DE1043814B - Axialkolbenpumpe mit variabler Foerdermenge - Google Patents

Description

• Axialkolbenpumpe mit variabler Fördermenge Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialkolbenpumpe mit vorzugsweise variabler Fördermenge, bei der die Kolben durch eine Taumelscheibe konstanter :Neigung angetrieben sind und bei der eine Axialverschiebung der Taumelscheibe mitsamt den Kolben relativ zu an den Zylindern vorgesehenen Steueröffnungen eine Änderung des für die Förderung wirksamen Kolbenhubes wenigstens einiger Kolben und damit eine Änderung der Fördermenge ergibt.
• Bei solchen Pumpen hat sich gezeigt, daß die Gangruhe der Pumpe verbessert wird, wenn in die obengenannten Steueröffnungen an den Zylindern Drosseldüsen eingesetzt werden, die den durchtretenden Flüssigkeitsstrahl stauen. Dabei tritt aber bei Teilförderung der Kolben, die bis auf Nullförderung zurückgehen kann, ein gewisser Leistungsverbrauch für das Durchtreiben des Arbeitsmittels durch die Drosseldüsen oder eine unzureichende Füllung relativ zur eingestellten Füllung auf. Ferner eignen sich die so gedrosselten Kanäle unter Umständen nicht mehr für das Ansaugen, weil der Ölstrom zufolge des erhöhten Durchflußwiderstandes abreißen kann. Es müßten dann für das Ansaugen ausnahmslos Ventile vorgesehen oder es müßte die Flüssigkeit von außen her unter Druck gesetzt werden.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß die genannten Steueröffnungen als Hauptsteueröffnungen wirken und daß an den betreffenden Zylindern wenigstens eine von dem gleichen Kolben gesteuerte Zusatzsteueröffnung von kleinerem Querschnitt vorgesehen ist, deren Abschlußkante gegenüber jener der Hauptsteueröffnung in Richtung des Druckhubes um ein bestimmtes Maß »a« versetzt ist.
• Damit wird erreicht, daß erst kurz vor Beginn des nützlichen Förderhubes eine starke Drosselung des in den Saugraum zurückströmenden Fördermittels eintritt und damit die Gangruhe der Pumpe und zugleich die Füllung der Pumpenzylinder bei Teillast wesentlich verbessert wird. Im besonderen kann das Maß »a.« der Versetzung der Abschlußkante der Zusatzsteuer-Öffnung gegenüber der Abschlußkante der Hauptsteueröffnung kleiner als der Durchmesser der Zusatzsteueröffnung sein, wodurch außerdem der Leistungsaufwand für die Drosselung fast ganz erspart werden kann. Zudem besteht die Möglichkeit, die zusätzlichen Steueröffnungen in einen Innenraum der Pumpe münden zu lassen und dadurch die Schallabstrahlung an der drosselnden Zusatzsteueröffnung nach innen zu verlegen.
• Bei einer anderen Axialkolbenpumpe, deren Kolbenlage gegenüber dem zugehörigen Zylinder zur Änderung der Fördermenge der Pumpe nicht axial eingestellt werden kann, wurde bereits vorgeschlagen, den vor dem Kolben befindlichen Druckraum über eine axiale Bohrung mit einem durch eine hintere Eindrehung des Kolbens gebildeten Ringraum zu verbinden, der seinerseits durch einige radiale Öffnungen des zugehörigen Zylinders dann mit dem Saugraum der Pumpe in Verbindung gebracht wird, wenn eine dort auf dem Zylinder verschiebbare Steuermuffe die radialen Öffnungen des Zylinders entsprechend freigibt. Abgesehen von dem grundsätzlichen Unterschied in der Funktion dieser bekannten Pumpe ist bei ihr nachteilig, daß bei Teilförderung stets die ganze Differenzmenge zwischen der maximalen und der gerade geförderten Fördermenge durch die vorgenannten zusätzlichen, drosselnd wirkenden Kanäle durchgesetzt werden muß, wogegen bei der erfindungsgemäßen Pumpe der größte Teil dieser Differenzmenge durch die genügend groß bemessenen Hauptsteueröffnungen aus dem Druckraum drossel- und geräuschfrei direkt ausströmen kann. Die angestrebte Wirkung einer lediglich kurz vor Beginn der wirksamen Förderung gedrosselten Überströmung des Fördermittels ist also mit der bekannten Pumpe nicht möglich.
• Schließlich macht die Verwendung der Steuermuffen einen größeren Abstand der Zylinder voneinander und dadurch - bei gleichen sonstigen Verhältnissen - eine größere, schwerere und damit auch teuere Pumpenausführung als bei der erfindungs-7eiiiäPen Pumpe notwendig.
