Pierwszenstwo: 06.VIII.1965 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 30.TI.1969 57730 KI. 59 e, 3/01 MKP Q 04 t fH&rnfck] UKD Wspóltwórcy wynalazku: inz. Herbert Sattler, inz. Ralf Schuster, inz.Rudolf Tippmann Wlasciciel patentu: VEB Industriewerke Karl-Marx-Stadt, Karl-Marx- Stadt (Niemiecka Republika Demokratyczna) Pompa lub silnik hydrauliczny z wirujacymi wypornikami Przedmiotem wynalazku jest pompa lub silnik hydrauliczny z wirujacymi wypornikami, szcze¬ gólnie pompa zebata z kolami o zewnetrznym uzebieniu, których czapy lozyskowe sa osadzone w tulejach lozyskowych, umieszczonych z luzem osiowym w obudowie, przy czym tuleje sa od .strony czolowej zasilane cisnieniem pompy w ce¬ lu osiagniecia kompensacji luzu wzdluznego.W pompach z wysokim cisnieniem roboczym znane jest bezposrednie lub posrednie zasilanie cisnieniem hydraulicznym tulei lozyskowych, kor¬ pusów lozysk, lub plyt prowadzacych, przylega¬ jacych do czolowych powierzchni kól zebatych.Celem zasilania cisnieniem hydraulicznym jest przeciwdzialanie silom hydrostatycznym, w celu osiagniecia dostosowanej do warunków roboczych pracy pompy przy jednoczesnym obnizeniu do minimum tarcia i zapewnieniu wysokiego stopnia jej sprawnosci. Wystepujace w zasiegu kól zeba¬ tych sily hydrostatyczne dzialaja zarówno wzdluz¬ nie, jak i promieniowo.Wedlug znanego wynalazku dzialajacym wzdluz¬ nie silom przeciwdziala sie w ten sposób, ze prze¬ ciwlegle do kól zebatych powierzchnie tulei lo¬ zyskowych zasila sie za posrednictwem wkladek i tloków cisnieniem roboczym pompy.Przy zastosowaniu tego rozwiazania osiaga sie wprawdzie dostosowana do kazdorazowych wa¬ runków roboczych wzdluzna sile reakcji, dziala¬ jaca na tuleje lozyskowe, jednak z powodu jej 10 15 20 25 30 dosrodkowego dzialania osiaga sie tylko czescio¬ wa kompensacje dzialajacych wzdluznie sil hy¬ drostatycznych, podczas gdy silom dzialajacym promieniowo nie przeciwdziala sie w ogóle.W jednym z znanych wynalazków osiaga sie do¬ stosowanie sil dzialajacych wzdluznie na tuleje lozyskowe, do dzialajacych wzdluznie sil hydro¬ statycznych zarówno co do wielkosci, jak i kie¬ runku zasadniczo w ten sposób, ze powierzchnia czolowa od strony komory tlocznej ma wspól- srodkowy w stosunku do osi obrotu czesci obro¬ towej obwód zewnetrzny i zasadniczo lukowy ksztalt, przy czym lukowe koncówki przechodza w siebie ciagla linie lukowa. Wezsze czesci luko¬ wej powierzchni czolowej umieszczone sa przy tym w poblizu strony wlotu, a szersza czesc lu¬ kowej powierzchni czolowej w poblizu strony wylotowej.Rozwiazanie to zapewnia co prawda dobra kom¬ pensacje sil dzialajacych wzdluznie, lecz równiez w tej pompie zebatej nie nastepuje kompensacja sil dzialajacych promieniowo.Wedlug innego z znanych wynalazków osiaga sie poza kompensacja wzdluznych sil równiez kompensacje sil dzialajacych promieniowo. Kom¬ pensacja sil dzialajacych promieniowo w kierun¬ ku lozysk kól nastepuje przy tym w ten sposób, jak w przypadku sil dzialajacych wzdluznie, za pomoca pól nacisku ograniczonych scisle pierscie¬ niami w postaci okraglych pasów lub za pomoca 57730 j57730 podobnych srodków. Istotna cecha tego rozwia¬ zania jest wykonanie tulei lozyskowych w postaci zespolu, oraz promieniowego pola nacisku w lo¬ zyskach czopów i pomiedzy korpusem lozyska a obudowapompy. 