CN102224344A - 滑片泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滑片泵，其具有：安装在泵壳体内且由轴驱动的转子；安装在该转子的外周内的多个叶片板；包围转子和叶片板的外环，其中该外环直接设置在泵壳体内，或者设置在可在泵壳体内沿着预定的轨道运动的调节环内。本发明的目的在于，改进一种具有新式的泵腔几何形状的新式的滑片泵，所述滑片泵在滑片泵的结构形式中确保尤其是在从4500转/分钟直至超过6000转/分钟的范围内的转速的情况下，在流体技术上优化地完全填充泵腔，并且此外所述滑片泵可在制造技术上简单地制造。根据本发明的滑片泵具有横向沟槽（12），所述横向沟槽设置在转子（3）的圆筒形侧面内且设置在叶片板（5）的支承槽（4）之间，并且在总转子宽度上延伸且平行于叶片板（5）的支承槽（4）设置成与支承槽（4）间隔支承腹板（11），其特征在于，该横向沟槽（12）具有非对称的横截面走向（13），所述横截面走向在每个蜂窝腔（10）内具有最低点（14），所述最低点在旋转方向上观察，总是设置成在蜂窝腔中间轴线（15）之后。

Description

滑片泵
技术领域
本发明涉及一种滑片泵(Flügelzellenpumpen)，其具有：安装在泵壳体内且由轴驱动的转子；安装在该转子的外周内的多个叶片板；包围转子和叶片板的外环，其中该外环直接设置在泵壳体内，或者设置在可在泵壳体内沿着预定的轨道运动的调节环内。
背景技术
在现有技术中已经说明了滑片泵的不同的实施方式。因此，例如DE 29 14 282 C2以及DE 103 53 027 A1分别说明了具有用于实现可变的输送功率的可线性移动的调节环的可调节的滑片泵。
在DE 195 33 686 C2中已经说明了具有可围绕螺栓转动地安装的调节环的可调节的滑片泵的另一种结构形式。
多数情况下，在滑片泵的转子的两侧一方面设置有抽吸肾状件（Saugniere），并且另一方面相对于该抽吸肾状件偏移180°地设置有压力肾状件（Druckniere）。
所有上述结构形式共同的是，在分隔元件的支承位置之间的内环总是构成弧形，也就是说，根据相应的内环的外径构成为圆弧形。
在其它保护权/保护权申请中，例如在DE 33 34 919 C2，DE 44 42 083 A1中或也在DE 602 07 401 T2中，已经说明了具有可变的输送功率的滑片泵的结构形式，在所述滑片泵中，在每个蜂窝腔的下边缘上/内，也就是说，在相应的转子的“圆筒形侧面”内，在整个转子宽度上延伸、平行于叶片板的支承槽设置在每个蜂窝腔的下边缘上、与支承槽隔开、相对于每个蜂窝腔的中间轴线总是对称地构成、在其横截面中为皿形的、大多几乎成形为梯形的横向沟槽被设置，所述横向沟槽应该经常将相应的泵蜂窝腔的体积提高到对于相应的结构形式而言可能的最大值。
在另一个保护权申请中，例如在DE 10 2004 019 326 A1中，已经说明了其它叶片泵，例如滚子叶片泵，在所述滚子叶片泵中，在每个蜂窝腔的下边缘上/内，也就是说，又在转子的“圆筒形侧面”内，相对于每个蜂窝腔的中间轴线对称地构成、在整个转子宽度上延伸、平行于圆筒形滚子的支承件设置在每个蜂窝腔的下边缘上，在其横截面中几乎为矩形的、皿形地成形的横向沟槽被设置，所述横向沟槽同样应该明显提高相应的泵腔的体积，并且在这里介绍的结构形式中甚至应当大致加倍。
在DE 10 2006 061 326 A1中介绍了另一种叶片泵。在这种情况下，其为流量可调节的摆动式滑阀机，在所述摆动式滑阀机中，在图1中，不但在每个蜂窝腔的下边缘上/内，也就是说，在内转子的“圆筒形侧面”内，而且同时在外转子的“圆筒形侧面”，同样在整个转子宽度上延伸、相对于每个蜂窝腔的中间轴线同样对称地构成、在内转子的“圆筒形侧面”内在其横截面中为半圆并且在外转子的“圆筒形侧面”内在其横截面中几乎为梯形、成形为皿形的横向沟槽被设置，所述横向沟槽甚至在非常特殊的滑片泵的这个结构形式中应该使相应的泵腔的体积尽可能扩大到最大值。
如在所述现有技术中所示，数十年以来泵设计者力求借助于设置在完全不同的滑片泵结构形式的转子壁内的、相对于相应的蜂窝腔的中间轴线对称地构成的“孔口”(Freimachung)提供总是尽可能大的入流横截面，以用于尽可能好地填充排挤蜂窝(Verdr?ngerzellen)。
那么根据转子相对于外环的相应的偏心度，相应的泵结构形式借助于该解决方案将输送体积流从抽吸肾状件泵入压力肾状件。
但是迄今为止，目前的现有技术的滑片泵的上述结构形式的明显的缺点在于，在4500转/分钟直至超过6000转/分钟的范围内的驱动转速的情况下（也就是说，在使用该滑片泵例如作为直接由机动车发动机的曲轴驱动的油泵时），出现高的损耗功率、随着上升的转速急剧增加的噪音形成以及随着上升的转速同样急剧增加的磨损。
发明内容
现在，本发明的目的在于，改进一种滑片泵，所述滑片泵避免了现有技术的上述缺点，并且相对于在现有技术中已经说明的泵结构形式，尤其是在4500转/分钟直至超过6000转/分钟的转速范围内，除了损耗功率外，还明显减少了噪音形成和磨损，在此而在制造技术上可简单地制造，并且所述滑片泵此外在所有转速范围内具有高可靠性、高使用寿命、高特定输出体积流和高效率的特点。
根据本发明，该目的通过一种滑片泵得以实现，所述滑片泵具有安装在泵壳体（1）内的、由轴（2）驱动的转子（3），安装在转子（3）的支承槽（4）内的多个叶片板（5）和包围转子（3）和叶片板（5）的外环（6），具有设置在泵壳体（1）内的抽吸肾状件（8）和相对于该抽吸肾状件偏移180°地设置在泵壳体（1）内的压力肾状件（9），具有在每个蜂窝腔（10）的下边缘上，也就是说在转子（3）的圆筒形侧面内，在支承槽（4）之间在整个转子宽度上延伸，平行于叶片板（5）的支承槽（4）设置，与支承槽（4）间隔有支承腹板（11）的横向沟槽（12），其特征在于，该横向沟槽（12）具有非对称的横截面走向（13），所述横截面走向在每个蜂窝腔（10）内具有最低点（14），所述最低点在旋转方向上观察，总是设置在蜂窝腔中间轴线（15）之后。
借助于在滑片泵中横向沟槽（12）的横截面走向（13）的这个根据本发明的非对称的构造，令人吃惊的是，明显减少了在从4500转/分钟直至超过6000转/分钟的转速范围内相对于在现有技术中已经说明的泵结构形式的损耗功率、噪音形成和磨损。
在此，根据本发明的解决方案在制造技术上可简单地制造，并且在所有转速范围内具有高可靠性、高使用寿命、高特定输出体积流和高效率的特点。
在一系列试验中确定，具有对称地极其“扩大的”蜂窝几何形状的所述现有技术的滑片泵的蜂窝腔，尤其是在从4500转/分钟直至超过6000转/分钟的转速范围内，在“抽吸阶段”期间不再“完全地”被填充。
由于蜂窝腔的这个“不完全的”填充，在现有技术中已经说明的具有对称地扩大的蜂窝腔的滑片泵导致穴蚀现象，所述穴蚀现象是在从4500转/分钟直至超过6000转/分钟的转速范围内出现的噪音形成、在该转速范围内出现的磨损、以及在该转速范围内出现的损耗功率的原因。
与此相反，令人惊讶的是，在根据本发明的解决方案借助新式的蜂窝腔几何形状进行的一系列试验中，甚至在从4500转/分钟直至超过6000转/分钟的范围内的转速的情况下，总是毫无问题地实现了根据本发明的蜂窝腔（10）的优化的、完全的、无穴蚀的填充。
此外，根据本发明的新式的具有非对称的横截面走向（13）的在每个蜂窝腔（10）内具有在旋转方向上观察总是位于蜂窝腔中间轴线（15）之后的最低点（14）的横向沟槽（12），由于其优化的，非常特定的流动技术的构造，而且在总的转速范围内确保泵腔的低摩擦的且在流动技术上优化的完全的填充。
也显著的是，借助于根据本发明的解决方案，即使在从4500转/分钟直至超过6000转/分钟的范围内的到目前为止非常临界的转速情况下，除了蜂窝腔（10）的完全的并且优化的填充外，同时也相对于迄今为止的现有技术确保了蜂窝腔（10）的非常优化的且快速的、低摩擦的排空。
此外，在本文中非常有利的是，根据本发明的横向沟槽（12）在制造技术上也能够非常简单地制造。
在借助根据本发明的解决方案进行的一系列试验中确定，借助于根据本发明的非对称的泵蜂窝横截面也出现令人吃惊的效果，所述效果也许是结合流入蜂窝腔中的液体在叶片板上的反射而引起。
通过根据本发明的解决方案而引起的令人吃惊的所有这些效果确保了甚至在超过5000转/分钟时完全地填充泵腔，也确保泵腔的优化的排空，并且在此同时也显著地减少在滑片泵中的损耗功率和磨损。
由从属权利要求以及结合用于根据本发明的解决方案的两个附图的根据本发明的实施例的下面的说明中获得本发明的特别有利的实施形式、细节和其它特征。
附图说明
现在将借助于结合两个附图的实施例详细阐述本发明。
在此附图示出：
图1示出根据本发明的滑片泵的侧视图（没有侧面的封盖）；
图2示出根据图1的根据本发明的横向沟槽12的横截面走向13（在极坐标中）。
具体实施方式
在图1中在侧视图中示出根据本发明的没有封盖的滑片泵，所述滑片泵具有安装在泵壳体1内并且由轴2（在该实施例中由曲轴）直接驱动的转子3、在转子3的支承槽4内可径向移动地安装的多个叶片板5和包围转子3和叶片板5的外环6。
在该实施例中，该外环6设置在可旋转地安装的、设置有调节杆20的调节滑块7内。
安装在泵壳体1内的压簧21紧贴在调节杆20的一侧上。
在调节杆20的对侧上设置有经由入流孔22由通道的控制压力加载的控制压力腔23。
此外，在泵壳体1内存在抽吸肾状件8以及与该抽吸肾状件偏移180°设置的压力肾状件9。
在转子3的每个蜂窝腔10的下边缘上，在叶片板5的支承槽4之间，在总宽度上，也就是说沿着转子3的侧面延伸的，平行于叶片板5的支承槽4设置的，与支承槽4间隔有支承腹板11的横向沟槽12被设置。
根据本发明，这些横向沟槽12，如已经所述，具有非对称的横截面走向13，所述横截面走向在蜂窝腔10的每一个中具有最低点14，所述最低点在旋转方向上观察总是设置在蜂窝腔中间轴线15之后，其中该最低点14大致以转子3的外径的1%至8%位于转子3的假想地使支承腹板11相互连接的该想象的外径之下。
此外具有的特征是，横向沟槽12在转子3上的非对称的横截面走向13，如在该实施例中所示，也能够通过四次多项式来说明。
根据本发明，基于该实施例的在大约－0.42rad至＋0.42rad的范围内的多项式被限定并且内容为：y = 39.33695 x4－31.29170 x3＋0.4913634 x2＋5.285977 x＋32.22082。
该功能走向，作为根据本发明的横向沟槽12的可能的横截面走向13中的一个，在图2中在vg.界限内示出。
蜂窝腔10的在图1示出的横向沟槽12也总是具有在图2示出的根据本发明的横截面走向13。
在图1中示出的7叶片的滑片泵中，部段的宽度（包括配属的叶片板部分）为51.4285°。
如果观察在蜂窝腔10内的转子壳，那么其首先紧邻在从两侧限定蜂窝腔10的支承槽4旁，也就是说，在支承腹板11的范围内（在该实施例中，两侧在大约5%的蜂窝腔10的“宽度范围”上）顺着“最初的”转子外径。
在此形成的紧邻在叶片板5的支承槽4旁设置的支承腹板11确保了即便在滑片泵的高应力的情况下转子3的必需的力传递和刚性。
那么在旋转方向上观察，第二区域顺着被观察的蜂窝腔10的“第一”支承腹板11在蜂窝腔10的宽度的大约63%上沿着假想的“最初的”转子外径，在所述第二区域中，横向沟槽12的横截面走向13降至最低点14，在该实施例中降到半径31.5mm，也就是说下降1.9mm（66.8mm的最初的转子半径的2.85%）。
顺着该第二区段在最低点14之后，在横向沟槽12的横截面走向13中的第三区段相对迅速地再次上升，并且在蜂窝腔10的宽度的大约27%之后沿着假想的转子外径就已经再次达到转子3的最初的外径。
那么如已经所述，转子3的最初的外径的走向作为第二支承腹板11，在该实施方式中在蜂窝腔10的大约5%的范围上沿着转子3的最初的外径保持直至支承槽4。
借助于横向沟槽12的横截面走向13的这个根据本发明的非对称的构造，在滑片泵中令人吃惊地总是确保泵腔的低摩擦的并且在流体技术上优化的完全的填充。
通过根据本发明的解决方案，即便是在从4500转/分钟直至甚至超过6000转/分钟的范围内的到目前为止非常临界的转速情况下，也尤其能够毫无问题地确保蜂窝腔10的优化的完全的填充，以及蜂窝腔10的优化的快速的并且低摩擦的排空。
在此，根据本发明的横向沟槽12此外也可在制造技术上简单地制造。
在此，具有根据本发明的非对称的横向沟槽的滑片泵相对于现有技术的结构形式也具有的特点是，即便在非常高的转速的情况下的低噪音运转。
如已经所述，在借助根据本发明的解决方案进行的一系列试验中确定，借助于在这里提出解决方案也能够明显降低滑片泵的磨损，并且也能够使损耗功率最小化。
此外，总而言之也能够确定，借助于根据本发明的解决方案，在高可靠性和高使用寿命的情况下，能够确保在低转速，但是尤其也在高转速的情况下，也就是说在从4500转/分钟直至超过6000转/分钟的范围内的具有高效率的高的特定输送体积流。
在图1中示出的实施例中，在转子3中配合有导环19，所述导环紧贴在叶片板5的“内置的”正侧16上，所述叶片板本身又借助“外置的”正侧16紧贴的外环6上。
在此具有的特征是，根据本发明的滑片泵的叶片板5在其正侧16处倒圆。
在本实施例中，设置在叶片板5的正侧16处的半径对应于在叶片板5的正侧16之间的一半的距离。
因此除了蜂窝腔在外环6处的优化的和低摩擦、低磨损的密封外，同时也确保了在轴2的整个运转期间在导环19处的优化的、低摩擦和低磨损的引导。
根据本发明，在叶片板5的设置在转子3内的支承槽4的壁部17内也设置有润滑袋18，所述润滑袋明显使叶片板5和支承槽4之间的磨损最小化。
结合根据本发明的解决方案在图1中示出的控制压力腔23在两侧分别由密封板条24密封，其中密封板条24在各自配属的并且由通道的控制压力压力加载的导向腔槽25内可移动地安装。
在本文中有利的是，在导向腔槽25内（在密封板条24下方）设置有弹性元件，例如在图1所示的板簧27，所述板簧确保当滑片泵（马达）停机/停止时，密封板条24也仍压靠在泵壳体1上。
根据本发明，导向腔槽25通过连接通道26与控制压力腔23连通，使得其能够安全地由通道的经由入流孔22流入的控制压力加载，并且因此甚至在极端条件下也确保了借助于密封板条24在最小结构形式的情况下压力腔23的高可靠的和非常安全的密封。
