DE4236818A1 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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-
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B25/00—Multi-stage pumps
- F04B25/04—Multi-stage pumps having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kolbenpumpe mit
variabler Verdrängung zum Antrieb eines Hydraulikmotors,
der wiederum einen Kühlmittelkompressor antreibt, der in
ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeuges einge
baut ist und zur hydraulischen Betätigung verschiedener
hydraulischer Einrichtungen, die auf Fahrzeugen für einen
speziellen Zweck aufgebaut sind, einschließlich industriel
ler Fahrzeuge, wie Muldenkipper, Müllwagen und Sanitärfahr
zeuge dient. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf
eine hydraulische Kolbenpumpe mit variabler Verdrängung,
die mit einem Selbstschutz ausgerüstet ist, der in der
Lage ist, zu verhindern, daß die Antriebswelle der Pumpe
einer Überlastung ausgesetzt wird, um damit die Pumpe
gegen einen mechanischem Bruch der inneren Bauelemente
der Pumpe zu schützen.
Axialkolbenpumpen (die nachfolgend einfach als Pumpen be
zeichnet werden sollen) sind für verschiedene industrielle
Maschinen und industrielle Fahrzeuge eingesetzt worden.
Die Fig. 3 zeigt eine herkömmliche Hydraulikpumpe mit va
riabler Verdrängung, die mit einer Einrichtung versehen ist,
mittels welcher der Neigungswinkel einer Taumelscheibe ein
bestellt werden kann, die die hin- und hergehende Bewegung
der Axialkolben bewirkt. Die Pumpe ist mit einem einen Hohl
raum aufweisenden Gehäuse 1, einer Endkappe 2, die das offene
Ende des Gehäuses 1 abschließt, sowie einem Kurbelgehäuse 3
versehen, das in dem beschlossenen Gehäuse 1 ausgebildet ist.
Eine Antriebswelle 4 erstreckt sich durch das Kurbelgehäuse 3
und ist drehbar durch Lager 5 in dem Gehäuse 1 und der End
kappe 2 gehalten. Ein Zylinderblock 6 ist auf der Antriebswelle
4 montiert und dreht sich zusammen mit der Antriebswelle 4
in dem Kurbelgehäuse 3. Der Zylinderblock 6 ist mit einer
Mehrzahl von Zylinderbohrungen 7 versehen, die um die Ro
tationsachse der Antriebswelle 4 herum und parallel zu dieser
angeordnet sind, wobei die jeweiligen Zylinderbohrungen 7
gleitend hierin jeweils einen verschiebbaren Kolben 10 auf
nehmen, der mit der Taumelplatte 9 über Schuhe 8 in Ver
bindung steht.
Eine Ventilplatte 11 ist zwischen dem offenen Ende des Ge
häuses 1 und der Endkappe 2 angeordnet und an der Innen
fläche der Endkappe 2 befestigt, um die jeweils offenen
Enden der Zylinderbohrungen 7 abzuschließen. Die Zylinder
platte 11 ist mit einer Ansaugöffnung 12a und einer Ausgabe
öffnung 12b versehen, die jeweils als gekrümmte Durchgangs
bohrungen ausgebildet sind. Die Ansaug- und Ausgabeöffnungen
12a und 12b sind kreisbogenförmig verlängert, so daß die
jeweiligen Öffnungen in Verbindung treten können jeweils
mit den Zylinderbohrungen 7 über ein offenes Ende 7a für
eine bestimmte Zeitdauer während der Drehung des Zylinder
blockes 6. Die Ansaug- und Ausgabeöffnungen 12a und 12b
stehen auch in ständiger Verbindung mit Ansaug- und Aus
gabebohrungen 13a bzw. 13b, die in der Endkappe 2 ausge
bildet sind.
Wenn der Zylinderblock 6 zusammen mit der Antriebswelle 4
gedreht wird, werden die jeweiligen Kolben 10, die an die
Taumelscheibe 9 angeschlossen sind, in den jeweiligen Zy
linderbohrungen 7 hin- und hergeschoben, so daß sie eine
Zunahme und eine Abnahme des abgeschlossenen Volumens der
jeweiligen Zylinderbohrungen 7 bewirken. Wenn somit das ab
geschlossene Volumen einer jeden Zylinderbohrung 7 ansteigt,
steht die Zylinderbohrung 7 in Verbindung mit der Ansaug
öffnung 12a, um somit das Betriebsöl zu pumpen. Wenn das
abgeschlossene Volumen einer jeden Zylinderbohrung 7 ab
nimmt, steht die Zylinderbohrung 7 in Verbindung mit der
Ausgabeöffnung 12b, um somit das Betriebsöl abzugeben.
Die Taumelscheibe 9 ist schwenkbar durch (in Fig. 3 nicht
dargestellte) Wellenstümpfe gehalten und wird ständig und
flexibel in Richtung auf eine Position mit großem Neigungs
winkel gehalten, wobei die Taumelplatte 9 einen großen
Neigungswinkel relativ zu einer Ebene besitzt, die senk
recht zur Rotationsachse der Antriebswelle 4 steht. Hierzu
ist eine Steuerfeder 14 vorgesehen, die einen konstanten
Druck auf die Taumelplatte 9 ausübt, in einer Position,
die einen Abstand von ihrer Schwenkachse besitzt.
Die Taumelscheibe 9 steht außerdem in Anlage mit einem
linear verschiebbaren Steuerzylinder 15 in einer Position,
die der vorbeschriebenen Position diametral gegenüberliegt.
Wenn somit der Steuerzylinder 15 hydraulisch vor- und
zurückgeschoben wird, durch unter Druck stehendes Öl, das
von der Ausgabebohrung 13b der Pumpe über einen Steuer
kreislauf, der ein Öffnungs- und Schließventil 16 umfaßt,
zugeführt wird, wird die Taumelscheibe 9 um ihre Schwenk
achse geschwenkt, um damit ihren Neigungswinkel in bezug
auf die Ebene senkrecht zur Achse der Antriebswelle 4 an
steigen und abnehmen zu lassen, gegen den konstanten Druck
der Steuerfeder 14. Dementsprechend wird entsprechend einer
Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 9 die theo
retische Verdrängung der Pumpe pro Umdrehung des Zylinder
blockes einstellbar verändert.
Nichtsdestoweniger besitzt die vorerwähnte variable Ver
drängerpumpe den Nachteil, daß die Steuerfeder 14 so an
geordnet ist, daß ein konstanter Druck auf die Taumelschei
be 9 in Richtung auf eine Position mit großem Neigungs
winkel ausgeübt wird. Wenn der Betrieb der Pumpe einge
halten wird, nimmt die Taumelscheibe 9 stets durch den
Druck der Feder die Position mit dem größten Neigungs
winkel ein. Wenn nämlich die Pumpe eingehalten wird, sinkt
das Druckniveau des ausgegebenen Öls der Pumpe aufgrund
des Durchsickerns des unter Druck stehenden Öls durch das
Spiel zwischen den jeweiligen Kolben 10 und den Zylinder
bohrungen 7 des Zylinderblockes 6 wie auch durch das
Durchsickern unter Druck stehenden Öls von dem Steuerzy
linder oder von der Rückführöffnung des Steuerkreislaufs
des Steuerzylinders 15. Somit ist der Druck des unter
Druck stehenden Öls, das dem Steuerzylinder 15 zugeführt
wird, unzureichend, um die Taumelscheibe 9 in Richtung auf
eine Position mit kleinem Neigungswinkel zu bewegen, durch
die Überlagerung der Federkraft der Steuerfeder 14. Wenn
dementsprechend der Betrieb der Pumpe aufgenommen wird,
wobei die Taumelscheibe 9 in Richtung auf die Position
mit größtem Neigungswinkel gedrückt ist, wird es erforder
lich, ein großes Einleitdrehmoment auf die Pumpe zu über
tragen, um die Rotation der Antriebswelle 4 aufzunehmen.
