DE19513669A1 - Hydrostatic pump or motor for measuring revolution rate and/or position in motor vehicle - Google Patents
Hydrostatic pump or motor for measuring revolution rate and/or position in motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Neuerung betrifft eine hydrostatische Pumpe oder Motor mit einer An- oder Abtriebswelle, die in einem Gehäuse gelagert und drehfest mit einem Zählkranz für eine Drehzahl- und/oder Positionsüberwachung verbunden ist, wobei der Zählkranz in einem mit Druckmittel oder Schmieröl gefüllten Innenraum des Gehäuses rotiert.The innovation concerns a hydrostatic pump or motor with a connection or Output shaft, which is mounted in a housing and rotatably with a counting ring is connected for speed and / or position monitoring, the Counting ring in an interior of the Housing rotates.
Drehsensoranlagen zur berührungslosen Erfassung von Drehbewegungen, beste hend aus einem Geber, einem Sensor und einer Vorrichtung zur Auswertung, sind seit langem bekannt. Diese Drehsensoren erfassen die Drehzahl von einem drehenden Geber, d. h. einem Zählkranz und erzeugen entsprechende Aus gangssignale für Schaltungen oder Anzeigen. In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, daß bei Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise, beispielsweise Hydraulikpumpen oder Hydraulikmotoren, die sogenannte Hubscheibe, die über Kolben mit einer Zylindertrommel in trieblicher Ver bindung steht, mit einem Zählkranz ausgestallet ist. Dieser Zählkranz besteht aus einer Verzahnung. Bei Hydraulikpumpen bzw. Hydraulikmotoren läuft dieser Zählkranz teilweise in einem Ölsumpf, der für die Schmierung der zur Lagerung der Antriebswelle verwendeten Lager erforderlich ist. Nachteilig dabei ist, daß ein derartiger Zählkranz mit seiner Verzahnung beim Eintauchen in das Öl eine Planscharbeit verrichtet, d. h. daß Öl aufwirbelt und dabei auch Luft in das Öl mischt. Rotary sensor systems for the contactless detection of rotary movements, best consisting of an encoder, a sensor and a device for evaluation, have been known for a long time. These rotation sensors measure the speed of one rotating encoder, d. H. a counting ring and generate corresponding off gear signals for circuits or displays. In this context, too known that in axial piston machines in oblique axis design, for example hydraulic pumps or hydraulic motors, the so-called Lifting disc driven by pistons with a cylinder drum in a ver binding stands, is equipped with a counting ring. This counting ring exists from a gearing. Hydraulic pumps or hydraulic motors are running this counting ring partly in an oil sump, which is used for the lubrication of the Storage of the drive shaft used bearings is required. A disadvantage here is that such a counting ring with its teeth when immersed in the Oil does a splash job, d. H. that oil swirls up and also air in the oil mixes.
Nun sind zwar aus dem Bereich der Kfz-Technik Vorrichtungen zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit eines um sein Zentrum laufenden Bauteiles bekannt, bei denen ein Zahnrad als Geberrad ausgebildet ist und dessen Zahnlücken durch ein nichtleitendes Material, beispielsweise Kunstharz, ausgefüllt sind (DE 35 30 693 A1). Dieses Dokument liefert jedoch keinen Hinweis auf eine mögliche Verwendung eines solchen Zählkranzes zur Beseitigung der Plansch arbeit in Axialkolbenmaschinen. Ziel dieser Entwicklung war es vielmehr, die beim Umlaufen des Zählkranzes entstehenden Sirenengeräusche, die durch die dauernde Änderung der Spaltbreite entstehen, zu vermeiden.Devices for detection are now from the field of automotive technology the angular velocity of a component running around its center is known, in which a gear wheel is designed as a sensor wheel and its tooth gaps are filled with a non-conductive material, e.g. synthetic resin (DE 35 30 693 A1). However, this document does not provide a reference to one possible use of such a counting ring to eliminate the splash work in axial piston machines. Rather, the aim of this development was to: siren noises when circulating the counting ring, which by the avoid constant changes in the gap width.