5 Przez zastosowanie tej konstrukcji przeciwdzia¬ la sie wystepujacym w zaleznosci od warunków roboczych silom dzialajacym zarówno wzdluznie, jak i promieniowo. W przeciwienstwie do cylin¬ drycznych tulei, w których sa osadzone tylko 10 zebniki, przy czym splaszczona w pewnym miejscu powierzchnia takiej tulei spotyka sie z sasiednia tuleja, stosuje sie równiez dla obu zebników tu-* leje niedzielone, których wytwarzanie jest bar¬ dzo trudne. Wysoki stopien dokladnosci wykona- 15 nia, wymagany przy wytwarzaniu takich pomp zebatych, wynikajacy juz z tego, ze wzajemne znoszenie sie luzów w poszczególnych lozyskach ma decydujace znaczenie, stanowi powazna kom¬ plikacje. 20 Celem wynalazku jest zatem skonstruowanie pompy lub silnika hydraulicznego z wirujacymi wypornikami, szczególnie pompy zebatej z ko¬ lami o zewnetrznym uzebieniu, z majacymi luz osiowy tulejami lozyskowymi, w których osadzo- 25 ne sa obrotowo czopy lozyskowe wyporników, przy czym przy mozliwie najprostszej konstruk¬ cji powinna byc zapewniona kompensacja luzu wzdluznego oraz promieniowego przez wykorzy¬ stanie cisnienia roboczego pompy. Kompensacja luzu powinna znosic dzialajacy na tuleje lozysko¬ we moment pochylajacy.Poza tym zmierza sie do osiagniecia lepszego smarowania pomiedzy powierzchniami czolowy¬ mi kól zebatych a tulejami lozyskowymi.Wedlug wynalazku zadanie rozwiazano w ten sposób, ze w obudowie pompy rozmieszczone sa powierzchnie nacisku, dzialajace na tuleje lozy¬ skowe przeciwnie do kierunku wypadkowej, zno¬ szace . skladowe, dzialajace wzdluznie i promie- 40 niowo, przy czym powierzchnie nacisku sa po¬ laczone z przestrzenia tloczna pompy za pomoca odpowiednich kanalów do przeplywu cieczy.W wyniku rozdzielania tulei lozyskowych two¬ rzy sie ukosna powierzchnia, która sluzy do wy- 45 twarzania powierzchni nacisku, oraz segment po¬ laczony z ta sama powierzchnia, przy czym po¬ miedzy obu powierzchniami jest umieszczony ele¬ ment uszczelniajacy, ograniczajacy pole nacisku.Wspomniany segment moze równiez stanowic sta- 50 la czesc obudowy pompy.Element uszczelniajacy do ograniczenia po¬ wierzchni nacisku jest umieszczony i prowadzony albo w tym segmencie, albo tez w tulei lozysko¬ wej. 55 Poza tym kazda tuleja lozyskowa moze byc zaopatrzona w kilka, na przyklad dwie powierzch¬ nie nacisku, których kierunek dzialania lezy na wspólnej plaszczyznie z majaca byc przylozona sila, która odpowiada geometrycznej sumie wy- 60 zwolonych sil obu powierzchni nacisku.Dzialajaca na tuleje lozyskowe sile kompensu¬ jaca skladowe dzialajace wzdluznie i promienio¬ wo mozna uzyskac na przyklad za pomoca tlo¬ ków zasilanych cisnieniem roboczym pompy. *65 35 W tym celu tloki umieszcza sie w obudowie lub w wspomnianym segmencie.Istotna zaleta wynalazku polega na tym, ze w rozwiazaniu wedlug wynalazku przeciwdziala sie hydrostatycznie silom