DE2029087A1

DE2029087A1 - Kolbenpumpe oder Kolbenmotor mit in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis parallel angeordneten Zylindern

Info

Publication number: DE2029087A1
Application number: DE19702029087
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung M F04b Antrag
Original assignee: Regie Nationale des Usmes Renault, Billancourt, Automobiles Peugeot, Paris, (Frankreich)
Priority date: 1969-06-12
Filing date: 1970-06-12
Publication date: 1971-03-18
Also published as: FR2049526A5; GB1301525A; DE2029087B2; DE2029087C3; JPS4810722B1; US3661055A

Description

Dipl.-Ing. W. PAAP 8 MÖNCHEN 22,

Dipl-Iig. H. MITSCHERLICH STSSi Dipl.-Ing. K. GUKSCHMANN

Dr, rer. not. W. KDRBER 12. Juni 1970 PATENTANWÄLTE

HEGIE lUTIOUAIiB DES USIWBS HSIUÜLT

8/1o, Avenue Emile Zola
Billancourt (Seine) Frankreich

und

AUTOMOBILES PEUGEOiC

75» Avenue de la Grande Armee
Paris / Prankreich

Pat ent anmeldung

Kolbenpumpe oder .Kolbenmotor mit in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis parallel angeordneten Zylindern

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe oder einen hydraulischen Kolbenmotor mit in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis parallel angeordneten Zylindern mit veränderlichem Hubvolumen*

Zur Vereinfachung werden in der folgenden Beschreibung nur Pumpen genannt, aber die Pumpen betreffenden Merkmale beziehen sich jedesmal auch auf hydraulische Motore«,

Im besonderen betrifft die Erfindung eine Verbesserung an Pumpen, bei denen eine Veränderung des Hubraumes durch eine Verstellung des Winkels der Achse des trommeiförmigen Zylinderblocks und der Achse des Pumpenantriebs erhalten wird,

.. ρ —

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wobei der Winkel MuIl dem Hubraum jWull entspricht.

Die Konstruktion dieser Pumpenbauart hat zur Folge, daß auf die mit der Antriebswelle verbundene Antriebsscheibe die Eeaktionskraft der Kolben einwirkt, die eine radiale und eine axiale Komponente hat.

Die radiale Kraft wird im allgemeinen von einem oder mehreren Kugel- oder Hollenlagern aufgenommen, obgleich auch Pumpen bekannt sind, in denen dafür hydrodynamische oder hydrostatische Lager verwendet werden.

Die axiale Kraft wird zumeist von Kugel-, .Nadel- oder Rollenlagern aufgenommene, In selteneren Fällen wird diese Kraft von hydrodynamischen oder hydrostatischen Lagern aufgenommen.

J3ei einer anderen Pumpenbauart ist die Antriebsscheibe nicht unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden, und die Lager liegen fast senkrecht zu ihr. Bei dieser bekannten Anordnung werden die radialen Kräfte von dem trommeiförmigen Zylinderblock aufgenommen, und auf die Antriebsscheibe wirken nur sehr schwache radiale Kräfte ein, wag den Wegfall der zur Aufnahme dieser Kräfte bestimmten Wälzlager ermöglicht„

Bei den beschriebenen Konstruktionen verändern sich die auf die Antriebsscheibe ausgeübten radialen und axialen Kräfte, selbst bei konstantem Druck als Funktion des Knickwinkels der Achse der Pumpe.

Dagegen bleibt bei Pumpen mit geknickter Achse, bei denen . die Antriebsscheibe unmittelbar mit der Pumpenwelle verbunden ist, die von dem trommeiförmigen Zylinderblock aufgenommene axiale Kraft konstant, welches auch immer der Kn'iokwinke.l der Achse der Pumpe ist, da diese Kraft nur von dem als

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konstant vorausgesetzten Druck, der Zahl und dem Durchmesser der Korben abhängt·

Dadurch wurde es ermöglicht, die auf den trommeiförmigen Zylinderblock ausgeübten Kräfte (mindestens die axialen Kräfte} mit Hilfe von einfachen hydrostatischen Lagern aus-· zugleichen. Im allgemeinen ist der .Bereich hohen Druckes der Antriebsscheibe zum ständigen Ausgleich der durch den Druck in den Zylindern verursachten axialen Kräfte bestimmt. Die zugelassene leichte unsymmetrie wird durch die .Bedeutung der zugelassenen Streuverluste bestimmt.

Eine solche lösung ist nicht der Antriebsscheibe der Pumpe angepasst, denn die auf diese ausgeübte axiale Kraft ändert sich bedeutend, wie der Kosinus des Knickwinkels. Wun aber verlangen die Notwendigkeit niederer Herstellungskosten, eines geringen Gewichtes und einer hohen Leistung einen immer grosser werdenden Knickwinkel. Bei manchen Pumpen beträgt der Knickwinkel bereits 45°» was dazu führt, daß die auf die Antriebsscheibe wirksame Axialkraft sich proportional dem Kosinus eines zwischen 0 und 45° liegenden Winkels ändert (1 und o,7o7).

Es ist leicht ersichtlich, daß dann die für einen hydrostatischen Ausgleich der Antriebsscheibe erforderliche Kraft den o,7o7-fachen Betrag der Summe der Kolbenkräfte nicht überschreiten kann (ungeführ den 0,65-fachen Betrag dieser Kraft, weil immer eine gewisse Kraft zurückbleiben muß, die die Flächen in Anlage hält). Das Axiallager müsste dann eine zusätzliche Kraft aufnehmen, die gleich dem 0,35-fachen Betrag der Kolbenkräfte ist, wenn der Hubraum der Pumpe gleich JMuIl ist. Dies gilt natürlich nur für einen Knickwinkel von 45°.

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Die zeitgemässen, hochentwiekelten Pumpen lassen wegen ihrer
kleinen Abmessungen die Anordnung einer Antriebsscheibenlagerung für das axiale Gleichgewicht" des trommeiförmigen
Zylinderblocks nicht zu. Die Ungleichheit zwischen der
ünterstützungskraft und der axialen Reaktionskraft würde zu
unzulässigen Reibungskräften und einem schnellen Verschleiß
der sich berührenden Teile führen. Dies; ist besonders
schwerwiegend, wenn ein hydraulischer Motor bei geringer
Geschwindigkeit oder der Geschwindigkeit Mull ein maximales
Kraftraoment abgibt·

Die Nachteile der genannten Ausgleich-verfahren sind wohl

bekannt. ι

Wenn daher zur Aufnahme der axialen und radialen Kräfte ί

lager zur Verfügung stehen, sind deren Gewicht und Volumen j und damit auch ihr Preis bedeutend. _v ,. ;

i Man hat versucht, diese genannten Mangel durch die Verwen- · dung von Walzenlagern zu vermeiden, deren Eigenschaften j jedoch die Leistung, die Drücke und die Lebensdauer der
Pumpen sehr unzufriedenstellend begrenzen.

In manchen Fällen wird die Antriebsscheibe hydrostatisch j

ausgeglichen, aber um die erwähnten .Nachteile zu vermeiden, j

begnügte man sich mit einem sehr kleinen Knickwinkel, dessen ; Kosinus in der üJähe des Wertes 1 verbleibt _β

In diesem Pail geht einer der Hauptvorzüge einer Pumpe mit
einer geknickten Achse verloren, der in den kleinen Abmessungen der wesentlichen Bestandteile bei einem grossen
Knickwinkel besteht. I

— 5 —
1 OP' Ι ν 1 na 7

Das gegenwärtige Streben nach immer höheren Drücken und ^!

Geschwindigkeiten findet seinen niederschlag in den Pumpen ;

und Motoren für hydrostatische Antriebe in Fahrzeugen oder !

für den Kraftantrieb von Maschinen für öffentliche Arbeiten, j wie z.B. hydraulische Schaufler.

