DE4225381A1 - Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise - Google Patents
Axialkolbenpumpe in SchrägscheibenbauweiseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe in Schrägscheiben
bauweise mit gekoppelter Hilfspumpe.
Eine derartige Axialkolbenpumpe ist in der DE 26 52 231 C2
beschrieben. Die als Zahnpumpe ausgeführte Hilfspumpe ist an
der Außenseite des Steuerbodens der Axialkolbenpumpe befestigt,
wobei bereits eine teilweise Integration der Hilfspumpe in den
Steuerboden der Hauptpumpe vorhanden ist, um einen kleinen
Gesamtbauraum dieses aus zwei Pumpen bestehenden Aggregats zu
erreichen. Der Antrieb der Hilfspumpe erfolgt mittels einer
koaxial zur Antriebswelle der Hauptpumpe angeordneten Welle,
die durch eine Muffe mit der Antriebswelle verbunden ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine
Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art zur Verfügung zu
stellen, die im Bauraum weiter verringert ist und weniger
Bauteile aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Hilfspumpe innerhalb der Axialkolbenmaschine in dem dem
Steuerspiegel unmittelbar benachbarten Bereich angeordnet ist.
Die Hilfspumpe befindet sich also innerhalb der Bauteile der
Hauptpumpe, wodurch sich die kürzestmögliche Baulänge ergibt.
Ein separates Pumpengehäuse für die Hilfspumpe entfällt. Die
Herstellkosten für die erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe sind
daher gering.
Bei einer Ausführung der Hilfspumpe als Verdrängerpumpe, die
einen Rotor sowie ein Hohlrad aufweist, das den Rotor
umschließt, wird gemäß einer Ausgestaltung des
Erfindungsgedankens vorgeschlagen, daß der Rotor zwischen der
Zylindertrommel und dem Steuerspiegel angeordnet und mit der
Zylindertrommel und/oder der Antriebswelle drehfest verbunden
ist, wobei der Rotor mit Ausnehmungen zur Verbindung der in der
Zylindertrommel angeordneten Arbeitsbohrungen mit den
Steuerschlitzen im Steuerspiegel versehen ist.
Vorteilhaft ist eine Ausbildung der Hilfspumpe als
Radialkolbenpumpe. In diesem Fall erweist es sich im Hinblick
auf eine einfache Herstellung und damit geringe Kosten als
günstig, wenn der Rotor radiale Bohrungen aufweist, die im Raum
zwischen den Ausnehmungen zur Verbindung der Arbeitsbohrungen
der Zylindertrommel mit den Steuerschlitzen des Steuerspiegels
angeordnet und mit einer am Steuerspiegel vorgesehenen
Umsteuer-Einrichtung für die Hilfspumpe verbunden sind, wobei
in die radialen Bohrungen jeweils ein Kolben eintaucht, der in
Wirkverbindung mit einer am Hohlrad angeformten Kurvenbahn
steht.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Rotor mit einer
in Richtung zum Steuerspiegel wirksamen Anpreßvorrichtung
versehen. Hierdurch werden die bei der Umlenkung des von
der Hilfspumpe geförderten Flüssigkeitsstromes aus den radialen
Bohrungen in die Umsteuer-Einrichtung erzeugten Axialkräfte
kompensiert, die bestrebt sind, den Rotor der Hilfspumpe und
damit die Zylindertrommel vom Steuerspiegel weg zu drücken.
Eine andere günstige Ausbildung der Erfindung, bei der die
Hilfspumpe als Verdrängerpumpe ausgebildet ist und einen Rotor
sowie ein Hohlrad aufweist, das den Rotor umschließt, sieht
vor, daß der Rotor am Außenumfang der Zylindertrommel oder
eines damit verbundenen Bauteils angeformt oder befestigt ist.
Daneben gibt es aber auch die Möglichkeit, den Steuerspiegel an
einem Zapfen oder an einem mit diesem verbundenen Bauteil zu
bilden und den mit der Zylindertrommel drehfest verbundenen
Rotor um die Umfangsfläche des Zapfens anzuordnen. Hierbei ist
zweckmäßigerweise der Rotor drehbar auf dem als Lagerbock
ausgebildeten Zapfen gelagert.
