DE2618048A1 - Axialkolbenpumpe oder -maschine - Google Patents

Description

COHAUSZ & FLCRACK

PATBNTANWALTSBÜRO 9 R 1 Q Π L 8

D-4 DÜSSELDORF . SCHUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Iog. R. KNAUF · Dr.-ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

Lucas Industries Limited 23. April 1976

Great King Street
Birmingham / England

Axialkolbenpumpe oder -maschine

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe oder -maschine, bei der durch eine Drehung eines kolbentragenden Rotors eine Flüssigkeit verdrängt wird.

Es ist bei Maschinen dieser Art bekannt, eine Öffnungsplatte vorzusehen, die eine Öffnung aufweist und die eine Fläche besitzt, an der eine Fläche des Rotors angreift. Der Rotor hat Bohrungen, durch die verdrängte Flüssigkeit fließt, und eine Drehung des Rotors bewirkt, daß diese Bohrungen sukzessive in eine Verbindung mit der Öffnung der Öffnungsplatte gebracht werden.

Im Moment der ersten Verbindung zwischen einer Bohrung und der Öffnung in der Öffnungsplatte kann eine schnelle Druckänderung, begleitet von einer Schockwelle, innerhalb der Bohrung auftreten, außer wenn die Drücke in der Bohrung und in der Öffnung im wesentlichen gleich sind. Es ist vorgeschlagen worden, dieses Problem dadurch zu beseitigen, daß für eine geeignete Vorkompression oder Dekompression der Flüssigkeit innerhalb der Bohrungen gesorgt wird, ehe diese Bohrungen in Verbindung mit der Öffnung in der Öffnungsplatte gebracht werden. Eine solche Lösung ist nur dann wirkungsvoll, wenn der Druck in der Öffnung der Öffnungsplatte im wesentlichen konstant bleibt.Dieser Druck ist üblicherweise ein hoher Förderdruck im Falle einer Pumpe oder ein hoher Zudruck im Falle eines Motors,

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und es 1st bei solchen Maschinen üblich, dad sie über einen großen Bereich von Förder- oder Zudrücken hinweg arbeiten Bliesen. Bs ist ferner erforderliah, daß die Verdrängung der faschine geändert wird, indes die effektiven Kubwege der Maschinenkolben geändert werden, und dealt einher geht eine Änderung in der Vorkostpression oder Dekompression von Flüssigkeit in den Eotorbohruugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulik-Iota tion β-Msohine au schaffen, bei de? DJtterensen »wischen den Brücken in den Setorbehrungen und in der Öffnung in ά·τ Öffnungsplatte übe? einen erheblichen Bereich von Betriebsdrücken hinweg wesentlich reduslert werden·

^rfindungsgest&B iet eine Hydraulik-So ta tion MMt eohine gekennzeichnet durch ein Gehäuse, einen Betör ia G<ÄÄuee,der mehrere Bohrungen hat, die χα einer Stirnseite de· fiotora hin öffnen, auf die Drehung dee liotore «nepreehende Kittel sur Tersnlaaeung einer ?lüeeigkeit»verdrftngong innerhalb der Bohrung in Begleitung mit der drehung, eine Öffnungeplatte, gegen deren eine Fläche die Stirnseite dea Rotors gelegt iat und die eine erste Bohrung aufweist, sit aev die Bohrungen eine aukseaeive Verbindung herstellen, einen ersten Kanal in der öffnungaplatte, der »it der ersten Öffnung und alt einer ΰ£fnungaanordnung in Terbindusg steht, die xu der Fläche der Öffnungapiatta hin gffnet und die la Abstand xur ersten öffnung liegt, vessetst in Richtung dee Bewegongswegs der Bohrungen über die Stirnfläche hinweg« derart, daß die Bohrungen ix Betrieb »it der Öffnungsanordaung in Verbindung gelangen, ehe sie sit der Öffnung in Verbindung treten, wobei sieh die Öffnanseanordnung in die genannte Bevegungsriohtung erstreckt, und ein Begeleleae&t, das auf eine Pruckerhähung in den Bohrungen so anspricht, daß die Öffnungsanordnung in eine Klehtung von der Öffnung weg progressiv freigelegt wird.

Sie Erfindung isst nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Besignahae auf die Zeichnung nlher erläutert In den Zeichnungen sindt

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BAD ORIGINAL

Pig. 1 ein »Schnitt durch eine Axialkolbenpumpe! Fig. £ eine Ansicht einer Öffnungeplatte der Puape bei Blick aus der Sbene der Linie 2-2 in Fig· 1 und

Fig. 2 ein fei!schnitt im vergrößerten Meßstat «η der Linie 3-5 der . 2.

