DD159800A1 - Anordnung zum axialen kraefteausgleich am rotor hydrostatischer verdraengermaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum axialen Kraefteausgleich am Rotor hydrostatischer Verdraengermaschinen, deren Rotorstirnseiten mit den Gehaeusewaenden veraenderliche Dichtspalte bilden. Dadurch, dass die Dichtspalte an den Rotorstirnseiten unterschiedliche, durch Fertigung und Verformung bedingte Formen aufweisen, entsteht eine axiale Differenzkraft. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen den praktischen Bedingungen entsprechenden und sicher wirkenden Kraefteausgleich zu erreichen. Erfindungsgemaess geschieht dies dadurch, dass Ringnuten in den Rotorstirnseiten oder den Gehaeusewaenden gegenueberliegend, ein- oder mehrfach paarweise, angeordnet sind, die jeweils ueber eine Rotorbohrung miteinander verbunden sind.

Description

2 3.1

Anordnung zum axialen Kräfteausgleich am Rotor hydrostatic scher Verdrängermaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum axialen Kräfteausgleich am Rotor hydrostatischer Verdrängermaschinen (Pumpe oder Motor), deren Rotorstirnseiten mit feststehenden oder axial beweglichen Gehäusewänden veränderliche Dichtspalte bilden.

Diese Dichtspalte werden in der Spalthöhe zwecks Minimierung der Leistungsverluste, die in Form von von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite fließendem Fördermedium .auftreten, .möglichst klein gehalten. Zur Erzielung des gleichen Effekts werden die Spaltlängen möglichst groß ausgeführt. Bei gleicher Ausführung zweier gegenüberliegender axialer Dichtflächen in idealer geometrischer Form und ohne jede Verformung der sich gegeneinander bewegenden Bauteile treten an beiden gegenüberliegenden Stirnflächen des Rotors gleiche Druckverläufe und damit gleiche, sich gegeneinander aufhebende Kräfte auf. Da diese beiden Bedingungen in der Praxis jedoch nicht realisierbar sind, werden durch unterschiedliche Druckverläufe an den beiden

· «t «, .

Rotorstirnseiten unterschiedliche Kräfte und damit eine resultierende Differenzkraft am Rotor entstehen, deren : Betrag umso größer wird, je weiter die tatsächlichen Verhältnisse vom Idealzustand abweichen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zum -axialen Kräfteausgleich am Rotor hydrostatischer Verdrängermaschinen ist eine Lösung bekannt, bei der beide .Dichtspalte über im Gehäuse angeordnete Kanäle, in denen hydraulische Festwiderstände (Drosseln) enthalten sind, mit der Hochdruckseite der Verdrängermaschine verbunden sind. Die Gehäusewände weisen hierzu symmetrische Ringnuten auf (DD-PS 147

Die Realisierung dieser Lösung, die den gewünschten Effekt bringt, ist hinsichtlich der Drosselstellen sehr aufwendig und schwierig. Bei Verstopfung der Drosselstellen ist darüber hinaus deren Wirksamkeit nicht gewährleistet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln einen den praktischen Bedingungen entsprechenden und sicher wirkenden Kräfteausgleich zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung kompliziert einzuarbeitender Funktions- und Leitungsteile, die zudem störanfällig sind, die Zielstellung zu erfüllen.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß Ringnuten in den Rotorstirnseiten oder den Gehäusewänden gegenüberliegend angeordnet sind, einfach oder mehrfach paarweise, die jeweils über eine Rotorbohrung miteinander verbunden sind. .·.-..

Je mehr Rotorbohrungen und damit.'in Verbindung stehende Ringnutpaare vorhanden sind, umso eher erreicht man den ideal axial kraftausgeglichenen Rotor.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Hierzu zeigen

Fig. 1 eine fiotoranordnung mit ,Druckverlauf

im oberen Halbschnitt ohne Rotorbohrung im unteren Halbschnitt mit erfindungsgemäßer Hotorbohrung, . . , ·

Fig. 2 eine fiotoranordnung mit Druckverlauf mit

zwei Ringnutpaaren und zwei Rotorbohrungen.

Fig. 1 zeigt das prinzipielle Beispiel der Lagerung eines auf einer Welle 1 befestigten Rotors 2 zwischen zwei feststehenden Gehäusewänden 3> 3*» wie sie bei Zahnrad-,

'Sperrschieber- oder Flügelzellenmaschinen anzutreffen ist. Die Gehäusewände 3j 3* sind von der Idealform abweichend dargestellt. Die Breitendifferenz zwischen Rotor 2 und der Zwischenplatte 4 ist die Summe der Spalthöhen für die .Axialspalte 5, 5'· Über diese Axialspalte 5» 5¹ baut sich der Hochdruck p^ aus dem Raum 6 entsprechend der Spaltgeometrie auf den in den Räumen 7> 7¹ vorhandenen Niederdruck ab.

Gemäß oberen Halbschnitt sind die in den Stirnseiten des Rotors 2 angeordneten Ringnuten 8, 8¹ nicht miteinander verbunden. Die in Höhe der Ringnuten 8, 8¹ vorhandenen mittleren Drücke p_m^, P₃^ sind unterschiedlich hoch. Durch zeichnerischen Übertrag des Druckverlaufs der rechten Ro-

* torstirnseite auf die linke Rotorstirnseite entsteht eine Differenzfläche Δ A, die der von rechts nach links wirkenden Axialkraft ΛF entspricht.

Die erfindungsgemäße Ausführung zeigt der untere Halbschnitt von Fig. ·1. Die beiden Ringnuten 9> 9^f sind über eine Rotorbohrung 10 miteinander verbunden. In beiden herrscht der gleiche, mittlere Druck ρ . Durch zeichnerischen Übertrag des rechten Druckverlaufs auf die linke

Seite erhält man die Differenzflächen Δ A-j und Δ Ag, die den Axialkräften Δ F,j und . Δ Fg entsprechen. Da die Differenzfläche Δ A wesentlich'größer ist als die Summe der Differenzflächen Δ A^ und A Ag, ist die resultierende Axialkraft aus Λ P^ + Δ Fg wesentlich kleiner als die Axialkraft Δ F.

Durch mehrfach paarweise Anordnung von Ringnuten 11, 11'j 12, 12' und ihre verbindenden Rotorbohrungen 13, 14 gemäß Fig. 2 wird der Kräfteausgleich immer günstiger. Es entstehen Zwischendrücke p_m^ und p_m^ und die den Differenzflächen Δ Ao, ^ A^ und Δ Ac entsprechenden Differenzkräfte Δ F₀, Δ F.. und A F₁-. Die Summe der Differenz-3 4 >

kräfte Δ F^ bis Δ F ,- ist wiederum kleiner als die Summe der Differenzkräfte Λ F^ und A F_P nach Fig. 1.

Die erforderliche Anzahl der Rotorbohrungen richtet sich nach der radialen Ausdehnung des Rotors.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch.

   Anordnung zum axialen Kräfteausgleich am Rotor hydrostatischer Verdrängermaschinen, deren Rotorstirnseiten mit feststehenden oder axial .beweglichen Gehäusewänden veränderliche Dichtspalte bilden, gekennzeichnet dadurch, daß in den Rotorstirnseiten oder in den Gehäusewänden (3, 3¹) gegenüberliegend, ein- oder mehrfach paarweise, Ringnuten (9» 9¹5 11» 11¹} * 12, 12') angeordnet sind, die jeweils über eine Rotorbohrung (10, 13» 14) miteinander verbunden sind.

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen