EP3572669A2 - Anschlussbaugruppe mit speisepumpe und elastischem element - Google Patents
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- EP3572669A2 EP3572669A2 EP19174597.5A EP19174597A EP3572669A2 EP 3572669 A2 EP3572669 A2 EP 3572669A2 EP 19174597 A EP19174597 A EP 19174597A EP 3572669 A2 EP3572669 A2 EP 3572669A2
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Definitions
- the invention relates to a connection assembly according to the preamble of claim 1.
- An axial piston machine with a connection assembly which comprises a feed pump.
- the connector assembly is designed to require only a few parts to be changed to match the connector assembly to feed pumps with different capacities.
- An advantage of the present invention is that even fewer parts need to be changed to adapt the terminal assembly to feed pumps of different capacity. In particular, no changes to the cover need to be made or there provided intermediate rings can be omitted. In addition, the connection assembly in the area of the feed pump is also completely sealed, if parts with unfavorable dimensions are combined with each other within the manufacturing tolerance.
- an elastic element is installed under bias such that a corresponding biasing force on the sealing surface is at least indirectly supported on the base body.
- the said parts of the pump assembly preferably define the sealing plane together.
- Said biasing force is preferably statically supported on the base body in the region of the receiving part and / or the outer part.
- the prestressing force is preferably supported on the main body via the hydrostatic forces occurring during operation, wherein substantially no force is supported via the inner part at standstill.
- the force acting on the pump assembly via the sealing surface in the direction of the axis of rotation is preferably supported exclusively by the elastic element.
- the receiving part and the lid are arranged at a distance from each other everywhere.
- the outer part and the inner part are preferably at the bottom of the first recess or on a wear plate arranged there sealingly.
- the first and / or the second recess are preferably each circular-cylindrical and arranged parallel to the axis of rotation.
- the first and the second recess are arranged eccentrically to each other.
- the elastic element is designed as a separate component.
- the receiving part and / or the cover are substantially rigid, wherein they are preferably made of metal, in particular of steel, cast iron or aluminum.
- the biasing force of the elastic element can thus be adjusted in a simple manner so that no leaks occur in the region of the sealing surface. In particular, high biasing forces are achievable, so that the elastic element can also absorb high hydraulic forces.
- the elastic element is preferably made of steel, most preferably of hardened spring steel.
- the elastic element is formed in one piece. It is therefore very easy to produce. Preferably, it is thought to bend the elastic member from a wire or punch out of a metal sheet.
- the elastic element surrounds the axis of rotation like a ring.
- it is designed as a circular ring.
- Its outer ring diameter is preferably between 80% and 95% of the outer diameter of the receiving part.
- the dimensions of the elastic element are thus formed as large as possible.
- the elasticity of the elastic element is thus easily adjustable, while it can transmit high forces at the same time.
- the elastic element is designed in the manner of a corrugated spring.
- the elastic element preferably has a constant, for example a rectangular cross-sectional shape over its circumference. It runs along its circumference, preferably bent like a wave.
- the elastic element is formed interrupted in the circumferential direction. It therefore has the shape of a slotted ring. This results in a defined stiffness of the elastic element, which is defined solely by the bending stiffness of the individual wave-shaped sections that can be easily calculated.
- the elastic element is received in an annular groove around the axis of rotation groove in the receiving part.
- the position of the elastic element is fixed transversely to the axis of rotation form-fitting manner.
- the biasing force acts on the center of the receiving part, so that there is no fear that this is wedged in the second recess or that its mobility is inhibited in other ways.
- the depth of the groove is less than the corresponding height of the unstressed elastic element.
- said depth is also less than the corresponding height of the elastic element in the assembled state. This ensures that the lid rests exclusively on the elastic element, but not on the receiving part.
- the pump assembly rests on a separate wear plate on the base body, wherein the wear plate has at least two openings, which open respectively between the inner part and the outer part, wherein the wear plate is rotatably connected to the main body, wherein at least one breakthrough an associated fluid port is fluidly connected.
- the wear plate is preferably formed as a flat plate with a constant thickness.
- the openings are preferably kidney-shaped educated.
- the wear plate is preferably made of brass or coated steel, in particular of manganese-phosphated steel.
- an outer peripheral surface of the wear plate and an outer peripheral surface of the receiving part are formed in alignment with each other in the direction of the axis of rotation.
- the said outer peripheral surfaces are preferably circular-cylindrical with respect to the axis of rotation.
- At least one opening is associated with a third recess, which is arranged at the bottom of the first recess.
- a third recess which is arranged at the bottom of the first recess.
- Protection is also claimed for a collection comprising at least two terminal assemblies according to the invention, wherein the main body, the cover and the drive shaft of all terminal assemblies are identically formed, wherein the outer parts and the inner parts of the various terminal assemblies differ, wherein an outer shape of the receiving part in all connection assemblies is formed identically, wherein an inner shape of the receiving part is formed differently in the various terminal assemblies.
- the outer parts and the inner parts of the various terminal assemblies preferably differ in the width measured in the direction of the axis of rotation.
- Fig. 1 shows a longitudinal section of a connection assembly 10 according to the invention.
- the connection assembly 10 is for use in the axial piston pump according to the German patent application with the file number 102017213457.7 intended. The entire content of this patent application is referred to and incorporated in the content of the present application.
