DE2111707C3 - Druckwandler zur UEbertragung von Druecken zwischen zwei hydraulisch voneinander isolierten Drucksystemen mit zwei mechanisch miteinander gekoppelten Verdraengermaschinen - Google Patents

Description

Ui

zuführen. Das gegenüberliegende Ende des Zylinders ist an den Tank 15 angeschlossen. Die Richturp in welche sich der Preßkolben 14 bewegt wird durch ein herkömmliches Vier-Wcge-Venlil 16 gesteuert durch welches die Richtung des Fliissigkeitsnusses /u dem Prcßkolben umgekehrt werden kann. Der Druck der in der Flüssigkeit herrscht, die der Hochdruck scite des Preßkolbens zugeführt wird, wird durch ein Rückschlagventil 17 gesteuert.

Der Druckwandler fO enthält eine Verdtam-erem heit I«, d.h. einen Axialkolbenmotor, dessen'Rotor mechanisch mit dem Rotor einer Verdrängereinh-it 12, d. h. einer Axialkolbenpumpe, »,ekuppefi ist Die Ausiaßöffnung20 c_-r Pumpt \2 ist" über einen Flüssigkeitskanal 21 über ein in einer ' chtung wirkendes Sperrventil 22 mit dem Druckka;..,= 23 des Steuerkreises 9 verbunden. Die f-'neii-jsofTnung 18 der Pumpe ist über den FIus- \_?k>·^.., -_ilia\ I_{9 an den Tnnk} 15 angeschlossen. Sofar— der Druck in dem Kanal 23 grüßer ist als an P^ck in dem Kanal 21, bleibt das in einer Riet ;_ wirkende Sperrventil 22 gesci.iosscn, so daii der Ausgangsöffnung 20 der Pumpe 12 keine Flüssigkeit entnommen wird. Sollte jedoch der i>;uck in dem Druckkanal 23 c'.;s Hauptst. uerkrc!M-s unter den im Kanal 21 herrschenden Druck sinken, so öffnet sich das Sperrventil 22 und gestattet einen Flüssigkeitsstrom von der Pumpe 12 zum Steu.-rkrcis 9, wodurch der Druck im Steuerkreis 9 aufrechterhalten wird.

nie Verdrangereinheiten il und 12 sind idenlische hyii. julische Maschinen mit Axialkoiben und können beule entweder als Pumpe oder Motor arbeiten. Jedoch in der Zusammenschaltung in dem Flüssigk itskrciv der durch Fi f 1 veranschaulicht wird, arbeitet di F.inheitll als Motor und d;-> Einheit 12 als Pl .pe.

Die Pumpe 12 und der Motor 11 sind herkömmliche Maschinen, die aus diesem Grunde nicht in allen Einzelheiten beschrieben werden. LJm die Beschreibung zu vereinfachen, wird lediglich die Axialkolbenpumpe 12 beschrieben. Die entsprechend- η Teile des Motors 11 sind mit den gleichen Bc/ugsjteichen versehen, die zur Unterscheidung lediglich einen Index erhalten haben.

Die VerGrangereinheh 12, die ais Pumpe arbeitet. cnlhält ein äußeres Gehäuse 32, das aus verschiedenen Teilen aufgebaut ist, tiie in geeigneter Weise durch nicht dargestellte Ankerbolzen miteinander verbunden sind. Zu dem Gehäuse 32 gehört ein Kopf J5, der eine Einlaßöffnung 18 und eine Auslaßöffnting 2w cmhäii, von denen jede mit einem herkömmlichen Kupplungsglied versehen ist.