dzialajacym wzdluznie i promieniowo. Tym samym unika sie skosnego- wychylenia tulei lozyskowych i osiaga równomier¬ ne przyleganie powierzchni czolowych tulei lo¬ zyskowych do powierzchni czolowych kól zeba¬ tych, przy czym nie wystepuje ani nadmierne tar¬ cie ani tez zmniejszenie objetosciowego wspól¬ czynnika sprawnosci. .Szczególnie korzystne jest przy tym to, ze wy¬ tworzenie sil przeciwdzialajacych wypadkowym sil hydrostatycznych jest mozliwe przy zachowa¬ niu stosunkowo prostej konstrukcji czesci wspól¬ dzialajacych przy kompensacji.Przedmiot wynalazku uwidoczniono na zalaczo¬ nym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pom¬ pe wedlug wynalazku w widoku perspektywicz¬ nym, fig. 2 — inne ujecie tejze pompy w widoku perspektywicznym, fig. 3 — wykonana wedlug wynalazku tuleje lozyskowa wraz z segmentem, fig. 4 — tuleje w przekroju wzdluz linii A—A wedlug fig. 3, fig. 5 — tuleje lozyskowa z dwo¬ ma powierzchniami nacisku.W obudowie 1 pompy, zamknietej za pomoca pokrywy 2 umieszczone sa z luzem wzdluznym tuleje lozyskowe 3, 3* i 4, 4'. Pomiedzy tulejami 3 i 4 oraz 3* i 4* umieszczone sa zazebiajace sie kola zebate 5, 5', których czopy lozyskowe 6, 6r sa osadzone obrotowo w tulejach 3, 4, wzglednie 3* 4\ W zasiegu zazebienia kól zebatych 5, 5* znajduje sie przestrzen ssawna 7, oraz przeciw¬ legla przestrzen tloczna 8. W zaleznosci od uksztaltowania konstrukcyjnego i wystepujacych w warunkach roboczych sil hydrostatycznych tworza sie skladowe K, Klf wychodzace syme¬ trycznie z przestrzeni tlocznej 8.W zasiegu dzialania tulei lozyskoweji 3 przed¬ stawiono na przyklad skladowa K, dzialajaca promieniowo na kolo zebate 5, oraz skladowa Kx dzialajaca na tuleje lozyskowa 3 wzdluznie. Skla¬ dowe K, K! lacza sie w równolegloboku sil w wypadkowa R.Analogicznie do tego, w zasiegu dzialania tu¬ lei lozyskowej 3', tworzy sie wypadkowa R', a w zasiegu dzialania tulei lozyskowych 4, 4* wyste¬ puja równiez dzialajace symetrycznie w stosunku do wypadkowych R, R' wypadkowe, których na rysunku nie przedstawiono.Sily P, P* zostaja przylozone do tulei lozysko¬ wych 3, 3' za posrednictwem powierzchni nacisku 9, 9* w kierunku przeciwnym do dzialania wy¬ padkowych R, R\ Sily P, P' tworza sie w wyniku tego, ze prostopadle do linii dzialania wypad¬ kowych R, R' zostaje kazdorazowo oddzielony od tulei lozyskowych 3, 3' serpent 10, 10\ Pomiedzy powierzchniami rozdzielajacymi tulei 3, 3' a seg¬ mentami 10, 10* sa umieszczone uszczelki 11 slu¬ zace do ograniczenia powierzchni nacisku 9, 9'* Wielkosc powierzchni nacisku 9, 9' polaczonych za posrednictwem nie przedstawionych na rysun¬ ku kanalów z przestrzenia tloczna 8 jest dobrana tak, ze wywierane przez powierzchnie nacisku 9,57730 S* sily P, P' przewyzszaja nieznacznie wypad¬ kowa R, R' dzialajace wzdluz tej samej linii w kierunku przeciwnym. Dzieki temu osiaga sie przy róznych cisnieniach roboczych uszczelnia¬ jacy styk przylegajacych do siebie powierzchni 5 czolowych, tulei lozyskowych 3, 4 z powierzchnia kola zebatego 5, wzglednie umieszczonych do nich symetrycznie tulei 3*, 4* oraz kól zebatych 5, 5' po stronie tlocznej.W innej odmianie pompy wedlug wynalazku, io przedstawionej w fig. 5 wypadkowych R, R' prze¬ ciwdziala kazdorazowo kilka przylozonych sil.Kierunek dzialania na przyklad dwóch przylozo¬ nych sil Plf P^ laczacych sie geometrycznie w sile P, znajduje sie na jednej plaszczyznie z kie- 15 runkiem dzialania wypadkowej. Sily P^ Pi* zo¬ staja stworzone analogicznie jak w pierwszym przykladzie wykonania, przez powierzchnie na¬ cisku 12, 12\ Wielkosci powierzchni nacisku 12, IV zaleza od ich polozenia i nalezy je dobrac 2o tak zeby suma geometryczna sil wyzwolonych przez pola nacisku 12, 12* odpowiadala sile P.Pola nacisku sa odgraniczone w opisany juz spo¬ sób przez uszczelki 11, umieszczone pomiedzy tuleja lozyskowa 3 i dwoma segmentami. 25 Uszczelki 11 sa umieszczone w obu odmianach wykonania w odpowiednich wglebieniach, jak na przyklad rowki, w tulejach lozyskowych 3, 3' lub w segmentach 10, 10* w ten sposób, ze w wyniku ich sprezynujacego dzialania zapewniony jest styk 3D przylegajacych do siebie powierzchni czolowych tulei 3, 4 wzglednie 3', 4' oraz kól zebatych 5 wzglednie 5' w warunkach braku cisnienia, to znaczy w czasie, gdy pompa jest nieczynna.Pompa zebata wedlug wynalazku dziala w na¬ stepujacy sposób.Po uruchomieniu pompy nastepuje w znany sposób przenoszenie osrodka cisnienia. Wystepu¬ jace przy tym sily hydrostatyczne dzialaja w za¬ siegu tulei lozyskowej 3 w postaci promieniowo ,n 40 skierowanej sily K, oraz wzdluznie dzialajacej sily Kj, które geometrycznie tworza wypadkowa R. Tworzace sie w przestrzeni tlocznej 8 cisnie¬ nie od srodka jest przenoszone przez nieprzedsta- wione na rysunku kanaly do powierzchni nacisku 9, oraz do polozonego symetrycznie w stosunku do tulei lozyskowej 3* powierzchni nacisku 9'.Sily w polach nacisku 9, F dzialaja tak na wspierajace sie na obudowie 1 pompy segmen¬ ty 10, 10', jak równiez w kierunku do wypadko¬ wych R, R* na tuleje lozyskowe 3, 3'. Wielkosc powierzchni nacisku 9, 9' jest korzystnie dobrana tak, ze wychodzace z nich sily nieznacznie prze¬ kraczaja skierowane przeciwnie w stosunku do nich wypadkowe R, R\ Dzieki temu osiaga sie równomierny uszczelniajacy styk powierzchni czolowych tulei lozyskowych 3, 3* z kolami zeba¬ tymi 5, 5' przy obutlowie 1, przy czym nie wy¬ stepuje nadmierne tarcie.Sposób dzialania pompy hydraulicznej, w której zastosowano tuleje lozyskowe przedstawione w 35 45 53 .: 55 6 fig. 5 jest analogiczny do opisanego wyzej. Przy¬ lozone sily P, P* równaja sie sumie geometrycz¬ nej sil P, Plf wychodzacych z powierzchni na¬ cisku 12, 12*, które sa zasilane cisnieniem robo¬ czym w wyzej opisany sposób.Poza tym istnieje mozliwosc zastapienia po¬ wierzchni nacisku 9, 9', 12, 12' hydraulicznie za¬ silanymi tlokami dzialajacymi w kierunku dzia¬ lania sil P, P\ Tloki sa umieszczone w obudowie 1 i zasilane cisnieniem roboczym pompy, to znaczy polaczone z ta strona pompy, z której dziala cisnienie, za pomoca odpowiednich kanalów.Wynalazek nie ogranicza sie do przedstawio¬ nych przykladów i mozna stosowac równiez inne jego odmiany. PL