- the terminal assembly 10 is referred to in the aforementioned patent application as a housing cover, wherein the term connection plate is common.
- the connection module 10 comprises a main body 20, which is produced, for example, by casting.
- the main body 20 forms at least one fluid connection 21, wherein in Fig. 1 only the suction connection is visible while the pressure connection is not visible.
- the base body 20 is penetrated by a drive shaft 30, which in the present case a first and a second shaft part 31; 32, which for example by means of a spline, a feather key or a hex connection with respect the rotation axis 11 rotatably connected to each other.
- the first shaft part 31 carries the cylindrical drum of the axial piston machine, wherein the second shaft part 32 carries the feed pump 40.
- the feed pump 40 is presently designed as an internal gear pump, wherein it may also be designed as a vane pump. In both cases, it comprises an inner part 41, which is rotatably connected to the drive shaft 30. The inner part 41 is surrounded by an outer part 42 like a ring. Between the inner and the outer part a plurality of pressure chambers are present whose volume changes when the drive shaft 30 rotates. In an internal gear pump these pressure chambers by teeth on the inner and outer part 41; 42 fluidly separated from each other. In a vane pump they are fluid-tight delimited from each other by radially movable wings.
- connection assembly 10 has the advantage that it can be flexibly adapted to different feed pumps, which in particular with regard to the width of the inner and the outer part 41; 42 in the direction of the axis of rotation 11 differ.
- the main body 20, the drive shaft 30 and the cover 80 can be made identical in all construction variants. Differences arise only in the inner and outer part 41; 42, to achieve the desired flow rate.
- the inner shape of the receiving part 50 is formed adapted accordingly, wherein the outer shape of the receiving part 50 is identical in all construction variants.
- the inner part 41, the outer part 42 and the receiving part 50 together form a pump assembly 12, wherein all said parts have a common planar sealing surface 13.
- the receiving part 50 is received in a second recess 22 of the base body, which is preferably circular cylindrical with respect to the axis of rotation 11 is formed.
- the receiving part 50 is secured against rotation about the axis of rotation 11.
- the sealing surface 13 is in the present case via a separate wear plate 70 on the flat bottom of the second recess 22, wherein it can also lie directly there.
- the wear plate 70 is formed in the form of a flat plate with a constant thickness, which for example Brass exists. It is also secured against rotation with the cylindrical pin 55 (see Fig. 2 ).
- the outer part 42 is received in a first recess 51 in the receiving part 50.
- the first recess 51 is circular-cylindrical, wherein it is arranged eccentrically to the axis of rotation 11.
- the outer part 42 is rotatably received there.
- the outer part namely the lifting ring, rotatably received there.
- the receiving part 50 is at least partially covered by a cover 80, wherein the lid 80 is screwed to the base body 20.
- the cover 80 may, as shown, have an opening, so that a drive through to a directly attached hydraulic machine is possible. But it can also be a closed lid.
- a sealing ring 81 is installed between the cover 80 and the base body 20, to prevent fluid leakage.
- the elastic element 60 according to the invention is installed under prestress. The corresponding biasing force acts in the direction of the axis of rotation 11, wherein it is supported on the cover 80 and the touch contact on the sealing surface 13.
- the receiving part 50 has in the direction of the axis of rotation 11 some freedom of movement in the second recess 22, so that the entire pump assembly 12 is pressed with its sealing surface 13 against the wear plate 70 and this in turn against the bottom of the second recess 22. There is accordingly given a fluid-tight seal.
- the cover 80 is aligned transversely to the axis of rotation 11 via a circular cylindrical centering extension 56. In the direction of the axis of rotation 11, it bears against a flat surface of the base body 20. In the region of the receiving part 50 of the lid 80 is carried out at a distance from the receiving part 50, so that the mentioned range of motion is present.
- Fig. 2 shows a perspective view of the inner part 41, the outer part 42 and the drive shaft 30. It can be seen the outer teeth 43 on the inner part 41 and the inner teeth 44 on the outer part 42, which mesh with each other. Opposite the toothing engagement is at least one pair of teeth fluid-tight to each other, so that there are at least two fluid-tight against each other delimited pressure chambers whose volume changes when the second shaft portion 32 rotates.
- the second shaft part 32 is by means of two sliding rings 33 (see also Fig. 3 ) on the base body and on the receiving part (No. 22, 40 in Fig. 1 ) rotatably supported with respect to the rotation axis.
- the cylindrical pin 55 engages in a recess on the outer circumference of the wear plate 70 in order to secure it against rotation.
- the outer peripheral surface 72 of the wear plate 70 is formed circular cylindrical with respect to the axis of rotation. With the separate retaining plug 73, the wear plate 70 is aligned transversely to the axis of rotation. The retaining plugs 73 engage in each associated holes in the wear plate 70 and the receiving part 50 a.
- the pump assembly preferably also includes the wear plate 70, wherein it can be installed as a whole in the body.
- Fig. 3 shows a further perspective view of the assembly after Fig. 2 , It can be seen that the retaining plugs 73 protrude beyond the wear plate 70, resting on the bottom of the second recess (# 22 in FIG Fig. 1 ) issue. Next, the two kidney-shaped openings 71 can be seen in the wear plate 70, which in the region of the toothing engagement between the inner and the outer part 41; 42 are arranged. An aperture 72 is connected to an associated fluid port (# 21 in FIG Fig. 1 ), wherein the other breakthrough is connected to the intake side of the cylinder drum of the axial piston machine.