Da darüber hinaus die Verdrängung der Pumpe gesteuert
wird durch die Änderung des Neigungswinkels der Taumel
scheibe 9, unter Einsatz des Steuerzylinders 15, der
durch unter Druck stehendes Öl betrieben wird, welches
von der Pumpe selbst zugeführt wird, ist es unmöglich,
den Neigungswinkel der Taumelscheibe 9 im wesentlichen
auf eine Null-Position einzustellen, da dann wenn die
Taumelscheibe 9 in Richtung auf die Null-Neigungswinkel
position durch den Steuerzylinder 15 gedrückt wird, das
Druckniveau des ausgegebenen Öls der Pumpe abgesenkt
wird, und dementsprechend kann der Steuerzylinder 15 keine
ausreichende Druckkraft erzeugen, um die Null-Neigungs
winkelposition der Taumelplatte 9 gegen die Kraft der
Steuerfeder 14 beizubehalten. Hieraus ergibt sich, daß
die Pumpe nicht in der Lage ist, einen kontinuierlichen
Betrieb mit geringer Verdrängung auszuführen. Dement
sprechend ist es erforderlich, einen geeigneten Kupplungs
mechanismus vorzusehen, um die Pumpe von der Antriebs
quelle, wie etwa dem Kraftfahrzeugmotor, zu trennen,
wenn der Pumpe keine Last zugeführt wird.
Um die vorerwähnten Nachteile der Pumpe, wie sie in Fig. 3
dargestellt ist, zu eliminieren, wird in der amerikanischen
Anmeldung mit der Nr. 07/8 48 017, die der japanischen Patent
anmeldung Nr. 3-45 148 entspricht, eine andere variable Ver
drängungskolbenpumpe beschrieben. Die Pumpe umfaßt eine
Taumelscheibe, eine Steuerfeder, die in der Lage ist,
ständig die Taumelscheibe in Richtung auf eine Position
mit geringem Neigungswinkel zu drücken, einen Steuerzylin
der, der in der Lage ist, die Taumelscheibe in Richtung auf
eine Position mit großem Neigungswinkel gegen die Kraft
der Steuerfeder zu drücken, sowie ein Öffnungs- und Schließ
ventil, das in einem Ölkreislauf angeordnet ist, zur Zu
führung unter Druck stehenden Öls in den Steuerzylinder.
Da bei der vorerwähnten Pumpe die Taumelscheibe stets in
Richtung auf die Position mit kleinem Neigungswinkel durch
die Steuerfeder gedrückt wird, wenn der Betrieb der Pumpe
aufgenommen wird, ist es möglich, die Verdrängung der Pumpe
allmählich ansteigen zu lassen von der Position mit der ge
ringsten Verdrängung von nahezu Null durch die Steuerung
des Betriebes des Steuerzylinders über das Öffnungs- und
Schließventil. Wenn nämlich die Taumelscheibe eventuell
in die Position mit dem größten Neigungswinkel gegen den
Druck der Steuerfeder gedrückt wird, erhält man einen nor
malen Betrieb der Pumpe mit ihrer größten Verdrängung. Wenn
somit keine Last auf die Pumpe aufgebracht wird, ist die Pum
pe in der Lage, den Betrieb mit kleinster Verdrängung mit
einer nahezu Null-Verdrängung aufrechtzuerhalten. Dement
sprechend ist es nicht erforderlich, einen Kupplungsmechanis
mus zwischen der Pumpe und der Pumpenantriebsquelle unter
lastfreien Bedingungen vorzusehen, wenn die Pumpe in ein hy
draulisches Betriebssystem eingebaut ist, zum Betrieb hy
draulischer Einrichtungen von industriellen Fahrzeugen.
Nichtsdestoweniger tritt dann, wenn ein Kupplungsmechanismus
zum Lösen der Pumpe des hydraulischen Betriebssystems von
dem Pumpenantriebssystem weggelassen wird, das nachteilige
Problem auf, daß dann wenn pulverförmiges Abriebsmaterial
oder andere Fremdmaterialien in dem ausgegebenen Ölkreislauf
enthalten sind, hierdurch ein Verstopfen oder Zusetzen der
Leitung verursacht werden kann, oder wenn ein Verklemmen ein
setzt zwischen den Kolben und den Zylinderbohrungen, zwischen
den Endflächen des rotierenden Zylinderblockes und der Ven
tilplatte und zwischen der Taumelscheibe und den Schuhen,
aufgrund mangelnder Schmierung, die Antriebswelle zwangs
läufig durch den Pumpenantrieb, d. h. den Fahrzeugmotor unter
abnorm großer Last gedreht wird, wobei die Antriebswelle
einer exzessiven Belastung ausgesetzt wird.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde,
eine hydraulische Kolbenpumpe mit variabler Verdrängung
der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die
die vorerwähnten Nachteile ausräumt.
Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine hydraulische Kolben
pumpe mit variabler Verdrängung bereitgestellt werden, die
so ausgestaltet ist, daß sie ohne einen Kupplungsmechanismus
zwischen der Pumpe und der Pumpenantriebsquelle auskommt
und auch in der Lage ist, zu verhindern, daß innere Bauele
mente der Pumpe brechen, auch wenn eine abnorm große Last
auf die Antriebswelle der Pumpe während des Pumpenbetriebes
übertragen wird.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im
Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei
hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale
der Unteransprüche verwiesen wird.
Gemäß der Erfindung ist die hydraulische Kolbenpumpe mit va
riabler Verdrängung mit einer Gehäuseeinheit versehen, die ein
einseitig offenes Gehäuse und eine Endkappe zum Abschluß des
offenendigen Gehäuses umfaßt. Eine Antriebswelle ist dreh
bar in der Gehäuseeinheit gehalten, und eine in ihrer Nei
gung veränderbare Taumelscheibe ist schwenkbar in dem Ge
häuse angeordnet und vermag eine Position zwischen einer
vorbestimmten kleinen Winkelneigung einzunehmen, in welcher
sie im wesentlichen parallel zu einer Ebene liegt, die senk
recht zur Rotationsachse der Antriebswelle verläuft und
einer vorbestimmten Position mit großem Neigungswinkel, der
stark von dieser Ebene abgeneigt ist. Ein Zylinderblock ist
an der Antriebswelle montiert und vermag sich um deren
Achse zusammen mit der Antriebswelle zu drehen. Der in
Drehung versetzbare Zylinderblock ist mit einer Mehrzahl
axialer Zylinderbohrungen versehen, die parallel zur Achse
der Antriebswelle angeordnet sind. Eine Mehrzahl von
Axialkolben ist verschiebbar in den jeweiligen Zylinder
bohrungen angeordnet und steht jeweils über einen Schuh
mit der Taumelscheibe in Verbindung. Eine Ventilplatte
steht in enger Anlage mit dem Ende des drehbar gelagerten
Zylinderblockes und ist mit Ansaug- und Ausgabeöffnungen
versehen, die in der Lage sind, in zyklischer Weise eine
Verbindung mit jeder der Zylinderbohrungen herzustellen.
