DE2917467A1 - Ventilanordnung fuer hydrostatische drehkolbenmaschinen - Google Patents
Ventilanordnung fuer hydrostatische drehkolbenmaschinenInfo
- Publication number
- DE2917467A1 DE2917467A1 DE2917467A DE2917467A DE2917467A1 DE 2917467 A1 DE2917467 A1 DE 2917467A1 DE 2917467 A DE2917467 A DE 2917467A DE 2917467 A DE2917467 A DE 2917467A DE 2917467 A1 DE2917467 A1 DE 2917467A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- openings
- opening
- cylinder
- bearing shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 title claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 35
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 208000009989 Posterior Leukoencephalopathy Syndrome Diseases 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
- F04B1/0404—Details or component parts
- F04B1/0452—Distribution members, e.g. valves
- F04B1/0456—Cylindrical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
Description
WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOET2
professional representatives before the european patent office agre£s pres l'officb europebn des brevets
2917*67
•D«. PH'L. PRE^UA 1WeESTHOjF
DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971)
DIPL.-CHEM. UR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS
DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPEXT GOBTZ
D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE telefon: (089) 66 20
telegramm: protectpatent telex: J 24070
1 -52 167
Patentanmeldung
Anmelder; AMERICAN HYDRAULIC PROPULSION SYSTEMS, 255 Humphrey Street, Englewood,
New Jersey, U. S. A.
INC.
Titel:
Ventilanordnung iür hydrostatische Drehkolbenmaschinen
030038/0559
WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ
PROFESSIONAL JIEPRBSENTATIVES BEPORE THB EUROPEAN PATENT OFFICE
MANDATAIRES AGRESs PRES l'oPFICE EUROPfcBN BES BREVETS
*' ©Π.-iNG. FIVANA liuESTHOPP^ · · ·
pt.
puls
DIPL.-CIIEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN
DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.J DIPl.-WIRTSCH.-INO. RUPERT GOBTZ
D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 6610 51
telegramm: protectpatent TB LEXt 524O7O
IA-52 167
Beschreibung
Ventilanordnung für hydrostatische Drehkolbenmaschinen
Bei den meisten hydrostatischen Drehkolbenpumpen und -motoren wird der Fluidstrom zu und aus den Zylindern mit einem Drehventil
gesteuert, das sich zusammensetzt aus einem feststehenden Bauteil mit einer oder mehreren Zuführöffnungen
und einer oder mehreren Rückführöffnungen, und aus einem Drehkörper oder Rotor, bei dem Kanäle zu den Zylindern von
Rotoröffnungen her führen, die sich zu den feststehenden Öffnungen hin periodisch in zeitlicher Abhängigkeit von den
Arbeitsspielen der Kolben öffnen. Sowohl in den oberen als auch in den unteren Totpunktstellungen der Kolben sind die
Rotoröffnungen durch die Stegbereiche der die feststehenden öffnungen voneinander trennenden Brücken verschlossen, wobei
diese Verschließungen die notwendigen Trennstellen oder Ab
grenzungen zwischen den Hoch- und Niederdruckphasen der Kolbenarbeitsspiele darstellen. Die feststehenden öffnungen,
an denen hoher Druck herrscht, wechseln mit feststehenden
030038/0559
/2
29ΠΑ6.7
- 2 - 52
Öffnungen ab, an denen niedriger Druck herrscht, und die Stegbereiche zwischen einander benachbarten feststehenden
Hoch- und Niederdruck-Öffnungen überlappen sich im allgemeinen in den Kolben-TotpunktStellungen beiderseits jeder Rotoröffnung
mit den zwischen den Rotoröffnungen gelegenen Stegbereichen des Ventilrotors, um Undichtigkeiten zwischen den
Hoch- und Niederdruck-Öffnungen so gering wie möglich zu halten.
Wenngleich es für hydrostatische Drehkolbenmaschinen (Pumpen und Motoren) viele geeignete Drehventil-Systeme gibt -, in
manchen Fällen kann die Gesamtraaschinenauslegung die Verwendung
bestimmter Typen erforderlich machen -, hat ein für eine Vielfalt von Maschinen besonders vorteilhaftes Ventilsystem
einen zentralen, feststehenden, zylindrischen Zapfen oder Lagerschaft mit Zuführ- und Rückführkanälen, die in Zu- und
Ablaufbereiche münden, welche durch eine diametrale Wand voneinander getrennt sind und über verhältnismäßig große
Ein- und AblaufÖffnungen nach außen münden. Ein Rotor mit
mehreren Zylindern, von denen jeder durch einen Kanal mit einer Rotoröffnung verbunden ist, die an einer inneren, zylindrischen
Fläche mündet, ist am Lagerschaft drehbar so angeordnet, diß die Rotoröffnungen die Öffnungen im Lagerschaft
überstreichen. Am Lagerschaft sich diametral gegenüberliegende Brücken verschließen jede Rotoröffnung in den Totpunktstellungen
jedes Kolbens. Die vorstehend beschriebene Ventilausbildung ist für Maschinen von Vorteil, bei denen jeder
Kolben während jeder Umdrehung des Rotors ein vollständiges Arbeitsspiel ausführt. Eine vollständige Maschine (Pumpe
oder Motor) mit einem Ventil in ungefähr der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist aus der US-PS 3 709 104 bekannt.
Die spezielle Konstruktion der Ventilanordnung von hydrostatischen
Drehkolbenpumpen und -motoren beinhaltet mehrere Schwierigkeiten. Theoretisch sollte der größte hydraulische
Wirkungsgrad durch ständiges Offenhalten der Rotoröffnungen,
030038/0559 /3
..♦♦··· ι ι β
- 3 - 52
außer am oberen und unteren Totpunkt des Kolbens, erreichbar sein, wodurch zum Zu- und Rückführen von Fluid der gesamte
Zylinderinhalt jedes Zylinders ausgenutzt wird. In der Praxis wird der Leistungsgrad in hohem Maße verringert durch die
Undichtigkeit zwischen der zwischen den feststehenden Öffnungen gelegenen Brücke und jeder Rotoröffnung in und nahe
den Totpunktstellungen und ist daher im allgemeinen unpraktisch. Eine Verringerung der Undichtigkeit und eine Verbesserung
des Leistungsgrades werden im allgemeinen durch Vergrößern der Breite der Brücke nach beiden Seiten des
Rotoröffnungs-Totpunktes erzielt, wodurch an beiden Seiten jeder Rotoröffnungs-Totpunktstellung Überlappungen zwischen
den Stegbereichen des feststehenden Ventilbauteils und dem Rotor geschaffen werden, die Abdichtungszonen bilden, welche
den Durchtritt von Fluid begrenzen.
Eine Verbesserung des Leistungsgrades durch die Schaffung von auf eine Verringerung der Undichtigkeit zielenden Überlappungen
an den Brücken wird jedoch mit erhöhter Kavitation und mit sowohl hydraulischem als auch mechanischem Geräusch erkauft,
das sich aus den Druckimpulsen ergibt, die durch die Kolbenverstellung bei verschlossener Rotoröffnung erzeugt
werden. Das Kavitations- und Geräuschproblem äußert sich in mehreren Formen. Vielleicht die schwerstwiegende Auswirkung
tritt bei Beginn des Ansaughubes bei einer Pumpe auf: der Kolben versucht, Fluid anzusaugen, während die Rotorö.ffnung
geschlossen ist, und erzeugt statt dessen ein Vakuum und folglich Kavitation und das zugehörige Geräusch. Andere
Beispiele wichtiger Auswirkungen der Verschließung einer Rotoröffnung sind
1) bei einer Pumpe und KoIbenverβteilung bei nahe dem Ende
des Ansaughubes verschlossenen Öffnungen: Kavitation, hydraulisches Geräusch und Energieverlust;
2) bei einer Pumpe und Kolbenverstellung bei nahe dem Beginn und Ende des Ausstoßhubes verschlossener Öffnung: Druckimpuls,
damit einhergehend Entstehung sowohl von hydraulischem als auch mechanischem Geräusch und Energieverlust
030038/0559 . /4
- 4 - 52 167
infolge zusätzlicher Arbeit, die aufgebracht werden muß, um zum Ausgleichen der Kolbenverstellung Fluid durch die
Überlappungsstellen hindurchzudrücken;
3) bei einem Motor und Kolbenverstellung/nahe dem Beginn oder Ende des Arbeitshubes (Hochdruck-Zuführung) verschlossener
Öffnung: Druckabfall im Zylinder mit möglicher Kavitation und Geräuschbildung; Energieverlust, weil das Fluid am
Kolben nicht "arbeitet";
4) bei einem Motor und Kolbenverstellung bei nahe dem Beginn oder Ende des Ausstoßhubes (Niederdruck-Rückführung) verschlossener
Öffnung: Lruckimpuls (weil Fluid eingeschlossen ist); hydraulisches und mechanisches Geräusch; Energieverlust
durch Arbeit am eingeschlossenen Fluid.
Das Ausmaß, in dem Überlappungen nachteiligen Einfluß auf den Wirkungsgrad haben und zu Kavitation und Geräusch führen, iet
vom Grad der Überlappung und von der Größe des Spiels zwischen dem feststehenden Ventilbauteil und dem Rotor abhängig. Wenn
der Betrag der Überlappung verkleinert, das Spiel vergrößert wird, oder beides, werden Kavitation und Geräusch verringert,
die Undichtigkeit nimmt jedoch zu und jeder Gewinn beim Gesamtleistungsgrad infolge eines längeren wirksamen Kolbenhubes
kann durch eine Verringerung des Leistungsgrades aufgrund erhöhter Undichtigkeit ausgeglichen werden.
In der US-FS 1 964 244 wird vorgeschlagen, Überlappungen an der Eintrittsseite jeder Brücke völlig wegzulassen und nur an
den Austrittsseiten vorzusehen. Es ist allenfalls fraglich, ob die Null-Überlappung im Hinblick auf die größere Undichtigkeit
und den gleich großen Leistungsverlust die beste Gesamtkonstruktion darstellt; Zudem kann die Arbeiterichtung
nicht umgekehrt werden, so daß der in der US-FS 1 964 244 enthaltene Lösungsvorschlag im allgemeinen nur auf Pumpen
anwendbar ist.
Die Erfindung schafft ein Ventileystem für eine hydrostatische
Drehkolbenmaschine (Pumpe oder Motor), das Kavitation und
030038/0559 /5
- 5 - ■ 52
Geräusch in bedeutendem Maße verringert, eine wirkungsvolle Abdichtung durch große Überlappungen ermöglicht und somit
Einbußen beim Leistungsgrad aufgrund von Undichtigkeit so gering wie möglich hält, und den Leistungsgrad durch eine
wirkungsvollere Ausnutzung der Abschnitte jedes Kolbenhubes verbessert, die mit der Überdeckung der Rotoröffnungen durch
die Brücken zusammenfallen.
Erfindungsgemäß aind Öffnungen ausgebildet, die während ausgewählter Perioden oder während aller Perioden der Kolbenhübe, bei denen die Rotoröffnung durch eine Brücke verschlossen
ist, außer in ungefähr dem oberen oder unteren Totpunkt, jeden Zylinder mit dem Zufuhr- oder/und dem Rückführbereich
verbinden. Insbesondere stehen eine oder mehr Öffnungen für einen beliebigen oder alle der nachstehend genannten Betriebszustände zur Verfügung:
1) für den anfänglichen Abschnitt des Fluid-Zufuhrhübes eine
oder mehr Öffnungen, die jeden Zylinder mit dem Zuführbereich verbinden, während nach dem Verlassen des unteren
Totpunktes die zugehörige Rotoröffnung durch eine Überlappung an der Austrittsseite einer Brücke verschlossen
ist;
2) für fen letzten Abschnitt des Fluid-Zufuhrhübes eine oder
mehr Öffnungen, die jeden Zylinder mit dem Zuführbereich verbinden, während vor Erreichen des oberen Totpunktes
die zugehörige Rotoröffnung durch eine Überlappung an der Eintrittsseite einer Brücke verschlossen ist;
3) für den anfänglichen Abschnitt des Pluid-Rückführhubes
eine oder mehr Öffnungen, die jeden Zylinder mit dem Rückführbereich verbinden, während nach Verlassen des oberen
Totpunktee die zugehörige Rotoröffnung durch eine Überlappung an der Austritteseite einer Brücke verschlossen
ist; und
4) für den letzten Abschnitt des Fluid-RUckführhubes eine oder
mehr öffnungen, die jeden Zylinder mit dem Rückführbereich
030038/0559 /6
2917A.67
• · » · · » lit
- 6 - " 52*167
verbinden, wenn vor Erreichen des oberen Totpunktes die zugehörige Rotoröffnung durch eine Überlappung an der
Eintrittsseite einer Brücke verschlossen ist.
Jede der vorstehend genannten Öffnungen ist so ausgelegt, daß sie eins Pluidströmungsrate liefert, die nicht kleiner
ist als die Rate, welche bei verschlossener Rotoröffnung von der Verdrängung während des betreffenden Hubabschnittes
verlangt wird. Diese Verdrängung und die Zeitdauer des Öffnungsverschlusses lassen sich ohne Schwierigkeiten berechnen,
und ausgehend davon lassen sich mit Hilfe normaler Fluidstromgleichungen
Öffnungsabmessungen bestimmen, die die notwendige Strömungsrate erzeugen. Es ist außerdem von Vorteil,
wenn die Strömungsrate diejenige nicht sehr übersteigt, welche durch die Verdrängung während des Öffnungsverschlusses
benötigt wird.
Wenngleich die Öffnungen im Rotor ausgebildet sein können, ist es am einfachsten oder am wenigsten kostspielig, wenn
Löcher in die Brücken gebohrt werden. Im allgemeinen stehen Öffnungen für alle vier der vorstehend genannten Betriebszustände
zur Verfügung.
Die Öffnungen bewirken eine beträchtliche Verringerung von
Geräusch und Kavitation dadurch, daß sie während jedes Arbeitsspiels ständig Fluid zu und aus den Zylindern strömen lassen,
wodurch steilflankige Druckimpulse bzw. harte Druckstöße gemildert oder praktisch ausgeschlossen werden. Die Öffnungen
lassen sich so auslegen, daß sie die Raten von zwischen Zuführ- und Rückführphasen auftretenden Druckänderungen begrenzen
und in jedem Falle weichere Übergänge zwischen hohen und niedrigen Drücken erzeugen. Das Spiel zwischen dem Lagerschaft
und dem Rotor kann einzig auf Abdicht- und Schmierwirkung hin ausgelegt sein statt als Kompromiß zur Erzielung
der erforderlichen Undichtheit zwischen den Zylindern und den
Zuführ- und Rückführbereichen des Lagerechaftes. Dies ist ein
besonders wichtiger Vorteil bei langsamlaufenden Hochdruck-
0 30 038/055 9 /7
2917A67
• « » · · · iif
- 7 - 52 167
Maschinen. Dadurch daß die Zylinder während der Zuführhübe p
gefüllt gehalten werden und sich während der Rückführhübe j
entleeren können, werden die EnergieVerluste gemildert, ohne
daß die Abdichtung nachteilig beeinflußt wird. Die Öffnungen %
vergrößern die Undichtheit nicht in bedeutendem Maße, da sie §
klein sind, liefern Strömungsraten, die ungefähr der Ver- :
drängung entsprechen, und sind in einem Abstand voneinander ^
angeordnet, der nicht kleiner ist als die entsprechende Ab- |>
messung jeder Rotor öffnung. ||
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Ventilteils eines Lagerschaftes, der mit Öffnungen in den Brücken versehen
ist,
den Schnitt 2-2 in Pig. 1,
einen Abschnitt eines Lagerschaftes und eines Rotors
im Schnitt 3-3 in Pig. 4, ,
den Schnitt 4-4 in Pig. 3,
einen Abschnitt eines Lagerschaftes und eines mit ' den Öffnungen versehenen Rotors im Schnitt 5-5 in
Pig.· 6 und ;
Fig. 6 den Schnitt 6-6 in Pig. 5.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Lagerschaft ist beispielsweise
in einer Pumpe oder einem Motor des in der US-PS 3 709 104 j beschriebenen und dargestellten Typs verwendbar und hat einen ,
zylindrischen Ventilteil, in den sich von einem Ende aus vier große Löcher 10, 12, 14 und 16 hinein erstrecken. Die beiden
Löcher 10 und 12 gehen von einer nicht gezeichneten Pluidzuführleitung
aus, während die beiden anderen Löcher 14 und 16 zu einer nicht gezeichneten Rückleitung zurückführen. Am ·■„«
Ventilteil sind Ausnehmungen 18 und 20 durch eine diametrale Trennwand 22 voneinander getrennt. Die Ausnehmung 18 ist ein >
030038/0559 /8 |
- 8 - 52 '167"
Zuführbereich und am Umfang des Lagerschaftes durch eine Zuführöffnung 24 begrenzt, während die Ausnehmung 20 ein
Rückführbereich ist und durch eine Rückführöffnung 26 begrenzt ist. Die Seitenränder der Zufuhr- und Rückführöffnungen
24 und 26 im Lagerschaft begrenzen Brücken 28 und 30, die symmetrisch an entgegengesetzten Seiten des Lagerschaftes
an den Seiten der Trennwand 22 angeordnet sind. Längsgerichtete Stege 32 und 34 im rechten Winkel zur Trennwand
22 versteifen den Ventilteil.
Gemäß Fig. 3 und 4, die den in Fig. 1 und 2 dargestellten Lagerschaft zeigen, ist am Ventilteil des Lagerschaftes ein
Rotor 36 angeordnet, der aus einem den Lagerschaft umschließenden zylindrischen Block 38 und mehreren radial ausgerichteten
Zylindern 40 zusammengesetzt ist, von denen fünf gezeichnet sind. In den Zylindern 40 sind nicht gezeichnete Kolben in
radialer Richtung hin- und herbewegbar. Die Kolben sind, wenn es sich um eine Pumpe handelt, beim Arbeitshub durch eine
nicht gezeichnete Reaktions-Baugruppe antreibbar, die in bezug auf die Achse des Lagerschaftes und des Rotors 36 exzentrisch
angeordnet ist; handelt es sich um einen Motor, treiben die Kolben beim Arbeitshub die genannte Reaktions-Baugruppe.
Die Achsen der Reaktions-Baugruppe und des Lagerschaftes
sind in einer diametralen Ebene angeordnet, welche die Brücken 28 und 30 halbiert; die oberen und unteren Totpunktstellungen
jedes Kolbens ergeben sich daher dann, wenn die Achse des entsprechenden Zylinders in dieser Ebene liegt.
Beispielsweise, wenn die Achse der Reaktions-Baugruppe entsprechend Fig. 4 links von der Achse des Lagerschaftes angeordnet
ist, ist jeder Kolben im mit OTF bezeichneten oberen Totpunkt, wenn die Zylinderachse durch die 9-Uhr-Stellung
geht, und im unteren Totpunkt UTP, wenn die Zylinderachse durch die 3-Uhr-Steilung geht. Wenn sich jeder Zylinder,
beim gezeigten Beispiel im Gegenuhrzeigersinn, aus der UTP-in die OTF-Stellung dreht, tritt Fluid durch eine Rotoröffnung 42 an der Innenbohrung des Rotorblockes 38 ein und
wird einem Zu- und Ableufkanal 44 entlang zum Zylinder 40
/9 0 3.0 038/0559
2917.A67
······ III
* t · «·»· ItI
- 9 - 52 I67"
geleitet. Der Zuführhub endet, und der Rückführhub beginnt, im oberen Totpunkt OTP, wobei sich der Kolben auf dem Weg
vom oberen Totpunkt OTP zum unteren Totpunkt UTP zum Lagerschaft hin zurückbewegt.
Verschiedene Flächen der von den Ausnehmungen 18 und 20 gebildeten Zuführ- und Rückführbereiche des Lagerschaftes,
die Öffnungen des Lagerschaftes und die Rotoröffnungen 42 sowie die Zu- und Ablaufkanäle 44 des Lagerschaftes und des
Rotors 36, die in den Zeichnungen dargestellt sind, sind in gleicher Weise gestaltet wie bei bestimmten Ausführungsformen,
welche in der DE-OS 28 52 991 beschrieben und dargestellt sind. Die Öffnungen und Kanäle gewährleisten durch ihre Gestalt ein
gleichmäßiges, verhältnismäßig turbulenzfreies Strömen zu und aus den Zylindern 40 zur Erzielung eines ruhigen,
wirkungsvollen Betriebes.
Die Brücken 28 und 30 sind etwas breiter als die Rotoröffnungen 42, und die Enden des Rotorblockes 38 erstrecken
sich in der Längsrichtung etwas über beide Enden der Rotoröffnungen 42 und der Zuführ- und Rückführöffnungen 24 und
des Lagerschaftes hinaus. Die Überlappungen in der Breiten- und Längsrichtung zwischen der Rotorbohrung und dem Lagerschaft schaffen eine Abdichtung rings um die Rotoröffnungen
42 und die Zuführ- und Rückführöffnungen 24 und 26, da das kleine radiale Spiel und die großen (relativen) Längen der
Überlappungen den Pluidstrom stark einschränken. Einige Undichtheit ist unvermeidlich und zur Schmierung zwischen dem
Rotor 36 und dem Lagerschaft tatsächlich notwendig. Die Erfindung
gestattet eine Optimierung der Abdichtung und Schmierung über die Auslegung des Spiels und der Brückenbreite,
ohne daß Bedenken hinsichtlich der Kavitation und der Geräuschbildung bestehen müßten, die durch das Verschließen der
Rotoröffnungen 42 bei sich bewegenden Kolben hervorgerufen
werden.
/10 030038/0559
Bei der Ausführungsform gemäß Pig. 1 bis 4 sind in jeder der Brücken 28 und 30 zwei Zu- und Ablaufkanäle bzw.
Öffnungen 46 und 48 bzw. 44 und 50 so angeordnet, daß sie, wenn der zugehörige Zylinder 40 die UTP- bzw. OTP-Stellung
einnimmt, symmetrisch zum oberen Totpunkt OTP und unteren Totpunkt UTP und im Abstand von der Ebene OTP-UTP etwas außerhalb
des Randes der zugehörigen Rotoröffnung 42 gelegen sindj die Rotoröffnungen 42 sind daher in diesen Stellungen völlig
verschlossen. Während eines Zeitraumes, der von der Brückenbreite abhängig ist, sind die Rotoröffnungen 42 vom unteren
oder oberen Totpunkt UTP bzw. OTP aus nach beiden Seiten durch die Brücke 30 bzw. 28 geschlossen, jedoch kann Fluid,
je nach Fall, durch die Öffnungen 44 und 50 bzw. 46 und 48 zu oder von den Zuführ- oder Rückführbereichen her strömen,
die von den Ausnehmungen 18 und 20 gebildet sind. Die Strömungsrate durch jede Öffnung 44, 46, 48 und 50 ist bei einer gegebenen
Fluidviskosität, gegebenem Druckabfall und gegebener
Maschinengeschwindigkeit eine Funktion hauptsächlich der Länge und des Durchmessers der Öffnung 44, 46, 48 oder 50,
und Länge und Durchmesser lassen sich mathematisch so bestimmen, daß der Strom an den Zylinderinhalt zwischen dem unteren
oder dem oberen Totpunkt UTP bzw. OTP und dem Sichöffnen der Zuführ- und Rückf uhr öffnungen 24 und 26 des Lagerschaftes zu
den Rotoröffnungen 42 hin exakt angepaßt ist.
Statt einer einzigen Öffnung 44, 46, 48 oder 50 an jeder Seite der Rotoröffnung 42, wenn diese die OTP- oder die UTP-Stellung
einnimmt, können an jeder Seite mit verschiedenen Umfangsabständen von der Ebene UTP-OTP mehrere Öffnungen gleicher
oder verschiedener Abmessungen ausgebildet sein, um während der Verschließung der Rotoröffnung 42 durch die Brücke 28
bzw. 30 eine veränderliche Strömungsrate zu und von den Zylindern 40 zu erzeugen; je weiter die Rotoröffnung 42 vom Totpunkt
entfernt ist, je größer ist die Zahl der freiliegenden Öffnungen, und umgekehrt. Durch Ausbilden der öffnungen mit
verschiedenen Abmessungen, in verschiedener Anzahl und an verschiedenen Stellen lassen sich an den Ein- und Austrittsseiten
030038/0559 /11
• * I
• •»■I· . It
- 11 - ' :52 5167"'
¥■■ des unteren und oberen Totpunktes UTP bzw. OTP verschiedene μ
Stromregelungsaufgaben erfüllen.
Wenn der Lagerschaft und der Rotor 36 gemäß Fig. 3 und 4 in '£
eine Pumpe eingebaut sind, ergeben sich durch die Öffnungen %,
44,46,48 und 50 folgende Wirkungen: η
1) Während der Zeit, in der sich ein Zylinder 40 aus der dem ;i
unteren Totpunkt UTP entsprechenden Stellung in die Stellung g bewegt, die dem Siehöffnen der entsprechenden Rotoröffnung I
42 zum Zuführbereich 18 hin entspricht, kann durch die |
Öffnung 44 Fluid in den Zylinder 40 strömen. Kavitation
und Geräusch, hervorgerufen durch das Ansaugen des Kolbens bei geschlossener Rotoröffnung 42, sind in hohem Maße'
herabgesetzt oder ausgeschaltet. |
2) Vom Verschließen der Rotoröffnung 42 durch die Brücke 28 |
bis zum oberen Totpunkt OTP kann durch die Öffnung 46 | Fluid aus dem Zuführbereich bzw. der Ausnehmung 18
zuströmen, bei im wesentlichen gleicher Wirkung wie
unter (1). y
3) Ein Zylinder 40, der sich vom oberen Totpunkt OTP in die Ϊ
Stellung bewegt, in der er sich zum Rückführbereich bzw. zur Ausnehmung 20 hin öffnet, kann durch die Öffnung 48 ':[
Fluid abgeben und unterliegt nicht aem harten Druckstoß, -t
der auftreten würde, wenn der Kolben gegen eine voll- V ständig geschlossene Rotoröffnung 42 arbeiten würde.
Hydraulische und mechanische Geräusche sind stark gemildert, und der Kolben leistet Arbeit.
4) Bei einem Zylinder 40, der sich aus der Stellung mit Ver- ^
Schließung durch die Brücke 30 zum unteren Totpunkt UTP hin bewegt, gibt die Öffnung 50 Fluid an den Rückführ- §-
bereich bzw. die Ausnehmung 20 des Lagerschaftes ab, bei :
gleichen Vorteilen wie vorstehend unter (3) angegeben. ^
Bei einem Motor kann unter hohem Druck stehendes Fluid durch die Öffnungen 44 und 46 aus dem Zuführbereich bzw. aus der :
Ausnehmung 18 in jeden Zylinder 40 während der Zeiträume ψ
030038/0559 /12 |
- 12 - 52'i67
einströmen, in denen die Rotoröffnungen 42 durch die
Brücken 28 und 30 verschlossen sind, jedoch nicht die UTP-
oder OTP-Stellung einnehmen. Das Fluid leistet nützliche Arbeit, und Kavitation und Geräusch, hervorgerufen durch die
Kolbenbewegung in einem geschlossenen Zylinder 40, sind in beträchtlichem Maße herabgesetzt. Das Rückströmen des Fluides
durch die Öffnung 48 beginnt, sobald ein Zylinder 40 die dem oberen Totpunkt OTP entsprechende Stellung verläßt, und et*
tritt kein geräuschvoller, verlustbringender "Stoß" gegen ein
eingeschlossenes, unter hohem Druck stehendes Fluid auf. In ähnlicher Weise setzt sich vom Verschließen der Rotoröffnung
42 durch die Brücke 30 bis zur dem unteren Totpunkt UTP entsprechenden Stellung eine gleichmäßige Rückströmung durch die
Öffnung 50 fort.
Während jedes Teilhubes zwischen dem Verschließen einer Rotoröffnung
42 und einem der Totpunkte entspricht der Fluidstrom durch die zugehörige Öffnung 44, 46, 48 oder 50 exakt der
sich aus der Kolbenverstellung bzw. -Verdrängung-ergebenden
Anforderung. An den Undichtheitsstellen treten geringfügige Fluidmengen durch, da von den Zylindern 40 kein Fluid
"angefordert" wird. Der Maschinenbetrieb ist weicher und
ruhiger; der Wirkungsgrad ist erhöht; die Abdichtung ist optimiert, da an der Berührungsstelle zwischen dem Rotor 36
und den Stegbereichen des Lagerschaftes für den Fluidstrom aus dem Hoch- in den Niederdruckbereich keine kurzen Wege
zur Verfügung stehen.
Fig. 5 und 6 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Öffnungen statt im Lagerschaft im Rotor 36 ausgebildet
sind. Dies ist selbstverständlich etwas kostspieliger, da viel mehr Löcher an weniger gut zugänglichen Stellen eingebohrt
werden müssen; von den Ergebnissen her.ist diese Lösung jedoch gleichwertig. Jeder Zylinder hat zwei Öffnungen
52 und 54, die sich von ihm aus schräg in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und an der Rotorbohrung an solchen
Stellen münden, daß sie, wenn der Zylinder am oberen oder
030038/0559
- 13 -
52
unteren Totpunkt OTP bzw. UTP anliegt, genau innen am Rand jeder Brücke 28 bzw. 30 angeordnet sind. Von der verschiedenen
Örtlichkeit der Öffnungen 52 und 54 abgesehen, ist die
in Pig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform gleich mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4, arbeitet in derselben
Weise wie diese und bringt die gleichen Ergebnisse,
030038/0559
Claims (6)
- . D».-ING. FRAN» VUISTHOFP · · ·PATENTANWÄLTE . ^a1* ^A V^estho* (i9Vrf?5«)WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ '' d,pl.-.ng.gerhaRd puls (i„i-Wi)DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENSMANDATA1RES AGRe£s PRES l'OPPICE EUROPEBN DES BREVBTS DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT OOZTZD-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2telefon: (089) 66 ίο j ι telegramm: protectpatent telex: 5240701A-52 167PATENTANSPRÜCHEHydrostatische Drehkolbenmaschine (Pumpe oder Motor), bei der ein Lagerschaft Zufuhr- und Rückführbereiche für Fluid aufweist, die an durch Brücken voneinander getrennten Öffnungen münden, und ein Rotor mehrere Zylinder hat, in denen je ein hin- und herbewegbarer Kolben aufgenommen ist und die nacheinander über Rotoröffnungen mit den Öffnungen im Lagerschaft in Verbindung gebracht und periodisch von den Öffnungen im Lagerschaft durch Verschließen der Rotoröffnungen durch Stegbereiche der Brücken getrennt werden, und bei der jeder der Stegbereiche zur Erzielung einer guten Abdichtung eine beträchtliche Überlappung mit Stegbereichen des Rotors hat, dadurch g e k e nnzeichnet, daß wenigstens eine Öffnung (44,46,48,50; 52,54) jeden Zylinder (40) mit einem Bereich am Lagerschaft während ungefähr der gesamten .Dauer einer oder mehrerer der Perioden der entsprechenden Kolbenhübe verbindet, und zwara) mit dem Zuführbereich (Ausnehmung 18) vom Verschließen der Rotoröffnung (42) bis zum oberen Totpunkt (OTP) des Kolbens, diesen jedoch ausgeschlossen,b) mit dem Zuführbereich (18) vom unteren Totpunkt (UTP)des Kolbens, diesen jedoch ausgeschlossen, bis zum Öffnen der Rotoröffnung (42) zum Zuführbereich (18) des Lagerechaftes hin,c) mit dem Rückführbereich (Ausnehmung 20) vom Verschließen der Rotoröffnung (42) bis zum unteren Totpunkt (UTP), diesen jedoch ausgeschlossen, und030038/0559/2- 2 - 52d) mit dem Rückführbereich (20) vom oberen Totpunkt (OTP), diesen jedoch ausgeschlossen, bis zum Öffnen der Rotoröffnung (42) zum Rückführbereich (20) hin.
- 2. Hydrostatische Drehkolbenmaschine (Pumpe oder Motor), bei der ein Lagerschaft Zuführ- und Rückführbereiche für Fluid aufweist, die an durch Brücken voneinander getrennten Öffnungen münden, und ein Rotor mehrere Zylinder hat, in denen je ein hin- und herbewegbarer Kolben aufgenommen ist und die nacheinander über Rotoröffnungen mit den Öffnungen im Lagerschaft in Verbindung gebracht und periodisch von den Öffnungen im Lagerschaft durch Verschließen der Rotoröffnungen durch Stegbereiche der Brücken getrennt werden, und bei der jeder der Stegbereiche zur Erzielung einer guten Abdichtung eine beträchtliche Überlappung mit Stegbereichen des Rotors hat, dadurch g e k e nnzeichnet, daß Öffnungen (44,46,48,50; 52,54) jeden Zylinder (40) nacheinander mit den Zuführ- und Rückführbereichen (Ausnehmungen 18, 20) des Lagerschaftes während ungefähr der gesamten Periode jedes Kolbenhubes verbinden, wenn die zugehörige Zylinderöffnung (Rotoröffnung 42) durch einen Stegbereich einer Brücke (28,30) verschlossen und der Kolben nicht im oberen oder unteren Totpunkt (OTP bzw. UTP) ist.
- 3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung (44,46,48,50) eine der Brücken (28,30) des Lagerschaftes durchsetzt.
- 4. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung (44,46,48,50; 52,54) so bemessen ist, daß ihre Fluidströmungsrate nicht kleiner ist als die Rate, die ausreicht, um während einer solchen Periode jedes Kolbenhubes dem Zylinder (40) eine Fluidmenge zuzuleiten bzw. aus ihm abzuführen, die dem Zylinderinhalt dieses Zylinders (40) während dieser Hubperiode gleich ist./3 030038/0559• ι · · >· · 9 ■ till - »- 3 - 52 167
- 5. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet , daß jede Öffnung (44,46,48,50;
52,54) so bemessen ist, daß ihre Fluidströmungsrate nicht
wesentlich größer ist als die Rate, die ausreicht, um während g einer solchen Periode des Kolbenhubes dem Zylinder (40) eine | Pluidmenge zuzuleiten bzw. aus ihm abzuführen, die dem Zylin- | derinhalt dieses Zylinders (40) während dieser Arbeitsspiel- | periode gleich ist, um dadurch Verluste durch Undichtigkeit | so gering wie möglich zu halten. f - 6. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch ; gekennzeichnet, daß jede Öffnung (44,46,48,50)eine der Brücken (28,30) des Lagerschaftes durchsetzt.030038/0559
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1754579A | 1979-03-05 | 1979-03-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2917467A1 true DE2917467A1 (de) | 1980-09-18 |
Family
ID=21783191
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2917467A Withdrawn DE2917467A1 (de) | 1979-03-05 | 1979-04-30 | Ventilanordnung fuer hydrostatische drehkolbenmaschinen |
DE19808005916U Expired DE8005916U1 (de) | 1979-03-05 | 1980-03-04 | Hydrostatische drehkolbenmaschine |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19808005916U Expired DE8005916U1 (de) | 1979-03-05 | 1980-03-04 | Hydrostatische drehkolbenmaschine |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS55119979A (de) |
DE (2) | DE2917467A1 (de) |
FR (1) | FR2450961A1 (de) |
GB (1) | GB2042064A (de) |
IT (1) | IT1116546B (de) |
SE (1) | SE7903767L (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0270740A2 (de) * | 1986-11-29 | 1988-06-15 | Technol, Inc. | Verfahren zur Regelung eines Motors |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4635535A (en) * | 1982-01-19 | 1987-01-13 | Unipat Ag | Hydraulic radial piston machines |
CN103591009A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-02-19 | 昆山新金福精密电子有限公司 | 径向柱塞泵配流轴 |
GB2606389A (en) * | 2021-05-06 | 2022-11-09 | Domin Fluid Power Ltd | Radial piston pumps |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB663466A (en) * | 1947-12-15 | 1951-12-19 | Charente Pierre Reenen De Vill | Hydraulic variable speed gear |
FR1184733A (fr) * | 1956-10-01 | 1959-07-24 | Dispositif pour diminuer le bruit des machines à pistons multicylindriques | |
US3249061A (en) * | 1963-07-01 | 1966-05-03 | Sundstrand Corp | Pump or motor device |
DE2038086C3 (de) * | 1970-07-31 | 1978-05-03 | Lucas Industries Ltd., Birmingham (Grossbritannien) | Axialkolbenmaschine |
DE2613478A1 (de) * | 1976-03-30 | 1977-10-13 | Brueninghaus Hydraulik Gmbh | Axial- oder radialkolbenpumpe oder -motor |
-
1979
- 1979-04-17 JP JP4780779A patent/JPS55119979A/ja active Pending
- 1979-04-19 GB GB7913643A patent/GB2042064A/en not_active Withdrawn
- 1979-04-20 IT IT48798/79A patent/IT1116546B/it active
- 1979-04-27 FR FR7910873A patent/FR2450961A1/fr not_active Withdrawn
- 1979-04-30 SE SE7903767A patent/SE7903767L/xx unknown
- 1979-04-30 DE DE2917467A patent/DE2917467A1/de not_active Withdrawn
-
1980
- 1980-03-04 DE DE19808005916U patent/DE8005916U1/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0270740A2 (de) * | 1986-11-29 | 1988-06-15 | Technol, Inc. | Verfahren zur Regelung eines Motors |
EP0270740A3 (en) * | 1986-11-29 | 1990-01-31 | Technol, Inc. | Positive-displacement fluid motor having self-stopping function, and method and control circuit for stopping the motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2042064A (en) | 1980-09-17 |
SE7903767L (sv) | 1980-09-06 |
IT1116546B (it) | 1986-02-10 |
IT7948798A0 (it) | 1979-04-20 |
FR2450961A1 (fr) | 1980-10-03 |
JPS55119979A (en) | 1980-09-16 |
DE8005916U1 (de) | 1980-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3921635C2 (de) | Hydro-Radialkolbenpumpe | |
DE3690061C2 (de) | Rotationskolbenmaschine | |
DE1553238A1 (de) | Fluessigkeitsdruckvorrichtung | |
DE2637263A1 (de) | Rotorverdraengermaschine mit einer schnecke | |
DE69902247T2 (de) | Einstellbare ein- und auslassöffnungen für einen drucktransformator | |
DE4322240A1 (de) | Hydraulische Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor), insbesondere Innenzahnradmaschine | |
DE3030285A1 (de) | Axialkolbenpumpe | |
DE2917467A1 (de) | Ventilanordnung fuer hydrostatische drehkolbenmaschinen | |
DE10085207B4 (de) | Bewegungswandler und Verfahren zum Schmieren seiner Gleitflächen | |
DE2102761C3 (de) | Radialkolbenpumpe | |
DE4421255C1 (de) | Füllstücklose Innenzahnradpumpe | |
DE2921311C2 (de) | ||
DE3814269A1 (de) | Kolbenmaschine | |
DE69724044T2 (de) | Rotierende Maschine mit Kolbenschieberventil | |
DE69729874T2 (de) | Rotationsmaschine | |
DE2248137A1 (de) | Kompressor | |
DE10156835C1 (de) | Drehkolbenpumpe | |
DE2137543C3 (de) | Hydrostatische Schubkolbenmaschine | |
DE3225790A1 (de) | Pumpe oder motor | |
DE60203777T2 (de) | Kraftstoffeinspritzpumpe | |
DE3134537C2 (de) | Hydraulische Axialkolbenmaschine mit rotierenden Verdrängungskörpern | |
CH663446A5 (de) | Aussenachsige rotationskolbenmaschine. | |
DE4322584C2 (de) | Innenzahnradmaschine (Pumpe oder Motor) | |
DE2325693A1 (de) | Steuerventil fuer einen hydrostatischen motor | |
DE19514749A1 (de) | Hydrostatische Radialkolbenpumpe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |