DE2828022A1

DE2828022A1 - Rotationskolbenpumpe, insbesondere radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE2828022A1
Application number: DE19782828022
Authority: DE
Inventors: Ole Holst-Jensen; Carl Verner Oehrberg
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1978-06-26
Publication date: 1980-01-03
Also published as: GB2023718A; DK245779A; JPS5537592A; FR2453996A1

Description

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH PATENTANWALT ο β frankfurt/main ι, den

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POSTSCHECK-KONTO FRANKFURT/M. 3425-605

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TELEX: 411 877 KNOPA D

DA 491

DANFOSS A/S, Nordborg (Dänemark)

Rotationskolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe, bei der zwei in einer Steuerfläche vorgesehene teilringförmige Nuten, nämlich eine mit dem Sauganschluß verbundene Saugnut und eine mit dem Druckanschluß verbundene Drucknut, abwechselnd von mit den Verdrängerkammern verbundenen Ventilö'ffnungen überstrichen werden und zumindest der Drucknut eine mit ihr über einen Drosselpfad in Verbindung stehende, ebenfalls von den Ventilöffnungen überstrichene Zusatzöffnung vorgeschaltet ist.

Bei bekannten Pumpen dieser Art ist der Drucknut eine flache Drosselnut mit dreieckigem Querschnitt vorgeschaltet, die sowohl in der Breite als auch in der Tiefe zur Drucknut hin zunimmt, so daß sich eine keilförmige Zusatzöffnung ergibt. Diese Drosselnut erlaubt einen Druckausgleich zwischen Verdrängerkammer und Drucknut, ehe die mit der Verdrängerkammer verbundene Ventilöffnung unmittelbar mit der Drucknut in Verbindung kommt. Hierdurch können Stöße in der gepumpten Flüssigkeit und von Druckstößen abhängige Geräusche vermindert werden.

Die Geräuschdämpfung ist stark von der Arbeitsweise abhängig, mit der die Pumpe betrieben wird. Generell kann man sagen, daß die

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Geräusche um so höher sind, je höher der erforderliche Druck und je höher die Drehzahl ist. Ist es gelungen, für eine Pumpe mit bestimmten Betriebsdaten durch entsprechende Bemessung der Drosselnut ein sehr geringes Geräuschniveau zu erhalten, dann eignet sich diese Pumpe nicht für andere Betriebsbedingungen, weil dann wieder stärkere Geräusche auftreten. Auch bei einer Serie von gleichen Pumpen, die unter gleichen Betriebsverhältnissen arbeiten sollen, ergeben sich wegen der Toleranzen in der Ausbildung der Drosselnut unterschiedliche Geräuschpegel.

Es ist ferner eine Rotationskolbenpumpe bekannt, bei der nicht nur der Drucknut eine keilförmige Zusatzöffnung vorgeschaltet, sondern auch der Saugnut eine keilförmige Zusatzöffnung nachgeschaltet ist. Die Spitzen der beiden Drosselnuten sind einander so weit angenähert, daß in einer Mittelstellung der Ventilöffnung die zugehörige Verdrängerkammer gleichzeitig über die eine Drosselnut mit der Drucknut und über die andere Drosselnut mit der Saugnut verbunden ist. Statt der keilförmigen, durch die Drosselnuten gebildeten Zusatzöffnungen können auch zwei im Bereich der Keilspitze angeordnete kreisförmige Zusatzöffnungen vorgesehen sein, welche durch die Mündung einer zur Steuerfläche senkrechten Bohrung gebildet sind, welche über einen Querkanal mit der Druck- bzw. Saugnut verbunden ist. Durch einen solchen Ersatz wird die Funktion des Drosselpfades mit Bezug auf die Geräuschdämpfung nicht wesentlich geändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenpumpe der eingangs beschriebenen Art so abzuwandeln, daß unabhängig von der späteren Betriebsbedingung die gewünschte Geräuscharmut sichergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zusatzöffnung durch die Mündung einer Leitung gebildet und in dieser Leitung eine verstellbare Drossel angeordnet ist.

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Die Verwendlang einer Leitung statt einer Drosselnut macht es möglich, eine verstellbare Drossel anzuwenden. Mit Hilfe dieser verstellbaren Drossel kann der Drosselwiderstand des Drosselpfades den Betriebsbedingungen angepaßt werden, unter · denen die Pumpe arbeiten muß. Diese Einstellung kann nach dem Einbau erfolgen. Bei variablem Betrieb ist es am günstigsten, die Einstellung bei hoher Drehzahl und hohem Druck durchzuführen, weil dann auch bei anderen Werten eine ausreichende Dämpfung vorhanden ist. Außerdem ergeben sich Herstellungsvereinfachungen; denn es braucht auf die Toleranzen des Drosselpfades keine besondere Rücksicht genommen zu werden und es läßt sich ein und derselbe Pumpentyp für sehr unterschiedliche Betriebsverhältnisse anwenden.

