DE10226492A1

DE10226492A1 - Axial piston machine has for each pump element a rotatably mounted guide lever with inclined control face and set in oscillating movement by eccentric section of drive shaft

Info

Publication number: DE10226492A1
Application number: DE2002126492
Authority: DE
Inventors: Manuel Schoepke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-06-15
Also published as: DE10226492B4

Abstract

The axial piston machine e.g. pump has a housing (1, 1a, 1b) with drive shaft (19) and at least one pump element. The pump is operated by the drive shaft and each pump element is assigned a rotary mounted guide lever (27) which has a control surface (33) which is inclined by an angle less than 90 degrees to its rotary axis (29) and longitudinal axis (43) of the associated pump element. The drive shaft has an eccentric section (21) which sets the lever in oscillating movement. The control surface actuates the pump element. Independent claim describes use as high pressure pump for fuel injection systems in common rail fuel injection.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine, insbesondere eine Axialkolbenpumpe oder einen Axialkolbenhydromotor, mit einem Gehäuse, mit einer im Gehäuse gelagerten Antriebswelle, mit mindestens einem Pumpenelement, wobei das mindestens eine Pumpenelement von der Antriebswelle betätigt wird und je eine Saugseite und eine Hochdruckseite aufweist, und wobei eine Drehachse der Antriebswelle und eine Längsachse des mindestens einen Pumpenelements parallel verlaufen.The invention relates to an axial piston machine, in particular an axial piston pump or an axial piston hydraulic motor, with a housing, with one in the case mounted drive shaft, with at least one pump element, wherein the at least one pump element is actuated by the drive shaft and each have a suction side and a high pressure side, and wherein an axis of rotation of the drive shaft and a longitudinal axis of the at least one Pump element run parallel.

Solche Axialkolbenmaschinen sind entweder als Hydromotoren oder als hydraulische Pumpen seit langem bekannt. Nachteilig an diesen Axialkolbenmaschinen ist, dass ihre Fördermenge im Pumpenbetrieb nur durch eine Änderung der Drehzahl geregelt werden kann. Bei vielen Anwendungen, wie z. B. als Einspritzpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen – ist jedoch die Antriebsdrehzahl vorgegeben, so dass sich die Fördermenge nicht regeln lässt. Um diesen Nachteil auszugleichen, ist es aus der DE 195 30 507 A1 bekannt, den Kolbenhub der Pumpenelemente konstant zu lassen und in den Zylindern eine Überströmöffnung vorzusehen. Über eine verschiebbare Hülse kann die Überströmöffnung auf- oder zugesteuert werden, so dass eine Regelung der Fördermenge bei konstanter Drehzahl möglich wird.Such axial piston machines have long been known either as hydraulic motors or as hydraulic pumps. A disadvantage of these axial piston machines is that their delivery rate in pump operation can only be regulated by changing the speed. In many applications, such as B. as an injection pump of a fuel injection system for internal combustion engines - however, the drive speed is predetermined so that the delivery rate can not be regulated. To compensate for this disadvantage, it is out of the DE 195 30 507 A1 Known to keep the piston stroke of the pump elements constant and to provide an overflow opening in the cylinders. The overflow opening can be opened or closed by means of a displaceable sleeve, so that the delivery rate can be regulated at constant speed.

Aus der DE 195 23 282 A1 ist es bekannt, eine Taumelscheibe, welche von der Antriebswelle angetrieben wird, schwenkbar auszugestalten, so dass der Kolbenhub verändert werden kann und somit die Fördermenge der Axialkolbenpumpe bei konstanter Drehzahl einstellbar ist. Diese Konstruktion ist sehr aufwendig und ist für größte Förderhöhen von bis zu 2000 bar nur bedingt geeignet.From the DE 195 23 282 A1 it is known to design a swash plate which is driven by the drive shaft so that it can be pivoted so that the piston stroke can be changed and the delivery rate of the axial piston pump can thus be set at a constant speed. This construction is very complex and is only suitable to a limited extent for maximum delivery heights of up to 2000 bar.

