DE1928763B2 - Druckausgleichsanordnung für eine Steuerwelle eines Radialkammeraggregates - Google Patents
Druckausgleichsanordnung für eine Steuerwelle eines RadialkammeraggregatesInfo
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
Die Erfindung betrifft eine Druckausgleichsanordnung für eine Steuerwelle eines Radialkammeraggregats
mit mehreren axial hintereinanderliegenden, mit gleichem Druck beaufschlagten Arbeitskammergruppen
von Rotationskolbenmaschinen, wobei die Steuerwelle axial verlaufende Zu- und Abführkanäle für
das Arbeitsmittel und an ihrem Umfang angeordnete, mit den Arbeitskammer-Einlaßöffnungen bzw. -Auslaßöffnungen
zusammenwirkende Steuermündungen aufweist und wenigstens eine diesen Steuermündungen
gegenüberliegend axial versetzt und mit einer Steuermündung über zumindest einen Kanal verbundene,
als Druckausgleichsfeld wirkende Ausnehmung vorgesehen ist.
Eine derartige Druckausgleichsanordnung für eine Steuerwelle eines Radialkammeraggregats ist in der
deutschen Offenlegungsschrift 1 901 757 vorgeschlagen.
Bei einer derartigen Druckausgleichsanordnung sind mindestens zwei Hochdrucksteuermündungen
nötig und folglich mindestens zwei Paare von Druckausgleichsfeldern, so daß in solchen Aggregaten mindestens
zwölf Leckageströme in axialer Richtung im zylindrischen Steuerspalt zwischen Rotor und Steuerwelle
entstehen. Obwohl die Leckage bei der vorgeschlagenen Anordnung infolge von mit gleichem
Druck beaufschlagbaren Kammern vermindert ist, trägt sie noch immer zu einer unerwünschter. Wirkungsgradverringerung
be». Darüber hinaus ist die Gefahr einer Durchbiegung der Steuerwelle infolge
der axial relativ weit voneinander entfernten Druckauigleichsfeldern
gegeben.
Eine Druckausgleichsanordnung, bei der für jede Steuermündung zwei gegenüberliegend angeordnete
Ausgleichsfelder vorgesehen sind, ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 403 789 bekannt. Diese
ίο Anordnung weist demgemäß die bereits erläuterten
Nachteile hinsichtlich der auftretenden Leckageströme und der damit verbundenen Wirkungsgradverschlechterung
auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckaus-
gleichsanordnung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß durch einfache Maßnahmen die
Leckageströme und damit die Verluste verringert und der Wirkungsgrad des Radialkammeraggregais erhöht
wird, wobei gleichzeitig der hydrostatische Druckaus-
gleich an der schwimmenden Steuerwelle voll aufrechterhalten bleiben soll.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeweils nur zwei axial hintereinanderliegende
Arbeitskammergruppen mit gleichem Druck
beaufschlagt werden und wenigstens eine Ausnehmung, die als Druckausgleichsfeld für mindestens eine
gegenüberliegende, axial versetzte Steuermündung wirkt, zwischen den Steuermündungen in der Steuerwelle
angeordnet ist.
Durch die paarweise Zusammenfassung von Arbeitskammergruppen und die Zuordnung jeweils eines
speziell angeordneten Druckausgleichsfeldes zu einem Steuermündungspaar wird nicht nur ein einfacherer
Aufbau und eine beträchtliche Verringerung der Leckageverluste, sondern gleichzeitig erreicht,
daß sich die Steuerwelle im Vergleich zu bekannten Anordnungen wenigstens durchbiegt, da die bisher
üblichen, axial relativ weit voneinander entfernten Druckausgleichsfelder pro Steuermündung nicht
mehr vorhanden sind. Dies trägt auch zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei, da die Steuerwelle stets mit
sehr enger Passung in der Rotorbohrung schwimmen muß und jegliches Durchbiegen der Steuerwelle zur
Verklemmung führen kann.
