DE2333380C2 - Hydraulische Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Maschine mit einer ungeraden Anzahl von Kolben, die über eine Steuerscheibe mit einem kreisbogenförmigen Niederdruck- und einem kreisbogenförmigen Hochdruckkanal steuerbar sind, bei der der Niederdruckkanal und der Hochdruckkanal durch zwei Totpunktbereiche voneinander getrennt sind, und diese Totpunktbereiche über einen Druckausgleichskanal der Steuerscheibe miteinander verbunden sind, wobei die Totpunktbereiche größer sind als der doppelte Durchmesser der Zylinderausgänge plus der Breite des Druckausgleichskanals.

Eine derartige hydraulische Maschine ist aus der DE-OS 2104 933 bekannt. Bei dieser bekannten Maschine wird durch die Dimensionierung der Totpunktbereiche eine Verbesserung des Wirkungsgrades gegenüber den hydraulischen Maschinen mit Druckausgleichskanal und schmäleren Totpunktbereichen, wie z. B. eine in der DE-PS 5 93 597 beschrieben ist, erreicht. Diese Verbesserung des Wirkungsgrades ist aber mit einer Verschlechterung der Druckschwingungen und damit auch des Geräuschpegels verbunden, da beim Umsteuervorgang im Druckausgleichskanal ein Vakuum entsteht.

Bei all diesen bekannten Maschinen stellt der Ausgleichskanal nur eine Verbindung zwischen den Zylinderausgängen her, die die beiden Enden des Druckausgleichskanals in den Totpunktbereichen passieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die hydraulische Maschine der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß beim Umsteuervorgang zusätzlich auch noch die Kompressionsverluste, die Geräusche und die Förderstromschwankungen reduziert werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Enden des Druckausgleichskanals in den Totpunktbereichen als Akkumulatorkammern ausgebildet sind, die benachbarte Zylinderausgänge beim Passieren der Totpunkte miteinander verbinden. Durch diesen zusätzlichen Druckausgleich zwischen den benachbarten Zylinderausgängen, die den Ansaugkanal bzw. den Ausstoßkanal verlassen haben und ein Ende des Ausgleichskanals passieren, wird ein Druckabbau bzw. Druckanstieg in zwei Stufen erreicht, der daher entsprechend langsamer erfolgt, was zu der beabsichtigten Reduzierung der Förderstromschwankungen und der Geräusche führt.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 im Schnitt eine Axialkolbenmaschine und
Fig.2 schematisch den Steuerungsablauf an der feststehenden Steuerscheibe der Maschine nach Fig. 1. Beim Pumpenbetrieb wird die Antriebswelle 10 der

ίο hydraulischen Maschine in bekannter Weise über einen Antriebsmotor, z. B. Elektromotor, angetrieben. Diese Antriebswelle 10 ist über Kugellager 12 in dem Gehäuse 11 gelagert Die in dem Block 20 eingebrachten Zylinder 23 nehmen die Kolben 22 auf, deren Kolbenstangen in

is Gelenkkugeln 21 auslaufen, die in einer Gelenkplatte 13 gelagert sind, welche starr mit der Antriebswelle 10 verbunden ist und sich mit dieser dreht Der Zylinderblock 20 ist einmal durch ein Gehäuse 14 und zum anderen durch die sphärische Steuerscheibe 24 abgedeckt Das Gehäuse 14 ist über Kugellager 18 und 19 gegenüber dem Gehäuse 11 um die Drehachse 15 verschwenkbar. In dem Gehäuse 14 sind symmetrisch die Kanäle 28 und 31 untergebracht die von der Steuerscheibe 24 zu den Ausgangsstutzen 16 und 17 führen, welche fest mit dem Gehäuse 11 verbunden sind. Die symmetrische Anordnung der Kanäle 28 und 31 dient dazu, die Maschine im Rechts- oder im Linkslauf zu betreiben bzw. die Maschine als Pumpe oder als Motor zu verwenden.

Die Steuerscheibe 24 stützt sich an einer Gehäuseplatte 27 ab, die eine sich konisch erweiternde Ansaugöffnung 29 aufweist, die in den Niederdruckkanal 26 der Steuerscheibe 24 einmündet. Der Hochdruckkanal 25 geht über den Kanal 30 der Gehäuseplatte 27 in den Kanal 31 des Gehäuses 14 über und führt als Auslauföffnung 32 aus dem Stutzen 17.

Wird die Antriebswelle 10 in Rechtsdrehung versetzt, dann wird die Hydraulikflüssigkeit über den Niederdruckkanal 26 angesaugt und über den Hochdruckkanal 25 ausgedrückt. Da die Achse der Kolbenmaschine zur Antriebswelle 10 schräg gestellt ist, werden beim Umlauf der Gelenkplatte 13 die Kolben 22 periodisch verstellt und dienen so abwechselnd zum Ansaugen der Hydraulikflüssigkeit in die Zylinder 23 bzw. zum Ausstoßen der Hydraulikflüssigkeit aus den Zylindern 23.

Durch Veränderung der Schrägstellung des Kolbensystems in bezug auf die Antriebswelle ?0 kann der Weg der Kolben 22 in den Zylindern 23 verkleinert bzw.

so vergrößert werden. Dies führt zu einer Verkleinerung bzw. Vergrößerung des Förderstromes.

Wie F i g. 2 zeigt, sind die Ausgänge von 13 der Zylinder 23 auf einer Kreisbahn 35 angeordnet, die mit den Radien des kreisbogenförmigen Niederdruckkanals 26 und des kreisbogenförmigen Hochdruckkanals 25 der Steuerscheibe 24 zusammenfällt. Der auf der Kreisbahn 35 gemessene Winkel β zwischen dem Hochdruckkanal 25 und dem Niederdruckkanal 26 der Steuerscheibe 24 kann bis zu 50° betragen.

Der Winkel β schneidet auf der Kreisbahn 35 einen Betrag auf, der größer ist als der doppelte Durchmesser der Zylinderausgänge 23 plus der Breite des Druckausgleichskanals, d. h. der Akkumulatorkammern 32 und 33. Damit ist sichergestellt, daß der Druckausgleichskanal

b5 34 über die Zylinderausgänge 23 nie eine direkte Verbindung zwischen dem Niederdruckkanal 26 und dem Hochdruckkanal 25 herstellen kann.

Der Durchmesser 36 der Steuerscheibe 24 kennzeich-

net die Mitte der Totpunktebereiche. Im Bereich dieses Durchmessers 36 ist der Ausgleichskanal 34 in die Steuerscheibe 24 eingelassen, dessen Enden 32 und 33 als Akkumulaiorkajnmern mit größerem Querschnitt und Volumen ausgebildet sind, deren Durchmesser größer ist als der Abstand zwischen den Zylinderausgängen 23. Dadurch wird ein Druckausgleich zwischen benachbarten Zylinderausgängen 23 beim Passieren der Totpunktbereiche erreicht

Wie der Fig.2 zu entnehmen ist, kommt ein Zylinderausgang 23, der den Niederdruckkanal 26 verläßt, nach dem Durchlauf des Winkels « mit der Akkumulatorkammer 33 des Druckausgleichskanals 34 in Verbindung. Gleichzeitig verbindet die Akkumulatorkammer 32 des Druckausgleichskanals 34 die beiden benachbarten, vom Hochdruckkanal 35 kommenden und den Totpunktbereich passierenden Zylinderausgänge 23. Durch die vorher erläuterte Auslegung des Winkels β ist dabei sichergestellt, daß diese drei Zylinderausgänge 23 über den Druckausgleichskanal 34 erst dann miteinander in Verbindung stehen, wenn ihre Verbindung zum Hochdruckkanal 25 und zum Niederdruckkanal 26 unterbrochen sind.
Dies setzt, wie geschehen, eine ungerade Anzahl von Zylinderausgängen 23 auf der Kieisbahn 35 voraus. In den drei über den Druckausgleichskanal 34 verbundenen Zylinderausgängen 23 stellt sich ein mittlerer Druck ein, der etwa die Hälfte des Druckunterschiedes zwischen dem Hochdruckkanal 25 und dem Niederdruckkanal 26 beträgt Dadurch wird ein stufenweiser Druckabbau für den Zylinder, der vom Hochdruckkanal 25 kommt, und eine Vorkompression für den Zylinder im gegenüberliegenden Totpunktbereich, der vom Niederdruckkanal 26 kommt, erreicht

Das neue Druckausgleichsprinzip ist an einer Axialkolbenmaschine mit Steuerscheibe erläutert In gleicher Weise kann das neue Druckausgleichsprinzip auch bei einer Radialkolbenmaschine eingeführt werden, wobei der Druckausgleichskanal mit den Akkumulatorkammern in die Steuerwelle gelegt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Maschine mit einer ungeraden Anzahl von Kolben, die über eine Steuerscheibe mit einem kreisbogenförmigen Niederdruck- und einem kreisbogenförmigen Hochdruckkanal steuerbar sind, bei der der Niederdruckkanal und der Hochdruckkanal durch zwei Totpunktbereiche voneinander getrennt sind, und diese Totpunktbereiche Ober einen Druckausgleichskanal der Steuerscheibe miteinander verbunden sind, wobei die Totpunktbereiche größer sind als der doppelte Durchmesser der Zylinderausgänge plus der Breite des Druckausgleichskanals, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Druckausgleichskanals (34) in den Totpunktbereichen als Akkumulatorkammern (32, 33) ausgebildet sind, die benachbarte Zylinderausgänge (23) beim Passieren der Totpunkte miteinander verbinden.