Erfindungsgemäß wird bei einer Axialkolbenmaschine, insbesondere einer Axialkolbenpumpe oder einem Axialkolbenhydromotor, mit einem Gehäuse, mit einer im Gehäuse gelagerten Antriebswelle, mit mindestens einem Pumpenelement, wobei das mindestens eine Pumpenelement von der Antriebswelle betätigt wird und je eine Saugseite und eine Hochdruckseite aufweist, die Fördermenge bei konstanter Drehzahl dadurch einstellbar, dass je Pumpenelement ein drehbar gelagerter Umlenkhebel vorgesehen ist, dass der Umlenkhebel eine zu seiner Drehachse und einer Längsachse des zugehörigen Pumpenelements um einen Winkel α kleiner 90° geneigte Steuerfläche aufweist, dass die Antriebswelle einen exzentrischen Abschnitt aufweist, dass der exzentrische Abschnitt den Umlenkhebel in eine oszillierende Bewegung versetzt, und dass die Steuerfläche das mindestens eine Pumpenelement betätigt.According to the invention, in an axial piston machine, in particular an axial piston pump or an axial piston hydraulic motor, with a housing, with one in the case mounted drive shaft, with at least one pump element, the at least one pump element is actuated by the drive shaft and each has a suction side and a high pressure side, the delivery rate adjustable at constant speed by using one pump element a rotatably mounted bell crank is provided that the bell crank one to its axis of rotation and a longitudinal axis of the associated pump element smaller by an angle α 90 ° inclined control surface has that the drive shaft has an eccentric section, that the eccentric section oscillates the bellcrank in an Movement is offset, and that the control surface of the at least one pump element actuated.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Bei dieser Axialkolbenmaschine wird die Umlenkung der Drehbewegung der Antriebswelle in eine oszillierende Bewegung auf eine einfache und extrem belastbare Weise vorgenommen. Durch einfaches Austauschen der Umlenkhebel kann der Förderhub der Pumpenelemente eingestellt werden, ohne dass weitere Änderungen an der Axialkolbenmaschine erforderlich wären. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe auf einfachste Weise an unterschiedlichste Anforderungen hinsichtlich Fördermenge und Förderhöhe adaptiert werden kann. Die erfindungsgemäße Umlenkung der Drehbewegung der Antriebswelle in eine oszillierende Bewegung zum Antrieb des oder der Pumpenelemente ist sehr einfach im Aufbau und äußerst robust, so dass auch große Förderhöhen, wie sie beispielsweise bei Kraftstoffeinspritzsystemen erforderlich sind, mit der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine ohne weiteres bereitgestellt werden können.With this axial piston machine the deflection of the rotary motion of the drive shaft in an oscillating Movement made in a simple and extremely resilient way. The conveyor stroke can be changed by simply exchanging the bellcranks of the pump elements can be adjusted without further changes would be required on the axial piston machine. This means that the axial piston pump according to the invention in the simplest way to meet the most varied requirements output and delivery head adapted can be. The redirection according to the invention the rotary motion of the drive shaft into an oscillating motion to drive the pump element or elements is very simple in construction and extremely robust, so big too Heads like they are required, for example, in fuel injection systems are with the axial piston machine according to the invention without further can be provided.

Bei einer besonders kompakt bauenden und einfach herzustellenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschineverlaufen die Drehachse der Antriebswelle und die Längsachse des mindestens einen Pumpenelements parallel verlaufen und verläuft die Drehachse des Umlenkhebels parallel zu der Drehachse der Antriebswelle.With a particularly compact build and easy to manufacture embodiment the axial piston machine according to the invention the axis of rotation of the drive shaft and the longitudinal axis of the at least one Pump element run parallel and the axis of rotation of the bellcrank runs parallel to the axis of rotation of the drive shaft.

Bei einer weiteren Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass der oder die Umlenkhebel auf einem konzentrisch zur Längsachse der Antriebswelle angeordneten Verstellring drehbar gelagert sind, und dass der Verstellring relativ zu dem mindestens einen Pumpenelement verdrehbar ist. Dadurch kann bei konstanter Drehzahl die Fördermenge der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine über einen weiten Bereich eingestellt werden, indem der Verstellring relativ zu dem mindestens einen Pumpenelement verdreht wird. Diese Art der Fördermengenregulierung zeichnet sich durch eine sehr einfache Geometrie aus. Sie ist, da die Kraftübertragung zwischen dem exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle und dem Umlenkhebel einerseits sowie dem Umlenkhebel und dem Pumpenelement andererseits linienförmig oder sogar flächig erfolgt, sehr belastbar.In a further addition to the Invention is provided that the or the lever on a concentric to the longitudinal axis the drive shaft arranged adjusting ring are rotatably mounted, and that the adjusting ring relative to the at least one pump element is rotatable. This means that the flow rate can be maintained at constant speed the axial piston machine according to the invention over a wide range can be adjusted by the adjusting ring relative to the at least a pump element is rotated. This type of flow regulation is characterized by a very simple geometry. She is there the power transmission between the eccentric portion of the drive shaft and the bell crank on the one hand and the bell crank and the pump element on the other linearly or even flat done, very resilient.

Der Verstellring kann ohne Probleme in dem Gehäuse mittels eines Gleit- oder Wälzlagers gelagert werden, so dass auch diese Lagerung extrem belastbar ist und eine hohe Lebensdauer hat. Durch das Verdrehen des Verstellrings kann die Fördermengenregelung kontinuierlich und über einen weiten Verstellbereich erfolgen.The adjustment ring can be done without problems in the housing by means of a plain or roller bearing be stored so that this storage is extremely resilient and has a long lifespan. By turning the adjustment ring can the delivery rate regulation continuously and over a wide adjustment range.