Die Ansaug- und Abgabeöffnungen stehen in ständigem Kontakt
mit Fluidansaug- und -abgabebohrungen, die in der Endkappe
der Gehäuseeinheit angeordnet sind, wobei ein elastisches
Element in der Gehäuseeinheit angeordnet ist, um die Tau
melplatte ständig in Richtung auf die Position mit kleinem
Neigungswinkel zu drücken. Eine hydraulische Steuerzylinder
einheit ist in der Gehäuseeinheit angeordnet, um die Taumel
scheibe mit einer gesteuerten Kraft in die gewünschte Posi
tion zwischen der vorbestimmten kleinen und großen Winkel
position gegen die Kraft des elastischen Elementes zu
drücken. Eine hydraulische Öffnungs- und Schließventil
einheit ist in einem hydraulischen Kreislauf der hydrau
lischen Steuerzylindereinheit vorgesehen, um die Zufuhr
von unter Druck stehendem Öl in die hydraulische Steuer
zylindereinheit zu steuern. Eine Antriebswelle ist dreh
bar in der Gehäuseeinheit gehalten, zur Übertragung einer
rotatorischen Antriebsleistung von einer äußeren Antriebs
quelle auf die Antriebswelle. Schließlich ist eine Dreh
momentbegrenzereinheit zwischen der Eingangswelle und der
Antriebswelle vorgesehen, zur Unterbrechung der Übertra
gung der rotatorischen Antriebskraft von der Eingangswelle
auf die Antriebswelle, entsprechend einer Änderung der Be
lastung, unter welcher die Antriebswelle steht.
Vorzugsweise ist das unter Druck stehende Öl, das der hy
draulischen Steuerzylindereinheit zugeführt wird, durch die
Pumpe selbst unter Druck gesetzt und von dieser ausgegeben.
Des weiteren ist die Eingangswelle der zuvor beschriebenen
Kolbenpumpe mit variabler Verdrängung direkt an die Ro
tationsantriebsquelle angeschlossen, ohne einen zwischenge
schalteten Kupplungsmechanismus. Wenn somit die Pumpe in
ein hydraulisches Betätigungssystem einer bestimmten hy
draulischen Betätigungsvorrichtung, die sich auf einem
Spezialfahrzeug, wie etwa einem Muldenkipper, einem Müll
fahrzeug oder einem Sanitärfahrzeug befindet, eingebaut
ist, wird die Antriebskraft des Kraftfahrzeugmotors der
Eingangswelle der Pumpe zugeführt und auf die Antriebswelle
der Pumpe über die Drehmomentbegrenzereinheit übertragen,
wenn eine exzessive Belastung nicht auf die Antriebswelle
der Pumpe übertragen wird.
Wenn die hydraulische Betätigungseinrichtung an dem Spezial
fahrzeug nicht in Betrieb gesetzt wird, d. h., wenn keine Last
an die Pumpe angelegt wird, schaltet die hydraulische Öffnungs-
und Steuerventileinheit in ihre Schließposition. Wenn dement
sprechend die Pumpe von dem Fahrzeugmotor angetrieben wird,
drückt die flexible Einheit die Taumelscheibe in die Position
mit dem kleinsten Neigungswinkel (d. h. 0,1 bis 1°, in bezug
auf die Ebene, senkrecht zur Achse der Antriebswelle) und
führt eine im wesentlichen Null-Verdrängung auf die Ausgabe
leitung aus. Dementsprechend ist der Betrieb der Pumpe äqui
valent zu dem Status, in dem die Pumpe von der Pumpenantriebs
quelle durch einen Kupplungsmechanismus abgetrennt ist.
Wenn ein Start-Steuersignal eingegeben wird, um die Pumpe zu
starten, wird die Öffnungs- und Schließventileinheit in ihre
Öffnungsposition geschaltet, und der Betrieb der Pumpe beginnt.
Dementsprechend wird die Taumelscheibe, die auf die vorer
wähnte Neigung mit kleinstem Winkel eingestellt ist, die Kolben
in den Zylinderbohrungen in hin- und hergehende Bewegungen
überführen, um damit unter Druck stehendes Öl aus den Aus
gabeöffnungen der Pumpe in Richtung auf den hydraulischen
Steuerzylinder über die geöffnete Steuerventileinheit abzu
geben. Entsprechend dem Voranschreiten des Betriebes der
Pumpe wird die Taumelscheibe allmählich in Richtung auf
eine Position mit größerem Neigungswinkel von der Ausgangs
position mit kleinem Neigungswinkel geführt, um hierbei all
mählich die Pumpenverdrängung zu erhöhen. Damit kann der Be
trieb der Pumpe, beginnend von der kleinsten Verdrängung
glatt und allmählich verändert werden auf einen Betrieb mit
größerer Verdrängung, bis der konstante Betrieb mit größter
Verdrängung erreicht ist.
Wenn ein Haltesignal eingegeben wird, um die Pumpe einzuhalten,
wird die hydraulische Steuerzylindereinheit auf ihre Schließ
position eingestellt. Somit beginnt das unter Druck stehende
Öl aus dem Spiel zwischen den Kolben und den Zylinderboh
rungen der Pumpe und aus einer Rückführöffnung der hydrau
lischen Steuerzylindereinheit auszutreten. Das führt dazu,
daß das Druckniveau des unter Druck stehenden Öls, welches
der hydraulischen Steuerzylindereinheit zugeführt wird, all
mählich abgesenkt wird, und dementsprechend wird die hydrauli
sche Steuerzylindereinheit außerstande gesetzt, eine Kraft
auf die Taumelscheibe in Richtung auf ihre Position mit
großem Neigungswinkel gegen die elastische Einheit auszu
üben. Dementsprechend wird die Taumelscheibe der Pumpe durch
die elastische Einheit in Richtung auf eine Position mit
einem kleineren Neigungswinkel gedrückt. Damit wird die Ver
drängung der Pumpe von der großen Verdrängung bis auf die
kleinste Verdrängung, die im wesentlichen einer Null-Ver
drängung entspricht, reduziert.
Wenn während des Betriebes der Pumpe bei der konstanten
größten Verdrängung entweder ein Verstopfen oder Zusetzen
der hydraulischen Ausgabeleitung der Pumpe erfolgt, oder
wenn ein Einklemmen des drehbaren Zylinderblockes an dem
Kontaktbereich zwischen dem Zylinderblock und der Ventil
platte aufgrund mangelnder Schmierung eintritt, löst die
Drehmomentbegrenzereinheit die Eingangswelle von der An
triebswelle, wenn die an die Antriebswelle angelegt Last
einen vorbestimmten Wert, d. h. ein vorbestimmtes Last
niveau überschreitet, und dementsprechend wird die Über
tragung der Rotationsantriebskraft von der Eingangswelle
auf die Antriebswelle der Pumpe unterbrochen. Dement
sprechend wird die Antriebswelle nicht gewaltsam gedreht,
und somit kann eine Beschädigung innerer Bauelemente und
Teilen der Pumpe, wie der Ausgabeleitung und des Gleit
kontaktbereiches des Zylinderblockes und der Ventilplatte,
nicht eintreten, und die Pumpe kann ihren Betrieb wieder
aufnehmen, wenn die Probleme der Verstopfung und der man
gelnden Schmierung behoben sind.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche
Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen
im einzelnen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Aus
führungsform der hydraulischen Kolbenpumpe mit
variabler Verdrängung, gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
des Pumpenantriebssystems, wobei die Pumpe ge
mäß der Erfindung auf einem industriellen Fahr
zeug montiert ist, dessen Fahrzeugmotor in der
Lage ist, die Pumpe anzutreiben, und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Kolbenpumpe mit
variabler Verdrängung nach dem Stand der Technik.
Die in Fig. 1 wiedergegebene Kolbenpumpe mit variabler Ver
drängung ist mit einer Gehäuseanordnung versehen, die ein
hohles vorderes Gehäuse 21, ein hohles Zwischengehäuse 22,
welches mit dem rückwärtigen Ende des hohlen Vordergehäuses
21 verbunden ist, sowie eine zylindrische Endkappe 23, die
die Endöffnung des Zwischengehäuses 22 abdeckt, umfaßt. Die
Gehäuseanordnung bildet ein geschlossenes Kurbelgehäuse 24,
in welchem eine Antriebswelle 27 drehbar über ein Paar reib
armer Lager 25 und 26 im Vordergehäuse 21 und der Endkappe 23
gehalten ist. Die Antriebswelle ist an ihrem rückwärtigen
Ende mit einem Teilbereich 27a versehen, auf welchen ein
Zylinderblock 29 axial aufgeschoben und gehalten ist. Der
Zylinderblock 29 ist mit einer Mehrzahl von Zylinderboh
rungen 28 versehen, die parallel zur Achse der Antriebswelle 27
angeordnet sind. Eine Taumelscheibe 30 ist um die Antriebs
welle 27 herum angeordnet und schwenkbar durch (in Fig. 1
nicht dargestellt) Wellenstümpfe abgestützt, so daß sie zu
einer Schwenkachse senkrecht zur Achse der Antriebswelle ge
neigt werden kann, von einer Position mit einem kleinen
Neigungswinkel, die im wesentlichen parallel zu einer Ebene
senkrecht zur Achse der Antriebswelle 27 liegt. Die Taumel
scheibe 30 steht in betrieblichem Eingriff mit den hin-
und hergehenden Kolben 32 über Schuhe 31, die drehbar und
gleitend in bezug auf die Taumelscheibe 30 angeordnet sind.
Die hin- und herverschiebbaren Kolben 32 sind gleitend in
jeweils einer der Zylinderbohrungen 28 gehalten. Eine Ventil
platte 33 befindet sich zwischen dem rückwärtigen Ende des
Zylinderblockes 29 und der Endkappe 23, so daß sie in engem
Kontakt mit dem rückwärtigen Ende des Zylinderblockes 29
steht, womit die Zylinderbohrungen 28 des Zylinderblockes
29 durch die Ventilplatte 33 abgedichtet sind. Die Ventil
platte 33 ist an der Endkappe 23 befestigt und mit einer
gekrümmten Saugöffnung 33a versehen. Die gekrümmten End
öffnungen einer jeden Zylinderbohrung 28 bewegt sich, wenn
der Zylinderblock 29 gedreht wird, zusammen mit der An
triebswelle 27. Die Ventilplatte 33 ist außerdem mit einer
gekrümmten Ausgabeöffnung 33b versehen, die sich in Umfangs
richtung entlang dem gleichen Ort erstreckt. Somit werden so
wohl die gekrümmte Saugöffnung 33a als auch die Ausgabeöffnung
33b der Ventilplatte 33 zyklisch in Verbindung mit jeder der
Zylinderbohrungen 28 des Zylinderblockes 29 während der Drehung
des Zylinderblockes 29 gebracht. Die gekrümmten Ansaug- und
Ausgabeöffnungen 33a und 33b sind so angeordnet, daß sie auf
die Saug- und Ausgabebohrungen 23a bzw. 23b, die in der End
kappe 23 ausgebildet sind, ausgerichtet sind. Das heißt, daß
die Zylinderbohrungen 28 des Zylinderblockes 29 zyklisch in
Verbindung gebracht werden mit den Saug- und Ausgabebohrungen
23a und 23b der Endkappe 23.
Eine Druckfeder 35 ist in einem Ringraum angeordnet, der
sich zwischen der äußeren Oberfläche der Antriebswelle 27
und der Bohrungswandung des Zylinderblockes 29 erstreckt
und befindet sich zwischen einem Paar von Abstandselementen
34, 34. Die Federkraft der Druckfeder 29 wird auf einem
Schwenkzapfen 37 in der Richtung entsprechend der Achse der
Antriebswelle 27 aufgebracht, und der Schwenkpunkt ist mit
einer runden Oberfläche versehen und steht gleitend mit
Rückhalteelementen 38 in Anlage, die hierin jeweils einen
Schuh 31 halten. Die Federkraft der Druckfeder 35 drückt
außerdem den Zylinderblock 29 in Richtung auf das rück
wärtige Abstandselement 34 und eine kreisförmige Klemme
in der entgegengesetzten Richtung, in welcher der Schwenk
zapfen 37 gedrückt wird.
Die Taumelplatte 30 steht mit einem spitzen Ende einer
Stange 39 in Eingriff, und zwar in einem Randbereich, der
einen unteren Totpunkt des jeweiligen Kolbens 32 definiert
und eine Steuerfeder 40, die mit einem Ende an der inneren
Wandung des vorderen Gehäuses 21 anliegt, umgreift die
Stange 39, so daß das andere Ende der Steuerfeder 40 an
einem Halsbereich der Stange 39 anliegt. Somit übt die
Steuerfeder 40 eine Druckkraft auf die Taumelscheibe 30
über das spitze Ende des Stabes 39 aus, um damit die
Taumelscheibe 30 konstant in Richtung auf eine Position
mit einem kleinen Neigungswinkel zu drücken.
Ein hydraulischer Steuerzylinder 41 ist innerhalb des
Zwischengehäuses 22 derart angeordnet, daß er in Symmetrie
mit der Anordnung der Stange 39 und der Steuerfeder 40,
in bezug auf den vorerwähnten, den unteren Totpunkt de
finierenden Bereich der Taumelscheibe 30 ausgerichtet ist.
Der hydraulische Steuerzylinder 41 ist mit einem Steuer
kolbenelement 43 versehen, welches mit der Taumelscheibe
30 über ein Kugellager 42 in Anlage steht. Das heißt, daß
das Steuerkolbenelement 43 in Richtung auf die Taumelscheibe
30 vorgeschoben wird, wenn unter Druck stehendes Öl in eine
Druckkammer 41a des Hydrauliksteuerzylinders 41 über ein
hydraulisches Öffnungs- und Schließventil 44 eingeführt wird,
das am Ende der Endkappe 23 gehalten ist. Das Öffnungs-
und Schließventil 44 steht in Fluidverbindung mit der Aus
gabebohrung 23b der Endkappe 23 über eine entsprechend Öl
leitung und ist mit einem axial verschiebbaren Ventilspulen
element 45 versehen, mit einer umlaufenden Ausnehmung, durch
welche das unter Druck stehende Öl, das aus der Ausgabe
bohrung 23b der Pumpe freigesetzt wird, in die Druckkammer 41a
eingeleitet wird. Das Ventilspulenelement 45 wird durch eine
Feder 46 ständig in Richtung auf eine erste Position, d. h.
die Schließposition, gedrückt, wobei ein zylindrischer Be
reich des Ventilspulenelementes 45 die Fluidverbindung
zwischen der Ausgabebohrung 23b der Pumpe und der Druckkammer
41 unterbricht, wie dies in Fig. 1 wiedergegeben ist. Nichts
destoweniger wird das Ventilspulenelement 45 axial von der
vorerwähnten ersten Position in eine zweite Position ver
schoben, d. h. die Öffnungsposition, wobei die umlaufende
Ausnehmung des Ventilspulenelementes 45 eine Fluidverbindung
zwischen der Ausgabebohrung 23b der Pumpe und der Druckkammer
41a herstellt, wenn eine Solenoidspule 48, die um ein Ende
des Ventilspulenelementes 45 gelegt ist, elektrisch erregt
wird, in Abhängigkeit von einem EIN-Signal, welches durch
eine entsprechende Signalerzeugereinrichtung abgegeben wird.
Die Pumpe ist mit einem Drehmomentbegrenzer T versehen, der
sich in dem vorderen Gehäuse 21 befindet. Die Antriebswelle
27 ist mit einem vorderen Keilbereich 27b versehen, der mit
einem Vorsprungselement 49 in Eingriff steht, welches mit
einem umlaufenden Flansch 49a versehen ist, der sich um
den axialen Mittelbereich der äußeren Oberfläche herum er
streckt und einen äußeren Gewindebereich 49b umfaßt, der
an dem vordersten Endbereich ausgebildet ist. Ein auf ein
Drehmoment einstellbares Lager 50 ist um das vorerwähnte
Vorsprungselement 49 herum angeordnet, welches einen inneren
Lagerlaufring 50a, eine Mehrzahl von Kugellagern 50b und
einen äußeren Lagerlaufring 50c umfaßt. Der innere Lagerlauf
ring 50a ist an dem Vorsprungselement 49 befestigt, wobei ein
Ende gegen den ringförmigen Flansch 49a des Vorsprunges 49
anliegt, und eine Mehrzahl von Kugelaufnahmeflächen und ring
förmige Schlitzöffnungen in Richtung auf die Kugelaufnahme
flächen vorgesehen sind. Der innere Lagerring 50a ist über
ein Scheibenelement 51 durch eine Mutter 52 angezogen, die
in Gewindeeingriff steht mit einem Gewindebereich 49b des
Vorsprunges 50. Der äußere Lagerring 50c des Lagers 50 mit
einstellbarem Drehmoment wird von der zylindrischen Bohrung
der Eingangswelle 53 aufgenommen, die drehbar an dem vordersten
Bereich des vorderen Gehäuses 21 über ein Lager 54 gehalten ist.
Ein Abdichtungselement 55 ist zwischen der Eingangswelle 53
und dem vorderen Gehäuse 21 vorgesehen, um das Lager gegen
das Äußere der Pumpe abzudichten.
Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 ist die Kolbenpumpe
P mit variabler Verdrängung, entsprechend der Fig. 1,
beispielsweise auf einem Fahrzeug in einer solchen Weise
montiert, daß die Eingangswelle 53 der Pumpe direkt mit
einer Leistungsaufnahmeeinrichtung 64 in Verbindung steht,
die an das automatische Getriebe 62 eines Fahrzeugmotors
60 angeschlossen ist. Wenn die Pumpe P beispielsweise zum
Antrieb eines Kühlkompressors eines Klimasystems des Fahr
zeuges eingesetzt wird, ist die Ausgabebohrung 23b der
Pumpe P an einen Hydraulikmotor angeschlossen, dessen Aus
gangswelle an den Kühlkompressor des Klimatisierungssystems
angeschlossen ist. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen,
daß die Leistungsaufnahmeeinrichtung 64 ständig in Betrieb
ist und daß eine Steuersignaleingabeeinheit 47 (Fig. 1)
zur Steuerung des Betriebes des Öffnungs- und Schließventils
44 beispielsweise durch einen Klimaschalter des Fahrzeuges
gebildet wird. Wenn eine normale Belastung, die unterhalb des
vorbeschriebenen exzessiven Belastungsniveaus liegt, an die
Antriebswelle 27 der Pumpe P gelegt ist, gestattet der Dreh
momentbegrenzer P, der zwischen der Eingangswelle 53, die von
dem Fahrzeugmotor 60 betrieben wird, über die Leistungsaufnahme
einrichtung 64 und die Antriebswelle 27 eine Übertragung der
rotatorischen Antriebskraft von der Eingangswelle 53 auf die
Antriebswelle 27. Das heißt, daß die Pumpe P durch den Fahr
zeugmotor 60 angetrieben wird.
Wenn das Klimatisierungssystem abgeschaltet wird, d. h., wenn
die Steuersignaleingabeeinheit 47 auf AUS geschaltet ist, wird
das Ventilspulenelement 45 durch die Steuerfeder 46 in seine
Schließposition gebracht, und dementsprechend kann die Druck
kammer 41a des hydraulischen Steuerzylinders 41 nicht mit
unter Druck stehendem Öl beschickt werden. Somit wird die
Taumelscheibe 30 durch die Feder 40 in die Position der
geringsten Neigung gebracht (d. h. etwa 1,0° von der Ebene,
senkrecht zur Achse der Antriebswelle 27), was im wesent
lichen zu einer Null-Verdrängung führt. Damit liegt eine
Situation vor, als sei die Pumpe P von dem Motor 60 durch
einen Kupplungsmechanismus gelöst. Da somit die Pumpe P
kein unter Druck stehendes Öl abgibt (Arbeitsöl für den Hy
draulikmotor) in Richtung auf den Hydraulikmotor, wird der
Kühlmittelkompressor nicht durch den hydraulischen Motor
betätigt, und dementsprechend wird das Klimasystem einge
halten.
Wenn das Klimatisierungssystem in Betrieb genommen wird,
schaltet die Steuersignaleingabeeinheit 47 auf EIN, um das
Solenoid 48 des Öffnungs- und Schließventils 44 zu erregen,
um damit das Ventilspulenelement 45 in Richtung auf seine
Öffnungsposition zu bewegen. Dementsprechend wird die hy
draulische Kammer 41a des hydraulischen Steuerzylinders 41
mit unter Druck stehendem Öl aus der Ausgabebohrung 23b der
Pumpe über das Öffnungs- und Schließventil 44 versorgt. Das
Druckniveau des unter Druck stehenden Öls ist eingangs in etwa
proportional zum kleinsten Neigungswinkel der Taumelscheibe 30.
Während des fortlaufenden Betriebes der Pumpe beim kleinsten
Neigungswinkel der Taumelplatte 30 steigt jedoch das Druck
niveau des freigegebenen Öls von der Pumpe P allmählich durch
die hin- und hergehende Bewegung der jeweiligen Kolben 32 an.
Dementsprechend wird die Druckkammer 41a des hydraulischen
Druckzylinders 41 mit Öl von angehobenem Druck versorgt, so
daß das Kolbenelement 43 allmählich verschoben wird und
die Neigungswinkel der Taumelscheibe 30 ansteigen läßt. Somit
wird der Betrieb der Pumpe P allmählich variiert von dem Be
trieb bei kleinster Verdrängung, hin zu einem Betrieb bei
größerer Verdrängung, bis konstant der Betrieb bei größter
Verdrängung der Pumpe P erreicht ist.
Wenn während der Klimatisierung des Fahrzeuges das Klimati
sierungssystem AUS geschaltet wird, d. h. wenn die Steuersignal
eingabeeinheit 47 umgeschaltet wird von EIN auf AUS, wird
das Öffnungs- und Schließventil 44 umgeschaltet von der ge
öffneten Position in seine geschlossene Position. Somit
sinkt das Druckniveau des von der Pumpe P ausgegebenen Öls ab,
aufgrund des Durchsickerns des unter Druck stehenden Öls
durch das Spiel der jeweiligen Zylinderbohrungen und den an
deren gleitenden Bereichen des Zylinderblockes wie auch durch
die Abgabe von unter Druck stehendem Öl durch den hydrauli
schen Steuerzylinder 41 über eine Ölrückführöffnung des Zy
linders 41. Dementsprechend wird das Druckniveau in der Druck
kammer 41a des hydraulischen Steuerzylinders 41 allmählich
abgesenkt, um hierdurch die Druckkraft des Kolbenelementes 43
der Steuerzylindereinheit 41 zu reduzieren. Somit wird die
Taumelscheibe 30 durch die elastische Kraft der Feder 40 in
Richtung auf die Position mit kleinstem Neigungswinkel ge
führt. Dementsprechend wird der Betrieb der Pumpe P auf dem
Betrieb bei kleinster Verdrängung geführt, obwohl die Rota
tion der Antriebswelle 47 weiter ausgeführt wird.
Wenn die Ausgabeleitung der Pumpe P verstopft ist durch ab
geriebene Pulvermaterialien oder anderes Fremdmaterial während
eines Betriebes bei konstant großer Verdrängung der Pumpe P,
oder wenn ein Klemmen eintritt zwischen den Kolben 32 und den
Zylinderbohrungen 28, zwischen der Endfläche des drehbaren
Zylinderblockes 29 und der Ventilplatte 33 oder zwischen den
Schuhen 31 und der Taumelplatte 30, aufgrund einer mangelnden
Schmierung, wird eine exzessive Belastung an die Antriebswelle
27 gelegt. Somit beginnen die Kugellager 50b des Lagers 50
mit einstellbarem Drehmoment zu rollen zwischen dem inneren
Laufring 50a und dem äußeren Laufring 50c, indem die Haltekraft,
die zwischen den inneren und äußeren Laufringeelementen 50a und
50c vorliegt, überwunden wird. Damit funktioniert der Dreh
momentbegrenzer T derart, daß die Antriebswelle 27 von der
Eingangswelle 53 gelöst wird, und die Übertragung der Rotations
kraft des Fahrzeugmotors 60 auf die Antriebswelle 27 wird
unterbrochen. Dementsprechend wird die Antriebswelle 27 nicht
gewaltsam gedreht, und somit werden die inneren Elemente und
Teile der Pumpe P, d. h. die Ausgabeleitung der Pumpe P und
die verschiedenen Gleitelemente der Pumpe P nicht beschädigt
oder zerbrochen.
Die zuvor beschriebene Ausführungsform der hydraulischen
Pumpe P mit variabler Verdrängung wird zum Antrieb des
Kühlkompressors eines Klimatisierungssystems eines Fahr
zeugs eingesetzt. Es gibt jedoch viele Einsatzbereiche für
die Pumpe P. Wenn beispielsweise die Pumpe aus einem Fahr
zeug für einen besonderen Zweck eingebaut ist, wie etwa
einem Muldenkipper, um unter Druck stehendes Öl einem hy
draulischen Ladesystem des Muldenkippers zuzuführen, ist
die Steuersignaleingabeeinheit 47 als Ladesteuerschalter
ausgebildet, der zusammen mit dem Betrieb eines Steuer
hebels, der durch den Fahrer des Wagens betätigt wird, ar
beitet. Die Eingangswelle 53 der Pumpe wird direkt an den
Motor des Muldenkippers angeschlossen über eine Leistungs
aufnahmeeinrichtung 64, ähnlich der in Fig. 2 gezeigten.
Wenn die Antriebswelle 27 der Pumpe P einer normalen Be
lastung ausgesetzt wird, unterbricht der Drehmomentbe
grenzer T nicht die Verbindung zwischen der Antriebswelle
27 und der Eingangswelle 53, und dementsprechend wird die
Antriebswelle 27 kontinuierlich durch den Motor des Mulden
kippers gedreht. Wenn somit der Ladeschalter auf EIN ge
schaltet wird, beginnt die Pumpe P Öl in Richtung auf das
Ladesystem abzugeben. Wenn der Ladesteuerschalter auf AUS
geschaltet wird, verändert die Pumpe, deren Antriebswelle 27
durch den Fahrzeugmotor gedreht wird, allmählich ihren Be
trieb von der normalerweise größten Verdrängung auf einen
Betrieb bei Null-Verdrängung, in welchem kein unter Druck
stehendes Öl abgegeben wird.
Wenn eine exzessive Belastung auf die Antriebswelle 27
ausgeübt wird, unterbricht der Drehmomentbegrenzer T die
Verbindung zwischen der Antriebswelle 27 und der Eingangs
welle 53, und dementsprechend wird die Übertragung der
Rotationsantriebskraft von dem Motor des Fahrzeuges zur
Antriebswelle 27 unterbrochen. Somit wird eine Leerlauf
rotation der Eingangswelle 53 fortgesetzt, bis die ex
zessive Belastung auf die Antriebswelle 27 gelöst wird.
Aus der vorangehenden Beschreibung wird deutlich, daß es
möglich ist, da die Hydraulikpumpe mit variabler Ver
drängung gemäß der Erfindung in der Lage ist, im wesent
lichen bei Null-Verdrängung zu arbeiten, die Anordnung
eines Kupplungsmechanismus zwischen der Pumpe und der
Pumpenantriebsquelle wie einem Fahrzeugmotor wegzulassen.