Vorzugsweise ist das Druckausgleichsfeld einem Steuermündungspaar gemeinsam zugeordnet und mit
diesem verbunden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß jeder Steuermündung
des Steuermündungspaares wenigstens ein Druckausgleichsfeld gegenüberliegend axial versetzt
zugeordnet ist.
Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
eines Radialkammeraggregats mit schwimmender Steuerwelle,
F i g. 2 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie
H-II in Fig. 1 und
Fi g. 3 die Steuerwelle gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
mit Druckausgleichsfeldern zwischen den Steuermündungen.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 31 der Rotor eines tnehrgruppigen Radialkammeraggregats bezeichnet.
Axial voneinander distanziert befinden sich im Rotor 31 die sich radial periodisch beim Rotorumlauf
vergrößernden und verkleinernden, die eigentli-
chen Arbeitskammern darstellenden Radialkammern, die ζ. B. Radialzylinder oder Kolbenschieberschlitze
sein können. Alle in einem Querschnitt liegenden, über den Umfang verteilten Kammern werden als eine
Kammergruppe bezeichnet.
Diese aus jeweils mehreren Radialkammern gebildeten Arbeitskammergruppen sind durch die Kammern
7, 8 in Fig. 1 prinzipiell dargestellt. Von ihnen aus gehen die Rotorkanäle 24 radial einwärts und
münden in die Rotorzentralbohrung, in die der Steuerteil der betreffenden Steuerwelle 1 eingepaßt ist.
Diese Einpassung erfolgt dergestalt, daß der Rotor relativ zur Steuerwelle umlaufen kann, aber zwischen
der SteuerwellenauPenfläche und der Rotorbohrungsinnenfläche eine enge, weitgehend dichtende
Passung vorhanden ist. Die radiale Durchmesserdifferenz der Rotorbohrungsinnenfläche und der Steuerwellenaußenfläche
beträgt etwa 0,0002 bis 0,0016 des Steuerwellendurchmessers bei guten Hochdruckaggregaten.
Es ist bekannt, die Steuerwelle in einem kardanischen Ring 13 mittels Kardanbolzen 10 so aufzuhängen,
daß sie radial und auch sphärisch beweglich, aber gegen Drehung um ihre Achse gesichert ist. Dadurch
kann die Steuerwelle Rotorrundlauffehlern folgen, ohne daß ein Heißlaufen in der Rotorbohrung erfolgt.
Die Abdichtungen 22 zwischen Arbeitsmittelanschlüssen und der Steuerwelle sind für diesen Zweck
ebenfalls radial beweglich. Durch den Anschluß 20 fließt Arbeitsmittel durch den Steuerwellcnkanal 9
und durch Steuermündungen 3 oder 4 und durch die betreffenden Rotorkanäle 24 in die Arbeitskammern
7,8, und zwar bei deren Vergrößerung, und das Arbeitsmittel strömt aus den betreffenden Arbeitskammern bei deren Verkleinerung, und zwar über die
Steuerwellenkanäle 10 und den Anschluß 21 wieder aus dem Aggregat heraus. Die Richtung der Arbeitsmittelströmung
kann auch umgekehrt sein.
Bei bisher bekannten Anordnungen herrschte zwischen den benachbarten Steuermündungen 3 und 4
der gleiche Druck wie in diesen Steuermündungen. Dadurch wurde eine hohe radiale Kraft von den in
den Steuermündungen herrschenden Drücken her auf die Steuerwelle 1 ausgeübt, welche zum einen die
Steuerwelle in Radialrichtung gegen die Rotorbohrungswand preßte oder zum anderen die Steuerwelle
zwischen den äußeren Arbeitsmitteldruckausgleichsmündungen radial etwas durchbog, so daß die Achse
der Steuerwelle keine Gerade mehr war. Bei einer Achsdurchbiegung um einige Tausendstel Millimeter
tritt jedoch bereits ein Klemmen der Steuerweile in der Rotorbohrung auf, wi lurch das Aggregat völlig
unbrauchbar wird.
Nach der Erfindung wird nun durch die mittleren Druckausgleichsfelder, die diametral zu den Steuermündungen
und zwischen Steuermündungspaaren liegen, eine radial entgegengesetzte Kraft aufgebaut,
so daß die bisherige einseitige Beaufschlagung der Steuerweile ausgeglichen werden und ein Durchbiegen
der Steuerwelle nicht mehr auftreten kann. Auf diese Weise wird das Radialkammeraggregat besonders
betriebssicher.
Den Rotorkanälen 24 des mehrgruppigen Radialkammeraggregiats
nach den Fig. 1 und 2 ist das ihnen gemeinsame Druckausgleichsfeld 5 zugeordnet, das
ihnen diametn 1 gegenüberliegt und sich zwischen ihnen befindet. Die strömungsmittelmäßige Verbindung
erfolgt über Verbindungen 17, 18. In entsprechender Weise ist im gleichen Aggregat dem Steuermündungspaar
3, 4 das ihnen gemeinsame Druckausgleichsfeld 6 zugeordnet, das sich zwischen ihnen und diametral
gegenüber befindet. Die druckmittelmäßige
Verbindung erfolgt über Bohrungen 15, 16.
Die Druckausgleichsfelder 5 und 6 sind derart bemessen, daß durch sie die Kräfte aus den Steuermündungen
und dem Arbeitsmittelfilm in ihrer Umgebung radial ausgeglichen werden, da diese Kräfte gleich
ic groß, aber entgegengesetzt gerichtet sind. Jegliche
weiteren Druckausgleichsfelder werden damit überflüssig und somit eingespart. Die strömungsmittelmäßigen
Verbindungen können durch die Steuerwelle oder durch deren Oberfläche gelegt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist die Gesamtzahl der Leckageströme auf sechs beschränkt,
was einen wesentlichen Vorteil zu bekannten Anordnungen darstellt.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 stellt die für mehrgrup;. ige Radialkammeraggregate
mit gleichen Drucken in den verschiedenen Arbeitskammergruppen einfachste, sicherste und wirkungsgradmäßig
günstigste Ausführungsform dar.
Die Ausführungsform nachFig. 3 ist jedoch ebenda
falls im Hinblick auf den zu erzielenden Wirkungsgrad als sehr günstig zu bezeichnen und arbeitet mit äußerst
geringer Leckagemenge.
Im oberen und unteren Teil dieser Fig. 3 sind verschiedene
Ausführungsformen dargestellt.
Im oberen Teil ist jeder Steuermündung ein zwischen dem Steuermündungspaar und diametral gegenüberliegend
angeordnetes Druckausgleichsfeld vorgesehen. Der Steuermündung 233 ist ein Druckausgleichsfeld
253 zugeordnet und durch den Kana^
257 mit ihm verbunden. Der Steuermündung 234 ist das Druckausgleichsfeld 254 zugeordnet und durch
den Kanal 260 mit ihm verbunden. Durch den Steg zwischen den Druckausgleichsfeldern 253 und 254
bleiben diese und damit die verschiedenen Arbeitsmittel-Druckströme
voneinander getrennt.
Im unteren Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der
Steuermündung 243 das Druckausgleichsfeld diametral gegenüberliegend angeordnet, und es befindet
sich zwischen den Steuermündungen 243 und 244.
Der Steuermündung 244 sind die Druckausglcichsfelder 255 und 256 zugeordnet, und zwar je eines diesseits
und jenseits des Druckausgleichsfeldes 251 und diametral gegenüber den Steuermündungen 243 und
244 und zwischen diesen. Die Druckausgleichsfelder 255 und 256 sind entsprechend schmal gehalten, während
das Druckausgleichsfeld 251 entsprechend weit ausgebildet ist. Die Verbindungen erfolgen wie folgt:
Kanal 258 verbindet Steuermündung 243 mit Druckausgleichsfeld 251; Kanal 260 verbindet Steuermün-
dung 234 mit Druckausgleichsfeld 254; Kanal 257
verb::.dct Steuermündung 233 mit Druckausglcichsfeld
253, und die Kanäle 259 und 261 verbinden die Steuermündungen 244 mit den Druckausgleichsfeldern
255 und 256.
