DE1243519B - Drehschieber fuer eine schnellaufende mehrzylindrige Druckfluessigkeits-Schubkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) - Google Patents

Description

• Drehschieber für eine schnellaufende mehrzylindrige Druckflüssigkeits-Schubkolbenmaschine (Pumpe oder Motor) Die Erfindung betrifft einen Drehschieber für eine schnellaufende mehrzylindrige Druckflüssigkeits-Schubkolbenmaschine (Pumpe oder Motor), insbesondere Radialkolbenmaschine, mit zwei axial unmittelbar nebeneinander angeordneten drehfest miteinander verbundenen Schieberteilen, deren außenliegende Steuerflächen, von denen eine ein an entsprechenden Steuerflächen des feststehenden Maschinengehäuses dichtend anliegen.
• Bei einem bekannten Drehschieber dieser Alt fließt die Arbeitsflüssigkeit durch zwei nierenförmige Steueröffnungen eines ebenen Steuerspiegels des Drehschiebers den Zylindern der Maschine zu und aus diesen ab, wobei sich die anderen Steueröffnungen des Drehschiebers an dessen Außenumfang befinden. Bei dieser Ausführung ist jedoch das dichtende Gleiten der Steuelflächen aufeinander und damit die Steuerung insbesondere bei höheren Drücken und höheren Umlaufzahlen der Schubkolbenmaschinen und ihrer Drehschieber nicht gewährleistet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtung an den Steuerflächen des Drehschiebers zu verbessern.
• Erfindungsgemäß ist ein Drehschieber der vorgenannten Art so ausgebildet, daß die Steuerflächen an gegenüberliegenden Stimseiten der Schieberteile liegen, die mindestens einen koaxialen Druckraum begrenzen, der mit der Druckleitung der Maschine in Verbindung steht, wodurch die Schieberteile auseinander und gegen die feststehenden Steuerflächen gepreßt Bei werden. dem erfindungsgemäßen Drehschieber werden also die Steuerflächen des Drehschiebers unter allen Betriebsverhältnissen infolge der Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes durch Auseinanderdrücken der beiden Schieberteile dichtend auf ihre Gegensteuerflächen gedrückt, so daß er dort besonders vorteilhaft anwendbar ist, wo die Zu- und Abflüsse der Druckflüssigkeit schnell und kurzzeitig gesteuert werden müssen, wie bei schnellaufenden mehrzylindrigen Schubkolbenmaschinen und insbesondere Radialkolbenmaschinen.
• Bei dem erfindungsgemäßen Drehschieber weist jeder Druckraum in an sich bekannter Weise Ringdichtungen zur Abdichtung nach außen und gegen die übrigen Druckräume auf.
• Die Ringdichtungen können auch von je einem an einem der beiden Schieberteile angeordneten etwa zylindrischen Ringansatz gebildet werden, der auf seiner inneren Zylinderseite dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist und mit seiner äußeren Zylinderseite an einer am anderen Schieberteil befindlichen zylindrischen Begrenzungsfläche des Druckraumes anliegt und so dünn bemessen ist, daß er sich unter der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes dichtend an die zylindrische Begrenzungsfläche anlegt.
• Zwischen den beiden Schieberteilen ist zweckmäßig eine diese auseinanderdrückende Feder od. dgl. angeordnet.
• Der erfindungsgemäße Drehschieber ist ferner so ausgebildet, daß die Steuerfläche des zweiten Schieberteiles eine achsmittige Steueröffnung sowie eine weitere hierzu konzentrische ringförmige Steueröffnung aufweist, wobei jede dieser Steueröffnungen über je eine an der zugehörigen feststehenden Gegensteuerfläche angeordnete Steueröffnung mit der Sang- bzw. Druckanschlußleitung der Maschine und außerdem mit je einer anderen der beiden nierenförmigen Steueröffnungen des Steuerspiegels des ersten Schieberteiles in Verbindung steht In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Hierbei stellt dar F i g. 1 einen Axialschnitt einer Radialkolbenpumpe mit außenbeaufschlagten Kolben sowie mit erfindungsgemäßer Drehschiebersteuerung, F i g. 2 einen hierzu gehörigen achssenkrechten Schnitt nach der Linie II-11, F i g. 3 einen Axialschnitt durch den Drehschieber in vergrößertem Maßstab, F i g. 4 und 5 je eine zu F i g. 3 gehörige Stimansicht der beiden Drehschieberteile, und F i g. 6 eine abgewandelte Ausführung der Dichtung für die Drehschieberdruckräume.
