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Die vorliegende Erfindung betrifft
hydraulische Pumpen oder hydraulische Motoren, insbesondere hydraulische
Pumpen oder Motoren vom Axialkolbentyp, die am besten beim Einsatz
von Wasser als Arbeitsfluid geeignet sind.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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In einer hydraulischen Axialkolbenpumpe wirkt
eine Komponentenkraft, d. h. eine seitliche Kraft, unter rechten
Winkeln zur Kolbenachse auf den Kolben als Reaktionskraft entsprechend
der Neigung einer Taumelscheibe bzw. Schrägscheibe. Es wird somit eine
große
Reibungskraft auf die Gleitflächen des
Kolbens und der Zylinderbohrung ausgeübt.
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Wird Öl als Arbeitsfluid eingesetzt,
so schmiert es gegen die Reibung der Gleitflächen und sorgt somit für Haltbarkeit.
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Wenn jedoch Wasser verwendet wird,
ist die Schmierleistung gering, die Haltbarkeit nimmt merklich ab.
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Versuche wurden unternommen, um die Gleitflächen mit
Schmieröl
zu schmieren und Öl durch
eine Dichtung sich am Vermischen mit Wasser zu verhindern, wobei
die Dichtung auf dem Außenumfang
des Kolbens vorgesehen ist, da die Dichtung jedoch nicht perfekt
ist, wird das Wasser durch das Öl verunreinigt.
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In dem japanischen Gebrauchsmuster,
offengelegt unter der Nummer 48-55229, 48-6824, 48-57702, 48-68203
oder der offengelegten japanischen Patentanmeldung 8-151975 vom
gleichen Erfinder, wurde eine Konstruktion vorgeschlagen, bei der
der Kolben und ein Schuh in Kontakt auf einer flachen Oberfläche unter
rechten Winkeln zur Kolbenachse gebracht wurden, um die auf den
Kolben wirkende seitliche Kraft zu vermindern. Die in einer Richtung
senkrecht zu der Kolbenachse wirkende Komponentenkraft, die durch
den Schuh auf den Kolben ausgeübt
wird, wird daher über
die Kontaktfläche verteilt
und die auf den Kolben wirkende seitliche Kraft ist sehr stark reduziert.
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Die Reibung der Gleitfläche zwischen
dem Kolben und der Zylinderbohrung wird daher vermindert, da jedoch
die Schmierleistung gering ist, wenn Wasser als Arbeitsfluid verwendet
wird, bleibt noch eine starke Reibung auf die Gleitfläche, nicht
nur zwischen Kolben und Zylinder, sondern auch zwischen Kolben und
Schuh oder zwischen Schuh und Taumelscheibe. Was blieb, war ein
Problem der Haltbarkeit.
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Dieses Problem wurde nicht gelöst durch
die Pumpen, wie sie offenbart sind in den deutschen Patentschriften
529589, 597476 und der US-Patentschrift 3 162 142.
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Ein Versuch, die oben genannten Reibungsprobleme
zu lösen,
ist beschrieben in der WO-A-96/02756, wobei die seitlichen Kräften unterworfenen
Flächen
mit einer Schicht aus reibungsreduzierendem Brennstoffmaterial bedeckt
sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist
eine hydraulische Pumpe oder ein hydraulischer Motor mit hoher Haltbarkeit
in der praktischen Verwendung.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht
darin, gleitende Teile am Verschleißen zu hindern, selbst wenn
Wasser als Arbeitsfluid verwendet wird und eine hydraulische Pumpe
oder einen solchen Motor zur Verfügung zu stellen, der über einen
langen Zeitraum eine stabile Leistung aufrecht erhalten kann.
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Um diesen Zweck zu erreichen, umfasst
die hydraulische Pumpe oder der hydraulische Motor nach der Erfindung
ein sich drehendes Element, das frei gelagert ist, um sich in einem
Gehäuse
oder einem Zylinderblock zu drehen, der frei gelagert ist und sich
in einem Innenraum des Gehäuses
dreht, wobei dieser Zylinderblock zur Rotationsachse des rotierenden
Elements geneigt ist.
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Eine Vielzahl von Zylinderbohrungen
sind in einem Kreis angeordnet, der um die Rotationsachse des Zylinderblocks
zentriert ist. Kolben sind frei ohne Gehäuse angebracht und gleiten
in jeder dieser Zylinderbohrungen.
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Am Gehäuse befestigte Ventilplatten,
die progressiv Zu- und Abstrom des Arbeitsfluids in und aus den
Zylinderbohrungen ermöglichen,
gleiten auf der Basis des Zylinderblocks.
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Das genannte Drehscheibenelement
und der Zylinderblock sind durch eine Dichtung bzw. Verbindung verbunden,
die veranlasst, dass sie sich zusammen drehen, und das Drehscheibenelement oder
der Zylinderblock sind mit einer Antriebswelle verbunden.
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Zusätzlich sind ein halbkugeliger
Schuh, der in Kontakt mit dem Drehscheibenelement über eine Kugelfläche kommt
und ein Polster niedriger Reibung aus synthetischem Harz, das an
das Ende des Kolbens mit einer glatten Lagerfläche senkrecht zur Kolbenachse,
die in Kontakt mit diesem Schuh kommt, befestigt ist, vorgesehen.
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Eine Tasche, an die der zylindrische
Innendruck durch die Innenseite des Kolben gelegt wird, ist in der
Kontaktfläche
zwischen diesem Polster und dem Schuh ausgebildet.
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Eine Feder, die den Kolben in Ausfahrrichtung
beaufschlagt, ist vorgesehen, und eine zylindrische Kolbenkappe
aus synthetischem Harz geringer Reibung, die in Kontakt mit der
Zylinderbohrung kommt, passt auf den Außenumfang des Kolbens.
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Komponentenkräfte in der Axialrichtung des Kolbens
und in einer Richtung quer zu dieser Richtung, bei der es sich um
eine Reaktion vom Schuh handelt, neigen dazu, gemäß der Neigung
des Drehscheibenelementes und des Zylinderblockinnendrucks zu jedem
Zeitpunkt zu wirken.
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Während
jedoch der Schuh in Kontakt mit dem Polster niedriger Reibung auf
einer glatten Fläche
senkrecht zur Kolbenachse kommt, wird die Komponentenkraft in einer
Richtung parallel zur Kontaktfläche
gestreut bzw. verteilt; es existiert praktisch keine seitliche auf
den Kolben wirkende Kraft. Auch existiert aufgrund der Kolbenkappe,
die auf dem Außenumfang
des Kolbens passt, eine sehr geringe Reibung bei dieser Zylinderbohrung
und ein Verschleiß auf
die Kolbengleitfläche
ist extrem gering.
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Der Zylinderinnendruck wird an die
Tasche geleitet, der in der Kontaktfläche zwischen Schuh und Polster
vorgesehen ist, wobei es sich um ein hydrostatisches La ger handelt:
damit ist die Kontaktreibung sehr gering und da das Polster aus
einem synthetischen Harz sehr geringer Reibung gebildet ist, ist auch
der Verschleiß am
Schuh sehr gering.
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Nach einer anderen Ausführungsform
der Erfindung passt eine Buchse aus synthetischem Harz auf das Drehscheibenelement,
die Kugelfläche des
Schuhs ist frei, um in einer halbkugelförmigen Vertiefung in dieser
Buchse zu gleiten. Weiterhin ist eine Tasche, an die der Zylinderinnendruck
durch die Innenseite des Kolbens gelegt wird, in dem Kugelkontaktteil
zwischen der Buchse und dem Schuh ausgebildet. Im Ergebnis wird
ein hydrostatisches Lager zwischen den Kontaktflächen gebildet.
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Nach noch einer anderen Ausführungsform sind
die Außenumfangsfläche und
die Endfläche
des Drehscheibenelements frei gelagert und gleiten relativ zu einem
Teil des Gehäuses.
Taschen sind auf jeder der Trägerflächen ausgebildet,
so wird die Reibung auf den Gleitflächen reduziert.
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Nach noch einer anderen Ausführungsform wird
ein Scheibenelement aus synthetischem Harz sehr geringer Reibung
zwischen die Endfläche
des Drehscheibenelements und dem Gehäuse und eine Buchse aus synthetischem
Harz ist zwischen den Außenumfang
des Drehscheibenelements und das Gehäuse zwischengeschaltet.
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Nach noch einer weiteren Ausführungsform ist
die Feder, die den Kolben beaufschlagt, eine Schraubenfeder, und
ein Federstützglied
geringer Reibung aus synthetischem Harz, das ein Ausbeulen oder
Knicken der Feder verhindert, ist in die Mitte der Feder eingeführt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Schnitt durch eine hydraulische Pumpe, auf die die Erfindung
angewendet ist;
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2 ist
ein vergrößerter Schnitt
durch einen Teil eines Kolbens.
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BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Ausführungsform der 1 findet Anwendung auf eine Axialkolbenpumpe.
Ein Pumpengehäuse 11 umfasst
ein zylindrisches Gehäuse 11C, das
zwischen einem Seitenblock 11A und einem Öffnungsblock 11B ausgebildet
ist.
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Eine Pumpenantriebswelle 12 durchdringt den
Seitenblock 11A und ist frei drehbar über ein Lager 13 gelagert.
Ein Zylinderblock 14 ist im Innenraum des Pumpengehäuses 11 angeordnet.
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Eine Drehwelle 15, gelagert
durch den Öffnungsblock 11B,
ist in die Mitte des Zylinderblocks 14 über ein Lager 16 eingeführt, der
Zylinderblock 14 dreht sich um die Welle 15.
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Der Zylinderblock 14 ist
gegen die Welle 12 unter einem gewissen Winkel geneigt,
so dass die Achsen der Pumpenantriebswelle 12 und der Pumpenantriebswelle 15 sich
schneiden. Antriebswelle 12 und Zylinderblock 14 sind über eine
Verbindung 17 verbunden, so dass die Drehung der Antriebswelle 12 auf
den Zylinderblock 14 übertragen
wird.
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Keil(nuten)köpfe 17C zu beiden
Enden der Verbindung 17 greifen in ein Keilnutenloch 17A,
das in einer Endfläche
der Antriebswelle 12 ausgebildet ist und ein Keilnutenloch 17B,
das in ähnlicher
Weise in der Mitte einer Stirnfläche
des Zylinderblocks 14 ausgebildet ist.
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Die Keilnutenköpfe 17C verfügen über einen kugeligen
Außenumfang,
so wird ein guter Kontakt immer aufrecht erhalten, wenn die Drehung
von der Antriebswelle 12 auf den Zylinderblock 14 übertragen wird,
selbst wenn die Achsen der Keillöcher 17A, 17B sich
schneiden.
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Eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 18 sind im
Zylinderblock 14 ausgebildet, wobei ihre Achsen parallel
zur Drehwelle 15 unter gleichen Intervallen auf einem Kreis
angeordnet sind, der auf die Drehwelle 15 zentriert ist.
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Kolben 20 sind so untergebracht,
dass sie frei jeweils in diesen Zylinderbohrungen 18 gleiten. Jeder
Kolben wird in Ausfahrrichtung durch eine Schraubenfeder 21 beaufschlagt,
die in der Zylinderbohrung 18 angeordnet ist.
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Um ein Knicken der Feder 21 zu
verhindern, ist ein Federstützglied 22 in
der Feder 21 vorgesehen. Das Federstützglied 22 ist im
Hohlkolben 20 positioniert und seine Enden sind so befestigt,
dass ein Knicken der Feder 21 verhindert wird. Ein Kontakt
mit dem Innenumfang des Kolbens 20 ist nicht gegeben. Das
Federstützglied 22 ist
aus einem Material niedriger Reibung gebildet.
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Eine röhrenförmige Kolbenkappe 23 aus synthetischem
Harz (Ingenieurplastik) ist durch Anpassung auf den Außenumfang
des Kolbens 20 fixiert. Im Ergebnis wird die Reibung der
Gleitfläche mit
der Zylinderbohrung 18 reduziert.
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Die Kolbenkappe 23 verfügt über eine
Länge,
die wenigstens gleich dem Wirkhub des Kolbens 20 ist und
ein schalenförmig
ausgebildeter Teil 23A erfasst an seiner Spitze die Innenfläche des
Kolbens 20.
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Die Kolbenkappe 23 umfasst
ein Polymermaterial mit niedrigem Reibungskoeffizient, das durch
Kohlefasern, falls notwendig, verstärkt werden kann.
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Ein Paar eingeschnürter Öffnungen,
nicht dargestellt, sind auf der Einlass- und Auslassseite in der
Ventilplatte 25 vorgesehen, die nacheinander mit jeder
der Zylinderbohrungen 18 über die Öffnungen 18A von der
Basis des Zylinderblocks 14, während der Zylinderblock 14 sich
dreht, verbunden werden.
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Im Ergebnis wird, wenn der Kolben
herabgedrückt
ist, Arbeitsfluid von der Zylinderbohrung ausgetragen und, wenn
der Kolben ausfährt,
wird Arbeitsfluid in die Zylinderbohrung eingesaugt.
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Ein Auslasskanal und ein Saugkanal,
nicht dargestellt, die mit diesen eingeschnürten Öffnungen verbunden sind, sind
im Öffnungsblock 11B ausgebildet.
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Der Kopf des Kolbens 20 verfügt über eine flache
Fläche 20A unter
rechten Winkeln zur Achse, wie in 2 gezeigt.
Ein aus synthetischem Harz mit geringem Reibungskoeffizient gebildetes
Polster 27 wird in oben beschriebener Weise in den Kopf
gepresst. Ein konvexer Teil 27A ist auf der Rückseite des
Polsters 27 ausgebildet und dieser konvexe Teil 27A kommt
in Eingriff mit einem Loch im Kolben 20. Ein durchgehendes
Loch 27B ist in der Mitte des konvexen Teils 27A vorgesehen,
der die Verbindung mit dem Inneren des Kolbens herstellt.
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Eine Tasche 27D ist in der
flachen Trägerfläche 27C des
Polsters gebildet, der Zylinderinnendruck wird an die Tasche 27D durch
das Innere des Kolbens geleitet.
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Ein halbkugelförmiger Schuh 29, der
in Kontakt mit diesem Polster 27 kommt, ist vorgesehen.
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Dieser Schuh 29 ist im Seitenblock 11A durch
eine Buchse 32 abgestützt,
die in Eingriff mit der die Pumpenantriebswelle 12 umgebenden
Drehmomentenplatte 31 kommt.
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Jede der Buchsen 32 ist
aus einem synthetischen Harz geringen Reibungskoeffizienten wie
oben gebildet und greift jeweils in eine in der Drehmomentenplatte 31 ausgebildete
Vertiefung 31A.
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Eine halbkugelförmige Vertiefung 32A ist
in der Buchse 32 vorgesehen und ein kugelförmiger Teil 29B des
Schuhs 29 ist in der Vertiefung 32A so untergebracht,
dass er frei gleiten kann.
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Eine flache Oberfläche 29A des
Schuhs 29 ist von praktisch dem gleichen Durchmesser wie
die Trägerfläche 27C des
Polsters 27 gebildet und die flache Fläche 29A und die Trägerfläche 27C kommen in
Kontakt miteinander.
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Fluiddruck im Kolben wird in die
Tasche 27D geleitet, ein hydrostatisches Lager ist auf
dieser Kontaktfläche
aufgrund des unter Druck stehenden Fluids zwischen Schuh 29 und
Polster 27 ausgebildet. Die Last wird durch den Fluiddruck
aufgenommen, Verschleiß auf
die Flächen
erheblich reduziert.
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Zusätzlich wird ein durchgehendes
Loch 29C im Schuh 29 von der flachen Fläche 29A zur
kugeligen Fläche 29B vorgesehen.
Fluid wird von der Tasche 27D des Polsters 27 zur
Tasche 29D, gebildet im Teil der kugeligen Fläche 29B,
geleitet, so dass in der oben beschriebenen Weise ein hydrostatisches Lager
gebildet wird; die Reibung zwischen den Kontaktflächen wird
vermindert.
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Ein mittiges Keilnutenloch 31B steht
in Eingriff mit einem Keilteil 12A, der auf dem Außenumfang
der Pumpenantriebswelle 12 vorgesehen ist, und die Drehmomentplatte 31 dreht
sich zusammen mit der Antriebswelle 12.
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Die Drehmomentplatte 31 dreht
daher in der gleichen Weise und in der gleichen Richtung wie der Zylinderblock 14.
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Der durch die Buchse 32 der
Drehmomentplatte 31 getragene Schuh 19 und der
Kolben 20, der in Kontakt hiermit über das Polster 27 kommt,
haben immer die gleiche Positionsbeziehung und drehen sich im gleichen
Kreis um die Antriebswelle 12 als Mitte.
