DE1453467C - Einrichtung zum Druckausgleich am Steuerspiegel einer Druckflussigkeits Axialkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Druckausgleich am Steuerspiegel einer Druckfliissigkeits-Axialkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) mit gegenüber der Totpunktstellung der Kolben in Umlaufrichtung der Zylindertrommel verdrehbarer Steuerspiegelscheibe, zwischen deren nierenförmigen Steuerötlnungen in den beiden Trennstegen mindestens je eine Druckausgleichsöifnung angeordnet ist, die über eine Drosselstelle mit der niichstüegenden Steueröffnung ilüssigkeitsleitend verbunden ist.

Es sind bereits Maschinen der erwähnten Art nach der USA.-Patentschrift 2 642 809 bekannt, bei denen jede Druckausgleichsölfming über ein als Drosselstelle wirkendes Rückschlagventil mit der nächstliegenden Steueröffnung Ilüssigkeitsleitend verbunden ist. Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß der Druck eines diesem Rückschlagventil gegenüberstehenden Zylinderraumes höher als der Druck in dem Auslaßkanal oder der Druck in einem Einlaßkamü höher als der Druck in einem dem zweiten Rückschlagventil gegenüberstehenden Zylhiderraum ist, da nur unter diesen Voraussetzungen die Rückschlagventile überhaupt öffnen und als Drosselstellen angesprochen werden können. Unter den angegebenen lledingungen arbeiten die bekannten Maschinen ohne das Auftreten von Flüssigkeitsschlägen, jedoch nicht beim Vorliegen umgekehrter Bedingungen, wenn beispielsweise der Druck im Zylinderraum geringer als der im Auslaßkanal herrschende Druck oder höher als der im Einlaßkanal herrschende Druck ist, weil in diesem Fall die Rückschlagventile nicht ansprechen. Beim Vorliegen derartiger umgekehrter Verhältnisse treten daher bei den bekannten Maschinen imerwüschte Flüssigkeitsschläge auf.

Zweck der Erfindung ist die Schaltung einer demgegenüber verbesserten Einrichtung der eingangs erläuterten Art, welche unter beliebigen Betriebsbedingungen ohne Rücksicht darauf, ob der in einem Zylinderraum herrschende Druck im Augenblick der Ausrichtung höher oder geringer als in dem hiermit in Verbindung stehenden Auslaß- oder F.inlaßkanal steht, das Auftreten unerwünschter Flüssigkeitsschläge einwandfrei verhindert. Erreicht wird dies durch je ein in jeder Drosselstelle angeordnetes Drosselventil, das mit einem gehäusefesten Bezugsglied im Eingriff steht und dessen Durchflußquerschnitt etwa proportional zu dem Winkelabstand der Trennstege von den beiden Kolbentotpunktstellungen veränderbar ist.

Gemäß der Erfindung werden also in den Drosselstellen keine Rückschlagventile verwendet, so daß ein Druckausgleich zwischen den Zylindern bzw. Zylinderräumen einerseits und dem Auslaßkanal bzw. Einlaßkanal andererseits unter allen Betriebsbedingungen erfolgen kann. Ein zufriedenstellender Betrieb wird hierbei erreicht, indem der Querschnitt der Drosselstelle den jeweiligen Betriebsbedingungen laufend angepaßt wird, und zwar derart, daß bei Entfernung des Auslaßkanals vom unteren Totpunkt entsprechend einer höheren Verdichtung in dem Zylinder gleichzeitig auch der Querschnitt der Drosselstelle vergrößert wird, während bei sehr nahe am unteren Kolbentotpunkt befindlichem Auslaßkanal die Drosselstelle praktisch geschlossen ist und somit kein Druckausgleich erfolgen kann. Daher wird erfindungsgemäß bei jeder beliebigen Winkeleinstellung der Steuerspiegelscheibe ein optimaler Betriebszustand erreicht, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob beispielsweise während des Verdichtungshubes der Druck im Auslaßkanal höher als im Zylinderraum ist oder umgekehrt.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckausgleichseinrichtung in Teildarstellung,

F i g. 2 ein gegenüber F i g. 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel,

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung, für beide Umlaufrichtungen der Zylindertrommel, in schematischer und abgewickelter Darstellung.

Gemäß Fig. 1 weist die Steuerspiegelscheibe 22, welche in Umlaufrichtung der Zylindertrommel oder entgegengesetzt zu derselben verdrehbar ist, nierenförmige Steueröffnungen 21), 21 auf, zwischen denen Trennstege mit je einer Druckausgleichsöffnung 30

»ο angeordnet sind. Zusätzlich zu der einen in F i g. 1 veranschaulichten Dnickausgleichsöffnung 30 ist um 180° versetzt eine weitere analoge Druckausgleichsöffnung an der Steuerspiegelscheibe 22 vorgesehen. Jede der beiden Dnickausgleichsötfnungen 30 ist

a5 über eine Drosselstelle 31 mit der benachbarten Steueröffnung 20 bzw. 21 verbunden.

In jeder Drossclstelle3l ist ein als Nadelventil ausgebildetes Drosselventil 37 angeordnet, das eine in einer radialen Gewindebohrung der Steuerspiegelscheibe 22 verschraubbare Nadel 38 sowie ein Zahnritzel 39 am Nadelende aufweist, das mit einem gehäusefesten Bugenzahnsegment 40 im Eingriff steht. In der Figur sind verschiedene Stellungen eines der Zylinderkanale 19 strichpunktiert veranschaulicht, wobei diejenige Stellung des Zylinderkanals 19, in welcher dessen Mittelpunkt auf einer Linie O-O verläuft, dem unteren Kolbentotpunkt entspricht.

