DE2804912A1

DE2804912A1 - Taumelscheibenpumpe oder -motor

Info

Publication number: DE2804912A1
Application number: DE19782804912
Authority: DE
Inventors: David L Mauch
Original assignee: Commercial Shearing Inc
Current assignee: Commercial Shearing Inc
Priority date: 1977-02-14
Filing date: 1978-02-06
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE2804912C2; IT7848031A0; JPS53134205A; JPS5838633B2; AU3323278A; US4111103A; AU512614B2; FR2380438B1; IT1103871B; ZA78504B; CA1069762A; FR2380438A1; GB1547756A; BR7800850A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 - D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 · TELEX O5-212156 kpatd

TELEGRAMM KRAUSPATENT

1749 JS/My

COMMERCIAL SHEARING, INC., Youngstown, Ohio, V.St.A.

Taumelscheibenpumpe oder -motor

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Taumelscheibenpumpe oder einen Taumelscheibenmotor, und zwar im einzelnen einen Stützring für Taumelscheibenpumpen und -motoren, und zwar wird durch die Erfindung im einzelnen ein Kontrollierter-Keilwinkel-Stützring für hydrodynamisch geschmierte Lager für Taumelscheibenpumpen und -motoren vom Gleitschuhauf- bzw. -niederhaltetyp zur Verfügung gestellt.

Taumelscheibenpumpen und -motoren sind an sich bekannt und werden in weitem Umfang benutzt. In solchen Pumpen ist ein zwangsläufig wirkender Niederhaltering mit festem Spiel erforderlich, um in einer Pumpe mit einem Vakuum- bzw. Unterdruckeinlaß die Gleitschuhe an der Taumelscheibe zu halten. Federbetätigte Niederhalter sind nicht funktionsfähig, weil der Ölfilm von unterhalb des Stützstegs abgesaugt wird, und weil der Kolben, wenn er unter Druck gesetzt wird, den nichtabgestützten Gleitschuh in Metall-zu-Metall-Kontakt mit der Gleitschuhplatte bzw. den Gleitschuhplatten schlägt, wodurch deren schließliche Zerstörung bewirkt würde.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Aufbau zur Verfügung gestellt, der höhere Geschwindigkeiten in den Pumpen und Motoren, in der er benutzt wird, ermöglicht, und zwar deswegen, weil die Winkligkeit bzw. die Winkellage des Kontakts zwischen dem Gleitschuh und der Gleitschuhplatte begrenzt ist, wodurch Beschädigungen herabgesetzt werden, wie z.B. das Riefen bzw. Einkerben der Gleitschuhplatte und das Abrunden der Gleitschuhkante, die durch Zentrifugalkraft bewirkt werden, welche auf den Gleitschuh einwirkt und ihn um das Sockelzentrum kippt. Es ist.an sich bekannt, daß diese Beschädigungskraft dem Quadrat der Geschwindigkeit direkt proportional ist, und infolgedessen wurden Pumpen und Motoren gemäß dem Stande der Technik zur Beschränkung dieser Beschädigungswirkung mit niedrigeren Geschwindigkeiten laufen ge-

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lassen, als es für viele Anwendungen wünschenswert ist. Die Erfindung vermindert außerdem das erforderliche Startdrehmoment auf bzw. an einem Motor im Vergleich mit Pumpen vom Federniederhaltetyp.

In einer Pumpe oder einem Motor, wie hier vorgeschlagen, ist die Gesamtkraft, welche der Zwangsniederhaltering aufnehmen muß, die Resultierende von (1) der Reaktion der Zentrifugalkraft, die oben in Verbindung mit der Gleitschuhabnutzung erwähnt worden ist, (2) der axialen Trägheitskräfte des Kolbens und des Gleitschuhs, (3) des viskosen Strömungswiderstands auf den bzw. am Kolben und (4) der Saugwirkung auf den bzw. am Kolben. Alle vorerwähnten Kräfte nehmen mit der Geschwindigkeit zu. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, alle diese Kräfte zu bewältigen.