- Fig. 4 shows a perspective view of the receiving part 50 from the base body side facing.
- the outer peripheral surface 54 and the opening 59 for the drive shaft are each formed in a circular cylinder with respect to the axis of rotation 11.
- the first recess 51 is likewise designed as a circular cylinder, wherein it is arranged eccentrically and parallel to the axis of rotation 11.
- the face of the Receiving part 50 is flat and perpendicular to the axis of rotation 11, wherein there are two holes 57 are arranged for the cylinder pin and two holes 58 for the retaining plugs.
- kidney-shaped third recesses 53 which are each arranged in the direction of the axis of rotation 11 in alignment with an associated breakthrough on the wear plate.
- the third recesses 53 have a flat bottom surface, which is aligned perpendicular to the axis of rotation 11. Their depth is accordingly constant.
- Fig. 5 shows a further perspective view of the receiving part 50, from the side facing the lid.
- the centering extension 56 for the cover is circular cylindrical with respect to the axis of rotation 11 is formed.
- a groove 52 for receiving the elastic element is provided in the cover surface of the receiving part 50 covered by the cover.
- the groove 52 runs in an annular manner about the axis of rotation 11, wherein it has a constant depth in the direction of the axis of rotation 11.
- the groove is arranged as close as possible to the outer peripheral surface 54, so that the elastic element can be made particularly large.
- Fig. 6 shows a perspective view of the elastic member 60.
- the elastic member 60 is designed as a separate component in the manner of a corrugated spring. It extends in a circular ring around the axis of rotation 11 around. In the circumferential direction it has an interruption 62, so that it is a slotted ring. This has a lower spring stiffness than a closed ring.
- the elastic element 60 is preferably made of hardened spring steel. Along its circumference, it has a constant, rectangular cross-sectional shape, wherein the shorter side of the rectangle is arranged parallel to the axis of rotation 11. In the circumferential direction, the elastic member 60 is wavelike, so as to be at the bottom of the groove (No. 52 in FIG Fig. 5 ) and the lid (No.
- a contact region 64 is divided by the interruption 62 into two parts, so that there abut both ring ends on the associated part.
- the height 63 of the elastic element 60 in the direction of the axis of rotation 11, reduced by the thickness of the cross-sectional shape in the direction of the axis of rotation 11, corresponds to the maximum possible travel of the elastic element 60.
- the bias of the elastic element is chosen so large that the occurring during operation hydrostatic forces are safely exceeded. As a result, the sealing surface (No. 13 in Fig. 1 ) no leaks.
- a shaft portion 61 is shown, which is defined by two immediately adjacent contact points 64 on one side of the elastic member 60.
- the rigidity of a shaft portion 61 can be calculated approximately analogous to the rigidity of a center loaded straight cantilever whose length is equal to the circumferential length of the shaft portion 61.
- a more accurate determination of the elasticity of the elastic element 60 is possible by means of FEM calculation.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anschlussbaugruppe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Aus der
DE 10 2007 011 644 B4 ist eine Axialkolbenmaschine mit einer Anschlussbaugruppe bekannt, welche eine Speisepumpe umfasst. Die Anschlussbaugruppe ist so konzipiert, dass nur wenige Teile verändert werden müssen, um die Anschlussbaugruppe an Speisepumpen mit unterschiedlichen Förderleistungen anzupassen. - Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass noch weniger Teile verändert werden müssen, um die Anschlussbaugruppe an Speisepumpen mit unterschiedlicher Förderleistung anzupassen. Namentlich brauchen keine Änderungen an dem Deckel vorgenommen zu werden bzw. dort vorgesehene Zwischenringe können entfallen. Darüber hinaus ist die Anschlussbaugruppe im Bereich der Speisepumpe auch dann vollkommen dicht, wenn Teile mit ungünstigen Abmessungen innerhalb der Fertigungstoleranz miteinander kombiniert werden.
- Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Deckel und dem Aufnahmeteil ein elastisches Element unter Vorspannung derart eingebaut ist, dass eine entsprechende Vorspannkraft über die Dichtfläche zumindest mittelbar am Grundkörper abgestützt ist. Die genannten Teile der Pumpenbaugruppe definieren die Dichtebene vorzugsweise gemeinsam. Die genannte Vorspannkraft ist im Bereich des Aufnahmeteils und/oder des Außenteils vorzugsweise statisch am Grundkörper abgestützt. Im Bereich des Innenteils wird die Vorspannkraft vorzugsweise über die im Betrieb auftretenden hydrostatischen Kräfte am Grundkörper abgestützt, wobei im Stillstand im Wesentlichen keine Kraft über das Innenteil abgestützt wird. Die über die Dichtfläche in Richtung der Drehachse auf die Pumpenbaugruppe einwirkende Kraft ist vorzugsweise ausschließlich über das elastische Element abgestützt. Vorzugsweise sind das Aufnahmeteil und der Deckel überall mit Abstand zueinander angeordnet. Das Außenteil und das Innenteil liegen am Grund der ersten Ausnehmung oder an einer dort angeordneten Verschleißplatte vorzugsweise dichtend an. Die erste und/oder die zweite Ausnehmung sind vorzugsweise jeweils kreiszylindrisch ausgebildet und parallel zur Drehachse angeordnet. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Ausnehmung exzentrisch zueinander angeordnet.