Eine andere vorteilhafte Variante sieht vor, daß die Hilfspumpe
der zylindertrommelfernen Stirnseite einer mit dem
Steuerspiegel versehenen Steuerscheibe benachbart ist.
Die drei vorgenannten Varianten erweisen sich als besonders
günstig, wenn die Hilfspumpe als Zahnpumpe ausgebildet ist. Es
ergeben sich geringe Herstellkosten, da nur wenige Bauteile
benötigt werden. Insbesondere bedarf es keiner Kupplungsmuffen
oder -wellen zum Antrieb der Hilfspumpe.
Alle beschriebenen Bauformen eignen sich für den Einsatz in
hydrostatischen Getrieben im offenen oder geschlossenen
Kreislauf. Wird die Axialkolbenpumpe allerdings in einem
offenen hydrostatischen Kreislauf eingesetzt, so kann ein
gemeinsamer Ansaugkanal für die Axialkolbenpumpe und die
Hilfspumpe vorgesehen werden, was die Herstellkosten weiter
verringert.
Wenn die oben angeführte Variante einer Axialkolbenpumpe, bei
der die Hilfspumpe der zylindertrommelfernen Stirnseite einer
mit dem Steuerspiegel versehenen Steuerscheibe benachbart ist,
im offenen Kreislauf verwendet wird, und die Hilfspumpe als
Innenzahnradpumpe ausgeführt ist, so erweist sich eine
Anordnung als vorteilhaft, bei der die Steuerscheibe als
Dichtscheibe zur Hilfspumpe ausgebildet und der
Druck-Steuerschlitz der Steuerscheibe über die Sichel der
Hilfspumpe mit dem Druck-Kanal der Axialkolbenpumpe verbunden
ist.
Es ist günstig, wenn sich die Antriebswelle der
Axialkolbenpumpe in axialer Richtung über die Hilfspumpe hinaus
erstreckt und im außenseitennahen Bereich des Steuerbodens
Mittel zum Abgriff der Antriebsbewegung vorgesehen sind. Auf
diese Weise können von der Axialkolbenpumpe zusätzliche
Aggregate angetrieben werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand
der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungs
beispiele näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Axialkolbenpumpe mit einer zwischen Zylindertrommel
und Steuerspiegel angeordneten Hilfspumpe;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Axialkolbenpumpe mit einer Radialkolbenpumpe als
Hilfspumpe;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Variante einer
erfindungsgemäßen Axialkolbenpumpe;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Axialkolbenpumpe mit einer um einen Lagerbock, an dem
der Steuerspiegel gebildet ist, angeordneten
Hilfspumpe;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Axialkolbenpumpe mit einer hinter einer Steuerscheibe
angeordneten Hilfspumpe.
Die Axialkolbenpumpe weist ein Gehäuse 1 auf und einen
Gehäusedeckel, der im folgenden als Steuerboden 2 bezeichnet
wird. Innerhalb des Gehäuses ist in bekannter Weise eine
Zylindertrommel 3 angeordnet, die mit einer Mehrzahl von
konzentrischen Arbeitsbohrungen 4 versehen ist, in denen
Arbeitskolben 5 längsbeweglich sind, die sich an einer
Schrägscheibe abstützen. Bei der in den Figuren gezeigten
Axialkolbenpumpe handelt es sich um eine solche mit konstantem
Fördervolumen, bei der die Schrägscheibe direkt am Gehäuse l
angeformt ist. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf
Pumpen dieses Typs beschränkt.
Die Zylindertrommel 3 ist drehfest mit einer Antriebswelle 6
verbunden, die im Gehäuse 1 und im Steuerboden 2 gelagert ist.
Der Steuerboden 2 ist mit einem in einer Ebene E angeordneten
Steuerspiegel versehen, der Steuerschlitze (diese sind in der
Regel nierenförmig und werden auch als "Steuernieren"
bezeichnet) aufweist, in die Saug- und Druckkanäle münden.