Fig. 1 iat die Puape eine Konstruktion alt faujaelplatte, und «ie hat ein Gehäuse 10 »it eines* Auslaß 11 und eine« Einlaß 12 an eines "Eöd·· Das andere Ende dee Gehäuses let durch einen F-nddeckel 15 versohlessea, in de« eine Welle 14 drehbar gelagert let* Kit der Welle 14 ißt ein Seter 15 verbunden, der ie Gehäuse 10 sitst und in des »ehrere i» V/iskelabetand angeordnete Bohrungen Ιέ vorgesehen sind, die ,Jeweils einen Stößel 1? enthalten, der auf ύ·τ Rückseite ein* Druckfeder 18 aufweist. Bie Bohrungen 16 enden is Partien 16a, die su einer Bndflaohe dee Eotor» 15 hin Öffnen.

Jeder Stößel I7 bat eine kugelig« Sndpartie 19, deren linde von der gegenüberliegenden Endfläche dee Botore 15 flachendig veg gerichtet let* Bine Eohrunfi 20 in jeder kugeligen Sndpaxtie I9 öffnet in das Innere dee ätäSelc 17 an einem Ende und sur flaohendigen Fltohe der Sndpertie 19 as anderen Bude. Die Bndpaxtien 19 alt sen jtvtili in koapleaentären Faeeungen in Schuhen 21· Jeder Schuh hat eine Fläche» die «it eineer hydrootatieohen Lagerechale 25 versehen ist, die Über eine Bohrung 24 Sm ßehuh «it den Saum im schuh in Verbindung steht, der duroh da· Abflachen der eus«hörig«n Sndpartie 1$ entsteht*

Die Schuhe 21 legen aioh gegen eine echrige Taumelscheibe 22, die an desa Snddeokel I3 ei tat. Kit dem Brehen des Rotors bewirkt die Tauaelscheibe eine lubbevegung der StSAeI 1$ in ihren batreffenden Bohrungen

Zwischen das eine Ende des Hotor· 15 und das Ende dea Cehtlusee, an de« der AttslaS 11 und der Hinlaß 12 liegen, befindet sieh eine ringfBx«ig· üffHungeplatt« 25. Biese Platte 25 ist Bit svsi Bo«e»öffnun«en 26, 27

versehen, vermittele derer Flüssigkeit εwischen dea BInIaB 12 und dem Auelaß 11 und den Kanllen 16& la Betör 15 fliesen kann. Die öffnung 26 steht alt dea Au»laß 11 in Verbindung, «Khrend die öffnung 27 Bit dea Auslad 12 verbunden ist.

Ia dargestellten j&sfiihrungsbeispiel bewegt sieh der Bo tor 15 Ih Betrieb nach links geaaS der Darstellung in Fig. 2, so daS die Bohrungspartien 16a, von denen eine in Fig· 2 dargeatell tiet, an den dffnungex 26« 27 in einer Folge vorbeilaufen.

Bine Bohrung 50 erstreckt sieh innerhalb der Öffnungeplatt« 25 and steht alt eines Ende ά*τ öffnung 26 in Verbindung* Kehrere Löcher 51 stehen alt der Bohrung 50 la Verbindung und öffnen stur Fläche 25a der Öffnungeplatte 25, an der der Sotor 15 angreift· Sie Lacher 51 Bohrung 50 bilden einen ersten Kanal» durch dec Flüssigkeit but 26 flleJea kann. Sie Löcher 51 bilden aaSerdea aehrere Öffnungen 52, die Ib Abstand sueinander liegen und vom angrensenden Ende der Öffnung 26 entfernt angeordnet sind. Die öffnungen 52 erstrecken sich voe angrensenden Bade der Öffnung 26 weg in dea Sewegungsweg der Bohrungspartien 16a, so daß jede der Bohrungapartien 16a suk&essive alt dm Öffnungen 52 in Verbindung steht* ehe sie alt der Öffnung Zu in Verbindung gelangt.

Si· Öffnungeplatte 25 ««ist ferner einen Zylinder 55 *«f» der axial alt der Bohrung 50 auageriohtet ist« und ein Steaerkolben-Eegoleleaent 54 hat «in« Stemerkolbenpartie 55 und ein· Stellkolbenpartie 56, dl« jeweils la der Bohrung 50 to*v. la Zylinder 55 verschiebbar sind· Mehrere Kanäle 58 erstrecken sich in eines Bogen as Rand der üffnaagsplatte 25 «ad sind is Jeweguagsveg ttber eines Punkt as der Stirnf Hohe des !»tore 1$ ItWr der uffnongsplatte 25 la Abstand neiaa&dex angeordnet. Si· Kanäle 58 verbinden den Zylinder 55 Bit des Stirnfläche 2Ja der öffnungeplatte 25,

Si· Stellkolbenpartie 56 bat ein· Singnut 39, «i· über einen lanal 40 alt «iaem laaa 41 la Verbinäang steht» der innerhalb des Zylinders 55 4bz*b Al« Kelbespartie 56 gebildet ist« Sin» DruokerhStang la der lat

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59 drückt da* £lesent 34 neon rechte gemäß der Darstellung in Fig. 3, iim sukzessive die Löcher 31 freizulegen. Eis Xaa&l 42 ge stattet eise Sruekbe&uf echlagong der Seite der lolbenpartle 35, die von der Öffnung 2$ abgewannt ist» und der Seite der Kolbenpartie 3&» die vom Bau» 41 abgevandt ist« mit d«a Brück in der Öffnung 26* Dieser Druck wird der Eolbenparti© Jo durch eine Droeselblende 43 zugeleitet.

Der Hotor 15 hat »ahrere EsnÄle 44» die jeweilige der Bohrungen 16 alt der Stirnfläche de« Hotor» 15 rerbeinden» die an der Fläche 25a der öffnungsplatte 25 anliegt. Bit» -&aen der Kanäle 44t die von de& Bohrungen 16 entfernt liegen» sind so angeordnet* daS sie in einer Folge über die fimäle 38 laufen» «jährend sich der Betör dreht.

Ib Betrieb arbeitet die Pompe in bekannter Weise, xm flüssigkeit von £ißlaü 12 anjrae&ttgen und «ie «it eines höheren Bruok vob Auslas absufeben· Hit ά»τ £evegtmg dee jeweiligen Kolben« 17 veiter aue seiner oberen ^tponktposition wird die Flüssigkeit in den Bohrungen 16 unter Druck geeetit, ehe eine Abgabe duroh die öffnung £έ erfolgt. Der Vs»rkoaprösaionedrack innerhallö einer Bo&rsmg 1$ wird &m taigehHvigen Kanal 44 zugeleitet*

Das Steuerkolben-HegelelösöEit 34 wird entspreanend des· Bifferenn awisohen den Driickeii in der Öffnung 26 u«4 im Sa«ja 41 gestellt. Bb sei an· genossen» daä «iah das Element 54 iuniohet in «eines ΪΌ ei tion aa vei~ testen· Linke befindet» wie in Pig. 3 s« «eben* Zn dieser Position sind die Löcher 31 duroh die Eolbenpartie 55 ^ereohloesen, und die Ringnut 59 in der Itolbenparti* 36 steht eit dea a» weiteste» links liegenden Kanal 38» d.h. ait dem, der der Öffnung 2$ am nüohsten liegt* Wenn der VorkoapreiaionBdruok in einer Bohrung 16 höher als der Druok in der Öffnung 26 1st» drückt eine Einleitung dieses YorkoBpressionsdruoke in den 2«ae 41 α*· Sleeent 34 naoh rechte» um dasjenige der Xdoher 51 frsisulegen, das sich der Öffnung 26 «s nächsten befindet. Biese Bewegung nach rechts erfolgt fast augenblieklioh und hört auf, wenn die 5ut 39 nicht »ehr alt dea s» weitesten links liegendes der Kanäle J8 in ?er~ bindung steht und «feit de» nächst folgendes Kanal 3d in Verbindung gs-

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treten iat.

Bas £lesu»nt 54 wird in dieses »eise nach rechts in eineam ©4©r reren ichritten bewegt, bi* der Yorkoäpreasionsarüek in den 16 gleich dem in der >' f f nung So ist. Irgend eins anseslieSentLe j.süsrong dee Vorkoapressions&rucks oder des Drucks in der Öffnung ²^ be« wirkt, daß das Blssent 54 in Schritten in eine neue Gleichgewichtaposition wandert* Ea versteht »ich, das diese Bewegonseeehritte erfolgen, wenn sukzessive Kanäle 44 dttrcb einen entsprechenden d@r KanKla 33 ait den Sans 41 in Verbindung treten. Dae Bl«nent 54 bevegt sieh eobnell in sein· Gleichgewioatepoeition.

Veil da* Element 34 *l«o «of die Differeos swiaefaen den eionedruok und des Draok es Puapenaaialafl 26 anspricht, versteht es aioh, deJä die Ata»*ati&gen and !«gen der Öffnungen J2 und der 58 ohne weiteres so einjeriolitet werden können, daB der

Bionedruok ist wesentlichen gleich dem in der öffnung 26 gehalten wird

und das dieser Zustund während Änderungen in den Hafevegen uer Kolben 1? aufrechterhalten werden kann·

S¹S versteht sieh ferner» daß die Erfindung in gleioher Weise für Badialkoleenpmpen anwendbar ist, bei denen ein« änderung in den ?Sol~ benhüben durch Xndesongen der öffnun^splatto eecealibsr der Position sein kann, as der &*τ ofeex* Totpunkt liegt*

Sie Srfindtmg ist aaeh «ef Sydrsulikaetoren anwendtiar, wobei die Öff nungen 32 aod die Kästle 38 vle suv«r an des Hoohdrucköffnußgen 26 lieeen, die in dieses fall sit de» MotortinlaS in Terbisdvo^ stehen, so daÄ die Bohrungen 16 in Verbindung »it des öffnung 26 gebracht werden, wenn die Bracke in der Öffnung 26 und in den Bohrungen 16 i» wesentlichen gleioh sind.

