Entlastungseinrichtung an Drehschiebersteuerungen für Kolbenmaschinen, insbesondere für hydrostatische Motoren oder Pumpen Drehschiebersteuerungen für Kolbenmaschinen, insbesondere für hydrostatische Motoren oder Pum pen, haben bekanntlich die Aufgabe,<B>die</B> einzelnen Zylinder im Takte der Kolbenbewegungen mit den Zu- und Ableitungen für das Arbeitsmittel (Öl) zu verbinden.
Zu diesem Zweck lässt man eine Fläche des um laufenden Zylinderkörpers als Steuerfläche an einer geeigneten Gegenfläche (Steuerspiegel) anlaufen. Die aufeinander gleitenden Steuerflächen können Zylin der-, Kegel- oder Planform aufweisen. Jeder Zylin der besitzt eine im Bereich der Drehschieberfläche lie gende Mündung und die erwähnte Gegenfläche ist mit Steuerschlitzen versehen, welche bei Drehung des Zy linderkörpers von den Steueröffnungen der Zylinder nacheinander überfahren werden.
Um die zur Abdichtung zwischen den Flächen notwendige Anpressung zu erhalten, wird meistens der Druck des Arbeitsmittels benützt, indem die Re aktionskraft der Kolben den Zylinderkörper gegen den Steuerspiegel presst.
Dabei steht der Anpressdruck in einem konstanten, Verhältnis zum Druck des Arbeitsmittels und die dem Anpressdruck entgegenwirkende Fläche der Steuer schlitze am Gehäuse muss so bemessen sein, dass so wohl eine genügende Abdichtung zwischen den Steuer flächen als auch eine gute Schmierung bei möglichst geringer Reibung gesichert ist.
Wenn die vorgenannten Forderungen bei den die Steuerschlitze radial einrahmenden Dichtflächen durch passende Abstimmung vorteilhaft erfüllt sind, so ergibt sich zwangläufig bei den zwischen den Steuerschlitzen liegenden Drehschieberflächenteilen wegen der dort fehlenden hydrostatischen Entlastung ein ungenügender Ausgleich und dadurch eine erhöhte Flächenpressung.
Die Folgen sind erhöhte Reibung und hoher Anfahrwiderstand aus dem Stillstand. Auch ohne das Vorhandensein der grösseren Flächenpres sung ist die Reibung des Drehschiebers allein schon unnötig vergrössert, da zwischen den Steuerschlitzen Flächen grösseren Inhaltes aufeinander gleiten.
Erwünscht wären demgemäss möglichst gleich mässige hydraulische Entlastungsverhältnisse über der ganzen Steuerspiegelfläche. Bei der Wahl von Mitteln, die geeignet sein sollen, die gewünschten Gleit- und Dichtzustände herbeizuführen, ist noch als weitere Störquelle des angestrebten Gleichgewichtszustandes zu berücksichtigen, d'ass die mit der Drehung des Zy linderkörpers verbundene dauernde Änderung der Lage der Zylinder zu den Gleitflächen zwischen den Steuerschlitzen solche Mittel ausschliesst,
deren Wir kung während der Drehung des Zylinderkörpers sich nicht änd'er't. Zum Beispiel ändert die resultierende Reaktionskraft aller unter Druck stehender Kolben im Laufe einer Umdrehung periodisch ihre Lage und Grösse, und d'i'e hydraulische Entlastung an der Dreh schieberfläche mass diesen Umstand berücksichtigen.
Die vorliegende Erfindung offenbart nun Mittel, die geeignet sind, den gewünschten Dichtungs- und Laufverhältnissen der aufeinander gleitenden Flächen sehr nahe zu kommen und zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den Steueröffnungen der einen der zwei aufeinander gleitenden Drehschieberflächen irn Be reich der von den Steueröffnungen der andern Fläche überfahrenen Ringflächensegmente Aussparungen an geordnet und diese so geformt sind,
dass beim Steuer vorgang keine ungedrosselten Kurzschlussverbindun- gen zwischen den Steueröffnungen entstehen.
Dabei kann der Inhalt der Gesamtfläche der Aus sparungen zwischen den Steueröffnungen so auf die übrigen, die Steueröffnungen radial abgrenzenden Dichtflächen abgestimmt werden, dass über die ganze vom Druck beaufschlagte Steuerfläche annähernd die gleiche hydraulische Entlastungswirkung entsteht.
