DE2917771A1 - Taumelscheibenpumpe bzw. -motor - Google Patents

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GEYER, HAGEMANN & PARTNER

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u. Z.: Pat 48/9-79M ' München,

den 30. April 1979 Dr. G/2/he

THE GLACIER METAL COMPANY LIMITED Alperton, Wembley, Middlesex, Großbritannien

TAUMELSCHEIBENPUMPE BZW. -MOTOR

Beansgruchte_Priorität:

Datum: 30. Mai 1978 Land: Großbritannien Az.: 23685/78

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GEYER, HACEMANN & PARTNER

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The Glacier Metal Company Limited München, den Alperton, Wembley,

Middlesex, Großbritannien ³⁰· ^AP^ril 1979

u.Z.: Pat 48/9-79M Dr.G/2/he

TAUMELSCHEIBENPUMPE bzw. -MOTOR

Die Erfindung bezieht sich auf eine Taumelscheibenpumpe bzw. einen Taumelscheibenmotor mit einem in einem Gehäuse auf einer drehbaren Achse angebrachten Zylinderblock und einer zwischen diesem und dem Gehäuse angebrachten, mit Durchlaßöffnungen für das Betriebsfluid versehenen Steuerplatte.

In der Vergangenheit setzte man gewöhnlich verschiedene Paarungen an Lagermaterialien für verschiedene Gleitflächen in Abhängigkeit von der Funktion der jeweiligen Gleitpaarung ein. So wurden z.B. häufig die Gleitflächen für die Lager an der Steuerplatte und dem Zylinderblock -aus Gußbronze hergestellt, während die Oberfläche für •das Schwenklager der Taumelscheibe aus gesintertem Graphit und einem PTFE-Material bestand.

Der Einsatz verschiedener Arten von Lageroberflächen in verschiedenen Teilen der Pumpe bzw. des Motors hat sich nicht nur als unpraktisch herausgestellt, sondern überdies erforderte die Gußbronze-Oberfläche der Steuerplatte eine präzise Herstellung sowie den Einsatz einer Flüssigschmierung, wobei sich überdies ein ziemlich starker Abrieb an ihr einstellte.

Hiervon ausgehend strebt die Erfindung einen verein-

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fachten Aufbaμ, insbesondere an den Hauptlagerstellen, bei verringertem Herstellungsaufwand an. Erfindungsgemäß wird dies bei einem Lager der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Gleitflö.cho.n-Paarung an den Lagerstellen der Tragachse des Zylinderblocks, der Steuerplatte und am Schwenklager für die Taumelscheibe jeweils aus zwei aufeinander gleitenden Oberflächen besteht, deren eine als bearbeitete Metalloberflache und deren andere als eine Oberfläche aus Polyphenylensulfid ausgeführt ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein vereinfachter Aufbau an den Hauptgleitlagerflächen erzielt, wobei die Notwendigkeit der gleichzeitigen Anwendung einer Hochdruck-Flüssigkeitsschmierung entfällt. Dabei können die Polyphenylensulfid-Gleitflachen aus einer Polyphenylensulfid-Schicht bestehen, die auf eine metallische Trageschicht aufgebracht ist, oder aus einem Polyphenylensulfid-!laterial, das an einer gesinterten metallischen Tragefläche befestigt oder mit dieser in geeigneter Weise formschlüssig verbunden ist, z.B. in einer Art und Weise, wie sie in der britischen Patentschrift Nr. 1 475 295 beschrieben ist, worauf hier ausdrücklich verwiesen und Bezug genommen sein soll.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können auch bei einer solchen erfindungsgemäßen Pumpe die Gleitpaarungen anderer Gleitlagerflächen, die den Einsatz vorgefertigter Lagerauskleidungen erfordern, gleichermaßen darin bestehen, daß jeweils eine der aufeinander gleitenden Flächen aus einer bearbeiteten "letallober-0 fläche und die andere aus einer Polyphenylensulfid-Oberflache besteht: dies ist vorteilhafter Weise z.B. für die Gleitflächenpaarung zwischen Taumelscheibe und

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auf ihr gleitenden Gleitstücken, und/oder für die Gleitpaarung an den Lagerflächen zwischen den Kolben und den sich auf ihnen abstützenden, zur Taumelscheibe führenden Stößeln, und/oder den Gleitflächen zwischen den Zylindern im Zylinderblock und den in ihnen gleitenden Kolben einsetzbar.

Es hat sich gezeigt, daß die Gleitpaarung der erfindungsgemäß geforderten speziellen Art zur Anwendung für in weitem Rahmen unterschiedliche Einsatzzwecke bzw. Punktionen geeignet ist, wenn nur überhaupt ein flüssiges Schmiermittel 'vorhanden ist, ohne daß ein merklich großer Verschleiß auftritt und ohne daß wesentliche Reibverluste feststellbar wären. Von besonders großem Vorteil ist natürlich, daß alle einzusetzenden Lagerauskleidungen aus demselben Material (nämlich Polyphenylensulfid) bestehen (während die andere Oberfläche jeder Gleitpaarung als bearbeitete Metalloberfläche je keiner Auskleidung bedarf!).

Wenn im Hinblick auf die erfindungsgemäßen Maßnahmen hier mehrfach nur von einer Taumelscheibenpumpe gesprochen wird, so muß doch darauf hingewiesen werden, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen gleichermaßen vorteilhaft einsetzbar sind bei Anwendung einer solchen Maschine als Motor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Dabei stellt die einzige Figur der Zeichnung eine prinzipielle Schnittdarstellung durch eine Taumelscheibenpumpe mit rotierendem Zylinderblock gemäß der Erfindung dar.

0 Die Pumpe, die auch als Motor arbeiten kann, weist dabei ein Gehäuse 1 auf, in dem bei Punkt 18 ein rotierender Zylinderblock 2 gelagert ist, der üblicherweise mit sieben

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oder neun Zylindern 8 versehen ist, die in gleichen Abständen voneinander rings um seine Mittelachse herum verteilt angeordnet sind. Die Schnittebene der Figurendarstellung ist so durch die Mittenlinien 2 dieser Zylinder gelegt, daß zwei einander (in Bezug auf die. Drehachse des Zylinderblocks) gegenüberliegende Zylinder gezeigt sind. Die beiden dargestellten Zylinder 8 sind mit Kolben 6 versehen, deren einer an bzw» nahe dem oberen und deren anderer nahe seinem unteren Totpunkt gezeigt ist.

Die Kolben 6 werden in Richtung auf ihre ausgefahrene ("unter") Totpunktstellung durch Druckfedern 11 vorgespannt und sind an ihren nach außen gerichteten Endteilen mit kugelabschnittförmigen Ausnehmungen versehen; diese dienen zur Aufnahme von Stößeln 13, deren an den Kolben 6 anliegende Enden kugelförmig ausgebildet sind und die an ihren anderen Enden mit Gleitstücken 12 versehen sind, die relativ zu bzw. auf einer Taumelscheibe 14 gleiten können. Diese Taumelscheibe kann sich um ein teilzylindrisches Lager 17 drehen, das im Endteil des Gehäuses 1 angeordnet ist. Die Taumelscheibe 14 ist dabei um einen Anstellwinkel in Bezug auf die Drehachse des rotierenden Zylinderblocks geneigt, wobei der Anstellwinkel in Ab-^ hängigkeit von der gewünschten Förderleistung eingestellt werden kann.-

In einem zylindrischen Glied, das im Zentrum der Taumelscheibe 14 - wie in der Fig. bei Punkt 19 dargestellt befestigt ist, ist ein Stützlager für das innere, freie Ende der Achse des Zylinderblocks angeordnet.

0 Die Förderung von Fluid zwischen einem Einlaß 4 und einem Auslaß 5 im Falle des Einsatzes als Pumpe (bzw. eines Einlasses 5 und eines Auslasses 4 im Falle des Einsatzes als Motor) erfolgt über ventilgesteuerte öffnungen in einer

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Steuer- bzw. Einlaßplatte 3, die relativ zum Zylinderblock 2 beweglich angebracht ist.

Die allgemeine Theorie der Funktion einer solchen Taumelscheibenpumpe ist gut bekannt und die Erfindung bezieht sich nur auf die Art der Gleitlageroberflächen auf den Hauptgleitlagern 18 und 19, auf dem Lager 17 für die schräge Taumelscheibe, auf den an der Steuerplatte angebrachten Lagerflächen für den rotierenden Zylinderblock 2, auf den Kolben- und Zylinderoberflächen, auf den Oberflächen der Gleitstücke 12 und der Taumelscheibe 14 sowie auf den Lagerstellen der kugelförmigen Enden der Stößel 13.

In Übereinstimmung mit den Maßnahmen der Erfindung stehen die Hauptlager 18 und 19, das Taumelscheiben-5 Stütz= und -Verschwenklager 17 und das Lager für die Steuerplatte jeweils aus relativ zueinander gleitenden Oberflächen, von denen eine und nur eine mit einer Polyphenyl Auflage versehen ist, während die andere als bearbeitete Metalloberfläche ausgeführt ist. Weiterhin ist es auch möglich und von Vorteil, wenn ähnliche Gleitpaarungen .der Lagerflächen jeweils zwischen der Oberfläche der Taumelscheibe 14 und den Gleitstücken 12, zwischen den kugelabschnittförmigen Lagerflächen an den Enden der Zylinder 6 und den kugelförmigen Enden der Stößel 13, die in jenen rotieren, und weiterhin an den Gleitflächen zwischen den Kolben 6 und Zylindern 8 vorgesehen werden. Auch in diesen Fällen kann dann jeweils eine der Gleitflächen jeder Gleitflächenpaarung mit Polyphenylensulfid bedeckt sein, während die andere aus einer bearbeiteten Metall-0 oberfläche besteht.

Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Art von Gleitflächen-

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paarung besonders geringe Reibverluste .auftreten., wenn etwas flüssiges Schmiermittel vorhanden ist, wobei gleichzeitig auch der Abrieb sehr gering ist. Als Schmiermittel kann besonders öl -oder, bei feuer- oder explosionsgefährdeten Anwendungsfällen, wie z.B. bei Bergwerkpumpen, eine Emulsion von 40 Teilen Wasser zu 6-0 Teilen Ql eingesetzt werden.

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   PATENTANSPRÜCHE

   1 J Taumelscheibenpumpe bzw. -Motor mit einem in einem Gehäuse auf einer drehbaren Achse angebrachten Zylinderblock und einer zwischen diesem und dem Gehäuse angebrachten, mit Durchlaßöffnungen für das Betriebsfluid versehenen Steuerplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen-Paarung an den Lagerstellen der Tragachse (18) des Zylinderblocks (2), der Steuerplatte (3) und am S.chwenklager (17) für die Taumelscheibe (14) jeweils aus einer bearbeiteten Metall-Oberfläche einerseits und einer Polyphenylensulfid-Oberflache andererseits besteht.
2. 2. Taumelscheibenpumpe bzw. -Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Gleitflächen-Paarung an den Gleitstellen· zwischen Taumelscheibe (14) und sich auf dieser abstützenden Gleitstücken (12) jeweils aus einer bearbeiteten Metalloberfläche einerseits und einer Polyphenylensulfid-Oberflache andererseits besteht.
3. 3. Taumelscheibenpumpe bzw. -Motor nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen-Paarung an den Gleitflächen zwischen jedem Kolben (6) und zugehörigem Zylinder (8) im Zylinderblock (2) aus einer bearbeiteten Metalloberfläche einerseits und einer Polyphenylensulfid-Oberflache andererseits besteht.
4. 4. Taumelscheibenpumpe bzw. -Motor nach einen der Ansprüche 1 bis 3,- dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen-Paarung an der Lagerstelle zwischen jedem Kolben (6) und einem diesem zugeordneten Stößel (13) zum Abstützen auf der Taumelscheibe (14) aus einer bearbeiteten Metalloberfläche einerseits und einer Polyphenylensulfid-Oberf lache andererseits besteht.

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