Ansprüche

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Claims (8)

1. 23.4.76 Ansprüche «■ T ·

   M.)Axialkolbenpumpe oder -maschine, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, einen Rotor im Gehäuse, der mehrere Bohrungen hat, die zu einer Stirnseite des Rotors hin öffnen, auf die Drehung des Rotors ansprechende Mittel zur Veranlassung einer Flüssigkeitsverdrängung innerhalb der Bohrung in Begleitung mit der Drehung, eine öffnungsplatte, gegen deren eine Fläche die Stirnseite des Rotors gelegt ist und die eine erste Öffnung aufweist, mit der die Bohrungen eine sukzessive Verbindung herstellen, einen ersten Kanal in der öffnungsplatte, der mit der ersten Öffnung und mit einer Öffnungsanordnung in Verbindung steht, die zu der Fläche der Öffnungsplatte hin öffnet und die im Abstand zur ersten Öffnung liegt, versetzt in Richtung des Bewegungswegs der Bohrungen über die Stirnfläche hinweg, derart, daß die Bohrungen im Betrieb mit der Öffnungsanordnung in Verbindung gelangen, ehe sie mit der Öffnung in Verbindung treten, wobei sich die Öffnungsanordnung in die genannte Bewegungsrichtung erstreckt, und ein Regelelement, das auf eine Druckerhöhung in den Bohrungen so anspricht, daß die Öffnungsanordnung in eine Richtung von der Öffnung weg progressiv freigelegt wird.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gek'ennzeichn e t, daß die Öffnungsanordnung mehrere zweite Öffnungen aufweist, die in der Bewegungsrichtung im Abstand angeordnet sind.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement eine Stellkolbenpartie aufweist, von der eine Seite auf die Drücke in den Bohrungen anspricht und von der eine andere Seite auf den Druck innerhalb der ersten Öffnung anspricht.
4. 4. Maschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen zweiten Kanal in der öffnungsplatte, mittels dessen die genannte eine Seite des Stellkolbens durch die Drücke in den Bohrungen beaufschlagbar ist.
5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurchgekennzeichn e t,daß der Rotor mehrere Kanäle aufweist,die mit jeweiligen der

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   HC/Be

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   Bohrungen in Verbindung stehen und die öffnungen an der Rotorfläche haben, und daB e* mehrere der aweiten Kanäle in der öfinungeplatte vorgesehen sind, wobei die »weiten Kanüle iu der einen Fische 4er öffnungsplatte hin en la Abe tend 1%βηά«η Stellen Öffnen, die auf de? Bahn liegen, die die EotorksnLSffnungen darübernehaen, derart» daß die Bohrungen alt den ε weiten Kanälen in Yerbindung treten* eh* sie Bit der ersten OXfnung in Verbindung treten.
6. 6. Maschin* naoh Ansprach % dadurch gekennaeichn e t t daß das Regelelement auch zu» selektives, öffnen und Schließen der »weiten Kanäle beUtigbar 1st, wobei ein« Bewegung des Hegelele-Ments in Ixvideruag auf «ine 2)rttckerhöhnng In den Eotorbohruneen oder «of eine Druckminderung in der ersten Öffnung tine Beaufschlagung der genannten Kolbenpartie alt den BohrangsdrUcken durch ausgesuchte der ιweiten Kanäle bewirkt, die an ά»τ einen Fläche in größer werdenden Abstanden von der ersten öffnung öffnen.
7. 7· Maschine nach eine* der Ansprüche 4 bis 6» dadurch g e -kennzeichnet > daS das Hegeleleesct eisen Kanal aufweist, der alt de« aweiten Kanal oder #inea bestirnten «weiten Kanal der üffnuagsplatte in Verbindung bringbar ist, derart« daS der Sruok darin dl« eine Seite der Stellkolb*ngartie beaufschlagt.
8. 8. Haschlae naoh einea der Ansprüche 5 bie 1, gekenn*eichn β t durch eine Drosseieffnung, alttels derer die Stellkolbenpartie alt dea Smok in der ersten öffnung beaufsohlagbar ist«

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   L e e rs e i t e