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Uldrosseleinrichtung zwischen den Gleitflächen, insbesondere zwischen
den Steuerflächen an Axialkolben-Flüssigkeitsgetrieben mit umlaufendem Kolben Die
Erfindung betrifft die Ausbildung der auf einem Kreis um die Drehachse angeordneten
Entlastungsräume in einer der Gleitflächen von Axialdrucklagern in ölgetrieben,
insbesondere eines der Steuerflächen von Axialkolben-Flüssigkeitsgetrieben, die
mit einem Hochdruckölraum des Getriebes durch einen Zuführkanal verbunden sind,
so daß bei Verengung des Spaltes zwischen den Gleitflächen im Bereich der Entlastungsräume
ein Druckfeld bei gedrosselter Druckölversorgung des Druckfeldbereiches aufgebaut
wird.
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Es ist bekannt, in einer der beiden aufeinandergleitenden Steuerflächen
eines Axialkolben-Flüssigkeitsgetriebes öldrosselnuten vorzusehen, die die Entlastungsräume
mit dem Drucköl des Axialkolbengetriebes speisen. Die Entlastungsräume der bekannten
Ausführungsformen liegen voneinander getrennt über den Umfang der Steuerfläche verteilt.
Im Bereich der Entlastungsräume bauen sich bei wechselnder Spaltgröße Druckfelder
auf oder ab, durch die die gewünschte Stärke des Ölfilms zwischen den Steuerflächen
geregelt wird. Die Drosselnuten haben den Zweck, die ölfilmstärke zu beschränken
und einen übermäßigen Ölverbrauch zu vermeiden. Sie wurden bisher im wesentlichen
radial, allenfalls mit bogenförmigen Zwischenstücken ausgeführt, so daß sie nur
eine geringe Länge besaßen. Zur Erreichung eines ausreichenden Drosseleffektes bei
den hohen Betriebsdrücken, mit der diese Axialkolben-Flüssigkeitsgetriebe arbeiten,
müssen
diese Nuten sehr kleine Querschnitte erhalten. Solche kleine Querschnitte werden
aber oft durch Verschleiß verändert und unwirksam gemacht. Eine Vergrößerung der
Querschnitte dieser radialen kurzen Drosselnuten zur Vermeidung der Beeinträchtigung
des Nutquerschnittes infolge des Verschleißes führt wiederum zu großen Ölverlusten,
was ebenfalls nachteilig ist.
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Es ist auch bekannt, verhältnismäßig kurze, bogenförmige und demnach
auf ein kurzes Stück beschränkte Drosselnuten konzentrisch zur Drehachse in einer
Steuerfläche anzuordnen oder auch solche, welche eine geringe Schräge zu der vorgenannten
Tangentialrichtung besitzen. Infolge des großen Platzbedarfes der bisher für notwendig
erachteten Entlastungsfelder ist jedoch der Raum hierfür so beengt, daß diese letzteren
in unmittelbarer Nähe der druckölführenden Öffnungen in den Steuerflächen, wie z.
B. der nierenförmigen Öffnungen in der feststehenden Steuerfläche angeordnet werden,
müssen. Durch diese von der Anordnung besonderer Druckausbreitungsflächen, Verteilerflächen
oder auch Druckkissen erzwungene Lage derartiger, wenn auch nur auf ein kurzes Stück
tangential verlaufender Drosselnuten wird aber der,
unmittelbare Übertritt
von Lecköl aus den benachbarten nierenförmigen Schlitzen der feststehenden Steuerfläche
oder aus den Steueröffnungen auf der rotierenden Steuerfläche veranlaßt, welcher
unregelmäßig und je nach der Genauigkeit der Ausführung mehr oder weniger stark
in Erscheinung tritt. Eine hinreichende und außerdem von den unvermeidlichen kleinen
Unregelmäßigkeiten der Ausführung der Steuerflächen unabhängige Drosselung läßt
sich daher auch mit dieser bekannten Nutenart nicht erzeugen.
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Erfindungsgemäß werden an Stelle der üblichen kurzen, meist radial
gerichteten Drosselnuten die besagten Entlastungsräume selbst als Drosselorgan herangezogen.
Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß die Entlastungsräume eine Ringnut bilden,
die das Drosselorgan ist.
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Es liegt im Wesen dieser verhältnismäßig langen Ringnut, daß innerhalb
dieser Ringnut, ausgehend von dem Punkt, an welchem durch einen Druckölkanal in
bekannter Weise das zur Entlastung dienende Drucköl zugeführt wird, ein erheblicher
Druckabfall eintritt.
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Im übrigen hat die Drosselnut infolge ihrer Länge auch bei großem
Nutquerschnitt starke Drosselwirkung.
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Die ringförmige Anordnung der Drosselnut in der- Gleitrichtung der
beiden Flächen hat außerdem den Vorteil, daß selbst bei recht kleinem Nutquerschnitt
die Drosselnut nie durch Verschleiß verstopft wird. Während die bisherigen kurzen,
meist radial verlaufenden Drosselnuten nicht, wie bisher, angenommen wurde, durch
einfachen Abrieb der laufenden Flächen, sondern durch plastisch gewordenes Material
infolge metallischer Reibung verstopft werden, ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung
der Drosselnut ein derartiges Verstopfen nicht zu befürchten. An diesem überraschend
günstigen Verhalten der nahezu konzentrischen Drosselnut wird auch nichts geändert,
wenn man diese, um eine gleichmäßigere Abnutzung der gleitenden Steuerflächen zu
erreichen, doch etwas exzentrisch anordnet oder ihr auch eine etwas ovale oder wellenförmige
Gestalt gibt.
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Infolge ihres größeren Querschnittes ist die Ringnut leichter herstellbar
als die bisherigen, äußerst engen Drosselnuten.
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Die Wirkung der Ringnut als Entlastungsraum ist trotz einer vergleichsweise
zu dem in radialer Richtung verfügbaren Raum geringen Breite gewährleistet, weil
bei ihrer großen Länge und ihrer Anordnung innerhalb der für die Entlastung verfügbaren
Ringfläche außerhalb der Steuerschlitze nicht nur die eigentliche Fläche der Ringnut
als, wirksame hydraulische Entlastungsfläche zu betrachten ist, sondern auch noch
bedeutende Anteile der sie seitlich begrenzenden Lauf- oder Dichtungsflächen, zumal
jede Dichtungsfläche dieser Art eine gewisse Rauhigkeit besitzt, so daß der mit
der Ringnut eingeführte Öldruck sich auch seitlich zur Richtung der Ringnut innerhalb
der der Ringnut benachbarten Lauf- oder Dichtungsfläche ausbreitet und somit ein
beträchtlicher Anteil dieser Fläche ebenfalls als Entlastungsfläche wirksam wird.
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Vorteilhaft hat die Ringnut eine Reihe umfangsverteilter Erweiterungen
oder Vertiefungen.
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Die Abb. i und 2 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung. Die Abb.
i zeigt die Ansicht der einen Steuerfläche St, während in Abb. 2 dieselbe mit der
dazugehörigen anderen Steuerfläche, die sich auf dem meist rotierenden Zylinderblock
befindet, im Schnitt ersichtlich ist. Die eine Steuerfläche St enthält in der üblichen
Weise die nierenförmigen Steuerschlitze D und S, welche in bekannter Weise die Druck-
und Saugölzu- und -abfuhr von bzw. zu den einzelnen Zylindern des Zylinderblocks
Z bewerkstelligen. Um die Steuerschlitze herumgelegt ist eine Spurlagerfläche Sp,
in welche in an sich bekannter Weise Drucköl zum Zweck der Ölfilmbildung eingeleitet
wird. An Stelle der üblichen kurzen und meist radial verlaufenden Drosselnuten wird
erfindungsgemäß eine einzige, dafür aber sehr lange Drosselnut Dr ringförmig
und konzentrisch oder annähernd konzentrisch in der Spurlagerfläche vorgesehen.
Zweckmäßigerweise führen dann kleine Bohrungen d, welche mit den Saug- und Druckschlitzen
S, D in Verbindung stehen, Drucköl zu dieser Drosselnut Dr.
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In Abb. i ist nun eine direkte leitende Verbindung zwischen den Bohrungen
d und der Drosselnut Dr vermieden, d. h., die Bohrungen verlaufen ziemlich
dicht neben der Drosselnut Dr in der Spurlagerfläche Sp und! nicht in der
Drosselnut selbst, so daß nur dann, wenn ein oder mehr Sacklöcher L, welche in den
Steuerflächen des rotierenden Zylinderblocks vorgesehen sind, den Raum zwischen
der Bohrung und der Drosselnut Dr überbrücken, Drucköl in die Drosselnut
einströmen kann. Zweck dieser an sich bekannten Einrichtung, welche eine intermittierende
Speisung der Drosselnut bewirkt, ist eine Herabsetzung der verbrauchten Ölmengen.
