DE2528768C2 - Steuervorrichtung für eine pneumatische oder hydrostatische Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich aut eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 22 14 771 bekannt. Sie kann für alle fluiddurchströmtcn Maschinen, wie z. B. Pumpen, Motoren, Getriebe und Kompressoren, angewendet werden.

Der bekannte Steuerkörper weist einen zur Rotorachse konzentrischen Steuerspiegelteil auf, an den sich ein exzentrischer Teil anschließt, der in einer entsprechenden Ausnehmung im Gehäuse axial verschieblich gelagert ist. Auch der konzentrische Teil des Steuerkörpers bildet mit dem Gehäuse einen Sitz, der zusammen mit dem Sitz des exzentrischen Ansatzes in der Andruckkammer eine Sicherung des Sleuerkörpers gegen Verdrehen bildet. Aufgrund der Reibungskräfte am Steuerspiegel wird der Steuerkörper jedoch mitgenommen, so daß er sich verklemmen kann. Er verliert dabei seine Fähigkeit, sich axial zu verschieben, so daß seine Diehtfunklion am Steuerspiegel verloren geht. Der Steuerkörper enthält zwar auch eine mittige Ausnehmung. Diese ist jedoch über die Stirnseite der Andruckfläche mit dem Hochdruck verbunden. Dadurch aber bildet sich der für die Dichtwirkung maßgebliche Druckgradient nicht unmittelbar am inneren Drucknierensteg aus, sonder in dem Bereich zwischen der mittigen Ausnehmung un der Niederdruckniere. Das führt zu einer Vergrößerung der Dichtfläche zwischen Rotor und Steuerkörper, was wiederum zu erhöhten Reibungskräften führt.

Darüber hinaus verschiebt sich aufgrund der größeren Dichtfläche der Fluiddruckmittelpunkt im Stcucrspicgel. Das kann wiederum zur Verkantung des Steuerkörpers führen, wodurch die Dichtfunktion am Steuerspicgel ebenfalls beeinträchtigt wird.

In einem anderen in der DE-OS dargestellten Ausführungsbeispiel herrscht in der mittigen Ausnehmung zwar ein niedrigerer Druck als der Hochdruck. Dieser Druck aber ist Undefiniert. Er stellt sich je nach den Betriebsbedingungen ein. Auch bei dieser Art kann es deswegen zum Verkanten und Festklemmen des Steuerkörpers kommen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Steuervorrichtung so zu gestalten, daß der Druckgradient an der Dichtfläche genau definiert ist und daß keine Tendenz zum Kippen oder Verkanten am Steuerkörper auftreten, um so eine bessere Anschmiegung an die Rotorfläche zu erhalten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergeben sich auch eine ganze Reihe von weiteren Vorteilen. Der

Steuerkörper und der Steuerspiegel werden so klein wie möglich. Durch die Selbstandrückung des Steticrkörpers werden die Leckage und Reibungsverluste reduziert, der Einbau in das Gehäuse ist aufgrund der einslückigen Ausbildung des Steuerkörpers und der alleinigen Lagerung über den exzentrischen Andrucksatz erheblich vereinfacht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und die ßemessungsb5 grundlage für die optimale Gestaltung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen ähnlichen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Endansicht des als Steuerkörper dienenden Druckelemcnts der F i g. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie IU-III der Fig. 1,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der F i g. 4,

F i g. 6 einen Teilauschnitt aus F i g. 4 mit einem Druckdiagramm,

F i g. 7 eine Erläuterungsskizze zur Bestimmung der Druckverhältnisse und

F i g 8 ein Diagramm für die Lage des Schwerpunktes bzw. des Druckmittelpunktes.

Eine einfache Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Das Fluid fließt von einer Öffnung 24 des Gehäuseteiles 14 durch eine Fluid enthaltende Saugkammer oder Einlaßkammer 22, durch einen Kanal b mit Steueröffnung 6a und den entsprechenden Rotorkanal 13 oder 12 in eine der Arbeitckammern des Rotors I, die es über den entsprechend ande-en Rotorkanal 12 oder 13, den Steuerspiegel zwischen den Steuerflächen 19, 20, den Kanal 5 mit der zugehörigen Steueröffnung 5a, eine Druckkammer 21 und eine Öffnung 23 im Gehäuseteil 14 verläßt Die Richtung des Fluids kann auch umgekehrt sein und ist umgekehrt beim Betrieb als Motor. In diesen Figuren ist eine Druckkammer 21 vorgesehen, die gegen den Niederdruck durch einen zylindrischen Sitz 16 abgedichtet ist Die Achse des Sitzes 16 verlauft exzentrisch (siehe F i g. 2) zu der Achse des Rotors 1 und der Achse des konzentrischen Teils des Steuerkörpers 7. Fluid von hohem Druck kann die Druckkammer 21 füllen: in jedem Fall wird der Druck in der Kammer 21 den Steuerkörpers 7 axial gegen die Umlauffläche 19 des Rotors 1 drücken, so daß die Flächen 19 und 20 gegeneinander gepreßt werden und einen selbstdichtenden Steuerspiegel oder Steuerdichtspalt bilden. Der Steuerkörper 7 ist in der Druckkammer 21 axial begrenzt beweglich. Die Querschnittsfläche des exzentrischen Teiles 31 mit der Schulter 31a des Stcuerkörpers 7 soll wieder nur um einige Prozent (d. h. um etwa 4 bis 6 Prozent) die später noch erläuterte äquivalente Hochdruckzone des entsprechenden Teiles des Steuerspiegels zwischen den Flächen 19 und 20 überschreiten. Auch sollte die Exzentrizität »e« des exzentrischen Teiles 31 so bemessen sein, daß die achsparallelun Wirkungslinien des exzentrischen Teiles 31 und des Druckmittelpunktes des hochdruckäquivalenten Zone des zentrischen Teils am Steuerspiegel zwischen den Flächen 19 und 20 zusammenfallen. Dadurch wird es möglich bei hohen Drücken Leckage- und Reibungsverluste zu reduzieren.

Nach den F i g. 1 bis 4 wird das dadurch erreicht, daß eine mittlere Ausnehmung 41 im Steuerkörper vorgesehen und diese Ausnehmung durch eine Entlastungsbohrung 42 oder eine Nut mit einem Räume niederen Druckes kommunizierend verbunden ist, beispielsweise mit dem gewöhnlich unter keinem oder niederen Drükkc stehendem Inneren des Gehäuses der Pumpe oder des Motors. Die mittlere Ausnehmung 41 kann auch mit der Niederdruckeinlaßöffnung der Maschine verbunden sein. Durch eine soiche Ausnehmung wird erreicht, daß der miniere Teil der Steuerfläche unter niederem Druck oder Saugdruck steht, so daß die Fluiddruckkräfte in der Steuerfläche radial einwärts durch die Ausnehmung begrenzt sind.

Dank dieser Begrenzung ist es möglich, den Außendurchmesser des zur Rotorachse konzentrischen Teils und den Durchmesser des exzentrischen Teils des Steuerkörpers so zu dimensionieren, daß die auf den Steuerkörper in Richtung auf den Rotor wirkende Druckkraft in der Druckfluidkammer nur etwas größer als die entgegengesetzt wirkende Kraft des Fluids im Steuerspiegel ist, so daß der Steuerkörper mit einer entsprechenden. gewünschten Kraft gegen den Rotor gepreßt wird. Insbesondere kann hierbei der Durchmesser des exzentrischen Teiles des Steuerkörpers so dimensioniert werden, daß die Druckkanner im Falle eines hohen Druckes hinter dem exzentrischen Teil wieder gerade eine solche gegen den Rotor gerichtete Druckkraft erzeugt.

In F i g. 4 ist eine vom Fluid axial beaufschlagte Steuervorrichtung für eine Drehrichtung des Rotors gezeigt, bei der das Gehäuse 60 eine Druckfluid enthaltende Kammer 46 aufweist, in die der Steuerkörper 45 mit seinem exzentrischen Teil 45a dicht eingesetzt ist. Steuerkörper kann sich axial innerhalb der Kammer 46 bewegen und ist innerhalb der Kammer 46 entweder passend oder durch einen plastischen Dichtungsring 47 gedichtet. Die Kammer 46 ist mit einer Öffnung 51 für das Arbeitsfluid der Maschine verbunden. Die Exzentrizität der Kammer 46, mit Bezug aui die Achse des Rotors, d. h. der Abstand der Mittelachse der Kammer und dementsprechend auch des Teiles 45a des Steuerkörpers 45 von der Achse des Rotors, ist so bemessen, daß der Steuerkörper keine Tcnden/ zum Kippen oder Verkanten erhält. Eine Kennzeichnung dieses Abstandes ist ohne genaue mathematische Analyse nicht möglich, wie dieses später noch erläutert wird. Der Steuerkörper ist — wie in Fig. 1 — mit einer mittleren Ausnehmung 43 versehen, die sich in den Rotor 53 hinein erstreckt und durch eine Entlastungsausnchmung oder Bohrung 44 mit dem Gehäuseinnern verbunden ist. Doch kann sich die mittlere Ausnehmung 43 auch entweder nur im Steuerkörper oder im benachbarten Rotorende befinden. Ihre Querschnittsfläche muß so so bemessen sein, daß sie dem Querschnitt des Teiles 45 und der Kammer 46 angepaßt ist, da andernfalls die gewünschte axiale Druckkraft des Druckgliedes gegen den Rotor 53 nicht erhalten werden kann.

Der Rotor 53 ist in Lagern 55 des Gehäuses 60 drehbar gelagert und in axialer Richtung durch das Drucklager 54, auf dem der Rotor 53 umläuft, abgestutzt. In den vom Fluid beaufschlagten Zylindern 56 sind Kolben 57 ungeordnet, die Fluid in die Zylinder hereinlassen und aus ihnen abgeben. Die Kolben 57 stützen sich über Kolbenschuhe 58 am Hubring59 ab.

Um den Steuerkörper 7 an der Rotation zu hindern, ist entweder eine weitere, mindestens teilweise zylindrische Fläche 17 und eine diese stellenweise radial ausdehnende Ausnehmung 81 entsprechend der F i g. 1,3 und 4 ungeordnet oder es sind andere geeignete Mittel zur Verhinderung der Rotation, beispielsweise ein einfacher Zapfen 61 vorgesehen, welcher in eine entsprechende Ausnehmung 62 im Druckglied eingreift. Die Ausnehmung 62 kann zugleich die Niederdrucksteueröffnung des Druckgliedes sein, während die öffnung 63 die Druckfluidodcr Hochdrucksteueröffnung des Steuerkörpers 7 ist.

In der F i g. 4 mit den F i g. 5 und 6 ist noch gezeigt, daß der konzentrische Teil 48 des Steuerkörpers 7 radial nach außen durch eine zylindrische Fläche 66 begrenzt ist, die durch einen Raum 49 umgeben sein kann. Es ist vorteilhaft, diesen zwischen der Sitzfläche 17 des Gehäuses und der Fläche 66 oder ihn zwischen der Fläche 66 und der Innenfläche der Rotorausdrehung der F i g. 4 anzuordnen. Der Zwischenraum 49 soll auch ausdrücken, daß der konzentrische Teil 48 des Steuerkörpers 7 grob bearbeitet sein kann, um in eine grobe Haltefläche 17 des Gehäuses ohne Feinbearbeitung eingesetzt werden zu können. Die Flächen 17 und 66 bilden dann die Sicherung

des Steuerkörpers 7 gegen dessen Verdrehung. Ragt der konzentrische Teil 48 in eine Ausnehmung des Rotors 53 herein dann ist der Zwischenraum 49 zweckdienlich radial weit auszubilden und ggf. eine Stiftsicherung gegen Verdrehung des Steuerkörpers 7 anzuordnen.

Nachfolgend seien nunmehr zunächst die Vorgänge im Steuerspiegel zwischen Steuerkörper und Rotor im einzelnen erläutert.

Fi g. 5 zeigt die Steuerfläche des Steuerkörpers 45 entsprechend der Schnittlinie V-V mit der erfindiingsgemaß vorgesehenen mittleren Ausnehmung 43. Der Innendurchmesser der Steuerfläche ist gleich dem Außendurchmesser der mittleren Ausnehmung 43 und durch das Bezugszeichen 65 gekennzeichnet. Radial auswärts von dem Innendurchmesser 65 erstreckt sich die nicht näher bezeichnete Steuerfläche bis zu ihrem Außendurchmesser 66. Dazwischen liegt die stationäre Steuerfläche des Steuerkörpers 45. Innerhalb dieser Steuerfläche befindet sich die Hochdruck- oder Arbeitsfluidsteueröffnung 63 und diametral gegenüber die Niedcrdruck-(bzw. drucklose) Steueröffnung 62. Da die letztere und ihre umgebende Fläche der Steuerfläche vernachlässigbaren kleinen Druck hat, können wir diese öffnung 62 und ihren Umfang von der weiteren Betrachtung außeracht lassen. Demgemäß betrachten wir hiernach nur die für die Berechnung wichtige Arbeitsfluid- oder Hochdrucksteueröffnung 63 und die sie umgebende Fläche. Die Fläche der Öffnung 63 ist mit Hochdmckfluid gefüllt, wie dieses aus F i g. 6 erkennbar ist, in der Druck ρ über dem Radius der Steuerfläche aufgetragen ist. Zwischen dem inneren Durchmesser 65 und der öffnung 63 wächst der Druck von einem kleinen Druck (bzw. dem Druck Null) auf einen hohen Druck in der öffnung 63 an, um anschließend von der oberen Begrenzung der Öffnung 63 zum äußeren Durchmesser 66 wieder auf niedrigen Druck (bzw. zum Druck Null) wieder abzufallen.

Der Druckgradient in diesen Flächen ist aus Gründen der Verständlichkeit als gerade Linie dargestellt; in Wirklichkeit hängt jedoch der Verlauf des Druckgradienten von der Viksosität des Fluids, von der relativen Geschwindigkeit zwischen der stationären Steuerfläche des Steuerkörpers und der rotierenden Steuerflüche des Rotors sowie von mehreren anderen Faktoren ab. Für die nachfolgende Berechnung kann indessen eine solche Kurvenkorrektion vernachlässigt und ein geradliniger Druckgradient angenommen werden. Wir erhalten als-

dann einen mittleren Radius r, zwischen dem inneren Durchmesser 65 und der Öffnung 63 und einen mittleren Radius r„ zwischen der Öffnung 63 und dem äußeren Durchmesser 66. Der Fachmann kann die Lage von /·,, und /■, entsprechend seiner Kenntnisse von den Druckgradienten oder durch empirische Versuche korrigieren. Des weiteren können die geneigten Linien in F i g. 6 durch vertikale Linien ersetzt werden, die parallel zur Kraftrichtung ρ verlaufen. Wir erhalten dann aufgrund dieser in der Fachwelt an sich bekannten Annahmen rechtwinklige Druckflächen des hohen Druckes ρ zwischen den Radien r, und r_lh Nachfolgend werden diese rechtwinklige Hochdruckfläche »äquivalente Hochdruckfläche« = A_HFm des Steuerspiegels oder der Steuerflächen genanni. In vielen Anwendungsfällen, z. B. in den meisten Motoren, ist die Steuervorrichtung zu der in F i g. 5 senkrechten Mittellinie symmetrisch, also die rechte Hälfte von F i g. 6 symmetrisch zur linken Hälfte ausgebildet. Wenn sie, wie in manchen Pumpen, unsymmetrisch ausgebildet ist, muß eine Korrektur vorgenommen werden. Für unsere weiteren Untersuchungen betrachten wird jedoch unter der Voraussetzung einer Symmetrie nur die rechte Hälfte von Fig. 5 und setzen somit voraus, daß die linke Hälfte (links von der vertikalen Linie ψ in Fig. 7) symmetrisch zur rechten Hälfte ist. Deshalb können wir die linke Hälfte aus der Rechnung herauslassen und nur die rechte Hälfte in Rechnung stellen.

Die erste Überlegung besteht nunmehr darin, daß die äquivlatente Hochdruckfläche sich nicht nur über 90° erstreckt, sondern tatsächlich von einem Winkel 0 (71) bis zu einem Winkel, der größer als 90° ist und als Winkel ■f/2 bezeichnet wird. Dieses ist deswegen der Fall, weil die Rotorkanäle 67 über den geschlossenen Bogen zwischen den Öffnungen 63 und 62 laufen. Dabei befinden sich die Kanäle 67 teilweise über der Hochdnicköffnung 63 und teilweise über dem geschlossenen Bogen, indem das Hochdruckfluid über die verschlossene Bogenfläche wandert und demgemäß die verschlossene Bogenfläche zwischen den Öffnungen 63 und 62 !eilweise und örtlich mit Hochdruckfluid belastet Die Größe der durch das Hochdruckfluid belasteten Fläche verändert sich hierbei mit dem Drehwinkel des Motors Für unsere Berechnung nehmen wir einen mittleren Wen davon an und nennen den Winkel, welcher über 90° von 7]\ hinausgeht, als Winkel ;'. Dadurch wird der Winkel von //i bis !?2 gleich 90° + /. Unter Berücksichtigung des Symmetrie erhalten wir daher für die gesamte äquivalente Hochdruckfläche Anpm den Wert Q = 180" + 2/. Führen wir hiernach den Wert C = Q/3b0 ein, so erhalten wir als äquivalente Hochdruckfläche der Steuerfläche A_Hi;„:

A_Hr,,, = (r,,²-r,²).T G (1)

In dieser Gleichung (1) spielen die Werte r_o und r, eine wichtige Rolle und müssen so genau wie möglich bestimmt werden. Ein anderer sehr wichtiger Wert ist G und seine Bestimmung muß ebenso genau sein, um eine perfekt funktionierende Einrichtung zu erhalten. Die Bestimmung kann jedoch durch einen Hydraulikfachmann ohne weiteres vorgenommen werden.

Der nächste Schritt besteht darin, den Faktor zu finden, um den die Querschnittsfläche der Kammer 46 zu

vergrößern ist damit die Druckkraft mit der das Druckglied gegen den Rotor gedrückt wird, den maximal günstigsten Wert erhält, bei dem die Leckage am Sleuerspiegel und die Reibung zwischen den Steuerflächen so klein wie möglich bleibt. Je nachdem, ob der Konstrukteur eine Fast-Null-Leckage bei niedrigem oder mittlerem Druck oder ein Minimum von Leistungsverlust bei hohem Druck wünscht, wird der gesuchte Faktor kleiner oder größer sein. Dieser Faktor sei hiernach ft genannt und beträgt nach der Erfahrung des Erfinders aufgrund von Tausenden empirischer Versuche ungefähr

fh = Ausgleichsfaktor = 1,04 bis 1.06 (2)

Wenn der Konstrukteur andere Werte für r,„ r, und y verwendet, müssen die Werte von /), entsprechend

korrigiert werden. Es gibt einige Anwendungsfällc, in denen /}, kleiner oder größer als in Gleichung (2) ist. Aber der Wert der Gleichung (2) befriedigt die meisten Erfordernisse.

Aul obiger Basis können wir nunmehr die Querschnittsfläche der Druckkammer 46 berechnen. Wir nennen diese l-'liichc A///■„, oder »Ausgleichsfläche« oder »Druckfläche« und können sie wie folgt berechnen:

Αι/ι;,, = Am;,, ■ fb (3)

In einfachster Ausbildung der Druckfläche Λ///>,,,(, erhält die Druckkammer 36 eine zylindrische Form. Den Durchmesser der zylindrischen Druckkammer 46 kann man dann wie folgt erhalten:

ίο

D = ^Aiii;„h · 4/Λ- (4)

Der Durchmesser D der Druckkammer 46 bestimmt den geeigneten Druck, um den Druckkörper mit der gewünschten günstigsten Druckkraft gegen den Rotor zu drücken. Der Ausgleichsfaktor fb kann infolgedessen aus als »Druckfaktor« bezeichnet werden.

Diese Gleichungen ergeben jedoch noch keine endgültige Lösung, solange die Exzentrizität »e« zwischen der Achse der Druckkammer 46 und der Achse des Rotors 53 nicht genau bekannt und verwirklicht ist. Selbst wenn also der Steuerkörper genau nach den obigen Gleichungen gebaut wird, sucht er zu kippen und sich zu verkanten, wodurch örtliche Abnutzung auf einer Seite des Steuerspiegels und örtliche Leckage auf einer linderen Seile des Steuerspiegels erzeugt wird.

Deshalb geht das Hauptziel der Erfindung dahin, einen genauen Wert der notwendigen Exzentrizität e /wischen den genannten Achsen zu finden, weil der Steuerkörper bei hohen Drehgeschwindigkeiten und hohen Drücken mit hohem Wirkungsgrad nur arbeiten kann, wenn die Exzentrizität gemäß der Erfindung genau bekannt ist und die Konstruktion mit einer solchen Exzentrizität angeführt wird. Der Steuerkörper wird alsdann nicht nur bei hohen und allen Drücken und bei hohen und allen Drehgeschwindigkeiten, sondern auch mit höchstem Wirkungsgrad, also mit einem Minimu von Leckage und einem Minimum von Reibung zwischen den aufeinanderliegcnden Steuerflächen arbeiten.

F.s werde demnach im Sinne der Erfindung die folgende Überlegung angestellt:

Ein Intervall vom Winkel Θ bestimme, wie F i g. 8 zeigt, die Infinitesimalfläche dFzwischen den Radien r„ und /·,. Diese Definition beruht darauf, daß der Druckmittelpunkt der Steuerfläche nicht auf dem mittleren Radius r,„ = (r,. + r,)i'2 in der Mitte zwischen den Radien r_o und r, liegt, da die Fläche dFim radialen äußeren Teil breiter als im radial inneren Teil ist. Der radiale Abstand zwischen r„ und r,sei als dr und der Radius des Schwerpunktes oder Druckmittelpunktes der Fläche dF als r_gL. bezeichnet. Um r_gc zu finden, berechnen wir den integralen Mittelwert:

35 r., = Schwerpunktradius = \rdF/F (5)

AusdF= ΓάΓθπη 80 folgt:

₌ Bn_ Ir¹Ur ₌ Θπ_ rj-r) ₌ 360^-^)

^r*'' 180 F 180 3AF 540(r² _o-rj)

oder

Der Radius r,, auf dem der Druckmittelpunkt der Steuerfläche liegt, ist nach obiger Gleichung (6) zu finden. Doch ist der Radius r_fl- nicht ein Wert einer Exzentrizität e. Um die Exzentrizität e zu finden, müssen wir den Abstand G₁ des Schwerpunktes oder Druckmittelpunktes der Steuerfläche von der Achse des Rotors, d. h. den integralen Mittelwert des Schwerpunktsradius />,- über dem Winkelintervall von 171 bis //2 auf der rechten Seite von F i g. 7 bestimmen.

Die Gleichung hierfür lautet: . $5

G, = J ^,A_nIU_n-,_n)

«0 oder

»5

G₁ = r_KC cosj,d »//(/β- /,,)

G_c = /^sin 72-sin y\)/(yi-i/i) (7)

wobei η in Winkelgrad χ,τ/180 einzusetzen ist.

Für Δη = 90° wird C₁ = r^sin „τ— sin 0)/(9O—O)oder
5

G(90°) = /Vc · 0,636.

Für die praktische Anwendung führen wir die Funktion fc für verschiedene Winkel ein und erhalten dadurch das Diagramm nach F i g. 9, welches G_c über verschiedene Intervallwerte von >ji—t)\ wiedergibt. Daraus erhalten wir leicht den Schwerpunktsmittelpunkt nach G₁- nach folgender Formel:

Hierzu kann fc aus F i g. 8 für den Wert QIl — η\ — ηι der Steuerfläche grafisch abgenommen werden.

Wenn die Abmessungen des Steuerkörpers und der Druckkammer aufgrund der obigen Gleichungen errechnet worden sind und die Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Berechnung ausgeführt ist, kann es vorkommen, daß — in Abhängigkeit von ersten in die Gleichung eingesetzten Werten — die exzentrische Druckkammer und der exzentrische Teil des Steuerkörpers u. U. nicht mehr innerhalb des Außendurchmessers der Steuerfläche liegen.

Die Druckkammer 21 oder 46 und der exzentrische Teil 31 bzw. 45a des Druckgliedes erstreckt sich alsdann zu einem kleinen Teil in Form einer Sichel radial über den äußeren Durchmesser der Steuerfläche hinaus. Dieser kleine sich erstreckende Teil ist in F i g. 1 mit dem Bezugszeichen 31a und in F i g. 4 bzw. 5 mit dem Bezugszeichen 64 bezeichnet und für alle entsprechenden Anwendungsfälle, ein wichtiges Charakteristikum der Erfindung. Diese teilweise Erstreckung des exzentrischen Teils des Steuerkörpers 7 über die Steuerflächen hinaus macht es unmöglich, dasselbe im Gehäuse oder Deckel 14 bzw. 60 zu montieren, wenn der Steuerkörper und das Gehäuse voll zylindrische Sitzflächen 17 haben. Um deshalb eine Montage des Steuerkörpers 7 im Gehäuse oder Deckel 14 bzw. 60 möglich zu machen, ist in Fig. 1 die Umfangsfläche am Sitz 16 im Gehäuse oder Deckel am Sitz 17 des Gehäuses verlängert. Hierzu ist eine Ausnehmung 81 in Form einer kleinen Sichel entsprechend dem sichelförmigen Teil 31a des exzentrischen Teiles in radialer Richtung zwischen dem Steuerkörper 7 und dem Gehäuse 14 vorgesehen, wie dieses aus Fig.3 ersichtlich ist. Der Steuerkörper 7 kann nunmehr axial in das Gehäuse 14 eingeschoben werden.

In Fig.4 und 5 ist der zylindrische Sitz 17 fortgelassen, das Gehäuse 60 ist dadurch in Richtung gegen den Rotor verkürzt und ein Raum 49 wird um den zylindrischen Teil des Druckgliedes gebildet. Eine Drehung des Steuerkörpers 7 wird durch den Haltezapfen 61 verhindert, welcher vorzugsweise im Gehäuse 60 befestigt ist

und in eine Ausnehmung, z. B. die Öffnung 62, hineinragt.

Für mittlere Druckbereiche sollte jedoch erfindungsgemäß die Mittelachse der exzentrischen Teile 31 bzw. 45 des Steuerkörpers 7 und der Fluiddruckkammern 21 bzw. 46 eine Exzentrizität e zur Rotorachse annähernd in der Größe des Wertes G₁- nach den obigen Formeln aufweisen. Gewöhnlich liegen diese Achsen in einer Ebene, die senkrecht zur Ebene liegt, welche durch den inneren und äußeren Totpunkt der Arbeitskammern der Einrichtung verläuft. Aber manchmal, vor allem in Pumpen mit höheren Drücken, sollte die Exzentrizitäiscbene gegenüber der genannten senkrechten Ebene etwas geneigt sein, und zwar meist in Drehrichtung des Rotors. Bei Motoren steht die Exzentrizitätsebene gewöhnlich genau senkrecht auf der durch die beiden Totpunkte gelegten Ebene. Für Maschinen mit sehr hohen Drücken sollte die Mittelachse der genannten Teile genau den Abstand G_c von der Rotorachse haben, die Exzentrizität des exzentrischen Teiles also gleich diesem Wert G,- der Gleichungen sein.

Im allgemeinen vermindert ein erfindungsgemäß vorgesehener Steuerkörper die Leckage mit wachsender Drehgeschwindigkeit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Steuervorrichtung für eine pneumatische oder hydrostatische Maschine mit in einer Drehriehuing umlaufendem Rotor und axial am Rotor angeordneten Ein- und Auslaßöffnungen, einen entsprechende Steueröffnungen aufweisenden Steuerkörper, der einen mit einer Exzentrizität versehenen, zur Rotorachse exzentrischen Teil und einen zentrisch zur Rotorachse angeordneten Andruckteil aufweist, der von der Hockdrucksteueröffnung durchgedrungen ist und dessen Exzentrizität so bemessen ist, daß die Ansruckfläche mit einer sichelförmigen Fläche radial über die Steuerspiegelfläche am Rotor hinausragt, wobei die Druckmittelpunkte der Andruckfläche und des Steuerspiegelteils zusammenfallen, und ein konzentrischer

   Teil des Steuerkörpers den Steuerspiegel bildet, wobei der Steuerspiegel eine mittige Ausnehmung aufwcisi und der Steuerkörper im Gehäuse verdrehgesichert und axial verschiebbar gelagert ist, dadurch gekenn ζ e i c h η e t, daß die Verdrehsicherung (17,81 oder 61,62,49) so ausgebildet ist, daß sie ein Festklemmen des Steuerkörpers (7) verhindert und daß die mittige Ausnehmung (41 oder 43) über Kanäle (42 oder 44) mit einem Raum niederen Druckes verbunden ist
2. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung eine Sitzfläche

   (17) am konzentrischen Teil des Steuerkörpers ist und die Sitzfläche (17) durch eine sichelförmige Ausnehmung (81) unterbrochen ist
3. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung ein Zapfen (61) im Gehäuse (60) ist, der in die Steueröffnung (62) ragt
4. 4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Ausnehmung (4i) im Steuerspiegel durch den Kanal (42) mit der Niederdruckseite der Maschine verbunden ist.
5. 5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Ausnehmung (43) im Rotor durch den Kanal (44) mit dem Gehäuseinneren verbunden ist.
6. 6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung mittels einer teilweise zylindrischen Haltefläche (17) die den konzentrischen Teil (48) des Steuerkörpers (7) mindestens teilweise, mit einem Zwischenraum (49) zwischen der Fläche (17) und dem konzentrischen Teil des Steuerkörpers (7) umgibt, gebildet ist und die Haltefläche (16) teilweise durch eine radial nach außen gerichtete Ausnehmung (81,64) ausgedehnt ist.