In einer vorliegenden, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Taumelscheibenpumpe oder ein Taumelscheibenmotor zur Verfügung gestellt, die bzw. der eine Taumelscheibe hat; sowie einen Zylinderblock und Zylinder, die relativ zu der Taumelscheibe rotieren; Kolben in den Zylindern, die sich allgemein quer zu der Taumelscheibe bewegen; Antriebs-Gleitschuhe, die operativ mit den Kolben verbunden sind; und eine Gleitschuhplatte auf der Taumelscheibe, gegen welche sich die Gleitschuhe abstützen, und die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Drehplatte auf der der Gleitschuhplatte entgegengesetzten Seite der Gleitschuhe vorgesehen ist; daß ein Zwangs-Niederhaltering mit der Gleitschuhplatte und der Taumelscheibe verbunden ist und sich auf der Drehplatte abstützt; daß der Niederhaltering einstellbar an der Taumelscheibe befestigt ist, um ein festes Laufspiel zwischen den Gleitschuhen und der Gleitschuhplatte aufrechtzuerhalten, und daß der Niederhaltering auf der der Drehplatte benachbarten Seite eine Reihe von aufeinanderfolgenden, kontrollierten Keilwinkeln hat und wenigstens ein Ölzufuhrloch an jedem Keil-

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winkel, so daß mittels der sich drehenden Drehplatte und mittels der sich drehenden Gleitschuhe durch das Zufuhrloch Öl in den Keilwinkel gezogen wird, um eine hydrodynamische Kraft zu erzeugen, welche die Drehplatte und den Niederhaltering auseinanderhält und die gesamten Kräfte aufnimmt bzw. abstützt, die das Bestreben haben, die Gleitschuhe von der Gleitschuhplatte abzuheben. Die Keilwinkel auf dem Niederhaltering haben vorzugsweise die Form von Sinuswellenneigungen, die in der Seite des Niederhalterings ausgebildet sind, welche der Drehplatte zugewandt ist.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in den Fig. 1 bis 7 der Zeichnung im Prinzip dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Taumelscheibenpumpe, die den Stütz- oder Niederhaltering nach der Erfindung aufweist;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht der Taumelscheibe, des Gleitschuhs, des Gleitschuhrings, der Drehplatte und des Niederhalterings der Fig. 1;

Fig. 3 eine Aufsicht auf den Niederhaltering der Fig.1; Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig.3;

Fig. 5 eine vergrößerte, teilweise Seitenaufrißansicht des Rings der Fig. 3 bzw. einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 3;

Fig. 6 eine Aufsicht auf die Drehplatte der Fig.1; und

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6.

Es sei nun näher auf die Zeichnungen Bezug genommen, worin eine Taumelscheibe 10 dargestellt ist sowie ein Zylinderblock 11, der relativ zu ersterer drehbar ist. Der Zylinderblock 11 ist mit mehreren Zylindern 12 versehen, die KoI-

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ben 13 tragen bzw. in denen sich Kolben 13 befinden, welche ihrerseits durch ein Kugelgelenk, das eine Kugel 15 und einen Sockel 16 aufweist, operativ mit Gleitschuhen 14 verbunden sind. Die Gleitschuhe 14 stützen sich auf der Gleitschuhplatte bzw. dem Gleitschuhring 17 ab, die bzw. der an der Taumelscheibe 10 befestigt ist. Die Gleitschuhe 14 werden durch eine Drehplatte 18 gegen die Gleitschuhplatte 17 bzw. in Anlage an der Gleitschuhplatte 17 gehalten, und diese Drehplatte 18 bewegt sich zusammen mit den Gleitschuhen 14 und wird ihrerseits durch einen Niederhaltering 19 an Ort und Stelle gehalten. Der Niederhaltering 19 wird mittels Schrauben 20 an der Taumelscheibe 10 gehalten, und durch Unterlegscheiben 21 wird ein Spiel sichergestellt. Die Niederhalteplatte hat eine Reihe von aufeinanderfolgenden Sinuswellensteigungen bzw. -abschrägungen 22 um ihre Unterseite herum nach der Drehplatte zu, und jede dieser sinuswellenförmigen Abschrägungen 22 hat einen Durchgang 23 an ihrer tiefsten Stelle, der zum Durchgang von Öl in den Sinuswellenbereich dient.

Die Drehplatte 18 ist ein ringförmiger Bügel bzw. ein Ring, der Öffnungen 18a hat, durch die das Sockelteil der Gleitschuhe 14 vorsteht, sowie einen ringförmigen Umfangsflansch 18b, gegen den sich die Niederhalteplatte oder der Niederhaltering 19 abstützt.