• In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele de: Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar reit Fig. 1 die ganze Pumpe im Schnitt mit getrennt von den Steueröffnungen angeordneten zusätzlichen Steueröffnungen, Fig. 2, 3, 4 eine an die Steueröffnung anschließende und mit derselben verbundene zusätzliche Steuer-_''ffnung verschiedener Form in Ansicht vom Zylinderinnern her.
• Im Pumpengehäuse 1 sind mehrere Zylinderbohrungen 2 vorgesehen, in denen die Kolben 3 arbeiten. Diese Bohrungen sind im Kreis um die Achse 4 und parallel zu ihr angeordnet. Die Kolben 3 werden mittels der Federn 5 gegen den als Taumelscheibe dienenden Kugellagerring 6 gedrückt; der obere Kugellagerring 7 ist an der zur Achse 4 schief stehenden Fläche 8 der Pumpenwelle 9 fest gelagert. Die Schulter 10 der Pumpenwelle stützt sich mittels des Axiall;ugellagers 11 gegen den von der Feder 12 belasteten Ring 13. Die Pumpenwelle 9 ist oben mittels Kugellager 14 in diesem Ring 13 und unten mittels Kugellager 15 in dem Boden 16 der Büchse 18 gelagert. Büchse 18 und Ring 13 können durch Schrauben 19 fest verbunden sein. Die Pumpenwelle 9 wird von einem Mitnehmer 20 der Motorwelle 21 angetrieben. Die Büchse18 ist in dem Gehäusel verschiebbar angeordnet, wobei sich mit ihr als weitere zum verschiebbaren System gehörende Teile auch die Pumpenwelle 9, alle Kolben 3 und der Ring 13 mitverschieben.
• Der Behälter 26 ist am Pumpengehäuse 1 durch die Schrauben 33 befestigt. Der Raum 35 im Pumpengehäuse ist durch einen oder mehrere Kanäle 36 mit der Flüssigkeit im Behälter 26 verbunden. Die Zylinder 2 sind mit dem Raum 25 durch die äußeren großen Bohrungen 37. mit dem Raum 35 durch die inneren kleinen Bohrungen 38 verbunden. Dabei wirken die Bohrungen 37 als Hauptsteueröffnungen, die Bohrungen 38 als Zusatzsteueröffnungen.
• Die Arbeitsweise der Pumpe ist im wesentlichen bekannt und sei hier nur kurz beschrieben. Wenn die Pumpenwelle eine 'Umdrehung macht, so führt die Taumelscheibe 6 eine taumelnde Bewegung aus, durch welche die Kolben 3 zu einem vollen Hin- und Hergang veranlaßt werden; bei der gezeichneten Drehlage der Pumpenwelle 6 steht der links befindliche Kolben 3 in der oberen, der rechts befindliche in der unteren Totpunktlage. Die Kolben 3 saugen während ihrer Aufwärtsbewegung Flüssigkeit aus dem Raum 25 des Behälters 26 durch die Saugventile 27 hindurch an und befördern sie beim Abwärtsgang durch die Druckventile 28 hindurch in den Druckraum 29 der Pumpe, von wo aus sie durch die Leitung 32 zum Verbrauchsort geführt wird.
