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Einstellbare Axialkolbenpumpe mit einem Regelorgan und
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Regelorgan fur solche Die Erfindung betrifft eine in einer Richtung
aus der Nullhublage heraus einstellbare Axialkolbenpumpe, vorzugsweise in Schrägschelbenbauporm,
mit einem schwenkbaren Stellglied, an dem auf einer Seite der Schwenkachse eine
in Richtung auf die Nullhublage wirkende Kraft und auf der anderen Seite der Schwenkachse
eine in Richtung auf maximale Hublage wirkende Kraft angreifen, wobei die die Kräfte
erzeugenden Organe zumindest annähernd parallel zur Drehachse der Zylindertrommel
angeordnet sind und wobei eine Krart durch ein Zylinder-Xolben-Aggregat mit einem
in den Steuerboden (Gehäusedeckel) der Axialkolbenpumpe einsetzbaren Teil das das
Regelorgan aufnimmt, erzeugt wird und die Erfindung betrifft weiterhin die Ausgestaltung
dieses Regelorganes, das für eine solche Ausgestaltung der Axialkolbenpumpe geeignet
und auf diese abgestimmt ist.
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Bei einer der Gattung des Patentanspruchs 1 entsprechenden Axialkolbenmaschine
ist in einem seitlich verlängerten Teil des Gehäusebodens, gegen den unmittelbar
oder mittelbar die Zylindertrommel anliegt und in dem die Kanäle zum ZufUhren
zur
und bzw. oder zumindest zum Abführen von der Zylindertrommel angeordnet sind, parallel
zur Zylindertrommeldrehachse ein Einsatzteil vorgesehen, das mit einem Federaufnameteil,disr
der der Zylindertrommel abgewandten Seite aus dem Steuerboden herausragt und in
dem ein Regelorgan angeordnet ist, wobei in-Verlängerung dieses Einsatzteils, das
das Regelorgan aufnimmt, ein Zylinder-Kolben-Aggregat angeordnet ist, dessen Kolben
gegen das Stellglied der Pumpe anliegt und dieses in Richtung aus der Nullhublage
heraus auf maximale Ausschwenkung beaufschlagt. Auf der anderen Seite der Schwenkachse
ist parallel zu dem ersten Einsatzteil in einer entsprechenden Bohrung einer zweiten
Verlagerung des Steuerbodens ein zweites Einsatzteil mit einem daran anschließenden
2ylinder-Kolben-Aggregat vorgesehen, wobei der Kolben desselben auf das Stellglied
in Richtung von dessen Nullhublage einwirkt. Die beiden Einsatzteile sind dabei
gegeneinander austauschbar (US-PS 3 830 594).
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Diese Konstruktion erfordert einen großen Bauraum und großen Bauaufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenpumpe mit
Regelorgan für eine kombinierte Druckregelung und Förderstromregelung, geeignet
fUr Bedarfsstromregelung, mit kleinen Außenabmessungen zu schaffen, die mit geringem
Herstellaufwand herstellbar ist.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Regelorgan
in den Kolben des Stellzylinder-Stellkolben-Aggregatsintegriert (eingebaut) oder
bzw. insbesondere und in besonderer Weise ausgestaltet ist. Gemäß der Erfindung
ist das Stellzylinder-Stelllcolben-Aggregat das die in Richtung auf die Nullhublage
wirkende Kraft erzeugende Organ, wobei der Zylinder das bewegliche Teil ist,das
mit dem Stellglied zusammenwirkt,und/der Kolben fest mit dem
Steuerboden
bzw. Gehäusedeckel der Axialkolbenmaschine verbunden , wobei die in Richtung auf
die Maximalhublage wirkende Kraft mittels einer Feder erzeugt wird.
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Ein insbesondere, aber nicht nur,£Xr eine Axialkolbenpumpe gemäß Anspruch
1 geeignetes Regelorgan ist ein Regelorgan für eine in einer Richtung aus der Nullhublage
heraus einstellbare hydrostatische Pumpe der Gattung (die durch eine Firmendruclcschrtft
"Konstantstromregler 892402" bekannt ist), die mit einem gegen die Krart von zwei
Federn, von denen eine gegen das Gehäuse abgestützt ist und die andere gegen einen
druckbeaufschlagten Hilfskolben abgestützt ist, verschiebbaren,Zulauf und Ablauf
zu einem Raum vor der Stirnfläche des Stellkolbens steuernden Schieberkolben, dessen
eine Stirnseite vom Förderdruck der Pumpe beaufschlagt ist, versehen ist, wobei
gemäß der Erfindung am Regelorgan ein zweiter Druckanschluß vorgesehen ist, der
vom Druck in der Förderleitung der P.umpe in Strömungsrlchtung hinter einer Drosselstelle,
vorzugsweise einer willkürlich einstellbaren Drosselstelle, beaufschlagt ist und
der mit dem Raum vor der Stirnfläche des Hilfskolbens verbunden ist. Regel- und
Steuereinrichtungen fUr einstellbare Pumpen, wobei in der Förderleitung der Pumpe
eine einstellbare Drosselstelle vorgesehen ist und der Druck vor und hinter dieser
Drosselstelle ein dem Zu- und Ablauf zum Stellzylinder-Stellkolben-Aggregat steuerndes
Ventil beaufschlagt, sind an sich bekannt (DE-AS 23 50 390). Diese Einrichtungen
sind derart ausgelegt, daß an der Drosselstelle immer ein bestimmtes, zum Steuern
ausreichendes, im Ubrigen aber möglichst geringes Druckgefälle aufrechterhalten
wird, so daß durch Einstellen der Weite der Drosselstelle und damit des Druckgefälles
bei einem bestimmten Förderstrom die Größe des Förderstroms, auf den die Pumpe eingestellt
ist, willkürlich bestimmt werden kann. Eine solche Steuereinrichtung ist also gemäß
der
Erfindung in das Regelorgan und damit bei der Ausgestaltung
gemäß Anspruch 1 in den Stellkolben integriert, Bei einer besonders zweckmäßigen
Ausgestaltungsform ist ein gegen eine Feder abgestUtzter Zusatzkolben vorgesehen,
der als Teil eines Zusatzkolbenventils ausgestaltet ist, welches bei Verschiebung
des Schließgliedes gegen die Kraft dieser Feder öffnet und im geöffneten Zustand
den Raum vor der Stirnfläche des Hilfskolbens mit einer Ablaufleitung verbindet.
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Diese Weiteraussestaltung ihrerseits wird in zweckmäßiger Weise derart
ausgestaltet, daß das Zusatzkolbenventil im Hilfskolben angeordnet ist und daß die
Feder, gegen die der Zusatzkolben abgestUtzt ist, die zweite gegen den Schieberkolben
abgestützte Feder ist.
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Wie beim bekannten Stand der Technik ist in der den Druck in der Förderleitung
hinter der Drosselstelle führenden Leitung gemäß einer erfindungswesentlichen Ausgestaltung
eine Zuflußdrosselstelle angeordnet, um zu verhindern, daß bei bffnen des Zusatzkolbenventils
aus der Förderleitung der Pumpe ein unzulässig hoher Strom abfließt. Vor allem aber
auch, um durch diese Zuflußdrosselstelle zu sichern, daß bei Öffnen des Zusatzkolbenventils
nicht aus der Förderleitung unbegrenzt Flüssigkeit nachströmt, sondern dieser nachfließende
Strom durch die ZuSlußdrosse.lstelle derart gedrosselt wird, daß bei offenen des
Zusatzkolbenventils der Druck vor dem Hilfskolben deutlich absinkt.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform ist das Zusatzkolbenventil
als Sitzventil ausgestaltet, vorzugsweise als Kegelsitzventil.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Schieberkolben gegen einen
Federteller abgestUtzt, gegen den beide Federn abgestützt sind, der vorzugsweise
mittels einer Hülse gegen den Hilfskolben abgestützt ist.
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Das in dem gehäuse fest angeordneten Stellkolben aneordnete Regelorgan
ist in einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltungsform derart gestaltet, daß das
Regelorgan parallel zur Achse des Stellkolbens angeordnet ist, wobei die Anschlüsse
an die Förderleitung und der Anschluß an die Ablaufleitung im Bereich des gehäuseseitigen
Endes des Stellkolbens angeordnet sind, wobei in diesem Bereich des Stellkolbens
auch der Schieberkolben liegt, wobei weiterhin im Stellkolben ein vor dessen Stirnfläche
mündender Längskanal und ein zweiter in dem Raum vor der Stirnfläche des Hilfskolbens
mündender Längskanal angeordnet sind.
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Je nach den baulichen und herstellmäßigen Gegebenheiten kann es zweckmäßig
sein, diese Längskanäle dadurch zu erzeugen, daß der Stellkolben ein Zentralteil
aufweist, über das dicht eine Steckhülse geschoben ist, wobei die Längskanäle durch
Abflachungen oder Nuten am Zentralteil gebildet sind, so daß die Wände der Längskanäle
einerseits durch die Fläche der Abrlachung und andererseits durch den dieser gegenüberliegenden
Teil der Innenwand der Steckhülse gebildet sind.
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Bestimmte Ausgestaltungsformen des Erfindungsgegenstandes und deren
Wirkung werden im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert, wobei in der Figur nur.die im Zusammenhang mit der Erfindung wesentlichen
Teile einer Axialkolbenpumpe dargestellt sind.
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Der Steuerboden 1 ist Teil des im übrigen nicht mehr dargestellten
Gehäuses der Axialkolbenmaschine und ist insofern als Steuerbodenaufnahme ausgestaltet,
als er eine Ausnehmung 2 aufweist, in der eine in der Zeichnung nicht mehr dargestellte
Steuerplatte gelagert ist, gegen die die in der Zeichnung ebenfalls nicht mehr dargestellte
Zylindertrommel anliegt, wobei die Steuerplatte 2 kanäle aufweist, die zum Zuführen
und Abführen der Arbeitsflüssigkeit zu-der und von der Zyliniertrommel dienen,wobei
sich diese Kanale in in der Zeichnung nicht mehr dargestellter Weise im Steuerboden
1 fortsetzen.
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In dem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Gehäuse ist mittels
ebenfalls in der Zeichnung nicht mehr dargestellter Lager um die Schwenkachse 3
schwenkbar das Wiegenteil 4 gelagert, welches auf der einen Seite eine Ausnehmung
5 aufweist, in der ein Federteller 6 abgestützt ist, gegen den eine Feder 7 abgestützt
ist, die mit ihrem anderen Ende gegen den Steuerboden 1 abgestützt ist. Die Drehachse
der nicht mehr dargestellten Zylindertrommel geht durch die Schwenkachse 3 und die
Achse der Ausnehmung 2.
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Auf der der Feder 7 gegenüberliegenden Seite der Zylindertrommelachse
und der Schwenkachse 3 ist im Steuerboden 1 eine Bohrung 8 angeordnet, in die der
Stellkolben 9 eingesetzt ist, auf dessen zylindrischer Aussenfläche dichtend gleitend
der Stellzylinder 10 verschiebbar ist, der mit seiner Stirnfläche gegen einen Widerlagerkörper
11 anliegt, der in das Wiegenteil 4 eingesetzt ist.
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Der Stellkolben 9 weist eine Zentralbohrung 12 auf, an die sich im
stirnwandseitigen Teil eine Bohrung 13 kleineren Durchmessers anschließt,
Aus
fertigungstechnischen GrUnden ist in die Bohrung 12 ein Schieberventilkörper 14
eingesetzt, der seinerseits eine Bohrung 15 aufweist, die den gleichen Durchmesser
wie die Bohrung 13 aufweist und die zumindest annähernd koaxial zu dieser angeordnet
ist. In der Bohrung 15 ist ein Schieberkolben 16 längs verschiebbar gelagert, der
ein Anschlagteil 17 aufweist, welches zum Anliegen gegen einen Anschlagstopfen 18
gebracht werden kann, der mit seinem Gewinde in dem Schieberventilkörper 14 eingeschraubt
ist und dessen Kopffläche gleichzeitig den Schieberventilkörper 14 gegenüber dem
Stellkolben 9 festlegt. Der Innenraum der Bohrung 12 ist mittels einer Bohrung 19
mit einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Ablaufleitung verbunden.
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Der Schieberkolben 16 weist zwei Kantenträgerteile 20 und 21 auf,
zwischen denen eine Ringnut 22 gebildet ist, die mittels einer Bohrung 23 mit einer
Langsbohrung 24 verbunden ist, die anderersd ts ts im Innenraum der Bohrung 12 mündet.
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Gegen das Stirnflächenteil 25 des Schieberkolbens 16 ist ein Ventilteller
26 abgestützt, gegen den einerseits eine Feder 27 abgestützt ist, die andererseits
gegen den Stellkolben 9 abgestützt ist und gegen den andererseits eine zweite Feder
28 abgestützt ist, die andererseits gegen einen Ventilteller 29 abgestützt ist.
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In der Bohrung 13 ist ein Hilfskolben 30 dichtend gleitend verschiebbar,
dessen Stirnwandteil 31 verjüngt ist und somit um sich herum in der Bohrung 13 einen
Ringraum bildet, der durch Ausfräsungen 32 mit der Längsbohrung 33 verbunden ist,
die an einer Kante 34 in eine Bohrung größeren Durchmessers übergeht, in der ein
Zusatzkolben 35 verschiebbar ist, dessen in der Zeichnung linkes Teil verjüngt ist
und in einem Ventilkegel 36 ausläuft, der gegen die Kante 34
dichtend
anliegen kann. In dem verjüngten Teil ist eine Querbohrung 37 angeordnet, die in
eine Längsbohrung 38 übergeht, die über eine Bohrung 39 im Federteller 29 im Innenraum
der Bohrung 12 mündet.
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Im Steuerboden 1 ist eine Bohrung 40 vorgesehen, die in in der Zeichnung
nicht mehr dargestellter Weise innerhalb des Steuerbodens 1 mit dem Förderleitungsanschluß
der Pumpe verbunden ist und die in eine Ringnut 41 in dem Stellkolben 9 mündet,
in die andererseits im Stellkolben 9 angeordnete BohrunJrB2 münden. Den Mündungen
dieser Bohrungen 42 gegenüber liegt eine Ringnut 43 im Schieberventilkörper 14,
von der aus Bohrungen 44 in den Innenraum der Bohrung 15 münden.
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Weiterhin ist im Schieberventilkörper 14 eine Ringnut 45 vorgesehen,
die durch Bohrungen 46 mit dem Innenraum der Bohrung 15 verbunden ist und von der
aus andererseits eine Sackbohrung 47 ausgeht, die andererseits durch einen Stopfen
48 verschlossen ist und die in einen Längskanal 49 im Stellkolben 9 mündet, der
seinerseits in der Stirnfläche des Stellkolbens 9 mündet.
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Im Steuerboden 1 ist weiterhin eine Bohrung 51 vorgesehen, die in
in der Zeichnung nicht mehr dargestellter Weise mit der Förderleitung der Pumpe
in Strömungsrichtung hinter einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Drosselstelle
verbunden ist, wobei in der Bohrung 51 eine Zuflußdrosselstelle 52 angeordnet ist.
Der Bohrung 51 im Steuerboden 1 gegenüber liegt eine Bohrung 53 im Stellkolben 9,
die in eine Längsbohrung 54 im Stellkolben 9 mündet, die durch einen Verschlußstopfen
56 verschlossen ist und in die andererseits eine Querbohrung 55 mündet, die in den
Innenraum der Bohrung 13 mündet.
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Im Stellkolben 9 ist weiterhin eine Querbohrung 57 vorgesehen, die
einerseits in den Längskanal 49 mündet und andererseits an der Oberfläche des Stellkolbens
9 mündet in einem Bereich, der außer bei einer Extrem lage des Wiegenteiles 4 und
damit des Stellzylinders 10 in jeder anderen Lage des Stellzylinders 10 von diesem
abgedeckt ist.
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Der Federteller 26 ist mit einer hülsenartigen Verlängerung 58 versehen,
die gegen den Hilfskolben 31 abgestützt ist und die mindestens eine Querbohrung
aufweist, die dazu dient, den Innenraum der Verlängerungshülse 58 auch dann, wenn
diese gegen den Hilfskolben 30 anliegt, mit dem Innenraum dertBohrung 12 zu verbinden.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Steigt der in der Bohrung 14 anstehende
Förderdruck der Pumpe, so steigt damit die von diesem Förderdruck auf der in der
Zeichnung rechten Seite des Schieberkolbens.16 erzeugte Kraft, so daß der Schieberkolben
16 gegen die Kraft der Feder 27 nach in der Zeichnung links verschoben wird und
dadurch mit seinem Kantenteil 20 eine Verbindung zwischen dem in der Zeichnung rechts
von diesem liegenden, mit der Bohrung 40 verbundenen Teil des Innenraums der Bohrung
15 über die Bohrung 46 und den Ringraum 45 und die Bohrung 47 mit dem Längskanal
49 verbindet, so daß auf diesem Weg Druckmittel in den Innenraum 60 des Stellzylinders
10 fließt, so daß dieser sich nach in der Zeichnung links verschiebt und damit den
Hub der Pumpe verringert bis der Förderdruck so weit abgesunken ist, daß die Kraft
der Feder 27 den Schieberkolben 16 so weit nach in der Zeichnung rechts verschiebt,
daß das Kantenteil 20 die Bohrung 46 abschließt. Sinkt dettörderdruck, so verschiebt
die Kraft der Feder 27 den Schieberkolben 16 nach in der Zeichnung rechts und verbindet
die Bohrung 46 über die Ringnut 22 mit der Bohrung 23 und über die Bohrung 24
und
und den Innenraum der Bohrung 12/damit mit der drucklosen Ablaufleitung 19, so daß
durch diese Druckmittel aus dem Raum 60 vor der Stirnfläche des Stellkolbens 9 abgelassen
wird und sich somit der Stellzylinder 10 nach in der Zeichnung rechts verschiebt.
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Solange der Druck hinter der Drosselstelle in der Förderleitung der
Pumpe um das vorgesehene Maß geringer ist als der Druck vor dieser Drosselstelle
und zwar um das Maß, auf das die Feder 28 ausgelegt ist, verschiebt sich der Hilfskolben
30 gemeinsam mit dem Schieberkolben 16. Wächst infolge eines zu geringen Förderstromes
der Druck hinter der Drosselstelle relativ an, so vermag der auf die Stirnfläche
des Zusatzkolbens 35 wirkende Druck diesen gegen die Kraft der Feder 28 nach in
der Zeichnung rechts zu verschieben, so daß der Ventilkegel 36 von der Kante 34
abhebt und somit eine Verbindung zwischen dem Raum vor der in der Zeichnung linken
Stirnfläche des Hilfskolbens 30 mit dem Innenraum der Bohrung 12 herstellt, der
über die Leitung 19 mit der Ablaufleitung verbunden ist, so daß der Raum vor der
in der Zeichnung linken Stirnfläche des Hilfskolbens 30 von Druck entlastet wird
mit der Wirkung, daß der Hilfskolben 30 sich unter der Wirkung der Feder 28 nach
in der Zeichnung links verschiebt. Damit wird die Kraft der Feder 28 gegen die auch
über den Federteller 26 der Schieberkolben 16 abgestützt ist, geringer. Wird andererseits
der Druck in der Förderleitung hinter der Drosselstelle im Verhältnis zu dem Druck
vor der Drosselstelle infolge eines zu großen Förderstromes geringer, so sinkt ebenfalls
der Druck vor der in der Zeichnung linken Stirnfläche des Hilfskolbens 13, so daß
dieser nach in der Zeichnung links zurückweicht und damit die Feder 28 entspannt
und damit die auf die in der Zeichnung linke Seite des Schieberkolbens 16 wirkende
Krart verringert.