Aufgabe der Neuerung ist es daher, einen Zählkranz für Axialkolbenmaschinen so auszubilden, daß bei dessen Umlaufen in einem Ölsumpf Planscharbeit vermieden wird.The task of the innovation is therefore a counting ring for axial piston machines to be trained so that when it circulates in an oil sump splashing is avoided.
Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oberflächen kontur des Zählkranzes so ausgebildet ist, daß er im Querschnitt gesehen an jeder Stelle seines Umfanges die gleiche radiale Ausdehnung aufweist.According to the innovation, this object is achieved in that the surfaces contour of the counting ring is designed so that it is seen in cross section has the same radial extent at every point on its circumference.
Mit der vorliegenden Neuerung wird erstmals ein Zählkranz für Axialkolbenma schinen vorgeschlagen, der aufgrund fehlender durchgehender Fenster bzw. andersartiger gestalteter Erhebungen oder Vertiefungen beim Eintauchen in einen Ölsumpf dessen Verwirbeln weitestgehend vermeidet. Dadurch bedingt, daß der Zählkranz eine durchgehende Oberflächenkontur aufweist, wird bei dessen Eintauchen in den Ölsumpf keine Luft mitgerissen und beim Verlassen des Ölsumpfes werden keine Ölmengen emporgehoben.With the present innovation, a counting ring for axial piston dimensions is available for the first time seem suggested that due to the lack of continuous windows or differently designed elevations or depressions when immersing in an oil sump largely avoids swirling. Because of this, that the counting ring has a continuous surface contour is at its immersion in the oil sump no air entrained and when leaving no oil quantities are lifted up from the oil sump.
Nach Anspruch 2 der Neuerung ist vorgesehen, daß der Zählkranz aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und mit einem polymeren Werkstoff umspritzt ist. Der Zählkranz kann dabei die unterschiedlichsten Formen annehmen. So ist es denkbar, daß er als ein Zahnrad ausgebildet oder nach der Art eines Wälz lagerkäfigs gefertigt ist. In beiden Fällen werden die, die Planscharbeit ver ursachenden Zwischenräume, d. h. die Zahnlücken oder die Fenster, mit poly merem Werkstoff umspritzt, so daß der Zählkranz über seinem gesamten Um fang die gleiche radiale Ausdehnung aufweist, d. h. die Abfolge von Zahn und Zahnlücke bzw. Steg und Fenster aufgehoben ist.According to claim 2 of the innovation it is provided that the counting ring from one metallic material and overmolded with a polymeric material is. The counting ring can take a wide variety of forms. So is it is conceivable that it is designed as a gear or in the manner of a roller bearing cage is made. In both cases, those who are wading causal gaps, d. H. the tooth gaps or the windows, with poly overmoulded material, so that the counting ring over its entire order has the same radial extent, d. H. the sequence of tooth and Tooth gap or bridge and window is removed.
In Umkehrung des Prinzipes kann nach Anspruch 3 der Zählkranz auch aus einem polymeren Werkstoff gefertigt sein, der in gleichmäßigen Abständen um seinem Umfang verteilt mit metallischen Einlagen versehen ist.In reverse of the principle, the counting ring can also be used be made of a polymeric material that at regular intervals its circumference is provided with metallic inserts.
Auch ist es nach Anspruch 4 möglich, daß der Zählkranz aus unterschiedlichen polymeren Werkstoffen durch Zwei-Komponenten-Spritztechnik gefertigt ist, wobei eine Komponente metallische Eigenschaften aufweisen muß.It is also possible according to claim 4 that the counting ring from different polymeric materials is manufactured by two-component injection molding technology, where a component must have metallic properties.
Die Neuerung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The innovation is explained in more detail using the following exemplary embodiment. It demonstrate:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Axialkolbenpumpe in Schrägachsenbauart, Fig. 1 shows a longitudinal section through an axial piston pump bent axis type,
Fig. 2a, 2b, 2c eine Draufsicht auf einen neuerungsgemäßen Zählkranz, teilweise geschnitten, FIG. 2a, 2b, 2c is a top view of a renewal proper count wheel, partially in section,
Fig. 3a, 3b eine teilweise Draufsicht auf einen neuerungsgemäßen Zählkranz, Fig. 3a, 3b is a partial plan view of a renewal proper count wheel,
Fig. 3c einen Ausschnitt aus einem Querschnitt eines neuerungs gemäßen Zählkranzes. Fig. 3c shows a section of a cross section of a new innovation counting ring.