Zwischen dem Steuerspiegel und der Zylindertrommel 3 ist eine
als Innenzahnradpumpe ausgebildete Hilfspumpe 7 angeordnet, die
einen Rotor 8 aufweist und ein Hohlrad 9, das den Rotor 8
umgibt. Es kommen aber auch andere Formen von Verdrängerpumpen
in Betracht, beispielsweise Flügelzellenpumpen.
Die Stirnwände der Innenzahnradpumpe werden vom Steuerboden 2
und von einer im Gehäuse 1 angeordneten Dichtscheibe 1a
gebildet. Der Rotor 8 der Innenzahnradpumpe ist mit der
Zylindertrommel 3 drehfest verbunden. Von den Arbeitsbohrungen
4 in der Zylindertrommel 3 führen Kanäle 10 zu Ausnehmungen 11
des Rotors 8, die bei Drehung der Zylindertrommel 3 und damit
des Rotors 8 die Steuerschlitze überstreichen und mit den Saug- und
Druckkanälen verbunden werden. Hierbei ist ein gemeinsamer
Saugkanal 12 für die Hilfspumpe 7 und die Axialkolbenpumpe
vorgesehen. Auf der Druckseite ist ein gestricht dargestellter
erster Druckkanal 13 der Hauptpumpe zugeordnet und ein zweiter
Druckkanal 14 der Hilfspumpe 7. Die gezeigte
Axialkolbenmaschine wird im offenen Kreislauf eingesetzt.
Bei Drehung der Antriebswelle 6 wird Druckmittel aus dem
Saugkanal 12 sowohl von der Hilfspumpe 7 als auch von der
Axialkolbenpumpe angesaugt. Das von der Hauptpumpe angesaugte
Druckmittel wird durch den ersten Druckkanal 13 weitergeleitet,
hingegen das von der Hilfspumpe 7 angesaugte Druckmittel durch
den zweiten Druckkanal 14.
Die Antriebswelle 6 erstreckt sich über die Lagerstelle im
Steuerboden 2 hinaus und ist mit einem Abgriff 6a versehen, so
daß weitere Aggregate durch eine Bohrung 2a im Steuerboden an
den Abgriff 6a der Antriebswelle 6 angeschlossen und damit
durch die Axialkolbenpumpe angetrieben werden können.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von
von demjenigen nach Fig. 1 in erster Linie dadurch, daß an
Stelle einer Innzahnradpumpe eine Radialkolbenpumpe als
Hilfspumpe 7 vorgesehen ist. Darüber hinaus ist das
Fördervolumen der Hauptpumpe mittels einer schwenkbaren
Schrägscheibe 15 einstellbar. Der Rotor 80 der Hilfspumpe 7
bildet den Abschluß der Zylindertrommel 3 in Richtung zum
Steuerspiegel, wobei die Übertragung der Antriebsbewegung nicht
durch die Zylindertrommel 3 erfolgt, wie im Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 gezeigt, sondern mittels einer Stiftverbindung
zur Antriebswelle 6.
Der Rotor 80 ist ebenso wie der Rotor 8 mit Ausnehmungen 11 zur
Verbindung der Arbeitsbohrungen 4 der Zylindertrommel 3 mit den
Steuerschlitzen des Steuerspiegels versehen. Im Raum zwischen
den Ausnehmungen sind radiale Bohrungen 16 angeordnet, in die
jeweils ein Kolben 17 eintaucht, der in Wirkverbindung mit
einer am Innendurchmesser des Hohlrads 90 angeformten
Kurvenbahn steht. Hierbei werden die Kolben 17 mittels einer
geeigneten Rückhalteeinrichtung, in diesem Ausführungsbeispiel
mittels eines Halterings 18, in Eingriff mit der Kurvenbahn
gehalten, so daß bei Rotation des Rotors 80 die Kolben 17 in
Folge des Entlanggleitens längs der Kurvenbahn am Hohlrad
(Stator) 90 eine Hubbewegung innerhalb der Bohrungen 16
vollführen. Die Bohrungen 16 sind mit einer am Steuerspiegel
vorgesehenen Umsteuer-Einrichtung (Steuerschlitze) für die
Hilfspumpe 7 verbunden.
Die bei der Umlenkung des von der Hilfspumpe 7 geförderten
Flüssigkeitsstromes aus den radialen Bohrungen 16 in die
Umsteuer-Einrichtung erzeugten Axialkräfte, die bestrebt sind,
den Rotor 80 der Hilfspumpe 7 und damit die Zylindertrommel 3
der Hauptpumpe vom Steuerspiegel weg zu drücken, werden mit
einer in Richtung zum Steuerspiegel wirksamen Anpreßvorrichtung
kompensiert. Hierzu ist ein in einer Ringnut des Rotors 80
angeordneter Ringkolben 19 in axialer Richtung gegen die
Antriebswelle 6 abgestützt. Bei Beaufschlagung der Ringnut und
damit des Ringkolbens 19 mit Druckmittel wird der Rotor 80
gegen den Steuerspiegel gedrückt.
Die dargestellte Axialkolbenpumpe kann im geschlossenen
hydrostatischen Kreislauf eingesetzt werden, da sowohl die
Hauptpumpe als auch die Hilfspumpe 7 jeweils einen eigenen
Saug- und Druckkanal aufweisen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 weist die als
Innenzahnradpumpe ausgebildete Hilfspumpe 7 einen zweiteiligen
Rotor auf. Dabei bildet ein inneres Rotorteil 81a, dessen
Außendurchmesser annähernd gleich ist dem Außendurchmesser der
Zylindertrommel 3, einen Abschlußdeckel zur Zylindertrommel 3.
Am Außenumfang des Rotorteils 81a bzw. der Zylindertrommel 3
ist ein Verzahnungsteil 81b befestigt oder angeformt, das mit
einer Innenverzahnung des Hohlrads 91 kämmt. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß durch Austausch des Steuerbodens 2 samt
Hohlrad 91 und des Rotors 81a, 81b mit den entsprechenden
Teilen des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 die Axialkolben
pumpe in eine Ausführung mit einer Radialkolbenpumpe als
Hilfspumpe umgerüstet werden kann.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiele weist eine
Axialkolbenpumpe auf, bei der der Steuerspiegel (in diesem
Beispiel sphärisch ausgeführt) an einem Zapfen 20 des
Steuerbodens 2 gebildet ist. Der mit der Zylindertrommel 3
drehfest verbundene Rotor 8 der als Innenzahnradpumpe
ausgebildeten Hilfspumpe 7 ist um die Umfangsfläche des Zapfens
20 angeordnet. Hierbei ist der Rotor 8 drehbar auf dem Zapfen
20 gelagert, der somit die Funktion eines Lagerbocks übernimmt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 gezeigt. Dabei
ist die Hilfspumpe 7 als Innenzahnradpumpe ausgebildet, die der
zylindertrommelfernen Stirnseite einer Steuerscheibe 21
benachbart ist. Der Steuerspiegel ist an der Steuerscheibe 21
gebildet, die als Dichtscheibe zur Hilfspumpe 7 fungiert. Auch
hier ist, wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, ein
gemeinsamer Saugkanal 12 für die Hauptpumpe und die Hilfspumpe
7 vorhanden sowie ein erster Druckkanal 13 für die Hauptpumpe
und ein zweiter Druckkanal 14 für die Hilfspumpe 7. Der erste
Druckkanal 13, der der Abfuhr von Druckmittel aus der
Hauptpumpe dient, ist dabei mit dem Druck-Steuerschlitz der
Steuerscheibe 21 über die Sichel 22 der Hilfspumpe 7 verbunden.
Die Sichel 22 ist am Steuerboden 2 angeformt, kann aber auch an
diesem lösbar befestigt sein.
Claims (13)
1. Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise mit gekoppelter
Hilfspumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspumpe (7)
innerhalb der Axialkolbenmaschine in dem dem Steuerspiegel
unmittelbar benachbarten Bereich angeordnet ist.
