewölbte Außenfläche, um den Kontakt mit der Wand der entsprechenden Kolbentrommelbohrung einseitig zu verringern. Wie beschrieben, wird die Übertra­ gung von Antriebskraft aufgrund des Kontakts zwischen den Kolben und den Wandungen der Kolbentrommelbohrungen nur in den vorbestimmten Drehlagen ausgeführt. Außerdem sind die Kolbenbewegungen dynamisch ungleichmäßig. Infolgedessen be­ steht die Gefahr, daß die Antriebskolben an die Wandungen der jeweiligen Kolbentrommelbohrungen schlagen, wenn sie sich in der beschriebenen Weise bewegen, so daß auf die Kolben über­ mäßig große Kräfte aufgebracht werden oder die mechanischen Schwingungen der Pumpe zunehmen. Außerdem führt ein solches Anschlagen zu Beschädigungen der Kolben und der Bohrungswan­ dungen in der Kolbentrommel, so daß die Dichtheit zum Problem wird.

Andererseits können zwar im zweitgenannten Fall die Kolben ihre spezielle Funktion des Saugens/Drückens in ausreichender Weise ausüben, während die Drehmomentübertragung zuverlässig durch die gesonderten Pleuelstangen erreicht wird. Das Vorse­ hen des gesonderten Drehmomentübertragungsmechanismus führt jedoch zu einer relativ komplizierten Konstruktion der Pumpe, so daß die Pumpe groß gebaut werden muß und sich daher keine Möglichkeit einer Größenverringerung und Kostensenkung er­ gibt.

Die vorliegende Erfindung dient dem Zweck der Überwindung der obengenannten Probleme konventioneller Axialkolbenpumpen.

Nach Fig. 1 hat eine als Winkelpumpe ausgeführte Axialkolben­ pumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einen Pumpenkörper 1. Der Pumpenkörper 1 besteht aus einem im wesentlichen be­ cherförmigen Gehäuse 3 und einem Deckel 2, der ein offenes Ende des Gehäuses 3 hermetisch verschließt. Der Deckel 2 hat eine Saugöffnung 2a und eine Drucköffnung 2b, die den Deckel durchsetzen, und diese Öffnungen stehen mit dem Gehäuseinne­ ren in Verbindung. Eine Trommelwelle 4 ist am zentralen Teil der Innenfläche des Deckels 2 vertikal in den Pumpenkörper 1 verlaufend befestigt. Eine Kolbentrommel 6 ist über eine Ven­ tilplatte 5 drehbar auf der Trommelwelle 4 gelagert.

Die Kolbentrommel 6 ist zylindrisch und weist eine sie durch­ setzende konzentrische Trommelwelleneinführöffnung 6b auf. Die Kolbentrommel 6 ist ferner mit einer Mehrzahl von Trom­ melbohrungen 6a ausgebildet, wobei im vorliegenden Fall sechs solche Bohrungen vorgesehen sind. Diese Trommelbohrungen sind parallel mit der Trommelwelleneinführöffnung 6b und winkelmä­ ßig gleichbeabstandet um diese Öffnung 6b herum angeordnet. Jede Trommelbohrung 6a mündet an einem Ende der Kolbentrommel auf der Seite der Ventilplatte 5 in einer engen Durchgangs­ öffnung. Andererseits ist die Ventilplatte 5 an dem Deckel 2 befestigt und weist Durchgangsöffnungen auf, die mit der Saugöffnung 2a und der Drucköffnung 2b in Verbindung stehen.

Somit kommuniziert jede Trommelbohrung 6a je nach der Dreh­ lage der Kolbentrommel 6 durch die Ventilplatte 5 mit der Saugöffnung 2a oder der Drucköffnung 2b.

An der Unterseite des Pumpenkörpers 1 bzw. an der dem Deckel 2 entgegengesetzten Seite ist eine Antriebswelle 7 angeord­ net. Eine scheibenförmige Kolbenhalterung 7a ist mit einem Oberende der Antriebswelle integral und konzentrisch ausge­ bildet. Der Pumpenkörper 1 hat eine innere Bodenfläche 12, die halbkugelförmig ist und an einer von ihrer Mittenachse versetzten Stelle eine Durchgangsöffnung aufweist. Die An­ triebswelle 7 verläuft durch diese Durchgangsöffnung in den Pumpenkörper 1 und ist zur Drehachse der Kolbentrommel 6 un­ ter einem Winkel R (Fig. 1) geneigt.

