DE3621302A1

DE3621302A1 - Regelvorrichtung fuer eine axialkolbenpumpe oder einen axialkolbenmotor mit kippachse

Info

Publication number: DE3621302A1
Application number: DE19863621302
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Nagahara; Michio Onzou
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1985-06-26
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1987-01-08
Also published as: US4793240A; JPS62671A

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung zur Ver stellung des Kippwinkels einer Kippachse einer Axialkolben pumpe oder eines Axialkolbenmotors mit Kippachse.

Eine Regelvorrichtung für eine derartige Axialkolben pumpe oder einen derartigen Axialkolbenmotor, welche den Kippwinkel einer Ventilplatte durch Schwenken derselben längs in einer Endabdeckung ausgebildeter gebogener Füh rungsnuten verändert, ist bekannt.

Ein Beispiel einer solchen bekannten Regelvorrichtung für eine Axialkolbenpumpe/motor vom Typ Kippachse ist in Fig. 1 gezeigt. Diese Figur zeigt im einzelnen ein Gehäuse 1, eine vom Gehäuse 1 getragene Antriebswelle 2, einen Zy linderblock 3, eine in Gleitberührung mit einer Bodenfläche des Zylinderblocks 3 gehaltene Ventilplatte 4, einen Mittel zapfen 5, der in einer axialen Mittelbohrung des Zylinder blocks 3 passend sitzt und dessen Kopfende von einem axia len Mittelteil der Antriebswelle 2 schwenkbar gehalten ist, eine Mehrzahl von im Zylinderblock 3 in Umfangsrichtung an geordneten Zylinderbohrungen 6 und die in die jeweiligen Zylinderbohrungen 6 passenden Kolben 7, die durch eine Hal teplatte 8 mit ihrem Kopfende schwenkbar an der Antriebs welle 2 gehalten sind. Der Zylinderblock 3 wird durch eine Feder 9 gegen die Ventilplatte 4 angedrückt.

Die insgesamt mit der Bezugszahl 11 versehene Regel vorrichtung dient zur Veränderung der Verdrängung einer Pumpe oder eines Motors durch Schwenken der erwähnten Ven tilplatte 4 in einer Richtung, und eine mit Führungsnuten 13 versehen Endabdeckung 12 ermöglicht das Schwenken der Ventilplatte 4 um den Schwenkpunkt des Mittelzapfens 5. In dieser Endabdeckung 12 ist ein Zylinder 14 ausgebildet, der sich in der Schwenkrichtung der Ventilplatte 4 erstreckt und in dem ein einziger Kolben 15 passend sitzt. Die entge setzten Enden des Zylinders 14 sind durch Deckel 16 a bzw. 16 b verschlossen. Im Mittelabschnitt des Zylinders 14 ist in seiner Längsrichtung eine Öffnung 14 a ausgebildet, die sich in die Bodenfläche der erwähnten Führungsnuten 13 öff net und sich über den Schwenkbereich der Ventilplatte 4 er streckt. Ein Drehzapfen 17 ist in den der Öffnung 14 a ge genüberliegenden Teil dieses Kolbens 15 eingesetzt, und ein Kopfabschnitt dieses Drehzapfens 17 greift schwenkbar in einen axialen Mittelbereich der Ventilplatte 4 ein.

In der beschriebenen sektorförmigen Kolbenpumpe/motor mit variabler Verdrängung wird die Ventilplatte 4 längs der in der Endabdeckung 12 vorgesehenen Führungsnuten 13 durch den Drehzapfen 17 durch Hin- und Herbewegung des Kolbens 15 geschwenkt, wodurch der Kippwinkel des Zylinderblocks 3 bezüglich der Antriebswelle 2 und damit die Verdrängung der Kolbenpumpe/des Kolbenmotors verändert werden.

In der beschriebenen bekannten Regelvorrichtung 11 für eine Axialkolbenpumpe/motor mit Kippachse kann zwar der Schwenkradius der Ventilplatte 4 groß gewählt werden und damit die Handhabungskraft klein gehalten werden, da der Hub des Kolbens 15 und der Schwenkbereich (die Schwenkstrecke) der Ventilplatte 14 im Verhältnis 1 : 1 stehen, jedoch wird dadurch der Hub des Kolbens 15 lang, was zu der Schwierigkeit führt, daß zwangsläufig die Regelvorrichtung eine erhebliche Abmessung in Richtung des Hubs des Kolbens 15 erhält.

Aufgabe und Lösung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung für eine Axialkolbenpumpe/einen Axialkol benmotor mit Kippachse so auszubilden, daß ihre Abmessung in Richtung der regelbaren Schwenkbewegung einer Ventil platte im Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen verrin gert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Regelvorrichtung zur regelbaren Veränderung des Kippwinkels einer Kippachse einer Axialkolbenpumpe oder eines Axialkolbenmotors mit Kippachse so ausgebildet, daß eine Hülse oder Hülsen und ein in die Hülse oder Hülsen passender Kolben in einer Teleskopstruktur in einem Zylinder enthalten sind, der in einer Endabdeckung längs der Schwenkbewegung einer Ventilplatte ausgebildet ist, und am Kolben ein mit der Ventilplatte in Eingriff stehender Drehzapfen ausgebil det ist.

Durch diese erfindungsgemäße Konstruktion der Regel vorrichtung kann der Kolben über einen Bereich bewegt wer den, der sich über einen Hub des Kolbens bezüglich der Hülse und zusätzlich einen Hub der Hülse bezüg lich des Zylinders erstreckt, woraus sich der Vorteil er gibt, daß die Ventilplatte über einen weiten Bereich ver schwenkt werden kann, der aus einer Hubstrecke des Kolbens plus einer Hubstrecke der Hülse besteht, ohne die Ge samtabmessung der Regelvorrichtung zu vergrößern.

Die Erfindung wird mit weiteren Einzelheiten erläu tert durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Axialkolbenpumpe/eines Axialkolbenmotors mit Kippachse nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 einen Querschnitt eines wesentlichen Teils ei ner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 einen Querschnitt eines wesentlichen Teils ei ner anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine bevor zugte Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt, wobei in dieser Figur entsprechende Teile die gleichen Bezugs zahlen wir in der in Fig. 1 gezeigten bekannten Regelvor richtung aufweisen und nicht weiter erläutert werden.

Fig. 2 zeigt eine mit einem Gehäuse 1 fest verbun dene Endabdeckung 20, in dieser ausgebildete bogenförmige Führungsnuten 21 und eine mit diesen Führungsnuten 21 in Eingriff stehende Ventilplatte 4. In der Endabdeckung ist in der Verschiebungsrichtung der Ventilplatte 4 ein Zylin der 22 ausgebildet. In den entgegengesetzten Endabschnit ten dieses Zylinders 22 sitzen passend Hülsen 23 a und 23 b, die über eine Strecke L ₁ von den jeweiligen Enden her frei verschiebbar sind, sowie ein Kolben 24, der sich durch die jeweiligen Hülsen 23 a und 23 b erstreckt, in diese Hülsen paßt und relativ zu diesen über eine Strecke L ₂ frei ver schiebbar ist, so daß diese Hülsen und der Kolben eine Te leskopanordnung bilden. Den entgegengesetzten Enden dieser Hülsen 23 a und 23 b und des Kolbens 24 liegen Pilotdruck kammern 22 a bzw. 22 b gegenüber. Im Kolben 24 ist ein Halte zylinder 25 sowie zusammen damit ein Drehzapfen 17 einge setzt, der mit einem axialen Mittelbereich der Ventilplat te 4 schwenkbar in Eingriff steht. In der gezeigten Aus führungsform sind der Hub L ₁ der jeweiligen Hülsen 23 a und 23 b und der Hub L ₂ des Kolbens 24 so gewählt, daß L ₁=L ₂ und der Gesamthub L ₁+L ₂ im wesentlichen gleich der Schwenk strecke der Ventilplatte 4 sind.

