DE1553004C3 - Steuerdrehschiebereinrichtung an einer Rotationskolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stcuerdrehschiebereinrichtung an einer Rotationskolbenmaschine, Pumpe oder Flüssigkeitsmotor, mit einem innenverzahnten Zahnring und einem unter Bildung von Verdrängerzellen damit kämmenden, einen Zahn weniger als dieser aufweisenden, außenverzahnten Innenzalinrad, das mit einer von seiner Zähnezahl bestimmten, gegenüber der Drehzahl der Hauptwelle (An- oder Abtricbswelle) der Maschine höheren Drehzahl im Zahnring kreist, wobei die Steuerdrehschiebercinrichtung zur richtigen Verbindung der mit jener höheren Drehzahl umlaufend sich vergrößernden und verkleinernden Verdrängerzellen mit einem Druck- und einem Niedcrdruckanschiuß an der Ma-

schine einen mit der Drehzahl der Hauptwelle rotierenden Steuerdrehschieber aufweist, der in einer mit zu den Zahnlücken des Zahnringes führenden Öffnungen versehenen Gehäusebohrung gelagert ist, deren Anzahl der Zähnezahl des Zahnringes entspricht, und ferner mit einer der doppelten Zähnezahl des Innenzahnrades entsprechenden Anzahl von Steueröl'fnungen bzw. -nuten versehen ist, von denen in abwechselnder Folge die einen mit dem Druck- und die

ίο anderen mit dem Niederdruckanschluß der Maschine verbunden sind und die durch dichtend an der Gehäusebohrungswand gleitende Längsstege voneinander getrennt sind.

Derartige Steuerdrehschiebereinrichtungen (s. die deutsche Patentschrift 1 19S750 oder die USA.-Patentschrift 3 087 436) werden beispielsweise bei Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingrilf benötigt, bei denen die Verdrängerzellen zwischen den Zähnen eines äußeren Zahnringcs und den einen Zahn weniger aufweisenden Zähnen eines inneren Zahnrades gebildet werden. Wenn der Steuerdrehschieber mit der Drehzahl des Schwerpunkts des Innenzahnrades rotiert, genügt eine große Öffnung für die Flüssigkeit höheren Drucks und eine große Öffnung für die Flüssigkeit niedrigeren Drucks. Rotiert der Drehschieber mit der Drehzahl des Innenzahnrades, benötigt man eine der Zähnezahl des Innenzahnrades entsprechende Zahl von Öffnungen für Flüssigkeit höheren Drucks und eine gleich große Zahl von Öffnungen für Flüssigkeit niedrigeren Drucks. Diese Öffnungen befinden sich vorzugsweise auf dem Steuerdrehschieber.

Bei derartigen Steuerdrehschiebereinrichtungen tritt das Problem auf, daß beim Übersteuern der vorderen Kante der Verteileröffnung durch eine Öffnung höheren Drucks ein Druckstoß erfolgt, der sich bei einer Pumpe im hydraulischen System und bei einem Motor in einem kurzen mechanischen Schlag an der Welle äußert. Zur Vermeidung derartiger Druckstöße ist es bei Verdrängerpumpen anderer Bauart (USA.-Patentschriften 2 511573 und 2 289 865 und deutsche Patentschrift 659 943) bekannt, Vorverbindungsnuten an den Auslaß- bzw. Steueröffnungen vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Druckstöße bei einer Steuerdrehschiebereinrichtung der eingangs erwähnten Art weitgehend zu vermeiden.

Die Erfindung besteht darin, daß nur an jedem zweiten Längssteg zwischen den Steuernuten bzw. -öffnungen diese nur örtlich in Umfangsrichtung verbreiternde Überbrückungseinschnitte kleinen Öffnungsquerschnitts vorgesehen sind.
Wie festgestellt wurde, beruhen die Druckstöße darauf, daß beim Übersteuern der Vorderkante der Vertcileröffnungen nahezu schlagartig der volle Druck in den Verdrängerzellen wirksam wird (Motor) oder der in den Verdrängerzellen erzeugte Druck in das System übergeleitet wird (Pumpe). Durch die Überbrückungsabschnitte wird dieser plötzliche Öffnungsstoß abgeschwächt, da der Druckaufbau bereits beginnt, wenn sich der Übcrbrückungseinschnitt unter die gegenüberliegende Öffnung schiebt. Ferner wird durch diese Maßnahme erreicht, daß die Breite der Stege zwischen den Steuernuten bzw. -öffnungen um soviel größer als die Breite der zu den Zahnlücken führenden Öffnungen gewählt werden kann, daß unter Berücksichtigung aller Herstellungs- und Be-

