DE2057891A1

DE2057891A1 - Device for noise reduction in a slot-controlled hydrostatic piston pump

Info

Publication number: DE2057891A1
Application number: DE19702057891
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl-Ing Damm; Horst Dipl-Ing Siebert
Original assignee: ORRSTA HYDRAULIK VEB K
Current assignee: ORRSTA HYDRAULIK VEB K
Priority date: 1970-09-02
Filing date: 1970-11-25
Publication date: 1972-03-09

Description

Einrichtung zur Geräuschminderung bei einer schlitzgesteuerten hydrostatischen Kolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Geräuschminderung bei einer schlitzgesteuerten hydrostatischen Kolbenpumpe mit axial oder radial zur Wellenachse angeordneten Kolben.Device for noise reduction in a slot-controlled hydrostatic Piston pump The invention relates to a device for reducing noise in a Slot-controlled hydrostatic piston pump with axial or radial direction to the shaft axis arranged piston.

Bei Radial- und Axialkolbenmaschinen treten während der Umsteuerung wesentliche Druckaprünge auf. Diese bei dem in den Umsteuerbereichen stattfindenden Ubergang des Druckes in den einzelnen Zylindern vom Nieder- zwn Hochdruck bzw. umgekehrt auftretenden plötzlichen Druck -sprunge führen zu einer starken Geräuschentwicklung.With radial and axial piston machines occur during the reversal significant pressure changes. This takes place in the reversing areas Transfer of the pressure in the individual cylinders from low to high pressure or vice versa Sudden pressure jumps that occur lead to a strong noise development.

Es sind Einrichtungen zur Geräuschminderung bei hydrostatischen Kolbenmaschinen bekannt, bei denen in dz Überdeckungsstegen zwischen der Hoch- und der nieder -drucksteueröffnung des Steuer spiegeln eine bis Je drei Bohrungen angebracht sind, die über druckabhängig gesteuerte Drossel einrichtungen entweder divetral iit -einander oder mit der Roch- oder der Niederdrucksteueröffnung in Verbindung stehen.There are devices for noise reduction in hydrostatic piston engines known where in dz overlap webs between the high and low pressure control opening of the control mirror one to three holes are attached, which are pressure-dependent controlled throttle devices either divetral iit - one another or with the Roch- or the low pressure control port are in communication.

Durch diese Einrichtungen werden zwar Druckspitzen vermieden und ein flacherer Druckübergang von einem Druckbereich in den anderen bewirkt, der aber für die gewünschte Geräuschminderung noch zu steil ist, da der Drehwinkelbereich, in dem diese Bohrungen wirken, zu gering ist. Es wird deshalb keine durchgreifende Geräuschminderung erreicht. Außerdem sind damit im Verhältnis zur erreichten Geräuschminderung erhebliche Leistungs -verluste verbunden.Pressure peaks are avoided and a causes flatter pressure transition from one pressure area to the other, but which is still too steep for the desired noise reduction, since the angle of rotation range in which these holes act is too small. It will therefore not be a radical one Noise reduction achieved. In addition, they are in relation to the noise reduction achieved considerable loss of performance.

Zweck der Erfindung ist es, bei minimalen Leistungsverlusten eine Geräuschminderung bei schlitzgesteu -erten hydrostatischen Kolbenpumpen zu erreichen, die in allen bei deren Anwendung auftretenden 3etriebs -zuständen optimal ist.The purpose of the invention is to achieve a To achieve noise reduction in slot-controlled hydrostatic piston pumps, which is optimal in all operating states that occur when they are used.

Der Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, eine Einrichtung zur Geräuschminderung bei einer scblitzge -steuerten hydrostatischen Kolbenpumpe mit axial oder radial zur Wellenachse angeordneten Kolben und mit als Steuerelement wirkendem Steuerspiegel bzw. Mittelzapfen, auf dem in den Überdeckungsstegen zwischen der Nieder- und der Hochdrucksteueröffnung je zwei Bohrungen angeordnet sind, zweckentsprechend so ZU gestalten, daß der Druckübergang vom Nieder- zum Hochdruck bzw.The invention is based on the task of a device for noise reduction with a scblitzge -controlled hydrostatic piston pump with axial or radial Pistons arranged to the shaft axis and with a control plate acting as a control element or center pin on which in the overlap webs between the low and the High-pressure control port two bores are arranged, appropriately so TO design that the pressure transition from low to high pressure or

umgekehrt innerhalb der Überdeckungsbereich über einen möglichst großen Drehwinkelbereich nahezu linear er -folgt.conversely, within the coverage area over as large as possible Rotation angle range is almost linear.

