DE1528534A1

DE1528534A1 - Fluessigkeitsmotor

Info

Publication number: DE1528534A1
Application number: DE19651528534
Authority: DE
Inventors: Scott George William Pearson
Original assignee: Serck R&D Ltd
Current assignee: Serck R&D Ltd
Priority date: 1964-11-19
Filing date: 1965-01-22
Publication date: 1970-04-30
Also published as: GB1082807A; FR1423154A

Description

Serck R. & D. Limited, Warwick Road, Greet, Birmingham/England

Großbritannien

Flüssigkeitsmotor

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsmotor mit einem Gehäuse, in dem eine drehbare Welle angeordnet ist und ein Rotor, der zum Zweck der Kraftübertragung mit dieser Welle verbunden ist, wobei der Rotor mit einer Anzahl von Durchgängen versehen ist und ein Paar von Durchlässen an einem Ende des Gehäuses derart angeordnet ist, daß während der Drehung des Rotors die erwähnten Durchgänge des Rotors nacheinander in Verbindung mit den Durchlässen gelangen. Hierbei ist eine Anzahl von Kolben verschiebbar in den Durchgängen angeordnet und an dem von den Durchlässen entfernt angeordneten Ende des Gehäuses befindet sich eine geneigte Steuerfläche, gegen die die Kolben sich derart abstützen, daß die Drehbewegung des Rotors von einer Axialbewegung der Kolben begleitet ist.

Für Maschinen dieser Art ist vorgeschlagen worden, ein hydrostatisch wirkendes Axiallager zwischen der inneren Oberfläohe . des Bndabschlusses des Gehäuses, in welchem die Durchlässe angeordnet sind, und der benachbarten Bndoberfläohe des Hotors zu ■

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■benutzen. Ein derartiges lager ist versehen mit einer Anzahl von Vertiefungen in einer der Oberflächen, welche durch Durchlässe verkleinerten Durchmessers mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit versorgt werden. Es ist jedoch ersichtlich, daß während der relativen Rotation zwischen diesen Oberflächen die Bildung einer gewissen zähen Bremsschicht auf der in den Vertiefungen befindlichen Flüssigkeit erfolgt, die die Flüssigkeit veranlaßt, in diejenige Richtung zu fließen, in welcher sich die andere Oberfläche relativ zur Oberfläche bewegt, in welcher sich die Vertiefungen befinden. Diese Erscheinung ^1rann eine unerwünschte Entwicklung und Vergrößerung des Druckes auf einer Seite der Vertiefung zur Folge haben,-welcher Druck während der Drehbewegung den Rotor veranlassen kann, sich vom Endabschluß des Gehäuses zu entfernen, wodurch ein spürbares Ansteigen des Flüssigkeitsverlustes erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Flüssigkeitsmotor der gekennzeichneten Art derart auszubilden, daß der obenerwähnte Nachteil vermieden wird»

Nach der Erfindung ist in einem Flüssigkeitsmotor der gekennzeichneten Art eine der beiden Oberflächen, und zwar auch die innere Oberfläche am Endabschluß des Gehäuses, in welcher sich die Einlasse befinden und die benachbarte Endoberfläche des Rotors gebildet ist, mit einer Anzahl von Vertiefungen versehen, welche zwischen den erwähnten Oberflächen eine Anzahl von Räumen bilden, denen während des Betriebes unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, um eine Axialkraft auf den Rotor auszuüben, wobei die erwähnte Oberfläche mit Rillen versehen ist, die angeordnet sind, um zwischen den Oberflächen Durchlässe zu bilden, die sich in relativer Nachbarschaft zu den Teilen der zugehörigen Räume erstrecken, in deren Richtung die Flüssigkeit die Tendenz hat, während der Relativbewegung zwischen Motor und Gehäuse zu fließen,

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und welche mit einem Teil der Maschine eine Verbindung herstellen, in v/elcher die Flüssigkeit während des Betriebes einen niedrigeren Druck als innerhalb der erwähnten Räume aufweist.

Es wird Bezug genommen auf die beiliegenden Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel eines Fliissigkeitsmotors nach der Erfindung zeigen, von dem Verbesserungen in den schwebenden Patentanmeldungen S 94 54-0 Ic/59a; S 94 541 Io/59a und S 94 542 Ic/59a der gleichen Anmelderin behandelt sind.

In den Zeichnungen ist:

1 eine axiale Schnittansicht des Motors;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie 2-2 in Fig.1;

Fig.. 3 ein Teilschnitt entsprechend der Linie 3-3 in Fig.2.

Wie die Zeichnungen ernennen lassen, enthält der Flüssigkeitsmotor ein Gehäuse 10 mit einer Welle J1, die drehbar innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Zum Zwecke des Antriebs ist mit dieser Y/elle 11 ein Rotor 12 verbunden, in dem eine Anzahl von axial sich erstreckenden Durchgängen 12a vorgesehen ist. Eine Anzahl von Kolben 13 ist verschiebbar innerhalb dieser Durchgänge angeordnet und wahrend zwei dieser Kolben in Fig. 1 dargestellt sind, sind bei diesem Beispiel sieben Kolben vorgesehen, obwohl mehr oder weniger Kolben benutzt werden können, wenn dies erwünscht ist.

Die Kolben haben an ihren Enden Gleiter 13a, die sich gegen eine geneigte Steuerfläche 14 abstützen, so daß die Kolben eine

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hin- und hergehende Bewegung in den zugeordneten Durchgängen ausführen, sobald der Rotor gedreht wird. Die Durchgänge 12a öffnen sich an einem Ende des Rotors gegen eine >on>av ausgebildete Teil^reisflache, die sich abstützt gegen eine entsprechend ausgebildete Oberfläche der Platte 15 mit Durchlässen, die den Endabschluß des Gehäuses bildet. Diese Platte besitzt einen bogenförmigen Einlaß 16 und einen bogenförmigen Auslaß 17, die mit entsprechenden Einlaß- und Auslaßverbindungen 18 und 19 "usammenwiri-en.

Die Lagerung für den Rotor 12 umfaßt ein. hydrostatisches ^:?adiallager-20, das vom den Einlaß 16 her mit unter hohem Druci- Bteherirder Flüssigkeit versorgt wird, und ein hydrostatisches Axialdruc¹--läger, das sich zwischen den angepaßt ausgebildeten Teili-reisoberflachen des Rotors 12 und der Platte 15 mit Durchlässen befindet. Dieses Axiallager weist eine Anzahl von flachen bogenförmigen Vertiefungen 21 auf, (Fig. 2 und 3) die in der Oberfläche der Durchlaßplatte. 15 gebildet sind..Diese Vertiefungen erhalten unter hohem Druc^v stehende Flüssigkeit von den Einlaß 16 über eine Rille 22 und Bohrungen 23 mit vieinem Durchmesser, die durch die Durchlaßplatte hindurchgefuhrt sind.

In der Teil^reisflache der Durchlaßplutte 15 befindet sich auch ein Paar von flachen !--reisförmig angeordneten Rillen 24, 25, die konzentrisch zu den Durchlässen 16, 17 und den Vertiefungen 21 angeordnet sind (Fig. 2). Die innere Rille 24 erstreckt sich zwischen den Durchlässen und den Vertiefungen, während die äußere Rille 25 die Vertiefungen 21 umgibt. Weitere radial geführte Rillen 26a, 26b erstrecl-en sich in der Nachbarschaft der Enden der Vertiefungen 21, wobei sie die Rillen 24 und 25 durchschneiden und den Raum öffnen, der den Rotor umgibt, welcher Raum während des Betriebes mit einem Abfluß verbunden ist.

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Das hydrostatische Axiallager arbeitet in normaler Weise, nämlich derart, daJ3 ein dynamisches Gleichgewicht erreicht wird, sobald der Druck in den Vertiefungen ausreichend ist, um dem Axialdruck widerstehen zu vönnen. Dieser Druci- wird zum Teil bestimmt durch den Abstand des Rotors von der Durchlaßplatte 15 und durch das Maß der DurchmesserverVleinerungen in den Durchlässen 23. Um so weit wie möglich einen !Flüssigkeitsverlust zu verhüten, ist es erwünscht dafür zu sorgen, daß der Abstand des Rotors von der Durchlaßplatte klein bleibt und es ist deshalb ferner erwünscht, mit ausreichender Genauigkeit bei der Rechnung des Motors genau ermitteln zu können, welche Kräfte auf den Rotor einwirken.

Bei bekannten Ko.tor- und Pumpenkonstruktionen ist eine derartige Berechnung sehr kompliziert und oft unmöglich durchzuführen, weil die Druckverteilung in der !Jähe der Vertiefungen 23 unbekannt ist. Durch die vorliegende Erfindung ermöglichen die Rillen 24, 25 und 2.6a, 26b, die den verschiedenen Vertiefungen benachbart sind, die Voraussage der Druckverteilungen mit verhältnismäßig großer Sicherheit, wodurch das Problem einer geeigneten Konstruktion des Motors vereinfacht wird.