In diesem Fall werden die Pumpen von schnellaufenden Diesel- j maschinen (3ooo Umdrehungen in der Minute und mäar) unmittel- . bar angetrieben, und wenn die Aufwindvorrichtungen und die ι Rohrleitungen nicht zu große Abmessungen erhalten sollen, ! sind hohe Drücke notwendig» Die zur Aufnahme der auf die j Antriebsscheibe der Pumpen ausgeübten axialen Kräfte ge- ; eigneten Stoßlager sind auf dem Markt nicht auffindbar und > die, die eine ausreichende Kapazität haben, haben eine zu I kleine Geschwindigkeit und umgekehrt. Man muß daher Pumpen j benützen, deren axiale Kräfte hydrostatisch ausgeglichen
sind, wie die Pumpen, deren Antriebsscheibe nicht mit der
Antriebswelle verbunden ist. Diese Pumpenbauart steht
nichtsdestoweniger im Wettbewerb mit Pumpen, genannt
"en ligne", die einfacher und weniger sperrig sind. Bs ist
zwecks Verwirklichung von sehr hohen Leistungen oder geringem Gewicht ein fortschreitendes Abgehen von Pumpen mit
geknickter Achse festzustellen, und ihrer höhter Wirkungsgrad gleicht den hohen Preis der Lager aus, obgleich diese
Pumpen nur selten mit.-sehr hohen Drücken arbeiten (ihr Druck
ist meistens auf 21o bars beschränkt).

Die vorliegende Erfindung bringt eine Lösung dieser Probleme
durch die Schaffung einer Pumpe oder eines Motors mit in
einem Zylinderblock parallel im Kreis angeordneten Zylindern
mit veränderlichem Hubraum und einer geknickten Achse,
bei der bzv/. bei dem die Antriebsscheibe in axialer liichtung
von einem hydrostatischen Lager unterstützt wird, dessen

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Wirksamkeit .in Abhängigkeit von der Arbeitsweise der Pumpe veränderlich ist. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Kolbenpumpe oder einen Kolbenmotor mit in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis parallel angeordneten Zylindern, deren Hubvolumen durch Schwenken des Zylinderblocks in dem Pumpengehäuse um eine auf seiner Drehachse senkrecht stehenden Schwenkachse verändert werden kann, bei der die Pleuelstangen der Kolben mit ü-elenkkugeln ausgestattet sind, die die Pleuelstangen mit einer Antriebsscheibe verbinden, die gemeinsam mit dem Zylinderblock und der Antriebswelle der Pumpe rotiert, bei der ferner der rotierende Zylinderblock eine Fläche hat, in der die Öffnungen der Zylinder münden und die an der Verteilerfläche einer nicht rotierenden Verteilerplatte anliegt, in der zwei Flüssigkeitskanäle vorgesehen sind, deren jeder in einer von zwei auf der genannten Verteilerfläche vorhandenen Hinnen mündet, die die Form eines l'eilkreisbogens haben und diemit dem Einström- bzw. Ausströmkanal der Pumpe verbunden sind ο

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer solchen Kolbenpumpe bzwo einem solchen Kolbenmotor die Antriebsscheibe in axialer Hichtung auf einem hydrostatischen Lager aufliegt, das gegenüber der Auflagefläche der Antriebsscheibe auf dem Pumpengehäuse eine Rinne aufweist, die einer kh±3e Ausströmrinne der genannten Verteilerfläche entspricht und das mit dem Förderstrom der Pumpe durch ein AbschluiSveiitil in Verbindung steht, das aus einem in dem Cragteil des Zylinderblocks untergebrachten, von dem Förderdruck beaufschlagten Steuerkolben und einem in dem Pumpengehäuse angeordneten Ventilkolsn bestellt, der die Verbindung zwischen den Hinnen des hydrodynamischen Lagers und dem Förderstrom der Pumpe steuert, wobei der Steuer-

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kolben*so auf den Ventilkorben' einwirkt, daß der Druck der dem hydrodynamischen Lager der Antriebsscheibe zugeführten ■Flüssigkeit als Punktion der .Neigung des Tragteils des Zylinderblocks und damit entsprechend den auszugleichenden Axialkräften geändert wird.

Eine solche Konstruktion hat einen nur geringen Platzbedarf und ermöglicht den Bau einer Pumpe für sehr hohe Drücke und große üeschwindigkeit, die eine befriedigende Lebensdauer aufweist. All dies geht zurück auf die Verbindung der Vorzüge eines hydrostatischen Lagers mit den bekannten Vorteilen einer Pumpe mit geknickter Achse, nämlich die geringe Trägheit der sich drehenden Teile und die geringen Beschränkungen in den bewegten Teilen.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der anliegenden Zeichnungen hervorgehen.