Wenn die Längsachse des mindestens einen Pumpenelements und die Drehachse des mindestens einen Umlenkhebels den gleichen radialen Abstand von der Längsachse der Antriebswelle haben, kann eine Nullförderung eingestellt werden, wenn der Verstellring so weit verdreht wird, bis die Drehachse der Lagerung der Umlenkhebel und die Längsachse des mindestens einen Pumpenelements zur Deckung gelangen. Dies bedeutet, dass in dieser Position des Vertellrings die Pumpenelemente keinen Hub haben und somit auch nicht fördern. Somit kann die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine, wenn sie nicht benötigt wird, leer mitlaufen, ohne nennenswerte Reibungs- oder Dissipationsverluste zu erzeugen.If the longitudinal axis of the at least one pump element and the axis of rotation of the at least one deflection lever are at the same radial distance from the longitudinal axis of the drive shaft, zero delivery can be set if the adjusting ring is rotated until the axis of rotation of the bearing of the deflection lever and the longitudinal axis of the at least one pump element for De reach. This means that in this position of the adjusting ring the pump elements have no stroke and therefore do not deliver. Thus, the axial piston machine according to the invention can run empty when it is not required, without generating significant friction or dissipation losses.

Bei einer einfach herzustellenden und trotzdem sehr belastbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine sind die Steuerflächen der Umlenkhebel als ebene Fläche ausgebildet.With an easy to manufacture and yet very resilient embodiment of the axial piston machine according to the invention are the control surfaces the bell crank as a flat surface educated.

Die Belastbarkeit der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine und deren Lebensdauer werden weiter gesteigert, wenn die Steuerfläche des mindestens einen Umlenkhebels als Fläche eines Zylinders ausgebildet ist, wenn die Längsachse des Zylinders um einen Winkel α kleiner 90° zur Längsachse der Antriebswelle geneigt ist und wenn die Längsachse des Zylinders und die Längsachse der Antriebswelle sich schneiden. Bei dieser Geometrie der Steuerfläche ist es möglich, dass unabhängig von der Stellung des Verstellrings und der radialen Lage des Umlenkhebels stets ein flächiger Kontakt zwischen dem Pumpenelement und dem Umlenkhebel vorhanden ist, so dass die Kräfte zwischen Umlenkhebel und Pumpenelementen auch bei höchsten Drücken nur eine vergleichsweise niedrige Beanspruchung der Reibpaarung zwischen Steuerfläche und Pumpenelement verursachen.The load capacity of the axial piston machine according to the invention and their lifespan are further increased if the control surface of the at least a lever as a surface of a cylinder is formed when the longitudinal axis of the cylinder about Angle α smaller 90 ° to longitudinal axis the drive shaft is inclined and if the longitudinal axis of the cylinder and the longitudinal axis the drive shaft intersect. With this geometry the control surface is it possible that regardless on the position of the adjusting ring and the radial position of the bell crank always a flat one There is contact between the pump element and the bell crank is so the forces between the bell crank and pump elements only at the highest pressures a comparatively low load on the friction pair between Control surface and Cause pump element.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes Pumpenelement einen Kolben, eine Zylinderbohrung und einen Zylinderkopf aufweist, dass der Kolben in der Zylinderbohrung oszilliert und einen Förderraum begrenzt, dass auf der Saugseite ein erstes Rückschlagventil angeordnet ist und dass auf der Hochdruckseite in zweites Rückschlagventil angeordnet ist. Zur weiteren Erhöhung der zulässigen Förderhöhe und der Lebensdauer ist vorgesehen, dass der Kolben des mindestens einen Pumpenelements einen mit der Steuerfläche zusammenwirkenden Gleitschuh aufweist. Dies ist besonders einfach und wirkungsvoll möglich, wenn die Steuerfläche die zuvor beschriebene Geometrie in Form eines Zylinders aufweist, da dann die flächige Verbindung zwischen Gleitschuh und Steuerfläche in allen Positionen des Verstellrings gewährleistet ist.In a further embodiment of the invention it is provided that each pump element has a piston, a cylinder bore and has a cylinder head that the piston in the cylinder bore oscillates and a delivery room limited that a first check valve is arranged on the suction side and that is arranged on the high pressure side in a second check valve. To further increase the permissible Head and the Lifetime is provided that the piston of the at least one pump element one with the control surface cooperating slide shoe. This is particularly easy and effectively possible if the control surface has the geometry described above in the form of a cylinder, then the flat connection between slide shoe and control surface is guaranteed in all positions of the adjustment ring.

Um die beim Verstellen des Verstellrings auftretenden Winkeländerungen zwischen dem Gleitschuh und der Steuerfläche ausgleichen zu können, ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass der Gleitschuh mittels eines Kugelgelenks an dem Kolben befestigt ist.In order to adjust the adjustment ring occurring angle changes to be able to compensate between the sliding block and the control surface according to the invention provided that the sliding shoe by means of a ball joint on the Piston is attached.

Bei der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das erste Rückschlagventil in dem Kolben angeordnet ist, da sich dadurch eine sehr kompakte Bauweise ergibt und eine Förderung des aus einem Kraftstofftank angesaugten Kraftstoffs durch den erfindungsgemäßen Umlenkmechanismus zu den Pumpenelementen stattfindet. Dadurch ist gewährleistet, dass der erfindungsgemäße Umlenkmechanismus stets mit kühlem und frischem Kraftstoff geschmiert wird, was dessen Lebensdauer weiter erhöht.In the axial piston machine according to the invention it has proven advantageous if the first check valve is arranged in the piston, since this is a very compact Construction results and funding of the fuel drawn from a fuel tank by the deflection mechanism according to the invention to the pump elements. This ensures that the deflection mechanism according to the invention always with cool and fresh fuel is lubricated, which increases its lifespan further increased.

Um stets sicherzustellen, dass die Umlenkhebel an dem exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle anliegen, kann eine Anlegeinrichtung vorgesehen sein, welche die Umlenkhebel gegen den exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle drückt.To always ensure that the Deflecting levers rest on the eccentric section of the drive shaft, can be provided an application device which the deflection lever presses against the eccentric portion of the drive shaft.

Dabei ist es möglich, dass die Antriebsdrückeinrichtung als Federring, der konzentrisch zur Antriebswelle angeordnet ist, oder als Blattfeder oder als Spiralfeder ausgebildet ist.It is possible that the drive press device as a spring washer, which is arranged concentrically to the drive shaft, or is designed as a leaf spring or as a spiral spring.

Um die von den Pumpenelementen auf den Umlenkhebel gemäß den in der Längsachse der Pumpenelemente vorhandenen Kräfte bestmöglich aufnehmen zu können, ist vorgesehen, dass zwischen Umlenkhebel und Verstellring ein Gleitlager oder ein Wälzlager ausgebildet ist.To put on by the pump elements the bell crank according to the in the longitudinal axis of the pump elements is able to absorb existing forces in the best possible way provided that between the lever and adjusting ring a plain bearing or a rolling bearing is trained.

Die Belastbarkeit der Antriebswelle wird weiter verbessert, wenn auf den exzentrischen Abschnitt ein Ring drehbar gelagert ist und die Umlenkhebel über den Ring in eine oszillierende Bewegung versetzt werden.The load capacity of the drive shaft will be further improved if on the eccentric section Ring is rotatably mounted and the bellcranks over the ring in an oscillating Movement.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Ring durch ein Wälzlager auf dem exzentrischen Abschnitt drehbar gelagert ist, da diese Art der Lagerung sehr belastbar ist und nur geringe Anforderungen an die Schmierung hat. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Ring gleichzeitig der Außenring eines handelsüblichen Wälzlagers ist.It is particularly beneficial if the ring through a roller bearing is rotatably mounted on the eccentric section, since this type the storage is very resilient and only low requirements has the lubrication. It is particularly advantageous if the Ring the outer ring at the same time of a commercial one roller bearing is.

Die erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe ist besonders geeignet als Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Kraftstoff-Einspritzsystem mit Common-Rail, für Brennkraftmaschinen.The axial piston pump according to the invention is special suitable as a high pressure pump for a fuel injection system, in particular for a fuel injection system Common Rail, for Internal combustion engines.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung und deren Beschreibung entnehmbar.Other advantages and beneficial Embodiments of the invention are the following drawing and their description can be found.

Zeichnungdrawing

Es zeigen:

1: einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine;
2: einen Schnitt entlang der Linie A-A durch das Ausführungsbeispiel in einer ersten Position des Verstellrings; und
3: einen Schnitt entlang der Linie A-A in einer zweiten Position des Verstellrings.

Show it:

1 : a longitudinal section of an embodiment of an axial piston machine according to the invention;
2 : A section along the line AA through the embodiment in a first position of the adjusting ring; and
3 : a section along the line AA in a second position of the adjusting ring.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine. Diese Axialkolbenmaschine kann beispielsweise als Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. Sie kann aber auch als Hydromotor mit variablem Kolbenhub eingesetzt werden. Im Folgenden wird stets von einer Verwendung als Pumpe ausgegangen, ohne dass die Erfindung auf diese Verwendung beschränkt sein soll. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine als Hydromotor liegt in Kenntnis der nachfolgend exemplarisch beschriebenen Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Axialkolbenpumpe auf der Hand, so dass sie keiner näheren Erläuterung bedürfen. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of an axial piston machine according to the invention. This axial piston machine can can be used, for example, as a high-pressure fuel pump for a fuel injection system of internal combustion engines. But it can also be used as a hydraulic motor with a variable piston stroke. In the following, use as a pump is always assumed, without the invention being restricted to this use. The use of the axial piston machine according to the invention as a hydraulic motor is obvious given the knowledge of the method of operation of an axial piston pump according to the invention described below by way of example, so that they do not require any further explanation.

In 1 ist ein Gehäuse 1 mit mehreren Pumpenelementen 3, von denen in 1 nur eines sichtbar ist, dargestellt. Das Pumpenelement 3 besteht aus einer Zylinderbohrung 5, in der ein Kolben 7 oszilliert. Der Kolben 7 ist in 1 im Teilschnitt dargestellt. Der Kolben 7 begrenzt zusammen mit der Zylinderbohrung 5 einen Förderraum 9. Im Kolben 7 ist ein erstes Rückschlagventil 11 angeordnet, welches den Förderraum 9 hydraulisch von einer Saugseite 13 des Pumpenelements 3 trennen kann. Ein zweites Rückschlagventil 15 trennt den Förderraum 9 während des Saughubs des Kolbens 7 von einem Hochdruckkanal, nachfolgend als Druckseite 17 bezeichnet. Die Druckseite 17 steht mit einem nicht dargestellten Hochdruckanschluss der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine in Verbindung.In 1 is a housing 1 with several pump elements 3 , of which in 1 only one is visible. The pump element 3 consists of a cylinder bore 5 in which a piston 7 oscillates. The piston 7 is in 1 shown in partial section. The piston 7 limited together with the cylinder bore 5 a funding room 9 , In the piston 7 is a first check valve 11 arranged, which the funding room 9 hydraulically from a suction side 13 of the pump element 3 can separate. A second check valve 15 separates the funding room 9 during the piston suction stroke 7 from a high-pressure duct, hereinafter referred to as the pressure side 17 designated. The print page 17 is connected to a high-pressure connection, not shown, of the axial piston machine according to the invention.