Zur winkelmäßig beweglichen und drehbaren Halterung der An­ triebswelle 7 ist zwischen der Antriebswelle 7 und dem Boden des Pumpenkörpers 1 ein halbkugelförmiger Gleitklotz 10 an­ geordnet. Der Gleitklotz 10 weist an seinem unteren Teil einen Vorsprung auf, der die Durchgangsöffnung im Boden des Pumpenkörpers 1 durchsetzt. Der Gleitklotz 10 haltert die An­ triebswelle 7 über ein Nadellager 8 und ein Rollenlager 9. Somit ist die Antriebswelle 7 in bezug auf den Pumpenkörper 1 drehbar und durch die Gleitbewegung des Gleitklotzes 10 an der inneren Bodenfläche 12 in bezug darauf schwenkbar.

Zwischen der Kolbentrommel 6 und der Antriebswelle 7 ist eine Zylinderstange 13 angeordnet, die gemeinsam mit einer Druck­ feder 14 verschiebbar in die Einführöffnung 6b eingesetzt ist. Die Zylinderstange 13 weist ein aus der Kolbentrommel 6 vorspringendes Ende auf, an dem ein kugelförmiger Kopf 13a ausgebildet ist. Die Kolbenhalterung 7a der Antriebswelle 7 weist in ihrem zentralen Teil eine Ausnehmung 7b zur drehba­ ren Aufnahme des kugelförmigen Kopfs 13a auf. Der kugelförmi­ ge Kopf 13a der Zylinderstange wird durch die Kraft der Druckfeder 14 ständig in Anlage in der Ausnehmung gehalten, und gleichzeitig wird die Kolbentrommel 6 in Richtung zur Ventilplatte 5 gedrückt.

In die jeweiligen Bohrungen 6a der Kolbentrommel 6 sind zwei Arten von Kolben verschiebbar eingesetzt. Mit 15 ist ein Paar von Antriebskolben bezeichnet, die jeweils in der Trommel­ bohrung 6a an entgegengesetzten Positionen mit der Zylinder­ stange 13 dazwischen angeordnet sind. Jeder Antriebskolben 15 hat einen im wesentlichen zylindrischen Schaft und ein Unter­ ende, das aus der jeweiligen Trommelbohrung 6a vorsteht und einen kugelförmigen Kopf 15a aufweist. Die Kolbenhalterung 7a der Antriebswelle 7 ist an entsprechenden Positionen mit einem Paar von Gleitnuten 7c zum Halten der entsprechenden kugelförmigen Köpfe 15a ausgebildet.

Wie Fig. 2 zeigt, verlaufen die Gleitnuten 7c in der Kolben­ halterung 7a nach radial außen. Ferner ist gemäß Fig. 3 jede Gleitnut 7c mit Halbkreisquerschnitt ausgebildet, der mit dem kugelförmigen Kopf 15a des entsprechenden Antriebskolbens 15 zusammenpaßt. Der kugelförmige Kopf 15a jedes Antriebskolbens 15 ist in der entsprechenden Gleitnut 7c angeordnet und ge­ halten und rotiert gemeinsam mit der Kolbenhalterung 7a. In diesem Zustand ist jeder der kugelförmigen Köpfe 15a in bezug auf die Kolbenhalterung 7a drehbar und radial verschiebbar, wird jedoch an einer Bewegung in Axialrichtung gehindert.

Im übrigen kann die Konstruktion zur Halterung der Antriebs­ kolben derjenigen eines Universalgelenks entsprechen, wie es beispielsweise in der eigenen US-PS 48 94 045 (entsprechend der nichtgeprüften JP-Patentveröffentlichung 63(1988)-308 220) beschrieben ist, auf die hier Bezug genommen wird.

Mit 16 sind weitere Kolben bezeichnet, die in den übrigen Trommelbohrungen 6a angeordnet sind. Jeder Kolben 16 hat ein in der entsprechenden Trommelbohrung 6a gleitendes Ende, und das aus der Trommelbohrung 6a vorstehende andere Ende hat einen kugelförmigen Kopf 16a. An einem Ende jedes Kolbens ist ein Dichtring 17 befestigt, und die Außenumfangsfläche des einen Endes, die die Wand der Trommelbohrung 6a berührt, ist insgesamt kugelförmig ausgebildet. Der Zwischenabschnitt zwi­ schen diesen Enden jedes Kolbens 16 ist so ausgebildet, daß sein Durchmesser ausreichend kleiner als der Innendurchmesser der jeweiligen Trommelbohrung 6a ist. Somit ist jeder Kolben 16 in bezug auf die entsprechende Trommelbohrung 6a schwenk­ bar, wobei die Umfangsfläche seines einen Endes in Kontakt mit der Wand der Trommelbohrung 6a gehalten ist. Die Kolben­ halterung 7a der Antriebswelle 7 ist an diesen Kolben 16 ent­ sprechenden Stellen mit halbkugeligen Ausnehmungen versehen, in denen die kugelförmigen Köpfe 16a der Kolben gehalten sind. Die kugelförmigen Köpfe 16a der Kolben sind in diesen Ausnehmungen so festgelegt, daß sie zwar schwenkbar, aber an einer Axialbewegung gehindert sind.

Wenn die Antriebswelle 7 in der so aufgebauten Axialkol­ benpumpe dreht, wird das Drehmoment der Welle auf die Kol­ bentrommel 6 durch die Kolbenhalterung 7a und die Antriebs­ kolben 15 übertragen. Die Kolbentrommel 6 wird synchron durch das so übertragene Drehmoment gedreht, und die Kolben 16 wer­ den gemeinsam gedreht. Zu diesem Zeitpunkt führt die Kolben­ halterung 7a, die in bezug auf die Kolbentrommel 6 schräg steht, eine Schwenkbewegung in bezug auf die Kolbentrommel 6 aus. Die Kolben 15 bzw. 16 gehen in bezug auf die Kolbentrom­ mel 6 hin und her, da sie mit ihren kugelförmigen Köpfen 15a und 16a an der Kolbenhalterung 7a gehalten sind. Die Kolben­ halterung 7a, der Deckel 2 usw. sind so angeordnet, daß die Kolben 15 und 16 entsprechend der Verbindung zwischen den jeweiligen Trommelbohrungen 6a und der Saugöffnung 2a oder der Drucköffnung 2b hin- und herbewegt werden. Auf diese Wei­ se wird durch die Hin- und Herbewegung dese Kolbens 15 oder 16 in jeder Trommelbohrung 6a ein Fluid angesaugt bzw. geför­ dert.

Wenn der Neigungswinkel 8 der Kolbenhalterung 7a im Gebrauch der Pumpe geändert wird, ergibt sich eine Differenz zwischen dem Teilkreis der Zylinderbohrungen 6a und dem Teilkreis der kugelförmigen Köpfe 15a der Kolben 15. In diesem Fall absor­ biert jeder Antriebskolben 15 diese Differenz infolge der Verlagerung seines kugelförmigen Kopfs 15a entlang der ent­ sprechenden Gleitnut 7c der Kolbenhalterung 7a in Radialrich­ tung des Teilkreises. Daher werden die Schaftabschnitte der Antriebskolben 15 zuverlässig in Flächenkontakt mit den je­ weiligen Trommelbohrungen 6a gebracht, ohne in bezug darauf schräggestellt zu werden, so daß die Kolben 15 ihre wesent­ liche Kolbenfunktion erfüllen und die Antriebskraft von der Antriebswelle 7 auf die Kolbentrommel 6 gleichmäßig über­ tragen. Andererseits absorbiert jeder Kolben 16 die genannte Differenz durch die Rotation seines einen Endes bzw. Kolben­ kopfs in bezug auf die entsprechende Trommelbohrung 6a, ob­ wohl sich der Kolben zur Trommelbohrung 6a neigt. In diesem Fall schlagen die Kolben 16 nicht an den Wänden der jewei­ ligen Trommelbohrungen 6a an, da jeder Kolben 16 den verrin­ gerten Durchmesser an seinem Zwischenabschnitt aufweist.

