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Die Erfindung betrifft eine in ihrem Hubvolumen verstellbare hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, insbesondere eine hydrostatische Axialkolbenpumpe. Die hydrostatische Axialkolbenmaschine weist ein Gehäuse, eine Zylindertrommel und eine Triebwelle, die verdrehsicher miteinander verbunden sind und gemeinsam um eine erste Achse drehbar im Gehäuse gelagert sind, eine Schrägscheibe, die zur Verstellung des Hubvolumens um eine zweite Achse verschwenkbar im Gehäuse gelagert ist, eine hydraulischen Stellvorrichtung mit einem eine Stellkammer begrenzenden Stellkolben, der in einer Stellkammerbohrung des Gehäuses geradlinig geführt ist und mit dem die Schrägscheibe verschwenkbar ist, und ein Regelventil auf, das an eine sich seitlich der Stellkammerbohrung befindlichen Flanschfläche des Gehäuses angebaut ist. Das Regelventil besitzt einen Druckanschluss, der über einer sich in der Flanschfläche befindlichen Drucköffnung des Gehäuse liegt, einen Steueranschluss, der über einer sich in der Flanschfläche befindlichen Steueröffnung des Gehäuses liegt, und einen Tankanschluss, der über einer sich in der Flanschfläche befindlichen Tanköffnung des Gehäuses liegt, und über das hydraulisches Fluid von dem Druckanschluss über den Steueranschluss der Stellkammer zuführbar und aus der Stellkammer über den Steueranschluss zum Tankanschluss verdrängbar ist.
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Eine hydrostatische Axialkolbenpumpe mit den oben angeführten Merkmalen ist aus dem Datenblatt RE 92703 Edition 12.2015 der Bosch Rexroth AG bekannt. Bei der bekannten Axialkolbenpumpe liegt die am Gehäuse ausgebildete Flanschfläche für den Anbau des Regelventils in einer Ebene, die parallel sowohl zur Drehachse der Triebwelle als auch parallel zur Schwenkachse der Schrägscheibe verläuft. Für den Anbau gibt es verschiedene Varianten, die je nach der gewünschten Regelung ausgebildet sind. Zum Beispiel kann das Regelventil als Druckregler, als verstellbarer Druckregler oder als Druck- und Förderstromregler arbeiten. Die Anschlüsse des Regelventils sind über Bohrungen im Gehäuse mit einer Druckquelle, einer Drucksenke und mit der Stellkammer verbunden, wobei wegen der Lage der Flanschfläche die Verbohrung komplex und in ihrer Herstellung mit großem Aufwand verbunden ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine hydrostatische Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, dass der Aufwand für die Anbindung der Anschlüsse des Regelventils verringert werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei einer hydrostatische Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff dadurch gelöst, dass die Flanschfläche derart schräg angeordnet ist, dass eine Normale auf einer in der Flanschfläche liegenden Ebene mit der zweiten Achse einen Winkel einschließt, der größer null Grad und kleiner neunzig Grad ist. Bei einer solchen Anordnung ist eine einfache Verbohrung zwischen den in der Flanschfläche befindlichen Öffnungen und einer Druckversorgung, mit dem Inneren des Gehäuses, das mit einem Tank verbunden ist, und der Steuerkammerbohrung möglich. Die Vereinfachung kann sich im Vergleich zum Stand der Technik darin äußern, dass sich die Anzahl der benötigten Bohrungen und damit zusammenhängend die Anzahl der Bohrungsverschneidungen und der Aufwand für deren Entgraten sowie die Anzahl der zu verschließenden Austrittsöffnungen reduzieren lassen und zumindest manche Bohrungen verkürzt werden können. Eine geringere Anzahl von zu verschließenden Austrittsöffnungen verkürzt die Montagezeit und führt zu einer Einsparung von Verschlussstopfen.
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Bevorzugt liegt der Winkel, den die Normale auf die in der Flanschfläche liegenden Ebene mit der zweiten Achse, also mit der Schwenkachse der Schrägscheibe, einschließt zwischen vierzig Grad und siebzig Grad. Neben einer einfachen Verbohrung des Gehäuses ist dadurch auch eine kompakte Bauweise möglich, wobei das Regelventil das Gehäuse sowohl in Richtung der zweiten Achse als auch senkrecht zu einer durch die erste Achse und die zweite Achse aufgespannte Ebene nicht oder nur wenig überragt.
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Vorteilhafterweise führt von der Steueröffnung in der Flanschfläche des Gehäuses eine Bohrung direkt in die Stellkammerbohrung des Gehäuses. Zur Verbindung der Steueröffnung mit der Stellkammerbohrung ist also nur eine einzige Bohrung vorhanden.
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Das Gehäuse einer hydrostatische Axialkolbenmaschine setzt sich sehr oft aus einem topfartigen Gehäusehauptteil, in dem die Schrägscheibe gelagert ist, und einer auf einer freien Stirnfläche des Gehäusehauptteils aufliegenden Anschlussplatte zusammen, in der sich ein Hochdruckkanal zur Versorgung von hydraulischen Verbraucher wie Hydrozylinder oder Hydromotoren befindet. Vorzugsweise ist nun die Drucköffnung des Gehäuses mindestens über eine von der Stirnfläche des Gehäusehauptteils ausgehende Bohrung mit dem Hochdruckkanal der Anschlussplatte fluidisch verbunden. Weil eine von der Stirnfläche des Gehäusehauptteils ausgehende und direkt zur Drucköffnung führende Bohrung sehr schräg in die Flanschfläche münden würde, ist es günstig, wenn von der Drucköffnung in der Flanschfläche eine Bohrung ausgeht, die auf die von der Stirnfläche des Gehäusehauptteils ausgehende Bohrung trifft.
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Es ist bekannt, in der sich im Gehäusehauptteil befindlichen Stellkammerbohrung außer dem Stellkolben auch ein weiteres Regelventil, zum Beispiel ein Regelventil zur Regelung des Drehmoments oder ein Regelventil zur signalproportionalen, insbesondere zur elektroproportionalen Verstellung des Hubvolumens der Axialkolbenmaschine. Es ist dann eine Bohrung im Gehäusehauptteil vorhanden, die mit der Bohrung, die von der Stirnfläche des Gehäusehauptteils ausgeht, fluidisch verbunden ist und in die Stellkammerbohrung führt.
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Vorteilhafterweise wird das Regelventil aus Platzgründen nicht immer auf der Seite einer Ebene, die senkrecht auf der zweiten Achse steht und in der die Achse der Stellkammerbohrung liegt, angebaut, auf der sich der Hochdrucktrakt der Anschlussplatte und damit auch die Mündung der von der freien Stirnfläche des Gehäusehauptteils ausgehenden Bohrung befindet, sondern auf der anderen Seite der besagten Ebene. Zu dem Fluidpfad, der von der freien Stirnfläche des Gehäusehauptteils ausgeht und zu der Drucköffnung in der Flanschfläche führt, gehört dann eine Bohrung, die die zweite Ebene kreuzend die Steuerkammerbohrung schneidet oder außen an der Steuerkammerbohrung vorbeiführt. Die erste Alternative kommt vor allem dann in Betracht, wenn sich in der Steuerkammerbohrung ein weiteres Regelventil befindet, das an den Hochdruckkanal angeschlossen sein soll.
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Die Stellkammerbohrung kann schräg zur ersten Achse verlaufen. Eine Bohrung, die von der Tanköffnung in der Flanschfläche ausgeht, führt vorzugsweise direkt in das Innere des Gehäuses, das üblicherweise mit Tank verbunden ist.
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Die Drucköffnung, die Steueröffnung und die Tanköffnung befinden sich in der Flanschfläche bevorzugt auf einer Linie parallel zur Achse der Triebwelle.
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Mehrere zur Benutzung als Axialkolbenpumpen vorgesehene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Axialkolbenmaschine sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
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Es zeigen
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1 ein Schaltbild einer verstellbaren hydrostatischen Axialkolbenpumpe mit einer Druckregelung, einer Förderstromregelung und einer elektroproportionalen Verstellung,
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2 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem das Schaltbild nach 1 realisiert ist,
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3 eine Ansicht des Gehäusehauptteils eines weiteren Ausführungsbeispiels in axialer Richtung mit einem auf der einen Seite einer Mittelebene des Gehäusehauptteils an diesem montierten Druck-Förderstromregler,
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4 eine perspektivische Ansicht des Gehäusehauptteils aus 3 ohne den Druck-Förderstromregler,
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5 eine perspektivische Ansicht des Gehäusehauptteils eines weiteren Ausführungsbeispiels mit einem gegenüber den 3 und 4 auf der anderen Seite einer Mittelebene des Gehäusehauptteils vorgesehenen Flanschfläche für einen Druck-Förderstromregler,
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6 eine perspektivische Ansicht des Gehäusehauptteils eines weiteren Ausführungsbeispiels mit einer auf derselben Seite einer Mittelebene des Gehäusehauptteils wie in den 3 und 4 vorgesehenen Flanschfläche für einen Druck-Förderstromregler und mit einer Verbohrung für ein weiteres Regelventil und
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7 eine perspektivische Ansicht des Gehäusehauptteils eines weiteren Ausführungsbeispiels mit einem gegenüber den 3 und 4 auf der anderen Seite einer Mittelebene des Gehäusehauptteils vorgesehenen Flanschfläche für einen Druck-Förderstromregler und mit einer Verbohrung für ein weiteres Regelventil.
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8 eine axiale Ansicht des Gehäusehauptteils eines weiteren Ausführungsbeispiels mit einem gegenüber den bisherigen Ausführungsbeispielen anderen Winkel zwischen einer Normalen auf die Flanschfläche und der Schwenkachse der Schrägscheibe.
