DE2330607A1

DE2330607A1 - Taumelscheibenpumpe mit veraenderbarem hubvolumen

Info

Publication number: DE2330607A1
Application number: DE2330607A
Authority: DE
Inventors: Gerard Leduc
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-16
Filing date: 1973-06-15
Publication date: 1974-01-10
Also published as: JPS4963003A; GB1436390A; US3873240A

Description

Taumelscheibenpumpe mit veränderbarem Hubvolumen

Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Pumpen mit in Abhängigkeit von einem oder mehreren Förderdrucken veränderbarem Hubvolumen mit einer drehbaren Taumelscheibe, deren Neigung mit einem in einem Träger der Taumelscheibe gelagerten hydraulisch betätigtem Stellkolben verstellbar ist, der von einem Ventil gesteuert wird, das auf Änderungen des Pumpförderdruckes anspricht. Solche Pumpen sind in der DT-OS 1 906 226 beschrieben.

Die Erfindung betrifft Pumpen mit dieser Funktionsweise, die gegenüber der in der DT-OS 1 906 226 beschriebenen eine wesentlich verbesserte Auslaßeinrichtung aufweisen.

Es werden immer häufiger Pumpen verwendet, an die getrennte Förderleitungen angeschlossen sind: Beispielsweise kann man mit einer Pumpe mit sechs Kolben die Förderleistung der Pumpe auf zv/ei getrennte Förderleitungen verteilen, von denen jede aus drei Kolben gespeist wird oder auch bei einer Pumpe mit neun Kolben auf drei Förderleitungen, von denen jede von drei Kolben gespeist wird. Es ist ganz offensichtlich, daß in diesen Fällen ein Ventil fehlt, das dazu geeignet ist, die Summe der in den drei Leitungen herrschenden Drucke derart einzustellen, daß sie eine Funktion des 2um Antrieb der Pumpe nötigen Momentes ist.

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Die in der DT-OS 1 906 226 beschriebene Auslaßeinrichtung würde, wenn die Pjmpe mit mehreren Förderleitungen ausgestattet ist, einen Ventilkörper erfordern, der so viele Stockwerke hat, wie Förderleitungen vorhanden sind; eine zufriedenstellende Funk-•tion eines solchen Systems könnte nur mit sehr komplizierten, empfindlichen und kostspielen Mitteln erreicht werden.

Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und des weiteren eine Standardisierung der Pumpenherstellung sowie einen gemeinsamen Pumpenkopf zur Verwendung bei verschiedenen Pumpenkörpern mit drei oder sches oder mit neun Kolben zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine hydraulische Pumpe der eingangs beschriebenen Art gelöst, daß das Ventil einen Schieber aufweist, der einerseits mit dem auf der Rückseite des Stellkolbens herrschenden, von den Förderdrucken abhängigen Druck beaufschlagt ist und andererseits der entgegengesetzten Wirkung einer Feder ausgesetzt ist und zwischen Stellungen hin- und herbeweglich ist, in denen er eine Leitung, in der der Ansaugdruck der Pumpe herrscht, oder eine Leitung, in der der höchste der Förderdrucke herrscht, mit dem Arbeitsraum des Stellkolbens verbindet.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Pumpe liegt auch darin, daß sie über eine axiale Aussparung im Pumpenkörper versorgt wird, wodurch ein volumetrischer Wirkungsgrad erreicht wird, der wesentlich besser als der mit der in der DT-OS 1 906 226 beschriebenen Pumpe erreichbare ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen mit vorteilhaften Einzelheiten beschrieben. Es zeigt:

Fig.1 einen Längsschnitt durch eine Pumpe mit sches Kolben; Fig.2 eine Teilansicht eines Längsschnittes in einer zur Scbnitt>-

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ebene der Fig. 1 senkrechten Ebene mit einem einzigen Kolben, der um eine 1/12-Umdrehung zum besseren Verständnis der Figur gedreht ist;

Fig. 3 eine Teilansicht einer veränderten AusfUhrungsform des Ventils nach Fig. 1;

Fig. 4 eine Aufsicht auf die Taumelscheibe in Fig. 1;

Fig. 5 eine Teilansicht der Fig. 1 mit der Taumelscheibe in einer Stellung, die bei der Förderleistung Null eingenommen wird;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 5;

Fig. 7 eine Teilansicht eines Schnittes längs der Linie B-B in Fig. 6;

Fig. 8 eine Teilansicht eines Schnittes 3ängs der Linie C-C in Fig. 6j

Fig. 9 einen Längsschnitt längs der Linie A-A in Fig. 10 einer Pumpe mit zwölf Kolben, die vier Förderleitungen versorgen und mit weiteren Verbesserungen;

Fig.10 einen Schnitt längs der Linie E-B in Fig. 9;

Fig.11 eine Teilansicht eines Längsschnittes einer der in Fig. 9 dargestellten ähnlichen Pumpe in einer abgeänderten AusfUhrungsform;

Fig.12 einen Schnitt längs der Linie D-D in Fig. 11.

In Fig. 1 sieht man, daß die Pumpe aus zwei Hauptteilen besteht, einem Pumpenkörper 1 mit Pumpkolben 3 und einem Pumpenkopf 2 mit einer Antriebswelle 4, die auf einer Achse 5 eine Tau-

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melscheibe 6 trägt. Wenn die Welle 4 von einem nicht dargestellten Motor gedreht wird, treibt sie die Taumelscheibe 6 an, die abwechselnd die Pumpkolben 3 zurückdrückt, die von Federn 7 gegengedrückt werden. Die Taumelscheibe 6 ist auf der Achse angelenkt; die Neigung der Taumelscheibe 6 kann verändert werden, die Bewegung der Pumpkolben 3 verringert sich mit einer Verklein erung des Winkels der Taumelscheibe 6.

Die Neigungsverstellung der Taumelscheibe 6 geschieht durch einen hydraulischen Stelltrieb mit einem Stellkolben 8, der gleitend in einer Bohrung 8a geführt ist, die axial in die Antriebswelle 4 eingearbeitet ist und mit einer Gleithülse 8b versehen sein kann; so wirkt im Betrieb auf eine Seite der Taumelscheibe der Druck der Pumpkolben 3 und auf die andere Seite der Druck des Stellkolbens 8.

Wenn die Anzahl der Pumpkolben 3 ungerade ist, beispielsweise fünf, wird der auf die Vorderseite der Taumelscheibe 6 wirkende Druck abwechselnd von zwei oder drei Pumpkolben erzeugt. Infolgedessen pulsiert der auf der Rückseite des Stellkolbens 8 herrschende Druck mit hoher Frequenz, wodurch die Reibung der verschiedenen beweglichen Teile des Systems aufgehoben wird. Beispielsweise schwankt der auf die Vorderseite der Taumelscheibe wirkende Druck bei einer Pumpe mit fünf Pumpkolben um 2,5 - 20%, was bei einer Drehgeschwindigkeit der Welle 4 von 1500 Umdrehungen pro Minute einem Pulsieren mit einer Frequenz von 250 pro Sekunde entspricht.

Wenn die Anzahl der Pumpkolben 3 gerade ist, beispielsweise sechs, und die Pumpe zwei Förderleitungen besitzt, unterliegt die Taumelscheibe 6 ebenfalls Druckpulsierungen hoher Frequenz, wenn die beiden Förderleitungen nicht auf gleichem Druck sind. Wenn beide Förderleitungen auf gleichem Druck sind, oder wenn die Pumpe eine Förderleitung besitzt, tritt ebenfalls eine Pulsierung mit hoher Frequenz auf, die dadurch verursacht wird, daß wegen der-bei den in Betracht kommenden Drucken auftretenden

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Kompressibilitätsphänomenen der Verlauf des.Druckanstieges der Kolben in Beziehung zur Fallinie der Taumelscheibe 6 nicht symmetrisch zum Verlauf jdes Druckabfalles ist.

Aus den Fig. 2 und 4 ist ersichtlich, daß die Taumelscheibe 6 ein zentrales Sackloch 9 aufweist, das über eine Aussparung 10 mit einem kreissegmentförmigen Schlitz 11 verbunden ist, über den bei Drehung der Taumelscheibe Gleitstücke 12 der Pumpkolben 3 gleiten. Wenn die Gleitstücke 12 über den Schlitz 11 gleiten, sind die Pumpkolben 3 in ihrer Ansaugphase und in einer Kammer um die Taumelscheibe 6 herum befindliche Flüssigkeit wird in Bohrungen, in denen die Pumpkolben 3 gleiten, hineingesaugt.

Auf dem Weg, der von den Gleitstücken 12 bei der Verdrängungsphase durchlaufen wird, ist eine Vielzahl von Durchlässen 14 angeordnet, von denen jeder mit einem Rückschlagventil 15 versehen ist und mit einer zentralen Kammer 16 in Verbindung steht,die in der Rückseite der Taumelscheibe 6 ausgebildet ist (Fig. 2).

Wie in Fig. 4 dargestellt, sind die Durchlässe 14 in einem derartigen Abstand voneinander angeordnet, daß die zentrale öffnung eines Gleitstückes jeder Gruppe von zu einer Förderleitung gehörenden Gleitstücken ständig in Verbindung mit einenu Durchlaß ist.

