DE1914369A1 - Hydraulische Pumpe oder Motor - Google Patents

Description

Hydraulische Pumpe oder Motor _B

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Pumpe odor einen Motor mit einer von der Pumpenwelle angetriebenen Zylindertrommelj, welche eine Anzahl von kreisbogenförmig um die Rotationsachse angeordneten Zy&inderbohrungen enthält» deren Kolben am einen End« der Zylindertrommel herausragen und bei der Rotation durch •■Beaufschlagung von einer Taumelscheibe* derea veränderbare Neigung die 3?Ördermenge bestimmt _f e-ine Hin- und Herbewegung ausführen,und mit einer am anderen Ende der Zylindertrommel anliegenden Verteilerscheibe mit zwei kreisbogenförmigen Schiitzen_f die die Mündungen der Pumpenzylinder der Reihe nach mit der Druck- Tand Saugeleitung verbinden«

Die Pumpenwirkung solcher hydraulischen Maschinen entsteht dadurch, daß die Kolben in den mit dem* Saugschlitz verbundenen Zylindern sich von der Steuerebene fortbewegen, während die Kolben in den mit dem Druckschlitz

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verbundenen Zylindern sieh aur Sieuerebens bewegen*

Da die .Förderdruck© solcher Pumpen meist sehr groß sind, entstellen, wenn die Zylinderßffnungen die Übsrgangsbereiche der Yentilabene Kwiselien den bogeaforaiigen Schlitzen passieren« in der Arbeitsfiüsoigkeit sehr plötaliche Drack"ändertmgen_? die toil C-eräiische.vi begleitet sind.

Dies beruht darauf, daß die Kolben, beim Passieren der tjbergsngsbereiche gleich lange Hübe durchlaufen_P so daß weder eins Vorejcpansion noch eine YorlcorBpression der in gewissem Mai3e ausammendi-ückbaren llü&sigkeit ersielt wird»

Die plötzlichen Beachlemiigungen und Yersögerungec stellen eine große Beanapruehimg der mechanisehsn i'öilö dar und können auch 2U sehr Bohädlicaen Scn.vj.in~ gungen im gesamten fflechaniBch-hydr&uliBcb.en System Anlaß geben. Oaher hat raan bei belcannten Punjijen dioser Art verschiedene Maßnahmen ergriffen., nm die genannten Nachteile zu vermeiden oder wenigstens zu -verminderen.

Bei einigen bekannten Pumpen werden die Übergangsbi reiche mit Druckausgleichsnuten oder- -kanälen verschiedener Querschnitte und Formen vsrseheno Solche Maßnahmen, die nur teilweise die Stoßgeräusche vermindern, heben außerdem den !fechten,' daß der Wirkungsgrad durch Gegenstrom und Drosselung verschlechtert wirdo 909841/1085

BAD ORIGINAL

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Bei anderen, "bekannten Pumpen sind "beim Passieren der Übergangsbereichö besondere Yorkompreasiona--'· 12nd TForexpansionaphasen Tor gesehen ^, z_o B« dadurch,, daß die Schwenkachse der Eaujaslscheibe gegenüber der, Yent:i 1-ebene eine bestimmte ITeigung erhält« Hierdurch, kommen die Kolben beim Passieren der tlbergangsbereiche zn einer vesv.l tierenden Hin- oder Herbewegung,, wodurch bei norraajODJ Druck_fnormaler Pöräerraeiige und aiormaler Znearoaiendrückbarkeit der Flüssigkeit ein gevMsser

er sielt werden kann,,

Korrekte Yorkompressions- und Torea^ansiomsphasen kc5ii?7.©ii aber nui" eraielt v/erden bei einer bestimmten kcnfitsntex'j 3Tördermengo, wobei der 3)rack sowie der für die genannte Pördermenge gegebene scliädliche Raum konstant gehalten werden«

Wird nur einer dieser 3?aktoren geändert, dann entr-mrich-t der Druck der unter den Kolben eingeschlossenen Flüssigkeit nicht raehr der durch die feste Neigung AOf'obenen Kolbenbewegung, so daß die Pumpe nicht mehr bei r iedigß&d arbeitet,

Di'"-· vorl.i «sende Erfindung beavieckt die Schaffung e Ajritillrolbunpumpe, die bei stark unterschiedlichen Arbeitsbedingungen mit einer annähernd korrekten Vorexpansiöi. und Torkompression beim Passieren der Über-/jangsber-ei ehe ohn^ Wirkungsgradverluate arbeitet _f.

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ORIGINAL

Dies wird gemäß der Erfindung dadureii erreicht _v daß die Taumelscheibe eine aweite und eventuell auch eine dritte xieigimgß-SinateHffiÖglichkeit gegenüber der Zylindertrommel besitzt ο

Durch Ausnutzung dieser zusätzlichen EinstelimögAiehkeiten kann bei allen Betriebsbedingungen -nahezu die theoretisch korrekte Torexpanoion und Vorkompresniion erzielt werden., Eine praktische Ausführungsforra ist erfindungsgeraäß dadurch gekennseichnet, daß die K'autnelscheibe um swei su einander im wesentlichen eenk3?echte Achsen, die in der Hullage senkrecht aur Rotationsachse stehen_r drehbar angebracht ist,, wobei die eine Achse parallel oder annähernd parallel zinc Symmetrieachse durch die Mittelpunkte der kreisbogeni'b'rmi-geii Schlitze verläuft.

•Durch Drehen der Taumelscheibe um letztgenannte Achse wird die F8rde2?raenge geregelt, während durch Drehen um die liierzu senkrechte Achse der Druckausgleich reguliert wird ο

Bei unsymmetrischer Gestaltung oder Anbringung öer Steuerschlitz im Verhältnis zur Rotationsachse ist es möglich,= eine gewisse Kompensation für Unterschiede im schädlichen Raum bei oberer und unterer Kolbenlage zu erzielen.. Wird mit an sich bekannten Verfahren der Druckausgleich mit hydraulischen TTerstellorganen geregelt _f die durch den Druckunterschied zwischen Druck-9 0 9 8 4 1/10 8 5

und Saugseite aktiviert worden? kann der Druckausgleich annähernd korrekt werö.en_o ^:

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die •-Zeichnung _P die schematisch zwei Auaführungabieispiele von Pumpen nach der Erfindung, teilweise in Axial- ~sohnitten_f zeigt _{. näher erklärt; _;

In der? Zeichnung zeigt:

Figo 1 die Hauptelemente einer Pumpe hei maximaler Förderung, .

Pigο 2 eine ähnliche Pumpe in Nullagey um 90° gedreht und

Figo 3* 4_t 5 und 6 die Steuerschlitze iii der Steuerehensο · -

]?ig₃ 1 zeigt die um die Achse 3 drehbare Zylindertrommel 1 mit axialen Bohrungen 2„ die in ungerader Zahl konzentrisch zur Achse 3 angebracht sindo Die Kolben 4j die am oberen Ende aue der Zylindertrommel herausragen, liegen an einer Taumelscheibe $■ an, die in einem Schwenklager 8 ruht und mit einem Hebel 7 um die im wesentlichen in der den Solben 4 zugewandten Anlagefläche der Taumelscheibe liegenden Achse 6 schwenkbar ist_o

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Das Schwenklager 8 kann mit einem Hebel 10 am eine Achse 9 senkrecht zur Achse 6 in einem Dackelteil geschwenkt werden_s Die untere fläche der Zylindertrommel 1 lisgt an einer TTerteilerecheibe 1> ties Purapengehäuses 12 an_P die mit zwei aur Rotationsachse 5 konzentrischen bogenförmigen Schlitzen 14 und 15 versahen sind, die mit den Druck- iand> Saug— leitungen der Pumpe verbunden und symmetrisch su einer Achse 16 in der Steuerebene angebracht sind-,

In der in Pig«, 1 gezeigten Stellung ist die Pumpenförderung maximal, die Pumpe jedoch ohne Belastung;, Die Zylindertrommel 1 rotiert in Pfeilrichtung., Ss findet kein Druckausgleich statt und die Projektion der Linie mit größter IT«igung der laumelscheiba 3 fällt mit der Achse 17

Wird jetzt die Pumpe belastet und der Hebel 10 in an sich bekannter Weise, sei es diirch eine hydraulische Steuervorrichtung, um einen Winkel J3 nach oben in die Stellung 6' gedreht_P entspricht die Projektion der linie von größter Neigung- der 3?aumelecheibe nunmehr der Linie 18. DaB dargestellte Beispiel zeigt, dad die resultierende Kolbanbewegungen •in den Zylindern bei oberer und unterer {üo-täjage (sofern hier und nachfolgend von den Querschnitten der Zylindermündungen abgesehen wird) gleich groß sind und die gleiche Länge χ haben, so dad die KoI-benbewegungen innerhalb der gestrichelten Bereiche ausgeglichen sind* 909841/108 5

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Burcli Abstimmen des ¥inkels S,- des Druckbereichea _f der EolbenabBies8ungen_r der schädlichen Räume,, sowie der Kompressibilität der verwendeten Pltissigkeit kann ein sehr befriedigender mittlerer Druckausgleich, ersielt vierdeiio Dies ißt besonders dadurch möglich., daß "bei di.eseri Pumpentypen der Unterschied der schädlichen Bäume bei oberer und unterer Xotlage durch Verwendung von Hohlkolben -relativ klein gehalten werden

Einen besseren Druckausgleich mit teilweiseriCompensatioii für miterachiedlieli große schädliche Räume in oberer und unterer Satxru&fctlage seigt S¹Ig₀ 4? nacb. der die Schlitse syrametrisch aur Achse 16_f jedoch in verBchiedener länge, ausgebildet sind, so daß die Enden des Schlitzes 14 z« B. näher der Achse 17 als die des Schlitses 15 liegen. Entspricht die Projektion der Linie mit größter Ueigung der SDaumelscheifce der Xinie 19 _? hängen die wirksamen Eolbenwege um die Sotpnntetlagen herum τοη den Abständen >:^ "bzw» y-^ ab_? sofern wiederum -berücksichtigt wird« daß die resultierenden Kolben.bex-iegungen in den Zylindern beim Passieren der, gestrichelten Bereiche gleich O sind. Es ist ersichtlich_ε daß der Quotient x-, /y^ mit abnehmendem Winkel 9^ ansteigt _f imd zwar um so raehr_r je größer die Neigungc£ ist,.

Eine andere Gestaltung der Schiit sie aeigt 3?i.g_o 6_S in der zwei gleichlange Schlitse syraifletrisch zux Achse angebracht aind,. Die Abstände x,V y^ swischen den Schlitzen sind dabei verschieden groß_c, Diese Ausführung

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ist besondere brauchbar, wenn die Pumpe als Motor benutzt wird, weil dieselbe Wirkung bei wechselnden Drehrichtungen beibehalten wird.

Ein Druckausgleich bei allen normalen Arbeitsverhältnissen, d. ho in beiden Drehrichtungen sowie- bei Fördermengen von + Maximum über O bis - Maximum, kann d&durch erfolg3n_P daß man die Verteilerscheibe mit gleich großen,, symmetrisch zu den Achsen 16 und 17 angeordneten Schlitzen parallel zur Achse 16 verschiebbar macht_f wie es Fig. und Figo 5 aeigen. Hier entsprechen bei ^iner Verschiebung a die Projektionen der Linie mit größter Neigung und die hierdurch bedingten wirksamen Kolbenkreiswege der linie 20 bzw« den Abständen X₂ ^un<* ^v 2"

Wenn die genannte Verschiebung beispieleweise von der Vorichtung,, die auch den Hebel 10 betätigt, hydraulisch gesteuert wird_? kann nach geeigneter Wahl der Purapenkonstante ein annähernd korrekter Druckausgleich erzielt werden, und zwar unabhängig von Drehsinn und Pörderr ichtung c,

Da die Winkel ß normalerweise nur ein Bruchteil des Winkels ⁰^ ist, kann man die Achsen 6* und 16 als annähernd parallel zu einander ansehen„

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Sie in der Zeichnung dargestellte Ausführungeform der Pumpen ist nur als Beispiel zu betrachten«. Die Drehung der beweglichen !eile könnte beispielsweise auch mit Achsenzapfen und -lagern geschehen.,

Da die Arbeitsweise eines Axialkolbenmotors im Prinzip dieselbe wie die einer Axialkolbenpumpe ist, ist die Erfindung;, wie in Verbindung mit Pig«, 4 erläutert, auch für Motoren verwendbar,»

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Claims (1)

1. ■19H369 - ίο -

   Patentansprüche

   o) Hydraulische Pumpe oder Motor mit einer von der Pumpanwelle angetriebenen Zylindertrommel., welche eine Anzahl von kreisbogenförmig uir. die Rotationsachse angeordneten Zylinderbohrungen entbUlt deren. Kolben am einen Ende der Zylindertrommel herausragen und bei der Rotation durch Beaufschlagung von einer Taumelscheibe, deren veränderbare Neigung

   die Fördermenge bestimmt, eine Hin- und Herbewegung ausführen und mit einer am anderen

   Ende der Zylindertrommel anliegende.! Verteilerscheibe mit zwei kreisbogenförmigen Schlitzen, die die Mündungen der Pumpenzylinder der Reihe nach mit der Druck- und Saugleitimg verbinden, dadurch, gekennzeichnet, daß die (Taumelscheibe (5) eine .zweite und eventuell auch eine dritte Neigungs-Einstellmöglich- - keit gegenüber der Zylindertrommel (1) besitzt_β

   2. Hydraulische Pumpe oder Motor nach Anspruch i_f dadurch gekennzeichnet, daS die Taumelscheibe (5)-um awei au einander im wesentlichen senkrechte Achsen (6y 9) j die in der Nullage senkrecht ssur Rotationsachse (.3) stehen» drehbar angebracht ist.- wobei die eine Achse (6) parallel oder annähernd parallel zur Symmetrieachse (16) durch die Mittelpunkte der kreisbogenförmigen Schlitze (14₉ 15) verläuft,

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   19H369

   Hydraulische Pumpe oder Motor nach Anciprubh I₉ daäxirch gelcemiseiehnetp deß die Εν/ei kreisbogenf örmigen Schlitze (X4_f 15) konzentrisch ixn& symmetrisch 2512 einer Achse (16) durch ihre Mittelpunkte verlau±"en_P aber verschiedene Längen haben*

   ο Hydraulische Pumpe oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die zwei kreisbogenförmigen Sehlitse konzentrisch, gleichlang und symmetrisch au einer Achse durch ihre Swi-schenräurae sind, die verschiedene Longen haben* ·

   t Hydraulische Pumpe oder Motor nach Anspruch l_r dadurch gelcennseichnet, daß die Verteilerscheibe (13) annähernd parallel sur Verbindungslinie der Mittelpunkte der kreisbogenförmigen Schlitze (14* 15) verschiebbar ist»

   6., Hydraulische Pumpe oderiMotor nach Anspru-ch l_p dadurch gekennsäeichnet« daß die Verteilerscheibe (13) um eine parallel Eur Rotationsachse :(3) der Zylindertrommel (1) verlaufende Achse drehbar angeordnet ist ο

   . Hydraulische Pumpe oder Motor nach Anspruch 1 bis 6. dadurch ge&ennse.Lehnet,- daß die drehbaren und verschiebbaren Seile in an sich bekannter Weise mit manuellen oder automatischen Bedienungsraitteln verbunden Bind..,

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   S-. üyaxcaiXlBcha Pumpe oder Motor nach Anspruch. 7_? dadurch gekennzeichnet, daß die autoaat.iis.chen 'Beö.'uvxünßBultiel in an sich "bekannter Weise durch den .?öx'derc?rut;ic der Pumpe gesteuert werden-

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