Die mittleren Druckausgleichsfelder, die zwischen den Steuermündungspaaren und diametral gegenüberliegend
angeordnet sind, müssen so breit ausgebildet sein, daß sie und ihre unmittelbare, noch vom
Arbeitsmittel beaufschlagte Umgebung den radialen Druckausgleich gegenüber dem zugeordneten Steuermündungspaar
voll aufrechterhalten können. Das Aggregat arbeitet dann völlig zuverlässig, rationell
und ist für hohe Arbeitsmitteldrucke geeignet.
Die vom Arbeitsmittelfilm zwischen Rotor und Steuerwelle herrührenden Kräfte müssen bei Bemessung
der Steuermündungen und der ihnen zugeordneten Druckausgleichsfelder berücksichtigt werden. Das
einem Steuermündungspaar zugeordnete Druckausgleichsfeld ist gegebenenfalls weiter zu bemessen als
jede der Steuermündungen. Dies gilt insbesondere für die Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2. Diese
Ausführungsform zeichnet sich vor allem dadurch aus daß ihr Leckagestrom so gering ist wie bei einem sons
gleich bemessenen und ausgeführten eingruppiger Radialkammeraggregat. Das mehrgruppige Aggrega
nach der Erfindung hat demgemäß bei gleichem Lek kageverlust etwa die doppelte Leistung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Druckausgleichsanordnung für eine Steuerwelle eines Radialkammeraggregats mit mehreren
axial hintereinanderliegenden, mit gleichem Druck beaufschlagten Arbeitskammergruppen
von Rotationskolbenmaschinen, wobei die Steuerwelle axial verlaufende Zu- und Abführungskanäle
für das Arbeitsmittel und an ihrem Umfang angeordnete, mit den Arbeitskammer-Einlaßöffnungen
bzw. -Auslaßöffnungen zusammenwirkende Steuermündungen gegenüberliegend axial versetzt und mit einer Steuermündung über zumindest
einen Kanal verbundene, als Druckausgleichsfeld wirkende Ausnehmung vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur
zwei axial liintereinanderliegende Arbeitskammergruppen
(7, 8) mit gleichem Druck beaufschlagt werden und wenigstens eine Ausnehmung (5), die als Druckausgleichsfeld für mindestens
eine gegenüberliegende, axial versetzte Steuermündung wirkt, zwischen den Steuermündungen
(3, 4) in der Steuerwelle (i) angeordnet ist.
2. Druckausgleichsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Druckausgleichsfeld (5 oder 6) einem Steuermündungspaar (J, 4) gemeinsam zugeordnet und mit
diesem verbunden ist.
3. Druckausgleichsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Steuermündung (243, 244, 233, 234) des Steuermündungspaares wenigstens ein Druckausgleichsfeld (253, 254, 251, 255 oder 256) gegenüberliegend
axial versetzt zugeordnet ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19691928763 DE1928763C3 (de) | 1969-06-06 | 1969-06-06 | Druckausgleichs anordnung für eine Steuerwelle eines Radialkammeraggregates |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19691928763 DE1928763C3 (de) | 1969-06-06 | 1969-06-06 | Druckausgleichs anordnung für eine Steuerwelle eines Radialkammeraggregates |
Publications (3)
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DE1928763A1 DE1928763A1 (de) | 1970-12-17 |
DE1928763B2 true DE1928763B2 (de) | 1973-12-20 |
DE1928763C3 DE1928763C3 (de) | 1974-07-18 |
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ID=5736220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19691928763 Expired DE1928763C3 (de) | 1969-06-06 | 1969-06-06 | Druckausgleichs anordnung für eine Steuerwelle eines Radialkammeraggregates |
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DE (1) | DE1928763C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2424284C2 (de) * | 1974-05-18 | 1986-02-20 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Radialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) |
US4034653A (en) * | 1975-02-03 | 1977-07-12 | Anderson Arthur F | Axial piston motor |
-
1969
- 1969-06-06 DE DE19691928763 patent/DE1928763C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1928763C3 (de) | 1974-07-18 |
DE1928763A1 (de) | 1970-12-17 |
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Legal Events
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