Die Pumpe dieses Ausführungsbeispiels ist eine Hochdruck-Ver­ stellpumpe, und die Schräglage der Kolbenhalterung 7a in be­ zug auf die Kolbentrommel 6 ändert sich, wenn die Antriebs­ welle 7 seitlich in Fig. 1 bewegt wird. Jeder Kolben ist in seinem hin- und hergehenden Hub je nach dieser Schräglage veränderlich, wodurch die Fördermenge bzw. Verdrängung geändert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in der Durchgangsöffnung am Boden des Gehäuses 3 ein Anschlag 3a vorgesehen, der die Schräglage des Gleitklotzes 10 auf maxi­ mal 20° begrenzt, wenn er mit dem unteren Vorsprung des Gleitklotzes 10 in Kontakt gelangt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden übermäßige Kräfte, die auf die jeweiligen kugelförmigen Köpfe der Kolben aufgebracht werden, gleichmäßig absorbiert, wodurch mechanische Schwin­ gungen verringert werden, obwohl die Kolben im Gebrauch eine elliptische Bewegung ausführen. Da einige der Kolben auch als Antriebsstangen wirken, wird die Pumpenkonstruktion weder kompliziert noch unnötig groß. Es ist daher möglich, eine kompakt gebaute und hochleistungsfähige Pumpe mit relativ ge­ ringen Kosten bereitzustellen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird nun eine Niederdruck- Axialkolbenpumpe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel hat die Pumpe ein im wesentlichen becherförmiges Gehäuse 30 mit einem von einem Deckel 20 abgeschlossenen offenen Ende. Eine Antriebswelle 70 verläuft koaxial durch den Boden des Gehäuses 30 und ist an diesem Boden und an dem Deckel 20 über Nadellager 80 und 90 drehbar gelagert. Das Nadellager 80 ist so angeordnet, daß ein Teil vom Boden des Gehäuses 30 in das Gehäuse ragt.

Um ein Ende der Antriebswelle 70 ist eine Kolbentrommel 60 drehfest auf der Antriebswelle 70 befestigt. Die Kolben­ trommel 60 liegt in Kontakt mit einer Ventilplatte 50, die am Deckel 20 befestigt ist. Die Kolbentrommel 60, der Deckel 20 und die Ventilplatte 50 sind ebenso wie die entsprechenden Bauteile des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet und werden nicht erneut beschrieben.

Eine Kolbenhalterung 102 ist schwenkbar über ein Kugelgleit­ lager 101 auf einem Zwischenabschnitt der Antriebswelle 70 angeordnet. Die Kolbentrommel 60 weist eine Vielzahl von Trommelbohrungen 60a auf, in die ein Paar von Antriebskolben 150 und weitere Kolben 160 verschiebbar eingesetzt sind. Die Antriebskolben 150 und die Kolben 160 sind an ihren einen Enden jeweils mit kugelförmigen Köpfen 150a und 160a ausge­ bildet, die in der Kolbenhalterung 102 aufgenommen sind. Die Kolben 150, 160 und die Kolbenhalterung 102 mit Gleitnuten und Ausnehmungen zur Halterung dieser Kolben können ebenso wie im Fall des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet sein, und ihre Beschreibung entfällt daher. Eine Druckfeder 100 um­ gibt die Antriebswelle 70 zwischen dem Kugelgleitlager 101 und der Kolbentrommel 60, so daß die Kolbentrommel 60 durch die Federkraft ständig gegen die Ventilplatte 50 gedrückt ist.

An der Rückseite der Kolbenhalterung 102 ist eine Schräg­ scheibe 110 vorgesehen, die ein zylindrisches Teil mit einer unter einem vorbestimmten Winkel 0 geneigten Fläche ist. Die Schrägscheibe 110 ist so angeordnet, daß ihre Schrägfläche mit der Rückseite der Kolbenhalterung 102 in Kontakt liegt, und daher ist die Kolbenhalterung 102 unter dem Winkel 0 zu der Kolbentrommel 60 geneigt. Der hohle Teil der Schrägschei­ be 110 ist so ausgelegt, daß sein Innendurchmesser sich eng­ passend um den Außenumfang des Nadellagers 80, das aus der Unterseite des Gehäuses 30 vorsteht, schmiegt. Die Schräg­ scheibe 110 ist am Boden des Gehäuses 30 über das Nadellager 80 und einen Positionierbolzen 103 positioniert und daran mit Schrauben oder dergleichen (nicht gezeigt) befestigt.

Bei dieser Pumpe dreht die Kolbentrommel 60 gemeinsam mit der Antriebswelle 70, wenn letztere angetrieben wird. Das Dreh­ moment oder die Drehkraft der Kolbentrommel 60 wird auf die Kolbenhalterung 102 über die beiden Antriebskolben 150 über­ tragen, so daß die Kolbenhalterung 102 synchron auf der Schrägscheibe 110 gedreht wird. Während die Kolbenhalterung 102 auf der Schrägfläche der Schrägscheibe 110 dreht, gehen die Kolben in den jeweiligen Trommelbohrungen 60a hin und her und leisten Saug- und Förderarbeit.