Die Schrägachsen-Axialkolbenmaschine wird bei einer Verwendung als Pumpe über eine in einem Lagergehäuse 1 gelagerte Triebwelle 2 durch einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben. Die Triebwelle 2 geht in eine Hubscheibe 3 über, die das Lager für eine auf einem Mittelzapfen 4 gelagerte Zylindertrommel 5 und Kolbenstangen 6 bildet, deren Kolben 7 in Zylinderbohrungen 8 der Trommel 5 geführt sind. Aufgrund der Neigung der Trommel 5 gegen eine Drehachse 9 der Antriebswelle 2 werden die unter Druck stehenden Kolben 7 bei jeder Umdrehung der Antriebswelle 2 einmal auf- und abbewegt. Auf der von der Hubscheibe 3 abgewandten Seite läuft die Zylindertrommel 5 auf einem Steuerspiegelkörper 10, durch welchen die Zylinderräume 8 je nach Drehstellung der Zylindertrommel 5 mit dem druck- bzw. saugseitigen Druck flüssigkeitskanälen 10 und 11 verbunden sind.When used as a pump, the oblique-axis axial piston machine is driven by a drive ( not shown ) via a drive shaft 2 mounted in a bearing housing 1 . The drive shaft 2 merges into a lifting disk 3 , which forms the bearing for a cylinder drum 5 and piston rods 6 mounted on a center pin 4 , the pistons 7 of which are guided in cylinder bores 8 of the drum 5 . Due to the inclination of the drum 5 against an axis of rotation 9 of the drive shaft 2 , the pressurized pistons 7 are moved up and down once with each revolution of the drive shaft 2 . On the side facing away from the lifting disc 3 , the cylinder drum 5 runs on a control mirror body 10 , through which the cylinder spaces 8, depending on the rotational position of the cylinder drum 5, are connected to the pressure or suction-side pressure liquid channels 10 and 11 .
Die Antriebswelle 2 ist in dem Lagergehäuse 1 antriebsseitig durch ein Zylin derrollenlager 14 und kolbenseitig durch zwei Schrägschulterkugellager 13 gelagert. Die Hubscheibe 3 ist mit einem Zählkranz 15 versehen, der mit Hilfe eines nicht dargestellten Sensors über eine Bohrung 16 im Gehäuse 1 abgetastet wird. Zur Schmierung der Lager 13 und 14 sowie der in der Hubscheibe 3 beweglich gelagerten Kolbenstangen 6 ist im Gehäuse 1 ein nicht näher be zeichneter Ölsumpf vorhanden, der unterhalb der Drehachse 9 der Antriebs welle 2 liegt. Bei rotierender Antriebswelle 2 taucht der Zählkranz 15 unterhalb der Drehachse 9 in den Ölsumpf ein bzw. aus und verursacht dabei die als nachteilig angesehene Planscharbeit.The drive shaft 2 is mounted in the bearing housing 1 on the drive side by a cylindrical roller bearing 14 and on the piston side by two inclined shoulder ball bearings 13 . The lifting disc 3 is provided with a counting ring 15 , which is scanned with the aid of a sensor, not shown, via a bore 16 in the housing 1 . To lubricate the bearings 13 and 14 and the piston rods 6 movably mounted in the lifting disc 3 , an oil sump, not shown, is present in the housing 1 , which is below the axis of rotation 9 of the drive shaft 2 . When the drive shaft 2 rotates, the counting ring 15 dips into and out of the oil sump below the axis of rotation 9 and causes the paddling work which is considered disadvantageous.
