NL8001094A - Hydrostatische zuigermachine. - Google Patents

Description

1 " ^ N.O. 28.417 \

Hydrostatische zuigermaohine

De uitvinding heeft betrekking op een hydrostatische zuiger-machine met een om een -tap draaibaar cilinderblok waarin over de omtrek verdeelde zuigers radiaal ten opzichte van de tap geleid zijn welke zuigers aan hun buitenste einden van steunvlakken zijn voor-5 zien welke langs vlakke geleidingsbanen van een geleider geleid worden, welke tangentieel ten opzichte van een cirkelcilindrisch vlak aangebracht zijn waarvan de hartlijn ten opzichte van de hartlijn van het cilinderblok excentrisch is waarbij de geleider met zijn beide zijwanden op de tap om de hartlijn van het cirkelcilin-10 drische vlak gelagerd is en waarbij de tap voorzien is van twee met het cilinderblok samenwerkende besturingsgroeven, van welke de ene met een boring waarin hydraulisch drukmedium onder hoge druk verplaatst wordt en de. andere met een hydraulisch drukmedium onder lage druk transporterende boring verbonden is.

15 Bij machines van dit soort treden problemen op met de lagers tussen de tappen en het cilinderblok alsmede ook tussen de tap en de geleider en wel in het bijzonder dan, wanneer de machine in een ruim drukgebied van bijvoorbeeld 100 tot 1000 bar moet werken en bovendien voor grote vermogens ontworpen is, zoals bijvoorbeeld 20 voor 1000 pK. Bekend zijn lagers die via een oliekussen ontlast worden. De olietoevoer naar het lager vindt ongesmoord plaats. Daarbij raken de lagerdelen bij het starten en in bedrijf elkaar om welke reden de olie goede smeereigenschappen moet hebben. Tegenover de voordelen van een gering olieverlies en een geringe lagerbelasting 25 in het geval van klemmen, staan de nadelen dat een relatief grote lagerwrijving optreedt, dat de starteigenschappen slecht zijn en dat voor het lager slechts goed smerende olie gebruikt kan worden en dat de hoogst toelaatbare bedrijfsdruk sterk begrensd is.

Verder zijn lagers bekend die een volledige hydrostatische 50 ontlasting vertonen.· Zolang een voldoende hoge., oliedruk aanwezig is, raken de ten opzichte van elkaar bewegende delen elkaar niet. De olietoevoer naar de hydrostatische lagerkamer geschiedt via een smoorplaats welke tezamen met de lagerspleet rondom de kamer een systeem vormt dat de druk in de lagerkamer automatisch aanpast 55 aan de telkens optredende lagerbelasting. Bij het starten en in bedrijf treedt in' dergelijke lagers een minimale wrijving op. Verder kan een slecht smerend drukmedium, bijvoorbeeld siliconen-olie, toegepast worden. Als nadeel van dergelijke lagers treedt echter een 80 0 1 0 94.

2 fi relatief groot olieverlies op bij het verstoppen van een van de smoorplaatsen is het lager meteen volledig zonder smering en daarbij onderworpen aan de volledige lagerbelasting.

Tenslotte zijn lagers bekend die met volledig hydrostatische 5 ontlasting werken doch geen smoorplaats in de olietoevoer hebben.

Ben automatische regeling van de druk in de lagerkamer is daarbij niet mogelijk. Be hoogte van de lagerspleet kan bij elke willekeurige druk gelijk aan nul maar ook groot zijn. Bergelijke lagers gedragen zich dientengevolge instabiel en verder hebben ze een 10 relatief groot olieverlies. Be dimensionering van de lagerkamer is moeilijk omdat het drukprofiel van de kamer niet precies te bepalen is. Bit probleem geldt in het bijzonder dan, wanneer de machine voor hogere bedrijfsdrukken bestemd is. Anderzijds heeft een dergelijk lager het voordeel van een geringe wrijving en dat 15 de lagerbelasting bij klemmen kleiner is dan bij de beide andere eerder genoemde lagers.

Be uitvinding beoogt nu voor een hydrostatische zuigermachine van het in de aanhef beschreven soort, de lagering van het cilin-derblok enerzijds en van de geleider anderzijds op de tap zodanig 20 te verbeteren dat een veilig bedrijf van de machine in een groot drukgebied alsmede bij grote vermogens mogelijk wordt.