Von
den beiden Bohrungen d für die Druckölzuführung ist natürlich jeweils nur eine mit
der Druckseite des Getriebes verbunden, während die andere mit dem Saugkanal in
Verbindung steht, welcher gar kein oder nur sehr wenig Drucköl führt. Bei zweckentsprechender
Bemessung der Spurlagerfläche Sp ist dieses aber gar kein Nachteil, denn das in
den Saugkanal zurückfließende 01
erniedrigt die Druckentwicklung in dem Spurlager
Sp und gestattet somit die Ausführung eines größeren Nutquerschnittes, ohne daß
die Ölfilmstärke oder die Abhebung der einen von der anderen Steuerfläche und damit
die wesentliche Ölverlustquelle der meisten Getriebe zu groß wird. Im übrigen ist
es auch möglich, die Bohrungen d mit Rückschlagventilen zu versehen, wenn man die
beschriebene Rückströmung des Öls in den Saugkanal S nicht wünscht. Auch lassen
sich in Verbindung mit Rückschlagventilen Kanalanordnungen ausführen, welche bewirken,
daß stets Drucköl in allen Bohrungen d, an welchen man dies für nötig erachtet,
vorhanden ist.
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Es ist oft zweckmäßig, zwischen der eigentlichen Steuerfläche St und
der Spurlagerfläche Sp eine Ringnut r anzuordnen, in welcher beispielsweise durch
die Ablauflöcher A atmosphärischer Druck hergestellt wird.
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Bei langgestreckten Spurlagerflächen Sp ist die Drosselnut ebenfalls
langgestreckt auszuführen. Aus dem Raumverhältnis derartiger Steuerflächen ergibt
sich dabei mindestens als Regelfall, daß diese Drosselnut annähernd ringförmig oder
konzentrisch angeordnet werden muß. An der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Steuerung
wird auch nichts geändert, wenn man die Zahl der Bohrungen d für die Druckölzuführung
vermehrt. Ferner darf man auch innerhalb der Drosselnut Erweiterungen, Aussparungen
oder Vertiefungen anbringen, wie dies manchmal gewünscht wird, um eine bessere Ausbreitung
des Öldrucks im Spurlager zu erreichen.
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Die Abb. 3 zeigt eine Ausbildungsform des Erfindungsgegenstandes,
bei welcher die Zahl der Bohrungen für dieDruckölzuführung auf vier erhöht ist.
Der Anschluß dieser Löcher kann genau wie bei der Ausführung nach Abb. i und z auch
über Rückschlagventile vorgenommen werden und auch so, daß bei jeder Arbeitsrichtung
des Getriebes an allen Bohrungen d Drucköl zur Verfügung steht. Außerdem sind noch
zum Unterschied gegen die Ausführung nach Abb. i und 2 innerhalb der Drosselnut
Dr Aussparungen oder Vertiefungen T in zweckmäßig nicht zu geringer Anzahl
vorgesehen, wodurch die Ausbreitung des Öldrucks im Spurlager Sp erleichtert wird,
ohne die Drosselwirkung ungünstig zu beeinflussen. Die Vertiefungen können dabei,
wenn man dafür sorgt, daß sie nirgends zu nahe an den Rand der laufenden und dichtenden
Spurlagerflächen kommen., eine beinahe beliebige Gestalt erhalten. Führt man sie
aber, wie gezeichnet, rund aus, so ist es besonders zweckmäßig, sie mit trichterförmigen,
flach verlaufenden Wänden auszuführen, wie beispielsweise in Abb.4 dargestellt ist.
Es wird dadurch neben der bekannten zwangläufigen Ölfilmbildung durch Druckölwirkung
auch noch die gewöhnliche Schmierfilmbildung durch die schrägen Flächen erzielt.
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Die Form der Steuerflächen kann beliebig sein: eben, sphärisch oder
konisch.
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Ferner läßt sich auch eine andere Verteilung der einzelnen Bestandteile
der Drosselvorrichtung vornehmen, so z. B. kann man die Drosselnut auch in der Steuerfläche
des Zylinderblocks Z anbringen, während dann die Sacklöcher L in der anderen Steuerfläche
anzuordnen wären.