DE7400915U - Axialkolbenpumpe mit schwenkbarer Zylindertrommel - Google Patents

Description

Axialkolbenpumpe mit schwenkbarer Zylindertrommel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialkolbenpumpe mit einer schwenkbaren Zylindertrommel und einer in einem Gehäuse ortsfest gelagerten, antriebsverbundenen Triebscheibe, an welcher die in Zylinderbohrungen der Trommel beweglichen Kolben über Kugelgelenke angelenkt sind, und einem Steuerspiegelkörper mit Steuernieren, die Ausmündungen der Zylinderbohrungen zugewandt sind, wobei der Steuerspiegelkörper zwecks Hubverstellung der Pumpe durch eine Stelleinrichtung verschwenkbar ist und dessen dem Steuerspiegel abgekehrte Zylinder flächen förmi ge Rückseite sich an einer entsprechend geformten Führungsfläche des Gehäuses abstützt, die mit Ansaug- bzw. Dsruckkanälen für das Druckmedium verbundene öffnungen aufweist, welche in allen Schwenkstellungen des Steuerspiegelkörpers mit den Steuernicren in Verbindung stehen.

Bei bekannten derartigen Maschinen (DT-AS 1 o17 468 sind die Steuernieren und die Kanäle für die Zu- und Ableitung des Druckmediums gleich ausgebildet. Dies erfolgt nicht nur aus fertigungstechnischen Gründen, sondern auch, um derartige Maschinen in beiden Drehrichtungen als Pumpe oder Motor ver-

wenden zu können. Dabei sind die mit dem Ansaug- bzw. Druokkanäl für die Zu- bzw. Ableitung des Druckmediums verbundenen Öffnungen in der Führungsfläche des Gehäuses so ausgebildet, dass innerhalb des gesamten Schwenkbereiches diese Öffnungen vom Steuerspiegelkörper gegen den Innenraum des Maschinengehäuses abgedichtet werden.

Der Nachteil einer solchen Ausbildung besteht darin, dass die Durchtrittsöffnungen zwischen Steuarspiegelkörper und Führungsjflache zu klein sind, um das Druckmedium unter Atmosphärendruck ohne zu grosse Drehzahlverluste aus einem Tank anzusaugen, wenn die Maschine als selbstansaugende Pumpe im offenen Kreislauf verwendet werden soll. Die Durchtrittsöffnungen dürfen nicht beliebig symmetrisch vergrössert werden, da die Druckkräfte auf der der Gleitfläche zugewandten Rückseite des Steuerspiegelkörpers nicht grosser werden dürfen als die Kräfte, die von den Kolben über die Zylindertrommel auf den Steuerspiegel, d.h. auf die Vorderseite des Steuerspiegelkörpers ausgeübt werden. Dies hätte ein Abheben des Steuerspiegelkörpers von seiner Führungsfläche zur Folge. Ein weiteres Problem sind die hohen Betriebsgeräusche/ die durch Drosselwirkungen im Ansaugbereich und damit ungenügende volumetrisch^ Füllung der Zylinderbohrungen hervorgerufen werden.

Bei einer ausschliesslich als Pumpe verwendbaren Axialkolbenmaschine anderer Gattung ist es bekannt (DT-As 1 291 632), die Steuerniere im Steuerspiegel auf der Ansaugseite wesentlich grosser auszubilden als auf der Druckseite. Damit können zwar die Druckverluste beim Ansaugen des Druckmediums verringert werden, jedoch ist durch die Ausmündungen der Zylinderbohrungen zum Steuerspiegel hin entweder weiterhin die unerwünschte Drosselwirkung und damit Geräuschentwicklung gegeben, wenn die Ausmündungen in ihrem Querschnitt der Steuerniere auf der Druckseite angepasst sind, oder andererseits werden, wenn die Ausmündungen in ihrem Querschnitt der Steuerf-

niere auf der Ansaugseite angepasst sind, auf den Steuerspiegel auegeübten Druckkräfte so gross, dass zusätzliche Aadruckmittel vorhanden sein müssen, um eir Abheben des Steuerspiegela

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Andruckmitteln ist die Anwendung auf eine Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art» d.h. mit Steuerspiegelkörper, nicht möglich, da sich eine viel zu komplizierte und damit unwirtschaftliche Lösung ergäbe und keine Abdichtung auf der Druckseite zwischen Steuerspiegelkörper und seiner Führungsfläche gewährleistet wäre.

Zur Verbesserung der Ansaugleistung und Hinderung der Geräuschentwicklung ist es bei einer Schiefscheibenpumpe bekannt (DT-OS 2 213 4oo), am Steuerspiegel zwei auf konzentrischen Kreisen liegende, sich über etwa den gleichen Winkel erstrekkende Einiaaöffnungen vorzusehen und an den Zylinderbohrungen jeweils zwei auf konzentrischen Teilkreisen liegende Mündungen verschieden großen Querschnitts auszubilden. Dabei wirken die Mündungen mit kleinerem Querschnitt mit der Einlaßöffnung auf dem inneren Kreis zusammen, die durch einen Kanal mit d^m Gehäuseinnern verbunden ist, und wirken die Mündungen größeren Querschnitts mit der auf dem äußeren Kreis liegenden Einlaßöffnung zusammen, die mit dem Ansaugkanal verbunden ist.

Nachteilig ist dabei, daß relativ aufwendige zusätzliche Schlitze im Steuerspiegel und Bohrungen in der Zylindertrommel vorgesehen sind. Eine Anwendung auf Pumpen der eingangs genannten Art ist nicht möglich, da der Steuerspiegelkörper durch zusätzliche Bohrungen unzumutbar geschwächt wurde und auf der Druckseite durch die zusätzlichen Ausmündungen der Zylinderbohrungen die Abhebekräfte, wie oben bereits erläutert, am Steuerspiegel unerwünscht vergrößert werden.

Schließlich 1st eine Schiefscheiben-Ax.i.alkolbenpumpe bekannt (DT-AS 1 653 417), bei der der Steuerspiegel auf aex Saugseite unterbrochen ist und bei der über die Aasmündungen der Zylin-

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derbohrungen in der Zylindertrommel unmittelbar aus dem Gehäuse-Innenraum angesaugt wird. Dies hat den Nachteil, daß die unterbrochene Steuerspiegelfläche die Laufeigenschaften der Pumpe beeinträchtigt und die Steuerplatte geschwächt wird. Auch diese Löiung kommt daher für Pumpen der eingangs genannten Art mit einem Steuerspiegelkörper, an dem die Verstelleinrichtung angreift, nicht in Betracht.

Dor Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Druckmittelzuführung bei einer ausschließlich als Pumpe im selbstansaugenden Betrieb arbeitenden Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei geräuscharmem Betrieb und guter volumetrischer Füllung durch Vergrößerung der Ansaugquerschnitte möglichst keine Schwächung des Steuerspiegelkörpers und trotzdem gleichzeitig eine Leckölabführung aus dem Gehäuse-Innenraum ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird bei eiüexT FUfvyS de sr eingangs gensnntsn Art überraschend einfach dadurch gexü^t, daß die mit dem Ansaugkanal verbundene öffnung in der Fünrungsfläche so weit vergrössert ist, daß sie zumindest der Flächenausdehnung der zugeordneten Steuerniere entspricht und in allen SchwenkStellungen des Steuerspiegelkörpers sowohl die Projektion der Steuerniere auf die Führungsfläche voll überdeckt als auch den Gehäuse-Innenraum stets mit den Ansaugkanal dadurch verbindet, daß ein Teil der öffnung durch den Steuerspiegelkörper unverdeckt bleibt. Dadurch ist unter Lösung der gestellten Aufgabe keine Schwächung des Steuerspiegelkörpers durch andernfalls erforderliche zusätzliche Bohrungen im Steuerspiegelkörper zum Gehäuse-Innenraum hin gegeben. Die Steuernieren behalten ihre symmetrische Lage und sind gleich groß, so daß keine unerwünschten zusätzlichen Druck- oder Abhebkräfte auf den Steuerspiegelkörper wirken. Es 1st durch die Erfindung dem Ctostand Rechnung getragen, daß auf der Saugseite der die entscheidende Engstelle bildender Obergang zwischen der Ansaugöffnung und der Verbindung zur SteueJtnlere im Steuerspiegelkörper nicht gegen den Innenraum des Gehäuses abgedichtet zu sein braucht. Der

