DE2829994A1

DE2829994A1 - Druckmittelvorrichtung, insbesondere pumpe oder hydraulikmotor

Info

Publication number: DE2829994A1
Application number: DE19782829994
Authority: DE
Inventors: Jean Pol Mathieu; Bernard Albert Soyez
Original assignee: Poclain Hydraulics France SA
Current assignee: Poclain Hydraulics France SA
Priority date: 1978-05-23
Filing date: 1978-07-07
Publication date: 1979-11-29
Also published as: FR2426814A2; BR7804368A; JPS54153307A; IN148144B; FR2426814B2; GB2021682A

Description

POCLAIN HYDRAULICS, Verberie
Frankreich

Druckinittelvorrichtung, insbesondere Pumpe oder

Hydraulikmotor

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelvorrichtung, insbesondere Pumpe oder Hydraulikmotor, mit einem Stator, mit
einem drehbar gegenüber dem Stator eingebauten Rotor, mit
wenigstens einem Zylinder, in dem ein Kolben verschiebbar
eingebaut ist und der eine Arbeitskammer für Druckmittel begrenzt, wobei eines der beiden Elemente - Zylinder, Kolben mit dem Stator und das andere Element mit dem Rotor gekuppelt ist, mit Leitungen zum Ansaugen des Druckmittels in die Arbeitskammer und zum Fördern des Druckmittels aus der Arbeitskammer, und mit Verschlußeinrichtungen zum wahlweisen Verschließen der Leitungen (Ansaugverschluß bzw. Förderverschluß) , wobei die eine Verschlußeinrichtung ein Ventil
enthält, das in einer im Kolben ausgebildeten inneren Leitung angeordnet ist, wobei der Zylinder gegenüber dem Element feststeht, mit dem er verbunden ist, wobei die innere Leitung einen zur Achse des Kolbens senkrechten Leitungsabschnitt aufweist und wobei der der inneren Leitung entspre-

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chende Verschluß enthält: ein den Leitungsabschnitt schliessendes Ventil und die Kombination einer im Zylinder etwa querverlaufenden Nut mit der öffnung, durch die der senkrechte Leitungsabschnitt an der zylindrischen Außenfläche des Kolbens mündet.

Es gibt bereits eine hydraulische Pumpe mit Kolben, in der ein Ansaugventil so an jedem Kolben angebaut ist, daß es sich auf einer inneren Leitung des Kolbens befindet. Der Aufbau des Ventils und die Anordnung seiner Rückholfeder sind wesentlich, da torusförmige Ringe aus Gummi oder dergleichen keine industriell zufriedenstellenden Lösungen verwirklichen können. Es sei in diesem Zusammenhang daran erinnert, daß die Anwendungen der hydraulischen Technik, die als die bedeutendsten geschätzt wurden und die die letzte Entwicklung dieser Technik darstellen, diejenigen sind, die sich aus der Anwendung von hohen Drücken beim normalen Betrieb ergeben. So ist es bei der Ausführung von hydraulischen Motoren und/oder Pumpen, die durch Druckmittel unter hohem Druck (300 bar oder mehr) durchquert werden. Nur die neuen Lösungen können den gesuchten zufriedenstellenden Betrieb ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art mit besonders einfachen und widerstandsfähigen Ausführungsformen der Rückholfeder und des Schließventils, mit dem jeder Kolben der Vorrichtung versehen ist.

Dies wird bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das den Leitungsabschnitt schließende Ventil mit einer wenigstens teilweise als Blatt ausgebildeten Rückholfeder verbunden ist, die in einer in der zylindrischen Fläche des Kolbens aus-

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gebildeten Ringnut enthalten ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Rückholfeder aus einem wenigstens teilweise ringförmigen elastischen Element besteht, das das Schließventil bildet.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich aus durch eine Feststelleinrichtung zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Winkelausrichtung des Elements in der Ringnut.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Element als Ring mit einem Einschnitt ausgebildet ist, der durch zwei gegenüberliegende Lippen begrenzt ist, und daß die Feststelleinrichtung aus einer nach innen umgebogenen Lippe besteht, die in einen Raum eingeführt ist, der in der Wand des Kolbens ausgebildet ist und im Grund der Ringnut mündet.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Feststelleinrichtung aus einem vom Ring getrennten Vorsprung besteht, der mit dem Kolben verbunden und innerhalb der Ringnut angeordnet ist.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Element als einen Einschnitt aufweisender Ring ausgebildet ist, derdurch zwei gegenüberliegende Lippen begrenzt ist, und daß der Vorsprung zwischen den Lippen angeordnet ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Pumpe nach der Erfindung;

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Fig. 2 einen Schnitt II-II von Fig. 1;

Fig. 3 bis 6 der Fig. 2 ähnliche Schnitte von Ausführungsvarianten nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Pumpe enthält ein Pumpengehäuse 1, in dem drei Zylinder 2 ausgebildet sind. Eine Antriebswelle 3 ist durch Wälzlager 4 drehbar im Pumpengehäuse 1 gelagert und trägt Exzenter 5, deren Außenfläche mit Nuten 7 versehen ist.

Ein einen axialen Kanal IO enthaltender Kolben 9 ist in jedem Zylinder 2 verschiebbar angeordnet. Der Kolben 9 wird in Anlage an einem Schuh 11 gehalten, der seinerseits durch eine Feder 14 auf der Außenfläche 12 eines Exzenters in Anlage gehalten wird. Diese Feder 14 ist zwischen dem Kolben 9 und einem zylindrischen Stopfen 13 angeordnet, der den entsprechenden Zylinder 2 an seinem Oberteil verschließt. Der Schuh 11 hat ein zentrales Loch 15, das mit der Außenfläche 12 oder mit einer Nut 7 und ständig mit dem axialen Kanal 10 des entsprechenden Kolbens in Verbindung steht.

Jeder Zylinder 2 enthält eine Quernut 16, in die während eines Bruchteils des Hubs des Kolbens 9 eine in der Außenfläche 32 des Kolbens 9 ausgebildete Ringnut 17 mündet. Die Quernuten 16 der verschiedenen Zylinder sind mit einer einzigen Förderleitung 18 verbunden, wobei die Nuten 7 die Ansaugleitung der Pumpe bilden. Eine in der Wand des Pumpengehäuses 1 ausgebildete öffnung 6 ermöglicht die Verbindung des Innenraums la des Pumpengehäuses mit einer Speiseleitung 8 für Druckmittel.

Die Ringnut 17 eines Kolbens 9 und der axiale Kanal 10 des Kolbens stehen über radiale Leitungsabschnitte 19 miteinander in Verbindung. Ventile oder Druckventile 20 sind an den Leitungsabschnitten 19 angeordnet und werden in ihre

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Schließstellung durch gekrümmte Federblätter 21 zurückgestellt, mit denen sie verbunden sind und die in den Ringnuten enthalten sind.

Bei der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 enthält der Kolben 9 vier radiale Leitungsabschnitte 19 und zwei Federblätter 21, wobei zwei Ventile mit je einem Federblatt 21 verbunden sind, das an seiner Mitte mittels einer Schraube 22 mit dem Kolben verbunden ist und sich längs eines Kreisbogens erstreckt, der geringfügig kleiner als 180° ist.

Die Variante der Fig. 3 zeigt einen Kolben mit nur zwei radialen Leitungsabschnitten 19. Die beiden Ventile 20, die der Kolben enthält, werden in ihre Schließstellung von einem einzigen Federblatt 21 zurückgestellt, das sich längs eines Bogens von über 180° erstreckt und das sich hierdurch in der Ringnut 17 hält, ohne daß es an den Kolben geschraubt werden müßte.

Die Variante von Fig. 4 zeigt zwei Federblätter 21, die sich längs eines Bogens erstrecken, der geringfügig kleiner als 180° ist, und die an ihrer Mitte unter Zwischenschaltung von Gegenblättern 23 am Kolben 9 befestigt sind. Diese Gegenblätter 23 haben die Aufgabe von Verstärkungsscheiben. Die Ventile der radialen Leitungsabschnitte 19 bestehen hier aus den freien Enden der Federblätter, die gegenüber den Leitungsabschnitten angeordnet sind und wahlweise einen Verschluß bilden.