2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, wobei die Hilfspumpe als
Verdrängerpumpe ausgebildet ist und einen Rotor sowie ein
Hohlrad aufweist, das den Rotor umschließt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (8) zwischen der
Zylindertrommel (3) und dem Steuerspiegel angeordnet und
mit der Zylindertrommel (3) und/oder der Antriebswelle (6)
drehfest verbunden ist, wobei der Rotor (8) mit
Ausnehmungen (11) zur Verbindung der in der
Zylindertrommel (3) angeordneten Arbeitsbohrungen (4) mit
den Steuerschlitzen im Steuerspiegel versehen ist.
3. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hilfspumpe (7) als Radialkolbenpumpe ausgebildet
ist.
4. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (80) radiale Bohrungen (16) aufweist, die im
Raum zwischen den Ausnehmungen (11) zur Verbindung der
Arbeitsbohrungen (4) der Zylindertrommel (3) mit den
Steuerschlitzen des Steuerspiegels angeordnet und mit
einer am Steuerspiegel vorgesehenen Umsteuer-Einrichtung
für die Hilfspumpe (7) verbunden sind, wobei in die
radialen Bohrungen (16) jeweils ein Kolben (17) eintaucht,
der in Wirkverbindung mit einer am Hohlrad (90)
angeformten Kurvenbahn steht.
5. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet
daß der Rotor (80) mit einer in Richtung zum Steuerspiegel
wirksamen Anpreßvorrichtung (19) versehen ist.
6. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, wobei die Hilfspumpe als
Verdrängerpumpe ausgebildet ist und einen Rotor sowie ein
Hohlrad aufweist, das den Rotor umschließt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (81a, 81b) am Außenumfang
der Zylindertrommel (3) oder eines damit verbundenen
Bauteils (81a) angeformt oder befestigt ist.
7. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, wobei die Hilfspumpe als
Verdrängerpumpe ausgebildet ist und einen Rotor sowie ein
Hohlrad aufweist, das den Rotor umschließt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuerspiegel an einem Zapfen (20)
oder an einem mit diesem verbundenen Bauteil gebildet ist
und der mit der Zylindertrommel (3) drehfest verbundene
Rotor (8) um die Umfangsfläche des Zapfens (20) angeordnet
ist.
8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (8) drehbar auf dem als
Lagerbock ausgebildeten Zapfen (20) gelagert ist.
9. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, wobei die Hilfspumpe als
Verdrängerpumpe ausgebildet ist und einen Rotor sowie ein
Hohlrad aufweist, das den Rotor umschließt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hilfspumpe (7) der
zylindertrommelfernen Stirnseite einer mit dem
Steuerspiegel versehenen Steuerscheibe (21) benachbart ist.
10. Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 oder 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspumpe (7) als
Zahnpumpe ausgebildet ist.
11. Axialkolbenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
wobei die Axialkolbenpumpe in einem offenen
hydrostatischen Kreislauf angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Ansaugkanal (12) für
die Axialkolbenpumpe und die Hilfspumpe (7) vorgesehen ist.
12. Axialkolbenmaschine nach den Ansprüchen 9, 10 und 11,
wobei die Hilfspumpe als Innenzahnradpumpe ausgeführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (21) als
Dichtscheibe zur Hilfspumpe (7) ausgegebildet und der
Druck-Steuerschlitz der Steuerscheibe (21) über die Sichel (22)
der Hilfspumpe (7) mit dem Druck-Kanal (13) der
Axialkolbenpumpe verbunden ist.
13. Axialkolbenmaschine nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die
Antriebswelle (6) der Axialkolbenpumpe in axialer Richtung
über die Hilfspumpe (7) hinaus erstreckt und im
außenseitennahen Bereich des Steuerbodens (2) Mittel (6a)
zum Abgriff der Antriebsbewegung vorgesehen sind.
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DE4225381A1 true DE4225381A1 (de) | 1994-02-03 |
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ID=6464594
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- 1992-07-31 DE DE4225381A patent/DE4225381B4/de not_active Expired - Fee Related
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Owner name: LINDE MATERIAL HANDLING GMBH & CO. KG, 63743 A, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LINDE MATERIAL HANDLING GMBH, 63743 ASCHAFFENB, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |