DE3014552C2

DE3014552C2 - Hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Axialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE3014552C2
Application number: DE3014552A
Authority: DE
Inventors: Paul 4740 Oelde Hammelmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1980-04-16
Publication date: 1986-06-26
Also published as: ATA174081A; US4401415A; AT387825B; ES8203132A1; GB2074664B; SU1132796A3; DE3014552A1; IL62654A0; GB2074664A; CH652805A5; IL62654A; ES501413A0

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Axialkolbenpumpe entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruches.

Es ist bereits eine hydraulische Antriebsvorrichtung der gattungsgemäßen Art durch die US-PS 28 45 030 bekannt, bei der die Taumelscheibe, durch die die Kolben miteinander verbunden sind, fliegend auf einer mit zwei Kröpfungen versehenen Welle gelagert ist, die an ihrem freien Ende des Verteilerelement für das Antriebsmedium trägt.

Der konstruktive Aufwand der bekannten Konstruktion ist erheblich, daß einerseits die Taumelscheibe gegenüber der Welle mittels Wälzlager drehbar gelagert ist un-d eine weitere Drehlagerung für diese Welle erforderlich ist, die ferner mit einer doppelten Kröpfung versehen werden muß. Zwischen der Taumelscheibe und den Kolbenstangen sind Kugeln als Kupplungskörper vorgesehen, die in entsprechende Aufnahmen der Kolbenstangen gelagert werden müssen. Diese Kugeln weisen einen Schlitz auf, in den der Rand der Taumelscheibe eingreift. Es ist nicht gewährleistet, daß die Kolben verdrehsicher geführt werden.

Durch die fliegende Lagerung der Taumelscheibe ist auch die Kraftabtragung zwischen den Kolben, der Taumelscheibe und der gekröpften Welle ungüngstig.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die Kolben verdrehsicher geführt werden und der Antrieb einer aus wenigen Einzelteilen bestehende Konstruktion mit langer Lebensdauer ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches gelöst.

Durch die Verwendung einer Antriebsvorrichtung mit Hohlwelle, deren Zuführkanal mit Antriebsmedium

ίο gefüllt und die an ihren Enden drehbar gelagert ist und an dem die Taumelscheibe befestigt ist, ergibt sich eine konstruktiv einfache Ausbildung des Antriebes der Antriebsvorrichtung für die Axialkolbenpumpe mit einer günstigen Kraftabtragung zwischen den Funktionsteilen.

Durch die Anordnung der Taumelscheibe und des Verteilerelementes zwischen den Drehlagerungen der Hohlwelle ergibt sich eine sehr stabile Konstruktion für die Kraftabtragung zwischen den Kolbenschäften, der Taumelscheibe und der Hohlwelle mit ihrem Verteilerelement.

Durch die Kopplung der Taumelscheibe mit den Kolbenschäften durch Rollen, die in eine Umfangsnut der Taumelscheibe eingreifen, und der Rollenführung am Gehäuse sind die Kolben gegen jegliches Verdrehen gesichert

Da während der Betriebszeit der druckmittelbetriebenen Axialkolbenpumpe das Kopfstück, in dem die Druckventile angeordnet sind, ständig druckbelastet ist, fallen die zu Ermüdimgsbrüchen führenden Lastwechsel weg.

Der Arbeitsbereich der Axialkolbenpumpe erstreckt sich von 100 bis 4000 bar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die hydraulische Antriebsvorrichtung im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie'ii-I I der Fig. I,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie UI-III der Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte hydraulische Antriebsvorrichtung weist ein Gehäuse 17 auf, bestehend aus einem Kopfteil 17' mit im Inneren angeordneten Arbeitsraum 5 und einen Fußteil 27, das die später beschriebene Antriebsvorrichtung aufnimmt. Zwischen diesen Teilen liegen, das Kopfteil 17' und das Fußteil 27 verbindende Abstandshülsen 43. In diesem stationären Gehäuse sind drei Kolbeneinheiten angeordnet, die jeweils aus zwei Kolben 1, Γ und stirnseitig miteinander verbundenen Kolbenschäften 2, 3 bestehen. Den Kolbeneinheiten 1, Γ, 2, 3 sind jeweils auf der einen Seite zylindrische Arbeitsräume T der Pumpe und auf der anderen Seite zylindrische Arbeitsräume 40 der Antriebsvorrichtung zugeordnet. Die Kolben Γ liegen in Bohrungen eines Bodens 4 des Arbeitsraumes 5 des Kopfstückes 17' des Gehäuses und sind in diesen Bohrungen gleitbar gelagert, wobei dem Arbeitsraum 5 das zu fördernde Medium, z. B. Wasser, über einen Stutzen 6 zugeführt wird.

Auf jedem Kolben Γ ist zur Begrenzung seines zylindrischen Arbeitsraumes T eine Hülse 7 schwimmend gelagert, die sich gegenüber dem Boden 4 an einer Feder 8 abstützt und den Saugventilkörper bildet. Bei zurücklaufendem Kolben Γ wird die Hülse 7 aufgrund der Reibung zwisciien dem Kolben Γ und der Hülse 7 und aufgrund des Vakuums, das sich im Arbeitsraum T der Hülse 7 bildet, entgegen der Wirkung der Feder 8 bewegt, so daß sie sich mit ihrer Öffnung 9 vom Kopfstück

10 des Kopfteiles 17' des Gehäuses 17 abhebt und Wasser aus dem Arbeitsraum 5 in den Innenraum der Hülse 7 einfließen kann.

Beim Förderhub des Kolbens Γ wird die Hülse 7 gegen eine Fläche 11 des Kopfstückes 10 gepreßt und schließt damit den zylindrischen Arbeitsraum T für den Kolben 1'.

Fluchtend mit der Öffnung 9 bzw. in der Längsachse des Kolbens 1' ict jeweils ein Druckventil 12 vorgesehen, dessen Ventilkörper entgegen der Wirkung und unter der Wirkung einer Feder 13 bewegbar ist Bei geöffnetem Druckventil gelangt das Fördermedium, z. B. Preßwasser, über einen Kanal 14 in einen Sammelraum 15, der über einen Abfluß 16 mit dem Verbraucher in Verbindung steht.

Das Kopfstück 10 greift teilweise in das zylindrische Kopfteil 17' des Gehäuses 17 und damit in den Arbeitsraum 5 ein und wird über Zuganker 18 festgelegt, die sich über die gesamte Länge des Gehäuses 17 einschließlich Abstandshülen 43 erstrecken. Die Zuganker J8 sind mit ihren Gewindeenden 19 in Gewindebohrungen 20 des Kopfstückes 10 eingeschraubt und ^n ihrem anderen Ende sind sie an einer Endscheibe 21 befestigt Diese Endscheibe 21 weist Aussparungen 22 zur Aufnahme einer Mutter 23 auf, die auf ein Gewindeende des jeweils zugeordneten Zugankers 18 geschraubt ist Durch die Zuganker 18 werden somit beide Gehäuseteile 17' und 27 miteinander verspannt

In der Endscheibe 21 ist mit einem Ende eine Welle 24 drehbar gelagert, die axial mittig eine Bohrung als Zuführungskanal 25 trägt. Diese Welle 24 läuft parallel zu den Längsachsen der Kolbeneinheiten 1, Γ, 2, 3. Das andere Ende der Welle 24 ist drehbar in einer Wand 26 gelagert, die mit Führungsbohrungen für die Kolbenschäfte 2 versehen ist. Zwischen der Wand 26 und der Endscheibe 21 befindet sich das zylindrische Gehäuse 27. An der Welle 24 ist eine Taumelscheibe 28 befestigt, die eine Umfangsnut 29 aufweist, in die eine Rolle 30 eingreift. Die Rolle 30 ist auf einem Bolzen 31 drehbar gelagert, der ^ich quer zur Längsachse des Kolbenschafles 2 erstreckt und diesen Kolbenschaft durchtritt. Auf dem anderen Ende des Bolzens ist ebenfalls eine Rolle 32 drehbar gelagert, die in eine parallel zur Kolbenstange verlaufende Gehäusenut 33 eingreift. Ober die Taumelscheibe 28 sind die Kolbenschäfte 2 der Kolben 1 bzw. automatische auch die Kolbenschäfte3 der Kolben Γ untereinander gekoppelt, und zwar in der Weise, daß eine versetzte Betriebslage der Kolben Γ aufrechterhalten wird. Beim Arbeitshub der Kolben Γ wird über die Rollen 30 eine Kraft auf die Taumelscheibe 28 und damit auf die Welle 24 übertragen, unter deren Einfluß diese eine Drehbewegung ausführt. An der Welle 24 ist ein Verteilerelement 34 befestigt, das einen mit dem Innenraum der Welle 24 verbundenen radialen Verbindungskanal 35 aufweist, der seinerseits in einen kreissegmentförmigen Verteilerkanal als Steueröffnung 36 einmündet. Die Drehschiebeeinrichtung besteht aus dem scheibenförmigen Verteilerelement 34, der Welle 24 und der Taumelscheibe 28, die mit den Kolbeneinheiten 1, Γ und den Kolbenschäften 2 und 3 zusammenwirken. Das segmentförmige Verteilerelement 34 ist in einem Aufnahmeraum 37 angeordnet, der einerseits durch die Endscheibe 21 und andererseits durch eine Trennwand 38 begrenzt wird. Der als Steueröffnung 36 dienende Verteilerkanai des Verteilerelementes 34 ist auf 6:5 einem Kreisbogen bewegbar, auf dem in der Trennwand die Zu- und Abflußöffnungen 39 zu den zylindrischen Arbeitsräumen 40 liegen, die den Kolben 1 zugeordnet

Der Aufnahmeraum 37 für das Verteilerelement 34 ist außerhalb des Bewegungsbereiches des Verteilerelementes mit einer Abflußöffnung 41 für das als Antriebsmedium für die Kolben 1 benutzte Öl ausgestattet.

Das Preßöl wird über eine Öffnung 42 in den Zuführkanal 25 der Welle 24 eingeführt und gelangt über den Verbindungskanal 35 in den als Steueröffnung 36 dienenden Verteilerkana!.

Aus der F i g. 2 ergibt sich, daß in dem Bereich des Verteilerkanales 36, der als Steueröffnung dient, in dem dargestellten Betriebszustand eine öffnung 39 liegt, so daß über diese Öffnung der jeweils zugeorndete Kolben 1 mit Preßöl beaufschlagt wird. Aus der F i g. 2 ergibt sich ferner, daß eine Öffnung 39 durch das Verteilerelement 34 abgedeckt wird. Der dieser öffnung 39 zugeordnete Kolben 1 hat gerade die unter Totlage erreicht

Die dritte in F i g. 2 dargestellte Öffnung 39 ist auf Abfluß geschaltet, der über den Aufnahmeraum 37 und über die Abflußöffnung 41 erfolgt.

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ben 1' werden der Vorrichtung ζ. Β. 100 L pro Minute mit einem Druck von 360 bar zugeführt.

Aus der F i g. 1 ergibt sich, daß zwischen der Wand 26 und dem Boden 4 des Arbeitsraumes Abstandshülsen 43 vorgesehen sind, durch die sich die Zuganker 18 erstrekken.

Die Kolbenschäfte 3 sind an den Kolbenschäften 2 leicht auswechselbar befestigt. Zu diesem Zweck können zwei Halbschalen 44, 45 benutzt werden, die über einen Sprengring 46 miteinander verbunden werden und eine formschlüssige Verbindung zwischen den Kolbenschäften 2 und 3 schaffen. Der Kolbenschaft 3 greift mit einem Zapfen 47 in ein Sackloch des Kolbenschaftes 2 ein.

In dem Ausführungsbeispiei, das in der Zeichnung dargestellt ist, entspricht der Durchmesser der Kolben 1 dem Durchmesser der Kolben Γ. Es besteht aber die Möglichkeit, andere Durchmesserverhältnisse zu schaffen. Der Durchmesser der Kolben Γ kann somit auch kleiner oder größer sein als der Durchmesser der Kolben 1. Ein entsprechender Umbau beeinflußt ausschließlich den Bereich des Arbeitsraumes 5 der Vorrichtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydraulishce Antriebsvorrichtung für eine Axialkolbenpumpe, wobei mindestens drei in einem stationären Gehäuse gelagerte Kolbeneinheiten, die jeweils aus zwei Kolben mit stirnseitig miteinander verbundenen Kolbenschäften bestehen, vorgesehen sind und den Kolbeneinheiten jeweils auf der einen Seite zylndrische Arbeitsräume der Pumpe und auf der anderen Seite Arbeitsräume der Antriebsvorrichtung zugeordnet sind und wobei zur Steuerung des Arbeitsmediums von und zu den Arbeitsräumen der Antriebsvorrichtung eine Drehschiebereinrichtung ausgebildet ist, deren scheibenförmiges, Steueröffnungen mit radialem Verbindungskanal aufweisendes Verteilerelement mittels einer Welle im Gehäuse drehbar gelagert ist und von einer mit den Kolbenschäf*°.n zusammenwirkenden Taumelscheibe angetrieben wird und in einem Aufnahmeraum angeordnet ist, der durch eine mit Zu- und Abflußöffnungen versehene Endscheibe begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (28) an einer Hohlwelle (24) befestigt ist, die zugleich den Zuführkanal (25) zum Verteilerelement (34) bildet und die mit ihrem einen Ende in einer mit Führungsbohrungen für die Kolbenschäfte versehene Wand (26) und mit ihrem anderen Ende in der Endscheibe (21) gelagert ist, und daß die Taumelscheibe (28) eine Umfangsnut (29) aufweist, in die eine Rolle (30) eingreift, die auf einem quer zur Längsachse des Kolbemrhaftes <2) angeordneten, in dem Kolbenschaft (2) gelagerten Bolzen (31) drehbar gelagert ist, und daß auf den anderen Ende des Bolzens (31) ebenfalls eine Rolle (32) drehbar gelagert ist, die in eine parallel zum Kolbenschaft (2) verlaufende Gehäusenut (33) eingreift.