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Die in 1 mit ihrem Schaltbild und in 2 in einem Längsschnitt dargestellte Axialkolbenpumpe 10 ist in ihrem Fördervolumen mit Hilfe einer Verstellvorrichtung 11 verstellbar, die eine in einem Pumpengehäuse 12 ausgebildete Stellkammerbohrung 13 und einen Stellkolben 14 umfasst. Dieser ist in der Stellkammerbohrung 13 geradlinig verschiebbar und begrenzt eine Stellkammer 15, der -gesteuert von den Regelventilen-Druckmittel zufließen und aus der Druckmittel über die Regelventile verdrängt werden kann. Der Stellkolben 14 liegt unter der Wirkung des in der Stellkammer herrschenden Drucks an der in 1 nur durch einen Pfeil angedeuteten Schrägscheibe 16 der Axialkolbenpumpe an und versucht, die Schrägscheibe 16 in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens zu verstellen.
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In die Gegenrichtung wirkt auf die Schrägscheibe 16 eine Gegenfeder 17, die anders als in dem Schaltbild nach 1 dargestellt, nicht direkt am Stellkolben, sondern, wie aus 2 ersichtlich ist, an der Schrägscheibe 16 angreift. Ein Angriff der Gegenfeder am Stellkolben würde eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Stellkolben und der Schrägscheibe 16 nach beiden Verstellrichtungen notwendig machen.
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Auf eine Flanschfläche 24 des Pumpengehäuses 12 ist ein Regelventil 25 aufgebaut, das salopp auch als Druck-Förderstromregler bezeichnet wird und in einem gemeinsamen Ventilgehäuse 26 einen Regelkolben 28 zur Förderstromregelung und einen Regelkolben 29 zur Regelung, genauer zur Begrenzung des Pumpendrucks aufweist. Der Regelkolben 28 ist von einer einstellbaren Regelfeder 30 und der Regelkolben 29 von einer einstellbaren Regelfeder 31 in Richtung einer Ruheposition beaufschlagt, die in 1 gezeigt ist. Die beiden Regelkolben sind aus der Ruheposition stetig verstellbar. Jeder von ihnen stellt mit dem Gehäuse 26 ein proportional verstellbares 3/2 Wegeventil dar, die im Folgenden als Förderstromregler 32 und als Druckregler 33 bezeichnet seien.
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Das Regelventil 25 hat in einer Montagefläche, mit der es auf der Flanschfläche 24 aufliegt, einen Druckanschluss P, einen Steueranschluss A und einen Tankanschluss T, die in einer Reihe hintereinanderliegen. Zusätzlich weist das Regelventil 25 einen externen Steueranschluss X auf. Der Druckanschluss P ist über eine Verbohrung innerhalb des Pumpengehäuses 12 mit einem Hochdruckkanal 34 verbunden. Der Tankanschluss ist über eine Verbohrung innerhalb des Pumpengehäuses 12 mit dem Inneren des Pumpengehäuses und über einen Leckageanschluss des Pumpengehäuses in nicht näher gezeigter Weise mit einem Tank verbunden. Der Steueranschluss A ist über eine Verbohrung im Pumpengehäuse mit der Stellkammerbohrung 13 verbunden. Das Regelventil 25 kann über den Steueranschluss A Druckmittel vom Druckanschluss P her der Stellkammer 15 zuführen oder Druckmittel aus der Stellkammer zum Tankanschluss T ablassen.
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Der Förderstromregler 32 hat einen Versorgungsanschluss, der über einen im Ventilgehäuse 26 verlaufenden Versorgungskanal mit dem Druckanschluss P verbunden ist. Ebenso ist ein Versorgungsanschluss des Druckreglers 33 mit dem Versorgungsanschluss p verbunden. Ein Tankanschluss des Förderstromreglers 32 ist über eine im Ventilgehäuse 26 verlaufende Entlastungsleitung mit dem Tankanschluss T verbunden. Ein Steueranschluss des Förderstromreglers 32 ist mit einem indifferenten Anschluss des Druckreglers 33 verbunden. Schließlich ist ein Steueranschluss des Druckreglers mit dem Steueranschluss A des Regelventils 25 verbunden.
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Der Regelkolben 28 des Förderstromreglers 32 wird außer von der Regelfeder 30 über den Druckanschluss P mit Pumpendruck und über den externen Steueranschluss X mit einem Steuerdruck beaufschlagt, der zum Beispiel der höchste Lastdruck derjenigen hydraulischen Verbraucher ist, die von der Axialkolbenpumpe gleichzeitig mit Hydraulikfluid versorgt werden. Dabei wirkt der Steuerdruck in die gleiche Richtung wie die Regelfeder 30, während der Pumpendruck gegen die Regelfeder und den Steuerdruck wirkt. Somit vermag der Förderstromregler einen Pumpendruck einzuregeln, der um das Druckäquivalent der Regelfeder 30, zum Beispiel um 20 bar, über dem Steuerdruck liegt.
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Der Regelkolben 29 des Druckreglers wird gegen die Regelfeder 31 vom Pumpendruck beaufschlagt.
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In der Ruhestellung des Druckreglers 33 ist dessen Steueranschluss und damit der Steueranschluss A mit dem indifferenten Anschluss und weiter über den Steueranschluss des Förderstromreglers 32 mit dem Tankanschluss T verbunden, so dass durch die Gegenfeder 17 Druckmittel aus der Stellkammer 15 verdrängt werden kann. Dadurch wird das Fördervolumen der Pumpe vergrößert. Wird nun der Regelkolben 28 des Förderstromreglers aus seiner Ruhestellung weit genug verschoben, so wird der Steueranschluss A mit dem Druckanschluss P verbunden, und es kann Druckmittel der Stellkammer 15 zufließen. Dadurch wird der Stellkolben 14 verschoben und schwenkt die Schrägscheibe 16 gegen die Kraft der Gegenfeder 17 und eventuell hinzukommender Triebwerkskräfte auf kleinere Schwenkwinkel, so dass das Fördervolumen verringert wird. Wird der Pumpendruck so hoch, dass er das Druckäquivalent der Regelfeder 31 übersteigt, so wird der Regelkolben 29 des Druckreglers 33 aus seiner Ruheposition bewegt, so dass direkt über den Druckregler der Stellkammer 15 vom Druckanschluss P Druckmittel zuführbar ist und das Fördervolumen der Pumpe verringert wird.
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Vom Steueranschluss A des Regelventils 25 führt der Fluidpfad nicht direkt in die Stellkammer 15. Vielmehr ist in diesen Fluidpfad noch ein durch einen Elektroproportionalmagneten 39 proportional betätigbares Regelventil 40 eingefügt, das als Einbaupatrone ausgebildet und in die Stellkammerbohrung 13 eingesetzt ist und die Stellkammer 15 auf der dem Stellkolben 14 abgewandten Seite begrenzt. Das Regelventil 40, salopp auch EP-Regler genannt, dessen konstruktive Ausgestaltung näher aus 2 ersichtlich ist, hat einen Druckanschluss, der direkt mit der Verbohrung zwischen dem Druckanschluss P des Regelventils 25 und dem Hochdruckkanal 34 verbunden ist, einen indifferenten Anschluss, der mit dem Steueranschuss A des Regelventils 25 verbunden ist und einen Stellkammeranschluss, der mit der Stellkammer 15 verbunden ist. Ein Regelkolben 41 des Regelventils 40 wird von der Kraft einer zwischen dem Regelkolben 41 und dem Stellkolben 14 eingespannten Rückkopplungsfeder 42 in Richtung einer Ruhelage beaufschlagt wird, in der der Stellkammeranschluss mit dem Druckanschluss des Regelventils 40 verbunden ist. Die Kraft der Rückkopplungsfeder hängt dabei von der Position des Stellkolbens und damit von der Position der Schrägscheibe 16 ab. Der Proportionalmagnet 39 vermag den Regelkolben 41 gegen die Rückkopplungsfeder 42 in Positionen zu verschieben, in der der Stellkammeranschluss mit dem indifferenten Anschluss und weiter über den Steueranschluss A des Regelventils 25 mit dem Druckanschluss P oder mit dem Tankanschluss T dieses Regelventils 25 verbunden ist. Gegenüber dem in der Stellkammer 15 anstehenden Druck ist der Regelkolben 41 druckausgeglichen. Der in der Stellkammer herrschende Druck übt also keine resultierende Kraft auf den Regelkolben 41 aus. Der Regelkolben 41 nimmt eine Regelposition ein, wenn die von der Rückkopplungsfeder 42 ausgeübte Kraft genauso groß wie die Kraft des Proportionalmagneten ist. Da die von der Rückkopplungsfeder 42 ausgeübte Kraft von der Position der Schrägscheibe 16 abhängt, wird somit proportional zu dem den Proportionalmagneten fließenden Strom ein bestimmter Schwenkwinkel der Schrägscheibe 16 eingeregelt. Durch das Regelventil 40 ist also eine elektroproportionale Verstellung der Pumpe realisiert. Allerdings greift diese Regelung erst, wenn der Strom durch den Proportionalmagneten eine Magnetkraft erzeugt, die gleich oder kleiner als die gleich einem Wert einen Wert
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Die elektroproportionale Regelung des Schwenkwinkels durch das Regelventil 40 geht immer dann der Regelung durch den Förderstromregler 32 vor, wenn der am Proportionalmagnet 39 eingestellte Strom einem Schwenkwinkel der Schrägscheibe 16 entspricht, der kleiner als der Schwenkwinkel, den der Förderstromregler 32 einzustellen bestrebt ist.