• Nach F ig. 1 und 2 weist die Radialkolbenpumpe eine Antriebswelle 1 mit einem starr hierauf befestigten Exzenter 2 auf. Die Antriebsweffe ist in dem feststehenden Zylinderblock 3 gelagert der acht sternförmig angeordnete Zylinder 11 für die außenbeaufschlagten Radialkolben 4 und die zugehörigen Rückführfedern 5 enthält. Mit der Antriebswelle 1 ist ein zweiteiliger Drehschieber 6 gekuppelt, der die Verbindung zwischen der Sauganschlußleitung 6 bzw. der Druckanschlußleitung 7 einerseits und den zu den Zylindern 11 führenden Bohrungen 9 und Kanälen 10 andererseits in der erforderlichen Weise steuert.
• Nähere Einzelheiten des Drehschiebers sind aus den in größerem Maßstab gehaltenen F i g. 3 bis 5 zu ersehen. Hiernach besteht der Drehschieber aus zwei Teilen 12 und 14, die sich zwar axial gegeneinander verschieben können, aber in Drehrichtung mittels der Stifte 15 miteinander gekuppelt sind. Der Schieberteil 12 steht über seinen Wellenansatz 13 und einen Federkeil 13' mit der Antriebswelle 1 der Pumpe in Triebverbindung.
• Der Schieberteil 14 weist eine achsmittige Steueröffnung 8' auf, die mit der Sauganschlußleitung 8 des Drehschiebergehäuses fluchtet, sowie ferner eine konzentrische ringförmige SteLieröffnung 22, die zu der Druckanschlußleitung 7 führt. Der andere Schieberteil 12 hat zwei nierenförmige Steueröffnungen 18 und 19, von denen jede stets mit je vier Steueröffnungen 9 und damit auch mit den vier zugehörigen Kolbenarbeitsräumen in Verbindung steht. Statt jeder nierenförmigen Steueröffnung 18, 19 könnten auch mehrere miteinander in Verbindung stehende einzelne Steueröffnungen vorgesehen sein, die eine gleiche Flüssigkleitssteuerung bewirken.
• Die beiden nierenförmigen Steueröffnungen 18, 19 sind in bezug auf den Exzenter 2 in der aus F i g. 5 ersichtlichen Weise versetzt angeordnet, so daß sich bei der durch den Pfeil 36 angedeuteten Drehrichtung die mit der nierenförmigen Steueröffnung 18 in Verbindung stehenden Kolbenräume gerade im Saugstadium befinden, während die mit 19 verbundenen Kolbenräume stets im Druckstadium sind. Die zu fördernde Flüssigkeit wird dann über die Sauganschlußleitung 8, die Steueröffnung 8', ferner über den ringförmigen Raum 16 und die Bohrung 17 durch die nierenförmige Steueröffnung 18 sowie die gerade hiermit fluchtenden Kanäle 9 und 10 in die zu letzteren gehörigen Zylinder 11 der Kolbenpumpe angesaugt. Die übrigen im Druckstadium befindlichen Zylinderräume 11 der Kolbenpumpe stehen über die zugehörigen Kanäle 10, 9, ferner über die zweite nierenförmige Steueröffnung 19, den Kanal 20, den ringförmigen Raum 21 und die ringförmige Steueröffnung 22 mit der Druckanschlußleitung 7 in Verbindung.
• Bei dem vorstehend angenommenen Strömungsverlauf ist der ringförmige Raum 21 stets mit dem von der Pumpe erzeugten Druck beaufschlagt. Infolgedessen werden der Schieberteil 12, der für diesen Druckraum den Zylinder darstellt, und der andere, den zugehörigen Kolben bildende Schieberteil 14 auseinander und an die entsprechenden feststehenden Gegendichtflächen 26, 27 gepreßt. Die Größe der wirksamen Druckflächen 24, 25 des Druckraumes 21 und der Steuerflächen 26 und 27 sind so aufeinander abgestimmt, daß einerseits eine hinreichend große Anpreßkraft und eine gute Ab- dichtung der Schieberteile erzielt wird und daß andererseits eine bestimmte ölfihnstärke an den Steuerflächen 26, 27 erhalten bleibt und dort keine unmittelbare metallische Berührung erfolgt. Bei einer Umkehr der Drehrichtung der Kolbenpumpe sind die Strömungsrichtungen entgegengesetzt wie vorstehend erläutert und daher Druck- und Saugleitung miteinander vertauscht. In diesem Falle ist nicht mehr der Ringraum 21, sondern der zweite Ringraum 16 als Druckraum durch den Pumpendruck beaufschlagt, der in gleicher Weise wie vorher der Druckraum 21 die zum Abdichten der Schieberteile 12, 14 erforderliche Anpreßkraft erzeugt. Die wirksamen Druckflächen 28, 29 des Druckraumes 16 sind hinsichtlich ihrer Größe ebenfalls in der vorerwähnten Weise auf die Größe der Steuerflächen 26, 27 abgestimmt.
• Des weiteren ist zwischen den beiden Schieberteilen 12 und 14, eine Druckfeder 30 mit Vorspannung eingesetzt. Diese stellt sicher, daß auch beim Anfahren der Kolbenpumpe, wenn noch kein ausreichender Pumpendruck zur Beaufschlagung der Druckräume 21 oder 16 vorhanden ist, die beiden Schieberteile zumindest mit einer geringen Kraft an die Steuerflächen 26, 27 angepreßt werden.
• Die Druckräume 21 und 16 sind zwecks guter Abdichtung nach außen und gegeneinander mit Kolbenringen oder mit sogenannten O-Ringen 31, 32, wie in der F i g. 3 dargestellt, versehen. Bei nicht allzu großen Drücken wäre auch eine Abdichtung mittels Membranen denkbar.
• Nach einer besonderen Ausführungsforin gemäß F i g. 6 kann die Abdichtung aus einem zylindrischen Ringansatz 33 bestehen, der etwa mit dem Schieberteil 14 aus einem Stück gefertigt und so dünn bemessen ist, daß er sich unter der Wirkung der im Druckraum 21 befindlichen Druckflüssigkeit an die zylindrische Gegenfläche des Schieberteiles 12 dichtend anlegt.
• Es sei noch bemerkt, daß sich der vorstehend beschriebene Drehschieber nicht nur für Kolbenpumpen und Kolbenmotoren eignet, sondern darüber hinaus auch für andersartige, nach dem Verd-fängerprinzip arbeitende Pumpen und Motoren, beispielsweise für solche mit sogenannten Flügelzellen, und ferner für Druckmittelsteuerungen allgemeiner Art in Frage kommt, z. B. für Kolben mit schneller Hubbewegung, wie etwa bei Hubkolben, Hämmern, Shaping- und Hobehnaschinen, Maschinen zum Herstellen von Feilen und Sägen.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Drehschieber für eine schnellaufende mehrzylindrige Druckflüssigkeits-Schubkolbenmaschine (Pumpe oder Motor), insbesondere Radialkolbenmaschine, mit zwei axial unmittelbar nebeneinander angeordneten drehfest miteinander verbundenen Schieberteilen, deren außenliegende Steuerflächen, von denen eine ein stimseitiger Steuerspiegel ist, an entsprechenden Steuerflächen des feststehenden Maschinengehäuses dichtend anliegen, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Steuerflächen an gegenüberliegenden Stirnseiten der Schieberteile (12, 14) liegen, die mindestens einen koaxialen Druckraum (16, 21) begrenzen, der mit der Druckleitung (19, 20, 22, 23, 7) der Maschine in Verbindung steht, wodurch die Schieberteile auseinander und gegen die feststehenden Steuerflächen gepreßt werden.
2. 2. Drehschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckraum (16,21) in an sich bekannter Weise Ringdichtungen (31, 32) zur Abdichtung nach außen und gegen die Übrigen Druckräume aufweist (F i g. 3). 3. Drehschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtungen von je einem (14) der beiden Schieberteile (12, 14) angeordneten etwa zylindrischen Ringansatz (33) gebildet werden, der auf seiner inneren Zylinderseite (34) dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist und mit seiner äußeren Zylinderseite (35) an einer am anderen Schieberteil (12) befindlichen zylindrischen Begrenzungsfläche des Druckraumes (21) anliegt und so dünn bemessen ist, daß er sich unter der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes dichtend an die zylindrische Begrenzungsfläche anlegt (F i g. 6). 4.
3. Drehschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zwischen den beiden Schieberteilen (12, 14) angeordnete und diese auseinanderdrückende Feder (30) od. dgl. (F i g. 3). 5. Drehschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche des zweiten Schieberteiles (14) eine achsmittige Steueröffnung (8') sowie eine weitere hierzu konzentrische ringförmige Steueröffnung (22) aufweist, wobei jede dieser Steueröffnungen über je eine an der zugehörigen feststehenden Gegensteuerfläche angeordnete Steueröffnung mit der Saug- (8) bzw.
4. Druckanschlußleitung (7) der Maschine und außerdem mit je einer anderen der beiden nierenförmigen Steueröffnungen (18, 19) des Steuerspiegels des ersten Schieberteiles in Verbindung steht (F i g. 3, 4).
5. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 141873, 516 207; deutsche Ausleaeschrift Nr. 1020 525; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1742 400; österreichische Patentschrift Nr. 75 954; französische Patentschrift Nr. 992 693; USA.-Patentschrift Nr. 2 945 451.