DE1958872A1 - Kompensationseinrichtung fuer hydrostatische Kolbenpumpen oder -motore - Google Patents

Description

Karl-Marx-Stadt

Kompensationseinrichtung für hydrostatische Kolbenpumpen oder -motore

Die Erfindung betrifft eine

Kompenaationaeinrichtung für hydrostatische Kolbenpumpen oder -motore mit umlaufendem Zylinderkörper, der an einer mit nierenförmigen Steueröffnungen veraehenen Steuerfläche anliegt und eine hydrauliach beaufschlagte Kolbenfläche die Anlage von Zylinderkörper und Steuerfläche gewährleistet.

Hydrostatische KoIbenmaschinen, insbesondere in Axialkolbenbauart, können zum wesentlichen Verbessern der Selbstansaugfähigkeit durch Absenken der Strömungswiderstände mit extrem breiten Steuerachlitzen im Zylinderkörper ausgerüstet werden und infolge dessen keine Überschußkräfte zum Anliegen des Zylinderkörpers (Rotor) am Steuerspiegel mehr besitzen. Der durch die breiten Schlitze bedingten abhebenden Kraft wird durch dieae bekannten Andrückeinrichtungen eine um wenige Prozent höhere Anpreßkraft entgegengesetzt; die abhebende Kraft wird also proportional dem Betriebadruck und abhängig von der Druckseite kompensiert, woraus sich die Bezeichnung Kompenaationaeinrichtung ableitet.

Es sind Andrückeinrichtungen bekannt, die zur Erzeugung von kleinen Leckageströmen am Steuerspiegel eine betriebsdruckabhängige Andrückung des Zylinders an die Steuerfläche bewirken und mit vollem Betriebadruck oder mit fremden ölatrömen beaufschlagt werden. Meist bedienen sich diese Einrichtungen zweier Rückschlagventile, um jeweils den unter dem höchsten Druck stehenden Kanal mit dem Zylinder der Andrückeinrichtung zu verbinden. Past ausschließlich ,sind zusätzlich Federn angeordnet zur Erzeugung einer Andruckkraft vom Zylinderkörper an den Steuerspiegel, um in der drucklosen Betriebephase ein dichtes Anliegen der Steuerteile zu erreichen»

Ea sind weiterhin Andrückeinrichtungen bekannt, die mit Hubbegrenzungaeinriehtungen versehen sind, um einen Maximaldichtspalt am Steuerapiegel nicht zu überachreiten und ein "Abheben" mit erhöhtem Leckageanfall zu verhindern,

Deaweiteren aind Andrückeinrichtungen bekannt, die mit zwei größengleichen Druckflächen zwei Druckräume bilden, von denen einer mit dem Hochdruckteil, der andere mit dem Niederdruckteil Verbindung aufweiat und ohne Rückachlag-' ventile arbeitet. Auch hier wird mit dem vollen Betriebadruck kompensiert·

Außerdem aind noch Andrückeinrichtungen bekannt, die außerhalb oder am Außenumfang dea Zylinderkörpera angeordnet aind und ebenfalla zur Verbeaaerung dea Wirkungagradea durch Abaenken der Spaltverluate (Leckage) am Steuerapiegel dienen?

Dieae bekannten Kompenaationaeinrichtungen arbeiten mit dem vollen hydrauliachen Betriebadruck. Zur Gewährleiatung wechselnder Drehrichtung weiaen die bekannten Einrichtungen fast ausnahmslos Rückschlagventile auf« Die Erzielung der Kompensation durch den vollen Betriebsdruck bringt Dicht-Probleme mit s^ch, die sowohl techniacb. "ils auch ökonomisch nicht befriedigend lösbar aind.

Mit hydrostatischen Lagern versehene Kompensationseinrichtungen gewährleisten durch den teilweise sehr hohen Betriebsdruck nicht die optimale Dimensionierung der Gleitflächen. Ss entstehen dadurch sehr schmale Dichtatege, die ζ·Β· durch geringste Verunreinigungen beschädigt werden und somit die dem Betriebsdruck proportionale Tragkraft in zunehmendem Maße einbüßen.