Im Betrieb sind der positive bzw. zwangsweise Niederhaltering 19, die Gleitschuhplatte 17 und die Taumelscheibe

10 ortsfest, während sich die Drehplatte 18 und die Gleitschuhe 14 zusammen mit den Kolben 13 und dem Zylinderblock

11 relativ zu ihnen drehen. Die Gleitschuhkräfte werden auf die Drehplatte 18 übertragen, die sich ihrerseits gegen den zwangsweisen Niederhaltering 19 dreht. Die Druckkraft, insbesondere der Auflager- bzw. Axialdruck, zwischen dem Niederhaltering 19 und der Drehplatte 18 wird durch den hydrodyna-

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mischen Druck, der auf den Sinuswellenabschrägungen 22 des Niederhalterings 19 aufgebaut wird, absorbiert, und zwar wird dieser hydrodynamische Druck durch das Öl bewirkt, das aus dem Inneren des Gehäuses 30 durch die Zuführungslöcher 23 gezogen und mittels der rotierenden Drehplatte 18 gekeilt bzw. einer Keilwirkung unterworfen wird. Diese hydrodynamische Kraft hält die Drehplatte 18 und den Niederhaltering 19 auseinander und trägt die gesamten Kräfte, welche das Bestreben haben, die Gleitschuhe 14 von der Gleitschuhplatte 17 abzuheben.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Taumelscheibenpumpe oder einen Taumelscheibenmotor, die bzw. der eine Drehplatte hat, welche die Gleitschuhe umgibt,und einen zwangsläufigen Niederhaltering, der mit der Taumelscheibe verbunden ist und sich auf der Drehplatte abstützt, so daß er sie in einem festen Abstand von der Gleitschuhplatte hält, wobei der Niederhaltering eine Reihe von aufeinanderfolgenden, kontrollierten bzw. in kontrollierter Weise angebrachten Keilwinkeln bzw. keilwinkelförmigen Vertiefungen auf der Seite hat, welche sich auf der Drehplatte abstützt, sowie eine ölzuführungseinrichtung, die mit jedem Keilwinkel bzw. jeder keilwinkelförmigen Vertiefung verbunden ist, so daß dadurch eine hydrodynamische Kraft erzeugt wird, welche die Drehplatte und den Niederhaltering auseinander bzw. im vorbestimmten Abstand voneinander hält.

Ende der Beschreibung.

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Claims

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( 1J Taumelscheibenpumpe oder -motor mit einer Taumelscheibe, einem Zylinderblock und Zylindern, die sich relativ zu der Taumelscheibe drehen, Kolben in den Zylindern, die sich allgemein quer zur Taumelscheibe bewegen, Antriebs-Gleitschuhen, die operativ mit den Kolben verbunden sind, und mit einer Gleitschuhplatte, die an der Taumelscheibe befestigt ist und gegen die sich die Gleitschuhe abstützen, gekennz ei chnet durch eine Drehplatte (18), die im Abstand voneinander vorgesehene Öffnungen (18a) für die Gleitschuhe (14) auf der von der Gleitschuhplatte (17) entgegengesetzten Seite der Gleitschuhe (14) hat; einen Zwangs-Niederhaltering (19), der mit der Taumelscheibe (10) verbunden ist und sich auf der Drehplatte (18) abstützt, so daß er sie in einem festen Abstand von der Gleitschuhplatte (17) hält; wobei der Niederhaltering (19) eine Reihe von aufeinanderfolgenden, kontrollierten Keilwinkeln (22) auf derjenigen seiner Seiten hat, die der Drehplatte (18) benachbart ist, und wobei der Niederhaltering weiter eine oder mehrere Ölzuführungseinrichtungen (23) besitzt, die mit jedem Keilwinkel (22) verbunden ist bzw. sind, um dadurch eine hydrodynamische Kraft zu erzeugen, welche die Drehplatte (18) und den Niederhaltering (19) auseinanderhält.
2. Taumelscheibenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kontrollierten bzw. in kontrollierter Weise angebrachten Keilwinkel bzw. keilwinkelförmigen Vertiefungen (22) aufeinanderfolgende Sinuswellenabschrägungen bzw. sinuswellenförmig abgeschrägte Vertiefungen sind.

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3. Taumelscheibenpumpe oder -motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzuführungseinrichtung bzw. -einrichtungen (23) wenigstens ein Loch durch den Niederhaltering (19) an bzw. in dem Keilwinkel bzw. der keilwinkelförmigen Vertiefung (22) ist bzw. sind.
4. Taumelscheibenpumpe oder -motor nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzuführungseinrichtung bzw. -einrichtungen (23) wenigstens ein Loch durch den Niederhaltering (19) im tiefsten Teil des Keilwinkels bzw. der keilwinkelförmigen Vertiefung oder der Sinuswelle bzw. der sinuswellenförmigen Vertiefung (22) ist bzw. sind.
5. Taumelscheibenpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehplatte (18) ein ringförmiger Bügel bzw. ein Ring ist, der Öffnungen (18a) hat, die den Gleitschuhen (14) entsprechen und diese aufnehmen, und der außerdem einen sich radial erstreckenden Umfangsflansch (18b) hat, welcher sich unter den Niederhaltering (19) erstreckt.

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