Im Gehäuse 1 ist eine Antriebswelle 19 drehbar gelagert, wobei die Antriebswelle 19 einen exzentrischen Abschnitt 21 aufweist. Auf dem exzentrischen Abschnitt 21 ist ein Wälzlager 23 montiert, an dessen Außenring 25 ein drehbar gelagerter Umlenkhebel 27 anliegt. Die Lagerung des Umlenkhebels 27 ist in 2, welche einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1 darstellt, deutlich zu erkennen. Der Drehpunkt bzw. die Drehachse, um die der Umlenkhebel 27 drehbar ist, ist in 2 mit 29 bezeichnet.In the housing 1 is a drive shaft 19 rotatably supported, the drive shaft 19 an eccentric section 21 having. On the eccentric section 21 is a roller bearing 23 mounted on the outer ring 25 a pivoted lever 27 is applied. The bearing of the bell crank 27 is in 2 which is a section along the line AA in 1 represents clearly recognizable. The fulcrum or axis of rotation around which the bell crank 27 is rotatable is in 2 With 29 designated.

Die Drehachse 29 des Umlenkhebels 27 dreht sich nicht mit der Antriebswelle 19, so dass der exzentrische Abschnitt 21 der Antriebswelle 19 bzw. der Außenring 25 bei einer Umdrehung den Umlenkhebel 27 in eine oszillierende Bewegung in Richtung eines in 2 dargestellten Doppelpfeils 31 versetzt. In 1 ist dieser Doppelpfeil 31 ebenfalls dargestellt.The axis of rotation 29 of the bell crank 27 does not rotate with the drive shaft 19 so the eccentric section 21 the drive shaft 19 or the outer ring 25 at one turn the bellcrank 27 in an oscillating motion towards an in 2 shown double arrow 31 added. In 1 is this double arrow 31 also shown.

Wenn man nun wieder 1 betrachtet wird deutlich, dass durch die oszillierende Bewegung des Umlenkhebels 27, angedeutet durch den Doppelpfeil 31, der Kolben 7 ebenfalls in eine oszillierende Bewegung in Richtung seiner Längsachse versetzt wird. Dies geschieht dadurch, dass auf einer Steuerfläche 33 des Umlenkhebels 27 ein Gleitschuh 35 aufliegt, der über einen Kugelkopf 37 am Kolben 7 des Pumpenelements 3 befestigt ist. Im Kolben 7 ist eine Druckfeder 39 vorgesehen, welche sich einenends gegen den Kolben 7 und anderenends gegen das Gehäuse 1 abstützt, so dass sich der Kolben 7 bzw. der Gleitschuh 35 stets in Anlage mit der Steuerfläche 33 des Umlenkhebels 27 befindet.If you go back now 1 is clearly seen that by the oscillating movement of the bell crank 27 , indicated by the double arrow 31 , The piston 7 is also set into an oscillating movement in the direction of its longitudinal axis. This is done by being on a control surface 33 of the bell crank 27 a sliding shoe 35 rests on a ball head 37 on the piston 7 of the pump element 3 is attached. In the piston 7 is a compression spring 39 provided which one end against the piston 7 and at the other against the housing 1 supports so that the piston 7 or the glide shoe 35 always in contact with the control surface 33 of the bell crank 27 located.

Anhand der 2 und 3 soll nun die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Fördermengensteuerung näher erläutert werden. Bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Pumpenelemente 3 vorhanden, von denen in 1 nur eines dargestellt ist. Diese Pumpenelemente sind um 120° zueinander versetzt angeordnet. In den 2 und 3 ist von den Pumpenelementen 3 nur jeweils ein Schnitt durch den Kugelkopf 37 sowie eine Ansicht von oben des Gleitschuhs 35 sichtbar.Based on 2 and 3 The mode of operation of the delivery rate control according to the invention will now be explained in more detail. In the in the 1 to 3 illustrated embodiment are three pump elements 3 present, of which in 1 only one is shown. These pump elements are arranged at 120 ° to each other. In the 2 and 3 is from the pump elements 3 only one cut through the ball head at a time 37 and a top view of the shoe 35 visible.