Diese Aussparungen sind beispielsweise nur peri odisch und so lange wirksam, als sie von der Steuer öffnung eines Zylinders überfahren werden. Zudem ist ihre wirksame Fläche z. B. so auf die Daten des Zylinderkörpers abgestimmt, d'ass sie im richtigen Mo ment wirksam wird und dann jeweils für die zwischen den einen Steueröffnungen liegenden Flächen die an gestrebte zusätzliche Entlastung ergibt.
Die Notwendigkeit von Dichtstegen zwischen den Aussparungen zur Verhinderung von ungedrosselten Kurzschlussverbindungen vermindert die angestrebte Entlastungsfläche. Es besteht jedoch die Möglichkeit eines Ausgleiches dieses Mangels, indem die Aus sparungen in radialer Richtung einen bestimmten Be trag über die Grenzen der von den andern Steuer öffnungen überfahrenen Ringflächensegmente hinaus ragen.
In manchen Fällen, insbesondere zwecks Ge räuschverminderung, ist es erwünscht, die Zylinder auch während des Überfahrens der neutralen Zone über einen gewissen hydraulischen Widerstand (Dros sel) mit der einen oder der anderen der angrenzenden Steaeröffnungen in Verbindung zu halten. Die bereits vorgeschlagenen Aussparungen können gleichzeitig zur Lösung dieser Forderung herangezogen werden, dadurch, d'ass mindestens ein Teil der nebeneinander liegenden Aussparungen durch zusätzliche Ausneh- mungen mit Drosselwirkung untereinander und gleich zeitig mit mindestens einer der angrenzenden Steuer öffnungen verbunden sind.
Es wird ferner für manche Betriebsfälle vorgeschla gen, die gedrosselte Verbindung der einzelnen Aus sparungen so weit auszubauen, dass sogar eine gewisse, wenn auch sehr gedrosselte Kurzschlussströmung zwi schen den einander folgenden Steueröffnungen eintritt. Eine solche Kurzschlussströmung kann z. B. erwünscht sein, wenn die sonst bei Stillstand der Pumpe eines hydrostatischen Getriebes bestehende hydraulische Blockierung des Motorteiles bis zu einem gewissen Grade aufgehoben werden soll.
Als weitere vorteilhafte Möglichkeit sind bei der einen Steuerfläche, deren Flächensegmente zwischen den Steueröffnungen durch mehrere Aussparungen unterteilt und die Gegenfläche besitzt, von je zwei sich folgenden Steueröffnungen ausgehende tangen- tiale Hilfsaussparungen, die sich einander bis auf einen tangentialen Abstand nähern, der mindestens gleich gross wie die Breite einer der Aussparungen jener Steuerfläche ist.
Bei einer derartigen Anordnung bewirken die tan- gentialen Hilfsaussparungen, dass beim Überfahren der neutralen Zone durch die Steueröffnungen der Zy linder jeweils so viel Aussparungen der Gegenfläche vom Zylinderdruck beaufschlagt werden, dass die Summe aller entlastend wirkenden Flächen weit gehend einer Fläche entspricht, die den zten Teil (z - Zylinderzahl) der von den Steueröffnungen über strichenen Steuerfläche ausmacht. Durch diese Anordnung sind die angestrebten gleichmässigen hydraulischen Belastungsverhältnisse der tragenden Gleitfläche im Bereich der ganzen Steuerfläche in besonders vorteilhafter Weise ge sichert.
Das Schnittprofil der Aussparungen in Bewe gungsrichtung ist an sich ohne Einfluss auf die Ent lastungswirkung. Es kann aber neben der durch die Aussparungen erzielten hydrostatischen Entlastung eine zusätzliche hydrodynamische Entlastung dadurch erreicht werden, d'ass das Schnittprofil der Ausspa rungen in Drehrichtung mit der Drehschieberfläche einen spitzen Winkel bildet.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Teilansicht einer die Steuerschlitze tragenden Steuerfläche (Steuerspiegel) mit Ausspa rungen, Fig. 2 eine Steuerspiegelfläche mit einer anderen Ausbildung der Aussparungen, Fig. 3 eine Ansicht der zur Zylindertrommel ge hörenden Steuerfläche, Fig. 4 eine Ansicht der Steuerfläche nach Fig. 3 mit Hilfsaussparungen, Fis.