In der Einstellung der Steuerspiegelscheibe 22 befindet sich die als Auslaß angenommene Steueröffnung 21 bzw. deren Druckausgleichsöffnung 30 sehr nahe beim unteren Kolbentotpunkt (Linie O-O). In diesem Fall ist das Drosselventil 37 geschlossen, so daß über die Druckausgleichsöffnung 30 kein Druckausgleich erfolgt. Wird die Steuerspiegelscheibe 22 in Pfeilrichtung gedreht, wobei die Steueröffnung 21 von dem unteren Kolbentotpunkt (Linie O-O) entfernt wird, so erfolgt eine kontinuierlich zunehmende ■ öffnung des Drosselventils 37 im Sinne einer laufenden Anpassung des Querschnittes der Drosselstelle 31 an die jeweiligen Betriebsbedingungen. Wenn also die als Auslaß angenommene Steueröffnung 21 vom unteren Totpunkt weiter entfernt wird, wobei eine höhere Verdichtung in dem betrachteten Zylinder 19 stattfindet, so wird gleichzeitig auch der Querschnitt der Drosselstelle 31 vergrößert.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist das Drosselventil 37 in Form einer nicht mit Gewinde versehenen Nadel 38' ausgebildet, welche in einer radialen Bohrung der Steuerspiegelscheibe 22 längs-

So verschiebbar gelagert und radial nach außen gegen eine Bogenfläche 41 vorgespannt ist. Der radiale Abstand der Bogenfläche 41 von dem Steuerspiegel-Scheibenmittelpunkt nimmt in einer Umfangsrichtung stetig zu, so daß eine analoge Wirkungsweise wie in

S5 Fig. 1 erzielt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind in jedem Trennsteg zwei Druckausgleichsölfnungen 30, 30a nebst je einer zugehörigen Drosselstelle 31, ila

owie einem Drosselventil 37, 37 α vorgesehen. Wenn lie Steueröffnung 20 sowie sämtliche zugeordneten, nit dem Index α versehenen Elemente von der Totmnktlinie O-O den gleichen Abstand wie die Steueriffnung2l nebst zugeordneten Elementen aufweisen, ind die beiden Drosselventile 37, 37 a geschlossen. Vird die Steuerspiegelscheibe 22 einer Winkel-Irehung entweder in Pfeilrichtung oder entgegensetzt hierzu unterworfen, so wird das eine der Drosselventile 37 bzw. 37a kontinuierlich geöffnet, yährend das andere geschlossen bleibt. Diese Wirkung kann erreicht werden, indem gemäß F i g. 1 die ur Aufnahme der Nadel 38 bestimmte radiale Ge-/indebohrung der Steuerspiegelscheibe 22 etwas läner als die Nadel 38 gemacht wird, so daß diese nach Erreichen der in Fig. 1 veranschaulichten Schließjiellung noch weiter in die radiale Bohrung einge-Ireht werden kann, ohne daß dies an der bereits erjslgten völligen Schließung des Drosselventils 37 itwas ändert. Bei dem Ausführungsbeispiel nach »o ;' i g. 2 läßt sich diese Wirkung durch analoge Gealtung der Bogenfläche 41 erzielen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ; 1. Einrichtung zum Druckausgleich am Steuerspiegel einer Druckflüssigkeits-Axialkoibenmaschine (Pumpe oder Motor) mit gegenüber der Totpunktstellung der Kolben in Umlaufrichtung der Zylindertrommel verdrehbarer Steuerspiegelscheibe, zwischen deren nierenförmigen Steueröffnungen in den beiden Trennstegen mindestens" ι je eine Druckausgleichsöffnung angeordnet ist, ¹ die über eine Drosselstelle mit der nächstliegenj den Steueröffnung flüssigkeitsleitend verbunden ist, gekennzeichnet durch je ein in jeder Drosselstelle (31) angeordnetes Drosselventil (37), das mit einem gehäusefesten Bezugsglied im Eingriff steht und dessen Durchllußquerschnitt etwa proportional zu dem Winkelabstand der Trennstege von den beiden Kolbentotpunktstellungen veränderbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (37) ein Nadelventil mit einer in einer radialen Gewindebohrung der Steuerspiegelscheibe (22) verschraubbaren Nadel (38) und einem Zahnritzel (39) am Nadelende ist, welches mit einem gehäusefesten Bogenzahnsegment (40) im Eingriff steht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (37) ein Nadelventil mit einer in einer radialen Bohrung der Steuerspiegelscheibe (22) längsverschiebbaren Nadel (38) ist, weiche unter nach außen gerichteter Vorspannung steht und mit ihrem äußeren Ende an einer Bogenfläche (41) anliegt, deren radialer Abstand vom Steuerspiegelscheibenmittelpunkt in einer Umfangsrichtung gleichmäßig zunimmt.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für beide Umlaufrichtungen der Zylindertrommel, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Trennsteg zwei Druckausgleichsötfnungen (30, 30a) nebst je einer zugehörigen Drosselstelle sowie einem Drosselventil (37, 37 a) vorgesehen sind, wobei die beiden Drosselventile eines Trennsteges in der spiegeisymmetrischen Totpunktstellung geschlossen sind und eines bei einer positiven oder negativen Winkeldrehung der Steuerspiegelscheibe (22) öffnet, während das andere geschlossen bleibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen