DE2406871B1 - Steuerspiegel einer hydraulischen Maschine - Google Patents

Steuerspiegel einer hydraulischen Maschine

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DE2406871B1
DE2406871B1 DE19742406871 DE2406871A DE2406871B1 DE 2406871 B1 DE2406871 B1 DE 2406871B1 DE 19742406871 DE19742406871 DE 19742406871 DE 2406871 A DE2406871 A DE 2406871A DE 2406871 B1 DE2406871 B1 DE 2406871B1
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DE
Germany
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pressure
rotary valve
control
piston
face
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Application number
DE19742406871
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English (en)
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Manfred Dipl-Ing Lotter
Herbert Dipl-Ing Traeger
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Hydromatik GmbH
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Hydromatik GmbH
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Priority to JP50018394A priority patent/JPS50118304A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/10Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto
    • F01B3/103Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto for machines with rotary cylinder block
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0032Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F01B3/0044Component parts, details, e.g. valves, sealings, lubrication
    • F01B3/0055Valve means, e.g. valve plate

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Description

  • Zylinderzwischenräume mit den druck- oder saugseitigen Steueröffnungen, erfolgt bei diesen Maschinen üblicherweise an der Stirnseite der Zylindertrommel, nämlich an dem den Ausmündungen der Verdrängerkammern in der Stirnseite der Zylindertrommel gegenüberliegenden sogenannten Steuerspiegel (Fig. 1). Im Steuerspiegel 1 sind zwei Steueröffnungen, die Saugniere 2 und die Druckniere 3, welche von den Ausmündungen der Verdrängerräume der Zylindertrommel in Dreh richtung des Pfeiles 4 überstrichen werden. In F i g. 1 sind zwei Bohrungen 5 und 6 in den jeweiligen Totpunktlagen (UT, OT) der Kolben der Maschine angedeutet. Die Nieren sind dabei üblicherweise so ausgebildet, daß der Eintritt in die Druckniere 3 erst nach einem sogenannten Vorkompressionswinkel 1 und der Eintritt in die Saugniere 2 nach einem sogenannten Nachexpansionswinkel (p2 erfolgt. Der Sinn dieser Maßnahme ist in Verbindung mit Fig. 2 bis 4 ersichtlich, welche den Druckverlauf in einem Zylinderraum über dem Drehwinkel p zeigen. Dabei sind drei verschiedene Fälle dargestellt.
  • In Fig. 2 ist der Druckverlauf für eine Umsteuergeometrie, die einem bestimmten Druck po angepaßt ist, dargestellt. Nach Überfahren des unteren Totpunktes UT ist der betrachtete Zylinderraum geschlossen, das angesaugte Medium wird vorkomprimiert. Nach einem Winkel 1 erreicht der Vorkompressionsdruck den Wert pn. In diesem Augenblick wird auch die Druckniere 3, in welcher gleichfalls der Druck po herrscht, angeschnitten, so daß ein Übergang ohne Druckausgleich erfolgt. Ähnlich erfolgt nach Überfahren des oberen Totpunktes OTim geschlossenen Restvolumen des betrachteten Zylinderraumes eine Expansion, welche nach einem Winkel (J)2 mit dem Eintritt in die Saugniere 2 bei dem Druck pn beendet ist.
  • F i g. 3 zeigt den Verlauf, wenn auf der Druckseite der Maschine, d. h. Druckniere 3, ein höherer Druck als der dem Winkel 1 entsprechende Vorkompressionsdruck po herrscht. Beim Anschneiden der Druckniere 3 durch z. B. die Ausmündung 5 entsteht hier ein Drucksprung von po auf pa; ähnlich erfolgt nach dem Expansionsweg ein sprungartiger Druckabfall.
  • F i g. 4 zeigt den Verlauf bei niedrigem Arbeitsdruck der Maschine. Der sich aufbauende Vorkompressionsdruck fällt hier nach Anschneiden der Druckniere 3 schlagartig von po auf den niedrigeren Arbeitsdruck p6.
  • Im Bereich (p2 entsteht kurzzeitig bis zum Anschneiden der Saugniere sogar Unterdruck.
  • Diese Nachteile einer konstruktiv vorgegebenen, unveränderlichen Umsteuergeometrie sind bekannt, und es gibt eine Reihe von Vorschlägen zu ihrer Beseitigung. Allgemeine Verbreitung hat eine Ausführung erlangt, bei welcher der Steuerspiegel im Bereich 9ç1 und (p2 mit Drosselkerben versehen ist, welche die jeweilige Ausmündung des Zylinderraumes mit der folgenden Steueröffnung verbindet. Harte Druckstöße können dadurch gemindert werden, der Druckaufbau und -abbau erfolgt nach den in F i g. 3 und 4 angedeuteten gestrichelten Linien. Da es sich auch bei der Anordnung von Drosselkerben um eine unveränderliche Umsteuergeometrie handelt, sind die erwähnten Nachteile nur teilweise gemildert.