Die Umlenkhebel 27 sind auf einem Verstellring 41 drehbar gelagert. Die Art der Lagerung ist in 2 nicht im Detail dargestellt, es sind lediglich die Drehachsen 29 angedeutet. Der koaxial zur Antriebswelle 19 angeordnete Verstellring 41 kann, ausgehend von der in 2 dargestellten Position, so weit im Uhrzeigersinn verdreht werden, bis die Drehachse 29 des Umlenkhebels mit der Längsachse 43 der Pumpenelemente zusammenfällt. Durch die Exzentrizität der Antriebswelle 19 wird der Umlenkhebel 27 in eine oszillierende Drehbewegung versetzt. Dabei ist die Größe der Drehbewegung in radialer Richtung abhängig vom Abstand zu der Drehachse 29. In 2 wurde versucht, diesen Zusammenhang durch eine Schar radial angeordneter Doppelpfeile 31 unterschiedlicher Länge zu veranschaulichen.The bellcranks 27 are on an adjustment ring 41 rotatably mounted. The type of storage is in 2 not shown in detail, just the axes of rotation 29 indicated. The coaxial to the drive shaft 19 arranged adjustment ring 41 can, starting from the in 2 position shown, be rotated clockwise until the axis of rotation 29 of the bellcrank with the longitudinal axis 43 the pump elements collapse. Due to the eccentricity of the drive shaft 19 becomes the bellcrank 27 set in an oscillating rotary motion. The size of the rotary movement in the radial direction depends on the distance to the axis of rotation 29 , In 2 an attempt was made to establish this relationship by a group of radially arranged double arrows 31 to illustrate different lengths.

Wenn nun der Verstellring 41 aus der in 2 dargestellten Position im Uhrzeigersinn verdreht wird, wird der Hub der oszillierenden Bewegung, welche der Umlenkhebel 27 an der Kontaktfläche zwischen Gleitschuh 35 und Umlenkhebel 27 ausführt, kontinuierlich geringer. Im Drehpunkt 29 findet dann lediglich eine geringfügige Drehung um die Drehachse 29 statt. Wenn nun die Drehachse 29 des Umlenkhebels zur Deckung mit der Längsachse 43 des Pumpenelements 3 gebracht wird, findet kein Förderhub des Pumpenelements 3 mehr statt, so dass eine Nullförderung eingestellt wurde.If now the adjustment ring 41 from the in 2 position is rotated clockwise, the stroke of the oscillating movement, which is the bell crank 27 at the contact surface between the shoe 35 and bellcranks 27 executes, continuously lower. At the pivot 29 then only finds a slight rotation around the axis of rotation 29 instead of. If now the axis of rotation 29 of the bellcrank to cover the longitudinal axis 43 of the pump element 3 is brought, there is no delivery stroke of the pump element 3 more instead, so that zero funding was discontinued.

Zwischen der in 2 dargestellten Stellung des Verstellrings 41 mit maximalem Förderhub und der in 3 dargestellten Stellung des Verdrehrings, bei dem die Drehachse 29 und die Längsachse 43 zusammenfallen, ist eine kontinuierliche Fördermengenregelung zwischen 100% und 0% der maximal möglichen Fördermenge möglich.Between the in 2 shown position of the adjusting ring 41 with maximum delivery stroke and the in 3 shown position of the rotating ring, in which the axis of rotation 29 and the longitudinal axis 43 coincide, a continuous flow control between 100% and 0% of the maximum possible flow is possible.

Bei der erfindungsgemäßen Fördermengenregelung ist ein einfacher Aufbau der Axialkolbenmaschine gewährleistet. Außerdem wird die Kraft vom Außenring 25 auf die Umlenkhebel 27 entlang einer Berührungslinie übertragen, was die Übertragung großer Kräfte und eine lange Lebensdauer ermöglicht. Da der Außenring 25 sich nicht mitdreht, kommt es auch im Bereich der Kontaktfläche zwischen Außenring 25 und Umlenkhebel 27 nicht zu Reibungsverlusten.With the delivery rate control according to the invention, a simple construction of the axial piston machine is ensured. In addition, the force from the outer ring 25 on the bellcranks 27 transmitted along a contact line, which enables the transfer of large forces and a long service life. Because the outer ring 25 does not turn, it also occurs in the area of the contact surface between the outer ring 25 and bellcranks 27 not to loss of friction.

Die Steuerfläche 33 (s. 1) ist kann eben ausgeführt werden. Alternativ kann sie auch gekrümmt ausgeführt werden und zwar so, dass die Steuerfläche 33 die Form eines Zylinders hat, dessen Längsachse radial auf die Drehachse 47 der Antriebswelle 19 gerichtet ist.The control surface 33 (S. 1 ) can be executed. Alternatively, it can also be made curved and in such a way that the control surface 33 has the shape of a cylinder, the longitudinal axis of which is radial to the axis of rotation 47 the An drive shaft 19 is directed.

