DE2644033C2

DE2644033C2 - Schrägtrommel-Axialkolbenpumpe oder -motor

Info

Publication number: DE2644033C2
Application number: DE2644033A
Authority: DE
Inventors: Richard Joseph Beecroft Neusüdwales Ifield
Original assignee: Ifield Engineering Pty Ltd
Current assignee: Ifield Engineering Pty Ltd
Priority date: 1975-10-01
Filing date: 1976-09-30
Publication date: 1986-04-10
Also published as: SE7610849L; JPS587832B2; DE2644033A1; IT1070362B; US4129063A; CA1054854A; JPS5256403A; FR2333977A1; GB1503470A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schrägtrommel-Axialkolbenpumpe oder -motor mit einem Gehäuse schwenkbar gehaltenem Steuerspiegelkörper mit Einlaß- und Auslaßkammern und mit einer die Auslaßkammer mit einem zugeordneten Anschluß des Gehäuses leckdicht verbindenden, im Gehäuse und im Steuerspiegelkörper beweglich gehaltenen Hülse.

Eine Schrägtrommel-Axialkolbenpumpe der vorbezeichneten Gattung ist aus der US-Patentschrift 56 508 bekannt. Bei der bekannten Pumpe führt ein Auslaß über die Hülse aus dem Gehäuse heraus. Ein Einlaß liegt im vom Gehäuse umschlossenen Raum und ist in den Steuerspiegelkörper eingelassen. Das zu fördernde Medium, z. B. öl, befindet sich im Gehäuse und wird von dort über den Einlaß im Steuerspiegelkörper angesaugt. Ein Betrieb der bekannten Axialkolbenpumpe als Axialkolbenmotor ist demzufolge nicht ohne wei

teres möglich.

Während des Betriebs der bekannten Axialkolbenpumpe entstehen in der dem Auslaß zugeordneten Hülse Rückstaudrücke, die als Moment auf den Steuerspiegelkörper einwirken. Bei der bekannten Pumpe werden solche Momente durch eine den Steuerspiegelkörper stützende Stützvorrichtung mit Servokolben aufgefangen. Außerdem dient die Stützvorrichtung bei der bekannten Axialkolbenpumpe zum Abfangen von Momenten, die aus Druckhüben derjenigen Kolben resultieren, die sich bei schräggestellter Schrägtrommel, also während des Pumpenbelriebes, oberhalb der Schwenkachse von Schrägtrommel und Steuerspiegelkörper befinden. Aus dem Druckhub solcher Kolben resultierende Momente versuchen demnach, die Schrägtrommel und den Steuerspiegelkörper um die Schwenkachse weiter zu verschwenken, und zwar im Sinne einer Vergrößerung der Abknickung. Um die Schrägtrommel mit der Steuerfläche des Steuerspiegelkörpers in Anlage zu halten, ist bei der bekannten Pumpe auch noch ein mit einer Feder ausgerüstetes Andrückelement vorhanden. Bei der bekannten Pumpe summieren sich somit die aus Rückstaudrücken im Auslaß, Druckhüben der Kolben und dem Andrückelement resultierenden Momente und müssen sämtlich durrt die Stützvorrichtung abgefangen werden.

Da während des Betriebs der Druck in den einzelnen Zylindern der Schrägtromme! schwankt, ergeben sich daraus ebenfalls sich fortlaufend ändernde Momente, die Ursache für das Auftreten von Hochfrequenzgeräuschen sind. Nachteilig ist es auch, daß dann, wenn die stützende Wirkung der Stützvorrichtung wegfällt, was durch irgendwelche Betriebsstörungen durchaus auftreten kann, die Abknickung der Schrägtrommel und des Steuerspiegeikörpers unkontrolliert zunimmt, was bei der bekannten Pumpe dann zu einem unkontrollierten Anwachsen der Pumpenleistung führ».

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrun a, das Betriebsverhalten der bekannten Schrägtromrnel-Axialkolbenpumpe oder -motor zu verbessern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Einlaßkammer und der zugeordnete Gehäuseanschluß über eine zweite Hülse miteinander verbunden sind, daß beide Hülsen bei schräggestellter Schrägtrommel annähernd lotrecht zur Rotationsachse der Schrägtrornmel ausgerichtet sind, und daß beide Hülsen an der gleichen Seite des Steuerspiegelkörpers angeordnet sind.

Jeder der mit Hülsen ausgerüsteten Gehäusean-Schlüsse ist als Auslaß oder als Einlaß verwendbar, so daß ein Betrieb als Pumpe oder als Motor möglich ist, ohne daß die Leistung und Funktion beeinträchtigt wird. Die erfindungsgemäße Ausrichtung und Anordnung der Hülsen hat den Vorteil, daß aus Rückstaudrücken in den Hülsen resultierende Momente, die auf den Steuerspiegelkörper einwirken, aus Druckhüben der Kolben in der Schrägtrommel resultierenden Momenten entgegengerichtet sind, wodurch die zu Hochfrequenzschwingungen führenden Bewegungen sowohl der Schrägtrommel als auch des Steuerspiegelkörpers größtenteils vermieden werden.

Der Steuerspiegelkörper ist um eine Achse bewegbar, weiche durch die Kugelgelenklagerung desjenigen Kolbens verläuft, der sich in seiner oberen Totpunktstellung befindet, so daß ein mit einem Kompressionsraum vergleichbaren Volumen innerhalb der Zylinder im Bereich seines kleinsten Wertes für alle Kolbenhübe in der Regel konstant bleibt. Die Pumpenverdrängung

kann von Nu!l bis zu einem Maximum nur in einer Richtung verstellt werden, jedoch werden dadurch die meisten Betriebserfordernisse erfüllt, wenn eine Verwendung in Kombination mit Hauptstromkehrventilen erfolgt "

Ein Ende jeder Hülse der beiden Hülsen ist durch ein Kugel-Pfannen-Gelenk gehalten und das andere Ende gleitend in einen Zylinder aufgenommen. Das Kugel-Pfannen-GelenK ist im Steuerspiegelkörper angeordnet und der Zylinder im Gehäuse. Falls erwünscht, kann die Befestigungsart der Hülsen auch umgekehrt werden, wobei das Kugel-Pfannen-Gelenk im Gehäuse angeordnet ist und der Zylinder im Steuerspiegelkörper ausgeformt ist, oder, alternativ, beide Enden der Hülse gleiten in Zylindern, die im Steuerspiegelkörper und Gehäuse entsprechend ausgeformt sind. In jedem Fall erlaubt die Erfindunfj den Gebrauch verhältnismäßig einfacher Dichtungen.

Der Steuerspiegelkörper kann durch einen Hilfskolben bewegt werden, welcher in einem Zylinder gleitet, der in dem Steuerspiegelkörper zwischen den beiden Hülsen angeordnet ist Vorzugsweise enthält der Steuerspiegelkörper jedoch lediglich die Hülsen, wx>bei der Hilfskolben separat angeordnet ist, um größere Hülsen-Querschnitte zu ermöglichen, die bei höheren Leistungen vorzusehen sind. Dem Steuerspiegelkörper kann eine gegen den Hilfskolben wirkende Rückstellfeder zugeordnet sein, die bewirkt, daß bei einem Druckabfall im dem Hilfskolben zugehörigen Kreislauf die Stellung der Schrägtrommel durch die Rückstellfeder dahingehend verändert wird, daß die Pumpenverdrängung ein Minimum annimmt. Der Druck für den Hilfskolben kann durch jede geeignete Quelle erzeugt werden und durch an sich bekannte Elemente gesteuert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nächsteiieiiu unier Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht einer Schrägtrommel-Axialkolbenpumpe oder -motor,

F i g. 2 einen Teil-Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 mit einer der beiden Hülsen, und

Fig.3 einen Schnitt teilweise entlang der Linie 2-2 jedoch hauptsächlich entlang der Linie 3-3 in F i g. 1.

Wie in den Zeichnungen gezeigt, enthält die Pumpe 4 ein Gehäuse 5, welches mittels WePeniagern 7 und 8 eine Welle 6 trägt. Mit der Welle 6 ist eine Treibscheibe 9 verbunden, mit der mehrere Kolben 10 mittels Kugelgelenklagerungen 11 verbunden sind. Die Treibscneibe 9 wird durch an sich bekannte Elemente gehalten, die hier nicht näher beschrieben werden. Über ein Universal-Kreuzgelenk 13 wird eine Schrägtrommel 12 ebenfalls durch die Antriebswelle 6 getrieben, so daß sich bei Rotation der Schrägtrommel 12 die Kolben 10 innerhalb der Zylinder 14 hin und herbewegen. Die Schrägtrommel 12 weist eine ebene Steuerfläche 15 auf, die mit dem benachbarten Steuerspiegel 16 eines nicht rotierenden Steuerspiegelkörpers 17 in Anlage gehalten ist.

Ein Flüssigkeitsstrom zu und von dem Steuerspiegelkörper 17 und dem Gehäuse 5 erfolgt über zwei baugleiche Hülsen, von denen lediglich eine Hülse 18 in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist. Ein Ende dieser Hülse 18 ist mit dem Steuerspiegelkörper 17 durch ein Kugel-Pfannen-Gelenk 19 verbunden, während das andere Ende 20 in einem Zylinder 21 gleitet, wenn der Steuerspiegelkörper 17 sich innerhalb des Gehäuses 5 entlang einer gewölbten Gleitfläche 22 bewegt. Mit 23 und 24 sind konstruktiv einfache Dichtungen bezeichnet.

Die Bewegung des Steuerspiegelkörpers 17 wird bewirkt durch einen Hilfskolben 25, der auf ein Kugelgelenk 26 wirkt, das auf einem Vorsprung des Steuerspiegelkörpers 17 ausgeformt ist und der durch einen Schlitz in der gebogenen Gleitfläche 22 des Gehäuses 5 greift Der Hilfskolben 25 ist durch eine Rückholfeder 27 derart vorgespannt daß der Steuerspiegelkörper 17 in dem Falle, daß kein Flüssigkeitsdruck im Hilfszylinder 28 vorhanden ist die Stellung eines Minimums der Pumpenverdrängung einnimmt

Jede Hülse 18 stellt einen Durchgangsweg 29 dar, der mit der Auslaßkammer 30 in dem Steuerspiegelkörper 17 in Verbindung steht, die einen teilring- oder nierenförmigen Ausgang in dem ebenen Steuerspiegel 16 des Steuerspiegelkörpers 17 hat welche der damit korrespondierenden Steuerfläche 15 der Schrägtrommel 12 gegenüberliegt In der in F i g. 2 dargestellten Stellung nähert sich der Kolben 31 dem Ende seines Hubes und drückt dabei Flüssigkeit durch eine Öffnung 32 in die AusIaßkanuner30 und daraus über den Durchgangsweg 29 zu einem Anschluß 33, der in den: XJehäuse 5 ausgeformt ist Die zweite, dem Einlaß dienende Hülse, die hier nicht dargestellt ist, ist in Form und Arbeitsweise identisch mit der Hülse 18, jedoch ist sie davon räumlich getrennt angeordnet und empfängt Flüssigkeit durch den An."ihluß 34, wie es in F i g. 1 gezeigt ist Vom Anschluß 34 strömt die eintretende Flüssigkeit durch die nicht dargestellte Einlaßhülse in eine Einlaßkammer innerhalb des Steuerspiegelkörpers 17. die in einem Abstand zur Auslaßkammer 30, jedoch symmetrisch dazu angeordnet ist und fließt von dort zu dem symmetrisch identischen Eingang in dem Steuerspiegel 16 des Steuerspiegelkörpers 17.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schrägtrommel-Axialkolbenpumpe oder -motor mit in einem Gehäuse (5) schwenkbar gehaltenen Steuerspiegelkörper (17) mit Einlaß- und Auslaßkammern und mit einer die Auslaßkammer (30) mit einem zugeordneten Anschluß (33) des Gehäuses leckdicht verbindenden, im Gehäuse und in Steuerspiegelkörper beweglich gehaltenen Hülse (18), dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßkammer und der zugeordnete Gehäuseanschluß (34) über eine zweite Hülse miteinander verbunden sind, daß beide Hülsen bei schräg gestellter Schrägtrommel (12) annähernd lotrecht zur Rotationsachse der Schrägtrommel (12) ausgerichtet sind, und daß beide Hülsen an der gleichen Seite des Steuerspiegelkörpers (17) angeordnet sind.

2. Schrägji'ommsl-Axialkolbenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende jeder Hülse der beiden Hülsen durch ein Kugel-Pfannen-Gelenk (19) gehalten ist und das andere Ende (20) gleitend in einem Zylinder (21) aufgenommen ist.

3. Schrägtrommel-Axialkolbenpumpe oder -motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugel-Pfannen-Gelenk (19) im Steuerspiegelkörper (17) angeordnet ist und daß der Zylinder (21) im Gehäuse (5) angeordnet ist

4. Schrägtrommel-Axialkolbenpumpe oder -motor nach einem der voi iiergelt· /iden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dd3 der Steuerspiegelkörper (17) mittels eines Hilfskolbens ("3) schwenkbar ist, welcher in einem Zylinder gleitet, der in dem Steuerspiegelkörper (17) zwischen den beiden Hülsen angeordnet ist.

5. Schrägtrommel-Axialkolbenpumpe oder -motor nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerspiegelkörper (17) mittels eines Hilfskolbens (25) schwenkbar ist, welcher in einem Zylinder (28) gleitet, der in dem Gehäuse (5) angeordnet ist.

6. Schrägtrommel-Axialkolbenpumpe oder -motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerspiegelkörper (17) eine gegen den Hilfskolben (25) wirkende Rückstellfeder (27) zugeordnet ist.