Die in den Fig. 2a bis 3c dargestellten Zählkränze zeichnen sich neuerungs gemäß dadurch aus, daß deren Oberflächenkontur so ausgebildet ist, daß sie im Querschnitt gesehen an jeder Stelle ihres Umfangs die gleiche radiale Aus dehnung aufweisen, d. h. ihre Mantelfläche in Umfangsrichtung gesehen nicht strukturiert ist, so daß der Zählkranz ohne nennenswerten Widerstand in den Ölsumpf ein- bzw. auftauchen kann.The counting rings shown in FIGS . 2a to 3c are characterized by innovation in that their surface contour is designed such that they have the same radial expansion at any point along their circumference, that is to say their circumferential surface is not structured in the circumferential direction , so that the counting ring can enter or emerge in the oil sump without any significant resistance.
Der in den Fig. 2a und 2b dargestellte Zählkranz 15 besteht aus einem mit Aussparungen 17 versehenen Metallband, das zu einem Kreisring gebogen und zusammengeschweißt wurde. Die Fenster 17 wurden mit einem polymeren Werkstoff 18 ausgefüllt bzw. die gesamte äußere Mantelfläche des Metallbandes mit dem polymeren Werkstoff 18 umhüllt. The counting ring 15 shown in FIGS . 2a and 2b consists of a metal band provided with cutouts 17 , which was bent into a circular ring and welded together. The windows 17 were filled with a polymeric material 18 or the entire outer surface of the metal strip was covered with the polymeric material 18 .
Der in Fig. 2c dargestellte Zählkranz 15 zeichnet sich dadurch aus, daß das gesamte Gerüst aus dem polymeren Werkstoff 18 gefertigt ist, und als impuls gebende Zählabschnitte gleichmäßig um den Umfang verteilt ein metallischer Werkstoff 19, beispielsweise eine Lagernadel oder ein Stahlstreifen, eingebracht wurde.The counting ring 15 shown in FIG. 2c is characterized in that the entire framework is made of the polymeric material 18 , and a metallic material 19 , for example a bearing needle or a steel strip, has been introduced as counting sections which give impulses evenly distributed around the circumference.
Der in den Fig. 3a bis 3c dargestellte Zählkranz 15 besteht aus zwei poly meren Werkstoffen 18 und 20 und wurde durch eine Zwei-Komponenten- Spritztechnik gefertigt. Um jedoch eine Erfassung der Winkelgeschwindigkeit des Zählkranzes 15 überhaupt vornehmen zu können, muß entweder der polymere Werkstoff 18 oder der polymere Werkstoff 20 metallische Eigen schaften aufweisen.The counting ring 15 shown in FIGS . 3a to 3c consists of two poly mer materials 18 and 20 and was manufactured by a two-component injection molding technique. However, in order to be able to record the angular velocity of the counting ring 15 at all, either the polymeric material 18 or the polymeric material 20 must have metallic properties.
Der in Fig. 3a dargestellte Zählkranz 15 ist aus zwei kammartig ineinander greifenden Hälften zusammengesetzt, während der in den Fig. 3b und 3c dargestellte Zählkranz 15 aus einem Grundgerüst besteht, in das gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Einlagen eingespritzt werden.The counting ring 15 shown in Fig. 3a is composed of two comb-like intermeshing halves, while the counting ring 15 shown in Figs. 3b and 3c consists of a basic structure into which deposits are uniformly distributed around the circumference.
BezugszeichenlisteReference list
1 Lagergehäuse
2 Antriebswelle
3 Hubscheibe
4 Mittelzapfen
5 Zylindertrommel
6 Kolbenstange
7 Kolben
8 Zylinderbohrung
9 Drehachse
10 Steuerspiegelkörper
11 Kanal
12 Kanal
13 Schrägschulterkugellager
14 Zylinderrollenlager
15 Zählkranz
16 Bohrung
17 Aussparung
18 polymerer Werkstoff
19 metallischer Werkstoff
20 polymerer Werkstoff 1 bearing housing
2 drive shaft
3 lifting disc
4 center pins
5 cylinder drum
6 piston rod
7 pistons
8 cylinder bore
9 axis of rotation
10 control mirror bodies
11 channel
12 channel
13 angular shoulder ball bearings
14 cylindrical roller bearings
15 counting ring
16 hole
17 recess
18 polymeric material
19 metallic material
20 polymeric material
Claims (4)
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Owner name: INA WAELZLAGER SCHAEFFLER OHG, 91074 HERZOGENAURAC |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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