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Aggregat aus zwei Pumpen in Schrägscheibenbauform
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Die Erfindung betrifft ein Aggregat aus zwei, getrennte Förderströme
erzeugenden Axi al kol benpumpen in Schrägscheibenbauform mit einer Welle, wobei
jede der beiden Pumpen je eine mit der Welle verbundene Zylindertrommel aufweist,
in der Zylinder angeordnet sind, wobei in jedem Zylinder ein Kolben verschiebbar
ist und die jeweils in einer Zylindertrommel verschiebbaren Kolben gegen jeweils
eine an einem Schrägscheibenkörper gebildete Schrägscheibe abgestützt sind, von
denen jede an einer Seite des Aggregates angeordnet ist. Derartige Aggregate sind
bekannt in der so genannten'Tandem-Anordnung".,"Back-to-back"-Anordnung, wobei zwei
Axi al kol benpumpen koaxial zueinander angeordnet sind. Diese Ausgestaltungsform
hat den Nachteil, daß sie eine sehr große Baulänge aufweist. Für sehr viele Einsatzfälle
ist jedoch die maximal zur Verfügung stehende Baulänge vorgegeben. Insbesondere
dort, wo das Aggregat unmittelbar an eine Kolbenbrennkraftmaschine In Reihenbauform
angeflanscht werden soll und mit dieser zusammen in eine Maschine, beispielsweise
Baumaschine eingebaut werden soll, steht häufig nicht der Einbauraum zur Verfügung,
der für ein derartig langes Doppelpumpen-
aggregat erforderlich
ist. In radialer Richtung steht hingegen entsprechend der Breite der Kolbenbrennkraftmaschine
hinreichend Raum zur Verfügung.
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Es ist auch bereits bekannt, zwei Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauform
mit parallelen Wellen nebeneinander anzuordnen. Diese Bauart erfordert ein Zahnradvorgel
ege zum Antrieb der beiden Wellen ist damit sehr aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aggregat aus zwei Schrägscheibenpumpen
mit einer Welle und extrem kurzer Baulänge zu schaffen und dabei eine günstige G-staltung
der Zylindertrommeln und deren Lagerungen zu finden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß beide Zylindertrommeln
zumindest mit einem wesentlichen Teil in einer gemeinsamen bzw. mehreren zueinander
parallelen, jeweils gemeinsamen,senkrecht zur Drehachse liegenden Ebene koaxial
angeordnet sind, wobei die innere Zylindertrommel mittels einer drehsteifen und
Querkräfte aufnehmenden Verbindung mit der Welle verbunden ist und die äußere Zylindertrommel
mit der inneren Zylindertrommel durch eine drehsteife, in Bezug auf Querkräfte nachgiebigen
Verbindung verbunden ist, wobei die äußere Zylindertrommel mittels eines Radiallagers
auf einem gehäusefesten Lagerbock abgestützt ist, in dem die Kanäle zum Zuführen
und Abführen der Arbeitsflüssigkeit zur inneren Zylindertrommel angeordnet sind.
Durch diese Anordnung der beiden koaxial zueinander angeordneten Zyl i ndertrommel
n in einer radialen Ebene, das heißt übereinander gestülpt, ergibt sich eine extrem
kurze Baulänge. Gleichzeitig wird durch die weiteren Merkmale eine optimale Lagerung
für beide Zylindertrommeln geschaffen.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform sind sowohl die Verbindung
der inneren Zylindertrommel mit der Welle als auch die Verbindung der inneren Zylindertrommel
mit der äußeren Zylindertrommel zumindest annähernd in einer senkrecht auf der Drehachse
stehenden Ebene angeordnet, so daß Querkräfte nur in dieser Ebene auf die innere
Zylindertrommel wirken nur weil diese Ebene entsprechend in die Nähe der Ebene gelegt
ist , in der die Kolbenkräfte, die aus den Stützkräften an der Schrägscheibe und
aus der Fliehkraft resultieren, auf die Zylindertrommel wirken.
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Zweckmäßigerweise ist der Schrägscheibenkörper der äußeren Pumpe gegen
den gehäusefesten Lagerbock, der die Kanäle zum Zuführen und Abführen der Arbeitsflüssigkeit
zur inneren Zylindertrommel aufnimmt, abgestützt und ist der Schrägscheibenkörper
der inneren Pumpe an einem Gehäusebauteil (Steuerbodenaufnahme) abgestützt, in dem
die Kanäle zum Zuführen und Abführen der Arbeitsflüssigkeit zur Zylindertrommel
der äußeren Pumpe angeordnet sind.
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Durch die Anordnung gemäß der Erfindung sind die Kolben der inneren
Pumpe auf einem wesentlich kleineren Teilkreisdurchmesser angeordnet als die der
äußeren Pumpe. Bei gleicher Neigung der Schrägscheibenpumpe haben also die Kolben
der äußeren Pumpe einen wesentlich größeren Hub.
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Außerdem steht ein größerer Umfang zur Verfügung, so daß auch bei
hinreichendem Abstand der einzelnen Zylinder voneinander mehr Zylinder untergebracht
werden können.
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Deshalb ist es zweckmäßig, die Pumpen derart auszulegen, daß das Verdrängungsvolumen
der äußeren Pumpe wesentlich, gegebenenfalls um ein Vielfaches, größer ist als das
Verdrängungsvolumen der inneren Pumpe. Trotzdem kann es zweckmäßig sein, für die
Kolben der inneren Pumpe einen größeren Durchmesser vorzusehen als für die Kolben
der äußeren Pumpe.
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Die äußere Pumpe kann auch als Zweistrompumpe an sich bekannter Bauart
ausgestaltet sein, beispielsweise derart, daß die Steuerkanäle im Steuerdrehschieber
für zwei Ströme unterteilt sind oder vorzugsweise derart, daß in der dem Steuerdrehschieber
zugeordneten Stirnfläche der Zylindertrommel die Zylindermündungskanäle jedes zweiten
Zylinder auf einem kleineren Teilkreisdurchmesser münden als die Mündungen der jeweils
dazwischen liegenden Zylinder, so daß radial um einander zwei getrennte, annähernd
halbkreisförmige Förderdruckkanäl e angeordnet sind. Dabei können alle Zylinder
in der Zylindertrommel auf gleichem Teilkreisdurchmesser liegen, es kann aber auch
vorgesehen sein, daß jeder zweite Zylinder auf einem größeren Teilkreisdurchmesser
liegt, wobei jedoch zweckmäßigerweise alle Kolben gegen die gleiche Schrägscheibe
anlaufen.
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Besonders zweckmäßig ist die Anwendung einer Pumpe gemäß der Erfindung
derart, daß die äußere Pumpe einem Hauptantrieb mit geschlossenem Kreislauf zugeordnet
ist, während die innere Pumpe, die einen kleineren - meist wesentlich kleineren
- Förderstrom erzeugt, zur Versorgung der Arbeitshydraulik z.B. von Zylindern im
offenen Kreislauf benutzt wird. Beispielsweise bei der Anwendung für einen Mobilantrieb
kann vorgesehen sein, daß die äußere Pumpe dem im geschlossenen Kreislauf arbeitenden
Hauptantrieb zugeordnet ist und die innere Pumpe der im offenen Kreislauf arbeitenden
Arbeitshydraulik z.B. Zylindern zugeordnet ist. Bei einem Baggerantrieb kann aber
auch vorgesehen sein, daß die äußere Pumpe im offenen Kreislauf Zylinder beaufschlagt
oder wahlweise über Blocksteuergeräte umschaltbar Fahrmotoren beaufschlagt und die
innere Pumpe für die Beaufschlagung der Drehwerksmotoren vorgesehen ist, wobei diese
je nach Auslegung des Gesamtaggregates entweder Im offenen oder'geschlossenen Kreislauf
arbeiten können. Das gilt besonders wenn die äußere
Pumpe als Zweistrompumpe
ausgestaltet ist, so daß jeder Strom einem Antriebssystem zugeordnet werden kann.
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In der Zeichnung, die einen Axialschnitt durch ein Doppelpumpenaggregat
gemäß der Erfindung zeigt, ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Das Gehäuseteil 1 ist gegen einen Gehäusemantel 2 abgestützt, gegen
den andererseits ein Steuerbodenaufnahmeteil 3 abgestützt ist, wobei die Teile 1
und 2 und 2 und 3 oder 1 und 3 durch in der Zeichnung nicht dargestellte Verbindungselemente,
beispielsweise Schraubverbindungen, miteinander verbunden sind. In dem Gehäuseteil
1 ist mittels eines Wälzlagers 4 die Welle 5 gelagert, die andererseits mittels
eines Wälzlagers 6 in dem Steuerbodenaufnahmeteil 3 gelagert ist.
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Die Welle 5 weist eine Keilverzahnung 7 auf und die Zylindertrommel
8 weist eine entsprechende Keilverzahnung auf, so daß die Zylindertrommel 8 durch
diese Keilverzahnung mit der Welle 5 drehsteif verbunden ist und gleichzeitig derart
verbunden ist, daß in der Ebene der Keilverzahnung die Zylindertrommel 8 keine radialen
Bewegungen gegenüber der Welle 5 ausführen kann.
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Die Zylindertrommel 9 und.die Zylindertrommel 8 weisen weiterhin eine
Keilverzahnung 10 auf, durch die die Zylindertrommel 8 mit der Zylindertrommel 9
drehsteif verbunden ist, wobei jedoch diese Keilverzahnung derart dimensioniert
ist, daß die Zylindertrommel 9 gegenüber der Zylindertrommel 8 radiales Spiel hat.
Die Zylindertrommel 9 ist mittels eines Wälzlagers 11 auf dem Lagerbock 12 gelagert,
der Teil des Gehäuseteiles 1 ist.
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In der Zylindertrommel 9 sind Zylinderbohrungen 13 vorgesehen D wobei
in jeder Zylinderbohrung 13 ein Kolben 14 verschiebbar ist, der sich mittels eines
Gleitschuhes 15 gegen eine Schrägscheibe 16 abstützt, die an einem Schrägscheibenkörper
17 gebildet ist. Der Schrägscheibenkörper 17 kann entweder mit seiner zylindrischen
Fläche 18 in einer entsprechenden Gegenfläche 19 am Lagerkörper 12 oder am Zwischengehäusemantel
2 gelagert sein oder kann in bekannter Weise mittels in der Zeichnung weil hinter
dem Lagerbock 12 liegend nicht mehr erkennbarer Lagerzapfen im Gehäusezwischenteil
2 gelagert sein.
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In der Zylindertrommel 8 sind Zylinderbohrungen 20 vorgesehen, wobei
in jeder Zylinderbohrung 20 ein Kolben 21 verschiebbar ist, der mittels eines Gleitschuhes
22 gegen eine Schrägscheibe 23 abgestützt ist, die am Schrägscheibenkörper 24 gebildet
ist, der mit seiner zylindrischen Fläche 25 in einer hohlzylindrischen Fläche 26
des Stetrerbodenaufnahmeteiles 3 schwenkbar gelagert ist.
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Zwischen dem Lagerbock 12 und der Zylindertrommel 8 ist eine Steuerplatte
28 angeordnet, in der zwei jeweils annähernd halbkreisförmige Steuerkanäle 29 angeordnet
sind, wobei der eine dieser beiden Steuerkanäle 29 mit einem Kanal 30 im Lagerbock
12 in Verbindung steht und der andere mit einem Kanal 31 im Lagerbock 12 in Verbindung
steht, wobei der Kanal 31 der Ansaugkanal ist der in einen Anschluß 32 mündet, während
der Kanal 30 der Förderdruckkanal ist, der in einen Anschluß 33 mündet.
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In der Zylindertrommel 8 ist ein Spreizring 34 gelagert, gegen den
über einen Zwischenring 35 eine Feder 36 abgestützt ist, die sich andererseits auf
einen Zwischenteller 37 abstützt, der gegen einen Ring 38 abgestützt ist, der sich
über mehrere Stifte 39, die jeweils in einer Bohrung der Zylindertrommel 8 angeordnet
sind, gegen den kugelkappenförmigen Ring 40 abstützt, der sich seinerseits gegen
eine sphärische Stützfläche in der Niederhalteplatte 41 abstützt, die ein Abheben
der Gleitschuhe 22 von der Schrägscheibe 23 verhindert. Eine entsprechende Stützfeder
zum Andrücken der Zylindertrommel 9 und bzw.
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oder der Niederhalteplatte 42, die verhindert, daß die Gleitschuhe
15 von der Schrägscheibe 16 abheben, kann entsprechend vorgesehen sein, ist aber
in der Zeichnung nicht mehr dargestellt.
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Zwischen der Stirnfläche der Zylindertrommel 9 und dem Steuerbodenaufnahmeteil
3 ist eine Steuerplatte 44 vorgesehen, in der zwei annähernd halbkreisringförmige
Kanäle 45 gebildet sind, von denen der eine mit einem Kanal 46 in dem Steuerbodenteil
3 und der andere mit einem Kanal 47 in dem Steuerbodenteil 3 in Verbindung steht.
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Durch Ausschwenken des Schrägscheibenkörpers 24 kann der Hub der Kolben
21 eingestellt werden und durch Ausschwenken des Schrägscheibenkörpers 17 kann der
Hub der Kolben 14 eingestellt werden. Die Zylindertrommel 8 mit den Kolben 21 und
der Schrägscheibe 23 an dem Schrägscheibenkörper 24 bilden zusammen also eine Pumpe,
die einen gesonderten Förderstrom in den Kanal 30, 33 fördert, während die Zylindertrommeln
9 mit den Kolben 14 und der Schrägscheibe 16 an dem Schrägscheibenkörper 17 eine
zweite Pumpe bildet, die in den Kanal 46 bzw. 47 je nach Ausschwenkung des Schrägscheibenkörpers
17 fördert.
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