Ein gewöhnlich ringförmiger Zylinderblock < dci eine Trommel 36 ist im Inneren des äußeren Gehäuses 32 untergebracht und kann darin Anrch φ,. C₅ Antriebswelle 37 gedreht werden. Zu diesem Zweck Ist die Welle 37 an ihrem Ende mit äußeren Nuten 38 ♦ersehen, welche in Eingriff mit inneren Nuten stellen, die sich an der Buchse 39 befinden. Die Buchse 39 ist ihrerseits axial gelagert in einer in l.ängv.chlung « /laufenden zentralen Bohrung 41 im ringför migen Zylinder. Die Buchse 39 ist mittels einer nicht dargestellten Keilverbindung mit der Zylindertrommel 36 so verbunden, daß sic diese antreibt. Die Buchse 39 hat an ihrem äußeren Ende eine ühcrslehende Fläche 43. Eine Feder 44 ist zwischen der überstehenden Fläche 43 und dem Ende der Welle 37 gelagert. Die Buchse 39 hat ferner einen radialen 707

Flansch 40, der in einer ringförmigen Aussparung an der einen Frontseite des Zylinders 36 gelagert ist, am axiale Bewegungen des Zylinders 36 in einer Richtung zu verhindern. Die gegenüberliegende Frontseite des Zylinders 36 ist eingreifbar mit und gleitbar an der inneren Frontseite des Kopfes 45, und zwar auf einer Fläche 46, so daß d'-r Zylinder in einer fixierten axialen Lage innerhalb des äußeren Gehäuses verbleibt.

Der Zylinder 36 ist mit einer Mehrzahl von axial liegenden Zylindern oder Bohrungen 47 versehen, die kreisförmig angeordnet sind. Diese Bohrungen 47 bilden Kammern, welche abwechselnd mit der Einlaßöffnung 18 und der Auslaßöffnung 20 während der Rotation des Zylinders 36 in Verbindung stehen.

In den Bohrungen 47 befinden sich Kolben 48. Die Kolben werden in den Bohrungen mittels einer Schiefscheibe 53 hin- und herbewegt. Jeder Kolben 48 we'St einen Kugelkopf 51 auf, der über den Zylinder 36 hinausragt und von entsprechend geformten Aussparungen aufgenommen wird, die in die Schuhe 52 eingeformt sind. Dada^r h sind Gelenkverbindungen zwischen den Kolben 48 und den Schuhen 52 hergestellt. Die Schuhe 52 gleiten auf der Oberfläche einer Schiefscheibe 53 bei der Rotation des Zylinders 36 und der darin befindlichen Kolben 48. Die Schiefcheibe 53 ist in geeigneter Weise mitte!« eines Halierings 56 in dem Gehäuse 32 befestigt. Die Aufrechterhaltung der Verbindung der Schuhe 52 mit der Schiefscheibe 53 wird durch eine Halteeinrichtung 57 bewirkt, zu der ein Ring 58 gehört, der an einem radialen Flansch 59 anliegt, der aus einem Teil mit dem Schuh 52 gefertigt ist.

An ihren inneren Enden sind die Wellen 37, 37' der beiden Vtrdrängereinheiten 11,12 durch eine Verbindungswelle 29 mechanisch miteinander verbunden. Die Welle 29 ist an beiden Enden mit Nuten versehen und wird von genuteten Bohi ungen 60, 60' in den Antriebswellen aufgenommen.

An ihrem inneren Ende läuft die Antriebswelle 37 im Gehäuse 32 adf Kugellagern 63,63'. Zwischen der Antriebswelle und dem innersten Kugellager 63 ist ein flüssigkeitsdichter Verschluß 64 angebracht, um ein Eindringen von Leckflüssigkeiten von der Pumpe zum Motor oder umgekehrt, zu verhindern. Folglich können die Antriebsflüssigkeiten beider Systeme verschieden sein, es kann s( gar auf der einen Scite ein Gas und auf der anderen Seite eine Flüssigkeit verwendet werden. Um die Trennung des Pumpenflüssigkeitssystems von dem Motorflüssigkeitssystem sicherzustellen, kann die Kammer 65 zwischen den beiden Einheiten über dk. Öffnung 66 der Pumpe oder die ö^nuwg 66' des Motors mit einem Flüssig-Ueitsablauf verbunden werden. Die Öffnungen sind mit t\pr lfammor^S iiHor A'ict WIe»ni* (fi &T is*>rhuM

den Wie in der F i g. 1 angedeutei, sind die Öffnungen 66 und 66' im Verbindungsbolzen 68 und 68' vorgese". ;n.

Das Innere der Pumpe 12 in dem Gehäuse 32 ist über einen Verbindungsweg 71 und einen Flüssig keitsverbinder 72 mit der Abflußöffnung 70 verhun den. In entsprechender Weise ;.;t der Innennrum <K' Motors 12 über einen Flüssigkeitsweg 71' und einen Fiüssigkeitsverbinder ΊΙ' mit der Abflußöffnung 70' verbunden icue durch Toleranzspalte in der Tunipi oder dem Motor entweichende Flüssigkeit wird ;iuf diese Weise bei atmosphärischem Druck aus iii Pumpe bzw dem Motor abgeführt.

Als Beispiel für einen Flüssigkeitskreis, bei dem Gehäuseabfluß 70 in Verbindung, Das Loch 90 ist in der Druckwandler!» als hilfsweisc Flüssigkcilslei- axialer Richtung derart angeordnet, daß es während tungsquelle eingesetzt werden kann, sei angenommen. feines großen Teils des Saugr und Entlade- oder daß ädici Pumpe 13 Flüssigkeit unter einem Druck äf|pruckliii|)<! iiesiKnibens uJ^!isi.dDürcli die gcwojUc

^oni^iiskg/c^^nn^^cn-iPrdSkplbenll^lJicfert,· Die ^Spmlcitiing, .onc^^M^Km^^M^^^^m

ffpumpcfl2 iwird dann so eirigestelltStla'ß sie in der jffPumpcrigehäuscf'M^

iRrvcklcitiing"2|i^:^lüssigkcH!iZur· VerfugÜngjStellii.de-. ||wrd\eirrefchJLu(^

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Isicirep^

*^TSpcrτνίκηϊίϊ 22 würde^sc&ö

Druck in der Leitung 23 den Druck in der Leitung 21 bleibt. Wenn eine FlüssigkcilsKbnahmc stattfindet übersteigt. ^un(1 das Sperrventil 22 sich öffnet, dann liefert die Eine Pumpe 80 dient dazu, unter Druck stehende Pumpe 12 die verlangte Flüssigkeit an den Steuer-Flüssigkeit über die Flüssigkeitsleitung 82 dem Mo- kreis 9, ohne daß ein Übergang vom Stillstand zur tor 11 zuzuführen. Ein Druckrückschlagvcntil 83. das 15 Drehung notwendig ist. Vielmehr beginnt das Aggre an der Leitung 82 angeschlossen ist, hält die Druck gat lediglich schneller zu laufen und befriedigt so den seile des Motors auf einem Druck von annähernd Bedarf des Slcucrkrciscs» sehr gleichmäßig und

196 kg/cm«. Die Hicdcrdrucköffnung des Motors ist stoßfrei.

über die Leitung 84 an den Tank 85 angeschlossen. Die Größe des Lochs 90 ist so gewählt, daß es

von dem aus die Flüssigkeit von der Pumpe 80 an- *» einen zusätzlichen Lcckölslrom verursacht, der den

gesaugt wird. Unter normalen Arbeitsbedingungen. normalen Lcckölstrom der Pumpe ergänzt, um einen

d. h. wenn das Sperrventil 22 geschlossen ist, erfolgt genügend großen Fluß zu erhalten, der die Pumpe in

kein Flüssigkeitstransport von dem Druckwandler IO langsamer Rotation erhält. Wenn z. B. die minirrr.'i.·

zu dem Steuerkreis 9. Um eine geringe Rotations- Geschwindigkeit der Pumpe bei einem Druck von

geschwindigkeit der Pumpe 12 und des Motors 11 25 196 kg/cm- 4(S(I Umdrehungen in der Minute betrügt

aufrechtzuerhalten, wenn keine Flüssigkcitsabnahme und wenn 338 Liter pro Minute erforderlich sind, um

von der Pumpe 12 stattfindet, wird ein bestimmtes diese L'-.idrebungszahl aufrechtzuerhalten, so ist das

Maß an inneren Leckverlusten in der Pumpe künst- Loch 90 so /ti bemessen, daß es einen Lcckölstrom

lieh verursacht. In der hier dargestellten bevorzugten erzeugt, der gleich ist der Differenz zwischen dem

Ausführungsform der Erfindung werden diese be 30 normalen Lcckölslrom der Pumpe bei 196 kg/un-

wußt eingeführten Leckverluste in der Pumpe 111 da und 338 Liter pro Minute. Der Lcckölslrom wird aus

Weise hergestellt, daß ein radiales Loch 9fl (F 1 g 2) dem Gehäuse durch die Abflußöffnung 72 in den

in jedem Kolben 48 der Pumpe 12 vorgesehen ist. Tank iS zurückgeführt, in alternativer Weise kann es

Wenn der Kolben, wie dies Fi g. 2 zeigt. %«rJi in auch direkt mittels einer geeigneten Öffnung im Pum

seiner herausgezogenen Lage befindet, tritt das rs 35 pciigehiisisi· 32 an die Einfaßscitc der Pumpe gclriu-i

dialc Loch 90 über das Innere des Zylinders mit dom werden

llier/u I Blatt Zeichnungen

Claims (3)

2 ill 707 1 2 dynamische Reibung des sich drehenden Aggregats. Patentansprüche: Im schlimmsten Falle kann dieses Tuckern oder diese intermittierende Arbeitsweise so stark sein, daß das

1. Druckwandler zur Übertragung von Drücken ganze Flugzeug vibriert.

zwischen zwei hydraulisch voneinander isolierten 5 Es ist im übrigen in der Hydraulik bekannt, Druck-Drucksystemen mit zwei mechanisch miteinander stoße in Förderleitungen von hydrostatischen Pumpen gekoppelten Verdrängermaschinen, von denen die durch Anordnung eines kunstlichen Lcckölstroms zu eine Verdrängermaschine mit dem ersten Druck- dämpfen (deutsche Offenlcgungsschrift i 403 752 und system und die andere Verdrängermaschine mit deutsche Offenlegungsschrift 1 400 627). Dabei handcm zweiten als Hilfsdmckeinheit dienenden to deit es sich jedoch um eine grundsätzlich andere fVo-Drucksystem hydraulisch verbunden ist, wobei blemstcllung als beim hier behandelten Gegenstand, beim Unterschreiten eines bestimmten Drucks im Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, jedes

ersten Drucksystem der Druckwandler vom Hilfs- Tuckern und jede intermittierende Start-Stoppdrucksystem getrieben wird und die mit dem Arbeitsweise eines Druckwandlers der eingangs ge ersten Drucksystem verbundene Verdränge rein- 15 nannten Art zu vermeiden.

heit als druckerhöhende Zusatzpumpe wirkt, da- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

durch gekennzeichnet, daß die mit löst, daß die mit dem ersten Drucksystem hydraulisch dem erste« Dmcksystcrn (13,14} hydraulisch ge- gekoppelte Verdrängcrcinheit zur fcrzielung einer koppelte Verdrängereinheit (12) zur Erzielung stetigen Drehung des Drucl-wandlers mit niedriger einer stetigen Drehung des Druckwandlers (10) ao Drehzahl mit einer Vorrichtung zur Erzielung eines mit niedriger Drehzahl mit einer Vorrichtung zur künstlichen Lecknistroms ausgestattet ist.
Erziehung eines künstlichen Leckölstroms ausge- Die Verdrängereinheiten des Druckwandlers kön

stattet ist. ner als Axialkolbencinheitcn ausgebildet sein, wobei

2. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch der künstliche Leckrilstrom durch Auslaßöffnungen gekennzeichnet, daß die Verdrängereinheiten (11, 25 im Pumpenkolben erzeugt werden kann. Der kürtst 12) des Druckwandlers als Axialkoibcneinheitcn liehe Leckölstrom reicht aus. den hydraulischen Moausgcbiidet sind. tcr und die Pitmpe in .Ui'ndiger Rotation bei . -ner

3. Druckwandler nach Anspmch 1 oder 2, da- vorbestimmten geringen Geschwindigkeit zu halten, durch gekennzeichnet, daß der künstliche Leck- und zwar auch dann, wenn die Auslui!öffnung der ölstrom durch A "islaßöffnungen (90) im Pumpen- 30 Pumpe vollkommen geschlossen ist. Wird die Auskolben (48) erzeugt wird. Iaßöffnung der Pumpe geöffnet und der Pumpe Flüssigkeit entnommen, so begegnet das Druckwandlcr-

aggregat diesem Bedarf durch einen gleichmäßigen

und stoßfreien Geschwindigkeitszuwachs ohne die 35 Notwendigkeit eines Übergangs vom Stillstand in die

Die Erfindung betrifft einen Druckwandler zur Drehung.

Übertragung von Drücken zwischen zwei hydrau- Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht

lisch voneinander isolierten Drucksystcmcn mit zwei dann, daß durch sie alle unerwünschten Vibrationen mechanisch miteinander gekoppelten Verdrängerma- beseitigt werden. Darüber hinaus wird durch die Erschinen, von denen die eine Verdrängermaschine mit 40 findung erreicht, daß der Druckwandler imstande dem ersten Drucksystem und die andere Verdränger- ist, unter Drutk stehende hydraulische Flüssigkeit an maschine mit dem zweiten als Hilfsdruckeinheit die- einen Steuerkreis sehr gleichmäßig und bei einer nenden Drucksystem hydraulisch verbunden ist. wo- minimalen DnickdifTgreaz zwischen ihm und dem bei beim Unterschreiten eines bestimmten Drucks im Steuerkreis abzugeben.

ersten Drucksystem der Druckwandler vom Hilfs- 45 Ein Ausführungsbcispicl der F.rfindung ist in der drucksystem getrieben wird und die mit dem ersten Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher Drucksystem verbundene Verdrängereinheit als beschrieben Es zeigt
druckerhöhende Zusatzpumpe wirkt Fig. 1 einen Axials.«nitt eines Druckwandlers mit

Druckwandler dieser Art, wie =«» 2. B. durch dk zwei mechanisch miteinander gekoppeltes Vsfdräsamerikanische Patentschrift 3 369 491 bekannt sind. 50 gerrraschinen (Pumpe. Motor) und eine schemaiische werden heute allgemein in Flugzeugen verwendet. Darstellung des mit dem Druckwandler verbundenen damit die hydraulischen Antriebe stets in einsät/- hydraulischen Kreises und

bereitem Zustand sind. Der Druckwandler muß dabei Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen

ständig mn einem Druck, der nur geringfügig nicdri- Kolben und Kolbcnschuh ues Pumpenteiis acs uruckgcr ist als der normale Arbeitsdruck im Steuerkreis. 55 wandters gemäß F i g. I

in Bereitschaft stehen. Das bedeutet, daß bei dem Der Druckwandler Iu dient als hilfsweise Lci-

Zustand, in dem keine oder n»r sehr wenig Flüssig- stungsvcrsorgungsquelle für einen hydraulischen keil dem Druckwandler entnommen wird, innere Steuerkreis 9.

Leckverluste in seiner Pumpe einen langsamen Immer, wenn der Druck im Steuerkreis f unter

Druckabfall verursachen. Die dabei auftretende 60 einen vorbestimmten Wert fällt, speist der Druck-Druckdifferenz zwischen der Pumpe und dem Motor wandler 10 unter dem vorbestimmten Druck stehende überwindet schließlich die statische Reibung des Flüssigkeit in den Steuerkreis. Aggregats, so daß Pumpe und Motor sich zu drehen Ein als Beispiel dienender hydraulischer Stcuer-

bcginr.cn, um den Druck am Fumpenausgang wieder kreis 9 des Typs, mii dein der Dfückwimuiet f@ als auf den vorgeschriebenen Wert zu bringen. Dieser 65 Hiifsvcrsorgungsquclle verwendet werden konnte, Zustand ist bekannt als »Tuckern«, das dadurch vcr- enthält eine Pumpe 13, die dazu dient, unter Druck ursacht wird, daß die für das Anlaufen maßgebende stehende Flüssigkeit dem einen Ende des Zylinders statische Reibung des Aggregats größer ist als die eines hydraulischen Motors oder Preßkolbens 14 zu·