Radialkolbenmaschine

Abstract

 Die Axialkolbenmaschine weist einen Rotor (18) auf, in dem in etwa radial verlaufenden Bohrungen (17) Kolben (16) angeordnet sind, die sich über Gleitschuhe (15) an der Innenseite eines im Gehäuse (10) der Maschine angeordneten Hubrings gleiten. An den Grund der Bohrungen (17) schließen sich im Rotor (18) axial verlaufende Bohrungen (26) an, die über einen zwischen Rotor und Gehäuse angeordneten Steuerspiegel (32) mit Ein- und Auslaßkanälen (28, 29) in Verbindung stehen. Zur spaltfreien Abdichtung zwischen Steuerspiegel (32) und Rotor ist eine Dichteinrichtung vorgesehen, die aus einer Ausgleichsplatte (39), einem Dichtring (43) und einem Kolben (41) besteht, auf den ein in den Bohrungen (26) angeordnetes Federelement (42) einwirkt. Dieses drückt den Dichtring (43) über den Ausgleichskolben (41) dicht an die Ausgleichsplatte, welche spaltfrei am Steuerspiegel anliegt.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Radialkolbenmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen Maschinen ergibt sich die Schwierigkeit, daß die hierbei zwangsläufig auftretenden Axialkräfte auf die Bauteile Steuerspiegel und Rotor abhebend wirken. Diesen Axialkräften entgegen wirkt ein Axiallager. Jedoch entsteht zwischen Steuerspiegel und Rotor aufgrund von Fertigungstoleranzen, Bauteilverformungen und Verschleiß während des Betriebs ein Spalt, über den Leckagen fließen können. Dieser Spalt ändert infolge Belastungsänderungen und Verschleiß laufend seine Größe.

Vorteile der Erfindung

[0002] Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine mit dem kennzeichnenden Merkmal hat demgegenüber den Vorteil, daß die Leckagen an den obengenannten Teilen durch eine spaltverschließende Einrichtung wesentlich verringert werden. Diese durch den Ausgleichskolben erzielte Maßnahme wird unter anderem dadurch unterstützt, daß die Ausgleichskolben nicht nur durch ein Federelement belastet sind, sondern daß sie im Betrieb druckmittelbeaufschlagt sind, da sie sich auf der Druckseite befinden.

[0003] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Radialkolbenmaschine, in Figur 2 eine Einzelheit, die in Figur 1 nicht im Detail dargestellt und mit A bezeichnet ist.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0004] In Figur 1 ist mit 10 das Gehäuse einer Radialkolbenpumpe bezeichnet, das einen zylindrischen Innenraum 11 aufweist, welcher durch einen Deckel 12 verschlossen ist. Im Innenraum 11 ist ein Hubring 13 angeordnet, dessen Innenseite 14 ballig ausgebildet ist. An der Innenseite 14 liegen Gleitschuhe 15 an, auf denen sich Kolben 16 abstützen, die in etwa radial verlaufenden Bohrungen 17 eines Rotors 18 gleiten. Dieser ist drehfest auf einer Antriebswelle 19 befestigt, welche einerseits in einem Gleitlager 20 des Gehäuses 10, andererseits in einem Gleitlager 21 des Deckels 12 gelagert ist. Angetrieben wird die Welle 19 über eine Klauenkupplung 22, und zwar über eine Antriebswelle 23, die in einem Doppelkugellager 24 des Deckels 12 gelagert ist.

[0005] In die die Kolben 16 aufnehmenden Bohrungen 17 dringen von der dem Deckel 12 abgewandten Seite her axial im Rotor 18 ausgebildete Bohrungen 26 ein. Im Gehäuse 10 sind zwei einander gegenüberliegende Ein- und Auslaßkanäle 28 bzw. 29 ausgebildet. Diese haben zuerst einen radialen Verlauf und gehen in der Nähe des Gleitlagers 20 in einen axialen Verlauf über. Die Mündungen 30 bzw. 31 dieser Kanäle sind in bekannter Weise bogenförmig ausgebildet; die Bohrungen 26 im Rotor 18 korrespondieren mit diesen Kanalmündungen. Zwischen diesen und dem Rotor 18 ist jedoch noch ein Steuerspiegel 32 angeordnet, der ebenfalls zwei bogenförmige Schlitze 33, 34 aufweist. An dem dem Deckel 12 gegenüberliegenden Ende der Welle 19 ist eine Einrichtung 32 zur Aufnahme des Axialschubausgleichs angeordnet. Sie ist nicht weiter beschrieben, da nicht erfindungswesentlich. Sie liegt in einer zylindrischen Ausnehmung 36 am Ende des Gehäuses 10, welche durch einen Deckel 37 verschlossen ist.

[0006] In Figur 1 ist die Partie um den Steuerspiegel 32 vereinfacht dargestellt. Sie ist mit A gekennzeichnet und in Figur 2 näher erläutert.

[0007] Bei derartigen bekannten Maschinen ergibt sich die Schwierigkeit, daß sich zwischen Rotor und Steuerspiegel ein Spalt bildet, welcher zu Leckverlusten führt, was den Wirkungsgrad der Maschine negativ beeinflußt. Durch die im folgenden beschriebene Einrichtung wird diese Leckage weitestgehend verhindert. Diese Einrichtung weist eine neben dem Steuerspiegel 32 liegende und dem Rotor 18 zugewandte Ausgleichsplatte 39 auf, welche ähnlich wie der Steuerspiegel 32 ausgebildet ist. Vor der Mündung jeder Bohrung 26 an der Stirnseite des Rotors befindet sich eine zylindrische Erweiterung 40, in der ein ringförmiger Ausgleichskolben 41 angeordnet ist, welcher im Querschnitt die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweist, wobei die schräge Seite der Ausgleichsplatte 39 zugewandt ist. Der Ausgleichskolben besteht aus einem verhältnismäßig festen Material, auf ihn wirkt eine in der Erweiterung 40 angeordnete Druckfeder 42 ein, die ihn mit seiner schrägen Seite gegen die schräge Seite eines Dichtrings 43 drückt, welcher ebenfalls in der Erweiterung 40 angeordnet ist. Er besteht aus einem elastischen Werkstoff, hat im Querschnitt ebenfalls die Form eines rechtwinkligen Dreiecks, wobei die schräge Seite an derjenigen des Ausgleichskolbens 41 anliegt. Die Feder 42 drückt über den Ausgleichskolben 41 den Dichtring 43 an die Ausgleichsplatte 39. Damit wird der normalerweise bestehende Spalt S zwischen Rotor 18 und Gehäuse 10 bzw. Steuerspiegel 32 abgedichtet.

[0008] Die in jeder Bohrung 26 bzw. den Erweiterungen 40 angeordneten Ausgleichskolben werden, wenn sie sich im Betrieb gerade auf der Druckseite befinden, in Richtung der Federkraft systemdruckbeaufschlagt. Diese Kraft, resultierend aus dem Produkt aus Ringfläche eines Ausgleichskolbens, Systemdruck und Anzahl der gerade druckbeaufschlagten Ausgleichskolben bewirkt, daß Steuerspiegel 32 und Ausgleichsplatte 39 aufeinandergepreßt werden und der axiale Spalt S verschlossen wird. Die Ausgleichskolben 41 samt den Dichtringen 43 haben somit die Funktion zu erfüllen, Ausgleichsplatte 39 und Steuerspiegel 32 so aufeinanderzupressen, daß - wie oben ausgeführt - der Spalt S verschlossen wird. Die Ausgleichskolben 41 üben auf die Dichtringe 43 sowohl eine axiale wie auch eine radiale Kraft aus, so daß diese an die Außenwand der Erweiterungen 40 angedrückt werden. Die so gefundene Lösung ist, wenn man die Leckverluste betrachtet, trotzdem kostengünstig.

Ansprüche

1. Radialkolbenmaschine mit einem von einer Antriebswelle (19, 23) angetriebenen Rotor (18), der in etwa radial verlaufenden Bohrungen (17) Kolben (16) aufnimmt, die mit ihren aus den Bohrungen ragenden Enden - gegebenenfalls über sogenannte Gleitschuhe (15) - an die Innenseite eines Hubrings (13) gedrückt werden, wobei die etwa radial verlaufenden Bohrungen (17) über im Rotor etwa axial verlaufende Bohrungen (26) und einem zwischen Rotor und Gehäuse (10) der Maschine angeordneten Steuerspiegel (32) mit zwei im Gehäuse (10) ausgebildeten bogenförmigen Mündungen (30, 31) von zwei in diesem Gehäuse ausgebildeten Kanälen (28, 29) in Verbindung stehen, die die Niederdruck- bzw. Hochdruckseite der Maschine bilden und der Steuerspiegel (32) unmittelbar an den Mündungen (30, 31) der Stirnseite des Gehäuses (10) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Steuerspiegel (32) und Rotor (18) eine am Steuerspiegel anliegende Ausgleichsplatte (39) befindet, an der ein Dichtring (43) aus elastischem Werkstoff anliegt, welcher in der axial verlaufenden Bohrung (26) angeordnet ist und an welchen sich wiederum ein ebenfalls in dieser Bohrung angeordneter, ringförmiger Ausgleichskolben (41) unter Flüssigkeitsdurck und der Kraft einer Feder (42) anlegt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich sowohl der Dichtring (43) wie auch der Ausgleichskolben (41) in einer zylindrischen Erweiterung (40) an den Mündungen der Bohrungen (26) befinden.

3. Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte von Dichtring (43) und Ausgleichskolben (41) im Querschnitt die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisen, wobei die schrägen Seiten aneinanderliegen.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskolben aus einem härteren Material bestehen als die Dichtringe (43).

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Wellfeder oder ein Elastomer ist.

Zeichnung