Es ist ersichtlich, daß beim Gebrauch der dargestellten Maschine als-Motor die Einführung von unter hohem Druck befindliche Flüssigkeit in den Einlaß 16 den Rotor veranlaßt, eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn durchzuführen, wie aus Fig. 2 sich ergibt. Das bedeutet, daß eine Tendenz für die Flüssigkeit in den Vertiefungen 21 besteht, ebenfalls eine Bewegung gegen den Uhrzeigersinn durchzuführen. Es entwickelt sich hierbei eine Tendenz für den aus der Flüssigkeit entwickelten Druck am links befindlichen Ende der beiden oberen Vertiefungen, den Druck an den Enden auf der rechten Seite zu erhöhen. Auf Grund dieser Druckdifferenz muß man annehmen, daß eine Art Keilwirkung entsteht, die den

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Rotor veranlaßt, sich weiter als erforderlich von der Durchlaßplatte zu entfernen, so daß ein großer Teil der Flüssigkeit verloren gehen "kann·

Die radial angeordneten Rillen 26a ,-jedoch sind so angeordnet, daß sie das Bestreben unterstützen,- diesen Druci-aufbau zu verhindern. Auf diese Weise >ann sich i-ein höherer Flüssig]^reitodruclr über die Oberfläche der Durchlaßplatte-verteilen, ohne in die Rille 26a einzutreten, was einen Drüd-verlust verursacht.

Beim Gebrauch"der Maschine als Pumpe (wobei die einzelnen Kolben unter FederdrucV: stehen) dienen die Rillen 26 dazu, um einen Drucl-aufbau zu verhindern.

Die Flüssigkeit in den Durchlässen 16, 17 übt auch einen gewissen AxialdrucK auf den Rotor aus und aus den oben beschriebenen Gründen erstreckt sich eine weitere ringförmig angeordnete Rille 27» die mit dem inneren Raum durch radial angeordnete Rillen 28 verbunden ist, zwischen den Durchlässen.

Die Erfindung Trarm auch, in denjenigen Fällen Anwendung finden, wo die Vertiefungen und Rillen im Ende des Rotors angeordnet sind, anstatt in der Durchlaßplatte.

^BAD

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Claims

O/fr.

UopoldttraB· 33 Schweizer Ham Telefon: 34»SI

Akten-Nr. 2640

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Patentansprüche

'„ Flüssigkeitsmotor mit einem Gehäuse, in dem eine drehbare Welle angeordnet ist und ein Rotor, der zum ZwecTr der Kraftübertragung mit dieser Welle verbunden ist, wobei der Rotor mit einer Anzahl von Durchgängen versehen ist und ein Paar von Durchlässen an einem Ende des Gehäuses derart angeordnet ist, daß während der Drehung des Rotors die erwähnten Durchgänge des Rotors nacheinander in Verbindung mit den Durchlässen gelangen, wobei eine Anzahl von Kolben verschiebbar in-den Durchgängen des Rotors angeordnet ist und die Kolben sich derart gegen eine geneigte Steuerfläche abstützen, daß die Drehbewegung des Rotors von einer Axialbewegung der Kolben begleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Oberflächen und zwar die Oberfläche am Ende des Rotors oder die innere Oberfläche am Endabschluß des Gehäuses, in welcher sioh die Einlasse befinden und die benachbarte Endoberfläche des Rotors gebildet ist, mit einer Anzahl von Vertiefungen versehen sind, welche zwischen den erwähnten Oberflächen eine Anzahl voa,Räumen bilden, denen während des Betriebes unter Druck Gehende Flüssigkeit zugeführt wird, um eine Axialkraft auf den Rotor auszuüben, wobei die erwähnte Oberfläche mit Rillen versehen ist, die angeordnet sind, um zwischen den Oberflächen Durchlässe zu bilden, die sioh in relativer Nachbarschaft au den Teilen der zugehörigen Räume erstreoken, in deren Richtung die Flüssigkeit die !Eendene hat, während der Relativbewegung zwischen Motor und Gehäuse zu fließen, und

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welche mit einem Teil der Maschine eine Verbindung herstellen, in welcher die Flüssigkeit während des Betriebes einen niedrigeren Druck als innerhalb der erwähnten Räume aufweist,,
2. Flüssigkeitsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vertiefung mit einem Paar von Rillen verbunden ist, die auf den entgegengesetzten Seiten des Zwischenraumes angeordnet sind und zwar derart, daß jede Rille zur Wirkung gelangt, sobald der Rotor in einer Richtung dreht und die andere Rille dann zur Wirkung gelangt, sobald der Rotor in umgekehrter Richtung gedreht wird.
3. Flüssigkeitsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vertiefung vollständig von Rillen umgeben ist, die auch untereinander in Verbindung stehen.
4. Flüssigkeitsmotor nach Anspruch 3» dadurch geVennzeichnet, daß die untereinander in Verbindung stehenden Rillen ein Paar von kreisbogenförmig angeordneten Rillen umfassen, von denen eine die Vertiefung umgibt und die andere sich zwischen den Vertiefungen und den Durchlässen und einer Vielzahl von radial angeordneten Rillen erstreckt.
5. Flüssigkeitsmotor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine kreisbogenförmig angeordnete Rille vorgesehen ist, die sich über die Oberfläche erstreckt und in radialer Richtung innerhalb der Durchlässe angeordnet ist.

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