DE1653647A1 - Hydrostatische Radialkolbenpumpe - Google Patents

Description

ap/ A 2752 'Voith Getriebe KG

"Selbstdichtende-Hydropumpe-Zusatz" Heidenheim (Brenz)

(Zusatz zum Patent .....· = Patentanmeldung V 5166> Ic/59a)

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine hydrostatische Radialkolbenpumpe, bei der die radial angeordneten Zylinder in einem mit der Antriebswelle umlaufenden Läufer untergebracht sind und bei der die mit den Zylindern verbundenen Kanäle für die Zu- und Ableitung des Mediums von der Saugleitung bzw, zur Druckleitung in eine der beiden Seitenflächen (Steuerspiegel) oder in beide münden und von dort im Pumpengehäuse weitergeführt sind. Ein axial verschiebliches, vom Druckmedium beaufschlagtes DruckstUck dient hierbei dazu, die seitlichen Dichtungsflächen aneinanderzurücken. Die Erfindung nach dem Hauptpatent liegt darin, daß der Läufer aus zwei axial nebeneinanderliegenden, gegenüber der Antriebswelle drehfesten und gegenseitig axial verschiebbaren Teilen gebildet wird, von denen zumindest ein Teil zugleich da$ Druckstück bildet, und daß zwischen den Läuferteilen zumindest ein mit der jeweiligen Druckleitung in Verbindung stehender Druckraum derart vorgesehen ist, daß das in den Druckraum eingeführte Druckmedium den Lauferteil bzw. die Läuferteile gegen die zugeordneten Dichtungsflächen am Gehäuse preßt, um so den übergang der unter hohem Druck stehenden Leitungen vom beweglichen Läufer auf das stillstehende Gehäuse abzudichten.

Die auf diese Weise zustande kommende resultierende Anpreßkraft wirkt achamitfcig", während die resultierende Kraft des Pumpendruckes außermittig wirkt, und zwar etwa entsprechend . dem Schwerpunkt der Durchflußöffnungen für die jeweiligen Leitungen (yruck- und Saugkanäle) im feststehenden Steuerspiegel.

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Damit ergibt sich ein Kippmoment auf den Läufer und die Dichtungsflächen senkrecht zur Drehachse, was ein Verkanten des Läufers bewirken könnte. Aus diesem Grunde werden zusätzliche Druckflächen zur Aufhebung des Kippmomentes vorgesehen. Das bedeutet aber einen zusätzlichen Kosten- und Platzaufwand. Gerade letzterer ist bei den gedrängt gebauten Pumpen von besonderem Nachteil, abgesehen davon, daß sich die Reibungsverluste vergrößern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden. Ausgehend von der Erkenntnis, daß es aus Reibungsgründen weniger darauf ankommt, den betreffenden Läuferteil in seiner Gesamtheit an das Gehäuse anzupressen, als gerade darauf, den Teil des betreffenden Läuferteils an das Gehäuse anzupressen, in dem die Leitungen unter Pumpendruck stehen, sollen die Resultierende der Anpreßkraft und die des Pumpendruckes an der Dichtungsfläche zumindest annähernd fluchten, damit kein bzw. kein wesentliches Kippmoment auftreten kann. Hierzu wird vorgeschlagen, daß der Druckraum in eine der Anzahl der Zylinder entsprechende Anzahl von vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Teildruckräumen unterteilt wird, von denen jeder je einem Zylinder zugeordnet, axial neben diesem angeordnet und lediglich mit diesem über eine Leitung verbunden wird und mit je einem sich jeweils gegen den anderen Läuferteil abstützenden Dichtkolben versehen wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß lediglich an den benötigten Stellen des Steuerspiegels ein entsprechender Dichtdruck auftritt; denn der Druck im jeweiligen Zylinderkanal pflanzt sich in den zugehörigen Druckraum fort und bewirkt lediglich von dort ein Anpressen der entsprechenden Dichtungsflächen. Im Bereich der Saugkanäle ist, um ein Abheben der Teile am Steuerspiegel zu verhindern, nur ein geringer Anpressdruck an den Dichtungsflächen des Steuerspiegels erforderlich, der z.B. durch eine Anzahl zwischen den Läuferteilen angeordneten Federn aufgebracht wird. Auf diese Weise werden im übrigen die Reibungsverluste an den Dichtungsflächen klein gehalten.

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Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung wird für die beiden Läuferteile die gleiche Anzahl von Zylindern vorgesehen, wobei jeweils zwei in Achsrichtung nebeneinanderliegende Teildruckräume fluchten und mit einem gemeinsamen Dichtkolben versehen werden» Dadurch vereinfachen sich Aufbau und Fertigung der Pumpe. Durch die Größe der vom Druckmedium beaufschlagten Flächen der Druckräume kann die Anpreßkraft an die Dichtungsflächen festgelegt werden. Diese Festlegung ist von großer Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit der Pumpe. Es wird empfohlen, die Summe der vom Arbeitsdruck unmittelbar beaufschlagten Flächen der Dichtkolben - in axialer Richtung gesehen■- etwa 1,4 bis 1,8 mal so groß wie · die Summe der Flächen der Druckkanäle im Steuerspiegel des Gehäuses auszuführen. Ein sothes Flächenverhältnis berücksichtigt die Tatsache, daß der Arbeitsdruck im Steuerspiegel auch außerhalb der Strömungskanäle, also im Spalt, vorhanden ist und wirkt, und zwar in den Grenzen zwischen dem Höchstwert an den Außenflächen der Strömungskanäle und Null in einem hiervon entfernten Bereich des Spaltes, wobei sich zusätzlich zu der Kraft, die durch die unmittelbare Beaufschlagung entsteht, eine Kraft ergibt, die den betreffenden Läuferteil vom Steuerspiegel abzuheben versucht.

Die Erfindung ist.in der Zeichnung in einem AusfUhrungsbeispiel dargestellt. Hierbei ist ein Teil einer Radialkolbenpumpe in einem Längsschnitt gezeigt. Mit 1 ist die Antriebswelle bezeichnet, auf der mittels eines Keilwellenprofils 2 ein aus zwei axial nebeneinanderliegenden Läuferteilen 3 und 4 bestehender Pumpenläufer drehfest, aber axial verschieblich angeordnet ist.

Die Läuferteile 3 und 4 weisen radial gebohrte Zylinder 5 bzw. auf, in die Kolben 7 bzw. 8 eingreifen. An den Kolben 7 und 8 sind gemeinsame Führungsstücke 9 angelenkt, die an der Innenfläche eines Laufringes 10 anliegen. Der Laufring 10 ist Über Seitenteile 11 In den im Gehäuse 19 angeordneten Lagern 12, 13 mit fester oder einstellbarer Exzentrizität gelagert. Dadurch wird erreicht, daß mit der Antriebswelle 1 der Laufring 10 und die Seitenteile 11 mitdrehen, so daß die FUhrungsstücke 9 auf dem Laufring 10

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nur eine geringe, der Exzentrizität entsprechende Gleitbewegung ausführen.

An die Zylinder 5 und 6 sind seitliche Strömungskanäle 15 bzw. 20 angeschlossen; diese stehen mit den Saug- oder mit den Druckleitungen der Pumpe in Verbindung, je nachdem, an welcher Stelle sich der jeweilige Zylinder während einer Umdrehung der Antriebswelle 1 befindet» Zwischen dem ortsfesten Gehäuse 19 der Pumpe und den Läuferteilen 3 und 4 ist ein Paßstück 17 bzw. 22 angeordnet, das mit Durchtrittsöffnungen 16 bzw. 21 versehen ist. Diese Durchtrittsoffnungen 16 und 21 stellen die Verbindung zwischen den Strömungskanälen 15 bzw. 20 und den Druckleitungen 18 bzw. 23 sowie den nicht dargestellten um l8o° versetzten Saugleitungen her.

Zwecks Abdichtung der Gleitflächen zwischen den umlaufenden Läuferteilen 3 und 4 und den Paßstücken 17 bzw. 22 (Steuerspiegel) sowie den einander abgewandten Seitenflächen der Paßstücke und den entsprechenden Seitenflächen des Gehäuses 19 werden die Läuferteile 3 und 4 an das Paßstück 17 bzw. 22 und dieses an die zugehörige Seitenfläche des Gehäuses gepreßt, und zwar mittels des Druckmediums selbst. Damit der Dichtdruck stets nur an den notwendigen Stellen auftritt, gehört zu jedem Paar Zylinder 5 und 6 ein gemeinsamer Dichtkolben 24, der in in den Läuferteilen 3 und 4 befindlichen als Teildruckräume dienenden Bohrungen 25 und 26 gelagert ist. Diese Bohrungen sind über eine öffnung 27 bzw. 28 mit den Strömungskanälen I5 bzw. 20 verbunden, so daß das Druckmedium die Läuferteile 3 und 4 seitlich auseinander und damit gegen die Dichtungsflächen zwischen den Läuferteilen und den Paßstücken und zwischen diesen und dem Gehäuse, d.h. nach links bzw. nach rechts, drückt. Dichtungen 3-1 und 32 am Dichtkolben 24 sorgen dafür, daß der Druck nicht in den Raum zwischen den Läuferteilen entweicht.

Eine Anzahl von Federn 33 drückt die beiden Läuferteile 3 und 4 ständig auseinander und gewährleistet nicht nur ein dauerndes Anliegen an den Dichtungsflächen, sondern bewirkt auch einen Mindestdichtdruck bei noch fehlendem Pumpendruck, z.B. beim Anfahren.

Heidenheim, den 20.Januar 1967
Sha/ERö/

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Claims (2)

1. ap/A 2752 α voith Getriebe KG

   "Selbstdichtende-HydropuTnpe-Zusatz¹¹ Heidenheim (Brenz)

   Patentansprüche

   Hydrostatische Radialkolbenpumpe, deren radial angeordnete Zylinder in zwei axial nebeneinanderliegenden, mit der Antriebswelle umlaufenden, gegeneinander axial verschiebbaren Lauferteilen untergebracht sind, von denen eines oder beide als ein die seitlichen Flächen abdichtendes Druckstück dienen, und bei der die mit den Zylindern verbundenen Kanäle für die Zu- und Ableitung des Mediums von der Saugleitung bzw. zur Druckleitung in eine der beiden Seitenflächen (Steuerspiegel) oder in beide münden und von dort im Pumpengehäuse weitergeführt sind und bei der ferner zwischen den beiden Läuferteilen zumindest ein mit der Jeweiligen Druckleitung in Verbindung stehender Druckraum zum Anpressen des einen bzw. beider Läuferteile gegen die zugeordneten Dichtungsflächen am Gehäuse vorgesehen ist, nach Patent . , ....... = Patentanmeldung V 31 66? Ic/59a* dadurch gekennzeichnet^ daß der Druckraum in eine der Anzahl der Zylinder (7*8) entsprechende Anzahl von vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Teildruckräumen (25,26) unterteilt ist, von denen jeder Je einem Zylinder zugeordnet, axial neben diesem angeordnet und lediglich mit diesem Über eine Leitung (27) verbunden ist und je einen sich jeweils gegen den anderen Lauferteil 0 bzw. 4) abstützenden Dichtkolben (24) aufweist.

   1Q983Q/Q42Q
2. 2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Läuferteile (3,²O die gleiche Anzahl von Zylindern (7>8) haben und daß jeweils zwei in Achsrichtung nebeneinanderliegende Teildruckräume (25,26) fluchten und einen gemeinsamen Dichtkolben (24) aufweisen.

   3» Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch derartige Bemessung der Beaufschlagungsfläche der' Teildruckräume (25*26), daß die Summe der vom Arbeitsdruck unmittelbar beaufschlagten Flächen der Dichtkolben (24) - in axialer Richtung gesehen - etwa 1,4 bis 1,8 mal so groß ist wie die Summe der Flächen der Druckkanäle (1-6,21) im Steuerspiegel des Gehäuses (19)·

   Heidehhe,im, den 20. Jan. 1967 Sha/ERo/

   .109830/0.420