triebstoleranzen keine wesentlichen Leckverluste zu befürchten sind. Trotzdem kann sich über die als Drosseln wirkenden Überbrückungseinschnitte kleinen Querschnitts der hohe Druck abbauen, der in einer Verdrängungszelle auftritt, wenn in ihr und im anschließenden Kanal Flüssigkeit eingeschlossen ist und noch eine weitere Verkleinerung des Zellenvolumens eintritt.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die Überbrükkungseinschnitte von zwei benachbarten Steuernuten bzw. -öffnungen her in Umfangsrichtung in jeden zweiten Steg paarweise gegeneinander gerichtet ragen. Damit erreicht man, daß auch bei einer Drehrichtungsumkehr die geschilderten Vorteile erhalten bleiben. Trotzdem ist nur jeder zweite Steg in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltet.

Die Überbrückungseinschnitte können sich in Umfangsrichtung von den Steuernuten bzw. -öffnungen aus dreieckförmig verjüngen. Hierdurch weicht die steile Druckanstiegsflanke einem knickfreien allmählichen Übergang.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Rotationskolbenmotor mit Kämmeingriff im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Querschnittsebene A-A in F i g. 1 und

Fig.3 einen Teil des Steuerdrehschiebers in Abwicklung.

Ein Gehäuse 1 trägt an der einen Seite einen durch Schrauben 2 befestigten Deckel 3 und an der anderen Seite, ebenfalls durch Schrauben 4 befestigt, eine Zwischenscheibe 5, einen Zahnring 6 und einen Dekkel7. Im Gehäuse 1 ist ferner ein Eintrittsstutzen bzw. eine Eintrittsöffnung 8 für das zuströmende Drucköl9 und ein nicht veranschaulichter Austrittsstutzen bzw. eine Austrittsöffnung für das Ablauföl 10 vorgesehen.

Mit den nach innen gerichteten Zähnen des Zahnringes 6 kämmen die nach außen gerichteten Zähne eines Innenzahnrades 11, das einen Zahn weniger als der Zahnring besitzt und dessen Drehbewegung eine Kreisbewegung seines Schwerpunktes überlagert ist. Um die Drehbewegung des Innenzahnrades 11 an eine Hauptwelle 12 übertragen zu können, ist eine die Kreisbahnbewegung des Schwerpunkts ausgleichende Gelenkwelle 13 mit dem Innenzahnrad verbunden, deren anderes Ende in einen Steuerdrehschieber 14 eingreift. Dieser ist fest mit der Hauptwelle 12 verbunden.