Pig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Pumpe nach der Linie I-I der Mg, 2|

Pig. 2 zeigt einen anderen Schnitt durch die Pumpe nach der Linie H-II der Pig. 1|

Pig. 3 zeigt die Draufsicht auf die Verteilerscheibe der Pumpe nach der Linie IH-III der Pig. 2j

Pig. 4 zeigt die Draufsicht auf den trommeiförmigen Zylinderblock nach der Linie IV-IV der Pig. 2|

Pig, 5 zeigt die Draufsicht auf die Antriebsscheibe . nach der Linie V-V der Pig. 2j

Pig. 6 zeigt die Draufsicht auf den Abschlußdeckel nach der Linie VI-VI der Pig. 2j

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Pig. 7 zeigt eine Abwandlung eines Details der Pig. 1.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, umfasst die Pumpe einen trommeiförmigen, rotierenden Zylinderblock 1, der eine bestimmte Anzahl von Zylindern 2 enthält. Der Zylinderblock rotiert in den in einem Tragteil 4 befestigten lagern 3. Dieses Tragteil 4 ist in dem Gehäuse e der Pumpe auf zwei Zapfen P schwenkbar gelagert, die auf dem Aussenring eines in dem Pumpengehäuse e befestigten Rollenlagers R aufliegen. Das Tragteil 4 kann mittels einer schematisch dargestellten Verstellvorrichtung V um eine Achse geschwenkt werden, die durch die Mittellinien der Schwenkzapfen P hindurchgeht und in der durch die Mittelpunkte der ü-elenkkugeln 5 der Pleuelstangen der Kolben 6 gelegten Ebene liegt. Diese Gelenkkugeln 5 sind in der Antriebsscheibe 7 gelagert, die ihrerseits durch eine Riffelung mit der Antriebswelle 8 der Pumpe verbunden ist. Diese Antriebswelle 8 treibt den Zylinderblock 1 unter Zwischenschaltung eines Universalgelenks an, das einen Schwingarm 9 aufweist, dessen beide Enden mit Mitnehmernocken ausgestattet sind, die in axialen Rinnen der Antriebsscheibe 7 und eines mit dem Zylinderblock 1 durch Riffelungen verbundenen Käfigs 14 vorgesehen sind.

Die Ü-elenkkugeln 5 werden in kugelförmigen ,Aushöhlungen der Antriebsscheibe mit Hilfe von Festhalteplatten 1o und einer gemeinsamen, runden Spange 11 festgehalten. Eine achsial im Hohlraum des aus Lagermetall bestehenden Käfigs 14 untergebrachte Feder 12 bewirkt zusammen mit den Innendrücken in den Zylindern das Anliegen des Zylinderblocks 1 an der Verteilerscheibe 15» die andern Tragteil 4 und einem Hilfsverteilerstück 25 befestigt ist„ Der Käfig 14 wird durch den Schwingarm 9, der das Antriebsorgan für den Zylinderblock darstellt, an seiner Stelle gehalten. Dieser Schwingraum 9

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hat an seinen Enden zwei kugelige Köpfe, von denen der eine in einem Hohlraum des als Abstützung für die Seder dienenden Käfigs 14 und der andere in dem kugeligen Hohlraum eines mit der Antriebsscheibe 7 verbundenen Teils 19 untergebracht ist.

Die Verteilerfläche 2o der Verteilerscheibe 15 liegt an einer Aussenfläche 21 des Zylinderblocks 1 an, in der die in den Böden der Zylinder 2 vorgesehenen Öffnungen 22 münden. In der Verteilerfläche 2o Bind Hinnen 23 und 24 für den Auslaß und Einlaß der der Form von Kreisbögen vorgesehen, die mit zwei Kanälen 23a bzw. 24a in dem Hilfsverteilerstück 25 verbunden sind, dessen Aussenfläche 25a konvex zylindrisch ist.

Die konvexe Fläche 25a verläuft parallel zu einer auf der Innenseite des Deckels 27 des Pumpengehäuses vorgesehenen konkav zylindrischen Fläche 26. Sie ist von dieser konkaven Fläche durch ein zylindrisches Zwischenteil 28 getrennt, das schwenkbar ist und dabei an den beiden Flächen 25a, gleitet. Die Achsen der konvexen Iläche 25a, der konkaven Fläcne 26 und des zylindrischen Zwischenteils 28 fallen mit der Schwenkachse des Tragteils 4 zusammen. Daher kann das Zwischenteil 28 um diese Achse verschwenkt werden.

Die in dem Zwischenteil 28 vorgesehenen, langgestreckten Öffnungen mit den rohrförmigen Stücken 31 bilden Zwischen- j kanäle 35t 34, die die Öffnungen 23a und 24a des Hilfsver- ^; teilerstücks 25 mit den im Deckel 27 vorgesehenen Einström- und Ausströmkanälen 32 und 33 verbinde),

Die langgestreckten Zwischenkanäle 34 und 35 verbinden stets j die Öffnungen 23a bzw* 24a mit den. Elnström- und Ausström- ; kanälen 32 bzw. 33, welches auch immer die gegenseitige Lage

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der j-esamtheit der Teile 15-25 zum zylindrischen Zwischenteil 28 und zum Deckel 27 der Pumpe ist.

Mindestens eine, in der Mg. 2 schematisch dargestellte Zugfeder 29 verbindet das Pumpengehäuse e mit dem Zwischenteil 28 und zieht das letztere in Richtung zu einem ersten, an dem Pumpengehäuse vorgesehenen Anschlag 37 und einem zweiten, an dem einen Ende der konvexen Fläche 25a des Hilfsverteilerstücks 25 vorgesehenen Anschlag 38. I

Diese Ausführungsform entspricht einer Pumpe mit Umkehrung : der Förderung durch die Schwenkung des Zylinderblocks von ;" einer Seite zur anderen, nämlich aus seiner Lage für das ! Hubvolumen^ Hull, in der der Zylinderblock mit der Achse der Antriebsscheibe ausgerichtet ist, in die andere ü-renzlage. Dabei werden die Einström- und Ausströmkanäle miteinander vertauscht» Die Erfindung ist, worauf später noch zurückgekommen wird, auf alle ähnlichen Pumpen anwendbar, gleich ob sie mit oder ohne Umkehrung der Förderung arbeiten, aber die mit einem Zylinderblock ausgestattet sind, der aus der Lage für den Hubraum I\lull nach einer oder beiden Seiten geschwenkt werden kann.

Das in dem Pumpengehäuse e oberhalb eines Abschlußdeckels vorgesehene Lager R bildet die radiale Führung der Antriebsscheibe 7 und mit ihr der Antriebswelle 8. Nach der Erfindung liegt die untere Fläche 40 der Antriebsscheibe 7 auf einem hydrostatischen Da'ger, das dem zwischen dem Zylinderblock 1 und der Verteile±platte 15 gelegenen hydrostatischen Lager ähnlich ist_e Das heisst, daß die Fläche 4° Rinnen aufweist, die den öffnungen 22 ähnlüi sind und die hier durch Kanäle 42a zwecks Schmierung der ü-elenkkugeln 5 mit diesen verbunden sind.

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Den Rinnen 42 gegenüber befinden sich in dem Abschlussdeekel 39 des Pumpengehäuses e Rinnen 43» 44_t deren in der Pig. 6 wiedergegebene Form denen der Rinnen 23» 24 entspricht. Dies heisst, dass zwischen den öffnungen 22 und den Rinnen 23» 24 einerseits und den Rinnen 42 und den Rinnen 43» 44 andererseits das gleiche Verhältnis besteht. Wie später ersichtlich werden wird, sind die Rinnen 43» 44 überdies mit den Rinnen 23» 24 verbunden und von dem in dem Pumpengehäuse herrschenden niederen Druck durch eine ebene Ringfläche 6o getrennt, wobei Gleitschuhe 61 das Gleichgewicht auf der Antriebsscheibe 7 herstellen.

In dem Tragteil 4-des Zylinderblocks % sind zwei je einen Steuerkolben 46 enthaltende Zylinder 45 vorgesehen, die mit den Kanälen 32, 33 der Pumpe durch Kanäle 47» 5o im Tragteil 4 und Kanäle 48, 49 im Hilfsverteilerstück 25 verbunden sind. Die Kanäle 5o dienen des weiteren zur Versorgung der Schwenkzapfen P des Tragteils 4 des Zylinderblocks 1 mit Schmieröl.

In den beiden zylindrischen Bohrungen 51 des Pumpengehäuses e befindet-sich je ein Ventilkolben 52 gleichen Durchmessers wie die Steuerkolben 46. Dieser Ventilkolben 52 liegt mit seinem kugeligen Ende 52a an dem flachen Ende 46a des zugehörigen Steuerkolbens 46 an. Es ist aber auch die Abwandlung möglich, daß der Kolben 46 mit dem Steuerkolben unter ! Zwischenschaltung einer Kugel B zusammenarbeitet, wie dies ' in der Fig. 7 dargestellt ist. In diesem Fall ist das Ende 52c des Ventilkolbens flach.

Kanäle 53, 54» 55 verbinden die Einström- und Ausströmkanäle 32, 33 mit den zugehörigen zylindrischen Bohrungen 51, so daß der Ventilkolben 52 dem gleichen Druck ausgesetzt ist

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wie die Kolben 46. Jeder Ventilkolben 52 hat ein Verschlußteil 52b für den Verschluß der Eintrittsöffnung in eine in dem Abschlussdeckel 39 vorgesehene, der zylindrischen Bohrung entsprechenden Kammer 56ι die durch die Kanäle 57» 58 mit den Rinnen 43» 44 verbunden ist, deren eine der Ausströmöffnungen der Pumpe gegenüber liegt, wobei diese Ausströmöffnung je nach der Neigung des Zylinderblocks 1 die Kinne 23 oder 24 ist.

Das Prinzip der Arbeitsweise der Pumpen mit parallelen, in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis angeordneten Zylin- ; dem ist hinreichend bekannt, so daß es nicht nötig ist, die Punktion der zwischen der Antriebewelle 8 und der konkaven Fläche 26 des Deckels 27 gelegenen Pumpenelemente im einzelnen zu beschreiben.

Es ist klar, daß die Fördermenge der Pumpe einesteils eine Funktion der Neigung des troinmelförmigen Zylinderblocks 1, des Tragteils 4 und der Verteilerplatte 15 auf der einen oder anderen Seite der Lage für den Hubraum UuIl ist, bei welcher Lage die Drehachse des Zylinderblocks mit der Achse der Antriebswelle zusammenfällt und daß andererseits der Durchgang durch die Lage für den Hubraum Null die Umkehrung der Flüssigkeitsströmung durch die Kanäle 32 und 33 des Deckels 27 der Pumpe zur Folge hat.

Wenn bei der in der Fig. 2 dargestellten Lage das Zwischenteil 28 durch die Feder 29 gegen den Anschlag 37 des Pumpengehäuses/gezogen worden ist, hat der mit dem Zwischenteil 28 z.B. durch einen Mitnehmerzapfen verbundene Zylinderblock 1 seine maximale Schräglage und die Pumpe arbeitet mit maximaler Fördermenge^ Die in die Zylinder 2 eingesaugte Flüssigkeit wird durch die Kolben durch die Rinnen 23, 24

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der Verteilerplatte 15 und die Zwischenkanäle 34» 35 des '' Zwischenteils 28 herausgedrückt. .Beispielsweise wird die j "Flüssigkeit durch den Binströmkanal 32 angesaugt und durch . ι den Ausströmkanal 33 des Deckels 27 herausgedrückt. j

Nach Maßgabe der Verschwenkung des Zylinderblocks 1 ver- |

ringert sich die fördermenge bis zum Wert Mull, wenn die ]

Drehachse des Zylinderblocks 1 der Achse der Antriebsscheibe I

7 genähert wird. Wird die Schwenkung des l'ragteils 4 des .

Zylinderblocks 1 um seine Achse mittels der Verstellvorrich- i

tung V fortgesetzt, nimmt das Anschlagstück 38 des Hilfsver- ;

teilerstücks 25das Zwischenteil 28 mit, bis das mit ihm ver- .

bundene !Dragteil 4 in seine in der I¹Ig. 2 dargestellte End- ; lage gelangt.