- In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
- Es kann vorgesehen sein, dass das elastische Element als gesondertes Bauteil ausgebildet ist. Das Aufnahmeteil und/oder der Deckel sind demgegenüber im Wesentlichen starr ausgebildet, wobei sie vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl, Gusseisen oder Aluminium bestehen. Die Vorspannkraft des elastischen Elements kann damit auf einfache Weise so eingestellt werden, dass im Bereich der Dichtfläche keine Undichtigkeiten auftreten. Insbesondere sind auch hohe Vorspannkräfte erreichbar, so dass das elastische Element auch hohe hydraulische Kräfte aufnehmen kann. Das elastische Element besteht vorzugsweise aus Stahl, höchst vorzugsweise aus gehärtetem Federstahl.
- Es kann vorgesehen sein, dass das elastische Element einstückig ausgebildet ist. Es ist damit besonders einfach herstellbar. Vorzugsweise ist daran gedacht, das elastische Element aus einem Draht zu biegen oder aus einem Blech auszustanzen.
- Es kann vorgesehen sein, dass das elastische Element die Drehachse ringartig umgibt. Vorzugsweise ist es als Kreisring ausgebildet. Sein äußerer Ringdurchmesser beträgt vorzugsweise zwischen 80% und 95% des Außendurchmessers des Aufnahmeteils. Die Abmessungen des elastischen Elements sind damit so groß wie möglich ausgebildet. Die Elastizität des elastischen Elements ist damit einfach einstellbar, wobei es gleichzeitig hohe Kräfte übertragen kann.
- Es kann vorgesehen sein, dass das elastische Element in der Art einer Wellfeder ausgebildet ist. Das elastische Element hat über seinen Umfang vorzugsweise eine konstante, beispielsweise eine rechteckige Querschnittsform. Es verläuft entlang seines Umfangs, vorzugsweise wellenartig gebogen.
- Es kann vorgesehen sein, dass das elastische Element in Umfangsrichtung unterbrochen ausgebildet ist. Es hat dementsprechend die Form eines geschlitzten Rings. Hierdurch ergibt sich eine definierte Steifigkeit des elastischen Elements, welche allein durch die, rechnerisch leicht zu ermittelnde, Biegesteifigkeit der einzelnen wellenförmigen Abschnitte definiert ist.
- Es kann vorgesehen sein, dass das elastische Element in einer ringförmig um die Drehachse umlaufenden Nut im Aufnahmeteil aufgenommen ist. Damit ist die Lage des elastischen Elements quer zur Drehachse formschlüssig festgelegt. Die Vorspannkraft greift mittig am Aufnahmeteil an, so dass nicht zu befürchten ist, dass dieses sich in der zweiten Ausnehmung verkeilt oder dass seine Beweglichkeit auf andere Weise gehemmt wird.
- Es kann vorgesehen sein, dass die Tiefe der Nut, in Richtung der Drehachse gemessen, geringer ist als die entsprechende Höhe des unverspannten elastischen Elements. Vorzugsweise ist die genannte Tiefe auch geringer als die entsprechende Höhe des elastischen Elements im fertig montierten Zustand. Hierdurch wird erreicht, dass der Deckel ausschließlich an dem elastischen Element, nicht aber an dem Aufnahmeteil anliegt.
- Es kann vorgesehen sein, dass die Pumpenbaugruppe über eine gesonderte Verschleißplatte an dem Grundkörper anliegt, wobei die Verschleißplatte wenigstens zwei Durchbrüche aufweist, welche jeweils zwischen dem Innenteil und dem Außenteil ausmünden, wobei die Verschleißplatte drehfest mit dem Grundkörper verbunden ist, wobei zumindest ein Durchbruch an einen zugeordneten Fluidanschluss fluidisch angeschlossen ist. Die Verschleißplatte ist vorzugsweise als ebene Platte mit konstanter Dicke ausgebildet. Die Durchbrüche sind vorzugsweise nierenförmig ausgebildet. Die Verschleißplatte besteht vorzugsweise aus Messing oder aus beschichtetem Stahl, insbesondere aus manganphosphatiertem Stahl.
- Es kann vorgesehen sein, dass eine Außenumfangsfläche der Verschleißplatte und eine Außenumfangsfläche des Aufnahmeteils in Richtung der Drehachse zueinander fluchtend ausgebildet sind. Die genannten Außenumfangsflächen sind vorzugsweise kreiszylindrisch bezüglich der Drehachse ausgebildet.
- Es kann vorgesehen sein, dass zumindest einem Durchbruch eine dritte Ausnehmung zugeordnet ist, welche am Grund der ersten Ausnehmung angeordnet ist. Hierdurch wird ein zusätzlicher Druckausgleich zwischen den einzelnen Druckkammern der Speisepumpe erreicht. Die Durchbrüche in der Verschleißplatte bewirken bereits einen vergleichbaren Druckausgleich. Die Umfangsform der dritten Ausnehmungen ist, vorzugsweise in Richtung der Drehachse betrachtet, deckungsgleich mit der Umfangsform des jeweils zugeordneten Durchbruchs in der Verschleißplatte ausgebildet.
