DE7229857U - Als pumpe oder motor verwendbare hydrostatische vorrichtung - Google Patents

Description

SOCIETA ANONYME FRANCAISE DU FERODO, Paris / FRANKREICH

"Als Pumpe oder Motor verwendbare hydro stetig ehe Vorrichtung"^

PRIORITÄT: 11. August 1971 - FRANKREICH

Die Neuerung bezieht sich auf eine als Pumpe oder Motor verwendbare hydrostatische Vorrichtung ait einem festen Körper mit zwei Fluidef±uungen, beweglichen im festen Körper gelagerten Einrichtungen, welche eine Reihe von Kammern mit variablem Volumen bilden, die im Betrieb Fluid entsprechend einem zyklischen Verlauf mit einem ersten Bereich, wo die Klammern hinsichtlich des Volumens zunehmen und einem zweiten Bereich, wo sie hinsichtlich des Volumens abnehmen, fördern, und mit einer Verteilereinrichtung, die in den festen Körper einerseits zwischen diese öffnungen und andererseits diese Kammern zwischengeschaltet ist, imd mit

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zweiten Bereich tee setzt.

Di· bwegliobtn Blnrlehtunf» Manra fn WIiMjWi neten Typ MIa₉ 1»1·ρ1·1·ν·1β· alt D9yy«lr«tOT_# alt AaUIU kolben, BftdUltoltea ·*β. AU V«rt«il#r#lariÄ*i·! Una eatweder feet oder ^lnk«lv«r*«lil«bb«r ««la uad dft· 8Ua*lt kann konstanten oder regelbaren ZfliaderlaSwat

Im allgeaeinen wird diese hydroetatiiohe Verriefatwig eatweder als Motor verwendet, wobei die beweglichen Blnrieh» ΐϋϋββη Eäpianger sind und äurch einen Setriebsdruek

die beweglichen Einrichtungen Sender sind «ad einen F8r4erdrack aufrechterhalten* Auch ordnet man für ü&llefee ioaraadungsfälle, insbesondere für stufenlos regelbare Getriebe bzw. Flüssigkeltsweehselgetrlefee, eine hydrostatische, trieb- oder aotorblldende Einheit mit einer anderen* bildenden hydrostatischen Btaheit an.

Gegenstand der Neuertmg ist eine hydrostatische Yerriehtaag, die so ausgelegt ist, daß sie von selbst gleichzeitig als Motor vie auch als Snape arbeiten kann derart, dej unter dea Impuls eines von einer der öffnungen zur anderen gehenden Flosses wenigstens ein zusätzlicher FIuS induzSert wird, üb wenigstens zwei Flüsse zu überlagern und/oder wenigstens einen Durchsatz in zwei oder aearere Fraktionen in selbsttätig modulierter Veise als Funktion der Bedingungen von Volumen und Druck zu teilen·

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Bine hydrostatische Vorrichtung nach der Neuerung kann unter anderem auch dasu 4S&aaen, die Energie wenigstens zweier hydraulischer Zentralen zwischen zwei oder mehreren Ver-

an-Pm rhi* Π »rs.

Beispielsweise AusfUhrungsformen der Neuerung sollen nun fit|^»yni dar bailiegenden Zeichnungen näher erläutert werden» in denen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine hydrostatische Vorrichtung der Neuerung längs der Linie I-I der Flg. 2,

FIg* 2 eine entsprechende Darstellung im Querschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1,

fig· 5 eine echematische Darstellung einer hydraulischen Installation mit der hydrostatischen Vorrichtung dme Figuren 1 und 2,

Flg· 4 eiaen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführung sfom einer hydrostatischen Vorrichtung der Neuerung.