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Aus 2 ist die konstruktive Gestaltung Axialkolbenpumpe näher ersichtlich. Man erkennt das Pumpengehäuse 12. Dieses umfasst ein topfartiges Gehäusehauptteil 46 mit einer freien Stirnfläche 47 und eine Anschlussplatte 48, in der ein Saugkanal 49, der außen in einer Saugöffnung endet, und der Hochdruckkanal 34, der außen in einer Hochdrucköffnung endet, ausgebildet sind. Saugkanal 49 und Hochdruckkanal 34 öffnen sich zur Innenseite der Anschlussplatte 48 hin nierenförmig. Die Anschlussplatte 48 liegt auf der freien Stirnfläche 47 des Gehäusehauptteils 46 auf und ist mit diesem verschraubt. Im Pumpengehäuse 12 ist ein Triebwerk untergebracht, zu dem eine Zylindertrommel 51, eine Triebwelle 52, die über zwei Kegelrollenlager 53 und 54 um eine Drehachse 55 drehbar in dem Pumpengehäuse gelagert ist und mit der die Zylindertrommel 51 verdrehsicher gekoppelt ist, und die schon erwähnte um eine Schwenkachse 56, die senkrecht zu Drehachse 55 der Triebwelle verläuft verschwenkbare und damit in ihrer Winkelstellung zur der Drehachse 55 der Triebwelle verstellbare Schrägscheibe 16. In der Zylindertrommel 51 ist eine Vielzahl von Verdrängerkolben 57, die jeweils einen Arbeitsraum 58 begrenzen, parallel zur Achse der Triebwelle 52 geführt. Die Druckmittelzufuhr und die Druckmittelabfuhr zu den Arbeitsräumen 58 wird über zwei Steuernieren 59 und 60 gesteuert, die in einer verdrehfest zum Gehäuse gehaltenen Steuerplatte 61 ausgebildet sind und von denen eine zu dem Saugkanal und die andere zu dem Hochdruckkanal in der Anschlussplatte 48 offen ist. Die Steuernieren 59 und 60 sind in dem Schnitt nach 2 an sich nicht zu sehen, weil sie vor und hinter der Zeichenebene liegen, der Klarheit wegen aber eingezeichnet.
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Die von den Arbeitsräumen 58 abgewandten Köpfe der Verdrängerkolben 57 sind über Gleitschuhe 62 an der Schrägscheibe 16 abgestützt, deren Schwenkwinkel zur Veränderung des Hubvolumens mittels der Verstellvorrichtung 11 verstellbar ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schrägscheibe 16 über die gegen die vom Stellkolben 14 auf die Schrägscheibe ausgeübte Kraft wirkende Gegenfeder 17 in eine Grundposition vorgespannt, in der der Schwenkwinkel und somit das Hubvolumen der Axialkolbenpumpe maximal sind.
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Die Stellkammerbohrung 13, in der unmittelbar der Stellkolben 14 geführt ist und in die das Regelventil 40 für die elektroproportionale Regelung eingesetzt ist, ist am Gehäusehauptteil 46 ausgebildet und hat eine Längsachse, deren Längsachse in einer Ebene liegt, die durch die Drehachse 55 der Treibwelle geht und senkrecht auf der Schwenkachse 56 der Schrägscheibe steht. Außerdem verläuft die Längsachse der Stellkammerbohrung 13 in einem Winkel größer null zur Drehachse 55, also schräg zu dieser.
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Der EP-Regler 40 ist mit einem patronenartigen Ventilgehäuse 70 in die Stellkammerbohrung 13 eingeschraubt. In einer zentralen Längsbohrung des Ventilgehäuses 70 ist der Regelkolben 41 verschiebbar geführt. Axial hintereinander liegend laufen außen um das Ventilgehäuse 70 drei Ringnuten 71, 72 und 73 herum, die durch Dichtringe voneinander und von der Stellkammer 15 sowie nach außen abgedichtet sind. Von der Ringnut 71, die den Druckanschluss des EP-Reglers darstellt führen eine oder mehrere Radialbohrungen nach innen in die zentrale Längsbohrung. Ebenfalls führen von der Ringnut 72 eine oder mehrere Radialbohrungen nach innen in die zentrale Längsbohrung, wobei eine oder mehrere dieser Radialbohrungen über eine in dem Ventilgehäuse 70 verlaufende, in 2 nicht näher dargestellte Axialbohrungen mit der Stellkammer 15 verbunden sind. Anders als in 2 gezeigt, sind deshalb die von der Ringnut 72 ausgehenden Radialbohrungen gegenüber den von der Ringnut 71 ausgehenden Radialbohrungen winkelversetzt. Die Ringnut 72 kann als Stellkammeranschluss des EP-Reglers betrachtet werden. Schließlich führen auch von der Ringnut 73 eine oder mehrere Radialbohrungen nach innen in die zentrale Längsbohrung. Die Ringnut 73 stellt den indifferenten Anschluss des EP-Reglers dar.
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Durch Ausfahren des büchsenartigen Stellkolbens 14 der Verstellvorrichtung 13 lässt sich die Schrägscheibe gegen die Kraft der Gegenfeder 17 und gegen die Triebwerkskräfte zur Verringerung des Schwenkwinkels und damit des Hubvolumen bis in eine Stellung minimalen Hubvolumens, zum Beispiel bis zum Hubvolumen null zurückschwenken. Die Anbindung des Stellkolbens 14 an die Schrägscheibe 16 erfolgt wie dargestellt beispielsweise über eine in die Schrägscheibe bewegbar eingesetzte Kugel 59 mit einer Abflachung, an der der Stellkolben 14 mit der flachen äußeren Bodenseite anliegt. In der 2 ist die Schwenkwiege in einer Stellung gezeigt, die einem maximalen Hubvolumen entspricht.
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Erfindungsgemäß ist nun die am Gehäusehauptteil 46 ausgebildete Flanschfläche 24 für den Anbau des Regelventils 25 derart schräg angeordnet ist, dass eine Normale auf einer in der Flanschfläche 24 liegenden Ebene mit der Schwenkachse 56 der Schrägscheibe 16 einen Winkel einschließt, der größer null Grad und kleiner neunzig Grad ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den 3 und 4 beträgt der Winkel zwischen der Normalen auf die Flanschfläche 24 und der Schwenkachse 56 der Schrägscheibe 16 fünfundvierzig Grad, wie dies deutlich aus 3 hervorgeht. Derselbe Winkel zwischen einer Normalen auf die Flanschfläche 24 und der Schwenkachse 56 der Schrägscheibe 16 ist auch bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 vorhanden.
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Wie anhand des Schaltbilds nach 1 dargelegt hat das Regelventil 25 einen Druckanschluss P, der mit dem Hochdruckkanal 34 verbunden ist, einen Tankanschluss, der mit dem Inneren des Pumpengehäuses 12 verbunden und einen Steueranschluss A, der gemäß 1 mit dem Regelventil 40 verbunden ist, von dem aus jedoch ein Fluidpfad direkt zur Stellkammer 15 führt, wenn ein weiteres, in die Stellkammerbohrung eingesetztes Regelventil nicht vorhanden ist, sondern die Stellkammerbohrung 13 durch einen Stopfen verschlossen ist. Die 3 und 4 zeigen eine solche Ausführung ohne weiteres Regelventil.
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Entsprechend den in der Anbaufläche des Regelventils 25 einer Reihe hintereinanderliegenden Anschlüssen des Regelventils sind in der Flanschfläche 14 des Gehäusehauptteils 46 eine Drucköffnung 74, eine Steueröffnung 75 und eine Tanköffnung 76 in einer Reihe axial hintereinander angeordnet, wobei die axiale Richtung durch die Richtung der Drehachse 55 der Triebwelle 52 definiert sei. Die Tanköffnung 76 hat den geringsten, die Drucköffnung 74 den größten Abstand von der Stirnfläche 47 des Gehäusehauptteils 46, die Steueröffnung 75 befindet sich zwischen den beiden anderen Öffnungen. Von der Steueröffnung führt nun eine Bohrung 77, die parallel zur Schwenkachse 56 der Schrägscheibe und damit schräg zur Flanschfläche 14 verläuft, direkt in die Stellkammerbohrung 13. Über diese Bohrung 77 ist die Stellkammer 15 an den Steueranschluss des Regelventils 25 angeschlossen. Eine weitere Bohrung 78 führt von der Tanköffnung 76 direkt in das Innere des Gehäusehauptteils 46 und damit in das Innere des Pumpengehäuses 12. Auch die Bohrung 78 verläuft leicht schräg zur Flanschfläche 14. Im Übrigen liegt die Bohrung 78 in einer senkrecht auf der Drehachse 55 stehenden Ebene. Zur fluidischen Verbindung der Drucköffnung 74 mit dem Hochdruckkanal 34 in der Anschlussplatte 48 sind in dem Gehäusehauptteil 46 zwei Bohrungen 79 und 80 vorgesehen. Die Bohrung 79 geht von der freien Stirnfläche 47 des Gehäusehauptteils 46 aus und erstreckt sich in annähernd axialer Richtung eine gewisse Strecke in das Gehäusehauptteil hinein. Die Bohrung 80 geht von der Drucköffnung 74 aus, verläuft schräg zur Flanschfläche 24 und trifft auf die Bohrung 79. Wie man aus 3 deutlich ersieht, spannen die beiden Bohrungen 79 und 80 eine Ebene auf, die senkrecht auf der Schwenkachse 56 steht. Somit sind für die Anbindung des Regelventils 25 an die fluidische Umgebung nur vier Bohrungen und eine Verschneidung von zwei Bohrungen im Gehäusehauptteil 46 notwendig.
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Die Bohrung 79, die sich zur Stirnfläche 47 öffnet, ist in der Anschlussplatte 48 durch eine nicht näher dargestellte weitere Bohrung, die in den Hochdruckkanal 34 mündet, fortgeführt, so dass insgesamt ein Fluidpfad von dem Hochdruckkanal 34 zu der Drucköffnung 74 besteht.
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Aufgrund des schrägen Verlaufs der Bohrungen 77, 78 und 80 haben die Öffnungen 74, 75 und 76 in der Flanschfläche keine Kreis-, sondern eine Ellipsenform. Sie werden trotzdem noch durch die sich in der Anbaufläche des Regelventils vorhanden die Anschlüsse am Regelventil umgebenden Dichtringe umgeben, so dass der Übergang von einer Öffnung im Gehäusehauptteil zu einem Anschluss des Regelventils nach außen abgedichtet ist. Besonders vorteilhaft erscheint hier auch die Verwendung einer Flachdichtung, die ohne weiteres entsprechend den Gegebenheiten hergestellt werden kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4 befinden sich die Flanschfläche 24 des Gehäusehauptteils und damit auch das Regelventil 25 auf der Seite einer durch die Triebwelle gehenden und senkrecht auf der Schwenkachse 56 stehenden Mittelebene 81, auf der sich auch der Hochdruckkanal 34 der Anschlussplatte und die Öffnung der Bohrung 79 in der Stirnfläche 47 befinden. Aus Platzgründen kann es von Vorteil sein, wenn das Regelventil 25 auf der anderen Seite der besagten Mittelebene 81 befindet. Dann wird an der entsprechende Stelle des Gehäusehauptteils eine Flanschfläche 14 ausgebildet, wie dies in 5 angedeutet ist, die ein Ausführungsbeispiel mit einer solchen Anordnung des Regelventils 25 zeigt. Die Bohrungen 77 und 78 dieses Ausführungsbeispiel verlaufen bezüglich der Mittelebene 81 spiegelbildlich zu den Bohrungen 77 und 78 aus den 3 und 4. Für die Anbindung der Drucköffnung 74 an den Hochdruckkanal 74 ist nun außer der von der freien Stirnfläche 47 ausgehenden und sich auf der einen Seite der Mittelebene 81 befindlichen Bohrung 79 und der von der Drucköffnung 74 ausgehenden und sich auf der anderen Seite der Mittelebene 81 befindlichen Bohrung 80 eine weitere Bohrung 82 vorgesehen, die von einer Seite des Gehäusehauptteils 46 in dieses eingebracht ist, parallel zu der Schwenkachse 56 in dem Material zwischen der Stellkammerbohrung 13 und dem Gehäuseinneren verläuft und die beiden Bohrungen 79 und 80 anschneidet. Die Bohrung 82 ist nach außen durch einen Stopfen verschlossen.
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Die 6 und 7 zeigen die Verbohrung im Gehäusehauptteil 46 für zwei Ausführungsbeispiele, die entsprechend den 1 und 2 jeweils ein weiteres Regelventil aufweisen, das in die Stellkammerbohrung 13 eingesetzt ist. Das weitere Regelventil kann zum Beispiel für eine elektroproportionale Regelung oder für eine Drehmomentregelung, die etwas ungenau oft auch Leistungsreglung genannt wird, vorgesehen sein. Vorliegend sei angenommen, dass in die Stellkammerbohrung 13 der in den 6 und 7 gezeigten Gehäusehauptteile 46 einer Axialkolbenpumpe ein EP-Regelventil 40 eingesetzt wird, wie es in einem Schaltbild in 1 und in einem Schnitt in 2 gezeigt ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 befindet sich die Flanschfläche 24 für den Anbau eines Regelventils 25 wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den 3 und 4 auf der ersten Seite der Mittelebene 81, auf der sich auch der Hochdruckkanal 34 der Anschlussplatte und die Öffnung der Bohrung 79 in der Stirnfläche 47 befinden. Hinsichtlich dieser Bohrung 79 sowie hinsichtlich der Bohrungen 77, 78 und 80 und somit auch im Hinblick auf die Öffnungen 74, 75 und 76 ist das Gehäusehauptteil 46 gemäß 6 bis auf eventuelle kleine Abweichungen in den Richtungen der Bohrungen im Wesentlichen gleich dem Gehäusehauptteil 46 aus den 3 und 4 ausgebildet. Im Unterschied zu dem Gehäusehauptteil 46 aus den 3 und 4 ist in das Gehäusehauptteil 46 aus 6 eine weitere Bohrung 85, die die Bohrung 80 schneidet und in die Ventilbohrung 13 an einer solchen Stelle mündet, dass sie nach dem Einsetzen des Regelventils 40 zu der Ringnut 71 hin offen ist. Über die Bohrung 85 sowie über die Bohrungen 80 und 79 ist als das Regelventil 40 an den Hochdruckkanal 34 in der Anschlussplatte 48 angeschlossen. Die Bohrung 77 mündet an einer solchen Stelle in die Stellkammerbohrung 13, dass sie zu der Ringnut 73 des Ventilgehäuses 70 hin offen ist. Über die Bohrung 77 ist also der indifferente Anschluss des Regelventils 40 mit dem Steueranschluss A des Regelventils 25 verbunden. Am der Stellkammerbohrung 13 abgelegenen Ende ist die Bohrung 85 durch einen Stopfen verschlossen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 befindet sich die Flanschfläche 24 für den Anbau eines Regelventils 25 wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 auf der im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen nach den 3, 4 und 6 anderen, zweiten Seite der Mittelebene 81. Hinsichtlich der Bohrungen 77, 78, 79 und 80 und somit auch im Hinblick auf die Öffnungen 74, 75 und 76 ist das Gehäusehauptteil 46 gemäß 7 bis auf eventuelle kleine Abweichungen in den Richtungen der Bohrungen im Wesentlichen gleich dem Gehäusehauptteil 46 aus der 5 ausgebildet. Im Unterschied zu dem Gehäusehauptteil 46 aus 5 sind bei dem Gehäusehauptteil 46 aus 7 auf der ersten Seite der Mittelebene 81 wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 6 zwei Bohrungen 85 und 86 vorhanden, wobei die Bohrung 86 wie die Bohrung 80 des Ausführungsbeispiels nach 6 verläuft, aber im Gegensatz zu der Bohrung 80 aus 6 nach außen durch einen Stopfen verschlossen ist. Die Bohrung 85 mündet in die Ventilbohrung 13 wiederum an einer solchen Stelle, dass sie nach dem Einsetzen des EP-Regelventils 40 zu der Ringnut 71 hin offen ist. Über die Bohrung 85 sowie über die Bohrungen 86 und 79 ist also das Regelventil 40 an den Hochdruckkanal 34 in der Anschlussplatte 48 angeschlossen. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach 5 führt bei dem Ausführungsbeispiel nach 7 die Bohrung 80 von der Öffnung 74 in die Stellkammerbohrung 13. Die Mündung befindet sich an einer solchen Stelle der Stellkammerbohrung 13, dass die Bohrung 80 wie die Bohrung 85 zu der Ringnut 71 hin offen ist. Somit ist die Öffnung 74 über die Bohrung 80, über die Ringnut 71 und über die Bohrungen 85, 86 und 79 an den Hochdruckkanal in der Anschlussplatte angeschlossen.
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Bei den in den 2 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Axialkolbenpumpe beträgt der Winkel zwischen einer Normalen auf die Flanschfläche 24 und der Schwenkachse 56 der Schrägscheibe 16 etwa fünfundvierzig Grad. In dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 68 ist ein Winkel von etwa fünfundsechzig Grad zwischen einer Normalen auf die Flanschfläche 24 an einem Gehäusehauptteil 46 einer Axialkolbenpumpe und der Schwenkachse 56 einer Schrägscheibe gewählt. Die Verbohrung für die Verschaltung eines Regelventils 25 und eines Regelventils 40 kann wie bei den Ausführungsbeispielen nach den 3, 4 oder 6 gestaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Axialkolbenpumpe
- 11
- Verstellvorrichtung von 10
- 12
- Pumpengehäuse
- 13
- Stellkammerbohrung
- 14
- Stellkolben
- 15
- Stellkammer
- 16
- Schrägscheibe
- 17
- Gegenfeder
- 24
- Flanschfläche
- 25
- Regelventil
- 26
- Ventilgehäuse von 25
- 28
- Regelkolben
- 29
- Regelkolben
- 30
- Regelfeder
- 31
- Regelfeder
- 32
- Förderstromregler
- 33
- Druckregler
- 34
- Hochdruckkanal
- 39
- Elektroproportionalmagnet
- 40
- Regelventil
- 41
- Regelkolben
- 42
- Rückkopplungsfeder
- 46
- Gehäusehauptteil von 12
- 47
- freie Stirnfläche von 46
- 48
- Anschlussplatte
- 49
- Saugkanal
- 50
- Hochdruckkanal
- 51
- Zylindertrommel
- 52
- Triebwelle
- 53
- Kegelrollenlager
- 54
- Kegelrollenlager
- 55
- Drehachse von 52
- 56
- Schwenkachse von 16
- 57
- Verdrängerkolben
- 58
- Arbeitsraum hinter 55
- 59
- Steuerniere
- 60
- Steuerniere
- 61
- Steuerplatte
- 62
- Gleitschuh
- 70
- Ventilgehäuse
- 71
- Ringnut
- 72
- Ringnut
- 73
- Ringnut
- 74
- Drucköffnung
- 75
- Steueröffnung
- 76
- Tanköffnung
- 77
- Bohrung
- 78
- Bohrung
- 79
- Bohrung
- 80
- Bohrung
- 81
- Mittelebene
- 82
- Bohrung
- 85
- Bohrung
- 86
- Bohrung
- P
- Druckanschluss
- A
- Steueranschluss
- T
- Tankanschluss