Dies führt dazu, daß wenn die Pumpe mehrere Förderleitungen aufweist, der Druck in der Kammer 16 ständig der größte der Drucke ist, die in den mit der Pumpe verbundenen Leitungen herrschen.

Aus den Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, daß die Achse 5, auf der die Taumelscheibe 6 angelenkt ist, auf ihrer ganzen Länge einen Kanal 34 aufweist, der mit der Kammer 16 über einen Kanal 35 und eine Nut 35a in Verbindung steht, die beide im Körper der Taumelscheibe ausgebildet sind. Aus den Fig. 7 und 8 ist ersichtlich, daß Durchlässe 36 und 37 von beiden Enden des Kanals 34 ra-

■ /6

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dial In Lagerbuchsen 38 führen, die in der Antriebswelle 4 sitzen und in denen sich die Achse 5 dreht. Die Kanäle 36 sind auf die S^ite der Taumelscheibe 6 gerichtet, auf der die Pumpkolben 3 anliegen und die Kanäle 37 sind auf die Seite der Taumelscheibe 6 gerichtet, auf der der Stellkolben 8 anliegt. Diese Unsjonmetrie hat zum Ziel, wenigstens teilweise die Wirkung der Verwindung auszugleichen, der die Achse 5 wegen der unsymmetrischen Wirkung der Pumpkolben 3 auf die Taumelscheibe 6 ausgesetzt ist.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Kammer 13 über eine Kanal 17i der quer durch den Pumpenkörper längs der A_ohse des Pumpenkörpers 1 ausgespart ist, mit Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter versorgt wird, wodurch auch eine Versorgung des Sackloches 9 und dadurch des Schlitzes 11 begünstigt wird.

Diese Anordnung der Zufuhr von Flüssigkeit durch einen Kanal, der senkrecht in das Zentrum der Kammer 13 führt, begünstigt die Versorgung des kreissegmentförmigen Schlitzes 11 durch die Zentrifugalwirkung auf die hydraulische Flüssigkeit und mindert den störenden Einfluß, der von der Bewegung der Kolben herrührt.

Der Stellkolben 8 liegt an der rückwärtigen Fläche der Taumelscheibe 6 mittels eines Gleitstückes 18 an, das die Kammer 16 abschließt.

Dieses Gleitstück 18 weist eine umlaufende Nut 19 auf, die die Taumelscheibe berührt und eine umlaufende Nut 20, die den kugelförmigen Kopf des Stellkolbens 8 berührt. Diese beiden Nuten werden mit unter Druck stehendem Öl aus der Kammer 16 durch einen Kanal 21 mit einem kalibrierten Durchlaß 22 versorgt.

Der Stellkolben 8 ist an seinem rückwärtigen Teil durch eine Stange 24 verlängert, die in einer Bohrung 25 gleitet,die in eine mit einem Stopfen 27 verschlossene Kammer 26 mündet.

Die Stange 24 weist einen zylindrischen Ansatz 24a auf, der zusammen mit der Bohrung 25 einen ringförmigen kalibrierten Durchlaß veränderbarer Länge bildet. /7

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Der Stellkolben 8 und die Stange 24 bilden zusammen mit der Bohrung 8a eine ringförmige Kammer 23. Der Stellkolben 8 trägt ein Ventil, das hohen· und niederen Druck empfängt und eden einen oder den anderen der Kammer 23 zuführt, um den Stellkolben 8 in der einen oder anderen Richtung zu betätigen, wobei die Neigung der Taumelscheibe 6 verändert wird und di-e von der Pumpe gelieferte Förderleistung bzw. Durchflußmenge angepaßt wird.

Im dargestellten Beispiel wird dieses Ventil von einem Schieber 29 gebildet, der in einer Bohrung 28 in der Stange 24 und im Stellkolben 8 gleitet und gegen eine Feder 30 arbeitet. Der Schieber 29 weist in seinemmmittleren Abschnitt eine ringförmige Kammer 29a auf, in die ein Kanal 31 mündet, der mit der Kammer 23 in Verbindung steht; die Kammer 29a kann durch Verschiebung des Schiebers 29 über einen Kanal332 mit der unter hohem Druck stehenden Kammer 16 verbunden werden oder über einen Kanal 33 mit der unter niederem Druck stehenden Kammer 13.

Venn die Welle 4 nicht bewegt ist, befinden sich die einzelnen Teile in den in Fig. 1 dargestellten Stellungen; dagegen stellt die Fig. 2 die einzelnen Teile in einer Betriebsgleichgewichtslage dar.