5 in vergrösserter Darstellung die Ausbildung des Querprofils der Aussparungen (Schnitt A-B der Fig. 2).
Die in der einen Steuerfläche (Steuerspiegel 1 der Fig. 1 und 2)<U>ang</U>eordneten Steuerschlitze, welche der Zu- und Abführung des Betriebsmittels<B>(Öl)</B> dienen, sind mit 2 und 3 bezeichnet. Zwischen den Steuer schlitzen befinden sich die Ringflächens @@nente 4 und 5, welche mit den Aussparungen 6 (Fig. 1) bzw. 7 und 7' (Fig. 2) versehen sind. Der Umriss von Zylin dern 8 ist strichpunktiert angedeutet, ebenso von Steueröffnungen 9 der Zylinder und die radialen Be grenzungslinien der von den Steueröffnungen über fahrenen Ringflächensegmente.
Die Aussparungen 6 bzw. 7 und 7' erstrecken sich in radialer Richtung annähernd innerhalb der vor. den Steueröffnungen 9 überfahrenen Ringflächen- segmente 4 bzw. 5. Sie vermindern die Grösse der gleitenden Fläche und damit die Reibung. Im glei chen Sinn-- wirken die in ihnen verbleibenden Öl- polster. Beim Anordnungsbeispiel nach Fig.2 sind die Aussparungen 7, 7' parallel zueinander angeordnet und über weitere Ausnehmungen 11 unter sich mit den Steuerschlitzen verbunden.
Der dadurch ermög lichte Ölübertritt zwischen den Steuerschlitzen ist im Verhältnis zur Ölfördermenge sehr gering und bewirkt, dass Druckanstieg und -abfall in den Zylinderräumen beim Überfahren der neutralen Ringflächensegmente nicht mehr schlagartig erfolgen, so dass die Geräusch bildung entsprechend verringert ist.
Die Querverbindungen 11 zwischen den Ausspa rungen 7, 7' werden zweckmässigerweise am inneren und äusseren Ende der Aussparungen angebracht, um einen möglichst langen Ölweg und damit eine gleich mässige und ausreichende Drosselwirkung zu erzielen. Bei einer in Fig. 3 gezeiäten Steuerfläche 13 für die Zylindertrommel sind Aussparungen 14 zwischen den Steueröffnungen 9 der Zylinder angeordnet.
Aus den gleichen Gründen, wie bei Fig. 1 und Fig. 2 be schrieben, bestehen auch in der Steuerfläche der Zy lindertrommel Verbindungen 15 zwischen den Steuer öffnungen 9 und den Aussparungen 14.
Die in Fig. 4 dargestellte Steuerfläche für die Zy lindertrommel besitzt anstelle der Aussparungen 14, 15 (Fig. 3) Hilfsaussparungen 16, 17. Diese verlaufen in Drehrichtung zwischen den Steueröffnungen 9 und nähern sich einander bis auf einen Abstand a. Zur Vermeidung einer Kurzschlussverbindung, die durch die Aussparungen an der Gegenfläche (z. B. 6, Fig. 1) entstehen könnte, muss dieser Abstand a gleich oder grösser als die Breite der einzelnen Aussparungen der Gegenfläche sein.
Die Profilform der Aussparungen 6, 7 und 14 kann in Drehrichtung gesehen rechteckig, halbkreis förmig oder ähnlich sein. Eine bevorzugte Form ist in Fig. 5 dargestellt. Die Aussparungen sind hier als flache Mulden ausgebildet, deren Fläche mit der Steuerfläche in Drehrichtung einen spitzen Winkel a bildet. Dadurch kann sich an den Übergangsstellen ein Ölpolster ausbilden, welches die Schmierung be günstigt.
Die Aussparungen können ausser radial auch paral lel zu einem Radius verlaufen. Der angestrebte Zweck wird auch erreicht, wenn einzelne Aussparungen in Umfangsrichtung und einzelne in radialer oder an derer Richtung verlaufen oder kreisrund sind. Auch ist es für die Wirkung der neuen Einrichtung ohne Bedeutung, welche der Steuerflächen rotiert undwelche stilltsteht.