DE2448469C2

DE2448469C2 - Regelbare doppeltwirkende hydraulische Flügelzellenmaschine

Info

Publication number: DE2448469C2
Application number: DE19742448469
Authority: DE
Inventors: Theodore Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Sartoros
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-11
Filing date: 1974-10-11
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DE2448469A1

Description

a) die Drucköffnungen (82), die schmaler sind als eine Zellenbreite, mit je einer bogenförmigen Drucktasche (72) am Außenumfang des Hubringes (30) verbunden sind, die sich entsprechend der Druckhubkurve des Hubringes bis zum .Hub gleich Null erstrecken und die Drucktaschen (72) nik je einer sich durch den Hubring erstrekkenden Bohrung (31) verbunden sind, die im Verschwenkwinkelbereich (ac) ständig mit der zugeordneten Drucktasche verbunden bleibt (Fig. 1,2,3,4,11 und 1?.),

b) die Saugöffnung (81) eine Antikavitationsnut (810) aufweist, die sich entsprechend dem Schwenkwinkelbereich (λ) des Hubringes über den Spalt (s) des Trennbsreichs in Richtung zu der in Drehrichtung davor angeordneten Drucköffnung erstreckt und vom Hubring (30) während der Verschwenkung stufenlos verdeckt oder geöffner wird (i i g. 3,7 und 11).

Z Maschine nach Anspruch '.. dadurch gekennzeichnet, daß der Hubring (30) im Bereich der Druckhubkurve an seinem Umfang und diametral gegenüberliegend Ansätze (32) aufweist, die den Arbeitskolben des Schwenkflügelmotors bilden (F ig. 2).

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuse und Hubring ein Zwischenring (70) angeordnet ist, der die Ausnehmungen für die Drucktaschen (72) und die Regeldruckkammern (480, 490) der Schwenkflügelmotoren aufweist.

4. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenring, Gehäuse und Seitenplatte in einem Stück ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft eine regelbare doppeltwirkende hydraulische Flügelzellenmaschine mit einem einen konzentrisch zum Rotor angeordneten, relativ zu den in den Seitenteilen angeordneten Druck- und Saugöffnung verdrehbaren Hubring, bei dem auf seinem Außenumfang einander gegenüberliegende Schwenkflügelmotore angeordnet sind, die je zwei hydraulisch beaufschlagbare Arbeitskämmern zwischen Hubring und Gehäuse bilden.

Während bei exzentrisch zum Rotor versetzten Laufringen die Fördermenge bzw. Schluckmenge von Pumpen oder Motoren durch Verändern der Exzentrizität eingestellt wird, ist bei doppeltwirkenden Maschinen jedoch der Laufring zum Rotor konzentrisch angeordnet. Deshalb muß bei solchen Maschinen der Laufring relativ zu den Ein- und Auslaßöffnungen in den seillichen Gehäuseteilen verdreht werden. Dadurch ergeben sich innerhalb der Maschine, insbesondere bei Drücken bis zu 300 bar, erhebliche Probleme. Die Ursache liegt darin, daß aufgrund der Schieberteilung die Breite des Trennsteges festgelegt ist. Wird nun zur Verminderung der Fördermenge der Hubring verdreht, entsteht ein Rückstransport von Hochdrucköl durch die einzelnen Flügelzellen von der Hochdruckzone zur Niedtfdruckzone in etwa dem der Verminderung der Fördermenge entsprechenden Maße (Fig. 10, BMB_x, DND_x). Das bedeutet, daß beim Überstreichen des Saugbereiches der mit dem Hochdruck beaufschlagten Zelle ein erheblicher Expansionsstoß erfolgt, der zur Kavitation führt !'nd erhebliche Betriebsgeräusche hervorruft. Außerdem werden erhebliche Schläge auf den Laufring ausgeübt, die zum einen aus der Expansion des rücktransportierten Volumens des Hochdrucköles resultieren und zum anderen durch die zu Schwingungen angeregten Flügel hervorgerufen werden. Der auf den Laufring von innen ausgeübte Druck versucht den Laufring zu verformen. Wegen der Laufringkontur im Druckbereich wirkt auch noch eine tangentiale Kraftkomponente, die den Laufring mitzudrehen versucht

Aus der US-PS 31 03 893 ist eine regelbare Pumpe bekannt, bei der ein durch eine Servoeinrichtung verdrehbarer Laufring »--orgesehen ist Außerdem weisen die Druck- und Saugöffnungen im Gehäuse Vorkompressions- und Vorexpansionsnuten auf.
Die DE-OS 21 57 770 zeigt eine Pumpe, die weitgehend der nach der US-PS 31 03 983 entspricht jedoch darüber hinaus ist bei dieser der Laufring der Pumpe durch einen hydraulisch betätigten Schwenkflügelmotor verdrehbar. Zu diesem Zweck weist der bekannte Laufring entsprechend F i g. 2 der DE-OS am Außenumfang Taschen 42 auf, die durch einen Trennschieber 50 geteilt werden, und dessen Teilräume zum Verdrehen des Laufringes hydraulisch mit Drucköl beaufschlagt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zirjrunde, eine regelbare doppeltwirkende hydraulische Flügelzellenmaschine zu schaffen, bei der die Expansionsstöße und die durch sie hervorgerufenen Betriebsgeräusche und die Verformung des Laufrings erheblich reduziert werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die Ansprüche 2, 3 und 4 geben vorteilhafte Ausgestaltungen an.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe,

Fig.2 einen Hubring der Pumpe im Längs- und Querschnitt,

Fig.3 einen Querschnitt eines Seitenteils der erfindungsgemäßen Pumpe,

F i g. 4 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Pumpe bei ganz nach links verschwenktem Hubring,

F i g. 5 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Pumpe bei ganz nach rechts verschwenktem Hubring,

F i g. 6 Längs- und Querschnitt eines Zwischenringes,

Fig.7 Querschnitt einer Gehäuse-Seitenplatte-Zwischenring-Einheit(SchnittV-/aus Fig. 8),

F i g. 8 Längs- und Querschnitt einer Ausführung der erfindungsgemäßen Pumpe,

Fig. 9 und 10 schematische Funktionsdarstellung einer herkömmlichen doppeltwirkenden Flügelzellenpumpe,

Fig. 11 und 12 schematische Funktionsdarstellung für die erfindungsgemäße Pumpe.

In einem Gehäuse 90 sind zwischen zwei Stimplatten 80 ein Zwischenring 70 und innerhalb diesem ein Hubring 30 angeordnet. In dem Hubring 30 ist ein mit einer An- bzw. Abtriebswelle verbundener zylindrischer Rotor gelagert Hubring und Rotor 20 schließen zwei sichelförmige, symmetrisch einander gegenüberliegende Arbeitsräume ein. In Schlitzen des Rotors 20 sind Arbeitsschieber bzw. Flügel radial beweglich geführt. In den Seitenplatten sind Druck- und Saugöffnungen angeordnet

Die Drucköffnungen 82 sind mit je einer bogenförmigen Drucktasche 72 am Außenumfang des Hubringes 30 verbunden, die sich entsprechend der Druckhubkurve des Hubringes bis zum Hub gleich Null erstrecken. Die Drucktaschen 72 sind mit je einer sich durch den Hubring erstreckenden Bohrung 31 verbunden, die im Verschwenkwinkelbereich λ ständig mit der zugeordneten Drucktasche in Verbindung bleibt (F i g. 1,4,5,8,11,12).

Da es zur Erhöhung des Betriebsdruckes absolut erforderlich ist, die Druckspitzen, die während des Pumpenbetriebes entstehen, abzubauen und den auf den Hubring wirkenden inneren radialen Druck auszugleichen, sind die Drucktaschen 72 so angelegt, daß die Hubring-Bohrung 31 ständig innerhalb der Taschenöffnungen schwenkt bzw. mündet; somit wirkt der volle Verbraucherdruck auf der Außenkontur des Hubringes und gleicht den entsprechenden inneren Druck aus, zudem erfolgt noch eine Druckbeaufschlagung auf der Außenkontur des Hubringes durch den Regeldruck der Regeldruckkammer (480). Intern auf der entsprechenden inneren Seite des Hubringes befindet sich eine Zelle, difc alternativ mit Hochdruck oder Niederdruck beaufschlagt wird.

Die resultierende Druckkraft der zwei genannten Außen- und innendruckfeider ergibt sich als deren Differenz, womit die Verformung des Hubnnges und die damit in Zusammenhang stehenden Geräusche vermindert werden.

Die Saugöffnungen 81 weisen eine Antikavitationsnut 810 auf, wobei letztere sich entsprechend dem Schwenkwinkelbereich cc des Hubrings über den Spalt s des Trennbereichs in Richtung zu der in Drehrichtung davor angeordneten Drucköffnung erstreckt und vom Hubring 30 während der Verschwenkung stufenlos verdeckt oder geöffnet wird (F i g. 1,3,4,7).

Der Abstand der inneren bogenförmigen Konturen der zwei gegenüberliegenden Saugöffnungen ist kleiner als derjenige der innerer bogenförmigen Konturen der zwei gegenüberliegenden Antikavitationsnuten (AKN, Fig. 3).

Der Hubring 30 weist im Bereich der Druckhubkurve an seinem Umfang und diametral gegenüberliegende Ansätze 32 auf, die den Arbeitskolben des Schwenkflügelmotors bilden (F i g. 1,2).

Aus den F i g. 1, 2,3,11 und 12 ist ersichtlich, daß die festen Auslässe 82 an den Seitenplatten 80 kleiner sind als eine halbe Flügelteilung; die den Hubring durchdringende radiale Bohrung 31 — gelegen am Ende der Druckhubkurve — stellt den letzten »wandernden« Auslaß für die Druckflüssigkeit dar.

Bei Versteilwinkel Null des Hubringes beträgt der Winkelabstand der Drucköffnung zwischen festen Auslassen 82 der Seitenplatten und der Hubring-Bohrung 31 gleich oder größei als eine Flügelteilung (F i g. 4,11).

Bei Verstellung des Hubringes um den Schwenkwinkel λ as I Teilung, wandert die Hubring-Bohrung 31 zu dem festen Auslaß, so weit, bis sie übereinanderliegen. Der gesamte Öffnungswinkel, in dem sich fester Auslaß und Hubring-Bohrung befinden, hat sich verkleinert. Hierzu dient die mit dem Hubring »wandernde« Hubring-Bohrung 31, den Gesamtwinkel des Auslasses zu variieren. Die Durchflußfläche der Flüssigkeit wird jedoch nicht verkleinert (F i g. 5).

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regelbare doppeltwirkende hydraulische Flügelzellenmaschine mit einem einen konzentrisch zum Rotor angeordneten relativ zu den in den Seitenteilen angeordneten Druck- und Saugöffnungen verdrehbaren Hubring, bei dem auf seinen Außenumfang einander gegenüberliegende Schwenkflügelmotore angeordnet sind, die je zwei hydraulisch beaufschlagbare Arbeitskammern zwischen Hubring und Gehäuse bilden, dadurch gekennzeichnet, daß