Bei den Ausführungsformen von Fig. 5 und 6 enthält die Ringnut 17 einen elastischen Ring 24, der an einem von zwei gegenüberliegenden Lippen 26 begrenzten Einschnitt 25 offen ist. Der Ring 24 drückt elastisch auf den Grund 30 der Ringnut 17 und auf die öffnungen der radialen Leitungsabschnitte 19, die in diesen Grund münden, wobei die Innenfläche des Rings 24 eine Schließeinrichtung für die Leitungsabschnitte bildet.

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Bei der Ausführungsform von Fig. 5 ist eine der Lippen 26 zur Innenseite des Kolbens hin als radialer Ansatz 28 gekrümmt, der in eine Nut 29 eingeführt ist, die in der Wand des Kolbens 9 ausgebildet ist und in den Grund 30 der Ringnut 17 mündet.

Bei der Ausführungsform von Fig. 6 ist ein Vorsprung 31 mit dem Kolben 9 dadurch verbunden, daß er in die Wand des Grunds der Ringnut 17 eingeschraubt ist, während die Lippen 26 beiderseits des Vorsprungs 31 angeordnet sind. Dieser befindet sich selbstverständlich in der Ringnut 17 und steht nicht über die Außenfläche 32 des Kolbens über.

Es wird folgender Betrieb erzielt: Im Verlauf der Drehung der Welle 3 bewirkt jeder Exzenter die Verschiebung des entsprechenden Kolbens 9 in dessen Zylinder. Wenn sich der Kolben 9 abwärtsbewegt, wird das im Raum la und in den Nuten 7 enthaltene Druckmittel in den axialen Kanal 10 und in den Zylinder 2 geschickt. Während des folgenden Hubs des Kolbens wird der axiale Kanal 10 von der Nut 7 so getrennt, daß der Druck des im Zylinder enthaltenen Druckmittels zunimmt und das Druckmittel die Ventile 20 (Fig. 1, 2 und 3) oder bei der Variante von Fig. 4 die Enden der Federblätter 21 zurückdrückt. Das Druckmittel gelangt auf diese Weise in die Nuten 16 und wird schließlich in die Förderleitung 18 gefördert.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform wird während der Förderphase der Druck des im axialen Kanal 10 des Kolbens enthaltenen Druckmittels erhöht, was die Innenfläche 27 des Rings 24 vom Grund 30 der Ringnut 17 entfernt und folglich dem Druckmittel ermöglicht, die radialen Lextungsabschnitte 19 zu durchqueren. Wenn diese Förderphase zu Ende geht, erzeugt die Elastizität des Rings 24 erneut ein Anlegen der Innenfläche 27 am Grund 30 der Ringnut und an den Öffnungen der radialen Lextungsabschnitte 19, folglich ein Verschliessen dieser Lextungsabschnitte.

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Selbstverständlich muß vermieden werden, daß der die Lippen 26 trennende Einschnitt 25 vor die radialen Leitungsabschnitte 19 gelangt. Hierzu genügt es, den Ring 24 gegenüber dem Kolben 9 in Drehrichtung festzulegen. Das Zusammenwirken des Ansatzes 28 mit der Nut 29 bei der Ausführungsform von Fig. 5 und das Zusammenwirken des Vorsprungs 31 mit den Lippen 26 des Rings 24 bei der Ausführungsform von Fig. 6 stellen jeweils diese Festlegung her.

Die Bedeutung der vorliegenden Anordnungen beruht insbesondere in der Erzielung einer einfachen und preiswerten Fertung, da die genauen Bearbeitungen (Ventile 20 oder dergleichen) an kleinen Teilen - den Kolben - erfolgen und nicht an großen Teilen wie bisher am Pumpengehäuse selbst.

Überdies bestehen die beweglichen Teile aus den Kolben 9 und nicht aus den Zylindern 2, was eine unmittelbare Bearbeitung der Zylinder im Pumpengehäuse 1 und eine Bewegung von Teilen mit geringerem Gewicht als den Zylindern ermöglicht, wenn diese beweglich sind.

Schließlich ergibt die Anwendung von Rückholfedern in Form von Biegeblättern einen Mechanismus mit erhöhtex mechanischer Festigkeit, die ihn in die Lage versetzt, mit einem unter hohem Druck stehenden Druckmittel zu arbeiten.

Die erzielte Kompaktheit ist ebenfalls bemerkenswert und wird von einer großen Einfachheit der Herstellung begleitet, insbesondere im Hinblick auf die Ausführungsformen von Fig. 4, 5 und 6, bei denen das Schließventil aus der Rückholfeder selbst besteht.

Die Erfindung findet ebenfalls Anwendung bei Pumpen mit parallelen Axialkolben, bei Motoren mit Radial- oder Axialkolben und bei der Herstellung von Druck- oder Ansaugventilen.

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Claims

DIPL-ING. R. BEETZ SEN.* DIPL-ING. K. IAMPRECHT- DR.-ING. R. BEETZ JR. RECHTSANWALT DIPL-PHYS. DR. JUR. U. HEIDRICH

DR.-1NG. W. TIMPE - DIPL-ING. J. SIEGFRIED

PRIV.-DOZ. DlPL-CHEM. DR. RER. NAT. W. SCHMITT-FUMIAN

Steinsdorfstraße 10 ϊ D ^ 8000 München 22

96-28.539p (28.

7. Juli 1978

Ansprüche

l.j Druckmittelvorrichtung, insbesondere Pumpe oder Hydraulikmotor,

mit einem Stator,

mit einem drehbar gegenüber dem Stator eingebauten Rotor,

mit wenigstens einem Zylinder, in dem ein Kolben verschiebbar eingebaut ist und der eine Arbeitskammer für Druckmittel begrenzt, wobei eines der beiden Elemente - Zylinder, Kolben - mit dem Stator und das andere Element mit dem Rotor gekuppelt ist,

mit Leitungen zum Ansaugen des Druckmittels in die Arbeitskammer und zum Fördern des Druckmittels aus der Arbeitskammer, und

mit Verschlußeinrichtungen zum wahlweisen Verschließen der Leitungen (Ansaugverschluß bzw. Förderverschluß) ,

96-H 13 511 Cas 3O9+3O9a)

ORIGINAL INSPECTED

wobei die eine Verschlußeinrichtung ein Ventil enthält, das in einer im Kolben ausgebildeten inneren Leitung angeordnet ist,

wobei der Zylinder gegenüber dem Element feststeht, mit dem er verbunden ist,

wobei die innere Leitung einen zur Achse des Kolbens senkrechten Leitungsabschnitt aufweist und

wobei der der inneren Leitung entsprechende Verschluß enthält: ein den Leitungsabschnitt schließendes Ventil und die Kombination einer im Zylinder etwa querverlaufenden Nut mit der Öffnung, durch die der senkrechte Leitungsabschnxtt an der zylindrischen Außenfläche des Kolbens mündet,

dadurch gekennzeichnet,

daß das den Leitungsabschnitt (19) schließende Ventil (20; 24) mit einer v/enigstens teilweise als Blatt ausgebildeten Rückholfeder (21; 24) verbunden ist, die in einer in der zylindrischen Fläche des Kolbens (9) ausgebildeten Ringnut (17) enthalten ist (Fig. 1-4).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rückholfeder aus einem wenigstens teilweise ringförmigen elastischen Element (24) besteht, das das Schließventil bildet (Fig. 5, 6).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch eine Feststelleinrichtung (28; 31) zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Winkelausrichtung des Elements (24) in der Ringnut (17) (Fig. 5, 6).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Element als Ring mit einem Einschnitt (25) ausgebildet ist, der durch zwei gegenüberliegende Lippen

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begrenzt ist, und

daß die Feststelleinrichtung aus einer nach innen umgebogenen (28) Lippe (26) besteht, die in einen Raum (29) eingeführt ist, der in der Wand des Kolbens ausgebildet ist und im Grund (90) der Ringnut (17) mündet (Fig. 5,6).
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Feststelleinrichtung aus einem vom Ring (24) getrennten Vorsprung (31) besteht, der mit dem Kolben (9) verbunden und innerhalb der Ringnut (17) angeordnet ist (Fig. 6).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß das Element als einen Einschnitt (25) aufweisender Ring (24) ausgebildet ist, der durch zwei gegenüberliegende Lippen (26) begrenzt ist, und

daß der Vorsprung (31) zwischen den Lippen (26) angeordnet ist (Fig. 6).

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