- Schutz wird außerdem für eine Kollektion beansprucht, welche wenigstens zwei erfindungsgemäße Anschlussbaugruppen umfasst, wobei die Grundkörper, die Deckel und die Antriebswelle aller Anschlussbaugruppen identisch ausgebildet sind, wobei sich die Außenteile und die Innenteile der verschiedenen Anschlussbaugruppen unterscheiden, wobei eine Außenform des Aufnahmeteils bei allen Anschlussbaugruppen identisch ausgebildet ist, wobei eine Innenform des Aufnahmeteils bei den verschiedenen Anschlussbaugruppen unterschiedlich ausgebildet ist. Die Außenteile und die Innenteile der verschiedenen Anschlussbaugruppen unterscheiden sich vorzugsweise hinsichtlich der in Richtung der Drehachse gemessenen Breite.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Anschlussbaugruppe;
- Fig. 2
- eine perspektivische Ansicht des Innenteils, des Außenteils und der Antriebswelle;
- Fig. 3
- eine weitere perspektivische Ansicht der Baugruppe nach
Fig. 2 ; - Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht des Aufnahmeteils;
- Fig. 5
- eine weitere perspektivische Ansicht des Aufnahmeteils; und
- Fig. 6
- eine perspektivische Ansicht des elastischen Elements.
-
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Anschlussbaugruppe 10. Die Anschlussbaugruppe 10 ist zur Verwendung in der Axialkolbenpumpe gemäß der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen102017213457.7 vorgesehen. Der gesamte Inhalt dieser Patentanmeldung wird in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht. Die Anschlussbaugruppe 10 wird in der genannten Patentanmeldung als Gehäusedeckel bezeichnet, wobei auch die Bezeichnung Anschlussplatte geläufig ist. - Die Anschlussbaugruppe 10 umfasst einen Grundkörper 20, welcher beispielsweise im Gussverfahren hergestellt ist. Der Grundkörper 20 bildet wenigstens einen Fluidanschluss 21, wobei in
Fig. 1 nur der Sauganschluss sichtbar ist, während der Druckanschluss nicht sichtbar ist. In Richtung einer Drehachse 11 wird der Grundkörper 20 von einer Antriebswelle 30 durchsetzt, welche vorliegend ein erstes und ein zweites Wellenteil 31; 32 umfasst, welche beispielsweise mittels einer Keilverzahnung, einer Passfedermitnahme oder einer Sechskantverbindung bezüglich der Drehachse 11 drehfest miteinander verbunden sind. Das erste Wellenteil 31 trägt die Zylindertrommel der Axialkolbenmaschine, wobei das zweite Wellenteil 32 die Speisepumpe 40 trägt. Die Speisepumpe 40 ist vorliegend als Innenzahnradpumpe ausgebildet, wobei sie auch als Flügelzellenpumpe ausgebildet sein kann. In beiden Fällen umfasst sie ein Innenteil 41, welches drehfest mit der Antriebswelle 30 verbunden ist. Das Innenteil 41 ist von einem Außenteil 42 ringartig umgeben. Zwischen dem Innen- und dem Außenteil sind mehrere Druckräume vorhanden, deren Volumen sich ändert, wenn sich die Antriebswelle 30 dreht. Bei einer Innenzahnradpumpe werden diese Druckräume durch Verzahnungen am Innen- und am Außenteil 41; 42 fluiddicht voneinander abgegrenzt. Bei einer Flügelzellenpumpe werden sie von radialbeweglichen Flügeln fluiddicht voneinander abgegrenzt. - Die erfindungsgemäße Anschlussbaugruppe 10 hat den Vorteil, dass sie flexibel an unterschiedliche Speisepumpen anpassbar ist, die sich insbesondere hinsichtlich der Breite des Innen- und des Außenteils 41; 42 in Richtung der Drehachse 11 unterscheiden. Der Grundkörper 20, die Antriebswelle 30 und der Deckel 80 können dabei bei allen Bauvarianten identisch ausgebildet werden. Unterschiede ergeben sich allein beim Innen- und beim Außenteil 41; 42, um die gewünschte Förderleistung zu erreichen. Die Innenform des Aufnahmeteils 50 ist entsprechend angepasst ausgebildet, wobei die Außenform des Aufnahmeteils 50 bei allen Bauvarianten identisch ist.