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Die im Seitenblock 11A installierte
Drehmomentplatte 31 ist in einer kreisförmigen Vertiefung 33, die
auf die Antriebswelle 12 zentriert ist, untergebracht.
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Eine scheibenförmige Schubplatte 35 ist
an der Basis der Drehmomentplatte 31 angeordnet. Die Schubplatte 35,
die auch aus einem synthetischen Harz mit niedrigem Reibungskoeffizienten
geformt ist, ist am Seitenblock 11A befestigt.
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Eine Tasche 31C ist in der
Drehmomentplatte 31 in der Gleitfläche mit der Schubplatte 35 ausgebildet,
Fluiddruck wird dieser Tasche 31C zugeleitet.
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Der Fluiddruck wird von einem Teil
des Schuhs 29, der ein hydrostatisches Lager bildet, der Tasche 31C vermittels
eines Durchgangslochs 32C in der Buchse 32 und
ein Durchgangsloch 31D in der Drehmomentplatte 31 zugeleitet.
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Die Kontaktfläche zwischen der Drehmomentplatte 31 und
der Schubplatte 35 wird hierdurch durch das hydrostatische
Lager abgestützt
und die Gleitreibung wird vermindert.
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Eine Hülse 36 aus synthetischem
Harz geringen Reibungskoeffizienten ist auf dem Außenumfang der
Drehmomentplatte 31 angeordnet. Unter Druck stehendes Fluid
wird an die Gleitfläche
zwischen dem Außenumfang
der Drehmomentplatte 31 und dem Innenumfang der Hülse 36 geliefert
und bildet so ein hydrostatisches Lager, welches den Verschleiß vermindert.
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Aus diesem Grund wird ein Leitungsdruckkanal 37,
der mit dem Pumpenauslasskanal in Verbindung steht, im Seitenblock 11A geformt.
Das unter Druck stehende Fluid wird einer nicht dargestellten Tasche
in der Gleitfläche
zwischen der Hülse 36 und der
Drehmomentplatte 31 über
ein Loch 36A in der Hülse 36 zugeleitet.
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Wird die Pumpenantriebswelle 12 durch
einen nicht dargestellten Motor in Drehung versetzt, so dreht sich
die Momentenplatte 31 zusammen mit ihr und der Zylinderblock 14 dreht
sich auch gleichzeitig über
die Verbindung 17. Da der Zylinderblock 14 gegenüber der
Momentenplatte 31 geneigt ist, verändert sich die Entfernung in
einer axialen Richtung zwischen gegenüberliegenden Positionen des
Zylinderblocks 14 und der Momentenplatte 31 aufgrund der
Drehung.
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Bei dem Verfahren, wo diese Entfernung
zunimmt, wird der Kolben durch die Feder 21 beaufschlagt,
so dass er ausfährt,
während
er den Kontakt mit dem Schuh 29 beibehält. Arbeitsfluid wird daher in
die Zylinderbohrung 18 über
die Öffnung 18A angesaugt.
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Beim Verfahren dagegen, wo diese
Entfernung abnimmt, wird der Kolben 20 durch den Schuh 29 herabgedrückt und
Fluid vom Inneren der Zylinderbohrung über die Öffnung 18A ausgetragen.
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Aufgrund der Wirkung der Ventilplatte 25 wird
Fluid daher aus dem Einlasskanal angesaugt und zum Auslasskanal
ausgetragen.
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Somit fährt der Kolben 20 in
Kontakt mit dem Schuh 29, der durch die Drehmonnentenplatte 31 abgestützt ist,
aufgrund der Drehung des Zylinderblocks 14 nach außen und
kontrahiert sich ebenso, ein Ansaugen und Ausstoßen des Arbeitsfluids in der Zylinderbohrung
wird wiederholt und die Konstruktion arbeitet als eine Axialkolbenpumpe.
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Eine Kraft wirkt auf den Kolben 20 in
der axialen Richtung gemäß dem Druck
des Fluids in der Zylinderbohrung 18 und diese Kraft wird
durch die Momentenplatte 31 vermittels des Schuhs 29 aufgenommen.
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In diesem Fall steht die Drehmomentenplatte 31 nicht
unter rechten Winkeln zur Achse des Kolbens 20, ist zu
dieser vielmehr unter einem gewissen Winkel geneigt, so dass die
Reaktionskraft des Schuhs 29 eine Komponentenkraft in einer
Richtung senkrecht zur Achse des Kolbens 20 hat.
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Kolben 20 und Schuh 29 stehen
jedoch in Kontakt auf einer flachen Oberfläche senkrecht zur Achse oder
spezifischer: die Stützfläche 27C des Polsters 27,
die auf den Kolben 20 passt, steht in Kontakt mit der flachen
Oberfläche 29A des
Schuhs 29, die Komponentenkraft parallel zu dieser Kontaktfläche, d.
h. in einer Richtung senkrecht zur Achse des Kolbens 20,
wird längs
dieser Kontaktfläche
weg vom Schuh 29 verteilt oder gestreut.
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Somit wirkt kaum irgend eine seitliche
Kraft auf den Kolben 20 in einer Richtung senkrecht zur Achse
und der Oberflächendruck
auf die Gleitfläche der
Zylinderbohrung 18 wird sehr klein.
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Das Drehmoment der Pumpenantriebswelle 12 wird
auf den Zylinderblock 14 über die Verbindung 17 übertragen,
und das Drehmoment der Antriebswelle 12 wird auch auf die
Drehmomentenplatte 31 vermittels des Keils bzw. der Keilwelle 12B übertragen,
so dass der Zylinderblock 14 zusammen mit der Drehmomentenplatte 31 sich
dreht und Kolben 20 und Schuh 29 sich um die Pumpenantriebswelle 12 drehen,
während
eine identische positionelle Beziehung aufrecht erhalten wird. Dies
bedeutet, dass eine relative Momentendifferenz nicht in Umfangsrichtung aufgrund
dieser Drehung erzeugt wird, eine seitliche Kraft wirkt nicht auf
den Kolben 20.
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Die Reibung auf die Gleitfläche zwischen dem
Kolben 20 und der Zylinderbohrung 18 ist hauptsächlich auf
die auf den Kolben 20 wirkende Seitenkraft zurückzuführen. Während also
die Seitenkraft klein wird, kann die Gleitreibkraft somit reduziert
werden.
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Eine Kappe 23 aus synthetischem
Harz ist auf dem Außenumfang
des Kolbens 20 fixiert und reduziert den Reibungswiderstand
auf die Kontaktfläche
mit der Zylinderbohrung 18.
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Als Ergebnis dieser Maßnahmen
nimmt die Reibkraft auf der Gleitfläche des Kolbens 20 mit
der Zylinderbohrung 18 ab und damit Verschleiß an der Gleitfläche, selbst
wenn Wasser als Arbeitsfluid Verwendung findet: eine hohe Haltbarkeit
wird erreicht.
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Da darüber hinaus das Polster 27 aus
Harz geringer Reibung zwischen Kolben 20 und Schuh 29 zwischengeschaltet
ist, wird ein Metallkontakt zwischen dem Kolben 20 und
dem Schuh 29 vermieden.
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Zusätzlich wird die Tasche 27D im
Polster 27 gebildet. Der Innendruck der Zylinderbohrung 18 wird in
die Tasche 27D durch das Innere des Zylinders gegeben,
um ein hydrostatisches Lager zwischen Polster 27 und Schuh 29 zu
bilden.
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Der Kontaktdruck aufgrund des Fluiddrucks wird
hierdurch reduziert, Verschleiß wird
reduziert.
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Der Kontaktdruck zwischen Polster 27 und Schuh 29 ist
hoch während
des Austraghubs und niedrig während
des Ansaughubs des Kolbens 20. Der geforderte Druck des
hydrostatischen Lagers ist damit hoch während des Austraghubs und niedrig während des
Ansaughubs.
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Während
der Innendruck der Zylinderbohrung 18 an die Tasche 27D über den
Kolben 20 ohne Modifikation gegeben wird, fällt der
Zylinderinnendruck mit den Flu iddruckcharakteristiken, die für das hydrostatische
Lager gefordert werden, zusammen: somit arbeitet das hydrostatische
Lager immer gut.
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Die Buchse 32 aus synthetischem
Harz ist zwischen dem Schuh 29 und der Momentenplatte 31 vorgesehen,
wodurch ein direkter Kontakt zwischen Schuh 29 und Momentenplatte 31,
wie oben beschrieben, vermieden wird, Metallkontakt wird vermieden.
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Der Fluiddruck wird auch auf die
Kugelkontaktfläche
zwischen Buchse 32 und Schuh 29 über die
Tasche 27B gegeben: so wird ein hydrostatisches Lager zwischen
den Kontaktflächen
gebildet. Ein mechanischer Kontakt auf diese Gleitfläche wird
auch hierdurch reduziert, Verschleiß wird vermindert.
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Eine Reaktion vom Kolben 20 wirkt
auf die Momentenplatte 31, die sich zusammen mit der Pumpenantriebswelle 12 dreht
und der Kolben wird in der Schubrichtung und Radialrichtung gegen
eine Vertiefung im Seitenblock 11A entsprechend der Neigung des
Kolbens 20 gepresst.
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Die Momentenplatte 31 jedoch
kommt in Kontakt mit der Schubplatte 35 aus synthetischem Harz
in Richtung der Drehachse, d. h. der Schubrichtung und kommt in
Kontakt mit der Hülse 36 aus
synthetischem Harz in Richtung des Rotationsradius, d. h. der radialen
Richtung. In beiden Fällen
daher wird ein metallischer Kontakt der Gleitflächen vermieden.
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Fluiddruck wird auch auf die Kontaktfläche mit
der Schubplatte 35 und die Kontaktfläche mit der Hülse 36 zur
Bildung hydrostatischer Lager gegeben, so dass der mechanische Kontakt
abnimmt.
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Ein Verschleiß der Momentenplatte 31 wird somit
reduziert, die Haltbarkeit nimmt zu.
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Somit werden Reibungskraft und Verschleiß auf die
Gleitfläche
zwischen Kolben 20 und Schuh 29 reduziert und
die Kugelgleitfläche
zwischen dem Schuh und der Momentenplatte 31 und der Schubgleitfläche und
der radialen Gleitfläche
zwischen der Momentenplatte 31 und dem Seitenblock 11A ebenso,
so dass hohe Haltbarkeit erhalten wird, selbst wenn Wasser, das über geringere
Schmiereigenschaften verfügt,
als Arbeitsfluid Verwendung findet.
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Die Feder 21, die den Kolben 20 in
Ausfahrrichtung beaufschlagt, ist abhängig von einer Zentrifugalkraft,
wenn der Zylinderblock 14 sich dreht und daher die Feder 21 gegen
die Drehungsaußenseite einknickt.
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Wenn somit die Feder 21 in
Kontakt mit dem Innenumfang des Kolbens 20 kommt, wird
deren Haltbarkeit beeinträchtigt.
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Jedoch wird die Feder 20 durch
ein Federstützglied 22 aus
synthetischem Harz abgestützt, welches
die Feder am Knicken hindert.
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Verschleiß in der Feder 20 wird
vermieden, ein Knicken tritt nicht auf, die Haltbarkeit wird vergrößert.
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Während
der Kolben 20 in Ausfahrrichtung durch die Feder 21 beaufschlagt
wird, verbleibt der Schuh 29 in Kontakt mit dem Polster 27,
so dass der Schuh 29 nicht ausfällt, selbst wenn der Schuh 29 in der
Hülse 32 nicht
fixiert wird.
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In der oben genannten Beschreibung
wird die Antriebswelle 12 mit der Momentenplatte 31 verbunden,
die Antriebswelle kann jedoch in dem Öffnungsblock installiert und
direkt mit dem Zylinderblock 14 verbunden sein.
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In diesem Fall wird die Momentenplatte 31 am
Zylinderblock 14 oder der Antriebswelle über eine Verbindung 17 zur Übertragung
der Rotation angeschlossen.
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Gemäß dieser Ausführungsform
wurde die Erfindung auf eine Axialkolbenpumpe angewendet, sie kann
jedoch auch als Axialkolbenmotor Verwendung finden. In diesem Falle
fährt der
Kolben aufgrund von der Pumpe geliefertem Druck Fluid aus, der Zylinderblock
dreht sich, die Antriebswelle dreht sich aufgrund dieser Rotation
und dies wird als Ausgang abgenommen.
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Verschiedenste Modifikationen sind
im Rahmen der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert ist, möglich.