DE1528613A1

DE1528613A1 - Hydraulische Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE1528613A1
Application number: DE19661528613
Authority: DE
Inventors: Schmidt Dipl-Ing Johannes; Hans Loetzsch; Ralf Schuster
Original assignee: Industriewerke Karl Marx Stadt VEB
Current assignee: Industriewerke Karl Marx Stadt VEB
Priority date: 1966-03-28
Filing date: 1966-03-28
Publication date: 1970-10-22

Description

Hydraulische Kolbenpumpe

Die Erfindung betrifft eine hydraulische schlitzgesteuerte kolbenpumpe, welche beispielsweise über einen Mittelzapfen gesteuert wird, der eine Steuerbuchse und einen Zylinderkörper mit radial oder axial angeordneten Kolben aufnimmt·

Bei schlitzgesteuerten Kolbenpumpen ist es bekannt, die Breiten der Steuerschlitze auf der Saug- und Druckseite des Mittelzapfens gleich auszuführen. Infolge gleicher Breiten dieser Steuerschlitze erzielen die radial wirkenden Kräfte auf der Druckseite zwischen Steuerzapfen und Zylinderkörper ein Abheben des letzteren und eine Spaltvergrößerung zwischen Steuerzapfen und Steuerbuchs, wodurch ein höherer unerwünschter Schlupf eintritt.

Auf der Saugseite bringt die gleiche Breite der Steuerschlitze einen Unterdruck in der Saugleitung mit sich, wodurch beispielsweise eine Erhöhung der Betriebsgeräusche der Kolbenpumpe durch hohe ülgeschwindigkeiten eintritt. Infolge gleiche* Breiten der Steuerschlitze ist ein Kompromiß zwischen den genannten Nachteilen unumgänglich. Die gleiche Breite der Steuercchlitze ist zwar technologisch vorteilhaft, Jedoch ist damit immer, wie bereits erwähnt ein großer Schlupf und ein unerwünscht starkes Betriebogeräucch der Kolbenpumpe verbunden.

Bei Erhöhung des Druckes der Kolbenpumpe tritt eine v/eitere Spaltvergrößerung zwischen Steuerzapfen und Steuerbuchse im Bereich der Druckseite ein, wodurch eine Verschlechterung des Wirkungsgrades durch erhöhten Schlupf eintritt. Gleiche Uachteile treten bei SpaltVergrößerungen durch Verschleiß an den genannten Teilen, nämlich Steuerzapfen und Steuerbuchse,ein,

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Eine weitere bekannte Ausführung zeigt einen Steuerzapfen dessen Druckschlitz breiter ist als der Saugschlitz. Bei dieser Ausführung werden die genannten Hachteile noch wesentlich erhöht, d.h. es tritt beispielsweise eine Verschlechterung des Wirkungsgrades, sowie eine Erhöhung des BetriebsgeräUGches der Kolbenpumpe ein,

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine hydraulische Kolbenpumpe zu schaffen, welche die genannten Nachteile beseitigt und deren Steuerzapfen, so ausgebildete und bemessene Druck- und Saugschlitze enthält, welche der Forderung nach statischem Ausgleich der zwischen Steuerzapfen und Steuerbuchse des Zylinderkörpers auf der Druckseite herrschenden Radialkräfte gerecht wird und auf der ' Saugseite nur noch ein maximaler Unterdruck auftritt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der Saugseite des als Steuerelement dienenden Mittelzapfens angeordnete Steuerschlitze eine größere Breite als auf der Druckseite desselben angeordnete Steuerschlitze aufweisen.Die Steuerschlitze können dabei einen zur Symmetrieachse des Mittelzapfens sich verjüngenden Querschnitt aufweisen, der beispielsweise einem Dreieck entspricht. Die durch die Projektion auf diese Steuerschlitze entstehende Fläche verjüngt sich nach beiden Seiten hin.

Die projizierte Fläche der Steuerschlitze auf der Saugseite des Mittelzapfens ist größer als die projizierte Fläche der Steuerschlitze auf der Druckseite desselben. Bei Ausführungen mit mehreren Steuerschlitzen auf der Saug- und Druckseite des Mittelzapfens ist die gesamte projizierte Fläche bzw. Breite der Steuerschlitze auf der Saugseite größer als die gesamte projizierte Fläche bzw. Breite der Steuerschlitze auf der Druckseite desselben.

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Bei dieser Ausführung tritt im wesentlichen keine Vergrößerung des Spaltes zwischen Steuerzapfen und Steuerhülüe ein» weshalb eine Verbesserung des Wirkungsgrades durch S_enkung volumetrisch^· Verluste möglich ist. Durch die kleinere Lagerlast am Steuerzapfen wird außerdem eine R duzierung der Versehleißerscheinungen erreicht lnd somit eine hohe L bensdauer und Betriebssicherheit

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der Ko1 be npunpe.

Außerdem ist es möglich den Füllungsgrad der Kolbenpumpe saugseitig _zu verbessern, wodurch wiederum eine Verminderung der Geräusche erreicht werden kann.

nachfolgend wird der Erfindungegegenstand an Aucführungsbeis_pleien näher erläutert.
Ej zeigen:

Fig. 1 einen Mittelzapfen dessen Cteuercchlitse rechteckigen Querschnitt aufweisen,

Fig. 2 eine Ausführung der Steuerschlitze nit zur Mittelachse des Mittelzapfens hin verjüngenden ^- er-3clniitt derselben,

Fig 3 eine Ansicht auf den Steuer:apfen gen. Fig. 2, Fig. 4 einen Steuerzapfen für eine mehrsternige Pumpe»

Ein Iuitteizapfen 1 einer Kadialkolbenpunpe nimmt einen mit einer Steuerbuchse 2 versehenen Zylinderkcrper 3 auf, in de:;: Kolben 4 radial angeordnet sind. Die Kolben 4 liegen in bekannter W ise an einen nicht dargestellten Leit-

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ring an, welcher von Schwenkrahmen der Pumpe getragen wird.

Der Tuittelzapfen 1 weist dabei Steuerschiit so 5; 6 auf, die gegenüberliegend um 130° versetzt angeordnet sind. Der Jteuerschlitz 5 liegt dabei auf der Saugseite des 1, während der Steuerschlitz 6 auf der

Dⁱⁱucki;eite decselben angeordnet ist.

Die Zu- und Abführug des Hydraulikölee erfolgt dabei in.

celcauiiter '.V i^e über in '.I^tte^^apferi 1 angeordnete Längsbohrungen V; .· welche nit der i'av{:- und D uckleitu:;q

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verbunden sind.

Gemäß der Erfindung weist der auf der Druckseite angeordnete Steuerschlitz 6 gegenüber dem Steuerschlitz 5 eine geringere Breite auf, damit die Fläche, welche die Kraft zum Abheben des Zylinderkörpers 3 bestimmt, gering gehalten werden kann. Diese Kraft läßt sich im wesentlichen durch die Breite des Steuerschlitzes.6 beeinflußen.

Zwischen dem Mittelzapfen 1 und der Steuerbuchse 2 treten in bekannter Weise radial wirkende Kräfte auf und zwar druckseitig, deren Größe von den wirksamen Flächen und dem jeweils herrschenden Druck abhängt. Diese Kraft wird bestimmt durch die Größe der projizierten Fläche des Steuerschlitzes 6 und durch den Druck,

Die Gesamtkraft hebt dabei den Zylinderkörper 3 auf der Druckseite ab.

Durch eine geringe Breite des Steuerschlitzes 6 gegenüber dem Durchmesser der Kolben 4 wird eine Kraft angestrebt, die die Steuerbuchse 2 bzw. den Zylinderkörper 3 druckseitig auf den Mittelzapfen 1 drückt und nicht wie bisher diesen abhebt. Diese Kraft entspricht der projizierten Fläche des Steuerschlitzes 6 zuzüglich der Kräfte die durch im Spalt wirkenden Öldruck entsteht, abzüglich der Kräfte die durch die geometrisch addierten Plächen der Kolben entgegenwirken. Die Breite des Steuerschlitzes 5 ist hierbei größer als die des Steuerschlitzes 6, wodurch ein sicheres Ansaugen gewährleistet wird. Dies dient im wesentlichen zur Vermeidung der bereits nachteilig erwähnten Saugunterdruckes.

Heben einem rechteckigen Querschnittprofil der Steuerschlitze 5; 6 ist auch eine annähernd dreieckige Querschnittsform von Steuerschlitzen 9; 10 gemäß Fig. 3 und 4 möglich, welche sich zur .-Mitte des Mittelzapfens 1 hin verjüngt und in einen Radius endet. Bei dieser Ausführung wird

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eine projezierte Fläche 11 des Steuerschlitzes 9; 10 erreicht, welche sich nach beiden Seiten verjüngt, d.h. eine nach den Seiten verjüngende Form und somit eine unterschiedliche Breite aufweist. Voraussetzung hierfür ist beispielsweise eine gerade Grundfläche der Steuerschlitze si 10,

Diese unterschiedliche Breite der projezierten Fläche 11 wirkt sich günstig aus, da die Fläche 11 dei* Steuerschlitze 9; 10 um jeweils vier Flächenteile 12 kleiner ist, als die projezierte Fläche der Steuerschiene 5; 6. Die Querschnittform der Steuerschlitze 9; 10 bzw. die Form der Fläche paßt sich der unterschiedlichen Geschwindigkeit der Kolben 4 (sinusförmiger Verlauf) gut an. Diese Ausführung kann auch Anwendung finden für Kolbenpumpen mit axial oder schräg angeordneten Kolben 4.

Auf die,Wirkungsweise einer hydraulischen Radialkolbenpumpe, wie sie in den Ausführungsbeispielen dargelegt ist, wurde verzichtet, da diese als allgemein bekannt vorausgesetzt wird. Außerdem ist die Erfindung nicht auf die genannten Ausführung sfοrmeη beschränkt.

Sofern die Kolbenpumpe mehrere Steuerschlitze 5; 6; 9; 10 aufweist, z.B. bei mehrsternigen Ausführungen, ist die gesamte Breite bzw. projezierte Fläche der Steuerschlitze 5; 9 größer als die gesamte Breite bzw. projezierte Fläche der Steuerschlitze 6; 10 auf der D_ruckseite des Mittelzapfens 1.

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Claims

Pat ent anspräche

1. Hydraulische schlitzgesteuerte Kolbenpumpe, bei welcher beispielsweise ein M.ttelzapfen einen mit einer Steuerbuchse versehenen Zylinderkörper mit radial- oder axial angeordneten Kolben aufnimmt, wobei der als Steuerelement dienende IJfttelzapfen mit Steuerschlitzen auf der Saug- und Druckseite versehen ist und die Verbindung derselben zum Ölbehälter bzw. zum jeweiligen Verbraucher über Bohrungen und Rohrleitungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Saugseite des als Steuerelement dienenden Mittelzapfens (1) angeordnete öteuerschlitze (5; 9) eine größere Breite als auf der Druckseite desselben angeordnete Steuerschlitze (6; 1C) aufweisen.

2. Hydraulische schlitzgesteuerte Kolbenpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschlitze (9; 10) einen zur Symmetrieachse des Mittelzapfens (1) sich verjüngenden Querachnitt aufweisen, der beispielsweise einem Dreieck entspricht und eine durch die Projektion auf den Steuerschlitz (9; 10) entstehende Fläche (11) sich nach beiden Seiten hin verjüngt.

Hydraulische schlitzgesteuerte Kolbenpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die projizierte Fläche der Steuerschlitze (5; 9) auf der Saugseite des MittelZapfens (1) größer ist als die projizierte Fläche der Steuerschlitze (6; 10) auf der Druckseite desselben.

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4. Hydraulische schlitzgesteuerte Kolbenpumpe nach Anspruch 1 biß 3» dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführungen mit mehreren Steuerschlitzen (5; 6; 9; 10) auf der Saug- und Druckseite des Mittelzapfens (1) die gesamte projezierte Fläche bzw. Breite der Steuerschlitze (5; 9) auf der Saugseite größer ist als die gesamte projizierte Fläche bzw. Breite der Steuerschlitze (6; 10) auf der Druckseite desselben.

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