Somit kann die Pumpe gemäß der Erfindung direkt und dauer
haft an die Pumpenantriebsquelle angeschlossen werden, um
somit die Montage der Pumpe an verschiedene Fahrzeuge wie
auch industrielle Fahrzeuge zu vereinfachen.
Darüber hinaus kann die hydraulische Pumpe mit variabler
Verdrängung gemäß der Erfindung die inneren Elemente und
Teile vor einer Beschädigung und einem Bruch schützen,
auch wenn eine exzessive Belastung an die Antriebswelle
der Pumpe angelegt wird, so daß dementsprechend die Sicher
heit der Pumpe verbessert wird.
Zusammenfassend umfaßt eine hydraulische Kolbenpumpe mit
variabler Verdrängung einen Zylinderblock 29, in welchem
Zylinderbohrungen 28 ausgebildet sind, zur Aufnahme hin-
und herverschiebbarer Kolben 32, wobei der Zylinderblock 29
über eine axiale Antriebswelle 27 in Drehung versetzbar ist.
Eine Taumelscheibe 30 ist schwenkbar gehalten, um die Kolben
32 in den Zylinderbohrungen 28, entsprechend der Rotation
des Zylinderblockes 29, zu verschieben und dabei unter Druck
stehendes Öl abzugeben. Eine flexible Einheit 40 drückt die
Taumelscheibe 30 in eine Position mit kleinem Neigungswinkel,
während ein hydraulischer Steuerzylinder 41 in der Lage ist,
mit einer gesteuerten Kraft die Taumelscheibe 30 in Richtung
auf eine Position mit einem großen Neigungswinkel zu be
wegen. Eine Eingangswelle 53 ist an die Antriebswelle 27
angeschlossen, um eine Rotationskraft auf die Antriebswelle
27 zu übertragen, wobei ein Drehmomentbegrenzer T zwischen
der Eingangswelle 53 und der Antriebswelle 27 angeordnet
ist, um die Verbindung der Eingangswelle 53 von der Antriebs
welle 27 zu lösen, wenn abnormal exzessive Belastungen auf
die Antriebswelle 27 einwirken, um hierdurch die inneren Ele
mente und Teile der Pumpe vor Beschädigung und Bruch zu
schützen.
Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben
werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung ledig
lich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß
verschiedene Modifikationen und Abänderungen möglich sind,
ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist es
beispielsweise möglich, die Schwenkachse der Taumelscheibe,
um welche die Taumelscheibe geschwenkt werden kann, um ihren
Neigungswinkel zu verstellen, von der Anordnung, bei welcher
die Schwenkachse senkrecht zur Achse der Antriebswelle ver
läuft, in eine andere Anordnung abzuändern, gemäß welcher die
Schwenkachse der Taumelscheibe sich in einer Position nahe an
dem Bereich der Taumelscheibe befindet, die den oberen Tot
punkt der jeweiligen Kolben definiert. Die Reaktionskraft
aufgrund des Pumpens des Fluids durch die jeweiligen Kolben
wirkt dann derart auf die Taumelscheibe, daß der Neigungs
winkel der Taumelscheibe ansteigt. Dementsprechend kann der
Betrieb der Pumpe rasch verändert werden von einem Betrieb
bei kleinster Verdrängung auf einen Betrieb bei größerer
Verdrängung. Dementsprechend ist es möglich, den kleinsten
Neigungswinkel der Taumelscheibe auf einen extrem kleinen
Winkel einzustellen.
Claims (11)
1. Hydraulische Kolbenpumpe mit variabler Verdrängung unter
Einschluß von:
einer Gehäuseeinheit, die ein endseitig offenes Gehäuse (21, 22) sowie eine Endabschlußkappe (23) umfaßt,
einer Antriebswelle (27), die drehbar in der Gehäuseeinheit (21, 22, 23) gelagert ist,
einer Taumelscheibe (30), die in der Gehäuseeinheit (21, 22, 23) gehalten und zwischen einer Position mit einem vorbestimmten kleinen Neigungswinkel, im wesentlichen parallel zu einer Ebene senkrecht zur Achse der Antriebswelle (27) und einer Position mit großem Neigungswinkel zu dieser Ebene verschwenk bar ist,
einem Zylinderblock (29), der auf der Antriebswelle (27) ge halten und um deren Achse zusammen mit der Antriebswelle (27) drehbar ist, wobei der Zylinderblock (29) mit einer Mehrzahl von axialen Zylinderbohrungen (28) versehen ist, die parallel zur Achse der Antriebswelle (27) ausgerichtet sind,
einer Mehrzahl axialer Kolben (32), die in den Zylinder bohrungen (28) verschiebbar gehalten sind und mit der Taumelscheibe (20) über Schuhe in Wirkeingriff stehen,
einer Ventilplatte (33), die in engem Kontakt mit einem Ende des drehbaren Zylinderblockes (29) steht und mit Saugöffnungen (33a) sowie Ausgabeöffnungen (33b) versehen ist, die in zyklischer Verbindung mit jeder der Zylinder bohrungen (28) stehen, wobei die Ansaug- und Ausgabe öffnungen (33a, 33b) in ständiger Verbindung mit Fluidan saug und -ausgabeöffnungen (23a, 23b) der Endabschlußkappe (23) stehen, gekennzeichnet durch
eine elastische Anordnung (39, 40) innerhalb des Gehäuses zur ständigen Übertragung einer Kraft auf die Taumelscheibe (30) in Richtung ihrer Position mit kleinem Neigungswinkel,
eine hydraulische Steuerzylinderanordnung (41) innerhalb des Gehäuses, über welche eine gesteuerte Kraft auf die Taumel scheibe (30) in Richtung auf eine vorbestimmte Position zwischen den vorbestimmten Positionen mit größtem und kleinstem Neigungswinkel gegen die Kraft der elastischen Anordnung (39, 40) übertragbar ist,
ein hydraulisches Öffnungs- und Schließsteuerventil (44) innerhalb des Hydraulikkreislaufes des hydraulischen Steuerzylinders (41) zur Steuerung der Zufuhr unter Druck stehenden Öls zum hydraulischen Steuerzylinder (41),
eine Eingangswelle (53), die innerhalb des Gehäuses (21) drehbar gehalten ist, zur Übertragung einer rotatorischen Antriebskraft von einer äußeren Kraftquelle auf die An triebswelle (27) sowie
einen Drehmomentbegrenzer (T) zwischen der Eingangswelle (53) und der Antriebswelle (27), zur Unterbrechung der Übertragung der rotatorischen Antriebskraft von der Eingangswelle (53) auf die Antriebswelle (27), in Ab hängigkeit einer Änderung der auf die Antriebswelle (27) übertragenen Last.
einer Gehäuseeinheit, die ein endseitig offenes Gehäuse (21, 22) sowie eine Endabschlußkappe (23) umfaßt,
einer Antriebswelle (27), die drehbar in der Gehäuseeinheit (21, 22, 23) gelagert ist,
einer Taumelscheibe (30), die in der Gehäuseeinheit (21, 22, 23) gehalten und zwischen einer Position mit einem vorbestimmten kleinen Neigungswinkel, im wesentlichen parallel zu einer Ebene senkrecht zur Achse der Antriebswelle (27) und einer Position mit großem Neigungswinkel zu dieser Ebene verschwenk bar ist,
einem Zylinderblock (29), der auf der Antriebswelle (27) ge halten und um deren Achse zusammen mit der Antriebswelle (27) drehbar ist, wobei der Zylinderblock (29) mit einer Mehrzahl von axialen Zylinderbohrungen (28) versehen ist, die parallel zur Achse der Antriebswelle (27) ausgerichtet sind,
einer Mehrzahl axialer Kolben (32), die in den Zylinder bohrungen (28) verschiebbar gehalten sind und mit der Taumelscheibe (20) über Schuhe in Wirkeingriff stehen,
einer Ventilplatte (33), die in engem Kontakt mit einem Ende des drehbaren Zylinderblockes (29) steht und mit Saugöffnungen (33a) sowie Ausgabeöffnungen (33b) versehen ist, die in zyklischer Verbindung mit jeder der Zylinder bohrungen (28) stehen, wobei die Ansaug- und Ausgabe öffnungen (33a, 33b) in ständiger Verbindung mit Fluidan saug und -ausgabeöffnungen (23a, 23b) der Endabschlußkappe (23) stehen, gekennzeichnet durch
eine elastische Anordnung (39, 40) innerhalb des Gehäuses zur ständigen Übertragung einer Kraft auf die Taumelscheibe (30) in Richtung ihrer Position mit kleinem Neigungswinkel,
eine hydraulische Steuerzylinderanordnung (41) innerhalb des Gehäuses, über welche eine gesteuerte Kraft auf die Taumel scheibe (30) in Richtung auf eine vorbestimmte Position zwischen den vorbestimmten Positionen mit größtem und kleinstem Neigungswinkel gegen die Kraft der elastischen Anordnung (39, 40) übertragbar ist,
ein hydraulisches Öffnungs- und Schließsteuerventil (44) innerhalb des Hydraulikkreislaufes des hydraulischen Steuerzylinders (41) zur Steuerung der Zufuhr unter Druck stehenden Öls zum hydraulischen Steuerzylinder (41),
eine Eingangswelle (53), die innerhalb des Gehäuses (21) drehbar gehalten ist, zur Übertragung einer rotatorischen Antriebskraft von einer äußeren Kraftquelle auf die An triebswelle (27) sowie
einen Drehmomentbegrenzer (T) zwischen der Eingangswelle (53) und der Antriebswelle (27), zur Unterbrechung der Übertragung der rotatorischen Antriebskraft von der Eingangswelle (53) auf die Antriebswelle (27), in Ab hängigkeit einer Änderung der auf die Antriebswelle (27) übertragenen Last.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die elastische Anordnung eine Feder (40) umfaßt, die
derart angeordnet ist, daß ein Ende sie in dem endseitig
offenen Gehäuse (21) abstützt, während das andere Ende
in Wirkeingriff mit einem solchen Teil der Taumelscheibe
(30) steht, der den unteren Totpunkt eines jeden der
hin- und hergehenden Kolben (32) im Laufe der Rotation
des Zylinderblockes definiert.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die elastische Anordnung außerdem eine Stange (39) umfaßt,
die von der Feder (40) umgriffen ist, wobei die Stange (39)
vorderseitig in einem kugelförmigen Bereich ausläuft, der
mit der Taumelscheibe (30) in Verbindung steht und mit
einer umlaufenden Schulter versehen ist, an welcher das
andere Ende der Feder (40) angreift.
4. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die hydraulische Steuerzylinderanordnung (41) einen
axial verschiebbaren Steuerkolben (43) umfaßt, dessen
äußeres Ende mit der Taumelscheibe (30) in Anlage steht,
wobei der axial verschiebbare Steuerkolben (43) hy
draulisch vorschiebbar ist, unter Überführung der Tau
melscheibe (30) in eine Position mit vorbestimmt großem
Neigungswinkel, gegen die Kraft der Feder (40).
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die hydraulische Steuerzylinderanordnung (41) eine Druck
kammer (41a) umfaßt, in welche das unter Druck stehende
Öl einführbar ist, zur Verschiebung des Steuerkolbens (43).
6. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
hydraulische Öffnungs- und Schließventilanordnung (44) ein
linear verschiebbares Ventilspulenelement (45) sowie ein
Solenoid (48), welches das Ventilspulenelement (45) umgreift,
umfaßt, wobei das Ventilspulenelement (45) ständig federnd
unter der Kraft in Richtung auf seine Schließposition steht,
um zu verhindern, daß unter Druck stehendes Öl in die hy
draulische Steuerzylinderanordnung (41) eintritt, während das
Ventilspulenelement (45) durch Erregung des Solenoids (48)
in die geöffnete Position überführbar ist, unter Einführung
von unter Druck stehendem Öl in die hydraulische Steuer
zylinderanordnung (41).
7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Solenoid (48) der hydraulischen Ventilanordnung (44)
eine Steuersignaleingabeeinheit (47) zur Steuerung der
Erregung des Solenoids (48) umfaßt.
8. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eingangswelle (53) über das vordere Ende des einseitig
offenen Gehäuses (21) hinausragt und unmittelbar an eine
äußere Antriebskraftquelle anschließbar ist, während der
gegenüberliegende hohle zylindrische Bereich drehbar über
ein Lager (54) innerhalb des einseitig offenen Gehäuses (21)
gehalten ist.
9. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Drehmomentbegrenzer (T) eine Lageanordnung (50) mit ein
stellbarem Drehmoment umfaßt, wobei ein äußerer Lagerring
(50c) mit der Eingangswelle (53) in Anlage steht, während ein
innerer Lagerring (50a) mit der Antriebswelle (27) in Ein
griff steht und zwischen dem äußeren Lagerring (50c) und
dem inneren Lagerring (50a) eine Mehrzahl von Kugellagern
(50b) angeordnet ist, wobei die Kugellager zwischen dem
äußeren Lagerring (50c) und dem inneren Lagerring (50a)
zu rollen vermögen, wenn die auf die Antriebswelle (27)
übertragene Last einen vorbestimmten Wert überschreitet.
10. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die hydraulische Leitung der hydraulischen Steuerzylinder
anordnung (41) von einer Auslaßöffnung (33b) der Pumpe
abgezweigt ist, in Richtung auf das hydraulische Öffnungs-
und Schließventil (44), zur Zuführung unter Druck stehenden
Öls von der Pumpe zu der hydraulischen Steuerzylinderan
ordnung (41).
11. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sie auf einem motorbetriebenen Fahrzeug montiert ist
mit einem Motor (60) sowie einer Leistungsaufnahmeein
richtung (64), über welche die Rotationsantriebskraft
abgeführt wird, wobei die äußere Antriebsquelle durch
den Motor des Fahrzeuges gebildet wird und die Leistungs
aufnahmeeinrichtung (64) unmittelbar an die Eingangswelle
(53) angeschlossen ist.
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