Erfindungsgemäß wird diese Auf gabe dadurch gelöst, daß die zwei Bohrungen in jedem Überdeckungssteg jeweils über eine die Veränderung des Durchflußquerschnittes bzw.According to the invention this task is solved in that the two holes in each overlap web in each case via a change in the flow cross-section respectively.

Drosselwid.rstandes einer der Bohrungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern oder von Rand bewirkende Steuereinrichtung miteinander verbunden sind, so daß Fördermedium über vorlaufende Zylinderöffnungen aus der Hochdrucksteueröffnung des Steuerspiegels oder des Mittelszapfens zum Zylinderraun bzw. aus dem Zylinderraum zur Niederdruck -steueröffnung des Steuerspiegels oder des Mittelszapfens iließen kann, wobei die Überdeckungsstege vorzugsweise symmetrisch zur Totpunktachse angeordnet sind und die Umsteuerbereiche sich über etwa eine halbe Kolbenteilung erstrecken. Weiterhin kann die. erfindungsgemäße Einrichtung zur Geräuschminderung so gestaltet sein, daß, um die Umkehr der Förderrichtung zu ermöglichen, die der federbeaufschlagten Seite des Steuerschiebers der Steuereinrichtung gegenüberliegende Seite mit Hilfe zweier Rückschlagventile stets mit der Hochdrucksteueröffnung des Steuerspiegels oder des Mittelzapfens verbunden ist. Erfindungsgemäß sind außerdem zur Beeinflussung des mittleren Verstellmomentenverlaufes die Überdeckungsstege in oder entgegen der Dreihrichtung, in beiden Totlagenbereichen gleich oder unterschiedlich unsymmetrisch zur Totpunktachse angeordnet.Throttle resistance of one of the bores depending on the operating parameters or from the edge effecting control device are connected to each other, so that the conveying medium Via leading cylinder openings from the high pressure control opening of the control plate or the center pin to the cylinder chamber or from the cylinder chamber to the low pressure -Control opening of the control plate or the center pin can iließen, wherein the Cover webs are preferably arranged symmetrically to the dead center axis and the reversing areas extend over about half a piston pitch. Farther can the. device according to the invention for noise reduction be designed so that, in order to enable the reversal of the conveying direction, that of the spring-loaded Side of the control slide of the control device opposite Side always with the high pressure control port of the with the help of two check valves Control plate or the center pivot is connected. According to the invention are also the overlap webs to influence the mean adjustment torque curve in or against the direction of rotation, the same or different in both dead center areas arranged asymmetrically to the dead center axis.

Wenn die Umsteuervorgänge sich über eine Kolbenteilung erstrecken, ist eine maximale Geräuschminderung vorhanden. Dabei treten aber unvertretbar hohe Leistungsverluste auf. Dagegen wird mit einem Überdekkungswinkel von der Größe einer halben Kolbenteilung gemäß der Erfindung ein Optimum zwischen Geräuschminderung und Wirkungsgrad erreicht. Bei der unsymmetrischen Anordnung der Überdeckungsstege zur Totpunktachse gemäß der Erfindung bleibt das Geräuschaufkommen gegenüber einer symmetrischen Anordnung unverändert.If the reversal processes extend over a piston pitch, there is a maximum noise reduction. In doing so, however, there are unacceptably high levels Performance losses. In contrast, with an overlap angle of the size of a half piston division according to the invention an optimum between noise reduction and efficiency achieved. With the asymmetrical arrangement of the cover webs to the dead center axis according to the invention, the noise remains compared to a symmetrical arrangement unchanged.

Nachstehend soll die Erfindung am Beispiel einer Axialkolbenpumpe näher erläutert werten.The invention is described below using the example of an axial piston pump evaluate explained in more detail.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: den Axialschnitt einer Axialkolbenpumpe, Fig. 2: den Schnitt I - I nach Fig. 1, Fig. 3: den Schnitt II-II nach Fig. 1, Fig. 4: den Schnitt II-II nach Fig. 1 mit einen weiteren Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung, Fig. 5: die schematische Darstellung einer Einrichtung zur Geräuschminderung, bei der die Umkehr der Förderrichtung möglich ist.The accompanying drawings show: FIG. 1: the axial section of a Axial piston pump, Fig. 2: the section I - I according to Fig. 1, Fig. 3: the section II-II according to Fig. 1, Fig. 4: the section II-II according to Fig. 1 with a further embodiment the control device, FIG. 5: the schematic representation of a device for Noise reduction in which the direction of conveyance can be reversed.

Ein auf einer Welle 7 befestigter Zylinderkörper 1 nimmt die Kolben 3 auf, die sich über die Gleitschuhe 4 auf dem Schwenkkörper 5 abstützen. Bei der Rotation des Zylinderkörpers 1 führen die Kolben 3 eine oszilliegende Bewegung gegenüber dem Zylinderkörper 1 durch. Der Zylinderkörper 1 stützt sich auf dem in Fig. 2 dargestellten Steuerspiegel 6 des .Steuerkopfes 2 ab. Synchron zur Kolbenbewegung werden die Zy linderöffnungen entsprechend mit der Hochdrucksteueröffnung 8 bzw. NiederdruckstoueröSlnung 9 des Steuerspiegels 6 verbunden. Zwischen beiden Steueröffnungen findet der Druckübergang vom Nieder- zum Hochdruck bzw.A cylinder body 1 fastened on a shaft 7 takes the pistons 3, which extend over the sliding blocks 4 support on the swivel body 5. When the cylinder body 1 rotates, the pistons 3 perform an oscillating movement compared to the cylinder body 1 through. The cylinder body 1 is based on the in Fig. 2 shown control plate 6 of the .Steuerkopfes 2 from. Synchronous to the piston movement the cylinder openings are corresponding to the high pressure control opening 8 or NiederdruckstoueröSlnung 9 of the control mirror 6 connected. Between the two control openings the pressure transition from low to high pressure or

umgekehrt statt. Dieser Druckübergang soll nahezu linear im Drehwinkelbereich von etwa einer halben Kolben teilung erfolgen. Zur Erreichung dieses Druckveriauf es sind in den Überdeckungsstegen zwischen der Hochdrucksteueröffnung 8 und der Niederdrucksteueröffnung 9 die Bohrungen 10, 11 12 und 13 angeordnet. Die Bohrungen 12 und 13 sind über eine Bohrung 24 oder 29, in der ein Steuerschieber 25 oder 30 (Fig. 3 und 4) angeordnet ist, verbunden. Auf die gleiche Weise sind die Bohrungen 10 und 11 miteinander verbunden. Uber diese Bohrungen 10,11, 12 und 13 mit den dazugehörigen Steuereinrichtungen bestehen Verbindungen zwischen den Zylinderöffnungen der die Uberdeckungsstege überfahrenden Zylinder und der Nieder- bzw. Hochdrucksteueröffnung 9 bzw. 8, Die Lage der Bohrungen 10, 11, 12 und 13 und der Querschnitt der Steuereinrichtung wird aus dem Gleichgewicht der Volumenänderung im Zylinder während der Überdeckung mit dem Überdeckungswinkel #ü (vom Kolben verdrängtes Volumen, Volumenänderung durch Eompression, über die Steuereinrichtung fließendes Fördervolumen, über Dichtstege fließendes Fördervolumen) bei dem vorgegebenen nahezu linearen Druckverlauf bestimmt. Der erforderliche Durchflußwiderstand wird mit Hilfe des Steuerschiebers 25 (Fig. 3) bzw.vice versa instead. This pressure transition should be almost linear in the angle of rotation range be done by about half a piston division. To achieve this print run there are in the overlap webs between the high pressure control opening 8 and the Low pressure control opening 9, the bores 10, 11, 12 and 13 are arranged. The holes 12 and 13 are via a bore 24 or 29 in which a control slide 25 or 30 (Fig. 3 and 4) is arranged, connected. The holes are made in the same way 10 and 11 connected to each other. About these holes 10, 11, 12 and 13 with the associated Control devices exist connections between the cylinder openings of the Overlapping webs overriding cylinder and the low or high pressure control port 9 or 8, the position of the bores 10, 11, 12 and 13 and the cross section of the control device becomes from the equilibrium of the volume change in the cylinder during the overlap with the overlap angle # ü (volume displaced by the piston, volume change due to Compression, delivery volume flowing via the control device, via sealing webs flowing delivery volume) is determined at the predetermined almost linear pressure curve. The required flow resistance is set with the aid of the control slide 25 (Fig. 3) or

30 (Fig. 4) eingestellt, lin Bereich des inneren Totpunktes (ITP) findet der Druckübergang im Zylinder vom Hoch- zum Niederdruck statt. Die Zylinderöffnung 16 tritt aus der Hochsdrucksteueröffnung 8 aus, dabei bewegt sich der Kolben des Zylin -ders 16 zum inneren Totpunkt und führt einen Druck -hub aus. Gleichzeitig mit dem Abbrechen der Verbin -dung zwischen der Zylinderöffnung 16 und der Hoch -drucksteueröffnung 8 tritt mit einer erforderlichen Überschneidung die Zylinderöffnung 16 mit der Bohrung 12 in Verbindung. Aus dem Zylinder 16 fließt über die Bohrungen 12, 24 bzw. 29 und 13 und die vorlauf ende Zylinderöffnung 17 Fördermedium zur Niederdrucksteueröffnung 9 ab. Dadurch wird ein nahezu linearer Druckabfall erreicht. Dieser Vorgang ist beendet, wenn der Zylinderkörper 1 in der den Zylinderöffnungen 21, 22 und 23 entsprechenden Stellung steht, die sich aus dem Gleichgewicht; der Volumena-änderung im Zylinder bei vorgegebenem nahezu linearem Druckverlauf ergibt.30 (Fig. 4) set, lin area of the inner dead center (ITP) the pressure transition in the cylinder from high to low pressure takes place. the Cylinder opening 16 emerges from the high pressure control port 8, the piston of the moves in the process Cylin -ders 16 to the inner dead center and performs a pressure stroke. Simultaneously with the breaking off of the connection between the cylinder opening 16 and the high -Pressure control port 8 enters the cylinder port with a required overlap 16 with the bore 12 in connection. From the cylinder 16 flows through the bores 12, 24 or 29 and 13 and the leading end cylinder opening 17 conveying medium to the low-pressure control opening 9 from. This results in an almost linear pressure drop. This process is ends when the cylinder body 1 is in the cylinder openings 21, 22 and 23 corresponding to Position that is out of balance; the change in volume in the cylinder results in a given almost linear pressure curve.

In dieser Stellung erreicht die Zylinderöffnung 22 nach dem Uberschreiten der Totpunktachse T-T eine Lage kurz nach dem inneren Totpunkt. ei weiterer Drehung der Zylinder öffnung von der tage 22 in die tage 17 führt der entsprechende Kolben einen Saughub aus. Dabei erfolgt der weitere Druckabfall bis zum Nieder -druck bei abgeschlossenem Zylinderraum. Im Zylinder herrscht Jetzt der Niederdruck P1, so daß ein sprungfreier Ubergang zum Druck in der Niederdrucksteueröffnung erfolgt.In this position, the cylinder opening 22 reaches after being exceeded the dead center axis T-T a position shortly after the inner dead center. another rotation the cylinder opening from day 22 to day 17 is guided by the corresponding piston a suction stroke. The further pressure drop to low pressure occurs at closed cylinder space. The low pressure P1 now prevails in the cylinder, see above that a jump-free transition to the pressure in the low-pressure control opening takes place.