I¹Ur das Funktionieren der hydrostatischen Lagerung an der !

Fläche 4o der Antriebsscheibe 7 genügt es, welches auch j

immer der Knickwinkel der Pumpenachse ist, daß hierfür ge- J

sorgt wird, daß der Speisedruck der Lagerung entsprechend _; der auf die Antriebsscheibe 7 ausgeübten Axialkraft verändert
wird.

Wie bereits gesagt wurde, verändert sich bei konstantem
Förderdruck die auf die Antriebsscheibe ausgeübte Axialkraft
entsprechend dem Kosinus des Knickwinkels der Pumpenachse.
Es genügt daher, wenn der Speisedruck für die hydrostatische
Lagerung dor Antriebs.3cheibe sich gleichfalls wie der Kosinus des Knickwinkels der Pumpenachse ändert.

Es sei für das nachfolgende angenommen, daß sich der Zylinderblock in einer Lage befindet, in der seine Achse sehr nache
der Achse der Antriebswelle der Pumpe liegt, so daß von der
Pumpe nur eine sehr kleine Menge Öl gefördert wird. Der

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förderdruck wirkt dabei z.B. auf den Kolben 46 auf der rechten Seite der Fig. 1 ein. Der in der Kammer 56 vorhandene Druck wirkt auf das Ende des Abschlussventiles 52 ein, das den gleichen Durchmesser hat wie der Kolben 46, Wenn der Druck in der Kammer zu niedrig wird, drängt der Kolben 46 den zugehörigen Ventilkolben 52 zurück, so dass das öl aus dem Kanal 55 in die Kammer 56 einströmen kann und den in ihr vorhandenen Druck erhöht, bis das Gleichgewicht erreicht ist.

Wird nunmehr angenommen, die Pumpe (oder der Motor) habe einen Knickwinkel vom Wert a, übt der Steuerkolben 46 wegen des Anliegens seines flachen Endes auf dem kugeligen Ende 52a des Ventilkolbens 52 nur mehr eine Kraft F · cos a aus, wenn F die auf den Steuerkolben 46 durch denFörderdruck ausgeübte Kraft bedeutet. Hat der Förderdruck den Wert P, bewirkt das Zusammenarbeiten von Kolben 46 und Ventilkolben 52, dass sich in der Kammer 56 ein Druck Pβ cos a einstellt. Sodann ermöglicht die im Abschlussdeckel 39 vorgesehene Rinne 44 ein Funktionieren der hydrostatischen Lagerung der Antriebsscheibe 7, das der des Zylinderblocks 1 entspricht. Letzterer wird in üblicher Weise ausgeglichen, d.h. so,¹ daß die Wirkung des Flüssigkeitsdruckes auf die Zylinderböden des Zylinderblocks im wesentlichen durch die Wirkung des Drucks in den Rinnen 23 oder 24 der Verteilerplatte 15 und auf das Hilfsverteilerstück 25 in den entsprechenden Zwischenkanälen 34 oder 35 aufgehoben wird»

Wie leicht zu ersehen ist, hat die Konstruktion einen extrem geringen Platzbedarf· Am meisten Platz benötigen die Antriebsverbindung der Antriebsscheibe mit der Antriebswelle und das rotierende ü-elenkt Des weiteren ist ersichtlich, daß die Konstruktion kein besonders kompliziertes Teilstüok

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erfordert, das hydrostatische Lager wird vorzugsweise aus gesintertem Metall hergestellt und auf den Abschlussdeekel des Pumpengehäuses aufgebracht.

Die Pleuelstangen müssen nicht mehr wie früher zwecks Zuführung von öl zu den Gelenkkugeln durchbohrt werden, was bei Pumpen oder Motoren von sehr geringen Abmessungen einen wichtigen Vorteil darstellt.

Die Pig. 1 zeigt einen auseinandergezogenen Schnitt durch die Pumpe, aber es ist klar, dass die Kanäle 54 nicht in der durch die Kolben 46 gehenden Radialebene liegen dürfen, um die Querabmessung der Pumpe zu verringern.

