DE1143103B

DE1143103B - Schmier- und Laengsdruckentlastungs-einrichtung fuer OEl-Emulsions-Axial- und Radialkolbenpumpen oder -motoren

Info

Publication number: DE1143103B
Application number: DEG27860A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing H Egen
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1959-09-02
Filing date: 1959-09-02
Publication date: 1963-01-31
Also published as: GB964000A; BE594589A

Description

Schmier- und Längsdruckentlastungseinrichtung für C51-Emulsions-Axial-und Radialkolbenpumpen oder -motoren Bei Axialkolbenpumpen wirkt bekanntlich eine Taumel- oder eine Schiefscheibe auf die Arbeitskolben. Um die hohen Druckkräfte, die von der Taumelscheibe auf die Kolben ausgeübt werden, übertragen zu können, sind an den Kolbenköpfen Gleitschuhe angeordnet, die auf der Taumelscheibe gleiten. Es ist bekannt, die Reibung zwischen den Gleitflächen der Gleitschuhe und der Taurnelscheibe oder einer zwischengeschalteten weiteren Scheibe durch einen innerhalb dichtender Außenränder von Entlastungsräumen des Gleitschuhs erzeugten, unter hohem Druck stehenden Ölfilm zu verringern. Wird als Arbeitsmittel Öl verwendet, so wird dieses durch verdrängungsraumseitig offene Längsbohrungen in den Arbeitskolben zu den Entlastungsräumen der Kolbenköpfe geleitet. Es stellt auch keine Schwierigkeit dar, die Gleitflächen der Kolben in den Zylindern zu schmieren. Anders liegen die Dinge bei Öl-Emulsionen als Arbeitsmittel. In diesem Fall kann die Emulsion nicht als Schmiermittel verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, Schmierung und Entlastung der reibenden Flächen auch bei mit öl-Emulsionen betriebenen Axialkolbenmaschinen sicherzustellen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Längsmittelbohrungen der Arbeitskolben verdrängungsraumseitig durch längs verschiebbare Differentialkolben verschlossen sind, deren große Arbeitsflächen von der Öl-Emulsion beaufschlagt sind, während die kleinen Arbeitsflächen Schmieröl aus dem abgeschlossenen Bohrungsteil der Längsbohrungen zu den Schmierstellen und den Entlastungsräumen der Arbeitskolben drücken können.
Die Arbeitsflächen der Differentialkolben sind so bemessen, daß der Schmieröldruck in den abgeschlossenen Teilen der Längsbohrungen der Arbeitskolben bei deren Druckhüben höher als der Arbeitsdruck der Öl-Emulsion in den Arbeitszylindern ist. Dadurch kann das Schmieröl, dem wirksamen Öl-Emulsionsdruck entgegenwirkend, auch an die Arbeitskolbengleitflächen in den Zylindern geleitet werden. Erfindungsgemäß sind von den abgeschlossenen Teilen der Längsbohrungen der Arbeitskolben in an sich bekannter Weise Querbohrungen zu Schmiernuten an den Außenflächen der Arbeitskolben geführt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung steht jeder Differentialkolben an seiner kleinen, vom Schmieröl beaufschlagten Arbeitsfläche unter dem konstanten Druck einer Leerhubfeder, und die Feder, die kleine Arbeitsfläche sowie der Entlastungsraum im Gleitschuh des Arbeitskolbenkopfes sind so bemessen, daß beim Druckhub des Arbeitskolbens :da' die kleine Arbeitsfläche des Differentialkolbens ausgeübte Druck der Öl-Emulsion auf das Schmieröl in an sich bekannter Weise größer als 90 % des insgesamt über alle Arbeitskolben übertragenden Arbeitsdruckes ist.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß praktisch nur 10 % des von den Arbeitskolben auf die Gleitflächen ausgeübten Andruckes reibend übertragen werden. Dies reicht aus, um eine ausreichende Dichtung zwischen den anliegenden Metallflächen sicherzustellen. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, Axialkolbenpumpen ohne eine die Baugröße der Pumpen vergrößernde zusätzliche Öldruckanlage durch innerhalb der Arbeitskolben angeordnete kleine Differentialkolben nicht nur ausreichend zu schmieren, sondern auch die Vorteile der Längsdruckentlastung an den Hauptgleitstellen auszunutzen, was bisher nicht möglich war.
Die beiden Zeichnungen zeigen als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Öl-Emulsions-Taumelscheibenpumpe.
.In dem Gehäusedeckel 1 (Fig. 1) ist die Antriebswelle 2 im Lager 3 gelagert. Fest mit ihr verbunden ist ein topfförmiger Hohlkörper 4, der sich über schräge Stützlager 5 am Gehäusedeckel 1 abstützt.
Innerhalb des topfförmigen Hohlkörpers 4 und ebenfalls mit der Antriebswelle 2, jedoch in gewissen Grenzen kippbar verbunden ist die Taumelscheibe 6, deren Schrägstellung durch einen zweiarmigen Hebel 7 über Gleitsteine $@einstellbar ist. Der Hebel 7 ist über die innerhalb der hohlen Antriebswelle 2 geführte Schubstange 9, Drucklager 10 und Steilkolben 11 verschwenkbar. Auf der Arbeitsfläche 12 der TaumeIscheibe 6 liegen die Gleitschuhe 13 auf, die mit den Kugelköpfen 14 der Arbeitskolben 15 verbunden sind.
Die Arbeitskolben 15 gleiten in Zylinderbuchsen 16 eines feststehenden Zylinderblocks (Fig. 2). Jeder Kolben hat eine längsmittige Bohrung 17, die auf ihrem, der Taumelscheibe 6 abgewandten Ende als Zylinder für einen Differentialkolben 18 ausgebildet ist. Die in der Zeichnung rechte, große Arbeitsfläche des Differentialkolbens 18 steht unter dem Druck der Öl-Emulsion, während die linke, kleinere Arbeitsfläche 20 des Kolbens 18 Schmieröl verdrängen kann, welches sich in dem Teil der Längsbohrung 17 zwischen Differentialkolben 18 und Gleitschuh 13 befindet.
Den Rückhub des Differentialkolbens 18 bewirkt eine Leerhubfeder 21, die auf die kleine Fläche 20 drückt. Jeder Arbeitskolben 15 steht auf seiner von der öl-Emulsion beaufschlagten Seite noch unter dem Druck einer Feder 22, die den Saughub des Kolbens bewirkt. Jeder Differentialkolben 18 verschiebt sich beim Druckhub des Arbeitskolbens 15 unter dem Druck der öl-Emulsion nach links in Richtung auf den Gleitschuh 13. Er erzeugt dadurch im taumelscheibenseitigen Längsbohrungsteil 17 einen Schmieröldruck, der infolge der Differentialwirkung der Arbeitsflächen 19 und 20 höher ist als der Arbeitsdruck der öl-Emulsion. Das Schmieröl wird über einen Kanal in einen Entlastungsraum 23 zwischen Taumelscheibenarbeitsfläche 12 und Gleitschuh 13 gedrückt. Jeder Entlastungsraum 23 ist allseitig von dichtenden Gleiträndern 24 begrenzt. Die Arbeitsflächen 19 und 20 der einzelnen Differentialkolben 18, ihre Leerhubfedern 21 und die einzelnen Entlastungsräume 23 sind so bemessen, daß der in allen Entlastungsräumen 23 auf die Gleitfläche 12 der Taumelscheibe 6 übertragenen Gesamtdruck des Schmieröls mehr als 90 % des insgesamt übertragenen Arbeitsdruckes der Öl-Emulsion beträgt.
Zusätzlich wird das Schmieröl noch über Schmiernuten 25 zwischen die Arbeitskolbenaußenflächen und die Zylinderinnenflächen gedrückt, damit das Schmieröl, insbesondere auf der von der öl-Emulsion beaufschlagten Seite der Arbeitskolben 15, unter einem höheren Druck steht als die öl-Emulsion.
Die Wirkungsweise der Schmiereinrichtung ist folgende: Während des Saughubes eines Arbeitskolbens 15 überwindet die Leerhubfeder 21 den auf der großen Differentialkolbenfläche 19 lastenden geringen Druck der Emulsion und verschiebt den Differentialkolben 18 entgegen der Richtung des Saughubes des Arbeitskolbens 15 nach rechts. Dabei saugt der Differentialkolben 18 mit seiner kleinen Fläche 20 Schmieröl über die Bohrung 25 des Zylinderblocks, das Rückschlagventil 26 im Gehäuse, die Schmiernut 25 und die Querbohrung 27 des Arbeitskolbens 15 aus dem Ölsumpf im Deckel 1 an und ergänzt damit den in der Längsbohrung 17 befindlichen Ölvorrat. Beim Druckhub des Arbeitskolbens 15 wird das Rückfließen des Schmieröls in den Sumpf durch das Rückschlagventil 26 verhindert, so daß sich der erforderliche Schmieröldruck unter Einwirkung des Differentialkolbens 18 aufbauen kann.
Die erfindungsgemäße Schmier- und Längsdruckentlastungseinrichtung ist sowohl bei Axial- als auch bei Radialkolbenmaschinen verwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schmier- und Längsdruckentlastungseinrichting für Öl-Emulsions-Axialkolbenpumpen oder -motoren mit feststehendem Zylinderblock, umlaufender Taumelscheibe und verdrängungsraumseitig offenen L'ängsmittelbohrungen in den Arbeitskolben, welche durch Bohrungen mit Entlastungsräumen in den Gleitschuhen der Kolben auf der Taumelscheibe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelbohrungen (17) der Arbeitskolben (15) verdrängungsraumseitig durch längsverschiebbare Differentialkolben (18) verschlossen sind, deren große Arbeitsfläche (19) von der öl-Emulsion beaufschlagt sind, während die kleinen Arbeitsflächen (20) Schmieröl aus dem abgeschlossenen Bohrungsteil der Längsbohrung (17) zu den Schmierstellen und den Entlastungsräumen (23) der Arbeitskolben drücken können.
2. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Arbeitsflächen (19, 20) der Differentialkolben (18), daß der Schmieröldruck in den abgeschlossenen Teilen der Längsbohrungen (17) der Arbeitskolben (15) bei deren Druckhüben höher als der Arbeitsdruck der öl-Emulsion in den Arbeitszylindern ist.
3. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den abgeschlossenen Teilen der Längsbohrungen (17) der Arbeitskolben (15) in an sich bekannter Weise Querbohrungen (27) zu Schmiernuten (25) der Außenflächen der Arbeitskolben (15) geführt sind.
4. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1 und/ oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Differentialkolben (18) an seiner kleineren, vom Schmieröl beaufschlagten Arbeitsfläche (20) unter dem konstanten Druck einer Leerhubfeder (21) steht und die Feder, die kleine Arbeitsfläche (20) sowie der Entlastungsraum (23) im Gleitschuh (13) des Kugelkopfes (14) des Arbeitskolbens (15) so bemessen sind, daß beim Druckhub des Arbeitskolbens (15) der über die kleine Arbeitsfläche (20) des Differentialkolbens (18) ausgeübte Druck der öl-Emulsion auf das Schmieröl in an sich bekannter Weise größer als 90% des insgesamt über alle Arbeitskolben (15) übertragenen Arbeitsdruckes ist.
5. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (17) - jedes Arbeitskolbens (15) über dessen Schmiernuten (25) und ein Rückschlagventil (26) mit dem Ölraum des Deckels (1) der Pumpe verbunden ist, so daß der Differentialkolben (18) bei Entspannung der Leerhubfeder (21) Schmieröl aus dem Deckelölraum ansaugt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 968 651; schweizerische Patentschrift Nr. 295 779; britische Patentschrift Nr. 723 906; USA.-Patentschriften Nr. 2 436 797, 2 608159.