Die Taumelscheibe 6 nimmt auf einer Seite den von den Pumpkolben 3 hervorgerufenen Druck auf, der vom Druck des Stellkolbens 8 im Gleichgewicht gehalten wird. Venn P. und Pp die Förderdrucke (bei einer Pumpe mit zweimal drei Kolben, die zwei unabhängige Förderleitungen beliefern) und s der Gesamtquerschnitt des Stellkolbens 8 sind, ist der Gleichgewichtsdruck ρ in den Kammern 25 und 26 als Funktion von P. und P₂ durch die folgende Formel gegeben: P χ s β P₁ χ S₁ + P₂ χ S₂,

wobei S,. und S₂ die mittleren wirksamen Oberflächen der Gruppen von Pumpkolben 3 sind, d.h., die mittlere Gesamtoberfläche einer an eine gemeinsame Förderleitung angeschlossenen Kolbenbaugruppe.

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In dem speziellen Fall, in dem die Pumpe zwei Förderleitungen mit identischen Fördermengen beliefert oder genauer, Wenn S. = S₀ = S ist, ergibt sich: _ς

^ P=Ix(P₁+ P₂).

Dieser Druck ρ wirkt auf den Schieber 29 gegen die Feder 30; im Gleichgewicht sind beide Kräfte gleich groß.

Man sieht, daß die Rolle der Rückschlagventile 15 darin besteht, den größeren der beiden Drucke P. oder Pp zur Beaufschlagung des Ventils zu wählen und so zu ermöglichen, daß mit einer Verschiebung des Ventils ständig eine entsprechende Verschiebung des Stellkolbens 8 einhergehen kann.

Wenn einer der Drucke P. oder P₂ sich vergrößert, vergrössert sich der Druck auf die Taumelscheibe 6 entsprechend, was zu einer Vergrößerung des Gleichgewichtsdruckes ρ in den Kammern 23 und 26 führte Die Vergrößerung des Druckes in der Kammer 26 bewirkt ein Hineindrücken des Schiebers 29, der eine Verbindung der Kanäle 32 und 31 derart herstellt, daß der große, in der Kammer 16 herrschende Druck in die Kammer 23 geleitet wird.Der Stellkolben 8 beginnt sich daraufhin nach rechts zu verschieben, mit einer Geschwindigkeit, die durch das Eindringen des Schiebers festgelegt ist; das Eindringen dauert so lange an, wie das Ungleichgewicht zwischen dem Druck in der Kammer 26 und der Wirkung der Feder 30 andauert.

' Sobald die Bewegung des Stellkolbens 8 beginnt, vergrößert sich das Volumen der Kammer. Die für diese Volumenvergößer-ung notwendige Flüssigkeitsmenge Je Zeiteinheit ist proportional zur Geschwindigkeit des Stellkolbens 8. Diese Flüssigkeitsmerige kommt aus der Kammer 23 und erfährt dabei in der durch den zylindrischen Ansatz 24a definierten Drosselstelle einen Druckverlust, der proportional zur Durchflußmenge, d.h., zur Geschwindigkeit des Stellkolbens 8 ist. Der Signaldruck in der Kammer 26, der im Gleichgewicht den Betrag ρ hatte und bei der Vergrößerung von P- oder Pp den Betrag ρ angenommen hat, fällt in dem Haß, wie sich der Schieber 29 hineinbewegt und sich der Stellkolbon _/o

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8 beschleunigt. Das ganze geschieht auf einigen Hundertsteln Millimetern. Diese Absenkung des Druckes in der Kammer 26 verringert das Ungleichgewicht auf den Schieber 29, der stehenbleibt. Dieses Stehenbleiben geschieht im wesentlichen dann, wenn der Druck in der Kammer 26 wieder ρ beträgt, weil sich die Einwärtsbewegung des Schiebers 29 und die Bewegung des Kolbens 8 auf einigen Hundertsteln Millimetern abspielen und die Vorspannung der Feder 30 dadurch im wesentlichen unbeeinfluß bleibt. Der anfängliche Druckabfall längs der durch den zylindrischen, Ansatz 24a definierten Drosselstelle beträgt daher fast genau p'-p, d.h., daß die anfängliche Geschwindigkeit des Stellkolbens 8 im wesentlichen proportional zur anfänglichen Differenz zwischen p¹ und dem der Spannung der Feder 30 entsprechenden Druck ist.