Im Falle einer Pumpe, deren Förderdruck konstant ist, genügt die Anordnung eines einzigen SteuerkolbeneVentilkolbenpaares (46, 52, zwischen dem Ausströmkanla der Pumpe und dem hydrostatischen Lager der Antriebsscheibe 7·

Ansprüche:

Claims

202:- Sl

- 16 Ansprüche

MJ Kolbenpumpe oder Kolbenmotor mit in einem rotierenden Zylinderblock im Kreis parallel angeordneten Zylindern, deren Hubvolumen durch Schwenken des Zylinderblocks in dem Pumpengehäuse um eine auf seiner Drehachse senkrecht stehenden Schwenkachse verändert werden kann, bei der die Pleuelstangen der Kolben mit Gelenkkugeln ausgestattet sind, die die Pleuelstangen mit einer Antriebsscheibe verbinden, die gemeinsam mit dem Zylinderblock und der Antriebswelle der Pumpe rotiert, bei der ferner der rotierende Zylinderrblock eine Fläche hat, in der die Öffnungen der Zylinder münden und die an der Verteilerfläche einer nicht rotierenden Verteilerplatte anliegt, in der zwei Flüssigkeitskanäle vorgesehen sind, deren jeder in einer von zwei auf der genannten Verteilerfläche vorhandenen Hinnen mündet, die die Form eines Teilkreisbogens haben und die mit dem Einström- bzw» Ausströmkanal der Pumpe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsscheibe (?) in axialer Richtung auf einem hydrostatischen lager aufliegt, das gegen- |

über der Auflagefläche der Antriebsscheibe (7) auf dem Pumpengehäuse (e) eine Rinne (43 bzs· 44) aufweist, die einer Ausströmrinne (23 bzw· 24) der genannten Verteilerfläche (2o) entspricht und das mit dem Förderstrom der Pumpe durch ein Abschlussventil in Verbindung steht, das aus einem in dem Tragteil (4) des Zylinderblocks (1) untergebrachten, von dem Förderdruck beaufschlagten Steuerkolben (46) und einem indem Pumpengehäuse (e) angeordneten Ventilkolben (52) besteht, der die Verbindung zwischen den Rinnen (43» 44) des hydrodynamischen lagers und dem Förderstrom der Pumpe steuert, wobei der Steuerkolben (46) so auf den Ventilkolben (52) einwirkt, daß der Druck der dem hydrodynamischen lager der Antriebsscheibe (7) zugeführten Flüssigkeit als Funktion

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der neigung des Tragteils (4) äes Zylinderblocke (1) and damit entsprechend den auszugleichenden Axialkräften geändert wird·
2. Kolbenpumpe oder Kolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Auflagefläche der Antriebsscheibe (7) gegenüber den Hinnen (43t 44) Im lampengehäuse (e) Rinnen (42) aufweist» die den öffnungen (22) der Zylinder (2) entsprechen, die in der Abschlussfl&che (21) dee Zylinderblocks (1) münden» wobei die Binnen (45» 44) in Pumpengehäuse (e) zait den die Gelenkkugeln (5) der Pleuelstangen (6) aufnehmenden Hohlräumen in der Antriebsscheibe (7) verbunden sind.
2. Kolbenpumpe oder Kolbenmotor nach Anspruch 1§ dadurch gekennzeichnet» dass in dem Tragt oil (4) dee Zylinderblocks (1) mindestens ein Kanal (49» So) vorgesehen ist» der den Förderat rom der Pumpe mit ihrem Schwenkzapfen (P) verbindet«
4· Kolbenpumpe oder Kolbenmotor nach Anspruch 1» bei dem bzw. bei dor die Antriebsscheibe in einen Radiallager gelagert ist» dadurch gekennzeichnet» daß der Schwenkzapfen (P) des Zylinderblocks mit dem genannten Radiallager aud einem Stück bestehen.
5. Kolbenpumpe oder Kolbenmotor nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet» dass der Steuerkolben (46) und der Ventil» kolben (52) sich auf einer kugeligen Fläche (52a) berühren·

6· Kolbenpumpe oder Kolbenaotor nach Anspruch 1» da» durch gekennzeichnet» daß der Steuerkolben (46) und der Ventilkolben (52) unter Zwischenschaltung einer Kugel (B) miteinander in Verbindung stehen·

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SAD

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