  • Eine echte qualitative Verbesserung, insbesondere der Geräuschverminderung, ist erst von einer Ausführung zu erwarten, bei welcher sich die Umsteuergeometrie in Abhängigkeit von den Betriebsdaten der Maschine ändert. Auch hierfür gibt es bereits einige Vorschläge, welche in der Praxis jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg führten. An zwei bekannten Beispielen sei dies erklärt: a) Verdrillung des Steuerspiegels: Mit steigendem Betriebsdruck wird der Steuerspiegel in Drehrichtung der Maschine verdrillt, wodurch sich die Eintrittswinkel in die Druck- bzw. Saugöffnung vergrößern und dadurch eine Anpassung der Vorkompression bzw.
  • Nachexpansion erfolgt. Die Maßnahme hat jedoch auch entscheidende Nachteile: Vorkompressions- und Nachexpansionswinkel verändern sich in gleichem Maße, was den theoretischen Bedürfnissen widerspricht - infolge der verschiedenen Volumina sollte die Veränderung des Vorkompressionswinkels größer sein als die des Nachexpansionswinkels. Außer der gewünschten Änderung der Eintrittswinkel in die Steueröffnungen verändern sich auch die Austrittswinkel. Die Austrittswinkel sollten jedoch unverändert in der Nähe des unteren bzw. oberen Totpunktes liegen, um schädliche Druckspitzen zu vermeiden.
  • b) Druckausgleichskanal mit veränderlicher Drosselstelle (Zeitschrift »Ölhydraulik und Pneumatik«, 12 [19681, S. 9 bis 15): Dabei ist während des Umsteuervorganges die jeweilige Ausmündung des Zylinderraumes über einen Kanal, welcher beide Stege (die Bereiche zwischen den Steueröffnungen) des Steuerspiegels verbindet, mit den entsprechenden Steueröffnungen verbunden. Der Kanal enthält dabei eine Drosselstelle, über welche der Druckaufbau bzw. -abbau gesteuert werden kann. Der Widerstand der Drossel ändert sich dabei in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck auf der Druckseite der Maschine.
  • Eine beide Lösungsprinzipien in sich vereinigende Lösung ist aus der DT-AS 1453 467 bekanntgeworden.
  • Weder dieses noch andere bis heute bekannte Systeme für die Regelung des Druckauf- und -abbaues konnten sich bisher in der Praxis durchsetzen, und zwar aus folgenden Gründen: Als Folge des Umsteuerpulses entstehen in dem geförderten Medium hochfrequente Druckpulsationen, welche wesentlich zum Gesamtgeräuschpegel beitragen. Eine Dämpfung dieser Pulsationen über relativ lange Kanäle ist äußerst schwierig, im Gegenteil besteht die Gefahr von Schwingungsanregung durch stehende Wellen in den Kanälen; der wesentlichste Faktor ist wahrscheinlich die Unsicherheit der Auslegungsdaten: die Kompressibilität des Mediums ist abhängig vom Inhalt von gelöster und ungelöster Luft, die Leckmengen des Mediums ändern sich je nach Temperatur und technischem Zustand der Maschine - die beabsichtigten Vorteile gegenüber einer auf konstante Daten ausgelegten Umsteuerregelung gehen dadurch schnell verloren.
  • Für verschiedene Betriebszustände sind unterschiedliche Anpassungen der Einrichtung auf der Saug- bzw.
  • Druckseite erforderlich. Wie aus der Fig. 2 bis 4 ersichtlich, muß der Vorkompressionswinkel tp größer sein als (p2. Aus diesem Grunde müssen die Einrichtungen auf Saug- und Druckseite unterschiedlich verstellt werden, und zwar muß die Einrichtung an der Druckniere um einen größeren Winkel verstellt werden als die Einrichtung an der Saugniere.
  • Aus der US-PS 29 63 983 ist ein Steuerspiegel mit einer Einrichtung zum förderdruckabhängigen Druckausgleich der eingangs genannten Art bekanntgeworden, bei dem jeder sich auf eine Steueröffnung im Steuerspiegel hin bewegende Zylinderzufuhrkanal zuvor auf eine Reihe von einzelnen kleinen Steueröffnungen trifft. Je nach der Höhe des für den Zylinderzufuhrkanal zu erwartenden Druckes in der Steueröffnung werden über Steuerschieber und Kanäle mehr oder weniger einzelne kleine Steueröffnungen zugeschaltet.
  • Auch für diese bekannte Ausbildung gelten die in Verbindung mit der DT-AS 14 53 467 vorstehend erläuterten Nachteile. Hinzu kommt, daß durch die konstruktiv vorgegebene Lage der kleinen Steueröffnungen eine kontinuierliche Anpassung nicht möglich ist.
  • Der Erfindung liegt zur Beseitigung der genannten Nachteile die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Druckausgleich am Steuerspiegel einer hydraulischen Verdrängermaschine zu schaffen, durch welche in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand der Maschine die Umsteuergeometrie kontinuierlich angepaßt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst Dadurch ist auf einfache Weise erreicht, daß ohne Verdrehung des Steuerspiegels die Länge der Steueröffnung veränderlich ist und damit der Vorkompressions-bzw. Nachexpansionswinkel genau eingestellt werden kann, ohne daß sich die Lage der Steueröffnungen, insbesondere das Ende der Steueröffnungen in Drehrichtung gesehen, gegenüber den Totpunkten der Kolbenbewegung ändert. Durch Verdrehung des Drehschiebers und damit Veränderung der Lage der Aussparung wird die Steueröffnung jeweils nur an ihrem Anfang um einen gewünschten Betrag verlängert, d. h.
  • vorverlegt.
  • In zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung erstreckt sich die Aussparung auf einer Seite etwa über die Hälfte der Stirnfläche des Drehschiebers und ist zur seitlichen zylindrischen Begrenzung des Drehschiebers hin offen.
  • In besonders zweckmäßiger Ausbildung ist dabei die zurückspringende, seitliche Aussparung gegenüber der Stirnfläche durch eine zur Aussparung hin konvex gekrümmte Kante begrenzt, deren Krümmungsradius dem Krümmungsradius der sich relativ gegenüber der Steuerspiegelfläche bewegenden kreisförmigen Ausmündungen der Verdrängerkammern entspricht.
  • Dadurch ist erreicht, daß in der Drehstellung des Drehschiebers, in der die Steueröffnung um das geringstmögliche Maß durch die Aussparung verlängert wird, die Eintrittskante, über die die Ausmündungen in die Steueröffnung eintreten, der Form der in Bewegungsrichtung vorderen Kante der Ausmündungen entspricht.
  • In weiterer zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung ist in der verbleibenden, in der Steuerspiegelfläche liegenden Stirnfläche des Drehschiebers eine Drosselkerbe vorgesehen, die in die gegenüber der Stirnfläche zurückspringende Aussparung ausmündet Dadurch sind, wie eingangs erwähnt, die Druckstöße während des Umsteuervorganges bei eventueller Fehlanpassung vermindert, jedoch mit dem zusätzlichen Vorteil, daß die Drosselkerbe durch ihre Anordnung auf den Drehschieber in ihrer Lage gegenüber der Steueröffnung veränderlich ist, so daß sie einer veränderlichen Drosselstelle entspricht. Es braucht somit nicht - wie nach dem eingangs geschilderten Stand der Technik -ein zusätzlicher Kanal vorgesehen sein, in dem sich eine verstellbare Drosselstelle befindet.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g 1 schematisch die Draufsicht auf eine Steuerspiegelfläche bekannter Art, F i g. 2 den Druckverlauf während des Umsteuervorganges bei dem Arbeitsdruck entsprechendem Vorkompressionsdruck, F i g. 3 den Druckvcrlauf währcnd des Umsteuervor- ganges bei unter dem Arbeitsdruck liegendem Vorkompressionsdruck, F i g. 4 den Druckverlauf während des Umsteuervorganges bei über dem Arbeitsdruck liegendem Vorkompressionsdruck, F i g. 5 schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen Steuerspiegelkörper mit erfindungsgemäßen Drehschiebern, F i g. 6 schematisch eine Draufsicht auf die Steuerspiegelfläche mit den Drehschiebern in einer Stellung, in der sie die Länge der Steueröffnungen vergrößern, F i g. 7 eine Ansicht nach F i g. 5 mit den Drehschiebern in einer Stellung, in der die Steueröffnungen um das geringstmögliche Maß verlängert sind, F i g. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie A-B in Fig.7, F i g. 9 den Druckverlauf während des Umsteuervorganges bei beliebigem Arbeitsdruck unter Anwendung der Erfindung, Fig. 10 den Druckverlauf während des Umsteuervorganges unter Einfluß der Drosselkerben in den erfindungsgemäßen Drehschiebern, F i g. ii schematisch eine Draufsicht auf einen Steuerspiegelkörper, teilweise im Schnitt mit einer ersten Ausführungsform der Verstelleinrichtung, Fig. 12 im Ausschnitt eine weitere Ausführungsform der Verstelleinrichtung nach F i g . 9, F i g. 13 schematisch eine Draufsicht auf einen Steuerspiegelkörper, teilweise im Schnitt mit einer zweiten Ausführungsform einer Verstelleinrichtung.
  • Die im folgenden beschriebene Einrichtung beruht auf einer unabhängigen Anpassung jedes Steueröffnungs-Eintrittswinkels und damit des Vorkompressionsdruckes und des Nachexpansionsdruckes an den jeweiligen Arbeitsdruck, so daß für jeden Arbeitsdruck ein optimaler Druckaufbau- und -abbau gewährleistet ist. Erfahrungsgemäß läuft die Maschine dann am geräuschärmsten.
  • Die F i g. 1 bis 4 sind bereits einleitend mit dem Stand der Technik erläutert worden. In den folgenden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • F i g. 5 zeigt einen Steuerspiegelkörper 7 mit der Steuerspiegelfläche 1, auf der sich die nicht dargestellte Zylindertrommel der Maschine in Richtung des Pfeiles 4 dreht. Die Ausmündungen der Zylinderräume bzw.
  • Verdrängerkammern sind auf der Steuerspiegelfläche 1 durch strichpunktierte Linien beispielsweise in der unteren Totpunktlage UTbei 5 angedeutet und in der oberen Totpunktlage bei 6. Innerhalb des Steuerspiegelkörpers 7 bzw. der Steuerspiegelfläche 1 sind die saugseitige und druckseitige Steueröffnung 2 bzw. 3 angeordnet, die auf der von der Steuerspiegelfläche 1 abgewandten Seite mit dem nicht dargestellten Saugkanal bzw. Druckkanal der Maschine verbunden sind. In Drehrichtung 4 am Anfang jeder Steueröffnung 2, 4 ist innerhalb des Steuerspiegelkörpers 7 ein Drehschieber 8 angeordnet. Die Drehschieber 8 sind in einer quer zur Längsrichtung der Steueröffnungen 2, 3 liegenden Bohrung um ihre Längsachse in Richtung des Pfeiles 9 drehbar angeordnet. An der in der Steuerspiegelfläche 1 liegenden Stirnfläche 10 jedes Drehschiebers 8 ist eine Aussparung 11 vorgesehen. Die Stirnfläche 10 ist gegenüber der Aussparung 11 durch eine gekrümmte Kante 12 abgegrenzt. Die Krümmung der Kante 12 entspricht dem Krümmungsradius der nicht dargestellten, sondern nur durch die Kreise 5, 6 angedeuteten Ausmündungen der Verdrängerräume. An einer Seite der Stirnfläche 10 jedes Drehschiebers 8 ist jeweils als Drosselkerbe eine Abfasung 13 vorgesehen, die in der Kante 12 in die Aussparung 11 ausmündet. Die Abfasung vergrößert sich in ihrem Querschnitt zur Kante 12 hin (vergleiche auch F i g. 7 und 8).
  • Die Fig.6 und 7 zeigen einen Draufblick auf die Steuerspiegelfläche 1, wobei zur besseren Verständlichkeit die von der Stirnfläche der nicht dargestellten Zylindertrommel überstrichenen Flächen schraffiert und die Durchbrüche nicht schraffiert sind. In den Totpunkten 07; UTsind gestrichelt die Ausmündungen 5, 6 der Verdrängerräume in der Zylindertrommel angedeutet. Bei Annahme einer Drehrichtung der nicht dargestellten Zylindertrommel im Uhrzeigersinn, Pfeil 4, ist nun am Beginn jeder Steueröffnung 2,3 jeweils die Bohrung mit dem Drehschieber 8 angebracht, welche die Steueröffnung anschneidet und so eine Fortsetzung dieser bildet. Durch Drehen des Drehschiebers 8 kann nun der Eintrittswinkel der Ausmündungen 5 bzw. 6 in die Aussparung 11, welche dabei immer in Verbindung mit der jeweiligen Steueröffnung 2 bzw. 3 bleibt, geändert werden; anders ausgedrückt wird die Länge der Steueröffnungen 2, 3 durch Veränderung der Drehstellung der Drehschieber 8 und damit der Aussparung 11 vergrößert oderyerkleinert.
  • Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Bohrungen mit den drehbaren Drehschiebern 8 in ihrer Lage zu den Steueröffnungen 2 bzw. 3 und in ihrem Durchmesser so bemessen, daß in Drehrichtung 4 der Maschine der Bereich der Steuerspiegelfläche 1 vom Ende der vorhergehenden Steueröffnung 2 bis zur Bohrung am Anfang der folgenden Steueröffnung 3, die der Bohrung mit Drehschieber 8 zugeordnet ist, gerade eine Ausmündung 5 bzw. 6 der Verdrängerkammern abdeckt.
  • Die F i g. 6 zeigt die Stellung der Drehschieber 8 und damit der Aussparungen 11 bei Arbeitsdruck gleich Ansaugdruck: Die Ausmündungen 5 bzw. 6 schneiden gleich nach Verlassen der Saugniere 2 die Druckniere 3 (und umgekehrt) an - die Umsteuerung erfolgt ohne Druckspitzen, da kein »Tothub« vorhanden ist, d. h., es besteht immer eine Verbindung von den Ausmündungen zu einer der Steueröffnungen, wenn die Verdrängerkolben der Maschine eine komprimierende oder expandierende Hubbewegung ausführen. Mit steigendem Arbeitsdruck werden die Drehschieber in Richtung, Pfeile 9 gedreht, bis bei maximalem Arbeitsdruck die Stellung nach F i g. 7 erreicht ist. Die Verbindung der Ausmündungen 5, 6 mit der Steueröffnung 3 bzw. 2 erfolgt erst nach einem Vorkompressionswinkel (pl bzw. Expansionswinkel (J)2, wenn die Ausmündungen 5,6 die Kanten 12 überschreiten bzw. anschneiden. Die Drehung der Drehschieber erfolgt dabei über Verstelleinrichtungen (vergleiche Fig. 11 bis 13), so daß bei den Winkeln zur und (p2 auf der Kompressions- bzw. Expansionskurve (vergleiche Fig. 9, 10) der jeweilige Arbeitsdruck bzw.
  • Speisedruck erreicht wird. Um in den Zwischenstellungen der Drehschieber 8 einen maximal wirksamen Querschnitt der Aussparung 11, welche ja die Verlängerung der Steueröffnung bildet, zu erreichen, ist die Grenzkante 12 der Form der Ausmündungen 5, 6 bei einer Drehstellung der Schieber 8, die den maximalen Winkeln 1 und gJ2 entspricht, genau angepaßt.
  • Die bisher beschriebene Ausführung ergibt bei richtiger, der Differenz aus Arbeitsdruck und Ansaugdruck angepaßter Drehstellung der Schieber 8 einen Druckverlauf nach F i g. 9 (entspricht F i g. 2). Der praktische Erfolg ist jedoch noch unvollkommen: Die Regelung der Drehstellungen der Schieber 8 müßte äußerst genau arbeiten, um eine etwaige Fehlanpassung zu vermeiden. Auch bei richtiger Anpassung besteht die Gefahr der Anregung von Schwingungen durch den unstetigen Verlauf in den Punkten I und 11 des Druckfeldes. Die erfindungsgemäßen Drehschieber 8 besitzen daher eine Abfasung bzw. Drosselkerbe 13, welche im Überdeckungsbereich der Stirnflächen 10 der Drehschieber 8 einen kleinen Querschnitt zur Steueröffnung 2 bzw. 3 freigeben. Bei gleichzeitiger konstruktiver Vorgabe eines Austrittswinkels y?a am Ende der Steueröffnungen 2, 3 vor den Totpunkten OTbzw. UT zur Verlängerung der Umsteuerzeit wird durch die Abfasungen 13 ein Druckverlauf nach Fig. 10 erreicht.
  • Die Abfasung bzw. Drosselkerbe 13 in der Stirnfläche 10 der Drehschieber 8 ist derart angeordnet, daß der Anfang der Abfasung 13 in Drehrichtung 4 der Maschine an der Eintrittsstelle der Ausmündungen 5 bzw. 6 der Verdrängerkammern in die Bohrung bzw.
  • gegenüber der Stirnfläche 10 der Drehschieber 8 liegt, wenn der Drehschieber 8 eine Drehstellung hat, in welcher die Aussparung 11 die zugeordnete Steueröffnung 2 bzw. 3 um das geringstmögliche Maß verlängert.
  • Dies ist aus Fig.7 für den Drehschieber 8 bei der Steueröffnung 3 ersichtlich. Die sich teilförmig zur Aussparung 11 hin erweiternde Abfasung 13 stellt während des gesamten »Tothubes« eine Verbindung zwischen der Ausmündung aus der Verdrängerkammer und der nachfolgenden Steueröffnung her.
  • Die Wirkung der Abfasung 13 ist bei der in Fig. 7 oben dargestellten Lage, welche dem maximalen Arbeitsdruck entspricht, folgende (vergleiche F i g. 10): jede Ausmündung verläßt um den Winkel a vor dem unteren Totpunkt UT die Saugöffnung 2 und schneidet gleichzeitig die Abfasung 13 am Drehschieber 8 bei der Drucköffnung 3 mit kleinem Querschnitt an. Durch das Druckgefälle zwischen Drucköffnung 3 und Ausmündung 5 kommt es zu einem relativ raschen Druckanstieg in der Verdrängerkammer des Kolbens. Mit dem steigenden Vorkompressionsdruck sinkt das Druckgefälle, die sich nach rechts bewegende Ausmündung 5 schneidet dabei aber einen immer größeren Querschnitt der Abfasung 13 an, so daß auch weiterhin ein ausreichender Mediumstrom durch die Abfasung 13 erhalten bleibt, bis es zum Druckausgleich zwischen Verdrängerkammer und Drucköffnung kommt. Der Teil des Druckfeldes, welcher als Folge der Strömung durch die Abfasung 13 entsteht, ist in Fig. 10 schraffiert dargestellt. Bei niedrigem Arbeitsdruck in der Drucköffnung 3 ist der Drehschieber wie in F i g .6 oben zurückgedreht, die Ausmündung 5 schneidet nach Verlassen der Saugöffnung 2 nun gleich einen größeren Querschnitt der Abfasung 13 an, so daß auch bei kleinem Druckgefälle (vergleiche Fig. 4) eine ausreichende Anpassung stattfindet.
  • Die Drehschieber 8 werden durch die Drossel kerbe bzw. Abfasung 13 relativ unempfindlich gegenüber einer Fehleinstellung ihrer Drehstellung und damit der Winkel 1 und (S)2. Die Schlitze erlauben einen stoßfreien Übergang und Druckausgleich vom Druck in den Zylinderräumen zum Arbeitsdruck, der in der druckseitigen Steueröffnung3 herrscht.
  • Für verschiedene Betriebszustände sind unterschiedliche Anpassungen der Drehstellungen der Drehschieber 8 einerseits an die Saug- und andererseits an die Drucköffnungen 2, 3 erforderlich. Wie aus der F i g. 2 bis 4 ersichtlich, muß der Vorkompensationswinkel cl größer sein als der Nachkompensationswinkel (p2. Aus diesem Grunde müssen die Drehschieber 8 unterschiedlich verstellt werden, und zwar muß der Drehschieber an der Drucköffnung3 bei höher werdender Druckdifferenz um einen größeren Drehwinkel verstellt werden als der Drehschieber 8 an der Saugöffnung 2. Diese Forderung kann entweder durch zwei voneinander unabhängige Verstelleinrichtungen für die Drehschieber -8 oder durch verschiedene Formgebungen der Aussparung 11 mit einer gemeinsamen Betätigung erreicht werden. Beispiele für Verstelleinrichtungen sind in Fig. 11 bis 13 dargestellt. In Fig. 11 ist eine druckabhängige Verstellung der Drehschieber mittels einer Zahnstange und Ritzel dargestellt. Innerhalb des Steuerspiegelkörpers 7 ist für jeden Drehschieber 8 als Verstelleinrichtung innerhalb einer Bohrung 14 als Verstellglied eine Zahnstange 1S angeordnet, deren Zähne mit den Zähnen 16 eines am Schaft der Drehschieber 8 ausgebildeten Ritzels kämmen. Die Zahnstange 15 stützt sich gegen eine Feder 17 ab, die sich ihrerseits an einem Ansatz 18 im Steuerspiegelkörper 7 abstützt. An der anderen Seite der Zahnstange 17 liegt ein Druckkolben 19 an, der in einem in den Steuerspiegelkörper 7 eingeschraubten Halteglied 20 angeordnet ist. Das Halteglied 20 weist einen mit dem Druckkolben 19 in Verbindung stehenden Verbindungskanal 21 auf, der seinerseits mit einem Kanal 22 fluchtet, der mit der druckseitigen Steueröffnung 3 und damit mit dem Arbeitsdruck der Maschine in Verbindung steht.
  • Von der druckseitigen Steueröffnung 3 aus werden die Druckkolben 19 mit dem Arbeitsdruck der Maschine beaufschlagt, so daß sich mit steigendem Arbeitsdruck die Zahnstangen 15 gegen die Kraft der Federn 17 bewegen und die Drehschieber 8 in Richtung des Pfeiles 9 verdrehen. Die erforderliche unterschiedliche Verdre- hung der beiden Drehschieber 8 kann dabei entweder durch unterschiedliche Auslegung der Federn 17 oder durch unterschiedliche Durchmesser der am Schaft der Drehschieber 8 angeordneten Ritzel 16 oder auch durch unterschiedliche Durchmesser der Drehschieber 8 im Bereich der Aussparung 11 bzw. Stirnfläche 10.
  • Gemäß Fig. 12 kann die Verstelleinrichtung auch für Maschinen mit wechselnder Druck- und Saugseite (sogenannten Reversierbetrieb) verwendet werden. Die Druckkolben 19 sind dazu über Kanäle 23 sowohl mit der druckseitigen Steueröffnung als auch der saugseitigen Steueröffnung 2 bzw. bei umgekehrtem Betrieb mit der druckseitigen Steueröffnung 2 und der saugseitigen Steueröffnung 3 verbunden. Innerhalb der Kanäle 23 sind Rückschlagventile 24 vorgesehen, so daß der Druckkolben 19 jeweils über den Kanal 23 mit Druckmedium versorgt wird, der entsprechend der Drehrichtung der Maschine mit der druckseitigen Steueröffnung verbunden ist.
  • Die Verstelleinrichtungen nach F i g. 13 unterscheiden sich lediglich dadurch, daß die Bohrungen 14 nicht koaxial liegen und Stellglieder 25 mit einer Kulisse 26 vorgesehen sind, in die ein an den Drehschiebern 8 angeordneter Hebel 28 angreift. Entsprechend können die Verstelleinrichtungen gemäß Fig. 13 nach Maßgabe der Fig. 12 weitergebildet sein.
  • Die Verstellung der Drehschieber 8 muß nicht notwendigerweise nur in Abhängigkeit vom Betriebsdruck der Maschine erfolgen. Es ist denkbar, daß auch entsprechende andere Betriebsdaten der Maschine zur Verstellung herangezogen werden, beispielsweise die Fördermenge.

Claims (10)

  1. Patentansprüche: 1. Steuerspiegel einer hydraulischen Maschine, insbesondere einer Axialkolbenmaschine mit einer Einrichtung zum förderdruckabhängigen Druckausgleich während des Umsteuerns der Zylinderzuführkanäle, dadurch gekennzeichnet, daß in der in der Drehrichtung (4) der Maschine liegenden Längsrichtung am Anfang zumindest einer der Steueröffnungen (2, 3) eine an die Steueröffnung angrenzende und mit ihr in Verbindung stehende Bohrung vorgesehen ist, welche quer zur Längsrichtung der jeweiligen Steueröffnung liegt und einen um seine Längsachse drehbaren Drehschieber (8) aufnimmt, dessen Stirn fläche (10) in der Steuerspiegelfläche (1) liegt und der eine gegenüber der Stirnfläche (10) zurückspringende Aussparung (11) aufweist, die je nach Drehstellung des Drehschiebers (8) die jeweilige Steueröffnung (2 bzw. 3) in ihrer Längsrichtung um ein vorbestimmtes Maß vergrößert, wobei die Drehstellung des Drehschiebers (8) durch eine Verstelleinrichtung selbsttätig in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebswert der Maschine, vorzugsweise dem Arbeitsdruck auf der Hochdruckseite, einstellbar ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (11) sich auf einer Seite etwa über die Hälfte der Stirnfläche (10) des Drehschiebers (8) erstreckt und zur seitlichen zylindrischen Begrenzung des Drehschiebers (8) hin offen ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zurückspringende, seitliche Aussparung (11) gegenüber der Stirnfläche (10) durch eine zur Aussparung hin konvex gekrümmte Kante (12) begrenzt ist, deren Krümmungsradius dem Krümmungsradius der sich relativ gegenüber der Steuerspiegelfläche (1) bewegenden kreisförmigen Ausmündungen (5 bzw. 6) der Verdrängerkammern entspricht.
  4. 4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der verbleibenden, in der Steuerspiegelfläche (1) liegenden Stirnfläche (10) des Drehschiebers (8) eine Drosselkerbe (13) vorgesehen ist, die in die gegenüber der Stirnfläche (10) zurückspringende Aussparung (11) ausmündet.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkerbe als Abfasung (13) an der Außenkante der Stirnfläche (10) des Drehschiebers (8) ausgebildet ist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung mit dem Drehschieber (8) in ihrer Lage zu den Steueröffnungen (2 bzw. 3) und in ihrem Durchmesser so bemessen ist, daß in Drehrichtung (4) der Maschine der Bereich der Steuerspiegelfläche (1) vom Ende der vorhergehenden Steueröffnung bis zur Bohrung am Anfang der folgenden Steueröffnung, der die Bohrung zugeordnet ist, höchstens eine Ausmündung (5 bzw. 6) der Verdrängerkammern abdeckt.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkerbe bzw. Abfasung (13) in der Stirnfläche (10) derart angeordnet ist, daß der Anfang der Drosselkerbe bzw. der Abfasung in Drehrichtung (4) der Maschine an der Eintrittsstelle der Ausmündungen (5 bzw. 6) der Verdrängerkam- mern in die Bohrung bzw. gegenüber der Stirnfläche (10) des Drehschiebers (8) liegt, wenn der Drehschieber eine Drehstellung hat, in welcher die Aussparung (11) die zugeordnete Steueröffnung (2 bzw. 3) um das geringstmögliche Maß verlängert.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung in einer Bohrung (14) des Steuerspiegelkörpers (7) einen Druckkolben (19), eine von dem Kolben beaufschlagte Zahnstange (15) und eine Druckfeder (17), gegen die sich die Zahnstange abstützt, umfaßt, wobei die Zähne der Zahnstange (15) mit einem an dem Schaft des Drehschiebers (8) ausgebildeten Ritzel (16) kämmen und die freie Seite des Druckkolbens (19) mit der hochdruckseitigen Steueröffnung (3) über einen Kanal (22) in Verbindung steht.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung in einer Bohrung (14) des Steuerspiegelkörpers (7) einen Druckkolben (19), ein von dem Kolben beaufschlagtes Stellglied (25) und eine Druckfeder (17), gegen die sich das Stellglied (25) abstützt, umfaßt, wobei in eine Kulisse (26) des Stellgliedes (25) ein am Schaft des Drehschiebers (8) angeordneter Stellhebel (27) eingreift und die freie Seite des Druckkolbens (19) mit der hochdruckseitigen Steueröffnung (3) über einen Kanal (22) in Verbindung steht.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Pumpen mit wechselnder Arbeitsrichtung die freie Seite des Druckkolbens (19) jeder Verstelleinrichtung sowohl mit der hochdruckseitigen als auch der niederdruckseitigen Steueröffnung (2 und 3) über je einen Kanal (23) verbunden ist und in jedem Kanal (23) ein Rückschlagventil (24) angeordnet ist, derart, daß der Druckkolben (19) je nach Arbeitsrichtung der Pumpe stets mit der hochdruckseitigen Steueröffnung verbunden ist.
    Die Erfindung bezieht sich auf den Steuerspiegel einer hydraulischen Maschine, insbesondere einer Axialkolbenmaschine mit einer Einrichtung zum förderdruckabhängigen Druckausgleich während des Umsteuerns der Zylinderzuführkanäle.
    Die durch die Druckwechselvorgänge entstehenden Geräusche sollen mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen gemindert werden. Als Hauptursache für die Geräuschentwicklung solcher Maschinen sind die schnellen Druckwechselvorgänge in den einzelnen Verdrängerkammern bei deren Bewegung gegenüber den saug- und druckseitigen Steueröffnungen erkannt. Die hierbei auftretende Problematik und die erfindungsgemäße Lösung sollen im weiteren am Beispiel einer Axialkolbenpumpe behandelt werden, sie gelten jedoch sinngemäß für andere Konstruktionen mit gleichem Verdrängungs- und Steuerprinzip wie z. B. Radialkolbenpumpen, Flügelzellenpumpen u. dgl.
    Das Prinzip einer Axialkolbenmaschine mit rotierender Zylindertrommel und darin angeordnetem Kolben, die sich in Zylinderräumen hin- und herbewegen, sei als bekannt vorausgesetzt. Die Umsteuerung, d. h. der Wechsel der Verbindung vier Verdrängerkammern bzw.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3419806A1 (de) * 1984-05-26 1985-11-28 Ernst 3000 Hannover Reimers Axialkolbenmaschine
DE3805305A1 (de) * 1987-04-08 1988-10-20 Karl Marx Stadt Ind Werke Steuerspiegel fuer eine selbstansaugende hydrostatische kolbenmaschine
DE3820632A1 (de) * 1988-06-10 1989-12-14 Tuczek Franz Kolbenverdichter
DE3832137A1 (de) * 1988-09-22 1990-04-05 Kuehner Hubert Veraenderung der steuerzeit von "einlass schliesst" waehrend des betriebs von achsial-kreiskolbenmotoren
DE19643389C1 (de) * 1996-10-21 1998-01-02 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Axialkolbenmaschine mit variabler Fixierung der Steuerscheibe
WO1999054625A1 (en) * 1998-04-07 1999-10-28 Caterpillar Inc. Controlled porting for a pressure transformer
WO2012167855A1 (de) * 2011-06-04 2012-12-13 Robert Bosch Gmbh Axialkolbenmaschine
DE102014221109A1 (de) 2014-10-17 2016-04-21 Robert Bosch Gmbh Zylindertrommel für eine Axialkolbenmaschine und Axialkolbenmaschine mit einer derartigen Zylindertrommel

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS597786A (ja) * 1982-07-07 1984-01-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ピストン型流体機械
JPH0313587Y2 (de) * 1985-01-10 1991-03-27
JPH0631613B2 (ja) * 1988-02-08 1994-04-27 豊興工業株式会社 可変容量形油圧ポンプ
JPS6432467U (de) * 1988-08-09 1989-03-01
JPH02256884A (ja) * 1989-03-30 1990-10-17 Yuken Kogyo Co Ltd 可変容量型ピストンポンプ

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3419806A1 (de) * 1984-05-26 1985-11-28 Ernst 3000 Hannover Reimers Axialkolbenmaschine
DE3805305A1 (de) * 1987-04-08 1988-10-20 Karl Marx Stadt Ind Werke Steuerspiegel fuer eine selbstansaugende hydrostatische kolbenmaschine
DE3820632A1 (de) * 1988-06-10 1989-12-14 Tuczek Franz Kolbenverdichter
DE3832137A1 (de) * 1988-09-22 1990-04-05 Kuehner Hubert Veraenderung der steuerzeit von "einlass schliesst" waehrend des betriebs von achsial-kreiskolbenmotoren
DE19643389C1 (de) * 1996-10-21 1998-01-02 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Axialkolbenmaschine mit variabler Fixierung der Steuerscheibe
WO1999054625A1 (en) * 1998-04-07 1999-10-28 Caterpillar Inc. Controlled porting for a pressure transformer
WO2012167855A1 (de) * 2011-06-04 2012-12-13 Robert Bosch Gmbh Axialkolbenmaschine
DE102014221109A1 (de) 2014-10-17 2016-04-21 Robert Bosch Gmbh Zylindertrommel für eine Axialkolbenmaschine und Axialkolbenmaschine mit einer derartigen Zylindertrommel

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