• In der gezeichneten untersten Stellung des verschiebbaren Systems bleiben die Öffnungen 37, 38 bei allen Drehlagen der schiefen Fläche e der Pumpenwellegeschlossen, da weder die Abschlußkante 40 der Hauptsteueröffnungen 37 noch die um das Maß »a« tiefer liegende Abschlußkante 41 der Zusatzsteueröffnungen 38 von der Kolbenunterkante 42 abgedeckt werden. (Vorbehalten bleibt dabei, daß in der oberen Totpunktlage der Kolben 3 der Kanal 308 ein wenig offen sein kann.) Steigt der Druck der Arbeitsflüssigkeit im Raum 29 an, so wird durch ihre Druckkraft auf die StirniEche der Kolben 3 und des Hilfskolbens 23 das ganze

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Axialkolbenpumpe. mit vorzugsweise variabler Fördermenge, bei der die Kolben durch eine Taumelscheibe konstanter Neigung angetrieben sind und bei der eine Axialverschiebung der Taumelscheibe mitsamt den Kolben relativ zu an System gegen den Druck der Feder 12 nach oben verschoben, und der nützliche Arbeitshub der Kolben 3 nimmt infolge zeitweisen Offenstehens der Kanäle 38 und 37 ab, wodurch die Fördermenge der Pumpe vermindert wird. Wenn der Kolben 3 z. B. zwischen den im linken Zylinder gestrichelt angedeuteten Totpunktlagen 42', 42" arbeitet, stehen beim Abwärtsgang des Kolbens zunächst beide Öffnungen 37, 38 für den Rückfluß der Flüssigkeit in den Saugraum 25 voll offen. Dann aber wird die Hauptsteueröffnung 37 durch den Kolben 3 geschlossen, und es erfolgt die Rückströmung unter starker Drosselung nur noch durch die Zusatzöffnung 38, wobei der Druckanstieg im Zylinder weniger rasch als bei Vorhandensein der Hauptöffnung allein erfolgt und auch das Geräusch der Strömung von hoher Geschwindigkeit im Kanal 38 sich im wesentlichen in das Innere 35 des Pumpengehäuses verbreiten kann. Von Vorteil ist es dabei, wenn als Schutz gegen die Schallausbreitung zwischen dem Innenraum 35 und dem Taumelscheibenraum 50 eine feste Wand 51 vorgesehen ist. Infolge des langen Offenstehens der Hauptöffnung 37 kann die Flüssigkeit unter geringem Widerstand nach außen abströmen, während die geräuschdämpfende, aber Widerstand verursachende Strömung durch den engen Kanal 38 auf die kurze Zeitspanne vor dem Abschluß der Steuerkante 41 dieser Öffnung durch den Kolben beschränkt bleibt. Diese Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß die geräuschdämpfende Wirkung der Drosselöffnung 38 auch bei Pumpen erzielt werden kann, die nur durch die Öffnungen 37 und 38 ansaugen und daher keine Saugventile besitzen. In der Darstellung von Fig. 1 ist die Zusatzsteueröffnung 38 getrennt von der Hauptsteueröffnung 37 und auf der dieser gegenüberliegenden Zylinderseite angeordnet. Ferner überschneiden sich die Ouerschnitte der beiden Öffnungen beim Steuern durch die Kolbenunterkante 42. Die Bohrungen 37, 38 könnten aber auch so weit gegeneinander versetzt sein, daß die obere Kante der Zusatzsteueröffnung 38 unterhalb der unteren Kante 40 der Hauptsteueröffnung 37 liegt. Sie können aber auch näher aneinander oder ganz zusammengedrückt werden. In den Fig.2, 3 und 4 sind letztere Extremfälle dargestellt, in welchen die zusätzliche Öffnung 45 bzw. 46, 47 die Hauptöffnung 37 anschneidet und mit ihr ganz verbunden ist. Ihre Wirkung wird bezüglich des Druckanstieges im Zylinder während der Abschlußbewegung des Kolbens ungefähr die gleiche sein, wie bei Anordnung nach Fig. 1, nicht aber bezüglich der Wirkung auf den Schall, da letzterer bei der Anordnung nach Fig.2 nach außen abstrahlen kann. Die zusätzlichen Öffnungen 45, 46, 47 der Fig. 2 bis 4 unterscheiden sich nur durch @die Umrißform voneinander. Es können natürlich an einem und demselben Zylinder auch mehrere zusätzliche Öffnungen 38, 45 bis 47 vorgesehen sein. Bei einem Teil der Zylinder können die Steueröffnungen 37, 38 fehlen; diese Zylinder, die mit Saugventilen 27 versehen sein müssen, arbeiten dann bei allen Stellungen des Systems stets mit gleicher Füllung. den Zylindern vorgesehenen Steueröffnungen eine Änderung des für die Förderung wirksamen Kolbenhubes wenigstens einiger Kolben und damit eine Änderung der Fördermenge ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Steueröffnungen als Hauptsteueröffnungen (37) wirken und daß an den betreffenden Zylindern wenigstens eine von den gleichen Kolben (3) gesteuerte Zusatzsteueröffnung (38) von kleinerem Querschnitt vorgesehen ist, deren Abschlußkante (41) gegenüber jener (40) der Hauptsteueröffnung (37) in Richtung des Druckhubes um ein bestimmtes Maß»a« versetzt ist.
2. 2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß »a« der Versetzung kleiner ist als der Durchmesser der Zusatzsteueröffnung (38).
3. 3. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Steueröffnungen (38) in einen Innenraum (35) der Pumpe münden.
4. 4. Axialkolbenpumpe nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (35) von dem Taumelscheibenraum (50) durch eine feste Wand (51) getrennt ist.
5. 5. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Steueröffnungen (45, 46, 47) an die Hauptsteueröffnungen (37) anschließend und mit denselben verbunden angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 949 985, 900 529; schweizerische Patentschrift Nr. 251984.