DE4445255A1 - Axialkolben-Doppelpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Axialkolben-Doppelpumpe mit parallel angeordneten Rotoren zur Aufnahme der Arbeitskolben, welche sich an einem als Wiege ausgebildeten Bewegungswandler abstützen und die Hauptwelle über ein mechanisches Getriebe mit den Triebsätzen verbunden ist.

Bekannt sind Aggregate hydrostatischer Kolbenmaschinen (DD 81 575; DD 87 488; DD 123 690; DD 129 927; DE 29 51 189) mit einer Einrichtung zum Verstellen von mindestens zwei regelbaren Kolbenmaschinen, welche als Axialkolbenpumpen ausgebildet sind und einen als Wiege fungierenden Bewegungswandler aufweisen. Die Wiege jeder Axialkolbenpumpe dient zum Abstützen der Arbeitskolben, welche im jeweiligen Zylinderkörper axial beweglich angeordnet sind. Zur Veränderung der Winkellage der Wiegen und damit des Hubvolumens jeder Axialkolbenpumpe dienen Spann- und Stellkolben, welche hydraulisch beaufschlagt und über eine mechanische Koppel synchron verstellt werden, wodurch Weggleichheit der Stellkolben und damit Winkelgleichheit der Bewegungswandler erzielt wird.

Für die vorgenannten Doppelpumpen finden insbesondere Axialkolbenmaschinen Verwendung (DD 81 787; DD 97 030; DE 34 02 634; DE 37 24 285; DE 40 02 017), deren Zylinderkörper auf einer Triebwelle mit gerader Hauptachse angeordnet sind und deren Arbeitskolben sich über Gleitschuhe an dem als Wiege ausgebildeten Bewegungswandler abstützen. Genannte Wiege ist dabei mit zylindrisch konvexen Lagerflächen als Gleitlager ausgebildet, welche sich in analog gestalteten Lagerflächen des Gehäuses der Axialkolbenmaschine abstützen. Zur Vermeidung von Haftreibung sowie zur Kompensation auftretender Axialkräfte sind diese Gleitlager regelmäßig mit hydrostatisch entlasteten Druckfeldern versehen.

Schließlich sind Doppelpumpenaggregate bekannt (DE-GM 19 08 472; DE-GM 19 35 328; DE-OS 29 28 213; US-PS 33 35 672), deren verstellbare Axialkolbenpumpen über ein Zahnnradvorgelege mit einer zentralen Antriebswelle verbunden sind, wobei die Triebwelle jeder Axialkolbenpumpe ein Zahnrad aufweist, welches mit einem weiteren Zahnrad der zentralen Antriebswelle in Eingriff steht. Hierbei ist die Möglichkeit aufgezeigt, die zentrale Antriebswelle mittels Verlängerung durch das Gehäuse des Aggregates hindurchzuführen und mit einem freien Wellenende aus diesem herausragen zu lassen, um einen Anschluß für zusätzliche Abtriebe zu realisieren.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Axialkolben-Doppelpumpe in Schrägscheibenbauweise mit gerader Hauptachse, sowie einer gemeinsamen als Wiege ausgebildeten Schrägscheibe zur Abstützung der axial beweglichen Arbeitskolben, wobei die Hauptwelle als Komplexbauteil für das Zahnradgetriebe, die Triebsätze der Axialkolbenpumpe sowie weiterer Druckstromerzeuger in Form von Hilfspumpen fungiert und der Steuerkopf sowohl der Lagerung genannter Hauptwelle als auch der Aufnahme von Saug- und Druckräumen der Triebsätze sowie der Hilfspumpe dient.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs der hydrostatischen Axialkolben-Doppelpumpe gelöst, wobei die Unteransprüche Ausgestaltungsmöglichkeiten aufzeigen, die den Schutzbereich vorliegender Erfindung nicht einengen. In vorteilhafter Weise sichert die Axialkolben-Doppelpumpe durch Anordnung und Lagerung ihrer Hauptwelle, alle vorhandenen Druckstromerzeuger ohne Zwischengetriebe anzutreiben. Die Hauptwelle nimmt deren anfallende Übertragungskräfte auf und sichert eine bauvolumenreduzierte und verkürzte Doppelpumpe. Der Wegfall eines genannten Zwischengetriebes sichert zudem die wesentliche Verbesserung des mechanischen Wirkungsgrades der Doppelpumpe. Außerdem tritt aufgrund dieses Wegfalles durch weniger mechanisch bewegte Teile zur Kraftübertragung die Minimierung der Wärmeentwicklung sowie die Reduzierung des Geräuschpegels der Doppelpumpe ein. Aufgrund direkter Anordnung der Füllpumpe auf der Hauptwelle erübrigt sich deren zusätzliche Lagerung, wodurch ebenfalls Bauvolumen sowie Bauaufwand entfallen können. Trotz Beibehaltung mehrerer Druckanschlüsse sichert der gemeinsame Saugraum im Steuerkopf für beide Triebsätze sowie die Füllpumpe die Anordnung nur eines Sauganschlusses, wodurch eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung des Steuerkopfes und natürlich der Zuführung des hydraulischen Mediums zu verzeichnen sind. Der im Steuerkopf zwischen Saugraum und Leckraum vorhandene Verbindungskanal gewährleistet die Abführung des anfallenden Lecköles sowie des Ausspeisestromes vom Druckbegrenzungsventil zum Saugraum, wodurch Rücklaufleitungen zum Ölbehälter nicht anfallen. Des weiteren sichert die Verbindung des Leckraumes mit dem Zahnradgetriebe dessen Schmierung und Kühlung. Die als Gleitlager ausgebildeten Lagerstellen für Haupt- und Nebenwelle im Steuerkopf garantieren eine optimale Anordnung beider Triebsätze einschließlich der Füllpumpe sowie eine kompakte und massearme Ausführung der Doppelpumpe. Im Steuerkopf sind außerdem die Stellzylinder für die Wiege und ein Druckbegrenzungsventil integriert und platzsparend angeordnet, wodurch äußere Rohrleitungen für den Stellölstrom überflüssig sind, da dessen Zu- und Abführung über integrierte Kanäle realisiert werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die Zeichnungen folgendes darstellen:

Fig. 1 den Längsschnitt einer Axialkolben-Doppelpumpe mit zwei parallel angeordneten Triebsätzen,

Fig. 2 die Schnittdarstellung in der Ebene A-A gemäß Fig. 1 mit Darstellung der im Steuerkopf angeordneten Stellzylinder für die gemeinsame Wiege.

Die erfindungsgemäße Doppelpumpe 1 besitzt, wie in der Zeichnung dargestellt, zwei in einem Gehäuse 2 parallel angeordnete Triebsätze 3; 3′ mit gerader Hauptachse 4; 4′. Beide Triebsätze sind auf einer Hauptwelle 5 bzw. einer Nebenwelle 6 drehfest angeordnet, welche jeweils endseitig in Lagern 7; 7′ sowie 8; 8′ des Gehäuses 2 bzw. eines Steuerkopfes 14 drehbar angeordnet sind. Von der Hauptwelle 5, über welche der Antrieb der Doppelpumpe 1 erfolgt, wird über ein Zahnradgetriebe 9 Drehmomentverbindung zum Triebsatz 3′ hergestellt und damit der Antrieb der Doppelpumpe 1 gesichert. Der Aufbau der Triebsätze 3; 3′ erfolgt in bekannter Weise, wobei die Arbeitskolben 10 sich an einer stellbaren Wiege 11 abstützen, während die Zu- und Abführung des hydraulischen Mediums über einen Steuerspiegel 12 erfolgt. Die Antriebswelle der Doppelpumpe 1 ist so gestaltet, daß sie als Hauptwelle 5 für den ersten Triebsatz 3 der Axialkolbenpumpe, als Getriebestufe für den zweiten Triebsatz 3′ der Axialkolbenpumpe und gleichzeitig als Antrieb einer integrierten Füllpumpe 13 und als möglicher Antrieb weiterer nicht dargestellter axial anflanschbarer Druckstromerzeuger (z. B. Zahnradpumpen) genutzt werden kann. Die so ausgeführte Hauptwelle 5 ermöglicht es, drei oder mehrere Druckstromerzeuger ohne Zwischengetriebe anzutreiben und fungiert somit als Komplexbauteil.

Durch den Wegfall derartiger Getriebestufen ergibt sich eine wesentliche Verbesserung des mechanischen Wirkungsgrades der gesamten Axialkolben-Doppelpumpe 1. Weiterhin tritt eine Verringerung des Geräuschpegels und eine Reduzierung der Wärmeentwicklung auf, wodurch eine Erhöhung der Lebensdauer der Bauteile und des Öles erreicht wird. Die so dreifach gelagerte Hauptwelle 5 nimmt alle anfallenden Kräfte durch das Zahnradgetriebe 9, den Triebsatz 3 und die integrierte Füllpumpe 13 auf. Durch Wegfall eines Zwischengetriebes wird eine Verkürzung der Gesamtlänge und des gesamten Bauvolumens der Doppelpumpe 1 erreicht. Durch die direkte Lagerung der integrierten Füllpumpe 13 auf der Hauptwelle 5 entfällt die gesamte separate Lagerung dieser Füllpumpe 13.

