DE2453736A1

DE2453736A1 - Radialkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2453736A1
Application number: DE19742453736
Authority: DE
Inventors: Ulrich Breining
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-11-13
Filing date: 1974-11-13
Publication date: 1976-05-20
Also published as: FR2291346A1; FR2291346B3

Description

¹R. 2 4 50
24.9.1974 V/d/Hm

Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, J STUTTGART 1

Radialkolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenmaschine, Pumpe oder Motor, mit in Bohrungen eines Rotors angeordneten
Kolben, deren aus dem Rotor ragende Enden, insbesondere' über Gleitschuhe, an der Innenwand eines Hubrings gleiten, welcher zwecks Veränderung der Förder-oder Schluckmenge quer zum Rotor verstellbar ist (Totpunktebene) und wiederum quer zu dieser Verstellrichtung an einem Stützkörper aufliegt,

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Ein wesentliches Problem bei derartigen Kolbenmaschinen ist das Vermeiden von Betriebsgeräuschen. Diese werden entscheidend vom Druckverlauf in der Kolbenbohrung während der Umsteuerung von der Niederdruckseite zur Hochdruckseite, und umgekehrt, bestimmt. Dieser Druckverlauf soll so langsam und stetig wie möglich und ohne Druckspitzen gestaltet sein. Weil die Umsteuerung wegen der notwendigen überdeckung nicht exakt in den Wendepunkten des sinusförmigen Hubverlaufs erfolgt, führt der Kolben noch einen Resthub bei geschlossener Kolbenführung aus. Dieser Resthub führt am Anfang des Druckhubs zu einer Drucksteigerung - zur sogenannten Vorkompression, Ist diese höher oder niedriger als der Arbeitsdruck, geschieht der Ausgleich über eine steile Druckflanke. Um den Einfluß der Vorkompression zu mildern und sie etwas unabhängiger von den Faktoren Hub und Druck zu machen, ist es bekannt, Vorsteuerungen durch Kerben oder Nuten an den Steuerschlitzen vorzusehen. Damit erhält man aber je nach Nutquerschnitt und Nutverlauf einen Druckgraüienten, der in jedem Fall steiler als bei einer Vorkompression verläuft. Zu dieser addiert sich nämlich noch die Drucksteigerung infolge Volumenausstausches von der Hochdruckseite durch die Nut zur . Kolben bohrung.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den Geräuschpegel bei Radialkolbeninaschinen, insbesondere druckgeregelte]; auf einem Minimum zu halten.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Stützkörper durch Druckmittel beaufschlagt ist und den Hubring quer zur Totpunktebene entgegen der Kraft eines federnden Mittels zu verstellen vermag.

Auf diese Weise wird durch Verdrehen des Hubrings und damit der Totpunkte entgegen der Laufrichtung der Winkel und somit die Höhe der Vorkompression automatisch dem Niveau des Ar-

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beitsdrucks angeglichen. Bei einer Maschine mit Nullhub- ·■ steuerung wird diese Angleichung mit abnehmendem Hub proportional zum Weg wieder rückgängig gemacht.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Unteransprüchen und der Zeichnung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Fig. 1 eine vereinfacht dargestellte Radialkolbenpumpe in Ansicht und in Fig. 2 eine schematische Darstellung.

Die Radialkolbenpumpe besitzt einen Rotor 10, welcher drehbar auf einem gehäusefesten Steuerzapfen 11 gelagert ist und mehrere radial verlaufende Bohrungen 12 aufweis t. In jeder Bohrung ist ein Kolben 13 dichtgleitend geführt, welcher sich über einen Gleitschuh lh an der Innenwand 15 eines Hubrings 16 abstützt. Dieser ist quer zum Rotor 10 um die Exentrizität e verschiebbar, und zwar mittels eines Verstellkolbens 17 und eines Gegenkolbens 18. Auf deren Funktion ist nicht weiter eingegangen, da hinreichend bekannt. Sie wirken an einander diametral gegenüberliegenden Seiten auf die Außenwand des Hubrings ein. In der durch die mitten der Kolben 17 und 18 verlaufenden Ebene liegen der obere Totpunkt OT und der untere Totpunkt UT.

Am Steuerzapfen 11 sind zwei Steuerschlitze 19, 20 ausgebildet, von denen der Steuerschlitz 19 über im Steuerzapfen ausgebildete Längsbohrungen 21, 22 mit der Niederdruckseite und der Steuerschlitz 20 über ebenfalls im Steuerzapfen verlaufende Längsbohrungen 23, 2h mit der Hochdruckseite in Verbindung steht. Zwischen den Steuerschlitzen 19, 20 befinden sich Stege 25, 26 an der Oberfläche des Steuerzapfens. Diese Stege liegen nicht genau symmetrisch zur Totpunkt-Sbene sondern sind gegen diese entgegen dem Uhrzeigersinn etwas verdreht.

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Am Außenumfang-des Hubrings sind einander diametral gegenuberlie- und quer zur Totpunktebene zwei Schrägflächen 27, 2 8 aus- gende gebildet. Die Schräg.fläche 27 liegt an einem.Stützkörper 29 an, welcher einen kolbenartigen Portsatz 30 hat, der in einer Gehäuse-Sackbohrung 31 dicht leitend geführt ist. Die Bewegungsrichtung des Stützkörpers verläuft genau senkrecht zur Totpunktebene. In den unteren Teil der Bohrung 31 mündet eine Leitung oder ein Kanal 32, welcher mit der Hochdruckseite der Maschine verbunden ist.

Auf die Schrägfläche 28 des. Hubrings 16 wirkt über eine an einem Kolben 35 befestigte Rolle 3^ eine Feder 36 ein, welche im hohlen Inneren 37 des Kolbens angeordnet ist und sich an einer gehäusefesten Fläche 38 abstützt. Die Wirkrichtung der Feder 36 verläuft durch die Mitte des Steuerzapfens 11 und entgegen dem Stützkörper 29· Wenn der Rotor 10 von einer nicht dargestellten Antriebsmaschine im Uhrzeigersinn angetrieben wird und der Hubring 16 gegenüber dem Steuerzapfen 11 um den Betrag e exentrisch verschoben ist, saugen die Kolben bei ihrem Auswärtshub Druckmittel über den Steuerschlitz an und verdrängen es beim Einwärtshub in den Steuerschlitz Der Hubring l6 wird entsprechend dem Arbeitsdruck, welcher über eine nicht dargestellte Leitung 17 auf den Verstellkolben 17 wirkt,entgegen dem Kolben l8 verschoben. Da der Arbeitsoder Förderdruck auch über die Leitung 32 in die Bohrung eindringt, verschiebt der Stützkörper 29 den Hubring quer zur Totpunkt- oder Verstellebene. Die Proportionalität Weg-Druck wird durch die Gegenkraft der Feder 36 erreicht. Diese Verschiebung des Hubrings entgegen der Federkraft hat eine Verdrehung der Totpunkte entgegen dsr Drehrichtung des Rotors bzw. der Laufrichtung der Gleitschuhe zur Folge. So beträgt bei einer bestimmten Maschinengröße die Totpunktverdrehung bei 1 mm Verschiebung des Hubrings

10 Grad. Daraus ist zu erkennen, daß durch Verdrehen

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der Totpunkte entgegen der Laufrichtung der Verdrehwinkel des Hubrings und somit die Höhe der Vorkompression automatisch dem Niveau des Arbeitsdrucks angeglichen ist. Ist ein Nullhubregler vorgesehen, so wird diese Angleichung mit abnehmenden Hub proportional zum Weg wieder rückgängig gemacht.

Um das beschriebene System auch bei Verstellpumpen mit Nullhubregler einsetzen zu können, muß die TotpunktVerdrehung in Abhängigkeit vom Kolbenhub wieder rückgängig gemacht werden. Beim Hub Null würde sich sonst der Totpunkt um 90 Grad gedreht haben. Um dies zu vermeiden, ist die Auflage des Stützköpers am Hubring als Schrägfläche (schiefe Ebene) ausgebildet.

Die Beaufschlagung des Kolbens 30 kann auch intermittierend sein. Dies geschieht durch Bohrungen 40 im Stützkörper, 41 im Hubring und 42, 43 im Kolben und Gleitschuh. Jedesmal wenn die Bohrungen 42, 43 mit der Bohrung 41 in Verbindung kommen, dringt Druckmittel aus der entsprechenden Bohrung über die Bohrungen 40, 4l in die Bohrung 31 ein. Die Druckmittelmenge kann durch eine Drossel 44 in der Bohrung 41 klein gehalten werden.

Die Fig. 2 zeigt Steuerzapfen, Rotor und Hubring schematisch. Die Größen x, x¹ bedeuten die Verschiebung des Hubrings nach oben oder unten. Bei maximalem Förderdruck ist der Winkelet erreicht. Er ergibt sich aus der Formel tanOt = —.

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Claims

Ansprüche

·' 1.J Radialkolbenmaschine, Pumpe oder Motor, mit in Bohrungen eines Rotors angeordneten Kolben, deren aus dem Rotor ragende Enden, insbesondere über Gleitschuhe, an der Innenwand eines Hubrings gleiten, welcher zwecks Veränderung der Pörder-oder Schluckmenge quer zum Rotor verstellbar ist (Totpunktebene) und wiederum quer zu dieser Verstellrichtung an einem Stützkörper aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (29) durch Druckmittel beaufschlagt ist und den Hubring (16) quer zur 'Totpunktebene entgegen der Kraft eines federnden Mittels (36) zu verstellen vermag.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (29) eine Schrägfläche (27) aufweist, an welcher der Hubring (16) mit einer passenden Schrägfläche anliegt.

3. Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (29) von der Hochdruckseite her beaufschlagt ist.

H. Maschine nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als federndes Mittel eine Druckfeder (36) dient, die über einen Kolben (35) mit Rolle (3't) auf den Hubring (16) einwirkt.

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5. Maschine nach Anspruch "¹J, dadurch gekennzeichnet, daß der Einwirk.ort der Feder (36) auf den Hubring (16) auf einer zweiten Schrägfläche (28) liegt·, die parallel · zur ersten Schrägfläche ausgebildet ist und dieser diametral gegenüber liegt.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1, 2, ¹J und 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung über Bohrungen (¹JO - 43) im Kolben (13), Gleitschuh (I¹J), Hubring (l6) und Stützkörper (29) erfolgt und daß die Bohrung (¹JO) im Stützkörper als Drosselbohrung ausgebildet ist. /1

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