- Das Innenteil 41, das Außenteil 42 und das Aufnahmeteil 50 bilden zusammen eine Pumpenbaugruppe 12, wobei alle genannten Teile eine gemeinsame ebene Dichtfläche 13 aufweisen. Das Aufnahmeteil 50 ist in einer zweiten Ausnehmung 22 des Grundkörpers aufgenommen, welche vorzugsweise kreiszylindrisch bezüglich der Drehachse 11 ausgebildet ist. Mittels eines Zylinderstifts 55 ist das Aufnahmeteil 50 gegen Verdrehung um die Drehachse 11 gesichert. Die Dichtfläche 13 liegt vorliegend über eine gesonderte Verschleißplatte 70 am ebenen Grund der zweiten Ausnehmung 22 an, wobei sie auch unmittelbar dort anliegen kann. Die Verschleißplatte 70 ist in Form einer ebenen Platte mit konstanter Dicke ausgebildet, welche beispielsweise aus Messing besteht. Sie ist mit dem Zylinderstift 55 ebenfalls gegen Verdrehen gesichert (siehe
Fig. 2 ). - Das Außenteil 42 ist in einer ersten Ausnehmung 51 im Aufnahmeteil 50 aufgenommen. Die erste Ausnehmung 51 ist kreiszylindrisch ausgebildet, wobei sie exzentrisch zur Drehachse 11 angeordnet ist. Im Fall der vorliegenden Innenzahnradpumpe ist das Außenteil 42 dort drehbar aufgenommen. Im Fall einer Flügelzellenpumpe ist das Außenteil, nämlich der Hubring, drehfest dort aufgenommen.
- Das Aufnahmeteil 50 wird von einem Deckel 80 zumindest abschnittsweise überdeckt, wobei der Deckel 80 mit dem Grundkörper 20 verschraubt ist. Der Deckel 80 kann, wie vorliegend dargestellt, eine Öffnung aufweisen, so dass ein Durchtrieb zu einer unmittelbar angebauten Hydromaschine möglich ist. Es kann sich aber auch um einen geschlossenen Deckel handeln. Zwischen dem Deckel 80 und dem Grundkörper 20 ist ein Dichtring 81 eingebaut, um Fluidaustritt zu verhindern. Zwischen dem Deckel 80 und dem Aufnahmeteil 50 ist das erfindungsgemäße elastische Element 60 unter Vorspannung eingebaut. Die entsprechende Vorspannkraft wirkt in Richtung der Drehachse 11, wobei sie am Deckel 80 und über den Berührkontakt an der Dichtfläche 13 abgestützt ist. Das Aufnahmeteil 50 hat in Richtung der Drehachse 11 etwas Bewegungsspielraum in der zweiten Ausnehmung 22, so dass die gesamte Pumpenbaugruppe 12 mit ihrer Dichtfläche 13 gegen die Verschleißplatte 70 und diese wiederum gegen den Grund der zweiten Ausnehmung 22 gedrückt wird. Dort ist dementsprechend eine fluiddichte Abdichtung gegeben.
- Der Deckel 80 wird über einen kreiszylindrischen Zentrierfortsatz 56 quer zur Drehachse 11 ausgerichtet. In Richtung der Drehachse 11 liegt er an einer ebenen Oberfläche des Grundkörpers 20 an. Im Bereich des Aufnahmeteils 50 ist der Deckel 80 mit Abstand zum Aufnahmeteil 50 ausgeführt, so dass der angesprochene Bewegungsspielraum vorhanden ist.
-
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Innenteils 41, des Außenteils 42 und der Antriebswelle 30. Zu erkennen ist die Außenverzahnung 43 am Innenteil 41 und die Innenverzahnung 44 am Außenteil 42, welche miteinander kämmen. Gegenüberliegend zum Verzahnungseingriff liegt jeweils zumindest ein Paar an Zähnen fluiddicht aneinander an, so dass sich zumindest zwei fluiddicht gegeneinander abgegrenzte Druckkammern ergeben, deren Volumen sich ändert, wenn sich das zweite Wellenteil 32 dreht. Das zweite Wellenteil 32 ist mittels zweier Gleitringe 33 (siehe auchFig. 3 ) am Grundkörper und am Aufnahmeteil (Nr. 22; 40 inFig. 1 ) bezüglich der Drehachse drehbar abgestützt. Weiter ist zu erkennen, wie der Zylinderstift 55 in eine Ausnehmung am Außenumfang der Verschleißplatte 70 eingreift, um diese gegen Verdrehen zu sichern. Die Außenumfangsfläche 72 der Verschleißplatte 70 ist kreiszylindrisch bezüglich der Drehachse ausgebildet. Mit den gesonderten Haltestopfen 73 wird die Verschleißplatte 70 quer zur Drehachse ausgerichtet. Die Haltestopfen 73 greifen dabei in jeweils zugeordnete Bohrungen in der Verschleißplatte 70 und im Aufnahmeteil 50 ein. Die Pumpenbaugruppe umfasst vorzugsweise auch die Verschleißplatte 70, wobei sie als Ganzes in den Grundkörper einbaubar ist. -
Fig. 3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Baugruppe nachFig. 2 . Zu erkennen ist, dass die Haltestopfen 73 über die Verschleißplatte 70 überstehen, wobei sie am Grund der zweiten Ausnehmung (Nr. 22 inFig. 1 ) anliegen. Weiter sind die beiden nierenförmigen Durchbrüche 71 in der Verschleißplatte 70 zu erkennen, welche im Bereich des Verzahnungseingriffs zwischen dem Innen- und dem Außenteil 41; 42 angeordnet sind. Ein Durchbruch 72 ist an einen zugeordneten Fluidanschluss (Nr. 21 inFig. 1 ) angeschlossen, wobei der andere Durchbruch saugseitig an die Zylindertrommel der Axialkolbenmaschine angeschlossen ist. -
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Aufnahmeteils 50 von der dem Grundkörper zugewandten Seite. Die Außenumfangsfläche 54 und der Durchbruch 59 für die Antriebswelle sind jeweils kreiszylindrisch bezüglich der Drehachse 11 ausgebildet. Die erste Ausnehmung 51 ist ebenfalls kreiszylindrisch ausgeführt, wobei sie exzentrisch und parallel zur Drehachse 11 angeordnet ist. Die Stirnfläche des Aufnahmeteils 50 ist eben und senkrecht zur Drehachse 11 ausgebildet, wobei dort zwei Bohrungen 57 für den Zylinderstift und zwei Bohrungen 58 für die Haltestopfen angeordnet sind. - Hinzuweisen ist noch auf die nierenförmigen dritten Ausnehmungen 53, welche jeweils in Richtung der Drehachse 11 in einer Flucht mit einem zugeordneten Durchbruch an der Verschleißplatte angeordnet sind. Die dritten Ausnehmungen 53 haben eine ebene Bodenfläche, die senkrecht zur Drehachse 11 ausgerichtet ist. Ihre Tiefe ist dementsprechend konstant.