Bit oogmerk wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat in de tap terweerszijden naast de besturingsgroef welke met de boring voor het drukmedium onder hoge druk verbonden is, ten minste 25 telkens een met het cilinderblok samenwerkende hydrostatische lagerkamer aangebracht is die beiden via elk een smoorplaats met de boring voor het drukmedium onder hoge druk in verbinding staan en dat in de tap - tegenover de sturingsgroef welke verbonden is met de boring voor het drukmedium onder druk en behorende bij iedere 30 zijwand van de geleider - een hydrostatische lagerkamer en ten minste een andere lagerkamer aangebracht zijn van welke de hydrostatische lagerkamer via een smoorplaats en de andere lagerkamer zonder smoorplaats met de boring voor het drukmedium onder hoge druk in verbinding staan.

35 Boor deze uitvoering1 zijn op iedere lagerplaats ten minste twee hydrostatische lagerkamers aanwezig van welke ten minste een via een ongesmoorde toevoer van het drukmedium en ten minste een van een gesmoorde toevoer van het drukmedium voorzien is. Hierdoor wordt het voordeel verkregen dat de bijdrage van de beide lagerkamers aan de 40 gedeeltelijke ontlasting van het lager binnen bepaalde grenzen inge- 80 0 1 0 §4 3 * steld kunnen worden, namelijk door het veranderen van de doorsnede ~ van de smoorplaatsen. Be doortochten van de smoorplaatsen kunnen zodanig gedimensioneerd worden, dat in het gehele bedrijfsgebied volledig aanvaardbare verhoudingen wat betreft de lagerspeling rVltn 5 ontstaan. In het algemeen zal het hoofdaandeel van de ontlasting overlaten aan de lagerkamers met de ongesmoorde toevoer van het drukmedium. Zou een lagerplaats door verstopping uitvallen dan blijft de lagerbelasting relatief klein omdat de lagerkamer met de ongesmoorde toevoer van het drukmedium in takt blijft. Een verder 10 voordeel blijkt daaruit dat voor de machine volgens de uitvinding een slecht smerend drukmedium toegepast kan worden.

Een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding zal aan de hand van de bijgevoegde tekeningen onderstaand nader worden toegelicht.

Eig, 1 toont schematisch een dwarsdoorsnede volgens de lijn 15 I-I van fig. 2 door een hydrostatische machine volgens de uitvinding.

Eig. 2 toont een axiale doorsnede overeenkomstig de lijn II-II van fig. 1.

Eig. 3 toont een dwarsdoorsnede volgens de lijn IIÏ-III van 20 fig. 2.

Eig. 4 toont een doorsnede volgens de lijn 17-17 van fig. 3.

Eig. 5 toont een dwardoorsnede volgens de lijn 7-7 van fig. 2.

Eig, 6 en 7 tonen elk een diagram van de optredende krachten behorende bij de fig. 4 en 5.

25 7olgens fig. 1 en 2 bevat een hydrostatische zuigermaehine een cilinderblok 1 dat kan draaien om een cilindrische tap 2 met de hartlijn A. In het cilinderblok 1 zijn in radiale cilinderboringen 3 negen zuigers 4 geleid welke aan hun buitenste einden elk voorzien zijn van een voet 5 met plat steunvlak. Met hun platte steunvlakken 30 worden de zuigers langs platte geleidingsvlakken 6 geleid welke op de binnenkant van een ringvormige geleider 7 aangebracht zijn. Be geleidingsvlakken 6 zijn op bekende wijze-tangentiaal ten opzichte van een cirkelcilindrisch vlak met hartlijn B geplaatst, welke ten opzichte van de hartlijn A van de tap 2 excentrisch gelegen is.

35 Ter weerszijden van de tap 2 zijn cilindrische gedeelten'8 aangebracht waarop de schrijfvormige zijwanden 11 en 12 van de geleider 7 draaibaar gelagerd zijn. Aansluitend aan de cilindrische delen 8 zijn cilindrische gedeelten 13’aangebracht welke in een niet weergegeven vaststaand huis van de machine bevestigd zijn, welk huis 40 de eerder beschreven delen van de machine omgeeft.

800 1 0 94 r_ * 4

Door het in fig. 2 links afgebeelde cilindrische gedeelte 13» de beide cilindrische gedeelten 8 en de daartussen gelegen tap 2 lopen twee boringen 9 en 10 evenwijdig aan de hartlijn die respectievelijk voor de toevoegende afvoer van hydraulisch drukmedium 5 dienen, waarbij, waarvan afhankelijk of de machine als pomp met slechts een draairichting of als motor met wisselende draairichting gebruikt wordt, de toevoer en afvoerfunctie van de kanalen 9 en 10 dezelfde blijft of verwisselt. De tap 2 vertoont twee besturings-groeven 14 en 15 welke dwars ten opzichte van de hartlijn over een 10 weinig minder dan de halve omtrek van de tap zich uitstrekken en met de boring 9 respectievelijk 10 in verbinding staan. Uitgelijnd ten opzichte van de besturingsgroeven 14 en 15 zijn in het cilinder-, blok 1 verbindingskanalen 16 aangebracht welke lopen in het verlengde van de cilinderboringen 3 in de richting van de tap 2 en welke in 15 bedrijf van de machine de verbinding tussen de cilinderruimten onder de zuigers 4 vormen met de bijbehorende besturingsgroef.

Ter weerszijden van de besturingsgroef 14 loopt, zoals fig. 4 toont, een dam 17 van welke de axiale breedte maatgevend is voor de grootte van de in de spleet tussen de tappen 2 en het cilinderblok 1 20 werkende hydraulische kracht. Ter weerszijden van de besturingsgroef 14 buiten de dam 17 is een hydrostatische lagerkamer 18 aangebracht welke, zoals fig. 3 toont, via een kanaal 19 en een smoorplaats 20 in verbinding staat met de axiale boring 9· In tegenstelling tot de toevoer van het drukmedium naar de beide lagerkamers 18, die via 25 een smoorplaats 20 plaatsvindt, is de drukmediumtoevoer naar de besturingsgroef 14 ongesmoord en daardoor in axiale richting ook naar de dammen 17.

Buiten de beschreven vormgeving van de hydrostatische lagerkamer s 18 in het gebied van de besturingsgroef 14 bevindt zich op de 30 tegenover deze groef gelegen zijde van de tap in het gebied van elke zijwand 11 en 12 een hydrostatische lagerkamer 22, zoals fig. 5 dit weergeeft voor de zijwand 11. Elke hydrostatische lagerkamer 22 wordt, evenals de lagerkamer 18, vanuit de axiale boring 9 voorzien van drukmedium waarbij in, iedere verbindingsboring 23 wederom een 35 smoorplaats 24 aangebracht is. Buiten de hydrostatische lagerkamers 22 vertoont het cilindrische deel 8 per zijwand twee lagerkamers 25 en 26 welke beiden eveneens met de axiale boring 9 via een verbindingsboring 27 respectievelijk 28 verbonden zijn, doch verder een niet gesmoorde drukmediumtoevoer hebben. Zoals bij de lagereonstruc-40 tie in het gebied van de besturingsgroef 14 tussen de dammen 17 en de 800 1 0 9-, 5 Λ de lagerkamers 18 begrenzende dammen scheidingsgroeven 30 aangebracht zijn, op dezel-fde wijze zijn ook tussen de hydrostatische lagerkamer 22 voor iedere zijwand en de bijbehorende niet-gesmoorde lagerkamers 25 en 26, scheidingsgroeven 31 aangebracht. Overeen-5 komstige scheidingsgroeven 32 bevinden zich ook telkens aan de buitenzijde van de lagerkamers 25 en 26 teneinde de breedte van de begrenzingsdammen te definiëren.

Voor de navolgende beschrijving van de werking van de machine volgens de uitvinding zij verondersteld, dat de machine werkt als 10 pomp en dat de geleider 7 alsmede het cilinderblok 1 in de richting van de pijlu/ volgens fig. 1 draaien. Onder deze voorwaarden ligt de besturingsgroef 14 aan de hogedruk zijde en de boring 19 vormt het afvoerkanaal voor het drukmedium, terwijl de boring 10 het zuigkanaal vormt. Overeenkomstig de fig. 4 en 6 ontstaat onder de 15 zuigers 4» welke zich in het gebied van de besturingsgroef 14 bevinden, een resulterende kracht Pi, die naar de tap 2 toe gericht is. Tegen deze kracht Pi werkt een kracht Pa in, die afkomstig is van het drukmedium in de besturingsgroef 14 en waarvan de grootte afhankelijk is van de breedte van de dam 17. Deze kracht wordt 20 zodanig bepaald, dat deze 70% tot 95% van de kracht Pi bedraagt.

De overige 30% tot 5% van de kracht Pi worden in de beide hydrostatische lagerkamers 18 opgebracht, in welke twee everjjgrote krachten Pt opgewekt worden die tegen de kracht Pi in inwerken.

Op deze manier zijn de lage krachten tussen het cilinderblok en de 25 tap 2 volledig gecompenseerd.

Zoals de fig. 1 en 2 tonen, oefenen de zuigers 4» die zich in het gebied van de besturingsgroef 14 bevinden op de geleider 7 een resulterende kracht Pk uit welke via de zijwanden 11 en 12 door de cilindrische delen 8 opgenomen wordt, en wel bedraagt de kracht 30 in elk deel ^ Pk. Volgens de fig. 5 en 7 wordt elke kracht -g- Pk door een kracht Pm, die in de hydrostatische lagerkamer 22 opgewekt wordt en die 30% tot 5% van de kracht -§ Pk bedraagt, alsmede twee krachten F1 en Pr gecompenseerd, welke in de lagerkamers 25 en 26 opgewekt worden. De krachten Pr en PI zijn telkens 35 de resultanten uit twee krachtcomponenten Ph en Pw, waarbij de beide componenten Pv tezamen 70% tot 95% van de kracht ^ Pk bedragen.

Door de constructie volgens de uitvinding van de lagering wordt een veilig bedrijf van de machine in het hele bedrijfsgebied mogelijk.

40 In afwijking van het beschreven voorbeeld is het ook mogelijk 80 0 1 0 94 6 ter weerszijden van de besturingsgroef 14» in plaats van telkens een lagerkamer 18, telkens twee hydrostatische lagerkamers aan te brengen welke gevoed worden met gesmoord drukmedium vanuit de boring 9· Bovendien is het mogelijk de lagerkamers 25 en 26 5 welke zonder smoring gevoed worden, in plaats van in omtreksrichting, in axiale richting ter weerszijden van elke hydrostatische lagerkamer 22 aan te brengen wanneer de breedte van de zijwanden 11 en 12 dit mogelijk maken. Deze uitvoeringsvorm van de zijwandlagering kan verder nog als volgt gewijzigd worden, door om iedere hydrostatische 10 lagerkamer 22 welke met gesmoord medium onder druk gevoed wordt, rondom een lagerkamer aan te brengen, die een in zich gesloten kamer van bijvoorbeeld rechthoekige vorm heeft.

800 1 0 94

Claims (3)

1. Hydrostatische zuigermachine met een om een tap draaibaar cilinderblok waarin over de omtrek verdeelde zuigers radiaal ten opzichte van de tap geleid worden, welke zuigers aan de buitenste 5 einden van steunvlakken zijn voorzien welke langs platte geleidings-vlakken van een geleider geleid worden, welke vlakken tangentieel ten opzichte van een cirkelcilindrisch vlak aangebracht zijn, waarvan de hartlijn ten opzichte van de hartlijn van het cilinderblok excentrisch is, en waarbij de geleider met zijn beide zijwanden 10 gelagerd is op de tap om de hartlijn van het cirkelcilindrische oppervlak en waarbij de tap twee met het cilinderblok samenwerkende besturingsgroeven bevat, van welke de ene met een boring voor het transport van een hydraulisch drukmiddel .onder hogedruk en de andere met een boring voor het transport van een hydraulisch medium 15 onder druk bij lagedruk verbonden is,met het kenmerk, dat in de tap terweerszijden naast de besturingsgroef welke met de boring voor het transport van het drukmiddel onder hogedruk verbonden is, ten minste telkens een met het cilinderblok samenwerkende hydrostatische lagerkamer aangebracht is, welke beiden over telkens 20 een smoorplaats met de boring voor het medium onder hogedruk in verbinding staan, en dat in de tap - tegenover de besturingsgroef welke met de boring toor het drukmedium onder hoge druk verbonden is gelegen en bij elke zijwand van de geleider behorend,—een hydrostatische lagerkamer en ten minste een verdere lagerkamer 25 aangebracht zijn van welke de hydrostatische lagerkamer via een cA<i smoorplaats en de andere lagerkamer ongesmoord met boring voor het drukmedium onder hogedruk in verbinding staan.

2. Zuigermachine volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat elke zijwand nog twee ongesmoord gevoede lagerkamers 30 bevat, welke in omtreksrichting gezien naast de hydrostatische lagerkamer gesitueerd zijn.

3. Zuigermachine volgens conclusies 1 of 2,met het kenmerk, dat de besturingsgroef en de overige ongesmoord gevoede lagerkamers zodanig bemeten zijn, dat de in hun opgewekte hydrau- 35 lische kracht de uit de lagerbelasting resulterende kracht voor 70% tot 95% compenseert, en dat de hydrostatische, via smoorplaatsen gevoede lagerkamers zodanig bemeten zijn, dat de in hun opgewekte hydraulische kracht de overige 30 tot 5% van de lagerbelasting compenseren. 40 ---------- 80 0 1 0 94