Da jedoch das Ventil noch offen ist, setzt sich die Bewegung des Stellkolbens 8 fort. Die Feder 30 wird immer mehr zusammengedrückt und führt den Schieber 29 allmählich in seine Gleichgev/ichtsstellung zurück. Die Geschwindigkeit des Stellkolbens 8 ist in jedem Augenblick im wesentlichen proportional zum verbleibenden Unterschied zwischen p¹ und dem der Spannung der Feder 30 im betrachteten Augenblick entsprichenden Druck bis dieser Unterschied Null ist, d.h. zwischen der Spannung der Feder und dem Druck p¹ in den Kammern 23 und 26 erneut Gleichgewicht besteht.

In der Praxis geschieht die Bestimmung der Federcharakteristik zur Erreichung der erwünschten Beziehung experimentell, Punkt für Punkt. Eine Feder von sehr geringer Steifheit ergibt ein Hubvolumen, das sich als Funktion des Druckes nur wenig ändert - entsprechend erhält man eine Pumpe, die ihre Förderleitung fast auf konstantem Druck hält; in jedem Fall ergibt eine Feder mit konstanter Steifheit ein Antriebsmoment an der Welle 4, dessen Wert in dem Maß abnimmt, wie die Drucke zunehmen, d.h. sich die Hubvolumen verringern; zur Erreichung eines konstanten Antriebsmomentes ist es notwendig, eine Feder zu verwenden, deren Steifheit mit ihrer Verformung abnimmt.

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- ίο -

Es sei bemerkt, daß die Feder in Abhängigkeit vom gewählten Zusammenhang zwischen Druck- und Hubvolumen oder in Abhängigkeit von den technologischen Gegebenheiten eine einzige oder in Form mehrerer getrennter Federn oder eine in zwei Gruppen sein kann: 'eine zwischen dem Schieber 29 und der Welle 4, die Feder 30, die andere zwischen dem Schieber 29 und der Stange 24, wie in Fig. 3 dargestellt, die Feder 30a.

Beispiel; Es wurde eine Pumpe mit zwei Förderleitungen mit sechs

!Pump—

gleichen/Kolben 3 von 31,00 mm Durchmesser gebaut, die bei maximalem Hubvolumen (maximaler Neigung der Taumelscheibe 6) zwei Durchflußmengen von je 50 cm pro Umdrehung liefert. Der Kolben hat einen Durchmesser von 60 mm, die Stange 24 einen Durchmesser von 18 mm und der Schieber 29 von 6 mm.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Gleichgewichtsstellung und mit P^ = 350 bar und Pp = 250 bar berechnet man leicht:

2
TT

P = 1,5 (350 + 250) -#» 242,7 bar

2 2

Die Feder 30 wird also bei einem Druck von 242,7 bar im Gleichgewicht gehalten, der auf den Schieber 29 wirkt.

Wenn, wegen wachsender Last in einer der Pumpleitungen der Druck P^ auf 400 bar ansteigt, zeigt eine gleiche Rechnung, daß der Druck ρ auf p¹ = 262,9 bar steigt.

Die Feder 30 genügt nicht mehr, um den Schieber 29 zu halten, der sich einschiebt und, wie oben erklärt, startet der/Kolben 8. Da das Gleichgewicht sehr schnell und auf einem sehr kurzen Weg erreicht wird und die Verschiebungen des Ventils vernachlässigbar sind, kann man annehmen, daß das Gleichgewicht der Feder 30 unverändert bleibt. Das Ventil hört auf, sich zu öffnen, wenn der Druck in der Kammer 26 auf 242,7 bar abgefallen ist. In der Kammer 23 hat man einen vorübergehenden Brück p't, der beträgt: /11

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2 2 2 2 2

y (TS - Έ) χ,242,7 + ^ (Εδ~ - Τβ ) χ p't = 1,5.^3T (400 + 250), 4 4 4

das bedeutet:

p't = 1,5 x ~ χ 650 _χ 242_f7 und

2 2
BÖ - TE

PH - - # **.7 bar

2	60	2
TS	- F
2	2
- 18

Der Druckverlust in der durch den zylindrischen Ansatz 24a definierten kalibrierten Bohrung beträgt also 264,7 - 242,7 = 22 bar und die Geschwindigkeit des Stellkolbens 8 ist proportional zu dieser Größe.

Die Bewegung des Stellkolbens 8 setzt sich fort und die Feder 30 drückt sich zusammen. Wenn eine Zusammendrückung erreicht ist, die ein Gleichgewicht herstellt, beispielsweise 260 bar, zeigt eine der obigen ähnliche Rechnung, daß der Druck p't in der Kammer 23 263,1 bar beträgt. Der Druckverlust in der durch den zylindrischen Ansatz 24a gebildeten kalibrierten Bohrung beträgt entsprechend nur 263,1 - 260,0 = 3,1 bar und man sieht, daß die Geschwindigkeit des Stellkolbens 8 um mehr als 86 % in Beziehung zur anfänglichen Geschwindigkeit vermindert ist. Der Stellkolben 8 wird immer !langsamer und erreicht die Geschwindigkeit Null, wenn die Feder den Druck von 262,9 bar im Gleichgewicht hält.

Um eine bessere Stabilität der Teile sicherzustellen, kann in der Kammer 23 eine Feder 39 angeordnet werden, deren Aufgabe es ist, den Stellkolben 8 in Anlage auf dem Gleitstück 18 zu halten. Die obige Rechnung bleibt gültig, v/eil der Einfluß ,einer solchen Feder genauso wie der Einfluß der Feder 7 der Pumpkolben vernachlässigbar ist.

Man sieht, daß die durch den zylindrischen Ansatz 24a definierte kalibrierte Bohrung eine sehr gute Steuerung der Ge-

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schwindigkeit des Kolbens 8 in Abhängigkeit von der verbleibenden auszugleichenden Abweichung ermöglicht, d.h. eine sehr gute Abschwächung von Nachstellungen, die ständig notwendig sind, um die gewählte Beziehung zwischen Hubvolumen und Druck aufrechtzuerhalten. Des weiteren sieht man, daß sich die nutzbare Länge der Drosselstelle vergrößert, wenn die Hubvolumina abnehmen. Entsprechend bewirkt eine bestimmte Veränderung des Druckes eine Anfangsgeschwindigkeit, die umso geringer ist, je kleiner das Hubvolumen ist; die Erfahrung'zeigt, daß dies notwendig ist, um überall das gleiche Maß an Stabilität zu erhalten, besonders beispielsweise beim Betrieb mit konstantem Antriebsmoment P^ χ V-j + 1?2 ^x ^2 ⁼ konstant, wobei V^ und V~ die Hubvolumina der beiden Leitungen bezeichnen.

Die Anordnung kann auch in den Fällen verwendet werden, in denen die getrennten Förderleitungen mit Kolben von verschiedenem Durchmesser beschickt werden; die obigen Rechnungen bleiben ohne Änderung anwendbar.

Die Fig.9 bis 12 betreffen eine abgeänderte Ausführungsform der Bauteile für die Auswahl des größten Förderdruckes und seine Leitung auf das Steuerventil.

Bei der in Fig.1 bis 8 dargestellten Pumpe empfängt das Ventil den hohen Druck über den Kanal 32, der in das Gleitstück 18 mündet, das die Kammer 16, in der der hächste der Förderdrucke herrscht, abschließt. Dagegen wird bei der in Fig.9 bis 12 dargestellten Ausführungsform der höchste Förderdruck mittels Rückschlagventilen 40 ausgewählt, die im Pumpenkörper 1 unmittelbar strömungsabwärts der Kolben 3 angeordnet sind.

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Die Pumpe weist zwölf Pumpkolben 3 auf, die in Dreiergruppen zusammengefaßt sind, so daß die Pumpe vier unabhängige Förderleitungen speist:die erste Förderleitung wird von den Kolben 3a gespeist, die zweite von den Kolben 3b, die dritte von den Kolben 3c und die vierte von den Kolben 3d; die Förderleitungen der Kolben einer Gruppe sind unter sich strömungsabwärts von den Rückschlagventilen 42, 42b, 42c, 42d durch Kanäle 41, wie 41a für die Kolben 3a, verbunden.

Die Förderung . der Gruppe a ist entsprechend am Rückschlagventil 40a abgenommen, die der Gruppe b am Rückschlagventil 40b usw.; jeweils stromabwärts vom Abschlußteil sind die Rückschlagventile 40a, 4Ob, 4Oc und 4Od durch einen Kanal 43 verbunden. Entsprechend ist der Druck im Kanal 43 ständig der größte der vier Förderdrucke.

Dieser so gewählte Druck wird durch eine Leitung 44, die im Gehäuse 1, 2 der Pumpe ausgebildet ist, bis zu einem Kanal 45 geleitet, der im Kolben 8 ausgebildet ist, und an der Seite des Schiebers 29 des Ventils mündet.

Die Verbindung zwischen dem Kanal 44 und dem Kanal 45 geschieht mittels einer Drehdichtung, die in einem Ring 46 ausgebildet ist, der unter Reibung auf der Welle 4 sitzt und durch ein Halteorgan 47 unverschieblich ist.

Die Kammer 29a des Schiebers 29 steht über einen Kanal 31 einerseits mit der Kammer 23 an der Rückseite des Kolbens und andererseits mit dem Innenraum des Gleitstücks 18' in Verbindung.

Dieses Gleitstück 18' ist vorzugsweise doppelt kegelig und nimmt einerseits den Kugelkopf des Stellkolbens 8 und andererseits den kugeligen Abschnitt eines an der Rückseite der Taumelscheibe 6 liegenden Kerns 48 auf. Im Körper dieses Kerns .48 ist ein Kanal 35a ausgebildet, der mit dem Kanal 35 in Verbindung steht.

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Diese abgeänderte Ausführungsform hat im Vergleich mit der in den Fig. 1 Ms 8 dargestellten zwei Vorteile; einerseits ist die Einrichtung zur Auswahl des größten Förderdruckes nicht mehr im Inneren der Taumelscheibe, v/as unter dem Gesichtspunkt der Her- * stellung wesentlich einfacher ist, zum anderen ist das hydraulische Gleichgewicht der Auflager des Stellkolbens 8 und des Kerns 48 auf dem Gleitstück 18^! wesentlich besser. In der in den Fig. bis 8 dargestellten Pumpe ist der Druck im Inneren des Gleitstücks 18 ständig der größte der Förderdrucke, v/odurch man gezwungen ist, den Berührungskreis zwischen Stellkolben 8 und Gleitstück 18 in Abhängigkeit vom größtmöglichen Förderdruck festzulegen und was zu einem hydraulischen Ungleichgewicht der Anlage des Stellkolbens am Gleitstück führt; dieses Ungleichgewicht erfordert eine Anordnung, wie sie durch dieji Teile 19 bis 22 dargestellt ist, die eine gedrosselte Leckströmung zum Schmieren der Gleitflächen ermöglicht.

Dagegen ist bei der Ausführung gemäß Fig. 9 und 10 der Druck im Inneren des Gleitstücks ständig gleich dem Druck in der Kammer 23 und deshalb praktisch ständig gleich dem Druck, der auf den Stellkolben 8 wirkt.

Es kann sich in bestimmten Fällen als vorteilhaft erweisen, eine automatische Arretierung der Bewegung der Taumelscheibe 6 zu haben, wenn diese die Stellung mit der Förderleistung Null einnimmt.

Zu diesem Zweck sind, wie in Fig. 11 und 12 dargestellt, die Rückschlagventile 40 nicht stromabwärts der Rückschlagventile 42 angeordnet, sondern stromaufwärts vor den Kammern der Pumpkolben 3.

Man kann, wie in Fig. 12 dargestellt, ein Rückschlagventil 40 in jeder Kammer oder besser nur ein einziges Rückschlagventil

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40 für eine Förderleitung anordnen, dadurch, daß man vorzugsweise vier Kolben wählt, die sich folgen und deren Lage analog der gemäß Fig. 10 ist, wobei aber die Kanäle wie 41a nicht dargestellt sind, weil sie in Höhe vor den Rückschlagventilen 42 sind.

In dieser Figur 12 bezeichnen die Bezugszeichen 3c und 3d
nicht die Förderkolben der Pumpe sondern die Bohrungen, in denen die Kolben gleiten.

Ansprüche;

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Claims

Ansprüche

1 J Hydraulische Pumpe mit in Abhängigkeit von einem oder mehreren Förderdrucken veränderbarem Hubvolumen mit einer drehbaren Taumelscheibe, deren Neigung mit einem in einem Träger der Taumelscheibe gelagerten, hydraulisch betätigten Stellkolben verstellbar ist, der von einem Ventil gesteuert wird, das auf Änderungen des Pumpförderdruckes anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen Schieber (29) aufweist, der einerseits mit dem auf der Rückseite des Stellkolbens (8) herrschenden, von den Förderdrucken abhängigen Druck beaufschlagt ist und andererseits der entgegengesetzten Wirkung einer Feder (30) ausgesetzt ist und zwischen Stellungen hin- und herbeweglich ist, in denen er eine Leitung (33),in der der Ansaugdruck der Pumpe herrscht, oder eine Leitung (32) in der der höchste der Förderdrucke herrscht, mit dem Arbeitsraum (23) des Stellkolbens (8) verbindet.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schieber (29) des Ventils gegendrückende Feder (30) eine Steifheitskennlinie aufweist, die Punkt für Punkt entsprechend der gewünschten Beziehung zwischen Durchflußmenge und Druck ermittelt ist.
3. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil im Inneren des Stellkolbens (8) angeordnet ist.
4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (8) für die Taumelscheibe (6) zwei verschiedene Querschnitte aufweist, daß eine Kammer (23) an der Rückseite des großen Querschnittes angeordnet ist, eine andere Kammer (26) an der Rückseite des kleinen Querschnitts, daß bei-

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ORIGINAL INSPECTED

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de Kammern (23, 26) über einen kalibrierten Durchlaß (25) in Verbindung stehen, daß die an der Rückseite des großen Querschnitts befindliche Kammer (23) durch Zwischenschaltung des Ventils sowohl mit hohem als auch mit niederem Druck derart beaufschlagt wird, daß das Ventil bei Gleichheit geschlossen ist, und die beiden Kammern auf gleichem Druck sind, der vom Förderdruck abhängt.
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (29) des Ventils sich bis in die Kara-

Stellmer (26) auf der Rückseite des kleinen Querschnitts des /Kolbens

(8) erstreckt und mit dem in der Kammer (26) herrschenden Druck beaufschlagt ist, so daß jede Veränderung der Förderdrucke eine Verschiebung des Schiebers (29) des Ventils hervorruft.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schieber (29) des Ventils gegendrückende Feder (30) mit veränderlicher Steifheit an einem festen Anschlag anliegt, der durch eine Trennwand gebildet ist, die die beiden Kammern (23, 26) auf der Rückseite des Stellkolbens (8) für die Taumelscheibe (6) trennt.
7. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (29) des Ventils einerseits von einer Feder (30) gegengehalten wird, die an einem festen Anschlag anliegt, der durch eine die beiden Kammern (23, 26) auf der Rückseite des Stellkolbens (8) für die Taumelscheibe (6) trennende Trennwand gebildet wird und andererseits durch eine Feder (30a), die an einer Stange (24) des Stellkolbens (8) anliegt.
8. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kalibrierte Durchlaß (25) durch einen ringförmigen Raum zwischen der den kleinen Querschnitt des Stellkolbens (8) bildenden Stange (24) und einer Öffnung in der die beiden Kammern (23, 26) trennenden Trennwand gebildet ist.
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (24) einen zylindrischen Ansatz (24a)/,

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aufweist, so daß die Länge des kalibrierten Durchlasses (25) veränderlich ist.
10. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (6) längs des Weges von Gleitstücken (12) für die Anlage der Pumpkolben (3) in dem Abschnitt, der ihrer Förderung entspricht, eine Vielzahl von Durchlässen (14) aufweist, von denen jeder mit einem Rückschlagventil (15) versehen ist und die mit einer in die Rückseite der Taumelscheibe (6) eingearbeiteten zentralen Kammer (16) in Verbindung stehen, und die zentrale Kammer (16) über das Innere eines Gleitstückes (18) zur Anlage des Stellkolbens (8) mit einem im Stellkolben (8) ausgebildeten, am Ventil mündenden Kanal (32) in Verbindung steht.
11. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t , daß die Anordnung zur Auswahl des höchsten der Förderdrucke durch eine Gruppe von Kanälen (43, 44, 45) gebildet wird, die mit Rückschlagventilen (40a, 40b, 40c, 4Od) versehen sind, untereinander verbunden sind und im Gehäuse (1, 2) der Pumpe stromabwärts von den Pumpkolben (3) angeordnet sind.
12. Pumpe nach Zuspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (40a, 40b, 40c, 4Od) stromabwärts der Rückschlagventile (42a, 42b, 42c, 42d) angeordnet sind, die am Ausgang jeder der Bohrungen sitzen, in der ein Pumpkolben (3) gleitet.
13. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (40a, 40b, 40c, 4Od) stromaufwärts der am Ausgang jeder Bohrung mit einem Pumpkolben (3) sitzenden Ruckschlagventile (42a, 42b, 42c , 42d) sitzen.
14. Pumpe nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß alle Druckseiten mit einem Rückschlagventil (40a, 40b, 40c, 4Od) versehen sind.

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15. Pumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß je Förderleitung nur eine Druckseite mit einem Rückschlagventil (40a, 40b, 40c, 4Od) versehen ist.
16. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Förderdruck dem Ventil im Inneren des Stellkolbens (8) über einen Kanal (44) im Gehäuse (1, 2) der Pumpe und über einen Kanal (45) im Stellkolben (8) zugeführt wird.
17. Pumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanäle (44, 45) durch einen Kanal in einem Ring (46) miteinander verbunden sind, der auf der Antriebswelle (4) der Pumpe sitzt und diese gegen das Gehäuse (1, 2) abdichtet, in dem er drehfest gehalten ist.
18. Pumpe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e k e η η ζ e i chne t , daß der ausgewählte hohe Druck einem Kanal (34) zugeführt wird, der mit zwei Kanalsystemen (36, 37) verbun-. den ist, die den Druck zu Lagerschalen (38) in zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen der Antriebswelle (4) weiterleiten.

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