-
Fig. 5 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Aufnahmeteils 50, von der dem Deckel zugewandten Seite. Der Zentrierfortsatz 56 für den Deckel ist kreiszylindrisch bezüglich der Drehachse 11 ausgebildet. Weiter ist in der vom Deckel überdeckten Oberfläche des Aufnahmeteils 50 eine Nut 52 zur Aufnahme des elastischen Elements vorgesehen. Die Nut 52 läuft kreisringförmig um die Drehachse 11 um, wobei sie in Richtung der Drehachse 11 eine konstante Tiefe aufweist. Die Nut ist möglichst nahe an der Außenumfangsfläche 54 angeordnet, so dass das elastische Element besonders groß ausgeführt werden kann. -
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des elastischen Elements 60. Das elastische Element 60 ist als gesondertes Bauteil in der Art einer Wellfeder ausgeführt. Es erstreckt sich kreisringförmig um die Drehachse 11 herum. In Umfangsrichtung hat es eine Unterbrechung 62, so dass es sich um einen geschlitzten Ring handelt. Dieser hat eine geringere Federsteifigkeit als ein geschlossener Ring. Das elastische Element 60 besteht vorzugsweise aus gehärtetem Federstahl. Entlang seines Umfangs hat es eine konstante, rechteckige Querschnittsform, wobei die kürzere Rechteckseite parallel zur Drehachse 11 angeordnet ist. In Umfangsrichtung verläuft das elastische Element 60 wellenartig, so dass es am Grund der Nut (Nr. 52 inFig. 5 ) und am Deckel (Nr. 80 inFig. 1 ) nur jeweils an mehreren kleinflächigen Berührbereichen 64 anliegt. Vorliegend sind auf jeder Seite vier Berührbereiche 64 vorgesehen, die jeweils an einem Wellental oder an einem Wellenberg angeordnet sind. Die Steifigkeit des elastischen Elements ist umso höher, je kürzer die Wellenlänge ist bzw. je mehre Berührbereiche 64 vorgesehen ist. Ein Berührbereich 64 wird von der Unterbrechung 62 in zwei Teile geteilt, so dass dort beide Ringenden am zugeordneten Teil anliegen. Die Höhe 63 des elastischen Elements 60 in Richtung der Drehachse 11, vermindert um die Dicke der Querschnittsform in Richtung der Drehachse 11, entspricht dem maximal möglichen Federweg des elastischen Elements 60. Die Vorspannung des elastischen Elements ist so groß gewählt, dass die im Betrieb auftretenden hydrostatischen Kräfte sicher überschritten werden. In der Folge entstehen an der Dichtfläche (Nr. 13 inFig. 1 ) keine Undichtigkeiten. - In
Fig. 6 ist weiter ein Wellenabschnitt 61 eingezeichnet, welcher durch zwei unmittelbar benachbarte Berührpunkte 64 auf einer Seite des elastischen Elements 60 definiert ist. Die Steifigkeit eines Wellenabschnitts 61 kann näherungsweise analog zur Steifigkeit eines mittig belasteten, geraden Biegebalkens berechnet werden, dessen Länge gleich der Umfangslänge des Wellenabschnitts 61 ist. Mittels FEM-Rechnung ist selbstverständlich eine genauere Bestimmung der Elastizität des elastischen Elements 60 möglich. -
- 10
- Anschlussbaugruppe
- 11
- Drehachse
- 12
- Pumpenbaugruppe
- 13
- Dichtfläche
- 20
- Grundkörper
- 21
- Fluidanschluss
- 22
- zweite Ausnehmung
- 30
- Antriebswelle
- 31
- erstes Wellenteil
- 32
- zweites Wellenteil
- 33
- Gleitring
- 40
- Speisepumpe
- 41
- Innenteil
- 42
- Außenteil
- 43
- Außenverzahnung des Innenteils
- 44
- Innenverzahnung des Außenteils
- 50
- Aufnahmeteil
- 51
- erste Ausnehmung
- 52
- Nut (für elastisches Element)
- 53
- dritte Ausnehmung
- 54
- Außenumfangsfläche des Aufnahmeteils
- 55
- Zylinderstift
- 56
- Zentrierfortsatz
- 57
- Bohrung für Zylinderstift
- 58
- Bohrung für Haltestopfen
- 59
- Durchbruch für Antriebswelle
- 60
- elastisches Element
- 61
- Wellenabschnitt
- 62
- Unterbrechung
- 63
- Höhe des elastischen Elements
- 64
- Berührbereich
- 70
- Verschleißplatte
- 71
- Durchbruch
- 72
- Außenumfangsfläche der Verschleißplatte
- 73
- Haltestopfen
- 80
- Deckel
- 81
- Dichtring
Claims (12)
- Anschlussbaugruppe (10) zur Verwendung in einer Axialkolbenmaschine, wobei die Anschlussbaugruppe (10) eine Speisepumpe (40) und einen Grundkörper (20) aufweist, wobei der Grundkörper (20) mit wenigstens einem Fluidanschluss (21) versehen ist, wobei in dem Grundkörper (20) eine Antriebswelle (30) bezüglich einer Drehachse (11) drehbar aufgenommen ist, wobei die Speisepumpe (40) als Innenzahnradpumpe oder als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist, wobei sie ein Innenteil (41) und ein Außenteil (42) aufweist, wobei das Innenteil (41) drehfest mit der Antriebswelle (30) verbunden ist, wobei das Außenteil (42) das Innenteil (41) ringartig umgibt, wobei ein gesondertes Aufnahmeteil (50) mit einer ersten Ausnehmung (51) vorgesehen ist, wobei das Außenteil (42) und das Innenteil (41) in der ersten Ausnehmung (51) derart aufgenommen sind, dass eine Pumpenbaugruppe (12), umfassend das Innenteil (41), das Außenteil (42) und das Aufnahmeteil (50), eine ebene Dichtfläche definiert, welche zumindest mittelbar am Grundkörper (20) anliegt, wobei der Grundkörper (20) eine zweite Ausnehmung (22) aufweist, in welcher die Pumpenbaugruppe (12) zumindest abschnittsweise aufgenommen ist, wobei ein gesonderter Deckel (80) vorgesehen ist, welcher die zweite Ausnehmung (22) und die Pumpenbaugruppe (12) jeweils zumindest abschnittsweise überdecket, wobei er am Grundkörper (20) anliegt,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Deckel (80) und dem Aufnahmeteil (50) ein elastisches Element (60) unter Vorspannung derart eingebaut ist, dass eine entsprechende Vorspannkraft über die Dichtfläche (13) zumindest mittelbar am Grundkörper (20) abgestützt ist. - Anschlussbaugruppe nach Anspruch 1,
wobei das elastische Element (60) als gesondertes Bauteil ausgebildet ist. - Anschlussbaugruppe nach Anspruch 2,
wobei das elastische Element (60) einstückig ausgebildet ist. - Anschlussbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei das elastische Element (60) die Drehachse (11) ringartig umgibt. - Anschlussbaugruppe nach Anspruch 4,
wobei das elastische Element (60) in der Art einer Wellfeder ausgebildet ist. - Anschlussbaugruppe nach Anspruch 4 oder 5,
wobei das elastische Element (60) in Umfangsrichtung unterbrochen ausgebildet ist. - Anschlussbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
wobei das elastische Element (60) in einer ringförmig um die Drehachse (11) umlaufenden Nut (52) im Aufnahmeteil (50) aufgenommen ist. - Anschlussbaugruppe nach Anspruch 7,
wobei die Tiefe der Nut (52), in Richtung der Drehachse (11) gemessen, geringer ist als die entsprechende Höhe (63) des unverspannten elastischen Elements (60). - Anschlussbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Pumpenbaugruppe (12) über eine gesonderte Verschleißplatte (70) an dem Grundkörper (20) anliegt, wobei die Verschleißplatte (70) wenigstens zwei Durchbrüche (71) aufweist, welche jeweils zwischen dem Innenteil (41) und dem Außenteil (42) ausmünden, wobei die Verschleißplatte (70) drehfest mit dem Grundkörper (20) verbunden ist, wobei zumindest ein Durchbruch (71) an einen zugeordneten Fluidanschluss (21) fluidisch angeschlossen ist. - Anschlussbaugruppe nach Anspruch 9,
wobei eine Außenumfangsfläche (72) der Verschleißplatte (70) und eine Außenumfangsfläche (54) des Aufnahmeteils (50) in Richtung der Drehachse (11) zueinander fluchtend ausgebildet sind. - Anschlussbaugruppe nach Anspruch 9 oder 10,
wobei zumindest einem Durchbruch (71) eine dritte Ausnehmung (53) zugeordnet ist, welche am Grund der ersten Ausnehmung (51) angeordnet ist. - Kollektion umfassend wenigstens zwei Anschlussbaugruppen (10), welche jeweils nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet sind, wobei die Grundkörper (20), die Deckel (80) und die Antriebswelle (30) aller Anschlussbaugruppen (10) identisch ausgebildet sind, wobei sich die Außenteile (42) und die Innenteile (41) der verschiedenen Anschlussbaugruppen (10) unterscheiden, wobei eine Außenform des Aufnahmeteils (50) bei allen Anschlussbaugruppen (20) identisch ausgebildet ist, wobei eine Innenform des Aufnahmeteils (50) bei den verschiedenen Anschlussbaugruppen unterschiedlich ausgebildet ist.
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