Die Pumpe des zweiten Ausführungsbeispiels ist im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel eine Konstantpumpe, weil die Schrägfläche der Schrägscheibe 110 unter einem unveränder­ lichen Winkel eingestellt ist. Bevorzugt werden mehrere Schrägscheiben 110, die voneinander hinsichtlich des Nei­ gungswinkels verschieden sind, vorgesehen, so daß die För­ dermenge der Pumpe durch Austauschen der Schrägscheibe 110 je nach Bedarf gewählt werden kann. Da in diesem Fall der För­ derdruck der Pumpe willkürlich und sehr einfach von Nieder­ druck auf Hochdruck änderbar ist, ist der Einsatzbereich der Pumpe erweitert.

Ebenso wie im ersten Fall erfolgt auch bei dem zweiten Aus­ führungsbeispiel kein Anschlagen der Kolben einschließlich der Antriebskolben an den Bohrungswandungen der Kolbentrom­ mel, und die Antriebskolben übertragen in positiver Weise Drehkraft. Somit kann mit einfachen Herstellungsschritten und relativ niedrigen Kosten eine geräuscharme und kleine Nie­ derdruckpumpe gebaut werden. Die Positionierung der Schräg­ scheibe 110 ist ebenfalls relativ einfach, weil sie mit Hilfe des Nadellagers 80 positioniert wird, wodurch die Montage der Pumpe stark vereinfacht ist. Im übrigen kann der Pumpenkörper ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel zwar allgemein aus einem Metall wie etwa einer Aluminiumlegierung bestehen, aber zur weiteren Gewichtsverringerung der Pumpe sind auch Kunst­ stoffe einsetzbar.

Claims (18)

1. Axialkolbenpumpe, gekennzeichnet durch eine Antriebswelle (7), eine drehbare Kolbentrommel (6) mit einer Vielzahl von um ihre Drehachse herum und parallel dazu gebildeten Trommelbohrungen (6a), eine Einrichtung zum Ver­ binden der Antriebswelle (7) mit der Kolbentrommel (6), so daß die Kolbentrommel synchron mit der Antriebswelle drehbar ist, in den jeweiligen Trommelbohrungen (6a) verschiebbar angeordnete Kolben (15, 16) und eine auf der Antriebswelle (7) angeordnete Kolbenhalterung (7a), die jeweils ein Ende der Kolben (15, 16) schwenkbar so haltert, daß dieses eine Ende jedes Kolbens synchron mit der Kolbentrommel (6) in einer relativ dazu geneigten Ebene dreht, wobei zwei (15) der Kolben (15, 16) in Flächenkontakt mit entsprechenden Trommelbohrungen (6a) angeordnet sind und als Antriebsstangen wirken, die Drehkraft zwischen der Kolben­ trommel (6) und der Kolbenhalterung (7a) übertragen.

2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ungerade Anzahl Trommelbohrungen (6a) vorgesehen ist und daß die beiden Kolben (15) zueinander entgegengesetzt mit der Drehachse der Kolbentrommel (6) zwischen sich angeordnet sind.

3. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der anderen Kolben (16) in bezug auf die jeweilige Trommelbohrung (6a) schwenkbar ist.

4. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der anderen Kolben (16) ein Ende (16a) hat, das kugelförmig ausgebildet und in einer in der Kolbenhalterung (7a) gebildeten halbkugelförmigen Ausnehmung drehbar ge­ halten ist.

5. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der anderen Kolben (16) ein zweites Ende (17) hat, das an einer Außenumfangsfläche insgesamt kugelförmig aus­ gebildet ist und mit einer Innenfläche der jeweiligen Trom­ melbohrung (6a) in Kontakt gelangt, und daß ein Abschnitt zwischen dem einen Ende (16a) und dem zweiten Ende (17) jedes der anderen Kolben (16) kleineren Durchmesser als die ent­ sprechende Trommelbohrung hat, so daß dieser Abschnitt wäh­ rend der Schwenkbewegung jedes dieser anderen Kolben (16) an einem Kontakt mit der Trommelbohrung gehindert ist.

6. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Kolben (15) an einem Kolbenschaft zylindrisch ist, so daß er in bezug auf die entsprechende Trommelbohrung (6a) drehbar und verschiebbar ist, und daß das eine Ende (15a) jedes der beiden als Antriebsstangen wir­ kenden Kolben (15) in der Kolbenhalterung (7a) radialver­ schiebbar gehalten ist, so daß das eine Ende (15a) jedes der beiden als Antriebsstangen wirkenden Kolben (15) entsprechend der Drehung der Kolbenhalterung darin radial bewegbar ist, um eine Neigung der beiden Kolben (15) in bezug auf ihre Trom­ melbohrungen (6a) zu verhindern und zwischen den beiden Kol­ ben (15) und den entsprechenden Trommelbohrungen (6a) einen geeigneten Flächenkontakt zu unterhalten.

7. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (15a) jedes der beiden als Antriebsstangen wirkenden Kolben (15) kugelförmig ausgebildet und jeweils in einer entsprechenden Gleitnut (7c) drehbar gehaltert ist, die in der Kolbenhalterung (7a) gebildet und halbkugelförmigen Querschnitt hat.

8. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) schräg zu der Drehachse der Kolben­ trommel (6) angeordnet ist, daß die Kolbenhalterung (7a) koaxial und integral mit einem Ende der Antriebswelle (7) gebildet ist, und daß die beiden Kolben (15) eine Drehan­ triebskraft von der Kolbenhalterung (7a) auf die Kolbentrom­ mel (6) übertragen und somit als die synchrone Dreheinrich­ tung wirken.

9. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) schwenkbar angeordnet und hinsicht­ lich ihres Neigungswinkels zur Drehachse der Kolbentrommel (6) veränderlich ist.

10. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbentrommel (6) in einem hermetischen Pumpenkörper (1) über eine Ventilplatte (5) drehbar gehaltert ist, daß die Antriebswelle (7) so angeordnet ist, daß die Kolbenhalterung (7a) den Trommelbohrungen (6a) der Kolbentrommel (6) gegen­ übersteht, und daß eine Trommelwelle (4) und eine Druckfeder (14) zwischen der Kolbenhalterung (7a) und der Kolbentrommel (6) angeordnet sind und die Kolbentrommel (6) gegen die Ven­ tilplatte (5) drücken.

11. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) in einem Gleitklotz (10), der in dem Pumpenkörper (1) schwenkbar ist, drehbar gelagert ist, so daß ein Neigungswinkel der Antriebswelle (7) relativ zu der Drehachse der Kolbentrommel (6) veränderlich ist.

12. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbentrommel (6) an einer Kolbenwelle (4) drehbar gehaltert ist, die fest am Pumpenkörper angeordnet ist und in diesen verläuft.

13. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbentrommel (60) auf der Antriebswelle (70) koaxial und verschiebbar angeordnet ist und Drehkraft von der An­ triebswelle über die Verbindungseinrichtung zum gemeinsamen Drehen mit der Antriebswelle erhält, daß die Kolbenhalterung (102) auf der Antriebswelle (70) über ein Kugelgleitlager (101) drehbar und schwenkbar angeordnet ist, und daß die zwei Kolben (150) die Drehkraft von der Kolbentrommel (60) auf die Kolbenhalterung (102) übertragen und dadurch die Kolbenhal­ terung synchron mit der Kolbentrommel drehen.

14. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbentrommel (60) in einem hermetischen Gehäuse (20, 30) aufgenommen ist, daß die Antriebswelle (70) über ein wei­ teres Lager (80) drehbar am Gehäuse abgestützt ist, und daß zwischen dem Kugelgleitlager (101) der Antriebswelle (70) und der Kolbentrommel (60) eine Druckfeder (100) angeordnet ist, die die Kolbentrommel (60) über eine Ventilplatte (50) zum Gehäuse drückt.

15. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenhalterung (102) relativ zu der Kolbentrommel (60) durch den Kontakt der Kolbenhalterung mit einer Schräg­ scheibe (110), die eine unter einem unveränderlichen Winkel geneigte Oberfläche hat, geneigt ist.

16. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägscheibe (110) auf der von der Kolbentrommel (60) fernen Seite der Kolbenhalterung (102) angeordnet ist und daß die Kolbenhalterung (102) auf der Schrägfläche der Schrägscheibe (110) dreht.

17. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägscheibe (110) an dem Gehäuse fest angeordnet ist.

18. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägscheibe (110) in Zylinderform mit einem hohlen Abschnitt in ihrer Mitte ausgebildet ist und daß das die An­ triebswelle am Gehäuse abstützende andere Lager (80) in den hohlen Abschnitt der Schrägscheibe (110) eingesetzt und in seiner Lage am Gehäuse positioniert ist.