Mit dem sich in der Bohrung 24 bzxv. 29 befindenden Steuerschieber 25 bzw. 30 ist der Durchflußquerschnitt der Bohrung 12 so eingestellt, daß der gewünschte nahezu lineare Druckabfall erreicht wird.With the in the hole 24 bzxv. 29 located control spool 25 and 30, the flow cross-section of the bore 12 is adjusted so that the desired almost linear pressure drop is achieved.

Mit der in Fig. 3 dargestellten Steuereinrichtung wird der Durchflußquerschnitt der Bohrung 12 in Abhängigkeit vom Betriebsdruck P2 geändert. Die in Fig. 3 darge -stellte Stellung des Steuerschiebers 25 gibt den vollen Durchflußquerschnitt der Bohrung 12 frei und entspricht dem Betriebsdruck Null. Mit steigendem Be triebsdruck p2 muß der Drosselquerschnitt der Bohrung 12 kleiner werden, um einen nahezu linearen Druckabfall zu erreichen. Dazu wird der über die Feder 26 an der Einstellschraube 27 abgestützte Steuerschieber 25 über die Bohrung 28 mit Betriebsdruck p2 beauf schlagt und in Abhängigkeit vom Betriebsdruck gegen die Feder 26 verschoben, wodurch sich der Durchflußquerschnitt der Bohrung 12 verkleinert.Die Gegenkraft der Feder 26 kann mit Hilfe der Sinstellschraube 27 eingestellt werden. Damit wird bei allen Betriebsdrücken ein nahezu linearer Druckabf all innerhalb des Umsteuerbereiches erreicht.With the control device shown in Fig. 3, the flow cross-section the bore 12 changed depending on the operating pressure P2. The in Fig. 3 Darge -set position of the control slide 25 gives the full Flow area the bore 12 free and corresponds to the operating pressure zero. With increasing operating pressure p2, the throttle cross-section of the bore 12 must be smaller to an almost linear one To achieve pressure drop. For this purpose, the spring 26 on the adjusting screw 27 supported control slide 25 via the bore 28 with operating pressure p2 strikes and shifted depending on the operating pressure against the spring 26, whereby the flow cross-section of the bore 12 decreases. The counterforce of the spring 26 can be adjusted with the aid of the adjusting screw 27. This is for everyone Operating pressures an almost linear pressure drop within the reversing range achieved.

In Fig. 4 ist eine von Hand einzustellende Steuereinrichtung dargestellt. Der sich in der Bohrung 29 be -findende Steuerschieber 30 ist in den Steuerknopf 2 eingeschraubt und wird durch die Mutter 31 arretiert.In Fig. 4, a manually set control device is shown. The control slide 30 located in the bore 29 is in the control button 2 and is locked by the nut 31.

Der Durchflußquerschnitt der Bohrung 12 wird mit Hilfe des Steuerschiebers 30 von Hand an den jeweils vorliegenden Betriebsbereich angepaßt, so daß in diesen Bereichen eine optimale Geräuschminderung erreicht wird.The flow cross section of the bore 12 is determined with the aid of the control slide 30 adapted by hand to the respective operating range, so that in these Areas an optimal noise reduction is achieved.

Im Bereich des äußeren Totpunktes (ATP) finden analoge Vorgänge statt. Die Steuereinrichtung ist genau so wie im Bereich des inneren Totpunktes aufgebaut. Anstelle von Bohrung 13 ist Bohrung 10 und für Bohrung 12 ist Bohrung al vorhanden Mit dem Steuerschieber 25 bzw. 30 wird der Durchflußquerschnitt der Bohrung 11 eingestellt.Similar processes take place in the area of the outer dead center (ATP). The control device is constructed exactly as in the area of the inner dead center. Instead of hole 13 there is hole 10 and for hole 12 there is hole al The flow cross-section of the bore 11 is set with the control slide 25 or 30.

Der nahezu lineare Druckanstieg wird nach dem gleichen Prinzip wie im Bereich des inneren Totpunktes der nahezu lineares Druckabfall verwirklicht.The almost linear pressure increase is based on the same principle as the almost linear pressure drop is achieved in the area of the inner dead center.

Bei Förderri chtungsumkehr wird die Niederdrucksteueröffnung zur Hochdrucksteueröffnung. Die Verwendung der oben beschriebenen Einrichtung zur Geräuschminderung ist; auch bei der Umkehr der Förderrichtung möglich. Die Geräuschminderung ist dabei für die der Auslegung der Geräuschiainderungseinrichtung zugrunde gelegte Förderrichtung maximal. Fur die andere Förderri.chtung wird nahezu die gleiche Geräuschminderung erreicht. An -stelle der in Fig. 3 dargestellten Steuereinrichtung ist bei Förderrichtungsumkehr eine Rückschlagventilkombination nach Fig. 5 notwendig, um den Steuerschieber 25 über die Bohrung 28 unabhängig von der Förderrichtung stets mit dem Betriebsdruck P2 zu beaufschlagen.When the direction of conveyance is reversed, the low-pressure control opening becomes the high-pressure control opening. The use of the noise abatement device described above is; even possible when reversing the conveying direction. The noise reduction is for the the direction of conveyance on which the design of the noise reduction device is based maximum. Almost the same noise reduction is achieved for the other conveying direction achieved. Instead of the control device shown in FIG. 3, the direction of conveyance is reversed a check valve combination according to FIG. 5 is necessary to control slide valve 25 via the bore 28, regardless of the conveying direction, always with the operating pressure To apply P2.

Wenn die Steuer öffnung 8 in Fig. 5 die Hochdrucksteueröffnung ist, so ist das Rückschlagventil 32 geöffnet und das Rückschlagventil 33 geschlossen. Der Steuer -schieber 25 wird damit über die Bohrung 28, den Ver -bindungskanal 35 und das geöffnet Rückschlagventil 32 aus der Steueröffnung 8 mit dem Betriebsdruck P2 be -aufsohlagt. Bei Förderrichtungsumkehr wird die Steueröffnung 9 zur Hochdrucksteueröffnung. Das Rückschlagventil 33 ist dann geöffnet und das Rückschlagventil 32 geschlossen. Der Steuerschieber 25 wird über die Bohrung 28, den Verbindungskanal 34 und das geöffnete Rückschlagventil 33 aus der Steueröffnung 9 mit dem Be -triebsdruck P2 beaufschlagt.If the control port 8 in Fig. 5 is the high pressure control port, the check valve 32 is opened and the check valve 33 is closed. The control slide 25 is thus via the bore 28, the connecting channel 35 and the open check valve 32 from the control opening 8 with the operating pressure P2 covered. When the direction of conveyance is reversed, the control opening 9 becomes the high-pressure control opening. The check valve 33 is then opened and the check valve 32 is closed. The control slide 25 is via the bore 28, the connecting channel 34 and the open check valve 33 from the control opening 9 with the operating pressure P2 applied.

Claims

Patent claims:

1. Device for noise reduction in a slot-controlled hydrostatic piston pump with pistons arranged axially or radially to the shaft axis and with an oteu mirror or central pivot acting as a control element, on which in the cover webs between the low and high pressure control opening two each Bores are arranged, characterized in that the two bores (10; 11 or 12; 13) in each overlap web, there is a change in the flow cross-section or throttle resistance of one of the holes (10; 11 or 12; 13) as a function of operating parameters or manual effecting oteueinrichtung connected to each other are, so that the medium is pumped out of the high-pressure control opening via the cylinder openings (8) of the control plate (6) or the center pin to the cylinder chamber or from the Cylinder space to the low pressure control opening (9) of the control mirror (6) or the center pin can flow, the overlap webs preferably symmetrically to the dead center axis are arranged and the reversing areas are about half a piston pitch extend.

2. Device for noise reduction according to claim 1, characterized in that that, in order to enable the reversal of the conveying direction, that of the spring-loaded Side of the control slide (25) of the control device opposite side with the help of two check valves (32j33) always with the high pressure control port the control mirror (6) or the center pin is connected.

3. direction for noise reduction according to claim 1 and 2, characterized in that that the overlap webs to influence the mean adjustment torque curve in or against the direction of rotation, the same or different in both dead center areas are arranged asymmetrically to the dead center axis.