附图标记：
1       泵壳体 (Pumpengeh?use)
2       轴 (Welle)
3       转子 (Rotor)
4       支承槽 (Lagernuten)
5       叶片板 (Flügelplatten)
6       外环 (Au?enring)
7       调节滑块 (Stellschieber)
8       抽吸肾状件 (Saugniere)
9       压力肾状件 (Druckniere)
10     蜂窝腔 (Zellenkammer)
11     支承腹板 (Lagersteg)
12     横向沟槽 (Querrillen)
13     横截面走向 (Querschnittsverlauf)
14     最低点 (Tiefstpunkt)
15     蜂窝腔中间轴线 (Zellenkammermittenachse)
16     正侧 (Stirnseite)
17     壁部 (Wandung)
18     润滑袋 (Schmiertasche)
19     导环 (Führungsring)
20     调节杆 (Stellhebel)
21     压簧 (Druckfeder)
22     入流孔 (Zustr?m?ffnung)
23     控制压力腔 (Steuerdruckkammer)
24     密封板条 (Dichtleiste)
25     导向腔槽 (Führungskammernuten)
26     连接通道 (Verbindungskanal)
27     板簧 (Blattfeder)
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.滑片泵，其具有安装在泵壳体（1）内的、由轴（2）驱动的转子（3），安装在转子（3）的支承槽（4）内的多个叶片板（5）和包围转子（3）和叶片板（5）的外环（6），具有设置在泵壳体（1）内的抽吸肾状件（8）和相对于该抽吸肾状件偏移180°地设置在泵壳体（1）内的压力肾状件（9），具有在每个蜂窝腔（10）的下边缘上，也就是说在转子（3）的圆筒形侧面内，在支承槽（4）之间在整个转子宽度上延伸，平行于叶片板（5）的支承槽（4）设置，与支承槽（4）间隔有支承腹板（11）的横向沟槽（12），其特征在于，该横向沟槽（12）具有非对称的横截面走向（13），所述横截面走向在每个蜂窝腔（10）内具有带有所述转子（3）的最小的半径的最低点（14），所述最低点在旋转方向上观察，总是设置在蜂窝腔中间轴线（15）之后。
2.如权利要求1所述的滑片泵，其特征在于，所述最低点（14）大致以外径的1%至8%位于所述转子（3）的使所述支承腹板（11）相互连接的想象的外径之下。
3.如权利要求1所述的滑片泵，其特征在于，所述叶片板（5）在其正侧（16）处倒圆，也就是说构成球形。
4.如权利要求3所述的滑片泵，其特征在于，所述叶片板（5）在其正侧（16）处设置有半径。
5.如权利要求4所述的滑片泵，其特征在于，设置在所述叶片板（5）的所述正侧（16）处的半径对应于在所述正侧（16）之间的一半的距离。
6.如权利要求1所述的滑片泵，其特征在于，在所述叶片板（5）的设置在所述转子（3）内的所述支承槽（4）的壁部17内设置有润滑袋（18）。
7.如权利要求1所述的滑片泵，其特征在于，所述外环（6）设置在可旋转地安装的、设置有调节杆（20）的调节滑块（7）内，其中安装在所述泵壳体（1）内的压簧（21）紧贴在所述调节杆（20）的一侧上，并且经由入流孔（22）由通道的控制压力加载的控制压力腔（23）设置在所述调节杆（20）的对侧上。
8.如权利要求7所述的滑片泵，其特征在于，所述控制压力腔（23）在两侧分别由密封板条（24）密封，所述密封板条（24）本身分别在配属的、压力加载的导向腔槽（25）内可移动地安装。
9.如权利要求8所述的滑片泵，其特征在于，所述导向腔槽（25）通过连接通道（26）与所述控制压力腔（23）连通。
10.如权利要求8所述的滑片泵，其特征在于，在所述导向腔槽（25）内在所述密封板条（24）下方设置有板簧（27）。

Claims (12)

1.滑片泵，其具有安装在泵壳体（1）内的、由轴（2）驱动的转子（3），安装在转子（3）的支承槽（4）内的多个叶片板（5）和包围转子（3）和叶片板（5）的外环（6），具有设置在泵壳体（1）内的抽吸肾状件（8）和相对于该抽吸肾状件偏移180°地设置在泵壳体（1）内的压力肾状件（9），具有在每个蜂窝腔（10）的下边缘上，也就是说在转子（3）的圆筒形侧面内，在支承槽（4）之间在整个转子宽度上延伸，平行于叶片板（5）的支承槽（4）设置，与支承槽（4）间隔有支承腹板（11）的横向沟槽（12），其特征在于，该横向沟槽（12）具有非对称的横截面走向（13），所述横截面走向在每个蜂窝腔（10）内具有最低点（14），所述最低点在旋转方向上观察，总是设置在蜂窝腔中间轴线（15）之后。
2.如权利要求1所述的滑片泵，其特征在于，所述最低点（14）大致以外径的1%至8%位于所述转子（3）的使所述支承腹板（11）相互连接的想象的外径之下。
3.如权利要求1所述的滑片泵，其特征在于，所述横向沟槽（12）在所述转子（3）上的非对称的横截面走向（13）能够通过四次多项式来说明。
4.如权利要求3所述的滑片泵，其特征在于，所述多项式的内容为：y = 39.33695 x4－31.29170 x3＋0.4913634 x2＋5.285977 x＋32.22082，并且在大约－0.42rad至＋0.42rad的范围（界限）内（被限定）延伸。
5.如权利要求1所述的滑片泵，其特征在于，所述叶片板（5）在其正侧（16）处倒圆，也就是说构成球形。
6.如权利要求5所述的滑片泵，其特征在于，所述叶片板（5）在其正侧（16）处设置有半径。
7.如权利要求6所述的滑片泵，其特征在于，设置在所述叶片板（5）的所述正侧（16）处的半径对应于在所述正侧（16）之间的一半的距离。
8.如权利要求1所述的滑片泵，其特征在于，在所述叶片板（5）的设置在所述转子（3）内的所述支承槽（4）的壁部17内设置有润滑袋（18）。
9.如权利要求1所述的滑片泵，其特征在于，所述外环（6）设置在可旋转地安装的、设置有调节杆（20）的调节滑块（7）内，其中安装在所述泵壳体（1）内的压簧（21）紧贴在所述调节杆（20）的一侧上，并且经由入流孔（22）由通道的控制压力加载的控制压力腔（23）设置在所述调节杆（20）的对侧上。
10.如权利要求9所述的滑片泵，其特征在于，所述控制压力腔（23）在两侧分别由密封板条（24）密封，所述密封板条（24）本身分别在配属的、压力加载的导向腔槽（25）内可移动地安装。
11.如权利要求10所述的滑片泵，其特征在于，所述导向腔槽（25）通过连接通道（26）与所述控制压力腔（23）连通。
12.如权利要求10所述的滑片泵，其特征在于，在所述导向腔槽（25）内在所述密封板条（24）下方设置有板簧（27）。
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