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- 5 Ansaug-Querschnitt ist für alle Schwenkstellurngen des Steuer- !

Spiegelkörpers praktisch gleich, da durch die etfindungsgemäß j

ausgebildete, mit dem Ansaugkanal verbundene Öffnung in der ^: Führungs fläche die Stellung des Steuerspiegelkörpers uitd damit , die Steuerr-isre auf der &nsaugseite au dieser öffnung ohne Einfluß auf den Ansaugquerschnitt ist.

Da erfindungsgemäss die Öffnung in der Führungsfläche auf der I

i Ansaugseite der Pumpe stets mit dem Gehäuseinnenraum verbunden !

ist, kann die Druckmittelzuführung auch unmittelbar in bekannter!

Weise durch den Gehäuse-Innenraum erfolgen (vgl.DT-AS 1 653 417).j

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird im fol- j genden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt der Axialkolbenpumpe
in der Schwenkebene;

Fig. 2 im Ausschnitt eine Schnittansicht entlang der Llniej

J.-1 xn ng ι;

Fig. 3 eine Ansicht auf die Steuerspiegelfläche des
Steuerspiegelkörpers;

r"ig. 4 Im Ausschnitt eine Schnittansicht entlang der
Linie II-II in Fig. 2 und 3.

Die in Fig. 1 dargestellte Axialkolbenpumpe weist eine über
Kugellager 1 in einem Gehäuse 2 gelagerte Triebwelle 3 auf,
die einstückig eine Triebscheibe 4 trägt. An der Triebscheibe 4
sind über Kugelgelenke 5 die KOloenstangen 6 von Kolben 7
gelagert. Die Kolben 7 bewegen sich in Zylinderbohrungen 8
einer Zylindertrommel 9. Die Zylindertrommel 9 wird von der
Antriebswelle 3 über die Triebscheibe 4 und die Kolben 7 in
Drehung versetzt. Der Hub der Kolben 7 richtet sich nach dem
Schrägwinkel der Zylindertrommelachse 1o zur Drehachse 11 der
Welle 3. Die Zylindertrommel 9 wird durch einen über eine
Kugel T2 an der Triebacheibe 4 gelagerten Mittelzapfen 13

zentriert und stützt sich - im belasteten Zustand der Pumpe unter der Wirkung der Druckmittelkräfte und im unbelasteten Zustand der Pumpe nur unter der Kraft der zwischen dem Zapfen 13 und der Zylindertrommel 9 vorgesehenen Druckfeder 14 auf einem Steuerspiegelkörper 15 ab, der seinerseits auf einer zylinderflächenförmigen Führungsfläche 16 des Pumpen-Gehäuseteiles 17 abgestützt ist. Zur Änderung des Schrägwinkels der Achse 1o der Zylindertrommel 9 gegenüber der Wellenachse 11 und damit der Änderung des Hubvolumens der Kolben 7 in den Zylinderbohrungen 8 greift an dem Steuerspiegelkörper 15 ein Verstellzapfen 18 an, der mit einer Stellstange 19 fest verbunden ist, die ihrerseits verschieblich in dem Pumpengehäuseteil 17 in einer Bohrung 2o gelagert ist. An der Stellstange 19 greift ein Verstellmechanismus (nicht dargestellt) an, durch den die Stellstange 19 in Längsrichtung verschoben wird, so daß der Zapfen 18 den Steuerspiegelkörper 15 in der zylinderflächenförmigen Führungsfläche 16 unter Schwenkung der Zylindertrommel 9 um die Schwenkachse 21 verschiebt.

In dem Steuerspiegelkörper 15 sind, wie aus den Fig. 2-4 näher ersichtlich, die Zu- und Abflußkanäle 22, 23 vorgesehen, die die Zylinderbohrungen 8 über die Ausmündungen 24 und die Steuernieren 25, 26 (Fig. 3) in der Steuerspiegelfläche 27 des Steuerspiegelkörpers 15 mit den Offnungen 28, 29 des Ansaugkanales 3o bzw. Druckkanales 31 in der Führungsfläche verbinden. Wie aus Fig. 3 näher ersichtlich, hat die Öffnung 32 des Kanales 23 auf der Druckseite eine langgestreckte Form, so daß in jeder Schwenkstellung des Steuerspiegelkörpers 15 die Öffnung 29 in der Führungsfläche 16 überdeckt ist. Auf der Saugseite hat der Kanal 22 über seine ganze Länge zumindest einen Querschnitt, der der Flächenausdehnung der Steuerniere 25 entspricht. Die öffnung 28 ist, wie aus Fig. und 4 ersichtlich, so groß ausgebildet, daß die Projektion

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der Steuerniere 25 In <Ue Führungsfläche 16 immer innerhalb der Flächenausdehnung der öffnung 28 liegt. In der in Fig. 3 und 4 dargestellten Stellung des Steuerspiegelkörpers 15 ragt die öffnung 28 mit den Teilen 33, 34 über den Steuerspiegelkörper 15 hinaus und wird von diesem nicht abgedeckt, so daß eine Verbindung zum Gehäuse-Innenraum 35 hergestellt ist. Da die Verbindung zum Gehäuse-Innenraum 35 in jeder Stellung des Steuerspiegelkörpers 15 hergestellt ist, wird zum einen der sich im Gehäuse-Innenraum ansammelnde Leckanteil des Druckmittels mit angesaigt, und es besteht die Möglichkeit, daß das Ansaugen des gesamten Druckmittels durch den Gehäuse-Innenraum 35 erfolgt, wenn dazu an anderer Stelle im Gehäuse eine Ansaugöffnung genügend großen Querschnittes vorgesehen ist.

Anspruch:

74@091Sie.5.74

Claims (1)

1. - 8 Anspruch

   Axialkolbenpumpe mit einer schwenkbaren Zylindertrommel und einer in einem Gehäuse ortsfest gelagerten, antriebsverbundenen Triebscheibe, an welcher die in Zylinderbohrungen der Trommel beweglichen Kolben über Kugelgelenke angelenkt sind, und einem Steuerspiegelkörper mit Steuernieren, die Ausmündungen der Zylinderbohrungen zugewandt sind, wobei der Steuerspiegelkörper zwecks Hubverstellung der Pumpe durch eine Stelleinrichtung verschwenkbar ist und dessen dem Steuerspiegel abgekehrte zylinderflächenförmige Rückseite sich an einer entsprechend geformten Führungsfläche des Gehäuses abstützt, die mit Ansaug- bzw. Druckkanälen für das Druckmedium verbundene öffnungen aufweist, welche in allen SchwenkStellungen des Steuerspie g^lkö«pers mit den Steuernieren in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ansaugkanal (3o) verbundene Öffnung (28)in der Führungsfläche (16) so weit vergrößert ist, daß sie zumindest der Flächenausdehnung der zugeordneten Steuerniere (25) entspricht und in allen Schwenkstellungen des Steuerspiegelkörpers (15) sowohl die Projektion der Stieuerniere (25) auf die Ftihrungsfläche (16) voll überdeckt als auch den Gehäuse-Innenraum (35) stets mit dem Ansaugkanal (3o) dadurch verbindet, daß ein Teil (33, 34) der öffnung (28) durch den Steuerspiegelkörper (15) unverdeckt bleibt.

   Der Patentanwalt

   7488» 1§ ms. H