Wenn der Gleitschuh 35 eine der Steuerfläche 33 entsprechende Form – eben oder gekrümmt – hat, kann die Kraftübertragung vom Umlenkhebel 27 auf den Gleitschuh 35 über die gesamte Grundfläche des Gleitschuhs 35 erfolgen, unabhängig von der Position des Verstellrings 41. Dadurch ist auch in diesem Bereich eine sehr große Belastbarkeit der Kraftübertragung gegeben, so dass die erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe auch für höchste Drücke, wie sie beispielsweise in Kraftstoffeinspritzsystemen gefordert werden, einsetzbar ist. Die Umlenkhebel 27 liegen auf dem Verstellring 41 auf und bilden mit ihm zusammen eine großflächig ausgebildete Gleitlagerung 49. Der Verstellring 41 ist in radialer Richtung durch eine Hülse 51 sowie in axialer Richtung durch eine Scheibe 53 im Gehäuse 1 gelagert.If the shoe 35 one of the control surface 33 appropriate shape - flat or curved - the power transmission from the bell crank 27 on the shoe 35 over the entire base of the shoe 35 regardless of the position of the adjustment ring 41 , As a result, the power transmission has a very high load-bearing capacity in this area as well, so that the axial piston pump according to the invention can also be used for the highest pressures, such as those required in fuel injection systems. The bellcranks 27 lie on the adjustment ring 41 and together with it form a large plain bearing 49 , The adjustment ring 41 is in the radial direction through a sleeve 51 and in the axial direction through a disc 53 in the housing 1 stored.

Auch diese Gleitlagerung ist sehr belastbar und für hohe Lebensdauern geeignet.This plain bearing is also very good resilient and for suitable for long lifetimes.

Das Pumpengehäuse 1 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem ersten Gehäuseteil 1 1a sowie einem zweiten als Drittel ausgeführten Gehäuseteil 1b.The pump housing 1 is made in two parts in the illustrated embodiment and consists of a first housing part 1 1a and a second housing part designed as a third 1b ,

Am Innendurchmesser des Verstellrings 41 ist eine Verzahnung 55 angebracht, in die ein Ritzel 57 eingreift. Das Ritzel 57 ist über einen elektrischen Antrieb 59 antreibbar, so dass der Verstellring 41 durch den elektrischen Antrieb verdreht werden kann.On the inner diameter of the adjustment ring 41 is a gear 55 attached into which a pinion 57 intervenes. The pinion 57 is about an electric drive 59 drivable so that the adjusting ring 41 can be rotated by the electric drive.

Der Winkel unter dem die Steuerfläche 33 die Drehachse 47 der Antriebswelle 19 schneidet, ist in 1 mit α bezeichnet. Dieser Winkel muss kleiner als 90° sein, da nur dann die oszillierende Bewegung des Umlenkhebels 27 in Richtung des Doppelpfeils 31 auch eine oszillierende Bewegung des Kolbens 7 in Richtung der Längsachse 43 des Pumpenelements zur Folge hat.The angle at which the control surface 33 the axis of rotation 47 the drive shaft 19 cuts is in 1 denoted by α. This angle must be less than 90 °, because only then the oscillating movement of the bell crank 27 in the direction of the double arrow 31 also an oscillating movement of the piston 7 in the direction of the longitudinal axis 43 of the pump element.

Um sicherzustellen, dass die Umlenkhebel 27 sich stets in Anlage an dem Außenring 25 befinden, ist ein Federring 61 vorgesehen. Der Federring 61 ist konzentrisch zu dem Verstellring 41 und der Antriebswelle 19 angeordnet und weist im entspannten Zustand je Umlenkhebel 27 eine Einbuchtung 63 nach innen auf. In 2 sind nur zwei dieser Einbuchtungen 63 sichtbar, da der sich in 2 oben befindliche Umlenkhebel 27 die zugehörige Einbuchtung nahezu vollständig nach außen drückt. Dieser Federring 61 hält somit die Umlenkhebel 27 stets in Anlage zu dem Außenring 25. Damit der Federring 61 sich nicht während des Betriebs verdrehen kann, ist er durch mehrere Stifte 65 im Gehäuse fixiert.To make sure the bellcranks 27 always in contact with the outer ring 25 is a spring washer 61 intended. The spring ring 61 is concentric with the adjustment ring 41 and the drive shaft 19 arranged and points in the relaxed state each lever 27 an indentation 63 inside on. In 2 are just two of these indentations 63 visible because of the 2 top lever 27 the corresponding indentation pushes almost completely outwards. This spring ring 61 thus holds the bell crank 27 always in contact with the outer ring 25 , So that the spring ring 61 Due to multiple pins, it cannot twist during operation 65 fixed in the housing.