In der in Fig. 2 gezeigten Stellung der Vorrichtung hat der Kippwinkel der Ventilplatte 4 seinen Maximalwert, und bei diesem Zustand erreicht ein intern wirkendes Kipp moment den Höchstwert. Um den Kippwinkel der Ventilplatte 4 ausgehend von diesem Zustand zu verringern, wird ein Pilot druck an die Pilotdruckkammer 22 a angelegt, welche wegen der Bewegung der Hülsen 23 a und 23 b und des Kolbens 24 ein klei neres Volumen hat. Dann werden die Hülsen 23 a und 23 b und der Kolben 24 in einem (integral) um den Hub L ₁ der Hülsen 23 a und 23 b bewegt. Wenn die Hülsen 23 a und 23 b gegen ihre Anschläge anschlagen, bewegt sich nur der Kolben 24 weiter und stoppt, wenn er relativ zu den Hülsen 23 a und 23 b den Hub L ₂ ausgeführt hat.

Durch die beschriebene Arbeitsweise kann die Ventil platte 4 mit einer großen Antriebskraft, die über die Hül sen und den Kolben im Bereich des großen Winkels wirkt, wo der Kippwinkel der Ventilplatte 4 den Höchstwert erreicht, ge schwenkt werden, und von der Mitte des Hubs an wird die Ven tilplatte weiter durch eine kleine Antriebskraft weiter ge schwenkt, die nur über den Kolben ausgeübt wird.

Es sei bemerkt, daß, falls die Ventilplatte 4 vom Zustand mit minimalem Kippwinkel in Richtung auf den Zu stand mit dem maximalen Kippwinkel angetrieben wird, wie derum die Ventilplatte 4 von einer großen Antriebskraft über die Hülsen und den Kolben bis zum Erreichen der Mitte der Hubstrecke angetrieben wird und daher zu Beginn der Bewegung die Ventilplatte 4 durch die hohe Antriebskraft glatt bewegt werden kann.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt. Der einzige Unterschied zwischen dieser und der oben mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Ausführungs form liegt darin, daß statt der zwei getrennten Hülsen 23 a und 23 b eine einzige Hülse 26 vorgesehen ist, welche in gleicher Weise wie die Hülsen 23 a und 23 b der ersten Aus führungsform der Fig. 2 wirkt. Daher erscheint eine weitere Erläuterung der abgewandelten Ausführungsform der Fig. 3 unnötig.

Erfindungsgemäß wird der Schwenkradius der Ventilplat te 4 identisch mit dem der bisher bekannten Axialkolbenpum pen/motoren mit Kippachse gehalten, jedoch kann der Hub der Regelvorrichtung für die regelbare Veränderung des Kipp winkels der Kippachse einer derartigen Axialkolbenpumpe/mo tors auf die Hälfte des Hubs der bisher bekannten Regelvor richtung verringert und damit die Länge der Regelvorrichtung verkürzt werden. Falls eine Axialkolbenpumpe/motor mit ein stellbarer Kippachse gemäß der Erfindung als Raupenantriebs motor eines Schaufelladers oder Baggers verwendet wird, kann der Axialkolbenmotor leichter innerhalb von Schuhen von Raupen installiert werden, was bei den bekannten Axialkol benmotoren schwierig war.

Claims

1. Regelvorrichtung für eine Axialkolbenpumpe oder einen Axialkolbenmotor mit Kippachse, wobei der Kippwinkel einer Ventilplatte durch Schwenken der Ventilplatte längs gebogener Führungsnuten, die in einer Endabdeckung der Axial kolbenpumpe oder des Axialkolbenmotors ausgebildet sind, veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem in der Endabdeckung (20) längs einer Schwenkrichtung der Ven tilplatte (4) ausgebildeten Zylinder (22) ein Hülsenelement (23 a, 23 b, 26) und ein in das Hülsenelement passender Kolben (24) in einer Teleskopanordnung enthalten sind und in den Kolben ein mit der Ventilplatte in Eingriff stehen der Drehzapfen (17) eingesetzt ist.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Hülsenelement ein Paar getrennte Hülsen (23 a, 23 b) aufweist, die jeweils an den beiden Endabschnit ten des Kolbens (24) angeordnet sind.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Hülsenelement eine einzige einstückige Hülse (26) aufweist, die im wesentlichen über dem Kolben (24) angeordnet ist.