Konstruktiv ist es günstig, wenn die Leitung eine erste, etwa senkrecht zur Steuerfläche stehende Bohrung und eine zweite, in einem Winkel hierzu stehende Bohrung aufweist und die verstellbare Drossel eine Schraube in einer Gewindebohrung aufweist, die koaxial zur ersten Bohrung angeordnet ist. Diese Ausgestaltung läßt sich besonders leicht herstellen.

Bei einer Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Schraube vorn einen Stift trägt, der einen etwas kleineren Durchmesser als die erste Bohrung aufweist und zur Bildung eines drosselnden Ringspalts in diese erste Bohrung greift, und daß die zweite Bohrung an die erste Bohrung anschließt. Durch Verschrauben wird die Länge des drosselnden Ringspalts und damit der Drosselwiderstand geändert. Bei einer anderen Alternative trägt die Schraube vorn einen Zapfen, der etwa den Innendurchmesser der Gewindebohrung aufweist, und die zweite Bohrung schließt an die Gewindebohrung an. Hierbei dienen die vom Zapfen abgedeckten, zwischen erster und zweiter Bohrung liegenden Nuten der Gewindebohrung als Drosselkanal, der sich sehr fein einstellen läßt.

Zur Drehsicherung kann die Schraube einen elastischen Pfropfen

aufweisen. Außerdem kann die Gewindebohrung außen durch einen Verschluß abgedeckt sein. Damit ist eine ungewollte oder unbefugt gewollte Verstellung des Drosselwiderstandes verhindert.

Besonders günstig ist, wenn die Mündung der Leitung gegenüber der Neutrallinie der Pumpe zur Drucknut hin versetzt ist und einen Abstand von der Saugnut hat, der etwa gleich der Breite der Ventilöffnung ist. Bei dieser Ausgestaltung ist jede Verdrängerkammer über einen kleinen Winkel vor Erreichen des Maximalvolumens bereits von der Saugnut getrennt, aber über den Drosselpfad mit der Drucknut verbunden, so daß die Restauffüllung bereits von der Druckseite her erfolgt. Anschließend wird etwas Druckflüssigkeit über den Drosselpfad wieder an die Drucknut abgegeben. Insgesamt ergibt sich daher ein recht allmählicher Druckanstieg und dementsprechend eine geringe Geräuschbildung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete Radialkolbenpumpe,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Steuerfläche,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Grenzbereich zwischen Saug- und Drucknut

Fig. 4 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer verstellbaren Drossel und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer verstellbaren Drossel.

Ein Gehäuse 1 besteht aus einem ersten Deckel 2 mit einem

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Gleitlager 3> einem Zwischenring 4 und einem zweiten Deckel 5 mit einem Kugellager 6. Die Teile 2, 4 und 5 sind durch Schrauben 7 miteinander verbunden. Eine von einem Motor angetriebene Welle 8 ist im Gleitlager 3 und im Kugellager 6 gehalten. Die Welle 8 ist über eine Nut-Federverbindung 9 mit einem Kolbenträger 10, einer Ventilscheibe 11 und einer Entlastungsscheibe 12 drehfest verbunden. Der Kolbenträger 10 wird von einem eine Bahn 13 aufweisenden Träger 14 umgeben, dessen Exzentrizität mit Bezug auf den Kolbenträger 10 veränderbar ist.

Der Kolbenträger 10 weist eine Anzahl von radial stehenden Zylindern 15 auf, in denen jeweils ein Kolben 16 radial beweglich ist. Der Kolben ist mittels eines gelenkig angebrachten Gleitschuhs 17 an der Bahn 13 abgestützt. In jedem Zylinder 15 wird eine. Verdrängerkammer 18 gebildet. Diese ist beidseitig durch je einen Druckring 19 bzw. 20 begrenzt, der aufgrund des Pumpendrucks die Ventilscheibe 11 gegen eine Steuerfläche 21 und die Entlastungsscheibe 12 gegen eine Widerlagerfläche 22 drückt.

In der Ventilscheibe sind je einer Verdrängerkammer 18 zugeordnete Ventilöffnungen 23 vorgesehen. Entsprechende Öffnungen 24 befinden sich in der Entlastungsscheibe 12. Die Ventilöffnung- wirkt abwechselnd mit einer Saugnut 25, die mit einem Sauganschluß '26 verbunden ist, und einer Drucknut 27» die mit einem Druckanschluß 28 verbunden ist, zusammen. Zwischen Saug- und Drucknut befinden sich Zusatzöffnungen 29 und 30. Diese werden durch die Mündung einer ersten Bohrung 31 gebildet, die zusammen mit einer zweiten schrägen Bohrung 32 eine Leitung bildet, in der eine verstellbare Drossel 33 angeordnet ist. Diese weist eine Schraube 34 in einer Gewindebohrung 35 auf und hat die in Fig. 4 veranschaulichte Ausgestaltung. Die Gewindebohrung ist oben durch einen Verschluß 36 in Form einer Schraube abgedeckt.

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Fig. 4 zeigt, daß die Schraube 34 vorn einen Zapfen 37 trägt, dessen Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Gewindebohrung 35 ist und daß die zweite Bohrung 32 in die Gewindebohrung 35 mündet. Infolgedessen ist zwischen der zweiten Bohrung 32 und dem unteren Ende des Zapfens 37 ein Drosselkanal 38 vorgesehen, der durch eine mitisLs der Schraube 34 veränderbare Länge der Nut der Gewindebohrung 35 vorgegeben ist. Ein elastischer Pfiopfen 39, vorzugsweise aus Kunststoff, wie Polyamid, ist in eine Querbohrung der Schraube 34 eingesetzt und sichert die Lage der Schraube durch die Eigenelastizität.

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 5 trägt die Schraube 134 vorn einen Stift 137, der einen etwas kleineren Durchmesser hat als die erste Bohrung 131. Infolgedessen verbleibt zwischen den beiden Teilen ein drosselnder Ringspalt 138, in den auch die zweite Bohrung 132 mündet. Die Länge des drosselnden Ringspaltes kann durch die Schraube 134 verändert werden.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Lage der Zusatzöffnung 29 (und auch der Zusatzöffnung 30) so gewählt, daß die Ventilöffnung 23» wenn sie in Richtung des Pfeiles ν bewegt wird, in dem Augenblick, in dem sie die Saugnut 25 verläßt, die Zusatzöffnung 29 erreicht. Dies geschieht, bevor die Verdrängerkammer 18 ihr maximales Volumen erreicht. Infolgedessen erfolgt während eines Winkels £ ein Nachfüllen der Verdrängerkammer 18 aus der Drucknut 27 über die verstellbare Drossel 33. Infolgedessen erfolgt schon recht früh und daher langsam ein Druckaufbau in der Verdrängerkammer 18. Insgesamt ist die Ventilöffnung 23 über den Winkel y nur mittels der Bohrung 31 und 32 mit der Drucknut 27 verbunden, wobei zunächst eine Strömung in der einen und dann eine Strömung in der anderen Richtung erfolgt. Der Druckaufbau und damit die Geräuschbildung kann durch Einstellen der einstellbaren Drossel 33 optimal einjustiert werden.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Radialkolbenpumpe. Die ge-

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schilderten Maßnahmen können aber auch bei anderen Verdrängungsmaschinen, z. B. bei rotierenden Axialkolbenpumpen, angewendet werden.

Claims

Pat entansp rü ehe

1.} Rotationskolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe, bei ν ^y der zwei in einer Steuerfläche vorgesehene teilringförmige Nuten, nämlich eine mit dem Sauganschluß verbundene Saugnut und eine mit dem Druckanschluß verbundene Drucknut, abwechselnd von mit den Verdrängerkammern verbundenen Ventilöffnungen überstrichen werden und zumindest der Drucknut eine mit ihr über einen Drosselpfad in Verbindung stehende, ebenfalls von den Ventilöffnungen überstrichene Zusatzöffnung vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzöffnung (29, 30) durch die Mündung einer Leitung (31, 32; 131, 132) gebildet und in dieser Leitung eine verstellbare Drossel (33) angeordnet ist.

2. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine erste, etwa senkrecht zur Steuerfläche stehende Bohrung (31, 131) und eine zweite, in einem Winkel hierzu stehende Bohrung (32, 132) aufweist und die verstellbare Drossel (33) eine Schraube (34, 134) in einer Gewindebohrung (35) aufweist, die koaxial zur ersten Bohrung angeordnet ist.

3. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (135) vorn einen Stift (137) trägt, der einen etwas kleineren Durchmesser als die erste Bohrung (131) aufweist und zur Bildung eines drosselnden Ringspalts (138)

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ORIGINAL INSPECTED

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±n diese erste Bohrung greift, und daß die zweite Bohrung (132) an die erste Bohrung anschließt.

4·· Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (35) vorn einen Zapfen (37) trägt, der etwa den Innendurchmesser der Gewindebohrung (35) aufweist, und daß die zweite Bohrung (32) an die Gewindebohrung anschließt.

5. Rotationskolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (35) einen elastischen Pfropfen (39) zur Drehsicherung aufweist.

6. Rotationskolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrung (35) außen durch einen Verschluß (36) abgedeckt ist.

7. Rotationskolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (29) der Leitung gegenüber der Neutrallinie der Pumpe zur Drucknut (27) hin versetzt ist und einen Abstand von der Saugnut hat, der etwa gleich der Breite der Ventilöffnung (23) ist.

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