Anstelle des Federrings 61 kann selbstverständlich auch eine Blattfeder die Umlenkhebel 27 oder eine als Spiralfeder ausgebildete Druckfeder (beide nicht dargestellt) vorgesehen werden. In 3 ist der Verstellring 41 so weit in Richtung des Uhrzeigersinns verdreht gegenüber der in 2 dargestellten Position, dass die Drehachse 29 der Umlenkhebel 27 und die Längsachse 43 der Pumpenelemente zusammenfallen. Da der Umlenkhebel im Drehpunkt 29 keine oszillierende Bewegung ausführt, ist auch der Hub der Pumpenelemente 3 bei dieser Position des Verstellrings 41 gleich Null, so dass die Fördermenge ebenfalls Null ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 3 nicht alle in 2 bezeichneten Bauteile mit Bezugszeichen versehen.Instead of the spring washer 61 can of course also a leaf spring the bellcranks 27 or a compression spring designed as a spiral spring (both not shown) can be provided. In 3 is the adjustment ring 41 twisted so far in a clockwise direction compared to that in 2 illustrated position that the axis of rotation 29 the bell crank 27 and the longitudinal axis 43 of the pump elements collapse. Because the bell crank in the pivot 29 does not perform an oscillating movement, is also the stroke of the pump elements 3 at this position of the adjustment ring 41 is zero, so that the delivery rate is also zero. For reasons of clarity, in 3 not alone 2 designated components with reference numerals.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel verlaufen die Drehachse 47 der Antriebswelle 19 und die Längsachse 43 des mindestens einen Pumpenelements 3 parallel und verläuft die Drehachse 29 des Umlenkhebels 27 parallel zu der Drehachse 47 der Antriebswelle 19. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt.In the exemplary embodiment described above, the axis of rotation runs 47 the drive shaft 19 and the longitudinal axis 43 of the at least one pump element 3 parallel and runs the axis of rotation 29 of the bell crank 27 parallel to the axis of rotation 47 the drive shaft 19 , However, the invention is not limited to this arrangement.

Claims

Axial piston machine, in particular axial piston pump or axial piston hydraulic motor, with a housing ( 1 . 1a . 1b ), with one in the housing ( 1 ) mounted drive shaft ( 19 ), with at least one pump element ( 3 ), the at least one pump element ( 3 ) from the drive shaft ( 19 ) is operated and one suction side ( 13 ) and a print page ( 17 ), characterized in that each pump element ( 3 ) a pivoted lever ( 27 ) it is provided that the bell crank ( 27 ) one to its axis of rotation ( 29 ) and a longitudinal axis ( 43 ) of the associated pump element ( 3 ) control surface inclined by an angle (α) of less than 90 ° ( 33 ) has that the drive shaft ( 19 ) an eccentric section ( 21 ) has that the eccentric section ( 21 ) the bell crank ( 27 ) starts to oscillate and that the control surface ( 33 ) the at least one pump element ( 3 ) operated.

Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the axis of rotation ( 47 ) the drive shaft ( 19 ) and the longitudinal axis ( 43 ) of the at least one pump element ( 3 ) run parallel and that the axis of rotation ( 29 ) of the bell crank ( 27 ) parallel to the axis of rotation ( 47 ) the drive shaft ( 19 ) runs.

Axial piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the deflection lever (s) ( 27 ) concentric to the axis of rotation ( 47 ) the drive shaft ( 19 ) arranged adjusting ring ( 41 ) are rotatably mounted and that the adjusting ring ( 41 ) relative to the at least one pump element ( 3 ) is rotatable.

Axial piston machine according to claim 2 or 3, characterized in that the longitudinal axis ( 43 ) of the at least one pump element ( 3 ) and the axis of rotation ( 29 ) of the at least one reversing lever ( 27 ) the same radial distance from the axis of rotation ( 47 ) the drive shaft ( 19 ) to have.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the control surface ( 33 ) is.

Axial piston machine according to claims 1 to 4, characterized in that the control surface ( 33 ) of the at least one reversing lever ( 27 ) is designed as a surface of a cylinder that the longitudinal axis ( 45 ) of the cylinder through an angle (α) less than 90 ° to the axis of rotation ( 47 ) the drive shaft ( 19 ) is inclined and that the longitudinal axis ( 45 ) of the cylinder and the axis of rotation ( 47 ) the drive shaft ( 19 ) intersect.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that each pump element ( 3 ) a piston ( 7 ) and a cylinder bore ( 5 ) has that the piston ( 7 ) in the cylinder bore ( 5 ) oscillates and a delivery room ( 9 ) limits that on the suction side ( 13 ) a first check valve ( 11 ) is arranged, and that on the pressure side ( 17 ) a second check valve ( 15 ) is arranged.

Axial piston machine according to claim 7, characterized in that the piston ( 7 ) of the at least one pump element ( 3 ) one with the control surface ( 33 ) interacting slide shoe ( 35 ) having.

Axial piston machine according to claim 8, characterized in that the sliding block ( 35 ) by means of a ball joint ( 37 ) on the piston ( 7 ) is attached.

Axial piston machine according to claim 8 or 9, characterized in that the first check valve ( 11 ) in the piston ( 7 ) is arranged.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that each deflection lever ( 27 ) a pressing device is provided, and that the pressing device the deflection lever ( 27 ) against the eccentric section ( 21 ) of the drive shaft ().

Axial piston machine according to claim 11, characterized in that the pressing device as a spring ring ( 61 ), Leaf spring or spiral spring is formed.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that between the deflection lever ( 27 ) and adjusting ring ( 41 ) a plain bearing ( 49 ) or a roller bearing is formed.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that on the eccentric section ( 21 ) a ring ( 25 ) is rotatably mounted, and that the bellcranks ( 27 ) over the ring ( 25 ) are set into an oscillating movement.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the ring ( 25 ) by a roller bearing ( 23 ) on the eccentric section ( 21 ) is rotatably mounted.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized characterized as a high pressure pump for a fuel injection system, especially for a common rail fuel injection system is used.