Zunächst wird auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen. Die hler dargestellter Vorrichtung umfaßt einen festen Körper und bewegliche Einrichteaigen 14 und "2. Der Körper 10

aval Schalen 10a und 1Ob₉ zwischen denen ein Kranz 10c

ist· Die beweglichen Einrichtungen 11 und 12 eiaA zwischen das Sahalea 10a und 1Gb angeordnet und von

10c

Nach dar OargsUtan Annftlirrungsfora unfsussen die bewegli-

chen Einrichtungen 11 und 12 zwei Drehorgane oder Rotoren 11 und 12. Die Rotoren 11 und 12 haben aktive Teile in Form von girlandenartigen Ausbildungen 13 und 14, die ineinander dachziegelartig verrohachtelt sind.

Der Umfangsrotor 11 greift drehbar in das Innere des Kranzstückes 10c ein und weist eine Drehachse A auf. Der zentrale Rotor 12 ist drehbar auf einer kurzen Welle 15 gelagert, die in Ringscheiben 16a und 16b der Schalen 10a und 10b des festen Körpers 10 eingreift und weist eine Drehachse B auf, die gegenüber der Achse A versetzt ist.

Der Umfangsrotor 11 umfaßt eine girlandenartige Ausbildung mehr als der zentrale Rotor 12. Die girlandenartigen Ausbildungen 13 und 14 der Rotoren 11 und 12 bilden Kämmen. 17, die sich entsprechend einem zyklischen Bahnverlauf während der Drehung der Rotoren 11 und 12 verschieben. Die Kammern 17 haben ein variables Volumen, während sie sich welter bewegen-

Bei einer Drehung in Richtung des Uhrzeigersinns (Pfeil F in Fig. 2) nehmen die Kammern 17 im Volumen auf der rechten Hälfte der Figur 2 zu, d.h. rechts von einer Mittelebene M, die durch die Achsen A und B verläuft, und nehmen im Volumen auf der linken Hälfte der Figur 2, d.h. links von der Ebene M, ab.

Der feste Körper 10 umfaßt eine erste Öffnung 18, die eine Ansaugöffnung bildet, sowie eine zweite Öffnung 19, die eine Förderöffnung bildet. Eine Verteilereinrichtung ist im Körper 10 vorgesehen und ist zwischengeschaltet einerseits zwischen die Öffnungen 18 und 19 und die Kammern 17 andererseits. Die Verteilereinrichtimg tmfaßt ei««« #*»st#»

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Durchlaß 20, der die öffnung 18 wenigstens zum Teil mit dem rechten Bereich des zyklischen Bahnverlaufs der Kammern 17 in Verbindung setzt, und einem zweiten Durchlaß 12, der die Öffnung 19 wenigstens zum Teil mit dem Bereich links vom zyklischen Bahnverlauf der Kammern 17 in Verbindung setzt·

Die Durchlässe 20 und 21 sind gegeneinander über Trennwände, sogenannte Schaltzonen oder Kommutatorzonen isoliert, die in Fig. 3 mit 22 und 25 bezeichnet sind.

Nach der dargestellten Ausführungsforra ist die Verteilereinrichtung direkt in der Rasse der Schale 10b des Gestalls oder festem Körper 10 ausgespart, kann aber auch winkelverschiebbar derart vorgesehen sein, daß die Lage der durch die Zonen 22 und 23 verlaufenden Kommutatorebene bezüglich der Mittelebene H geregelt wird, vas dazu führt, daß der Zylinderinhalt der hydrostatischen Einheit modizifiert wird· Hierzu würde es genügen, in der Sehale 10b einen winkelverschiebbaren Teil vorzusehen, der bei spiels·» weise link« von der strichpunktierten Linie 1Od in Fig.1 angeordnet war··

In Betrieb wird Fluid von der Säugöffnung 18 gegen die Förderöffnung 19 über den ersten Durchlaß 20, die Kammern 17 und den zweiten Durchlaß 19 dosiert.

Dar feste Körper 10 umfaßt wenigstens eine dritte öffnung 25, während dl· fest· oder regelbare Verteilereinrichtung, dl· sieh aus Durchlassen 20 und 21 zusammensetzt, tuen wenigstens einen dritten Durchlaß 24 aufweist. Die« liit die Öffnung 25 alt wenigstens «inn zyklischen Babnmlatrfebertioa d»r 17 la VfcrtHndaag *r*t·*» gestallten Β·ΐβρ1·ΐ, we d*r Durohlaß 24 all·!*

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ist und wo die öffnung 25 ebenfalls allein vorgesehen ist, ist dieser Bereich allein vorgesehen und rechts von der Mittelebene M₉ d.h. der Saugseite, angeordnet· Der dritte Durchlaß 24 ist hinter dem Durchlaß 21 vor dem Durchlaß 2Θ in Richtung dos Pfeiles F angeordnet.

Er ist von den Durchlässen 20 und 21 durch Trennwände, sogenannte Umschalt- bzw. Koamutationszonen 23 und 123 isoliert.

Eine Anwendung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten hydrostatischen Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt, wo diene hydrostatische Vorrichtung die Rol}e eines eiaer hydraulischen Zentrale 26 zugeordneten Übersättigers bzw· Verdrängers spiel-ε, wobei die Welle 15 hinsichtlieh ihrer Drehung frei belassen ist. Die hydraulisehe Zentrale 26 umfaßt Fli'id-Druokbeaufschlagungseinrichtungea, beispielsweise Pumpen uud/oder Sammler. BIe Zentrale 26 ist einerseits mit einer Hochdruckleitung 27 verbunden φ> die Fluid-DrueKberafschlagungaeinriohteng Fluid von hotten Saraek fördern und andererseits mit einer Kiederdruckleittmg 2β, aus der Ale Drittkbee^ec^ilaguneeelurLeätaiiee^ earinedmwn. Bei 29 erkeaa* oma eine leitung, die alt der Zentrale 26 verbunden ISt₉ vm Verlwte an Mtamel» «ad sie eines Speicher 90

liwr Fluiddruek wird fegen Ter^rettehereinriontiingen 126 geleitet, «mi deaem lei 129 die Leitwg erkennbar iet_t die dme« »eatiaftt let, derem Terlurte su aconvtln wA sie dem

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frei gelassen; die Ansaugöffnung 18 ist Über eine Leitung 31 mit der Hochdruckleitung 27 verbunden; die Verdrängeröffaung 19 ist über eine Leitung 32 mit der Niederdruclcleitung 28 verbunden und die dritte dem dritten Durchlaß 24 zugeordnete öffnung 25 ist über eine Leitung 33 mit dem Speicher 30 verbunden, aus dem diese Leitung Fluid im Verhältnis zu dem übersättigungs- bzw. "Mäsf-Bedürfnissen der Zentrale 26 entnimmt.

Diese überstttigungjbedingungen sind gleichzeitig durch die hydraulischen Verluste der Zentrale 26 und durch diejenigen der Verbrauchereinrichtöngen 126 konditioniert, beispielsweise normale systematische Verluste oder zufällige Verloste, deren Ursprung auf Ravitationsphänomene in der Zentral» 26 oder in den Verbrauchereiiirichtungen 126 zurückzuführen ist· Von dem rechts von der Ebene M angeordneten Kamera 17 sind einige dem hohen Druck der Leitung 27 über 51» 18, 20 atisgesetzt, während gewisse andere dem Druck (im allgemeinen. Jedoch nicht notwendigerweise eftiem Druck gleich Ntal) des Speichers 30 über 33» 25, 24 ausgesetzt sind« Die links von der Ebene M angeordneten Kammern 17 sind dem Niederdruck aus der Leitung 28 über 32, 19» 21 ausgesetzt.

Die Differenz der Drücke bei 20 und 21 hat einen Antriebseffekt, der die Rotoren 11 und 12 in der Richtung sich äreben IaBt, wo die TTewMi a ihre zyklische Bahn entsprechend dem Pfeil F durchlaufew. Die Kammern 17 sind bereit, einerseits einem treibenden Durchsatz von 20 nach Sri und andererseits einen inAttierten Durchsatz von 24 nach 21 zu überführen·

Oerade dieser induzierte Durchsatz sorgt für die übersatt!·»

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gung der Zentrale 26· Man sieht, daß die hydrostatische Vorrichtung für einen Ausgleich der Drücke bei 31 und 32 sorgt, d.h. bei 2? und 28, und daß die RotatioBsgeschwindigkeit der Rotoren 11 und 12 eine Funktion des Verhältnisses der Durchsätze bei 31 und 32 ist, d.h. der reellen Ubersättigungabedürfiiisse der Gesamtheit der Installation 26, 126.

Insbesondere ermöglicht die hydrostatische Vorrichtung nach der Neuerung eine selbsttätige Modulation der Durchsätze und der Drücke als Funktion untereinander, unter Berücksichtigung der folgenden Beziehungen:

(2) (P₃₁ - P₃₃) Q,

wo Q₃₁ und P₃₁ jeweils Durchsatz und Druck in der Leitung 31 bezeichnen und Q₃₃ und P₃₃ Jeweils Durchsatz und Druck

in der Leitung 33 angeben; Druck in der Leitung 32.

Q₃₂ und

sind Durchsatz und

Die Beziehung (1) gibt die Erhaltung der Durchsätze, die Beziehung (2) die Erhaltung der Energie wieder· üb Falle einer anomalen Erhöhung der Fluidverluste, beispielsweise bei einem zufälligen Bruch der Leitung, erhöht sich bei 32 der Durchsatz und neigt dazu, diese Verluste zu kompensieren und spielt dabei die Rolle einer Schutzeinrichtung für die Zentrale 26 und die Verbraucher- oder Verwertungseinrichtung 126, wodurch in beachtlicher Weise die Kavitationserscheinungen vermieden oder vermindert werden.

sieht auch, daß diese gleiofee «ydrortaHi**!» tmt nreelmieig an den

werden keen und nicht notwendigerweise meoliaaiaea all·!» die Zentral· 26 angekuppelt au werden brauemt, we ale ta lieh· Anforderungen hinsiohtlloh Gewicht, frei» ta*

bedarf stellt.

Man sieht ebenfalls, daß die in den Figuren 1 bis J beschriebene Vorrichtung ihre Roll· erfüllt, verataagaaetat, daß die Arbeitsweise der Zentral· 26 immer in der gleiejwn Richtung, d.h. hoher Druck bei 27 und niedriger Druek bei 28 bleibt, wobei eine umsteuerung nicht zugelassen tat·

In gewissen Äswsndungsfäilen kaan gestattet verdsa, daS d*r hebe Druck bald in die Leitung 27, bald in die Lsittag 28 gegeben wird. Es ist dann vorteilhaft, daß die hydrostatische Vorrichtung für die Obersättigung in dem einen wie in dem anderen Fall sorgt.

In der Fig. 4 der Zeichnungen dagegen 1st eine selche hydrostatische Vorrichtung dargestellt. Me Anordnung ist analog der mit Bezug auf die Flg. 1 bis 3 beschriebenen, in Fig.4 erkennt man bei 20* und 24* die rechts von der Ebene If angeordneten Durchlässe; jedoch ist der Dtsrchlaö 21 durch zwei unterschiedliehe Durchlässe 40 and 41 ersetzt, die symmetrisch zu den Durchlässen 20' und 24* sind. Her sind also nicht mehr drei Durchlässe, sondern 4 Durchlässe in der Verteilereinrichtung vorgesehen. Man sieht auch, daß die ersten und zweiten Durchlässe 20* und 40 kleinere Kapazität als der dritte und vierte Durchlaß 24* und 41 aufweisen.

. Der Durchlaß 20· ist über eine Leitung 31* Bit Aar Leitung

27* verbunden und der DuroialaS 40 1st über eine Leitosg 32*

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durchlaß vorgesehen ist, auf der Saugseite angeordnet, das gleiche gilt für das AusfUhrungsbeispiel der Fig. 4 in Jeder der beiden Arbeitsrichtungen, wo allein derjenige der zusatz!ionen Durchlässe, der sich auf der Säugseite befindet, die Rolle desjenigen der Fig. 1 bis 3 spielt.

Die so ausgebildete hydrostatische Vorrichtung ermöglicht eine Addition von zwei oder mehr Mengen bzw. Durchlässen cder Flüssen (der bei 31 und der bei 33, die sich bei 32 in Fig. 3 addieren oder überlagern).

Die hydrostatische Vorrichtung nach der Neusrung kann auch derart ausgebildet sein, daß sie zwei oder mehrere Eintrittsflüsso oder Durchsätze aufnimmt und zwei oder drei Austritteflüsse oder -durehsätze abgibt·

Bei *·» fc«*atas»i9h*n»n jUiftfilhrungsformen hat man die Welle hinsichtlich ihrer Drehung freigelassen. Man kann auch dafür sorgen, daß mechanisch der Welle 15 ein Antriebsmoment oder ein Widerstandsmoment erteilt wird, um einen zusätzlichen Effekt zu erhalten·

Insbesondere sind die beweglichen, einer Reihe von Kammern variablen Volumens bei zyklischen Bahnverlauf bildenden Einriehtangen in Form der Rotores. 11 und 12 mit girlandenartiger Ausbildlang 13 und 14 dargestellt, die nur zwei bewegliche, sehr einfache Teile bilden. Selbstverständlich kana aber die hydrostatiwche Vorrichtung nach der Neuerung nicht nur von dieser Art sein, sondern auch von irgendeinem anderen geeigneten Typ, beispielsweise vom Typ mit Axialkolben» vom Typ mit Radialkolbea, vom Typ mit Paletten bzw. Schaufeln, mit Rollen» mit elastischer Merne etc.

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Claims (4)

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1. Hydrostatische Vorrichtung mit einen festen Körper mit zwei Fluidöffnungen, beweglichen im festen Körper gelagerten Einrichtungen, welche einer Seihe von Kammern variablen Volumens bilden, die im Betrieb FluiA entsprechend einem zyklischen Bahnverlauf mit einem ersten Bereich, vo die Kammern hinsichtlich ihr*»« Volumens zunehmen und einem nreiten Bereich, wo sie hinsichtlich des Volumens abnehmen; transportieren; mit einer im festen Körper zwischen einerseits diesen öffnung·*¹ und andererseits diesen Kammern zwischengeschaltetem Verteilereinrichtung und mit einem ersten Durchlas, welcher eine der Meinungen, wenigstens zu» Teil, mit dem ersten Bereich des zyklischen Bahnverlaufe in Verbindung setzt; und mit einem zweiten Durchlaß, der die andere öffnung, wenigstens zum Teil, mit dem zweiten Bereioh des zyklischen Bahnverlaufs in Verbindung setzt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser feste Körper wenigstens ein· dritte öffnung aufweist, und dai diese Verteilereinrichtung wenigstens einen dritten Durehlafl derartiger Auslegung aufweist, daö diese dritte öfftotttg wA.t wenigatens dem «raten Bereich des zyklischen Bahftverlaufs der Kammer* ta Verbindung gesetzt wird, wo Ale fmnm hinsiohtlitth des Volumens zunehmen derart, daß

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2. Hydrostatische Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter Durchlaß vorgesehen ist, der den Bereich des zyklischen Bahnverlaufs, *n die Kammern hinsichtlich ihres Volumens abnehmen, einnimmt, wobei die zweiten und vierten Durchlässe einerseits und der erste und dritte Durchlaß andererseits ü*>er Rückschlagventile verbunden sind, welche jeweils eine Zirkulation in der Richtung vierter Durchlaß gegen den z^oitsn Durchlas ussd drittes Durchlaß gegen den ersten Durchlaß zulassen.

3. Hydrostatische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile eingebaut sind.

4. Hydrostatische Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens einen vierten Durchlaß, der einen vierten Bereich des zyklischen Bahnverlaufs einnirpt, ve die Kaaaern hinsichtlich des Volumens abnehmen derart, dafi di· Verrichtung wenigstens zwei Eintritts« und zwei Austrittsflüsse bzw· -durchsätze aufweist.

5· Hydrostatische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Einrichtungen drehfrei Im festen Körper gelagert sind.