Im Steuerdrehschieber sind zwei Umfangsnuten 15 und 16 vorgesehen. Die Umfangsnut 15 steht mit dem Eintrittsstutzen bzw. der Eintrittsöffnung 8 und die Umfangsnut 16 mit dem Austrittsstutzen bzw. der Austrittsöffnung dauernd in Verbindung. Am Umfang des Steuerdrehschiebers 14 sind abwechselnd Steuernuten bzw. -öffnungen 17, die mit der UmfangsnutlS in Verbindung stehen, und Steuernuten bzw. -öffnungen 18, die mit der Umfangsnut 16 in Verbindung stehen, vorgesehen. Bei den Steuernuten bzw. -öffnungen handelt es sich um Längsnuten, d. h. um zur Achse des Steuerdrehschiebers parallele Nuten. Die Zahl der Nuten 17 und 18 entspricht jeweils der Zähnezahl des Innenzahnrades 11. Im Gehäuse sind Öffnungen 19 vorgesehen, die über Kanäle 20 zu den Zwischenräumen zwischen den benachbarten Zähnen des Zahnringes 6 führen. Die Zahl der öffnungen 19 entspricht daher der Zähnezahl des Zahnringes 6. Demzufolge werden die Verdrängerzellen 21 zwischen den Zähnen des Zahnringes 6 und des Innenzahnrades 11 abwechselnd mit dem Zulauf 9 und mit dem Ablauf 10 derart verbunden, daß sich eine kontinuierliche Drehung des Motors ergibt. Wenn umgekehrt Leistung an der Welle 12 zugeführt wird, arbeitet die Maschine als Pumpe.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Steuernuten 17 Öffnungen höheren Drucks und die Steuernuten 18 Öffnungen niedrigeren Drucks, die abwechselnd mit den Verteileröffnungen 19 in Kontakt kommen. Überbrückungseinschnitte 22 erstrecken sich von einer Seite jeder Öffnung 17, 18 in Umfangsrichtung in jeden zweiten Längssteg 24 zwisehen den Öffnungen 17, 18. Der Querschnitt dieser Überbrückungseinschnitte 22 ist sehr klein. Infolge der Tetraeder-Form der Einschnitte ergibt sich eine dreieckförmige Öffnung, verbunden mit einer pyramidenförmigen Querschnittserweiterung in Richtung auf die jeweilige Öffnung 17 bzw. 18. Wie man aus F i g. 2 erkennen kann, kommt bei der eingezeichneten Drehrichtung des Steuerdrehschiebers 14 die Öffnung 17 höheren Drucks bald mit der Verteileröffnung 19 in Berührung, wobei der zugehörige Uberbrückungseinschnitt 22 den Druckstoß mildert, wenn die vordere Kante 23 der Verteileröffnung 19 übersteuert wird.

Wenn der Motor in entgegengesetzter Drehrichtung laufen soll, werden die äußeren Anschlüsse vertauscht, d. h., der Zulauf erfolgt bei 10 und der Ablauf bei 9. Dann sind die Steuernuten 18 die öffnungen höheren Drucks, und der Steuerdrehschieber dreht in entgegengesetzter Richtung. Für diesen Fall sind die Überbrückungseinschnitte 22 an den öffnungen 18 vorgesehen, die den Uberbrückungseinschnitten an den öffnungen 17 zugewandt sind.

Bei nur einsinnig drehenden Motoren oder Pumpen genügen einseitig angebrachte Einschnitte 22 nur an den Öffnungen 17.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuerdrehschiebereinrichtung an einer Rotationskolbenmaschine, Pumpe oder Flüssigkeitsmotor, mit einem innenverzahnten Zahnring und einem unter Bildung von Verdrängcrzellcn damit kämmenden, einen Zahn weniger als dieser aufweisenden, außenverzahnten Innenzahnrad, das mit einer von seiner Zähnezahl bestimmten, gegenüber der Drehzahl der Hauptwelle (An- oder Abtriebswelle) der Maschine höheren Drehzahl im Zahnring kreist, wobei die Steuerdrehschiebereinrichtung zur richtigen Verbindung der mit jener höheren Drehzahl umlaufend sich vergrößernden und verkleinernden Verdrängcrzellcn mit einem Druck- und einem Niederdruckanschluß an der Maschine einen mit der Drehzahl der Hauptwelle rotierenden Steuerdrehschieber aufweist, der in einer mit zu den Zahnlücken des Zahnringes führenden Öffnungen versehenen Gehäusebohrung gelagert ist, deren Anzahl der Zähnezahl des Zahnringes entspricht, und ferner mit einer der doppelten Zähnezahl des Inncnzahnrades entsprechenden Anzahl von Steueröffnungen bzw. -nuten versehen ist, von denen in abwechselnder Folge die einen mit dem Druck- und die anderen mit dem Niederdruckanschluß der Maschine verbunden sind und die durch dichtend an der Gehäusebohrungswand gleitende Längsstege voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß nur an jedem zweiten Längssteg (24) zwischen den Steuernuten bzw. -öffnungen (17, 18), diese nur örtlich in Umfangsrichtung verbreiternde, Uberbrückungseinschnitte (22) kleinen Öffnungsquerschnitts vorgesehen sind.

2. Steuerdrehschiebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Uberbrückungseinschnitte (22) von zwei benachbarten Steuernuten bzw. -öffnungen (17, 18) her in Umfangsrichtung in jeden zweiten Steg paarweise gegeneinander gerichtet ragen.

3. Steuerdrehschiebereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungseinschnitte (22) sich in Umfangsrichtung von den Steuernuten bzw. -öffnungen aus dreieckförmig verjüngen.