Aufgabe der Erfindung ist ea, für eine hydroatatiache Kolbenmaschine eine Einrichtung zur Kompensation der Abhebekraft des Zylinderkörpers gegenüber der Steuerfläche zu achaffen,welche ventillos gesteuert wird und den Zylinderkörper mittels geringer Anpreßkräfte an die Steuerfläche drückt, wobei die Steueröffnungen in der Steuerfläche nierenformig ausgebildet sind und durch eine extreme Breite

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besonders gute Strömungsverhältniase im feststehenden und umlaufenden Teil gewährleisten»

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich einea Dichtsteges zwischen Zylinderkörper und Steuerspiegel, jedoch getrennt von den Steueröffnungen, eine Hut angeordnet ist, die Verbindung zu der für Kompensationszweoke vorhandenen wirksamen Kolbenfläche aufweist. Dieae Hut ist ringförmig und endlos ausgebildet und ihr Teilkreis kleiner oder größer als der Teilkreis der Steueröffnungen· Gemäß einer weiteren Ausführung ist der Steuerspiegel mit zwei dieser Hüten versehen« Auch ist es möglich zwei Hüten auf einem gemeinsamen oder auf mehreren separaten Teilkreisen anzuordnen·

nachfolgend ist der Brfindungsgegenatand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es 'zeigen:

Fig. 1t einen Längsschnitt eines Axialkolbengerätes mit

Kompensationseinrichtung im Steuerkopf, Fig· 2s einen Längsschitt eines Axialkolbengerätes mit

!Compensationseinrichtung im Zylinderkörper, Fig. 3: eine Ansicht des Steuerspiegels mit innenliegender

endloser Hut für Druckölentnahme, Fig· 4ί eine Schnittdarstellung des Steuerspiegels gemäß

A-A mit angedeutetem Druckfeldaufbau, Fig. 5: einen Steuerspiegel mit unterbrochener Nut für

Druckölentnahme,
Fig· 6: einen Steuerspiegel mit svei endlosen Hüten.

In Fig. 1 ist' eine hydrostatische Axialkolbenpumpe mit umlaufendem Zylinderkörper 1 zur Aufnahme mehrerer achsparalleler Kolben 2 dargestellt. Die den Zylinderkörper 1 tragende Triebwelle 3 ist beiderseits im Pumpengehäuse. gelagert. Ein Steuerkopf 4, als Teil des Pumpengehäuses, nimmt mit der Saug- oder Druckseite verbundene Kanäle 5; 6 auf. Ia Zylinderkörper 1 vorgesehene achsparallele Bohrungen dienen der Aufnahme der Kolben 2.
Der Steuerkopf 4 besitzt einen Steuerspiegel 8 mit nieren-

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förmigen Steueröffnungen 9} 10, an die sich ringförmige Dichtstege 11 und 12 nach außen und innen anschließen. Im Bereich eines Dichtstegea z.B. 12 ist gemäß Pig· 3 eine feststehende oder gemäß Pig· 2 umlaufende endlose Nut 15 angeordnet, von welcher über Bohrungen 14 Verbindung zu einem Hingraum 15 der Kompenaationaeinrichtung besteht» Der Ringraum 15 wird begrenzt durch einen auf der Triebwelle 3 axial beweglich angeordneten Ringkolben 16, aufweisend eine wirksame Kolbenfläche 16', der sich an einem Widerlager 17 der Triebwelle3 abstützt. Es ist möglich, zwischen dem Ringkolben 16 und dornwiderlager 17 ein hydrostatisches Lager aufzubauen· Im Ringraum 15 ist eine mechanische Feder angeordnet, welche eine Andrückung des Zylinderkörpers 1 in der drucklosen Betriebsphase gewährleistet.

Die Nut 13 aowie der Ringkolben 16 können sowohl im Steuerkopf 4 als auch im Zylinderkörper 1 (Pig. 2) angeordnet sein, wobei die gemachten Ausführungen für beide Varianten zutreffend sind.

Gemäß Fig. 3 ist die Nut 13 endlos ausgeführt und innerhalb der Steueröffnungen 9; 10 auf dem Dichtsteg 12 angeordnet. Es ist auch möglich die Hut 13 zu unterteilen in ' zwei separate Nuten 13' und 13''t oder diese Nut 13 außerhalb der Steueröffnungen 9; 10, d.h. auf einem größeren Teilkreis, auf dem Dichtsteg 11 anzuordnen (Pig. 6).

Bei Aufteilung in Nuten 13'j 13" besteht die Möglichkeit je eine Verbindungsleitung 19; 20 zu einer nicht dargestellten Kompensationseinrichtung zu führen, welche mit zwei separaten Kompenaationsflachen versehen ist. Dies ist auch möglich durch gleichzeitige Anordnung Je einer inneren und einer äußeren Nut 13 gemäß Fig. 6. Bei Vorhandensein von zwei Kompensationsflächen ist über die Verbindungsieitung 19; 20 eine Fläche mit der Hochdruckseite und die zweite Fläche mit der Niederdruckseite der Pumpe verbunden. Natürlich besteht auch bei Anordnung der Nuten gemäß Pig* 6 die Möglichkeit der Beaufschlagung nur einer Kompensationsfläche*

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Die zentriache Übertragung der vom Betriebadruck abhängigen Kompensationskraft auf den Steuerapiegel 8 erfolgt durch Druckbeaufachlagung der wirksamen Kolbenfläche 16', wodurch auf Grund der Abatützung dea Ringkolbens 16 auf der Triebwelle 3 eine Verschiebung des Zylinderkörpers 1 gegen den Steuerkopf 4 erfolgt.

Das für die Kompensation erforderliche Drucköl wird der Nut 13 durch den vorhandenen Drosselspalt des Dichtsteges 12 von den mit der Druckseite verbundenen Steueröffnungen

9 oder 10 zugeführt. Die Lage der Nut 13 bestimmt dabei daa Druckverhältnia zum vollen Arbeitsdruck in den Steueröffnungen 91 10. Je näher die Nut 13 an der Steueröffnung

10 liegt, um so geringer ist der Druckunterschied undjumgekehrt. Die Lage dieser Nut 13» sowie die Dimensionierung der wirksamen Fläche des Ringkolbena 16 sind so aufeinander abgestimmt, daß in der Nut 13 nur ein Bruchteil des Arbeitsdruckes wirksam wird.

Bei Verwendung hydrostatischer Lager zwischen Ringkolben und Widerlager 17, macht sich ein minimaler Druck für die Kompensation besonders vorteilhaft bemerkbar. Einmal werden die Leckverluste, die durch das hydrostatische Lager entstehen, stark reduziert, zum anderen ergeben sich auf Grund geringer Drücke für die Dimenaionierung des Ringkolbens 16 erst praktisch ausführbare Abmessungen«

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Claims (1)

1. Patentansprüche;

   Kompenaationaeinrichtung für hydroatatiache Kolbenpumpen und -motore mit umlaufendem Zylinderkörper, der an einer mit nierenförmigen Steueröffnungen versehenen Steuerfläche anliegt und eine hydraulisch beaufschlagte Kolbenfläche die Anlage von Zylinderkörper und Steuerfläche gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich eines Dichtsteges (11) und/oder eines Dichtsteges (12) zwischen Zylinderkörper (1) und Steuerapiegel (8), jedoch getrennt von den Steueröffnungen (9; 10), eine Nut (13) angeordnet iat, die Verbindung zu der für Kompenaationsswecke vorhandenen wirkaamen Kolbenfläche (16!) aufweist.

   2# Kompenaationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (13) ringförmig und endlos ausgebildet und ihr Teilkreis kleiner oder größer als der Teilkreis'der Steueröfinungen (9; 10) ist.

   3· Kompensationseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerspiegel (8) mit zwei Nuten (13) versehen ist.

   4· Koaipeiigationaeinrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Nuten (13) auf einem oder auf mehreren Teilkreisen liegen·

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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