Das Gehäuse 2 zur Aufnahme der Triebsätze 3; 3′ ist im Bereich des Steuerspiegels 12 durch den Steuerkopf 14 abgeschlossen, welcher die als Gleitlager ausgebildeten Lager 8; 8′ der Hauptwelle 5 sowie der Nebenwelle 6 aufnimmt und gleichzeitig als Lagerstelle für die Füllpumpe 13 dient. Der Steuerkopf 14 ist dabei so ausgebildet, daß er nur einen gemeinsamen Saugraum 15 für beide Axialkolbenpumpen und die integrierte Füllpumpe 13 aufweist sowie nach außen nur einen nicht dargestellten Sauganschluß besitzt. Der Steuerkopf 14 nimmt dabei alle erforderlichen Versorgungsleitungen sowie ein Druckbegrenzungsventil für die integrierte Füllpumpe 13 auf. Nach außen weist der Steuerkopf 14 weiterhin zwei separate Druckräume 16; 16′ für die Triebsätze 3; 3′ der Axialkolbenpumpen und einen Anschluß für die integrierte Füllpumpe 13 auf. Weiterhin besitzt der Steuerkopf 14 einen Verbindungskanal 17 von einem Leckraum 18 der Doppelpumpe 1 zum gemeinsamen Saugraum 15. Der anfallende Leckölstrom sowie der Ausspeisestrom des Druckbegrenzungsventils werden somit saugseitig den Triebsätzen 3; 3′ der Doppelpumpe 1 wieder zugeführt, wodurch Rücklaufleitungen zum Tank entfallen. Im Steuerkopf 14 sind außerdem Stellzylinder 19; 19′ angeordnet, die über darin angeordnete Stellkolben 20; 20′ eine Verstellung der gemeinsamen Wiege 11 bewirken. Die Hauptwelle 5 besitzt an der Stirnseite ihres im Steuerkopf 14 gelagerten Endes eine Verzahnung 21, die dem Anschluß und Antrieb weiterer Druckstromerzeuger dient.

Bezugszeichenliste

1 Doppelpumpe
2 Gehäuse
3 Triebsatz
3′ Triebsatz
4 Hauptachse
4′ Hauptachse
5 Hauptwelle
6 Nebenwelle
7 Lager
7′ Lager
8 Lager
8′ Lager
9 Zahnradgetriebe
10 Arbeitskolben
11 Wiege
12 Steuerspiegel
13 Füllpumpe
14 Steuerkopf
15 Saugraum
16 Druckraum
16′ Druckraum
17 Verbindungskanal
18 Leckraum
19 Zylinder
19′ Zylinder
20 Stellkolben
20′ Stellkolben
21 Verzahnung

Claims (5)

1. Hydrostatische Axialkolben-Doppelpumpe mit parallel angeordneten Triebsätzen, deren Rotoren eine gerade Hauptachse besitzen und der Aufnahme von axial beweglichen Arbeitskolben dienen, welche sich vorzugsweise über Gleitschuhe an einer als Wiege ausgebildeten Schrägsscheibe abstützen, die über Stellkolben in ihrer Winkellage veränderbar ist, wobei die Hauptwelle über ein mechanisches Getriebe mit den Triebsätzen verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - die Hauptwelle (5) fungiert als gemeinsame Antriebswelle für den ersten Triebsatz (3) und einer Füllpumpe (13) sowie als Getriebestufe für die Nebenwelle (6) des zweiten Triebsatzes (3′),
• - Hauptwelle (5) und Nebenwelle (6) sind über Lager (8; 8′) in einem komplexen Steuerkopf (14) drehend angeordnet,
• - der Steuerkopf (14) besitzt nur einen gemeinsamen Saugraum (15) sowie separate Druckräume (16; 16′) für beide Triebsätze (3; 3′) und die Füllpumpe (13),
• - im Steuerkopf (14) sind außerdem Zylinder (19; 19′) für Stellkolben (20; 20′) der Wiege (11) fest angeordnet,
• - vom Saugraum (15) des Steuerkopfes (14) besteht über einen Verbindungskanal (17) Flüssigkeitsverbindung zum Leckraum (18) der Triebsätze (3; 3′) sowie zum Zahnradgetriebe (9) der Haupt- und Nebenwelle (5; 6).

2. Hydrostatische Axialkolben-Doppelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebestufe zwischen der Hauptwelle (5) und der Nebenwelle (6) für die Triebsätze (3; 3′) als Zahnradgetriebe (9) ausgebildet ist, dessen Zahnräder direkt auf Hauptwelle (5) und Nebenwelle (6) angeordnet sowie durch Lager (7; 7′) im Gehäuse (2) geführt sind.

3. Hydrostatische Axialkolben-Doppelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllpumpe (13) sowie diverse Ölkanäle und Ventile im Steuerkopf (14) integriert sind.

4. Hydrostatische Axialkolben-Doppelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwelle (5) stirnseitig eine Verzahnung (21) zum Anschluß weiterer Druckstromerzeuger aufweist.

5. Hydrostatische Axialkolben-Doppelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllpumpe (13) keine eigene Lagerstelle aufweist.